JP2018200814A - Display unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に関し、詳しくは、フィールドシーケンシャル方式で画像を表示する表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device that displays an image in a field sequential manner.
フィールドシーケンシャル方式で画像を表示する表示装置として、例えば特許文献1に開示されたものがある。特許文献1に係る表示装置は、発光色が異なる複数の光源からの光を、反射型の表示素子であるDMD(Digital Micro-mirror Device)で反射させることで画像を生成する。この表示装置は、例えばフォトダイオードからなる光強度検出部によって検出された光源の発光強度が、設定された目標光強度に近づくようにフィードバック制御による調光制御を行っている。
As a display device that displays an image by a field sequential method, for example, there is one disclosed in
上記のような表示装置では、例えば、装置の周囲が暗くなったことに応じて目標光強度が比較的小さく設定された場合、当該目標光強度に合わせて光源の発光強度も小さく制御される。この場合、光強度検出部が都度検出する発光強度が小さくなりすぎてしまい、現在の発光強度を正確に特定できず、正確な調光制御を実現できないおそれがある。 In the display device as described above, for example, when the target light intensity is set to be relatively small in accordance with the darkness of the periphery of the device, the light emission intensity of the light source is controlled to be small in accordance with the target light intensity. In this case, the light emission intensity detected by the light intensity detection unit is too small, and the current light emission intensity cannot be accurately specified, and there is a possibility that accurate light control cannot be realized.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、良好な調光制御を行うことができる表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a display device capable of performing good light control.
上記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、
フィールドシーケンシャル方式で画像を表示する表示装置であって、
複数色の光を出射する光出射手段と、
前記画像の表示周期であるフレーム期間を時間分割したサブフレーム期間毎に異なる色の光を出射するように前記光出射手段をフィールドシーケンシャル方式で駆動制御する駆動制御手段と、
前記光出射手段が出射した出射光に基づいて前記画像を表す光を生成する表示素子と、
前記出射光の色毎の光強度を検出する光強度検出手段と、
前記サブフレーム期間よりも長い所定期間における前記光強度の総和を示す総和情報を前記駆動制御手段に供給する積分手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、
今回の前記所定期間における前記総和情報に基づいて前記光強度の各色の比率を算出し、算出した前記比率が設定された目標光強度の各色の比率に一致するように、今回の前記所定期間の経過後に前記光出射手段を駆動制御するとともに、
今回より前の前記所定期間における前記総和情報に基づいて算出した前記光強度の各色の比率が前記目標光強度の各色の比率に一致するように、今回の前記所定期間内においても前記光出射手段を駆動制御する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a display device according to the present invention includes:
A display device that displays an image in a field sequential manner,
A light emitting means for emitting light of a plurality of colors;
Drive control means for driving and controlling the light emitting means in a field sequential manner so as to emit light of different colors for each subframe period obtained by time-dividing a frame period which is a display period of the image;
A display element that generates light representing the image based on the emitted light emitted by the light emitting means;
A light intensity detecting means for detecting a light intensity for each color of the emitted light;
Integrating means for supplying sum information indicating the sum of the light intensities in a predetermined period longer than the subframe period to the drive control means,
The drive control means includes
The ratio of each color of the light intensity is calculated based on the total information for the predetermined period of time, and the ratio of the color of the target light intensity is set so that the calculated ratio matches the ratio of each color of the set target light intensity. Drive control of the light emitting means after elapse,
The light emitting means also in the predetermined period of this time so that the ratio of each color of the light intensity calculated based on the total information in the predetermined period before this time coincides with the ratio of each color of the target light intensity. Drive control,
It is characterized by that.
本発明によれば、良好な調光制御を行うことができる。 According to the present invention, good dimming control can be performed.
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る表示装置1は、図1に示すように、車両2のダッシュボードに配設されるヘッドアップディスプレイ(HUD:Head-Up Display)装置として構成され、図2に模式的に示す画像Mを表す表示光Lをウインドシールド3(フロントガラス)に向けて出射する。ウインドシールド3で反射した表示光Lは、ウインドシールド3の前方に画像Mの虚像Vとして観察者4(主に、車両2の運転者)に視認される。このようにして、表示装置1は、車両2の前方の景色に重ねて、虚像Vとして視認される画像Mを表示する。画像Mは、例えば、車速、エンジン回転数、ナビゲーション情報などの車両2に関する車両情報を報知するための画像である。なお、車両情報は、車両2自体の情報だけでなく、車両2の外部の情報も含む。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
表示装置1は、図2に示すように、照明装置10と、照明光学系30と、表示素子40と、投射光学系50と、スクリーン60と、反射光学系70と、筐体80と、を備える。また、表示装置1は、図4に示す光源駆動装置5を備える。
As shown in FIG. 2, the
照明装置10は、後述する光RGB(照明光C)を、照明光学系30に向けて出射するものであり、図3に示すように、光源部11(光出射手段の一例)と、回路基板12と、合波手段13と、輝度ムラ低減手段14と、透過膜15と、を備える。
The
光源部11は、赤色光Rを発する光源11r(以下、赤色光源とも呼ぶ)と、緑色光Gを発する光源11b(以下、緑色光源とも呼ぶ)と、青色光Bを発する光源11b(以下、青色光源とも呼ぶ)とを有する。光源11r,11g,11bの各々は、例えば、発光ダイオード(LED(Light Emitting Diode))から構成されている。光源11r,11g,11bの各々は、光源駆動装置5によってフィールドシーケンシャル方式で駆動され、所定の光強度及びタイミングで発光する。回路基板12は、例えばプリント回路板からなり、光源11r,11g,11bが実装されている。
