JP2017105291A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両に搭載され、光源の出力範囲が大きな場合であっても、より正確な光強度を検出できるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】 車両に搭載され、光源１１からの出力光を利用して表示像Ｌを拡大して投影表示するＨＵＤ装置Ａであって、光源１１からの出力強度を検出し検出信号を発するフォトダイオード５０ａと、前記検出信号を増幅して出力信号として発するオペアンプ５０ｂと、このオペアンプ５０ｂの増幅率を切り替えるための複数の抵抗体５０ｃ〜５０ｆに接続されたスイッチ回路５０ｇと、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関し、例えば、高輝度から低輝度まで出力範囲が広い車両用のヘッドアップディプレイ装置に好適である。

従来のヘッドアップディスプレイとして、例えば特許文献１に開示されている。かかる特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイは、車両のインストルメントパネル（以下、インパネと言う）内部に取り付けられており、表示装置が発する表示光を車両のフロントガラス（投影部材）に投影し、車両の利用者（運転者）に対し虚像を表示する。

また、従来のヘッドアップディスプレイの光学エンジンとしてＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）が用いられるものがあり、例えば特許文献２に開示されている。この光学エンジンにあっては、各発光ダイオードの光強度を検出するためのフォトセンサを用いた検出回路を備え、光源が正確な輝度で出力されるようにフィードバック制御している。

特開平９−１０９７３２号公報 特開２０１５−１３２６５８号公報

これらヘッドアップディスプレイは、車両に搭載され、明暗の差が大きな環境に併せて、必要な表示が、高輝度から低輝度までの出力範囲が大きなものとなるため、これら出力範囲の光強度を全て検出するための構成が必要であった。

また、車外の温度環境の変化だけでなく太陽光の照射や光源素子の発熱による高温化など、温度変化が大きい。このため、各電子部品に備わる温度特性によって、内部抵抗の値が変化し、フォトセンサを用いた検出回路の出力が正確なものとならない可能性があり課題となっていた。

そこで本発明の目的は、前述の課題に着目し、車両に搭載され、光源の出力範囲が大きな場合であっても、より正確な光強度を検出できるヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、
車両に搭載され、光源からの出力光を利用して表示像を拡大して投影表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記光源からの出力強度を検出し検出信号を発する検出素子と、
前記検出信号を増幅して出力信号として発する増幅回路と、
この増幅回路の増幅率を切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記増幅回路は、オペアンプを適用し、
前記切替手段は、前記増幅回路の入出力端子間に接続され、
前記検出素子に並列接続される複数の抵抗体と、
このうち何れかの抵抗体を選択して、前記増幅回路の出力に接続するスイッチ手段と、を設けることを特徴とする。

また、前記出力信号を入力し、前記光源の出力を調整する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記低輝度時に、前記複数の抵抗体のうち、より大きな抵抗値の抵抗体を選択して前記増幅回路の増幅率を大きくするように前記切替手段を制御することを特徴とする。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、光源の出力範囲が大きな場合であっても、より正確な光強度を検出できる。

本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の車載例を示す図。 同実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の車載例を示す断面図。 同実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の断面図。 同実施形態による照明装置を示す図。 同実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の構成を示すブロック図。 同実施形態による光強度検出部の回路構成を示す図。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、図１，２に示すヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置と記載）Ａである。ＨＵＤ装置Ａは、図示するように、車両ＢのダッシュボードＣに配設され、生成した画像（車両情報）を表す表示光ＬをウインドシールドＤに向けて出射する。ウインドシールドＤで反射した表示光Ｌは、観察者Ｅ（主に、車両Ｂの運転者）により、ウインドシールドＤの前方に形成された画像の虚像Ｆとして視認される。このようにしてＨＵＤ装置Ａは、観察者Ｅに画像を虚像Ｆとして視認させる。この画像は、車両Ｂに関する情報（例えば、走行速度、エンジン回転数、ナビゲーション情報等）を報知する。

