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JP6709515B2 - Display device - Google Patents

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JP6709515B2 JP2017537740A JP2017537740A JP6709515B2 JP 6709515 B2 JP6709515 B2 JP 6709515B2 JP 2017537740 A JP2017537740 A JP 2017537740A JP 2017537740 A JP2017537740 A JP 2017537740A JP 6709515 B2 JP6709515 B2 JP 6709515B2
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Description

本発明は、表示装置に関する。 The present invention relates to a display device.

従来から表示装置として、例えば、表示素子としてＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）が設けられた構成が知られている。この種の表示装置は、ＤＭＤが有する複数のマイクロミラーにて照明光を反射させることで画像光を生成する。例えば、特許文献１に記載の表示装置は、それぞれ赤色、緑色及び青色の光を発する３つの光源のうち何れかの一つを選択的に発光させ、発光する光源を高速で切り替えることで所望の色の照明光を生成する、いわゆるフィールドシーケンシャル方式により動作する。特許文献１には、画像を表示する期間であっても、光源をオフして照明光を生成しない非表示期間を、照明光を生成する表示期間の間に設定することが開示されている。この非表示期間においては、ＤＭＤのマイクロミラーが一定の状態で固着することを防ぐためにマイクロミラーが駆動される。これにより、ＤＭＤの寿命を長くすることができる。 Conventionally, as a display device, for example, a configuration in which a DMD (Digital Micro-mirror Device) is provided as a display element is known. This type of display device generates image light by reflecting illumination light with a plurality of micromirrors included in the DMD. For example, the display device described in Patent Document 1 selectively emits any one of three light sources that emit red, green, and blue light, and switches the light sources that emit light at high speed to obtain a desired light source. It operates by a so-called field-sequential method, which generates color illumination light. Patent Document 1 discloses that a non-display period in which the light source is turned off and the illumination light is not generated is set during the display period in which the illumination light is generated even when the image is displayed. During this non-display period, the micromirror of the DMD is driven in order to prevent the micromirror from sticking in a certain state. This can prolong the life of the DMD.

特開２０１４−１０４１７号公報JP, 2014-10417, A

このようなＤＭＤを備えた表示装置においては、一般的に、安定的な動作が保証されている動作温度範囲が定められている。例えば、ＤＭＤの温度が動作温度範囲を下回った場合には、加熱部によりＤＭＤを温めることが考えられるが、その場合に、加熱部及び光源を同時に駆動することによって、電源から加熱部及び光源に供給される電流のピーク値が大きくなることが懸念される。また、同様の課題は、ＤＭＤの温度が動作温度範囲を上回った場合に、光源と同時に、ＤＭＤの温度を下げる冷却部を駆動させることによっても生じ得る。 In a display device including such a DMD, an operating temperature range in which stable operation is guaranteed is generally defined. For example, when the temperature of the DMD falls below the operating temperature range, it is conceivable to heat the DMD by the heating unit. In that case, by simultaneously driving the heating unit and the light source, the power source changes the heating unit and the light source. There is concern that the peak value of the supplied current will increase. In addition, the same problem can be caused by driving the cooling unit that lowers the temperature of the DMD simultaneously with the light source when the temperature of the DMD exceeds the operating temperature range.

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、表示素子の温度を調整しつつ、電流のピーク値を低減した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 in which the peak value of the current is reduced while adjusting the temperature of the display element.

上記目的を達成するため、本発明の表示装置は、所定の画像を表示する表示装置であって、それぞれ異なる色の光を発する複数の光源と、光の反射する角度を制御可能な複数の反射部を含む表示素子と、前記複数の光源のうち何れか一つを発光させ、発光する前記光源を順次切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて前記複数の光源から発される光から所望の色の照明光を生成するとともに、前記反射部を通じて前記照明光のうち前記画像に対応した光をスクリーンに向けて反射させる制御部と、前記表示素子の温度を検出する温度検出部と、前記表示素子の温度を調整する温度調整部と、を備え、前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度が常温範囲外にある場合、前記複数の光源の全てが消灯しているときに、前記温度調整部を通じて前記表示素子の温度を前記常温範囲内となるように調整する。 In order to achieve the above object, a display device of the present invention is a display device that displays a predetermined image, and a plurality of light sources that emit light of different colors, and a plurality of reflection devices that can control the light reflection angle. A display element including a part, and one of the plurality of light sources emits light, and an illumination light of a desired color is emitted from the light emitted from the plurality of light sources by a field sequential method for sequentially switching the light sources that emit light. A control unit for generating and reflecting light corresponding to the image of the illumination light toward the screen through the reflection unit, a temperature detection unit for detecting the temperature of the display element, and a temperature adjustment of the display element. When the temperature detected by the temperature detection unit is out of the normal temperature range, the control unit is configured to operate through the temperature adjustment unit when all of the plurality of light sources are turned off. The temperature of the display element is adjusted to be within the normal temperature range.

本発明によれば、表示素子の温度を調整しつつ、電流のピーク値を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the peak value of the current while adjusting the temperature of the display element.

本発明の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle equipped with a head-up display device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram showing the composition of the head up display device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る照明装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram showing composition of an illuminating device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the head-up display device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る表示素子の温度に応じた表示素子のオンオフ状態及び制御部のモードを示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an on/off state of a display element and a mode of a control unit according to a temperature of the display element according to the first exemplary embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る低温表示モードにおける各ＬＥＤ及びヒータのオンオフのタイミングを示すタイミングチャートである。5 is a timing chart showing ON/OFF timing of each LED and heater in the low temperature display mode according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係る低温表示モードにおける各ＬＥＤ及びヒータのオンオフのタイミングを示すタイミングチャートである。8 is a timing chart showing ON/OFF timing of each LED and heater in the low temperature display mode according to the second embodiment of the present invention.

