投射型顯示裝置及其光源控制方法與流程

本發明涉及一種投射型顯示裝置及其光源控制方法。

背景技術：

已知有將汽車的前擋風玻璃或配置于前擋風玻璃的前方附近的組合器用作屏幕，將投射光投射到該屏幕來顯示圖像的汽車用hud(平視顯示器)裝置(例如，參照專利文獻1、2)。根據該hud，用戶能夠將利用從hud投射的投射光顯示于前擋風玻璃等的圖像與位于該前擋風玻璃等的背面的本車輛前方的景象重疊來辨識。

在hud中，通常有為了顯示圖像而搭載射出紅色光的光源、射出綠色光的光源以及射出藍色光的光源的裝置。

在專利文獻1中，公開有將高溫時的發光效率大幅下降的半導體激光等光源用作搭載于hud的光源的技術。

專利文獻1所記載的hud具有用于將異常狀態傳達給用戶的專用的顯示部。該hud在投射于屏幕的圖像的亮度下降的高溫環境下，停止使用光源的圖像顯示，在該顯示部進行錯誤顯示。

在專利文獻2中，公開有如下hud：利用掃描構件將來自射出紅色光的光源、射出綠色光的光源以及射出藍色光的光源的光掃描成二維狀，從而進行圖像顯示。該hud通過對基于掃描構件的掃描速度進行控制，提高應傳達給用戶的重要信息的亮度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-246236號公報

專利文獻2：日本特開2011-166396號公報

技術實現要素：

發明所要解決的問題

如汽車用的hud，在有可能在明亮環境下使用的hud中，有時希望通過將顯示圖像的亮度調高來提高可見性。尤其在考慮將故障等異常傳達給用戶的情況或者在用于汽車時將汽油少等緊急狀況傳達給用戶的情況下，提高可見性成為重要的課題。

但是，用于hud的多個光源的發光量大多依賴于溫度。因此，若在高溫下使用hud，則有可能無法將顯示圖像的亮度充分調高。

并且，若為了將顯示圖像的亮度調高而增加光源的發光量，則光源單元內的熱值也隨之增大。而且，由于該發熱導致溫度上升，因此使發光量下降，很難將顯示圖像的亮度充分調高。并且，在使用電力有限的環境下，很難提高光源的發光量。

專利文獻1通過利用專用的顯示部顯示異常狀態來通知用戶。但是，這樣一來就需要專用的顯示部，因此hud的成本增大。并且，當處于異常狀態時，不進行圖像顯示，因此不方便使用。

專利文獻2雖然能夠將重要信息的亮度調高來顯示，但是在將來自光源的光掃描成二維狀并進行圖像顯示的形式方面為有效的方法。

hud有采用所謂的場順序方式(面順序方式)的hud，該場順序方式利用紅色、綠色、藍色的圖像數據通過面順序掃描切換液晶屏，并且與此同步地將照射于液晶屏面的光按照時間順序依次以紅色光、綠色光、藍色光高速切換，在人的視網膜上合成與各顏色的光對應的殘影而獲得彩色圖像。專利文獻2所記載的方法無法適用于該場順序方式。

本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于在投射型顯示裝置中，不增加耗電量，提高特定信息的可見性，該投射型顯示裝置通過從射出不同顏色的光的多個光源以分時射出光的方式進行圖像顯示。

用于解決問題的手段

本發明的投射型顯示裝置具備：多個光源，射出不同顏色的光；投射部，將從上述多個光源射出的光中的與圖像信息相應的光投射到投射面；以及光源控制部，選擇性地進行第一控制和第二控制，所述第一控制將上述多個光源各自的發光量設定為預先確定的發光量模式，并從上述多個光源以預先確定的發光模式依次射出光，所述第二控制將上述多個光源中的特定光源的發光量設定為比利用上述發光量模式設定的發光量大的發光量，將上述多個光源中的除了上述特定光源以外的光源的發光量設定為比利用上述發光量模式設定的發光量小的發光量，并從上述多個光源以上述發光模式依次射出光。