The
合波手段13は、光源11r,11g,11bから出射され、到達した光R,G,Bを合波して、光RGBとして出射するものである。具体的には、合波手段13は、反射鏡からなる反射部13aと、特定の波長の光を反射するがその他の波長の光は透過するダイクロイックミラーからなる合波部13b及び13cと、を有する。反射部13aは、光源11bの出射側に位置する。反射部13aは、入射した青色光Bを合波部13bに向けて反射させる。合波部13bは、光源11gの出射側に位置する。合波部13bは、入射した緑色光Gを合波部13cに向けて反射させると共に、反射部13aからの青色光Bをそのまま透過させる。これにより、合波部13bからは、青色光Bと緑色光Gとが合波された光BGが合波部13cに向け出射される。合波部13cは、光源11rの出射側に位置する。合波部13cは、入射した赤色光Rを照明光学系30に向けて反射させると共に、合波部13bからの光BGをそのまま透過させる。このようにして、合波部13cからは、光BGと赤色光Rとが合波された光RGB(以下、照明光Cとも呼ぶ)が照明光学系30に向け出射される。
The multiplexing means 13 is emitted from the
輝度ムラ低減手段14は、ミラーボックス、アレイレンズ等からなり、合波手段13からの照明光Cを乱反射、散乱、屈折させることで光のムラを低減する。
The luminance
透過膜15は、例えば5%程度の反射率を有する透過性部材からなり、輝度ムラ低減手段14を介して到達した照明光Cの大部分をそのまま透過させるが、一部の光を光強度検出部500の方向へ反射させる。図3に示すように、透過膜15で反射した照明光Cを受ける位置には、後述の光強度検出部500が設けられている。光強度検出部500は、照明光Cを受光し、光R、G、Bそれぞれの光強度を時分割で検出する。なお、光強度検出部500は、R、G、Bそれぞれの光強度を検出することができればいいので、照明光Cの光路ではなく、例えば、合波される前の光R、G、Bそれぞれの光強度を検出できる箇所に設けられていてもよい。
The
照明装置10は、光源部11からの光を、合波手段13、輝度ムラ低減手段14、及び透過膜15を介して、光RGB(照明光C)として照明光学系30に向けて出射する。
The
照明光学系30は、凹状のレンズ等からなり、照明装置10から出射された照明光Cを表示素子40に対応した大きさに調整する。
The illumination
表示素子40は、可動式の複数のマイクロミラーを有するDMD(Digital Micro-mirror Device)からなり、各ミラーがオンとオフとのいずれかの状態で制御されることで、照明装置10からの照明光Cを空間光変調して、投射光学系50を介して、スクリーン60上に画像Mを生成する。
The
表示素子40におけるマイクロミラーの下部には電極が設けられており、この電極により各ミラーを非常に短い周期(例えばμsecのオーダー)で駆動することにより、各ミラーは、オン又はオフ状態となる。各ミラーは、ヒンジを支点に可動可能であり、ミラーがオン状態のときには鏡面がヒンジを支点として順方向に所定の角度だけ傾斜し(例えば+12°)、ミラーがオフ状態のときには鏡面がヒンジを支点として逆方向に所定の角度だけ傾斜する(例えば−12°)。オン状態のミラーは、照明光学系30からの照明光Cを投射光学系50方向に反射させ、オフ状態のミラーは、照明光Cを投射光学系50方向に反射させない。表示素子40は、各ミラーを個別に駆動することにより、画像Mを投射光学系50に向け投射する。
Electrodes are provided below the micromirrors in the
投射光学系50は、凹レンズ、凸レンズ等で構成され、表示素子40からの表示光Lをスクリーン60に効率良く投射するための光学系である。
The projection
スクリーン60は、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等から構成され、投射光学系50からの表示光Lを背面(図2における下面)で受光し、前面(図2における上面)に画像Mを表示する。
The
反射光学系70は、平面鏡71と凹面鏡72から構成されている。平面鏡71は、スクリーン60に表示された画像Mを表す表示光Lを、凹面鏡72に向けて反射させる。凹面鏡72は、平面鏡71から到達した表示光Lをウインドシールド3に向けて反射させる。これにより、結像される虚像Vは、スクリーン60に表示された画像Mよりも拡大されたものとなる。凹面鏡72で反射した表示光Lは、後述の透光部81を透過して、ウインドシールド3に到達する。
The reflection
筐体80は、照明装置10、光強度検出部500、照明光学系30、表示素子40、投射光学系50、スクリーン60、反射光学系70等を所定の位置に収納する。筐体80には開口部が形成され、この開口部には透光部81が設けられている。透光部81は、アクリル等の透光性樹脂からなり、凹面鏡72からの表示光Lを透過させる。
The
ここで、表示装置1が虚像Vを表示する機構を簡潔に述べる。照明装置10が出射した照明光Cは表示素子40で反射し、画像Mとしてスクリーン60に投影される。スクリーン60に表示された画像Mを表す表示光Lは、平面鏡71で反射して凹面鏡72に向かう。画像Mは、凹面鏡72によって所定の大きさに拡大され、拡大された画像Mを表す表示光Lがウインドシールド3で反射することで、ウインドシールド3の前方に画像Mの虚像Vが表示される。このようにして、表示装置1は、観察者4に画像Mを虚像Vとして視認させる。続いて、光源駆動装置5について説明する。
Here, a mechanism for displaying the virtual image V by the
(光源駆動装置5)
光源駆動装置5は、図4に示すように、第1制御部100と、第2制御部200と、給電手段300と、光源駆動手段400と、光強度検出部500と、光強度積分手段600と、を備える。
これらの各構成は、例えば、筐体80内に配設された回路基板12以外のプリント回路板(図示せず)に実装または形成されている。なお、当該各構成の一部は、筐体80の外部に設けられていてもよい。
(Light source driving device 5)
As shown in FIG. 4, the light
Each of these components is mounted or formed on a printed circuit board (not shown) other than the
第1制御部100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、インターフェースなどを備える。CPUは、ROMに予め記憶された動作プログラムを読み出して実行することで、表示装置1の全体動作を制御する。当該動作プログラムには、後述の調光制御処理を実行するためのプログラムが含まれる。
The
第1制御部100は、車両2に搭載されたECU(Electronic Control Unit)6から、画像Mを表示するための映像信号と、要求輝度SLとを取得する。第1制御部100は、取得した映像信号と要求輝度SLとに基づき、光源部11の発光強度を調整するとともに、第2制御部200を介して表示素子40に映像信号に応じた画像Mを表示させる。また、第1制御部100は、例えば、映像信号に含まれる垂直同期信号の立ち下がりを検出することで、後述のフレームFの開始タイミングを特定するとともに、フレーム数のカウントが可能となっている。第1制御部100は、ECU6から入力される映像信号を、図示しない画像処理用IC(Integrated Circuit)を介して第2制御部200に出力する。なお、映像信号は、第1制御部100を経由せずに、第2制御部200に画像処理用ICを介して直接入力されてもよい。
The
第1制御部100は、光源部11を駆動制御するために以下のような動作を行う。
(1)第1制御部100は、ECU6から第1制御部100に入力される要求輝度SL(要求輝度を示す信号)に基づいて基準信号SAを生成し、生成した基準信号SAを後述の比較回路410の一方の入力端子へ出力する。具体的には、例えば、第1制御部100は、ROM内に予め格納された、要求輝度とPWM(Pulse Width Modulation)値(パルス信号のデューティ比を示す値)とが対応して構成されたテーブルデータを参照し、取得した要求輝度SLに対応したPWM値を決定する。そして、第1制御部100は、決定したPWM値のパルス信号(以下、PWM信号とも呼ぶ)を出力する。このパルス信号は、図示しないD/A(Digital to Analog)変換器によりアナログ信号に変換され、基準信号SAとして、比較回路410へ出力される。また、要求輝度SLに対応付けられた基準信号SAが示す基準値の大きさは、光源部11が出射する光の色毎に調整可能となっている。従って、サブフレームSF毎に第1制御部100が比較回路410に対して出力する基準信号SAの大きさも可変する。なお、サブフレームSFは、画像Mの表示周期であるフレームF(図8参照)の1フレーム分の期間を時間分割した期間であり、図6に示すように、サブフレームSFの期間毎に光源部11から異なる色の光が出射される。なお、第1制御部100から出力される基準信号SAを生成するためのパルス信号の周波数は30kHz以上であることが望ましい。
(2)第1制御部100は、第2制御部200を介して、後述の論理回路420の入力端子へ光源部11を駆動する期間を規定する期間信号SCを出力する。この期間信号SCは、サブフレームSF内で光源部11を駆動する期間を規定するオン/オフ信号であり、期間信号SCがオンの間は光源部11の駆動が許可され、期間信号SCがオフの間は光源部11の駆動が禁止される。第1制御部100は、サブフレームSF内において期間信号SCがオンとなる割合を変化させることで、光源部11の(光源11r、11g、11b各々の)の出力を調整することができる。第1制御部100のROMには、光源11r、11g、11bそれぞれにおいて、要求輝度SLと期間信号SCのオン割合とを対応付けて構成したテーブルデータが予め格納されており、第1制御部100は、当該テーブルデータを参照して、要求輝度SLに応じた期間信号SCを出力する。なお、期間信号SCは、互いに異なる色を発光可能なサブフレームSFにおいて、略同一(完全同一も含む)のオン割合を有していてもよい。