（第１実施形態）
以下、本発明に係る表示装置を車両に搭載するヘッドアップディスプレイ装置に適用した第１実施形態について説明する。(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the display device according to the present invention is applied to a head-up display device mounted on a vehicle will be described.

ヘッドアップディスプレイ装置１は、図１に示すように、車両のダッシュボード内に設けられ、表示画像を表す表示光Ｌをウインドシールド２に向けて照射する。視認者３（主に運転者）は、ウインドシールド２に反射した表示光Ｌを受けて、表示画像の虚像Ｖを視認することができる。 As shown in FIG. 1, the head-up display device 1 is provided in the dashboard of a vehicle and irradiates the windshield 2 with display light L representing a display image. The viewer 3 (mainly the driver) can receive the display light L reflected by the windshield 2 and visually recognize the virtual image V of the display image.

（ヘッドアップディスプレイ装置の構成）
ヘッドアップディスプレイ装置１は、図２に示すように、照明装置１０と、照明光学系２０と、表示素子３０と、温度センサ４１と、温度調整部及び加熱部の一例であるヒータ４２と、投射光学系５０と、スクリーン６０と、平面ミラー７０と、凹面ミラー７１と、ハウジング８０と、照度センサ８２と、制御部１００と、を備える。(Structure of head-up display device)
As shown in FIG. 2, the head-up display device 1 includes an illumination device 10, an illumination optical system 20, a display element 30, a temperature sensor 41, a heater 42 which is an example of a temperature adjustment unit and a heating unit, and a projection device. The optical system 50, the screen 60, the plane mirror 70, the concave mirror 71, the housing 80, the illuminance sensor 82, and the control part 100 are provided.

ハウジング８０は、硬質樹脂等によって箱状に形成される。ハウジング８０には、ウインドシールド２に対向する面に開口部８０ａが形成され、その開口部８０ａは、アクリル等の透光性樹脂により湾曲形状に形成される窓部８１によって塞がれている。表示光Ｌは、窓部８１を透過してハウジング８０内からウインドシールド２に向かう。ハウジング８０内には、制御部１００を除くヘッドアップディスプレイ装置１の各構成が内蔵されている。なお、制御部１００は、ハウジング８０内に設けられていてもよい。 The housing 80 is formed in a box shape with a hard resin or the like. An opening 80a is formed on the surface of the housing 80 facing the windshield 2, and the opening 80a is closed by a window 81 formed of a translucent resin such as acrylic in a curved shape. The display light L passes through the window portion 81 and travels from the inside of the housing 80 toward the windshield 2. Each component of the head-up display device 1 excluding the control unit 100 is built in the housing 80. The controller 100 may be provided inside the housing 80.

照明装置１０は、図３に示すように、照明手段１１と、反射透過光学手段１３と、輝度ムラ低減光学手段１４と、を備える。
照明手段１１は、赤色光Ｒを発する赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１ｒと、緑色光Ｇを発する緑色ＬＥＤ１１ｇと、青色光Ｂを発する青色ＬＥＤ１１ｂと、を備える。As shown in FIG. 3, the lighting device 10 includes a lighting unit 11, a reflection/transmission optical unit 13, and a brightness unevenness reducing optical unit 14.
The illumination unit 11 includes a red LED (Light Emitting Diode) 11r that emits red light R, a green LED 11g that emits green light G, and a blue LED 11b that emits blue light B.

反射透過光学手段１３は、図３に示すように、光Ｒ,Ｇ,Ｂに基づき照明光Ｃを生成するものであって、光を反射する反射ミラー１３ａと、誘電体の多層膜等の薄膜が鏡面に形成された鏡で構成され、光の透過と反射を行うダイクロイックミラー１３ｂ、１３ｃと、を備える。
反射ミラー１３ａは、赤色ＬＥＤ１１ｒからの赤色光Ｒを輝度ムラ低減光学手段１４に向かって反射する位置に設けられている。ダイクロイックミラー１３ｂは、緑色ＬＥＤ１１ｇからの緑色光Ｇを輝度ムラ低減光学手段１４に向かって反射し、反射ミラー１３ａからの赤色光Ｒを透過する位置に設けられている。ダイクロイックミラー１３ｃは、青色ＬＥＤ１１ｂからの青色光Ｂを輝度ムラ低減光学手段１４に向かって反射し、反射ミラー１３ａ及びダイクロイックミラー１３ｂからの赤色光Ｒ及び緑色光Ｇを輝度ムラ低減光学手段１４に向かって透過する位置に設けられている。As shown in FIG. 3, the reflection/transmission optical means 13 generates illumination light C based on the lights R, G, B, and includes a reflection mirror 13a for reflecting the light and a thin film such as a dielectric multilayer film. Is a mirror formed on a mirror surface, and includes dichroic mirrors 13b and 13c that transmit and reflect light.
The reflection mirror 13a is provided at a position that reflects the red light R from the red LED 11r toward the brightness unevenness reducing optical means 14. The dichroic mirror 13b is provided at a position that reflects the green light G from the green LED 11g toward the brightness unevenness reducing optical means 14 and transmits the red light R from the reflection mirror 13a. The dichroic mirror 13c reflects the blue light B from the blue LED 11b toward the brightness unevenness reducing optical means 14, and directs the red light R and the green light G from the reflecting mirror 13a and the dichroic mirror 13b toward the brightness unevenness reducing optical means 14. It is provided at a position where it is transparent.