本發明的投射型顯示裝置的光源控制方法為如下方法：上述發光模式包括第一模式和第二模式，所述第一模式交替重復從上述多個光源依次射出光的時段和從上述多個光源中的除了上述特定光源以外的光源依次射出光的時段，所述第二模式連續進行從上述多個光源依次射出光的時段，在上述光源控制步驟中，在上述第二控制中，使對上述特定光源設定的發光量在以上述第一模式依次射出光的情況下大于以上述第二模式依次射出光的情況。

發明效果

根據本發明，在通過從射出不同顏色的光的多個光源以分時射出光的方式進行圖像顯示的投射型顯示裝置中，能夠不增加耗電量便提高特定信息的可見性。

附圖說明

圖1是表示作為本發明的投射型顯示裝置的一實施方式的hud的結構的圖。

圖2是表示圖1所示的顯示單元5的結構的圖。

圖3是用于說明光源控制部50進行的第一控制的圖。

圖4是用于說明光源控制部50進行的第二控制的圖。

圖5是用于說明光源控制部50進行的第二控制的另一例的圖。

圖6是用于說明第一控制的另一例的圖。

圖7是用于說明第二控制的另一例的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。

圖1是表示作為本發明的投射型顯示裝置的一實施方式的hud的結構的圖。

圖1所示的hud具備：內置于汽車100的儀表盤3的投射單元4；以及粘貼于汽車100的前擋風玻璃1的內表面的組合器2。

投射單元4具備：顯示單元5；使從顯示單元5射出的與圖像信息相應的光反射的反射鏡6；以及用于使由反射鏡6反射的光向外部射出的開口部7。

組合器2是投射由開口部7投射的光的投射面，組合器2反射該光。汽車100的駕駛員8能夠通過觀察由組合器2反射的光來辨識與駕駛相關的信息。并且，組合器2具有反射從開口部7投射的光的同時，透射來自前擋風玻璃1的外部(外界)的光的功能。因此，駕駛員8能夠與基于由開口部7投射的光的圖像一同觀察前擋風玻璃1外的外界的景象。

圖2是表示圖1所示的顯示單元5的結構的圖。

顯示單元5具備：光源控制部50；射出紅色光的r光源51r；射出綠色光的g光源51g；射出藍色光的b光源51b；分色棱鏡53；設置在r光源51r與分色棱鏡53之間的準直透鏡52r；設置在g光源51g與分色棱鏡53之間的準直透鏡52g；設置在b光源51b與分色棱鏡53之間的準直透鏡52b；顯示元件54；顯示控制部55；投射光學系統56；以及溫度檢測部57。

r光源51r、g光源51g以及b光源51b分別使用激光以及led(lightemittingdiode)等發光元件。

溫度檢測部57檢測顯示單元5內的溫度(尤其是r光源51r、g光源51g以及b光源51b附近的溫度)，并將檢測出的溫度通知給光源控制部50。

分色棱鏡53使通過準直透鏡52r準直的r光透射而射出到顯示元件54。并且，分色棱鏡53使通過準直透鏡52g準直的g光反射而射出到顯示元件54。并且，分色棱鏡53使通過準直透鏡52b準直的b光反射而射出顯示元件54。

光源控制部50選擇性地進行第一控制和第二控制。

第一控制是如下控制：將r光源51r、g光源51g以及b光源51b各自的發光量設定為預先確定的發光量模式，并從r光源51r、g光源51g以及b光源51b以預先確定的發光模式依次射出光。

第二控制是如下控制：將r光源51r、g光源51g以及b光源51b中的作為特定光源的r光源51r的發光量設定為比利用上述發光量模式設定的發光量大的發光量，將r光源51r、g光源51g以及b光源51b中的除了特定光源以外的g光源51g以及b光源51b的發光量設定為比利用上述發光量模式設定的發光量小的發光量，并從r光源51r、g光源51g以及b光源51b以上述發光模式依次射出光。