(3)第1制御部100は、給電手段300を制御し、光源部11に印加する電圧を設定する。
(4)第1制御部100は、後述するように、光強度積分手段600にセレクト信号PS及びリセット信号PRを供給することで、光強度積分手段600の動作を制御する。また、光強度積分手段600から入力された総和信号SMに基づき、出力強度比を算出し、算出した出力強度比に基づいて、PWM信号のPWM値を変化させる(基準信号SAを変化させる)。
The
(1) The
(2) The
(3) The
(4) The
第2制御部200は、所望の機能をハードウェアで実現するLSI(Large Scale Integration)であり、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などから構成されている。また、第2制御部200には図示しないメモリが接続されており、このメモリには、第1制御部100に制御の下で期間信号SCを出力するためのデータや、第1制御部100からの映像信号に応じて光源部11の発光タイミングを制御するイネーブル信号EN(R−EN,G−EN,B−EN)を出力するためのデータや、第1制御部100からの映像信号に応じて表示素子40を制御するためのデータなどが格納されている。
The
給電手段300は、電源IC(Integrated Circuit)、トランジスタを用いたスイッチング回路等からなる。給電手段300は、車両2のバッテリー(図示せず)からの電力を落とし、第1制御部100の制御のもとで、光源部11に適宜の値の電圧を印加する。給電手段300は、図4に示すように光源11r,11g,11bのアノード側に接続されている。なお、給電手段300は、後述する光源駆動手段400のLSIと一体で構成されていてもよい。
The
光源駆動手段400は、所望の機能をハードウェアで実現するLSIであり、例えば、第2制御部200とは独立したASICやFPGAから構成されている。
光源駆動手段400は、比較回路410と、論理回路420と、スイッチ手段430と、を備える。光源駆動手段400は、光強度検出部500から、光源部11の出射光におけるR、G、B各色の光強度を示す光強度検出信号SFBを取得する。そして、光源駆動手段400は、取得した光強度検出信号SFBから光源部11を駆動するための駆動信号SDを生成し、生成した駆動信号SDに基づきスイッチ手段430をオン/オフ動作させることで、光源部11を構成する各光源11r、11g、11bを点灯又は消灯させる。
The light
The light
比較回路410は、比較器(Comparator)からなり、光強度検出部500から取得した光強度検出信号SFBと、第1制御部100から取得した基準信号SAとの比較を行い、比較結果として比較信号SBを論理回路420へ出力する。
The
図6(b)、(c)に示すように、光強度検出信号SFB(光強度)が基準信号SA(基準値)以下である場合、比較結果としてオンを示す比較信号SBを論理回路420へ出力する。一方、光強度検出信号SFB(光強度)が基準信号SA(基準値)より大きい場合は、比較回路410は、比較結果としてオフを示す比較信号SBを論理回路420へ出力する。なお、図6においては、基準信号SA、光強度検出信号SFB、期間信号SC、及び駆動信号SDのそれぞれにおいて、赤色光Rに対応するものに「r」、緑色光Gに対応するものに「g」、青色光Bに対応するものに「b」というインデックスを付している。
As shown in FIGS. 6B and 6C, when the light intensity detection signal SFB (light intensity) is equal to or lower than the reference signal SA (reference value), the comparison signal SB indicating ON as a comparison result is sent to the
論理回路420は、図5に示すように、AND回路421と、赤色用AND回路422と、緑色用AND回路423と、青色用AND回路424と、を備える。
As shown in FIG. 5, the
AND回路421は、比較回路410からの比較信号SB(図6(c)参照)と、第2制御部200からの期間信号SC(図6(d)参照)とのAND信号である駆動信号SD(図6(e))を、各色用AND回路422、423、424に対して出力する。
The AND
赤色用AND回路422は、第2制御部200からの赤色イネーブル信号R−ENと、AND回路421からの駆動信号SDとのAND信号である赤色駆動信号SDRを、赤色用スイッチ手段431へ出力する。緑色用AND回路423は、第2制御部200からの緑色イネーブル信号G−ENと、AND回路421からの駆動信号SDとのAND信号である緑色駆動信号SDGを、緑色用スイッチ手段432へ出力する。青色用AND回路424は、第2制御部200からの青色イネーブル信号B−ENと、AND回路421からの駆動信号SDとのAND信号である青色駆動信号SDBを、青色用スイッチ手段433へ出力する。
各色駆動信号SDR、SDG、SDBは、各色イネーブル信号を示す図6(a)と、AND回路421からの駆動信号SDを示す図6(e)とを参照して分かるように、図6(e)の駆動信号SDにおける各色イネーブル信号R、G、B−ENのオン期間に対応する。
The red AND
Each color drive signal SDR, SDG, SDB can be understood with reference to FIG. 6 (a) showing each color enable signal and FIG. 6 (e) showing the drive signal SD from the AND circuit 421. ) Corresponding to the ON period of each color enable signal R, G, B-EN.
スイッチ手段430は、例えば、n型チャネルまたはp型チャネルのFET(Field Effect Transistor)を用いたスイッチング回路からなる。スイッチ手段430は、論理回路420から出力された各色駆動信号SDR、SDG、SDBに応じてオン/オフ動作を行う。
The switch means 430 is formed of a switching circuit using, for example, an n-type channel or p-type channel FET (Field Effect Transistor). The
スイッチ手段430は、図4に示すように、赤色光源11rのカソード側に接続される赤色用スイッチ手段431と、緑色光源11gのカソード側に接続される緑色用スイッチ手段432と、青色光源11bのカソード側に接続される青色スイッチ手段433と、を有する。
As shown in FIG. 4, the switch means 430 includes a red switch means 431 connected to the cathode side of the
赤色光源11rに対応する赤色用スイッチ手段431は、赤色用AND回路422の出力(赤色駆動信号SDR)がオンのときにオン状態となり、これにより、赤色光源11rに駆動電流IRが供給され、赤色光源11rは赤色光Rを発する。一方、赤色用AND回路422の出力がオフのときにオフ状態となり赤色光源11rは消灯状態となる。同様に、緑色光源11gに対応する緑色用AND回路423の出力(緑色駆動信号SDG)がオンのときに緑色光源11gは緑色光Gを発し、オフのときに緑色光源11gは消灯状態となる。同様に、青色光源11bに対応する青色用AND回路424の出力(青色駆動信号SDB)がオンのときに青色光源11bは青色光Bを発し、オフのときに青色光源11bは消灯状態となる。
The red switch means 431 corresponding to the
以上のように、光源駆動手段400は、光強度検出部500から取得した光強度検出信号SFBから駆動信号SD(赤色駆動信号SDR,緑色駆動信号SDG,青色駆動信号SDB)を生成し、生成した駆動信号SDに基づいて各色光源11r、11g、11bを駆動するフィードバック制御を行うことで、光源部11が所望の発光強度になるように監視制御を行う。また、光源駆動手段400が以上の動作を行うことで、図6(f)に示すように、光源11r,11g,11bの各々には、各イネーブル信号R,G,B−ENが定める発光タイミングに従って駆動電流IR、IG、IBが供給される。このようにして、光源駆動手段400は、サブフレームSF毎に異なる色の光源11r,11g,11bを順次点灯させる、フィールドシーケンシャルカラー方式による制御を実現する。
As described above, the light
光強度検出部500は、例えばフォトダイオードを有する受光素子からなり、光源部11からの照明光C(光RGB)を受光し、光R、G、Bそれぞれの光強度を時分割で検出する。光強度検出部500は、検出した発光強度を示す光強度検出信号SFB(電圧信号)を、比較回路410と光強度積分手段600の各々へ出力する。
The light
光強度積分手段600は、図7に示すように、積分回路610と、スイッチ部620と、対象色選択部630と、図示しないA/D(Analog to Digital)変換器と、を備え、光強度検出部500から入力される光強度検出信号SFBが示す光強度の所定期間における総和を示す総和信号SMを第1制御部100に供給する。
As shown in FIG. 7, the light
積分回路610は、入力される光強度検出信号SFBを積分して第1制御部100へ総和信号SMを出力するオペアンプ611と、抵抗器612と、コンデンサ613とを有する。オペアンプ611の入力端子の一方には、抵抗器612を介して光強度検出部500からの光強度検出信号SFBが入力される。オペアンプ611の入力端子の他方はグランドに接続されている。コンデンサ613は、一端がオペアンプ611の入力端子の一方に、他端がオペアンプ611の出力端子に接続されている。
The integrating