輝度ムラ低減光学手段１４は、ミラーボックスやアレイレンズなどからなるもので、上述の照明光Ｃを乱反射、散乱、屈折させることで光のムラを低減する。このように照明装置１０は、照明光学系２０に向けて照明光Ｃを出射する。 The brightness unevenness reducing optical means 14 is composed of a mirror box, an array lens, or the like, and reduces unevenness of light by irregularly reflecting, scattering, and refracting the illumination light C described above. In this way, the illumination device 10 emits the illumination light C toward the illumination optical system 20.

照明光学系２０は、例えば凹レンズ等で構成され、照明装置１０から出射された照明光Ｃを表示素子３０に対応した大きさに調整する。 The illumination optical system 20 includes, for example, a concave lens and adjusts the illumination light C emitted from the illumination device 10 to a size corresponding to the display element 30.

表示素子３０は、図２に示すように、反射部の一例である可動式のマイクロミラーＥを備えたＤＭＤからなる。このマイクロミラーＥの下部に設けた電極をマイクロセカンドオーダという非常に短い時間で駆動し、オン／オフの二つの状態を持たせることで各マイクロミラーＥは鏡面を、ヒンジを支点に±１２度傾斜させることができ。マイクロミラーＥがオンのとき、マイクロミラーＥは、ヒンジを支点に＋１２度傾斜し、照明光学系２０から出射された照明光Ｃを投射光学系５０に向けて反射する。マイクロミラーＥがオフのときは、マイクロミラーＥは、ヒンジを支点に−１２度傾斜し、照明光Ｃを投射光学系５０とは異なる方向に反射する。従って、表示素子３０は、各マイクロミラーＥを個別に駆動することにより、照明光Ｃのうち表示画像Ｄのみを投射光学系５０に向けて投射する。表示素子３０の各マイクロミラーＥは、ヘッドアップディスプレイ装置１が電源オフのとき、オン制御における傾斜と、オフ制御における傾斜との中間点（本例では０度）に位置する。 As shown in FIG. 2, the display element 30 is composed of a DMD including a movable micromirror E which is an example of a reflecting section. The electrodes provided under the micro mirrors E are driven in a very short time of microsecond order, and by having two states of on/off, each micro mirror E has a mirror surface and a hinge is a fulcrum of ±12 degrees. Can be tilted. When the micro mirror E is on, the micro mirror E is tilted by +12 degrees about the hinge as a fulcrum, and reflects the illumination light C emitted from the illumination optical system 20 toward the projection optical system 50. When the micro mirror E is off, the micro mirror E is tilted by −12 degrees about the hinge as a fulcrum and reflects the illumination light C in a direction different from that of the projection optical system 50. Therefore, the display element 30 projects only the display image D of the illumination light C toward the projection optical system 50 by individually driving each micro mirror E. Each micro mirror E of the display element 30 is located at an intermediate point (0 degree in this example) between the inclination in the ON control and the inclination in the OFF control when the head-up display device 1 is powered off.

温度センサ４１は、例えば、表示素子３０のベース基板に設けられるダイオード等からなる。温度センサ４１は、表示素子３０の温度を測定し、その検出結果を制御部１００に出力する。 The temperature sensor 41 includes, for example, a diode provided on the base substrate of the display element 30. The temperature sensor 41 measures the temperature of the display element 30 and outputs the detection result to the control unit 100.

ヒータ４２は、制御部１００による制御のもと、表示素子３０を加熱するものであって、一例としては、ニクロム線により構成される。ヒータ４２はオンされることで発熱する。 The heater 42 heats the display element 30 under the control of the control unit 100, and is composed of, for example, a nichrome wire. When the heater 42 is turned on, it generates heat.

投射光学系５０は、例えば凹レンズ又は凸レンズ等で構成され、表示素子３０から投影された表示画像Ｄに対応する表示光Ｌをスクリーン６０に効率よく照射する。 The projection optical system 50 includes, for example, a concave lens or a convex lens, and efficiently irradiates the screen 60 with the display light L corresponding to the display image D projected from the display element 30.

スクリーン６０は、拡散板，ホログラフィックディフューザ，マイクロレンズアレイ等から構成され、投射光学系５０からの表示光Ｌを下面で受光して上面に表示画像Ｄを表示する。 The screen 60 is composed of a diffusion plate, a holographic diffuser, a microlens array, etc., and receives the display light L from the projection optical system 50 on the lower surface and displays the display image D on the upper surface.

平面ミラー７０は、スクリーン６０からの表示画像Ｄに対応した表示光Ｌを凹面ミラー７１に向かって反射させる。凹面ミラー７１は、凹面鏡等であり、平面ミラー７０からの表示光Ｌを窓部８１に向かって反射させる。 The plane mirror 70 reflects the display light L corresponding to the display image D from the screen 60 toward the concave mirror 71. The concave mirror 71 is a concave mirror or the like, and reflects the display light L from the flat mirror 70 toward the window portion 81.

照度センサ８２は、図２に示すように、窓部８１の内側の外光があたる位置に配設されるものであり、外光による照度を検出し、その検出結果を制御部１００に出力する。制御部１００は、照度センサ８２の検出結果に基づき、照明手段１１又は表示素子３０を制御し、表示画像Ｄの輝度を調整する。 As shown in FIG. 2, the illuminance sensor 82 is disposed inside the window 81 at a position exposed to outside light, detects the illuminance by the outside light, and outputs the detection result to the control unit 100. .. The control unit 100 controls the illumination unit 11 or the display element 30 based on the detection result of the illuminance sensor 82, and adjusts the brightness of the display image D.