ＨＵＤ装置Ａは、図３，４に示すように、照明装置１と、照明光学系２と、表示素子３と、投射光学系４と、スクリーン５と、平面鏡６１や凹面鏡６２からなるミラーユニット６と、透光部７１を有する筐体７と、を備える。また、ＨＵＤ装置Ａの照明装置１は、図５に示すように、第１の制御部１０と、第２の制御部２０と、調光回路３０と、光源駆動手段４０と、光強度検出部５０と、を備える。

照明装置１は、後述する光（照明光Ｌ１）を、照明光学系２に向け出射するものであり、図４に示すように、光源１１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。

光源１１は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ（Light Emitting Diode））からなる光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂから構成されている。光源１１ｒは赤色光Ｌｒを発し、光源１１ｇは緑色光Ｌｇを発し、光源１１ｂは青色光Ｌｂを発する。光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂの各々は、第１の制御部１０によって駆動され、所定の光強度及びタイミングで発光する。なお、本実施形態において、光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂは、独立した光源１１としているが、共通の光源１１から複数の色の光を出射するものであってもよい。また、光源１１は、複数色の光を出射するものであればよく、２色のみで構成されていてもよく、また、４色（白色も含む）以上で構成されていてもよい。回路基板１２は、プリント回路板からなる。回路基板１２には、光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂが実装されている。

合波手段１３は、光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂから出射され、到達した光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを略一方向（輝度ムラ低減手段１４側）へ向ける。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、から構成されている。

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Ｌｂ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Ｌｇを合波部１３ｃに向けて反射させ、また、反射部１３ａからの青色光Ｌｂをそのまま透過させる。 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Ｌｒを照明光学系２０に向けて反射させ、また、合波部１３ｂからの光Ｌｂや光Ｌｇをそのまま透過させる。即ち、合波部１３ｃからは、光源１１から順次出射される照明光Ｌ１（青色光Ｌｂまたは緑色光Ｌｇまたは赤色光Ｌｒ）が略一方向（輝度ムラ低減手段１４側）へ出射される。なお、合波手段１３は、各光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの光軸を合わせるものであり、１つの光源１１から複数色の光を出射する場合、省略してもよい。

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Ｌ１を乱反射、散乱、屈折させることで光のムラを低減する。照明装置１は、光源１１から出射された光を、以上に述べた合波手段１３、及び、輝度ムラ低減手段１４（更には、次に述べる透過膜１５）を介して、照明光Ｌ１（青色光Ｌｂまたは緑色光Ｌｇまたは赤色光Ｌｒ）として照明光学系２に向け出射する。

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Ｌ１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５０の方向へ反射させる。

光強度検出部５０は、図６に示すように、例えば、フォトダイオード５０ａを有する検出素子を用いており、透過膜１５で反射した照明光Ｌ１を受ける位置に設けられている。光強度検出部５０は、照明光Ｌ１の一部を受光し、光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ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５０は、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ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Ｌ１の光路ではなく、例えば、合波される前の光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ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。また、光強度検出部５０は、照明光学系２から出射された照明光Ｌ１の一部の光強度を検出できる箇所に適宜設けられていてもよい。光強度検出部５０の機能については後に詳述する。

照明光学系２は、凹状のレンズ等からなり、照明装置１から出射された照明光Ｌ１を表示素子３に対応した大きさに調整する。

表示素子３は、可動式の複数のマイクロミラーを有するＤＭＤを適用でき、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、照明光学系２から出射された照明光Ｌ１を、適宜、反射させる。表示素子３は、このように照明光Ｌ１を反射させることで、画像（画像を生成するための光）を投射光学系４に向け投射する。

具体的には、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、マイクロ秒周期）で駆動することにより、各ミラーは、オンまたはオフ状態となる。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に＋１２度傾斜し、ミラーがオフ状態のときには鏡面がヒンジを支点に−１２度傾斜する。オン状態のミラーは、照明光学系２からの照明光Ｌ１を投射光学系４方向に反射させ、オフ状態のミラーは、照明光Ｌ１を投射光学系４方向に反射させない。表示素子３は、各ミラーを個別に駆動することにより、画像（表示光Ｌ）を投射光学系４に向け投射する。