スイッチ部620は、例えばアナログスイッチからなり、コンデンサ613と並列に接続されている。スイッチ部620は、第1制御部100から供給されるリセット信号PRがオフ(ローレベル)となると、オペアンプ611の一方の入力端子と出力端子とを切断するオフ状態となる。すると、オペアンプ611は、入力した光強度検出信号SFBを積分して出力端子から総和信号SMを出力する。一方、スイッチ部620は、第1制御部100から供給されるリセット信号PRがオン(ハイレベル)となると、オペアンプ611の入力端子と出力端子とを接続するオン状態となり、コンデンサ613に蓄えられた電荷を放電する。
The
つまり、リセット信号PRがオフとなり、スイッチ部620がオフ状態であるときは、光強度検出信号SFBによる電荷量は時間積分され、総和信号SMが示す積分値は時間とともに上昇する。このとき、総和信号SMが示す電荷量(電圧)は、リセット信号PRがオフからオンとなるまでの時間をT、抵抗器612の抵抗をR、コンデンサ613の容量をCとすると、時間Tにおける総和信号SMは、光強度検出信号SFBの(T/C・R)倍の光強度を示すものとなる。
That is, when the reset signal PR is turned off and the
一方、リセット信号PRがオンとなり、スイッチ部620がオン状態となると、総和信号SMの電圧は強制的に0Vとなり、リセットされる。第1制御部100から供給されるリセット信号PRがオンとなるタイミング、つまり、スイッチ部620による電荷の放電の開始タイミングは、非表示期間内に行われる。非表示期間とは、フレーム期間(フレームF)内において、第1制御部100が光源部11を消灯させるとともに表示素子40に画像Mを生成させない期間である。フレーム期間は、第1制御部100が光源部11を点灯させるとともに表示素子40に画像Mを生成させる表示期間と、当該非表示期間から構成される。このようにすることで、電荷の放電に続くフレームFにおいて、光強度検出信号SFBに応じた電荷を適切に積分回路610に蓄えることができる。
On the other hand, when the reset signal PR is turned on and the
対象色選択部630は、例えば、FETを用いたスイッチング素子や論理回路からなり、光強度検出部500と積分回路610との間に設けられている。対象色選択部630は、第1制御部100から供給されるセレクト信号PSに応じて、光強度検出信号SFBが含むR、G、B各色の光強度のうち、何色の光強度に対応した光強度検出信号SFBを積分回路610を供給するかを選択する。例えば、対象色選択部630は、イネーブル信号ENを取得可能となっており、セレクト信号PSとイネーブル信号ENとが共にオン(ハイレベル)となったときに、光強度検出信号FBを積分回路610へ出力する。赤色光Rを例にすれば、赤色イネーブル信号R−ENとセレクト信号PSとが共にオンとなったときに、光強度検出部500と積分回路610とを接続することで、赤色の光強度を示す光強度検出信号SFB(SFBr)を積分回路610へと出力する。これにより、図8に示すように、赤色光Rが発光するタイミングで、積分回路610のコンデンサ613に光強度検出信号SFBに応じた電荷Qを蓄えることができる。
The target
なお、図8に模式的に示した駆動電流「I」のうち、「R」が立ち上がっている期間は、図6に示すR−ENがオンとなる期間内(つまり、赤色光Rが発光可能なサブフレームSF内)において、期間信号SCrがオンとなる期間に相当する。また、「G」が立ち上がっている期間は、図6に示すG−ENがオンとなる期間内(つまり、緑色光Gが発光可能なサブフレームSF内)において、期間信号SCgがオンとなる期間に相当する。また、「B」が立ち上がっている期間は、図6に示すB−ENがオンとなる期間内(つまり、青色光Bが発光可能なサブフレームSF内)において、期間信号SCbがオンとなる期間に相当する。 Of the drive current “I” schematically shown in FIG. 8, the period when “R” rises is within the period when R-EN shown in FIG. 6 is on (that is, red light R can be emitted). Corresponds to a period during which the period signal SCr is turned on. Further, the period during which “G” rises is the period during which the period signal SCg is turned on within the period when G-EN shown in FIG. 6 is turned on (that is, within the subframe SF capable of emitting green light G). It corresponds to. Further, the period in which “B” rises is the period in which the period signal SCb is turned on in the period in which B-EN shown in FIG. 6 is turned on (that is, in the subframe SF capable of emitting blue light B). It corresponds to.
この実施形態では、一例として、図8に示すように、フレームFの2倍の期間(2フレーム分の期間)においてリセット信号PRをオフとすることで、光強度積分手段600からは、光強度検出信号SFBを2フレーム分積分した総和信号SMが出力される。つまり、積分回路610のコンデンサ613に蓄えられる電荷Qは、図8に模式的に示すように、2フレーム分の期間内において、時間とともに上昇する。そして、第1制御部100は、2フレーム分の期間が終了すると、光強度積分手段600のA/D変換器にA/D変換要求信号RQを送出することで、総和信号SMのデジタル値を取得する。また、第1制御部100は、総和信号SMのデジタル値を取得すると、A/D変換完了信号CPをA/D変換器に送出する。例えば、第1制御部100が赤色光Rに対応した総和信号SMの値を取得する場合は、図8に示す発光強度QRに相当する値を取得する。
In this embodiment, as an example, as shown in FIG. 8, the light intensity integrating means 600 outputs the light intensity by turning off the reset signal PR in a period twice as long as the frame F (a period corresponding to two frames). A sum signal SM obtained by integrating the detection signal SFB for two frames is output. That is, the charge Q stored in the
表示装置1の構成は以上である。この実施形態では、第1制御部100が、光強度積分手段600から取得した総和信号SMに基づいて調光制御を実行することで、例えば、低輝度制御モードにおいて光源部11の発光強度が小さくなりすぎてしまった場合であっても、精度の良い調光制御(特に、R、G、Bの混色比を調整する調色制御)を行うことができる。以下、当該調光制御を実現する調光制御処理を、図9及び図10のフローチャートを参照して説明する。調光制御処理は、表示装置1の起動時において継続的に実行され、第1制御部100により所定周期(例えば、フレームF)で繰り返して実行される。なお、以下では説明の理解を容易にするため、図9に示すように、赤色光Rに対応する光強度検出信号FBによる電荷Qのチャージからフローを開始するものとする。
The configuration of the
第1制御部100は、ECU6から要求輝度SLを取得し(ステップS1)、取得した要求輝度SLが、予めROM内に記憶された閾値以下であるか否かを判別する(ステップS2)。要求輝度SLが閾値以下である場合(ステップS2;Yes)は、外環境が暗いと見做せるため、低輝度制御モードに遷移し、第1制御部100は、ステップS3以降の処理を実行する。一方で、外光強度が閾値より大きい場合(ステップS2;No)は、処理をステップS1に戻す。
The
要求輝度SLが閾値以下で(ステップS2;Yes)、低輝度制御モードに遷移すると、第1制御部100は、例えばRAMに設けられたフレームカウンタを1インクリメントする(ステップS3)。フレームカウンタは、光強度検出信号SFBによる電荷Qのチャージを行うか否かを判別するためのものである。第1制御部100は、後述のようにフレームカウンタを参照することで、現在、電荷Qを光強度積分手段600に蓄える期間(2フレーム分の期間)か、放電する期間(当該2フレームの直後のフレーム内の期間)かを判別することができる。
When the required luminance SL is equal to or less than the threshold (step S2; Yes) and the mode is changed to the low luminance control mode, the
続いて、第1制御部100は、フレームカウンタの値が「3」であるか否かを判別する(ステップS3)。フレームカウンタの値が「3」で無い場合(ステップS3;No)、つまり、フレームカウンタが「1」か「2」である場合には、第1制御部100は、光強度積分手段600に電荷を蓄えさせる(ステップS5)。具体的には、第1制御部100は、対象色を示すセレクト信号PSを対象色選択部630に供給することで、対象色の光強度信号SFBを積分回路610に入力させるとともに、スイッチ部620に供給するリセット信号PRをローレベル(オフ状態)とすることで、積分回路610に対象色の光強度信号SFBによる電荷Qを蓄えさせる。これにより、図8に示すように、2フレーム分の期間内で、対象色の光が発光する毎に、積分回路610に蓄えられる電荷Qの総量が上昇していく。
Subsequently, the