次に、ヘッドアップディスプレイ装置１の電気的構成について説明する。
ヘッドアップディスプレイ装置１は、図４に示すように、制御部１００と、ヒータ４２と、表示素子３０と、照明手段１１と、温度センサ４１と、照度センサ８２と、電源Ｐとを備える。電源Ｐは、図示しない電気線により、ヒータ４２及び照明手段１１等のヘッドアップディスプレイ装置１の各構成に接続され、電源Ｐから各構成に電力が供給可能に構成されている。Next, the electrical configuration of the head-up display device 1 will be described.
As shown in FIG. 4, the head-up display device 1 includes a control unit 100, a heater 42, a display element 30, a lighting unit 11, a temperature sensor 41, an illuminance sensor 82, and a power source P. The power source P is connected to each component of the head-up display device 1 such as the heater 42 and the illuminating means 11 by an electric wire (not shown), and power can be supplied from the power source P to each component.

制御部１００は、マイクロコンピュータ及び外部インターフェース，ＲＡＭ，ＲＯＭなどの周辺回路から構成される。制御部１００には、ヒータ４２、表示素子３０、照明手段１１、温度センサ４１及び照度センサ８２が電気的に接続されている。制御部１００は、表示素子３０のマイクロミラーＥの角度制御、各ＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂの点灯及び消灯に係る制御、ヒータ４２のオンオフ制御を行うことができる。制御部１００の制御内容は後で詳述する。制御部１００は、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５に通信線を介して接続されている。制御部１００は、車両ＥＣＵ５からＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signal）通信等により表示画像Ｄを表示するための映像信号Ｓを受け、その映像信号Ｓに基づき照明手段１１及び表示素子３０を制御することで表示画像Ｄを生成する。 The control unit 100 includes a microcomputer and peripheral circuits such as an external interface, a RAM, and a ROM. The heater 42, the display element 30, the lighting unit 11, the temperature sensor 41, and the illuminance sensor 82 are electrically connected to the control unit 100. The control unit 100 can perform angle control of the micro mirror E of the display element 30, control of turning on and off the LEDs 11r, 11g, 11b, and on/off control of the heater 42. The control contents of the control unit 100 will be described in detail later. The control unit 100 is connected to a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 5 via a communication line. The control unit 100 receives the video signal S for displaying the display image D from the vehicle ECU 5 by LVDS (Low Voltage Differential Signal) communication or the like, and controls the lighting means 11 and the display element 30 based on the video signal S. The display image D is generated.

（制御部の制御）
次に、制御部１００の制御内容について述べる。
制御部１００は、図５に示すように、温度センサ４１の検出結果に基づき、表示素子３０の温度が−４０℃〜−３０℃の範囲（低温非表示範囲Ｔ３）にあるとき非表示モードに移行し、表示素子３０の温度が−３０℃〜−１０℃の範囲（低温表示範囲Ｔ２）にあるとき低温表示モードに移行し、表示素子３０の温度が−１０℃〜８５℃の範囲（常温範囲Ｔ１）にあるとき常温モードに移行する。すなわち、制御部１００は、ヘッドアップディスプレイ装置１の電源がオンされているとき、常に表示素子３０の温度を監視して、非表示モード、低温表示モード及び常温モードの何れかのモードにある。なお、常温範囲Ｔ１は、表示素子３０の動作温度範囲から低温表示範囲Ｔ２を除いた温度範囲を指す。また、低温非表示範囲Ｔ３は、表示素子３０の動作温度範囲外に設定されている。(Control of control unit)
Next, the control content of the control unit 100 will be described.
As shown in FIG. 5, the control unit 100 switches to the non-display mode when the temperature of the display element 30 is in the range of −40° C. to −30° C. (low temperature non-display range T3) based on the detection result of the temperature sensor 41. When the temperature of the display element 30 is in the range of −30° C. to −10° C. (low temperature display range T2), the low temperature display mode is entered, and the temperature of the display element 30 is in the range of −10° C. to 85° C. (normal temperature). When it is in the range T1), the mode is changed to the normal temperature mode. That is, the control unit 100 constantly monitors the temperature of the display element 30 when the power of the head-up display device 1 is turned on, and is in one of the non-display mode, the low temperature display mode, and the room temperature mode. The normal temperature range T1 refers to a temperature range excluding the low temperature display range T2 from the operating temperature range of the display element 30. The low temperature non-display range T3 is set outside the operating temperature range of the display element 30.

制御部１００は、非表示モードにおいては、ヒータ４２をオンすることで表示素子３０を加熱するとともに、表示素子３０及び照明手段１１をオフ状態とする。照明手段１１がオフ状態にあるとき、制御部１００による制御により各ＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂに電流が供給されず、３つのＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂは全て消灯された状態にある。また、表示素子３０がオフ状態にあるとき、制御部１００による制御により表示素子３０に電流が供給されず、表示素子３０の各マイクロミラーＥは上記中間点に保持される。非表示モードにおいては、ヒータ４２が常にオンされることで、表示素子３０の温度を迅速に上げることができる。よって、迅速に表示素子３０の温度を低温非表示範囲Ｔ３から低温表示範囲Ｔ２に移行させることで、制御部１００を非表示モードから低温表示モードに移行させることができる。 In the non-display mode, the control section 100 heats the display element 30 by turning on the heater 42, and turns off the display element 30 and the illumination means 11. When the lighting means 11 is in the off state, no current is supplied to the LEDs 11r, 11g, 11b under the control of the control unit 100, and all the three LEDs 11r, 11g, 11b are in the off state. Further, when the display element 30 is in the off state, no current is supplied to the display element 30 under the control of the control unit 100, and each micro mirror E of the display element 30 is held at the intermediate point. In the non-display mode, the heater 42 is always turned on, so that the temperature of the display element 30 can be quickly raised. Therefore, the control unit 100 can be shifted from the non-display mode to the low temperature display mode by rapidly shifting the temperature of the display element 30 from the low temperature non-display range T3 to the low temperature display range T2.