投射光学系４は、凹レンズ又は凸レンズ等で構成され、表示素子３からの表示光Ｌをスクリーン５に効率良く投射するための光学系である。

スクリーン５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４からの表示光Ｌを背面（表示素子３側の面）で受光し、前面（ミラーユニット６側）に画像を表示する。

平面鏡６１は、スクリーン５に表示された画像を表す表示光Ｌを、凹面鏡６２に向けて反射させる。 凹面鏡６２は、平面鏡６１から到達した表示光Ｌを、凹面で反射させることで反射光をウインドシールドＤの方向へ出射する。これにより、結像される虚像Ｆは、スクリーン５に表示された画像よりも拡大されたものとなる。凹面鏡６２で反射した表示光Ｌは、透光部７１を介して、ウインドシールドＤに到達する。

筐体７は、照明装置１、照明光学系２、表示素子３、投射光学系４、スクリーン５、平面鏡６１、凹面鏡６２等を所定の位置に収納する。筐体７は、透光部７１を除く箇所を、例えば、遮光性の部材により形成される。透光部７１は、アクリル等の透光性樹脂からなり、凹面鏡６２からの表示光Ｌを透過する。透光部７１は、例えば、筐体７に嵌合されている。透光部７１は、到達した外光（例えば、太陽光や街灯の光）が観察者Ｅの方向へ反射しないように、例えば湾曲形状に形成されている。

次に、図５，６を参照して、光源駆動に係る構成について詳細に説明する。

照明装置１は、図５に示すように、第１の制御部１０と、第２の制御部２０と、調光回路３０と、光源駆動手段４０と、光強度検出部５０と、を備える。これらは、例えば、筐体７０内に配設されたプリント回路板に実装される。なお、このプリント回路板として回路基板１２上に第１の制御部１０、第２の制御部２０、調光回路３０、光源駆動手段４０の一部または全部が実装されていてもよい。

第１の制御部１０は、マイクロコントローラからなり、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶されたＨＵＤ装置Ａの動作に必要なプログラムを読み出し、実行することで各部を制御する。第１の制御部１０には、車両Ｂの車両ＥＣＵ（電子制御ユニット）６０から、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｅｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌ）通信等によって、画像を表示するための映像信号が入力され、また、第１の制御部１０には、車両ＥＣＵ６０から車両Ｂの周辺の外部照度信号（調光信号）ＳＬが入力され、これらに基づき、光源１１の発光強度を調整し、さらに第２の制御部２０を介して表示素子３に所望の表示画像を表示させる。

なお、第１の制御部１０から出力される映像信号は、図示しない画像処理ＩＣなどを経由して、第２の制御部２０に入力される。また、車両ＥＣＵ６０からの映像信号は、第１の制御部１０を経由せずに、後述する第２の制御部２０に、図示しない画像処理ＩＣなどを経由して、直接入力されてもよい。

第１の制御部１０は、光源１１を制御するために以下のように各部を制御する。
（１）第１の制御部１０は、比較回路４１の一方の入力端子へ基準信号ＳＡを出力する。この基準信号ＳＡは、光源１１の設定値を示し、車両ＥＣＵ６０から第１の制御部１０に入力された外部照度信号（調光信号）ＳＬに基づいて生成される。例えば、第１の制御部１０は、メモリから外部照度信号ＳＬが示す強度値と設定値とが対応したテーブルデータを参照し、取得した外部照度信号ＳＬが示す強度値に対応した設定値のデューティー比のパルス信号を出力し、このパルス信号が図示しない積分回路からなるアナログ変換器によりアナログ信号に変換され、このアナログ信号が基準信号ＳＡとして、比較回路４１に出力される。

なお、第１の制御部１０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。また、外部照度信号ＳＬに対応付けられた基準信号ＳＡの値の大きさは、光源１１が出射する光の色毎に異なる。従って、異なる色を出射するサブフレーム毎に第１の制御部１０が比較回路４１に対して出力する基準信号ＳＡの大きさも異なる。斯かる構成により、各色の光強度検出信号ＳＦＢを共通の比較回路４１で処理した場合でも、光源１１が出射する各色の光量を適切に判定して調整できる。