一方、フレームカウンタの値が「3」である場合(ステップS4;Yes)、2フレーム分の電荷Qのチャージ期間が終了したと見做せるため、第1制御部100は、光強度積分手段600からの総和信号SMのデジタル値(電荷データ)を取得する(ステップS6)。対象色が赤色である場合に取得する電荷データは、図8に示す電荷データ(発光強度)QRに対応する。なお、前述のように、第1制御部100は、光強度積分手段600のA/D変換器にA/D変換要求信号RQを送出することで総和信号SMのデジタル値を取得し、取得に応じて、A/D変換完了信号CPをA/D変換器に送出する。
On the other hand, when the value of the frame counter is “3” (step S4; Yes), it can be considered that the charge period of the charge Q for two frames has ended. The digital value (charge data) of the sum signal SM from is acquired (step S6). The charge data acquired when the target color is red corresponds to the charge data (emission intensity) QR shown in FIG. Note that, as described above, the
続いて、第1制御部100は、例えばRAMに設けられた電荷データ格納領域に、電荷データを色別に格納し(ステップS7)、フレームカウンタを「0」に初期化する(ステップS8)。
Subsequently, for example, the
続いて、第1制御部100は、電荷Qをチャージする対象色を選択するチャージ対象色選択処理を実行する(ステップS9)。
Subsequently, the
チャージ対象色選択処理では、図10に示すように、まず、第1制御部100は、現在の対象色がR(赤)であるか否かを判別し(ステップS91)、Rである場合には(ステップS91;Yes)、対象色をG(緑)とするセレクト信号PSを対象色選択部630へ出力する(ステップS92)。
In the charge target color selection process, as shown in FIG. 10, first, the
現在の対象色がRでない場合(ステップS91;No)、第1制御部100は、現在の対象色がGであるか否かを判別する(ステップS93)。現在の対象色がGである場合には(ステップS93;Yes)、対象色をB(青)とするセレクト信号PSを対象色選択部630へ出力する(ステップS94)。一方、現在の対象色がGでない場合(ステップS93;No)、第1制御部100は、対象色をRとするセレクト信号PSを対象色選択部630へ出力し(ステップS95)、RAMに格納された電荷データ充足フラグをオン状態にセットする(ステップS96)。以上がチャージ対象色選択処理である。
When the current target color is not R (step S91; No), the
図9に戻って、チャージ対象色選択処理(ステップS9)の実行に続いて、第1制御部100は、リセット信号PRをハイレベル(オン状態)とすることにより、光強度積分手段600にディスチャージ指示を行い、コンデンサ613に蓄えられた電荷Qを放電させる(ステップS10)。
Returning to FIG. 9, following the execution of the charge target color selection process (step S <b> 9), the
ステップS5又はS10の処理の実行後、第1制御部100は、電荷データ充足フラグがオン状態であるか否か(つまり、各色の電荷データが揃っているか否か)を判別する(ステップS11)。
After executing the process of step S5 or S10, the
電荷データ充足フラグがオフ状態、つまり、各色の電荷データが未だ揃っていない場合(ステップS11;No)は、処理をステップS1に戻す。ここで、第1制御部100が一の対象色に対応した電荷データを取得し、当該電荷データに応じた電荷を放電するまでには3フレーム分の期間が必要となる。そのため、R、G、Bの各色分の電荷データが揃うまでは、9フレーム分の期間が必要となる。したがって、調光制御処理を開始して9フレーム目の期間に差し掛かるまでは、ステップS11以前の処理を繰り返し実行することになる。
一方で、各色の電荷データが揃うと(ステップS11;Yes)、第1制御部100は、電荷データ充足フラグをオフ状態にクリアする(ステップS12)。
If the charge data fulfillment flag is in an off state, that is, if the charge data for each color is not yet ready (step S11; No), the process returns to step S1. Here, a period of three frames is required until the
On the other hand, when the charge data of each color is prepared (step S11; Yes), the
ステップS12に続いて、第1制御部100は、RAMに設けられた電荷データ格納領域に格納されたR、G、B各色の電荷データに基づき、各色の出力強度比を算出する(ステップS13)。
ここで、赤色光Rに対応する電荷データが示す発光強度をQR、緑色光Gに対応する電荷データが示す発光強度をQG、青色光Bに対応する電荷データが示す発光強度をQBとすると、第1制御部100は、発光強度QGを基準とすることで、(Rの出力:Gの出力:Bの出力)=(QR/QG:1:QR/QG)として求める。このように発光強度QGを基準とする理由は、各色光の輝度に着目すると、緑色光G>赤色光R>青色光Bとなり、緑色光Gは、照明光Cの全体輝度に対して支配的であるためである。なお、出力強度比を求める際には、発光強度QR、QB、QGの各々をチャージ期間(この実施形態では、2フレーム分の期間)で除さなくてもよい。各色のチャージ期間は共通であるため、結果として算出される出力強度比は、発光強度QR、QB、QGの各々をチャージ期間で除しても除さなくても同じだからである。
Subsequent to step S12, the
Here, if the emission intensity indicated by the charge data corresponding to the red light R is QR, the emission intensity indicated by the charge data corresponding to the green light G is QG, and the emission intensity indicated by the charge data corresponding to the blue light B is QB, The
続いて、第1制御部100は、予めROM内に記憶された、R、G、B各色の目標出力強度比を取得する(ステップS14)。この目標出力強度比は、例えば、理想的な混色比(ホワイトバランス)を得るための値として表示装置1の出荷時には既に格納されている値である。
Subsequently, the
続いて、第1制御部100は、ステップS13で算出した出力強度比が、ステップS14で取得した目標出力強度比と等しいか否かを判別し(ステップS15)、等しい場合には(ステップS15;Yes)、目標となる白色光が出力されていると見做せるため、色合わせを完了させる(ステップS16)。
Subsequently, the
一方で、算出した出力強度比が目標出力強度比と等しくない場合(ステップS15;No)、第1制御部100は、目標出力強度比に近づくように、光源駆動手段400に出力するR、G、B各々に対応したPWM信号のPWM値(デューティ比を示す値)を変化させる(つまり、R、G、B各々に対応した基準信号SAを変化させる)(ステップS17)。この際、第1制御部100は、各色のPWM値を予めROMに設定された変化量だけ変化させることで、段階的に、ステップS13で算出した出力強度比が目標出力強度比に近づくように制御する。つまり、ステップS15でYesと判別されるまでは、徐々に各色光の出力強度比(混色比)が目標出力強度比に近づいていくように発光制御が行われる。このようにすることにより、画像Mにおける急激な色味や輝度の変化により、観察者4に違和感を与えてしまうことを防止することができる。第1実施形態に係る調光制御処理の説明は以上である。
On the other hand, when the calculated output intensity ratio is not equal to the target output intensity ratio (step S15; No), the
以上の調光制御処理を実行する第1実施形態によれば、低輝度制御モードにおいて光源部11の発光強度が小さくなりすぎてしまった場合であっても、当該発光強度の所定期間の総和を示す総和信号SMに基づいて出力強度比を調整するため、精度の良い調光制御(特に、R、G、Bの混色比を調整する調色制御)を行うことができる。
According to the first embodiment that executes the above dimming control processing, even if the light emission intensity of the
(変形例)
なお、以上では、光強度積分手段600をR、G、B各色で共用に構成した例を示したが、R、G、B各色で独立して設けてもよい。具体的には、例えば、光強度積分手段600を構成する回路を、R、G、Bの各色用に3つ設け、これら各色用回路を光強度検出部500と第1制御部100との間において並列に構成すればよい。上記の第1実施形態では、R、G、B各色の電荷データが揃うまで9フレーム分の期間を要したところ、各色用の光強度積分手段600を設けた変形例によれば、図11に示すように、3フレーム分でR、G、B各色の電荷データを揃えることができるため、早期に調色制御を行うことが可能となる。
この変形例による調光制御処理は、図9に示すフローと同様な処理で実現可能である。但し、各色用の光強度積分手段600のそれぞれに、同じ期間内において電荷Qをチャージすることができるため、ステップS9のチャージ対象色選択処理を省略することができる。具体的には、図9のステップS9において、第1制御部100は、図10に示すチャージ対象色選択処理の全てのフローを実行する代わりに、ステップS96と同様の電荷データ充足フラグをオンする処理を実行すればよい。