制御部１００は、常温表示モード又は低温表示モードにおいては、図６に示すように、制御時間を分割した１単位であるフレームＦ毎に、表示素子３０及び照明装置１０の制御を行う。各フレームＦは、図６に示すように、表示画像Ｄを表示させる表示期間Ｆａと、表示画像Ｄを表示させない非表示期間Ｆｂと、から構成される。制御部１００は、表示期間Ｆａにおいては、３つのＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂのうち何れか一つを発光させ、発光するＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂを所定時間毎に切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて照明装置１０の制御を行う。表示期間Ｆａにおいて各光Ｒ,Ｇ,Ｂが占める割合に基づき、照明光Ｃの色が規定される。制御部１００は、非表示期間Ｆｂにおいては、３つのＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂの全てを消灯させる。なお、非表示期間Ｆｂにおいて、制御部１００は、表示素子３０へ駆動命令を出力し、所定周期でマイクロミラーＥを駆動（傾斜角度を変化）させている。これにより、マイクロミラーＥが、固着してしまうことを抑制できる他、駆動（通電）による発熱によって、表示素子３０が低温になり過ぎないように温度調整する作用も期待できる。 In the normal temperature display mode or the low temperature display mode, the control unit 100 controls the display element 30 and the lighting device 10 for each frame F which is one unit obtained by dividing the control time, as shown in FIG. As shown in FIG. 6, each frame F includes a display period Fa in which the display image D is displayed and a non-display period Fb in which the display image D is not displayed. In the display period Fa, the control unit 100 causes any one of the three LEDs 11r, 11g, and 11b to emit light, and switches the emitting LEDs 11r, 11g, and 11b at predetermined time intervals by the field sequential method. Take control. The color of the illumination light C is defined based on the proportion of each light R, G, B in the display period Fa. The control unit 100 turns off all the three LEDs 11r, 11g, 11b in the non-display period Fb. In the non-display period Fb, the control unit 100 outputs a drive command to the display element 30 to drive the micro mirror E (change the tilt angle) in a predetermined cycle. As a result, it is possible to prevent the micro mirror E from sticking and also to expect an effect of adjusting the temperature so that the display element 30 does not become too low in temperature due to heat generated by driving (energization).

制御部１００は、低温表示モードにおいては、図６に示すように、表示期間Ｆａにおいてヒータ４２をオフし、非表示期間Ｆｂにおいてヒータ４２をオンする。低温表示モードにおいては、ヒータ４２が非表示期間Ｆｂにおいてオンされることで、表示素子３０の温度を上げることができる。よって、表示素子３０の温度が低温表示範囲Ｔ２から低温非表示範囲Ｔ３に戻ることが抑制されるとともに、表示素子３０の温度を常温範囲Ｔ１に移行させて、制御部１００を低温表示モードから常温表示モードに移行させることができる。また、非表示期間Ｆｂにおいてのみヒータ４２をオンするため、ヒータ４２及び各ＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂが同時にオンすることはない。 In the low temperature display mode, the control unit 100 turns off the heater 42 in the display period Fa and turns on the heater 42 in the non-display period Fb, as shown in FIG. In the low temperature display mode, the temperature of the display element 30 can be raised by turning on the heater 42 in the non-display period Fb. Therefore, the temperature of the display element 30 is suppressed from returning from the low temperature display range T2 to the low temperature non-display range T3, and the temperature of the display element 30 is shifted to the normal temperature range T1 to move the control unit 100 from the low temperature display mode to the normal temperature. Can be switched to display mode. Further, since the heater 42 is turned on only in the non-display period Fb, the heater 42 and the LEDs 11r, 11g, 11b are not turned on at the same time.

制御部１００は、常温表示モードにおいては、上述のようにフレームＦ毎に表示期間Ｆａ及び非表示期間Ｆｂを繰り返すとともに、常にヒータ４２をオフする。 In the room temperature display mode, the control unit 100 repeats the display period Fa and the non-display period Fb for each frame F as described above, and always turns off the heater 42.

（効果）
以上、説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。(effect)
As described above, according to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.

（１）ヘッドアップディスプレイ装置１は、表示画像Ｄを表示するものであり、具体的には、それぞれ異なる色の光Ｒ,Ｇ,Ｂを発する複数（本例では３つ）のＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂと、光の反射する角度を制御可能な複数のマイクロミラーＥを含む表示素子３０と、複数のＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂのうち何れか一つを発光させ、発光するＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂを順次切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて複数のＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂから発される光Ｒ,Ｇ,Ｂから所望の色の照明光Ｃを生成するとともに、表示素子３０のマイクロミラーＥを通じて照明光Ｃのうち表示画像Ｄに対応した光をスクリーン６０に向けて反射させる制御部１００と、表示素子３０の温度を検出する温度センサ４１と、表示素子３０の温度を上げるヒータ４２と、を備える。制御部１００は、温度センサ４１により検出された温度が常温範囲Ｔ１外にある場合、複数のＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂの全てが消灯しているときに、ヒータ４２を通じて表示素子３０の温度を常温範囲Ｔ１内となるように調整する。
この構成によれば、ヒータ４２及び各ＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂが同時にオンすることがないため、表示素子３０の温度を調整しつつ、ヘッドアップディスプレイ装置１において電源Ｐから供給される電流のピーク値を低減することができる。(1) The head-up display device 1 displays a display image D, and specifically, a plurality of (three in this example) LEDs 11r, 11g, which emit light R, G, B of different colors, respectively. 11b, a display element 30 including a plurality of micromirrors E capable of controlling the light reflection angle, and one of the plurality of LEDs 11r, 11g, 11b emits light, and the LEDs 11r, 11g, 11b emitting light are sequentially arranged. In the field sequential method for switching, the illumination light C of a desired color is generated from the light R, G, B emitted from the plurality of LEDs 11r, 11g, 11b, and the illumination light C is displayed through the micro mirror E of the display element 30. The control unit 100 that reflects the light corresponding to the image D toward the screen 60, the temperature sensor 41 that detects the temperature of the display element 30, and the heater 42 that raises the temperature of the display element 30 are provided. When the temperature detected by the temperature sensor 41 is outside the normal temperature range T1, the controller 100 controls the temperature of the display element 30 through the heater 42 to be in the normal temperature range when all of the LEDs 11r, 11g, and 11b are turned off. Adjust so that it is within T1.
According to this configuration, since the heater 42 and the LEDs 11r, 11g, 11b do not turn on at the same time, the peak value of the current supplied from the power source P in the head-up display device 1 while adjusting the temperature of the display element 30. Can be reduced.