在通過溫度檢測部57檢測的顯示單元5內的溫度超過閾值th的情況下，光源控制部50進行第二控制，在通過溫度檢測部57檢測的顯示單元5內的溫度為閾值th以下的情況下，光源控制部50進行第一控制。

顯示元件54例如由液晶顯示面板構成，該液晶顯示面板由未搭載濾色器的多個液晶顯示像素配置成二維狀。通過顯示控制部55的控制并根據構成應顯示的圖像信息的各像素的顏色分量控制顯示元件54的各液晶顯示像素的透射率。

顯示控制部55進行r透射率控制、g透射率控制以及b透射率控制，r透射率控制將各液晶顯示像素控制成與圖像信息中的紅色分量相應的透射率，g透射率控制將各液晶顯示像素控制成與圖像信息中的綠色分量相應的透射率，b透射率控制將各液晶顯示像素控制成與圖像信息中的藍色分量相應的透射率。

顯示控制部55與光源控制部50使光從r光源51r射出的時段同步地進行r透射率控制。顯示控制部55與光源控制部50使光從g光源51g射出的時段同步地進行g透射率控制。顯示控制部55與光源控制部50使光從b光源51b射出的時段同步地進行b透射率控制。

投射光學系統56是用于將從顯示元件54射出的與圖像信息相應的光投射到反射鏡6的光學系統。由投射光學系統56和反射鏡6構成投射部，投射部將從顯示元件54射出的與圖像信息相應的光投射到作為投射面的組合器2。

圖3是用于說明光源控制部50進行的第一控制的圖。在圖3中，標注“r”的塊表示使r光源51r發光的時段。標注“g”的塊表示使g光源51g發光的時段。標注“b”的塊表示使b光源51b發光的時段。各塊的高度表示發出的光的發光強度。各塊的時段的長度和發光強度的積(各塊的面積)表示各塊的發光量。

在圖1所示的hud中，通過將與駕駛相關的信息作為動態圖像顯示于顯示元件54，來將該信息提供給駕駛員。以下，將使構成該動態圖像的各靜止圖像顯示于顯示元件54的時段稱作場。

在圖3的例子中，光源控制部50將r光源51r、g光源51g以及b光源51b各自的發光量設定為所有發光量為相同的發光量模式，使r光源51r、g光源51g以及b光源51b以按照該順序依次發光的發光模式射出光。

圖4是用于說明光源控制部50進行的第二控制的圖。

在圖4的例子中，光源控制部50使r光源51r的發光強度比圖3的第一控制時大，使g光源51g以及b光源51b各自的發光強度比圖3的第一控制時小。由此，使r光源51r的發光量比第一控制時大，使g光源51g以及b光源51b各自的發光量比第一控制時小。

圖5是用于說明光源控制部50進行的第二控制的另一例子的圖。

在圖5的例子中，光源控制部50使r光源51r的發光時段比圖3的第一控制時長，使g光源51g以及b光源51b各自的發光時段比圖3的第一控制時短。由此，使r光源51r的發光量比第一控制時大，使g光源51g以及b光源51b各自的發光量比第一控制時小。

在圖1所示的hud中，在通過駕駛員8確認的動態圖像中，用紅色表示應通知給駕駛員的重要信息。作為重要信息，例如可以舉出通知汽油不足的信息、通知行人位于汽車100附近的信息、通知汽車100的時速的信息等。

在用作r光源51r、g光源51g以及b光源51b的發光元件中存在發光強度隨著溫度上升而下降的發光元件。例如，在將led用作發光元件的情況下，r光源51r的相對于溫度上升的發光強度的下降程度比g光源51g以及b光源51b要大。

因此，若通過溫度檢測部57檢測出的溫度超過r光源51r的發光強度開始大幅下降的閾值th，則作為重要信息顯示的紅色文字的顯示亮度就會下降，有可能無法將重要信息明確地傳達給駕駛員8。