（２）第１の制御部１０は、第２の制御部２０を介し、論理回路４２の入力端子へ制限信号ＳＣを出力する。この制限信号ＳＣは、比較回路４１から入力される比較信号ＳＢに対し、所定期間だけ比較信号ＳＢに応じた駆動信号ＳＤを論理回路４２に出力させるための許可信号ＳＣ、または、比較信号ＳＢによらない駆動信号ＳＤを論理回路４２に出力させるための禁止信号ＳＣからなる。第１の制御部１０は、車両ＥＣＵ６０から入力した外部照度信号ＳＬが所定の閾値未満であるかを判定し、外部照度信号ＳＬが該閾値未満である場合、第２の制御部２０に、許可信号及び禁止信号からなる制限信号ＳＣを出力させ、外部照度信号ＳＬが該閾値以上である場合、第２の制御部２０に、許可信号からなる制限信号ＳＣを出力させる。

（３）さらに、第１の制御部１０は、調光回路３０を制御し、光源１１に印加する電圧を設定する。

（４）また、第１の制御部１０は、車両ＥＣＵ６０から入力される外部照度信号ＳＬに応じて予め設定されたゲインを図示しない光強度検出部５０と比較回路４１との間に設けられる増幅回路に出力する。

第２の制御部２０は、所望の機能をハードウェアで実現する集積回路（ＬＳＩ）を適用できる。また、第２の制御部２０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の制御部１０からの信号に応じた制限信号ＳＣを出力するためのデータや、第１の制御部１０からの照明制御データに応じて光源１１の発光タイミングを制御するイネーブル信号ＥＮを制御するためのデータや、第１の制御部１０からの表示制御データに応じて表示素子３を制御するためのデータが格納されている。

調光回路３０は、電源ＩＣ、トランジスタを用いたスイッチング回路等からなる。調光回路３０は、車両Ｂのバッテリ（図示せず）からの電力を用いて、第１の制御部１０の制御のもとで、光源１１に適宜の値の電圧を印加する。調光回路３０は、図５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。このように、各色発光ダイオードのアノード側に、共通の供給電圧ラインを設けることにより、調光回路３０などの部品数や配線の数を削減できる。なお、調光回路３０は、後述する光源駆動手段４０の集積回路内に一体的に組み込まれてもよい。

光源駆動手段４０は、所望の機能をハードウェアで実現する集積回路を適用できる。光源駆動手段４０は、比較回路４１と、論理回路４２と、スイッチ手段４３と、を備え、光源１１が出射する照明光Ｌ１（青色光Ｌｂまたは緑色光Ｌｇまたは赤色光Ｌｒ）の光強度に基づく光強度検出信号ＳＦＢを光強度検出部５０から入力し、この光強度検出信号ＳＦＢから光源１１を駆動するための駆動信号ＳＤを生成し、この駆動信号ＳＤに基づき、スイッチ手段４３がオン／オフ動作することで、光源１１を点灯／消灯させる。

比較回路４１は、比較器（コンパレータ）からなり、光強度検出部５０から入力される光強度検出信号ＳＦＢと第１の制御部１０が出力した基準信号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４２へ出力する。なお、光強度検出部５０と比較回路４１との間には、増幅回路が設けられており、光強度検出信号ＳＦＢは、この増幅回路により増幅された上で比較回路４１に入力される。なお、この増幅回路は、上述したように、第１の制御部１０が、車両ＥＣＵ６０から入力される外部照度信号ＳＬに応じてゲインを決定する。