（２）制御部１００は、表示画像Ｄを表示する際、照明光Ｃを生成する表示期間Ｆａと複数のＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂの全てを消灯する非表示期間Ｆｂとを繰り返す。制御部１００は、温度センサ４１により検出された温度が常温範囲Ｔ１より低い低温表示範囲Ｔ２内にある場合、表示期間Ｆａ及び非表示期間Ｆｂを繰り返しつつ、当該非表示期間Ｆｂにおいてヒータ４２を通じて表示素子３０の温度を常温範囲Ｔ１内となるように上げる（低温表示モード）。また、制御部１００は、温度センサ４１により検出された温度が低温表示範囲Ｔ２より低い低温非表示範囲Ｔ３内にある場合、複数のＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂの全てを消灯し、表示素子３０の動作を停止し、かつヒータ４２を通じて表示素子３０の温度を低温表示範囲Ｔ２内となるように上げる（低温非表示モード）。
この構成によれば、非表示期間Ｆｂにおいて、ヒータ４２を通じて表示素子３０が加熱される。これにより、上記のように電流のピーク値を低減する効果を得つつ、表示画像Ｄを表示しながら表示素子３０の温度を常温範囲Ｔ１に向けて上げることができる。また、特に、表示素子３０の温度が低温非表示範囲Ｔ３から低温表示範囲Ｔ２に移行した直後に、表示素子３０の温度が低下して、再び低温非表示範囲Ｔ３内となることが抑制され、これにより、制御部１００が低温非表示モードから低温表示モードに移行した直後に、再び低温非表示モードに移行することが抑制される。
また、表示期間Ｆａにおいては、全てのＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂを点灯可能であるため、照明光Ｃの色設定に制限がなく、例えば、照明光Ｃを白色に設定することもできる。(2) When displaying the display image D, the control unit 100 repeats the display period Fa in which the illumination light C is generated and the non-display period Fb in which all of the plurality of LEDs 11r, 11g, 11b are turned off. When the temperature detected by the temperature sensor 41 is within the low temperature display range T2 lower than the room temperature range T1, the control unit 100 repeats the display period Fa and the non-display period Fb and displays through the heater 42 during the non-display period Fb. The temperature of the element 30 is raised so as to be within the normal temperature range T1 (low temperature display mode). Further, when the temperature detected by the temperature sensor 41 is within the low temperature non-display range T3 lower than the low temperature display range T2, the control unit 100 turns off all of the plurality of LEDs 11r, 11g, 11b, and operates the display element 30. Is stopped and the temperature of the display element 30 is raised so as to be within the low temperature display range T2 through the heater 42 (low temperature non-display mode).
According to this configuration, the display element 30 is heated through the heater 42 during the non-display period Fb. As a result, the temperature of the display element 30 can be increased toward the room temperature range T1 while displaying the display image D while obtaining the effect of reducing the peak value of the current as described above. Further, in particular, immediately after the temperature of the display element 30 shifts from the low temperature non-display range T3 to the low temperature display range T2, it is suppressed that the temperature of the display element 30 decreases and becomes the low temperature non-display range T3 again. As a result, the control unit 100 is prevented from transitioning to the low temperature non-display mode again immediately after the transition from the low temperature non-display mode to the low temperature display mode.
Further, in the display period Fa, since all the LEDs 11r, 11g, 11b can be turned on, there is no limitation on the color setting of the illumination light C, and for example, the illumination light C can be set to white.

（第２実施形態）
以下、本発明に係る表示装置を車両に搭載するヘッドアップディスプレイ装置に適用した第２実施形態について説明する。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment in which the display device according to the present invention is applied to a head-up display device mounted on a vehicle will be described. Here, only the differences from the first embodiment will be described.

本実施形態においては、制御部１００は、図７に示すように、低温表示モードの表示期間Ｆａにおいて、赤色ＬＥＤ１１ｒを所定のタイミングで点灯させ、他の緑色ＬＥＤ１１ｇ及び青色ＬＥＤ１１ｂを消灯した状態に維持する。これにより、表示期間Ｆａにおいて、３つのＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂの全てが消灯した消灯期間Ｔａが設定される。すなわち、制御部１００は、低温表示モードにおいて、赤色で表示画像Ｄを生成する。制御部１００は、低温表示モードの非表示期間Ｆｂに加えて、表示期間Ｆａの消灯期間Ｔａにおいてヒータ４２をオンし、表示期間Ｆａの消灯期間Ｔａ以外の期間である赤色ＬＥＤ１１ｒが点灯しているときヒータ４２をオフする。 In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the control unit 100 keeps the red LED 11r turned on at a predetermined timing and the other green LEDs 11g and blue LEDs 11b turned off in the display period Fa in the low temperature display mode. To do. As a result, in the display period Fa, the extinguishing period Ta in which all the three LEDs 11r, 11g, 11b are extinguished is set. That is, the control unit 100 generates the display image D in red in the low temperature display mode. In addition to the non-display period Fb in the low temperature display mode, the control unit 100 turns on the heater 42 in the extinguishing period Ta of the display period Fa, and the red LED 11r, which is a period other than the extinguishing period Ta of the display period Fa, is lit. At this time, the heater 42 is turned off.