因此，在通過溫度檢測部57檢測出的溫度超過閾值th的情況下，光源控制部50進行第二控制。

在第二控制中，r光源51r的發光量雖然比第一控制增多，但是g光源51g以及b光源51b的發光量比第一控制減少。因此，不會使因3個光源整體的發光產生的熱值以及耗電增加，而是使作為特定光源的r光源51r的發光量增加，從而能夠確保重要信息的可見性。

在圖3的例子中，r光源51r的發光強度、g光源51g的發光強度以及b光源51b的發光強度雖然分別相同，但是利用任意模式設定各發光強度即可。

在該情況下，在第二控制中，也使r光源51r的發光強度大于第一控制，并且使g光源51g以及b光源51b各自的發光強度小于第一控制即可。或者，在第二控制中，也使r光源51r的發光時間比第一控制長，并且使g光源51g以及b光源51b各自的發光時間比第一控制短即可。

另外，在第二控制中，也可以將g光源51g以及b光源51b各自的發光量設為零。通過這樣設定，能夠使r光源51r的發光量最大化，從而能夠充分確保重要信息的可見性。

光源控制部50也可以根據重要信息的重要度控制第二控制時的g光源51g以及b光源51b各自的發光量。

例如，在顯示通知行人跳出來的信息的情況下，光源控制部50將g光源51g以及b光源51b各自的發光量設為零，將該圖像的可見性提高到最大。

另一方面，在顯示通知時速的信息的情況下，光源控制部50將g光源51g以及b光源51b各自的發光量例如設為第一控制時的80％左右。通過這樣設定，能夠根據駕駛狀況靈活地控制。

如上所述，通過第一控制和第二控制使通過3個光源的發熱產生的總溫度和為了使3個光源動作而所需的總耗電不變，從而實現hud的低耗電。

圖6是用于說明第一控制的另一例子的圖。

圖6所示的第一控制時的光源的發光模式是交替重復rgb發光時段和gb發光時段的第一模式，所述rgb發光時段例如連續進行1秒使從r光源51r、g光源51g以及b光源51b依次射出光的場，所述gb發光時段例如連續進行1秒使從g光源51g以及b光源51b射出光的場。

另外，圖4所示的第一控制時的光源的發光模式成為連續進行圖6所示的rgb發光時段的第二模式。

當光源控制部50進行圖6所示的第一控制時，駕駛員8看到的圖像中的紅色部分呈每隔1秒閃爍的狀態。在hud中，如該第一控制，通過將用紅色部分表示的重要信息閃爍顯示，提高重要信息的可見性。

光源控制部50在進行圖6所示的第一控制來代替圖3所示的第一控制的情況下，進行圖7所示的控制作為第二控制。在圖7所示的第二控制中，g光源51g以及b光源51b的發光強度雖然與圖4所示的第二控制時相同，但是使r光源51r的發光強度大于圖4所示的第二控制時的r光源51r的發光強度。

在圖7所示的第二控制中，在gb發光時段，r光源51r不發光，在該時段抑制r光源51r的溫度上升。并且，在該時段中不需要用于使r光源51r發光的電力。由此，在rgb發光時段中，存在大幅提高r光源51r的發光強度的余地。因此，通過使r光源51r的發光強度比圖4所示的第二控制時大，能夠進一步提高重要信息的可見性。

在當前為止的說明中，雖然例舉r光源51r作為特定光源，但是特定光源也可以是g光源51g或b光源51b。并且，雖然以包含r光源51r、g光源51g以及b光源51b這3個光源的hud為例子，但是光源的數量可以是2個或4個以上。

并且，光源控制部50雖然根據通過溫度檢測部57檢測出的溫度切換第一控制和第二控制，但是在需要顯示重要信息的情況下(例如，汽油逐漸不足而需要顯示通知該狀況的信息的情況下)，可以在該時刻從第一控制切換為第二控制。或者，也可以設置檢測外界的明度的照度傳感器，在通過照度傳感器檢測出的明度為規定以上的情況下，從第一控制切換為第二控制。