論理回路４２は、複数のＡＮＤ回路を用いて構成される。論理回路４２は、第２の制御部２０からの制限信号ＳＣ，イネーブル信号ＥＮと、比較回路４１からの比較信号ＳＢと、を入力し、これらＡＮＤ回路により、赤色光源１１ｒを駆動する赤色駆動信号ＳＤＲ、または緑色光源１１ｇを駆動する緑色駆動信号ＳＤＧ、または青色光源１１ｂを駆動する青色駆動信号ＳＤＢを、赤色スイッチ手段４３１，緑色スイッチ手段４３２，青色スイッチ手段４３３それぞれに出力する。

スイッチ手段４３は、例えば、ｎ型チャネルまたはｐ型チャネルのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いたスイッチング回路からなる。スイッチ手段４３は、論理回路４２からの出力に応じてオン／オフ動作を行う。スイッチ手段４３、例えば、図５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スイッチ手段４３１、緑色光源１１ｇのカソード側に接続される緑色スイッチ手段４３２、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を有する。

なお、光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂの各々は、論理回路４２による各イネーブル信号ＥＮが定める発光タイミングに従って駆動電流が供給させる。これにより、所定の期間（イネーブル信号ＥＮがオンを示す期間）毎に、異なる色の光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂが順次点灯する（フィールドシーケンシャルカラー方式）。

光強度検出部５０は、光源１１が出射した照明光Ｌ１を受光し、光Ｌｒ、Ｌｇ，Ｌｂそれぞれの光強度を時分割で検出する。光強度検出部５０は、検出した発光強度を示す光強度検出信号ＳＦＢ（電圧信号）を出力する。この場合、光強度検出部５０で入力した光源１１の発光強度を示す光強度検出信号ＳＦＢを入力し、光源駆動手段４０が、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、この駆動信号ＳＤに基づいて再び各色光源１１を駆動するフィードバック制御を行うことで、光源１１が所望の発光強度になるように監視制御を行っている。

また、光強度検出部５０は、図６に示すように、フォトダイオード５０ａと、オペアンプ（増幅回路）５０ｂと、複数の抵抗体５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆと、スイッチ回路５０ｇとを設ける。

フォトダイオード５０ａは、筐体７内に設けられ、透過膜１５で反射した照明光Ｌ１を受ける位置に光強度の検出面が対向するようにして設けられている。このフォトダイオード５０ａからなる検出素子は、受光した光強度（光源１１からの出力強度）に応じて検出信号を発することができオペアンプ５０ｂに接続され、この接続線に分岐して複数の抵抗体５０ｃ〜５０ｆにそれぞれ接続している。

オペアンプ５０ｂは、入力側にＧＮＤ端子（設置側端子）と、フォトダイオード５０ａの出力端子（カソード端子）とを接続し、出力側に、比較回路４１が接続され、この接続線に分岐してスイッチ回路５０ｇに接続している。オペアンプ５０ｂは、フォトダイオード５０ａからの検出信号を、複数の抵抗体５０ｃ〜５０ｆ及びスイッチ回路からなる切替手段によって定まる抵抗値をフィードバックされることによって、所望の増幅率にて増幅し、出力信号として比較回路４１に出力できる。

複数の抵抗体５０ｃ〜５０ｆは、フォトダイオード５０ａとオペアンプ５０ｂとの間の接続線と、オペアンプ５０ｂの出力端子との間に介在して、フォトダイオード５０ａの検出信号を増幅率を定めるもので、スイッチ回路５０ｇによって選択的に接続される。この複数の抵抗体５０ｃ〜５０ｆは、それぞれ異なる抵抗値のものが用意され、高照度から低照度まで検出できるように、フォトダイオード５０ａの検出信号の出力レンジにあわせて設けられる。

スイッチ回路５０ｇは、半導体を適用でき、第１の制御部１０からの制御信号に基づいて、増幅率を切り替えるべく、複数の抵抗体５０ｃ〜ｔ５０ｆのうち何れかの抵抗体を選択して、オペアンプ５０ｂの増幅率を定める。なお、第１の制御部１０は、光源１１からの出力に基づく照明光Ｌ１が大きい場合には、検出信号を低い増幅率にて増幅して出力させる、照明光ｌ１が小さい場合には、検出信号を高い増幅率にて増幅して出力させるように光強度検出部５０の感度レンジを切り替えることになる。