（効果）
以上、説明した第２実施形態によれば、特に以下の効果を奏する。(effect)
As described above, according to the second embodiment described above, the following effects are particularly achieved.

（１）制御部１００は、温度センサ４１により検出された温度が低温表示範囲Ｔ２内にある場合、表示期間Ｆａにおいて、３つのＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂのうち２つのＬＥＤ１１ｇ,１１ｂを点灯させずに消灯した状態を維持することで３つのＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂの全てが消灯した消灯期間Ｔａを設定する。そして、制御部１００は、表示期間Ｆａの消灯期間Ｔａにおいてヒータ４２を通じて表示素子３０の温度を上げる。
この構成によれば、非表示期間Ｆｂのみならず、表示期間Ｆａの消灯期間Ｔａにおいても、ヒータ４２がオンされる。よって、上記第１実施形態に記載のように電流のピーク値を低減する効果を得つつ、より迅速に、低温表示範囲Ｔ２において表示素子３０の温度を上げることができる。(1) When the temperature detected by the temperature sensor 41 is within the low temperature display range T2, the control unit 100 does not turn on the two LEDs 11g, 11b of the three LEDs 11r, 11g, 11b in the display period Fa. The extinguishing period Ta in which all the three LEDs 11r, 11g, and 11b are extinguished by maintaining the extinguished state is set. Then, the control unit 100 raises the temperature of the display element 30 through the heater 42 during the extinguishing period Ta of the display period Fa.
According to this configuration, the heater 42 is turned on not only in the non-display period Fb but also in the extinguishing period Ta of the display period Fa. Therefore, the temperature of the display element 30 can be raised more quickly in the low temperature display range T2 while obtaining the effect of reducing the peak value of the current as described in the first embodiment.

（変形例）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。(Modification)
In addition, the above-described embodiment can be carried out in the following forms in which this is appropriately modified.

第１及び２実施形態においては、温度調整部及び加熱部としてヒータ４２が採用されていたが、加熱部として表示素子３０を加熱することができればヒータ４２に限らない。また、温度調整部は、表示素子３０を冷却する送風ファン又はエアーコンディショナー等の冷却部であってもよい。この場合、制御部１００は、表示素子３０の温度が第１閾値を超えた場合、上記低温表示モードと同様に、非表示期間Ｆｂ等に冷却部を駆動させる。制御部１００は、第１閾値より大きい第２閾値を超えた場合、上記低温非表示モードと同様に、常に冷却部を駆動させる。また、ヘッドアップディスプレイ装置１に、ヒータ４２及び冷却部の両方を設けてもよい。 In the first and second embodiments, the heater 42 is used as the temperature adjustment unit and the heating unit, but the heater 42 is not limited as long as the display element 30 can be heated as the heating unit. Further, the temperature adjusting unit may be a cooling unit such as a blower fan or an air conditioner that cools the display element 30. In this case, when the temperature of the display element 30 exceeds the first threshold value, the control unit 100 drives the cooling unit during the non-display period Fb or the like, as in the low temperature display mode. When the second threshold, which is larger than the first threshold, is exceeded, the control unit 100 always drives the cooling unit, as in the low temperature non-display mode. Further, the head-up display device 1 may be provided with both the heater 42 and the cooling unit.

また、第１及び第２実施形態における、常温範囲Ｔ１、低温表示範囲Ｔ２及び低温非表示範囲Ｔ３の温度範囲は適宜変更可能である。また、低温非表示範囲Ｔ３には、−４０℃に下限が設定されていたが、下限が設定されていなくてもよい。 Further, the temperature ranges of the normal temperature range T1, the low temperature display range T2, and the low temperature non-display range T3 in the first and second embodiments can be appropriately changed. Further, although the lower limit is set to −40° C. in the low temperature non-display range T3, the lower limit may not be set.

第２実施形態においては、制御部１００は、表示期間Ｆａにおいて、赤色ＬＥＤ１１ｒのみを所定のタイミングで点灯させ、他の緑色ＬＥＤ１１ｇ及び青色ＬＥＤ１１ｂを消灯した状態に維持していたが、制御部１００は、表示期間Ｆａにおいて、緑色ＬＥＤ１１ｇ又は青色ＬＥＤ１１ｂを所定のタイミングで点灯させ、他の２つのＬＥＤを消灯した状態に維持してもよい。さらに、制御部１００は、表示期間Ｆａにおいて、３つのＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂのうち２つのＬＥＤを所定のタイミングで点灯させ、残りの１つのＬＥＤを消灯した状態に維持してもよい。 In the second embodiment, the control unit 100 keeps only the red LED 11r turned on at a predetermined timing and keeps the other green LEDs 11g and the blue LED 11b turned off in the display period Fa. In the display period Fa, the green LED 11g or the blue LED 11b may be turned on at a predetermined timing and the other two LEDs may be kept off. Further, the control unit 100 may keep two LEDs of the three LEDs 11r, 11g, and 11b lit at a predetermined timing and keep the remaining one LED off in the display period Fa.