如以上說明，在本說明書中公開了以下事項。

所公開的投射型顯示裝置具備：多個光源，射出不同顏色的光；投射部，將從上述多個光源射出的光中的與圖像信息相應的光投射到投射面；以及光源控制部，選擇性地進行第一控制和第二控制，所述第一控制將上述多個光源各自的發光量設定為預先確定的發光量模式，并從上述多個光源以預先確定的發光模式依次射出光，所述第二控制將上述多個光源中的特定光源的發光量設定為比利用上述發光量模式設定的發光量大的發光量，將上述多個光源中的除了上述特定光源以外的光源的發光量設定為比利用上述發光量模式設定的發光量小的發光量，并從上述多個光源以上述發光模式依次射出光。

在所公開的投射型顯示裝置中，上述光源控制部將在上述第二控制中對除了上述特定光源以外的光源設定的發光量設為零。

在所公開的投射型顯示裝置中，上述多個光源包括：射出紅色光的紅色光源；射出綠色光的綠色光源；以及射出藍色光的藍色光源，上述特定光源是上述紅色光源。

所公開的投射型顯示裝置還具備檢測溫度的溫度檢測部，在通過上述溫度檢測部檢測的溫度超過閾值的情況下，上述光源控制部進行上述第二控制，在通過上述溫度檢測部檢測的溫度為上述閾值以下的情況下，進行上述第一控制。

在所公開的投射型顯示裝置中，上述發光模式包括第一模式和第二模式，所述第一模式交替重復從上述多個光源依次射出光的時段和從上述多個光源中的除了上述特定光源以外的光源依次射出光的時段，所述第二模式連續進行從上述多個光源依次射出光的時段，上述光源控制部在上述第二控制中，使對上述特定光源設定的發光量在以上述第一模式依次射出光的情況下大于以上述第二模式依次射出光的情況。

所公開的光源控制方法為投射型顯示裝置的光源控制方法，所述投射型顯示裝置具備：射出不同顏色的光的多個光源；以及將從上述多個光源射出的光中的與圖像信息相應的光投射到投射面的投射部，所述光源控制方法具備光源控制步驟，所述光源控制步驟選擇性地進行第一控制和第二控制，所述第一控制將上述多個光源各自的發光量設定為預先確定的發光量模式，并從上述多個光源以預先確定的發光模式依次射出光，所述第二控制將上述多個光源中的特定光源的發光量設定為比利用上述發光量模式設定的發光量大的發光量，將上述多個光源中的除了上述特定光源以外的光源的發光量設定為比利用上述發光量模式設定的發光量小的發光量，并從上述多個光源以上述發光模式依次射出光。

所公開的光源控制方法在上述光源控制步驟中，將在上述第二控制中對除了上述特定光源以外的光源設定的發光量設為零。

在所公開的光源控制方法中，上述多個光源包括：射出紅色光的紅色光源；射出綠色光的綠色光源；以及射出藍色光的藍色光源，上述特定光源是上述紅色光源。

所公開的光源控制方法在上述光源控制步驟中，在通過檢測溫度的溫度檢測部檢測的溫度超過閾值的情況下，進行上述第二控制，在通過上述溫度檢測部檢測的溫度為上述閾值以下的情況下，進行上述第一控制。

在所公開的光源控制方法中，上述發光模式包括第一模式和第二模式，所述第一模式交替重復從上述多個光源依次射出光的時段和從上述多個光源中的除了上述特定光源以外的光源依次射出光的時段，所述第二模式連續進行從上述多個光源依次射出光的時段，在上述光源控制步驟中，在上述第二控制中，使對上述特定光源設定的發光量在以上述第一模式依次射出光的情況下大于以上述第二模式依次射出光的情況。

工業實用性

本發明尤其適用于車載用的hud，便利性高且有效。

雖然參照特定的實施方式對本發明進行了詳細說明，但是作為本領域技術人員應該可以理解，在不脫離本發明的精神和范圍內能夠進行各種變更或修正。

本申請基于2014年9月29日申請的日本專利申請(日本專利申請2014-198453)，其內容通過參照引用于本說明書中。

符號說明

50-光源控制部，51r-紅色光源，51g-綠色光源，51b-藍色光源。