従って、フォトトランジスタやその検出箇所を多数用意しなくても、大きな照度範囲を正確に検出できる光強度検出部５０となる。このため、太陽光等の外部環境の影響を受けて、これに適した高輝度から低輝度まで大きな範囲で表示光Ｌを出力する必要があるＨＵＤ装置Ａに好適である。

また、図６に示す回路構成を適用することによって、例えば、夜間など暗い環境での使用を想定した場合、人間の感度特性として敏感な低照度状態であるため、より正確な光強度の検出が必要であるが、この際、大きな抵抗値の抵抗体を選択して増幅率を定めるため、抵抗体５０ｃ〜５０ｆに接続されたスイッチ回路５０ｇの内部抵抗の影響を小さくできる。従って、特に、低照度状態時にあっては、温度によって抵抗値が変化してしまう該内部抵抗の影響を小さくして、より正確な光強度を検出できる回路構成となる。

斯かるＨＵＤ装置Ａは、車両に搭載され、光源１１からの出力光を利用して表示像（表示光）Ｌを拡大して投影表示するＨＵＤ装置Ａであって、光源１１からの出力強度を検出し検出信号を発するフォトダイオード５０ａと、前記検出信号を増幅して出力信号として発するオペアンプ５０ｂと、このオペアンプ５０ｂの増幅率を切り替えるための複数の抵抗体５０ｃ〜５０ｆに接続されたスイッチ回路５０ｇと、を備える。

従って、車両に搭載され、明暗の差が大きな環境にあわせて、必要な表示が、高輝度から低輝度までの出力範囲が大きなものであっても、正確な光強度を検出できる。また、上述実施形態のように、光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂからの赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、青色光Ｌｂを時分割して、それぞれ正確に光強度を検出できるため、これを考慮してホワイトバランス調整できるため、より正確に所望の色彩にて表示像を表現できるＨＵＤ装置Ａとなる。

なお、本発明のヘッドアップディスプレイ装置を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関して、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載され、車両情報やターンバイターン表示等の道路情報などの車載表示装置として好適である。

１ 照明装置
２ 照明光学系
３ 表示素子
４ 投射光学系
５ スクリーン
６ ミラーユニット
６１ 平面鏡
６２ 凹面鏡
７ 筐体
７１ 透光部

１１ 光源
１２ 回路基板
１３ 合波手段
１４ 輝度ムラ低減手段
１５ 透過膜

１０ 第１の制御部
２０ 第２の制御部
３０ 調光回路
４０ 光源駆動手段
４１ 比較回路
４２ 論理回路
４３ スイッチ手段（切替手段）
５０ 光強度検出部
５０ａ フォトダイオード（検出素子）
５０ｂ オペアンプ（増幅回路）
５０ｃ〜５０ｆ 抵抗体
５０ｇ スイッチ回路
６０ 車両ＥＣＵ

Ａ ＨＵＤ装置（ヘッドアップディスプレイ装置）
Ｂ 車両
Ｃ ダッシュボード
Ｌ 表示光
Ｌ１ 照明光
Ｄ ウインドシールド
Ｅ 観察者
Ｆ 虚像

Claims (3)

1. 車両に搭載され、光源からの出力光を利用して表示像を拡大して投影表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記光源からの出力強度を検出し検出信号を発する検出素子と、
   前記検出信号を増幅して出力信号として発する増幅回路と、
   この増幅回路の増幅率を切り替える切替手段と、を備える
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記増幅回路は、オペアンプを適用し、
   前記切替手段は、前記増幅回路の入出力端子間に接続され、
   前記検出素子に並列接続される複数の抵抗体と、
   このうち何れかの抵抗体を選択して、前記増幅回路の出力に接続するスイッチ手段と、を設ける
   ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記出力信号を入力し、前記光源の出力を調整する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記低輝度時に、前記複数の抵抗体のうち、より大きな抵抗値の抵抗体を選択して前記増幅回路の増幅率を大きくするように前記切替手段を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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