(Modification)
In the above, the example in which the light
The dimming control processing according to this modification can be realized by the same processing as the flow shown in FIG. However, since the charge Q can be charged to each of the light intensity integrating means 600 for each color within the same period, the charge target color selection process in step S9 can be omitted. Specifically, in step S9 of FIG. 9, the
(第2実施形態)
ここからは、第1実施形態に係る表示装置1と構成は同様であるが、第1制御部100が実行する調光制御処理のみ第1実施形態と異なる第2実施形態について、図12及び図13を参照して説明する。以下では、主に第1実施形態と異なる点について説明する。
(Second Embodiment)
From here, the configuration of the
第2実施形態に係る調光制御処理において、第1制御部100は、図12に示すように、ステップS5又はS10の処理の実行後、ステップS11の処理前に、短期補正処理を実行する(ステップS20)。
In the dimming control process according to the second embodiment, as shown in FIG. 12, the
短期補正処理では、図13に示すように、まず、前検出フレームにおける各色の電荷データに基づき、各色の出力強度比を算出する(ステップS21)。このステップS21では、第1制御部100は、例えば、前回の処理において揃った各色の電荷データに基づき、各色の出力強度比をステップS13と同様に算出する。なお、第1制御部100は、前記のステップS11でYesと判別した後のステップS13で算出した各色の出力強度比をRAMに格納しておき、格納された出力強度比を読み出してもよい。また、ステップS21で算出する出力強度比を算出する際の発光強度の全てが、前回のステップS13の出力強度比を算出した際の発光強度でなくてともよい。例えば、ステップS21では、「今回のステップS7で電荷データ格納領域に格納された発光強度QR」と「前回のステップS11でYesと判別された直後に電荷データ格納領域に格納されていた、前回の発光強度QG」と「前回のステップS11でYesと判別された直後に電荷データ格納領域に格納されていた、前回の発光強度QB」とに基づいて、出力強度比を算出するなどしてもよい。つまり、ステップS21の処理に以降するまでにおいて、第1制御部100が取得した各色の電荷データ(発光強度)であれば、当該ステップS21の出力強度比の算出に用いてもよい。
In the short-term correction process, as shown in FIG. 13, first, the output intensity ratio of each color is calculated based on the charge data of each color in the previous detection frame (step S21). In step S21, the
続いて、ステップS14と同様に、第1制御部100は、R、G、Bの目標強度比を取得する(ステップS22)。続いて、第1制御部100は、ステップS21で算出した出力強度比が、ステップS22で取得した目標出力強度比と等しいか否かを判別し(ステップS23)、等しい場合には(ステップS23;Yes)、短期補正処理における色合わせを完了させる(ステップS24)。
Subsequently, as in step S14, the
一方で、算出した出力強度比が目標出力強度比と等しくない場合(ステップS23;No)、第1制御部100は、敏感輝度領域か否かを判別する(ステップS25)。敏感輝度領域は、例えば、画像Mの輝度や色合いが変化した場合に観察者4に認識されやすい低輝度制御モードにおいて、さらに、観察者4が当該変化を認識し易い領域として設定されている。具体的には、要求輝度SLが、ステップS2の判別基準値となった閾値(以下、第1閾値と呼ぶ)よりも小さい値としてROM内に予め設定された第2閾値以下である場合に、第1制御部100は、敏感輝度領域であると判別する。この第2実施形態では、第2閾値は、光源11r、11g、11bの各々の最低輝度として設定されている。なお、第2閾値は、低輝度制御モードの遷移基準となる第1閾値よりも小さい値であればよく、第2閾値をどのように定めるかは目的に応じて任意である。
On the other hand, when the calculated output intensity ratio is not equal to the target output intensity ratio (step S23; No), the
敏感輝度領域でない場合(ステップS25;No)、つまり、要求輝度SLが第2閾値よりも大きい場合、第1制御部100は、ステップS17と同様に、各色のPWM値を予め定められた変化量(以下、第1変化量と呼ぶ)だけ変化させることで、段階的に、ステップS21で算出した出力強度比が目標出力強度比に近づくように制御する(ステップS26)。
When it is not the sensitive luminance region (step S25; No), that is, when the required luminance SL is larger than the second threshold value, the
一方、敏感輝度領域である場合(ステップS25;Yes)、つまり、要求輝度SLが第2閾値以下である場合、第1制御部100は、各色のPWM値をステップS26における第1変化量よりも小さい値としてROM内に予め設定された第2変化量だけ変化させることで、段階的に、ステップS21で算出した出力強度比が目標出力強度比に近づくように制御する(ステップS27)。このようにすることにより、最低輝度領域近傍において特に顕著となる画像Mにおける急激な色味や輝度の変化により、観察者4に違和感を与えてしまうことを防止することができる。以上が短期補正処理である。第1制御部100は、図12に示すように、短期補正処理(ステップS20)の実行後は、第1実施形態と同様にステップS11以降の処理を実行する。第2実施形態に係る調光制御処理は以上である。
On the other hand, when it is a sensitive luminance region (step S25; Yes), that is, when the required luminance SL is equal to or lower than the second threshold, the
以上のように、調光制御処理において、ステップS11の処理前に短期補正処理を実行する第2実施形態によれば、第1実施形態のように各色の電荷データが揃う前の期間(具体的には、R、G、B各色に対応する電荷Qを光強度積分手段600に蓄えている期間)においても、各色光の出力強度比(混色比)が目標出力強度比に近づいていくように発光制御が行われる。したがって、第1実施形態よりも短い周期で所望の色合わせ(調色制御)を実行することができる。
As described above, in the dimming control process, according to the second embodiment in which the short-term correction process is performed before the process of step S11, the period before the charge data of each color is collected (specifically, as in the first embodiment) In such a case, the output intensity ratio (color mixture ratio) of each color light approaches the target output intensity ratio even during the period when the charge Q corresponding to each color of R, G, B is stored in the light
なお、図12のステップS15でNoと判別された場合に、図13と同様に、敏感輝度領域か否かの判別処理(ステップS25)を実行し、敏感輝度領域である場合(ステップS25;Yes)には、ステップS27と同様に、前記の第1変化量よりも小さい第2変化量だけPWM値を変化させることで、段階的に、算出した出力強度比が目標出力強度比に近づくように制御するようにしてもよい。 When it is determined No in step S15 of FIG. 12, a determination process (step S25) for determining whether or not the area is a sensitive luminance area is performed as in FIG. 13, and when it is a sensitive luminance area (step S25; Yes). ), Similarly to step S27, by changing the PWM value by a second change amount smaller than the first change amount, the calculated output intensity ratio gradually approaches the target output intensity ratio. You may make it control.
また、第2実施形態においても、上記の変形例と同様に、光強度積分手段600を構成する回路をR、G、Bの各色用に3つ設け、これら各色用回路を光強度検出部500と第1制御部100との間において並列に構成することで、光強度積分手段600をR、G、B各色で独立して設けてもよい。こうした場合、各色用の光強度積分手段600のそれぞれに、同じ期間内において電荷Qをチャージすることができるため、ステップS9のチャージ対象色選択処理を省略することができる。具体的には、図12のステップS9において、第1制御部100は、図10に示すチャージ対象色選択処理の全てのフローを実行する代わりに、ステップS96と同様の電荷データ充足フラグをオンする処理を実行すればよい。具体的には、上記の第1実施形態では、R、G、B各色の電荷データが揃うまで9フレーム分の期間を要したところ、各色用の光強度積分手段600を設けた変形例によれば、R、G、B各色に対応する電荷Qを光強度積分手段600に蓄えている期間においても、各色光の出力強度比(混色比)が目標出力強度比に近づくように発光制御を行うことができるため、より早期に調色制御を行うことが可能となる。
Also in the second embodiment, as in the above modification, three circuits constituting the light intensity integrating means 600 are provided for each of the R, G, and B colors, and these color circuits are provided for the light
(1−1)以上に説明した、第1、第2実施形態及びその変形例に係る表示装置1は、複数色の光を出射する光源部11(光出射手段の一例)と、画像Mの表示周期であるフレーム期間(フレームF)を時間分割したサブフレーム期間(サブフレームSF)毎に異なる色の光を出射するように光源部11をフィールドシーケンシャル方式で駆動制御する駆動制御手段(例えば、第1制御部100、第2制御部200、及び光源駆動手段400)と、光源部11が出射した出射光に基づいて画像Mを表す光(表示光L)を生成する表示素子40と、出射光の色毎の光強度を検出する光強度検出部500(光強度検出手段の一例)と、サブフレーム期間よりも長い所定期間(例えば、2フレーム分の期間)における光強度の総和を示す総和信号SM(総和情報の一例)を出射光の色毎に駆動制御手段に供給する光強度積分手段600(積分手段の一例)と、を備える。駆動制御手段は、総和信号SMに基づいて光強度の各色の比率を算出し、算出した比率が設定された目標光強度の各色の比率に一致するように光源部11を駆動制御する。
この表示装置1によれば、光源部11の発光強度が小さくなりすぎてしまった場合であっても、当該発光強度の所定期間の総和を示す総和信号SMに基づいて出力強度比を調整するため、精度の良い調光制御(特に、R、G、Bの混色比を調整する調色制御)を行うことができる。
(1-1) The display device 1 according to the first and second embodiments and the modified example described above includes a light source unit 11 (an example of a light emitting unit) that emits light of a plurality of colors, and an image M. Drive control means (for example, driving control of the light source unit 11 in a field sequential manner so as to emit light of different colors for each subframe period (subframe SF) obtained by time-dividing the frame period (frame F) which is a display cycle (for example, A first control unit 100, a second control unit 200, and a light source driving unit 400), a display element 40 that generates light (display light L) representing the image M based on the emitted light emitted from the light source unit 11, and an output A light intensity detection unit 500 (an example of light intensity detection means) that detects the light intensity for each color of emitted light, and a sum indicating the total light intensity in a predetermined period (for example, a period of two frames) longer than the subframe period Signal S It includes a supply light intensity to the drive control means for each color of emitted light (an example of a sum information) integrating means 600 (an example of the integration means), a. The drive control means calculates the ratio of each color of light intensity based on the sum signal SM, and drives and controls the
According to the
(1−2)また、所定期間は、フレーム期間の単数又は複数倍の期間であればよい。つまり、総和信号SMによる光強度の積分期間は、2フレーム分の期間に限られず、1フレーム分や3フレーム分以上の期間であってもよい。なお、当該所定期間は、サブフレーム期間よりも長い期間であって周期を有するものであれば、フレーム期間に限られない。 (1-2) Further, the predetermined period may be a period that is one or more times the frame period. That is, the integration period of the light intensity based on the sum signal SM is not limited to a period of two frames, and may be a period of one frame or three frames or more. Note that the predetermined period is not limited to the frame period as long as it is longer than the subframe period and has a period.
(1−3)また、光強度積分手段600は、光強度検出部500から供給される光強度検出信号SFBによる電荷Qを所定期間だけ蓄積する積分回路610と、当該所定期間の経過後に蓄積された電荷を放電するスイッチ部620と、を備える。
(1-3) In addition, the light
(1−4)また、表示素子40は、出射光を反射させる複数の反射部を有し、駆動制御手段は、複数の反射部を駆動制御して出射光の反射状態を変化させることで、表示素子40に画像Mを生成させ、フレーム期間は、駆動制御手段が光源部11を点灯させるとともに表示素子40に画像Mを生成させる表示期間と、駆動制御手段が光源部11を消灯させるとともに表示素子40に画像Mを生成させない非表示期間と、を有し、スイッチ部620による電荷の放電は、非表示期間に開始することが好ましい。
(1-4) In addition, the
(1−5)また、駆動制御手段は、総和信号SMに基づいて算出した光強度の各色の比率が、目標光強度の各色の比率に一致するまで、光源部11の出力を段階的に調整してもよい(例えば、第1制御部100が、図9、図12のステップS17や、図13のステップS26の処理を実行することに相当)。このようにすることで、画像Mにおける急激な色味や輝度の変化により、観察者4に違和感を与えてしまうことを防止することができる。
(1-5) Further, the drive control means adjusts the output of the
(1−6)また、駆動制御手段は、光強度の各色の比率を、光源部11が出射する複数色の光のうち、最も輝度が高い色の光(以上の例では、緑色光G)の強度を基準に算出する。このようにすることで、調色制御時の意図しない輝度変化を抑制することができる。なお、赤色光Rや青色光Bの強度を基準に光強度の各色の比率を算出してもよい。 (1-6) Further, the drive control means sets the ratio of each color of the light intensity to the light having the highest luminance among the light of the plurality of colors emitted from the light source unit 11 (in the above example, the green light G). Calculated based on the intensity. By doing in this way, the unintentional luminance change at the time of toning control can be suppressed. The ratio of each color of light intensity may be calculated based on the intensity of red light R or blue light B.
(1−7)また、図11を参照して説明した変形例のように、光強度積分手段600は、出射光の色毎に設けられ、同一の所定期間内で総和信号SMを出射光の色毎に駆動制御手段に供給するようにしてもよい。こうすれば、前述のように、早期に調色制御を実行することができる。
(1-7) Further, as in the modification described with reference to FIG. 11, the light
(1−8)また、駆動制御手段は、出射光の要求輝度SLが予め定められた閾値(前記の第1閾値)以下である場合に、光強度積分手段600に総和信号SMを供給させる。このようにすることで、低輝度制御領域で、光源部11の発光強度が小さくなりすぎてしまった場合であっても、精度の良い調光制御を行うことができる。なお、外光照度に応じて要求輝度SLが決まるため、第1制御部100は、入力された外光照度が閾値以下である場合に、低輝度制御モードであると判別し、光強度積分手段600に総和信号SMを供給させてもよい。
(1-8) Further, the drive control means causes the light intensity integrating means 600 to supply the sum signal SM when the required luminance SL of the emitted light is not more than a predetermined threshold value (the first threshold value). By doing in this way, even if it is a case where the emitted light intensity of the
(2−1)特に、第2実施形態及びその変形例に係る表示装置1においては、図12に示す短期補正処理(ステップS20)を実行することで、駆動制御手段(例えば、第1制御部100)は、今回の所定期間における総和信号SMに基づいて光強度の各色の比率を算出し、算出した比率が設定された目標光強度の各色の比率に一致するように、今回の所定期間の経過後に光源部11を駆動制御するとともに、今回より前の所定期間における総和信号SMに基づいて算出した光強度の各色の比率が目標光強度の各色の比率に一致するように、今回の所定期間内においても光源部11を駆動制御する。
このようにしたから、各色の電荷データが揃う前の期間(具体的には、R、G、B各色に対応する電荷Qを光強度積分手段600に蓄えている期間)においても、各色光の出力強度比(混色比)が目標出力強度比に近づいていくように発光制御が行うことができる。したがって、より短い周期で所望の色合わせ(調色制御)を実行することができる。
(2-1) In particular, in the
Since this is done, even during the period before the charge data for each color is collected (specifically, the period in which the charge Q corresponding to each color of R, G, B is stored in the light intensity integrating means 600), Light emission control can be performed so that the output intensity ratio (color mixture ratio) approaches the target output intensity ratio. Therefore, desired color matching (toning control) can be executed in a shorter cycle.
(2−2)また、駆動制御手段は、出射光の要求輝度SLが予め定められた所定値(前記の第2閾値)以下である場合には、要求輝度SLが所定値よりも大きい場合と比べて小さい変化量で光源部11の出力を段階的に調整する(例えば、図13のステップS27の処理に相当)。
このようにしたから、例えば最低輝度領域近傍において特に顕著となる画像Mにおける急激な色味や輝度の変化により、観察者4に違和感を与えてしまうことを防止することができる。
(2-2) Further, when the required luminance SL of the emitted light is equal to or less than a predetermined value (the second threshold value), the drive control unit has a case where the required luminance SL is larger than the predetermined value. The output of the
Thus, for example, it is possible to prevent the
なお、本発明は、以上の実施形態、その変形例、及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。 In addition, this invention is not limited by the above embodiment, its modification, and drawing. Changes (including deletion of constituent elements) can be added to the embodiments and the drawings as appropriate without departing from the scope of the present invention.
以上で説明した例では、光強度を輝度として説明したが、これに限られない。光強度は、光源部11の駆動電流に比例する物理量であればよく、照度、光束、光度であってもよい。
In the example described above, the light intensity is described as the luminance, but the present invention is not limited to this. The light intensity may be a physical quantity proportional to the drive current of the
以上の説明では、表示素子40がDMDである例を示したが、これに限られない。表示素子は、カラーフィルタを用いずにR,G、Bの3色の光源によって表示動作を行う液晶表示素子であってもよい。
In the above description, an example in which the
以上の説明では、表示光Lを、反射光学系70で反射させ、ウインドシールド3に到達させる例を示したが、これに限られない。スクリーン60からの表示光Lを、このような反射光学系を介さずに、ウインドシールド3、もしくは装置専用のコンバイナに向けて出射させるようにしてもよい。
In the above description, the example in which the display light L is reflected by the reflection
以上の説明では、表示装置1が搭載される乗り物の例を車両としたが、これに限られない。表示装置1をその他の乗り物(船舶、航空機等)に設置することもできる。さらには、乗り物に設置するものに限られない。また、以上では、光源駆動装置5を備える表示装置の一例としてヘッドアップディスプレイ装置を挙げたが、これに限られない。その他の表示装置であってもよい。但し、ヘッドアップディスプレイ装置は、背景(風景)と重ねて画像を視認させるため、特に、発光強度の調整が必要であること等を踏まえると、光源駆動装置5を備える表示装置としてはヘッドアップディスプレイ装置が好適である。
In the above description, an example of a vehicle on which the
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。 In the above description, in order to facilitate the understanding of the present invention, the description of known unimportant technical matters is appropriately omitted.
1…表示装置、2…車両、3…ウインドシールド、4…観察者
5…光源駆動装置、6…ECU、M…画像、L…表示光
10…照明装置
11…光源部
11r、11g、11b…光源
40…表示素子、60…スクリーン
100…第1制御部、200…第2制御部、300…給電手段
400…光源駆動手段
410…比較回路、420…論理回路、430…スイッチ手段
500…光強度検出部
600…光強度積分手段
610…積分回路、611…オペアンプ、612…抵抗器、613…コンデンサ
620…スイッチ部
630…対象色選択部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
複数色の光を出射する光出射手段と、
前記画像の表示周期であるフレーム期間を時間分割したサブフレーム期間毎に異なる色の光を出射するように前記光出射手段をフィールドシーケンシャル方式で駆動制御する駆動制御手段と、
前記光出射手段が出射した出射光に基づいて前記画像を表す光を生成する表示素子と、
前記出射光の色毎の光強度を検出する光強度検出手段と、
前記サブフレーム期間よりも長い所定期間における前記光強度の総和を示す総和情報を前記駆動制御手段に供給する積分手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、
今回の前記所定期間における前記総和情報に基づいて前記光強度の各色の比率を算出し、算出した前記比率が設定された目標光強度の各色の比率に一致するように、今回の前記所定期間の経過後に前記光出射手段を駆動制御するとともに、
今回より前の前記所定期間における前記総和情報に基づいて算出した前記光強度の各色の比率が前記目標光強度の各色の比率に一致するように、今回の前記所定期間内においても前記光出射手段を駆動制御する、
ことを特徴とする表示装置。 A display device that displays an image in a field sequential manner,
A light emitting means for emitting light of a plurality of colors;
Drive control means for driving and controlling the light emitting means in a field sequential manner so as to emit light of different colors for each subframe period obtained by time-dividing a frame period which is a display period of the image;
A display element that generates light representing the image based on the emitted light emitted by the light emitting means;
A light intensity detecting means for detecting a light intensity for each color of the emitted light;
Integrating means for supplying sum information indicating the sum of the light intensities in a predetermined period longer than the subframe period to the drive control means,
The drive control means includes
The ratio of each color of the light intensity is calculated based on the total information for the predetermined period of time, and the ratio of the color of the target light intensity is set so that the calculated ratio matches the ratio of each color of the set target light intensity. Drive control of the light emitting means after elapse,
The light emitting means also in the predetermined period of this time so that the ratio of each color of the light intensity calculated based on the total information in the predetermined period before this time coincides with the ratio of each color of the target light intensity. Drive control,
A display device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The predetermined period is a period that is one or more times the frame period.
The display device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。 The integrating means is an integrating circuit for accumulating electric charge according to the signal indicating the light intensity supplied from the light intensity detecting means for the predetermined period; a switch unit for discharging the electric charge accumulated after the elapse of the predetermined period; Comprising
The display device according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置。 The drive control means adjusts the output of the light emitting means stepwise until the ratio of each color of the light intensity calculated based on the total information matches the ratio of each color of the target light intensity.
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 When the required luminance of the emitted light is equal to or less than a predetermined value, the drive control means outputs the output of the light emitting means with a smaller change amount than when the required luminance is larger than the predetermined value. Adjust step by step,
The display device according to claim 4.
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2017
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