第１及び第２実施形態においては、照明手段１１は３つのＬＥＤ１１ｒ,１１ｇ,１１ｂを備えていたが、３つのＬＥＤのうち何れか一つを省略してもよいし、それぞれ異なる色の光を発する４つ以上のＬＥＤを備えていてもよい。また、光を発する光源であればＬＥＤ以外の光源であってもよい。 In the first and second embodiments, the lighting unit 11 includes the three LEDs 11r, 11g, and 11b, but any one of the three LEDs may be omitted, and light of different colors may be emitted. It may be provided with four or more emitting LEDs. Further, a light source other than the LED may be used as long as it is a light source that emits light.

第１及び第２実施形態においては、温度センサ４１は、表示素子３０の温度を検出していたが、表示素子３０の温度に影響を及ぼすハウジング８０内又はハウジング８０周辺の温度を測定してもよい。また、ヒータ４２も、表示素子３０の温度を上げることができれば、表示素子３０と離れた位置にあってもよい。 In the first and second embodiments, the temperature sensor 41 detects the temperature of the display element 30, but even if the temperature inside or around the housing 80 that affects the temperature of the display element 30 is measured. Good. Further, the heater 42 may be located apart from the display element 30 as long as it can raise the temperature of the display element 30.

第１及び第２実施形態では、表示装置は車載用のヘッドアップディスプレイ装置１であったが、車載用に限らず、飛行機、船等の乗り物に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置であってもよい。また、ヘッドアップディスプレイ装置１からの表示光Ｌを照射する対象はウインドシールド２に限られず、専用のコンバイナであってもよい。また、表示装置は、屋内又は屋外で使用されるプロジェクタ等であってもよい。 In the first and second embodiments, the display device is the vehicle-mounted head-up display device 1, but the display device is not limited to the vehicle-mounted type, and may be a head-up display device mounted on a vehicle such as an airplane or a ship. .. Further, the target for irradiating the display light L from the head-up display device 1 is not limited to the windshield 2 and may be a dedicated combiner. Further, the display device may be a projector or the like used indoors or outdoors.

本発明は、乗り物に搭載される表示装置として好適である。 The present invention is suitable as a display device mounted on a vehicle.

１…ヘッドアップディスプレイ装置
２…ウインドシールド
１０…照明装置
１１…照明手段
１１ｒ…赤色ＬＥＤ（光源）
１１ｇ…緑色ＬＥＤ（光源）
１１ｂ…青色ＬＥＤ（光源）
１３…反射透過光学手段
１４…輝度ムラ低減光学手段
２０…照明光学系
３０…表示素子
４１…温度センサ（温度検出部）
４２…ヒータ（温度調整部、加熱部）
５０…投射光学系
６０…スクリーン
７０…平面ミラー
７１…凹面ミラー
８０…ハウジング
１００… 制御部
Ｅ…マイクロミラー（反射部）
Ｆａ…表示期間
Ｆｂ…非表示期間
Ｔａ…消灯期間
Ｔ１…常温範囲
Ｔ２…低温表示範囲
Ｔ３…低温非表示範囲1... Head-up display device 2... Windshield 10... Illumination device 11... Illumination means 11r... Red LED (light source)
11g... Green LED (light source)
11b... Blue LED (light source)
13... Reflective/transmissive optical means 14... Luminance unevenness reducing optical means 20... Illumination optical system 30... Display element 41... Temperature sensor (temperature detection part)
42... Heater (temperature adjusting part, heating part)
50... Projection optical system 60... Screen 70... Planar mirror 71... Concave mirror 80... Housing 100... Control part E... Micro mirror (reflection part)
Fa...display period Fb...non-display period Ta...extinguishing period T1...normal temperature range T2...low temperature display range T3...low temperature non-display range

Claims (3)

所定の画像を表示する表示装置であって、
それぞれ異なる色の光を発する複数の光源と、
光の反射する角度を制御可能な複数の反射部を含む表示素子と、
前記複数の光源のうち何れか一つを発光させ、発光する前記光源を順次切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて前記複数の光源から発される光から所望の色の照明光を生成するとともに、前記反射部を通じて前記照明光のうち前記画像に対応した光をスクリーンに向けて反射させる制御部と、
前記表示素子の温度を検出する温度検出部と、
前記表示素子の温度を調整する温度調整部と、を備え、
前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度が常温範囲外にある場合、前記複数の光源の全てが消灯しているときに、前記温度調整部を通じて前記表示素子の温度を前記常温範囲内となるように調整する、
ことを特徴とする表示装置。A display device for displaying a predetermined image,
Multiple light sources that emit different colors of light,
A display element including a plurality of reflection parts capable of controlling the angle at which light is reflected,
In addition to generating illumination light of a desired color from the light emitted from the plurality of light sources by a field sequential method that causes one of the plurality of light sources to emit light and sequentially switches the light sources that emit light, the reflector A control unit that reflects the light corresponding to the image among the illumination light toward the screen,
A temperature detector for detecting the temperature of the display element,
A temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the display element,
When the temperature detected by the temperature detection unit is outside the normal temperature range, the control unit controls the temperature of the display device through the temperature adjustment unit to keep the temperature of the display device within the normal temperature range when all of the plurality of light sources are off. Adjust to be within,
A display device characterized by the above. 前記温度調整部は、前記表示素子の温度を上げる加熱部であって、
前記制御部は、
前記所定の画像を表示する際、前記照明光を生成する表示期間と前記複数の光源の全てを消灯する非表示期間とを繰り返すとともに、
前記温度検出部により検出された温度が前記常温範囲より低い低温表示範囲内にある場合、前記表示期間及び前記非表示期間を繰り返しつつ、当該非表示期間において前記加熱部を通じて前記表示素子の温度を上げ、
前記温度検出部により検出された温度が前記低温表示範囲より低い場合、前記複数の光源の全てを消灯し、前記加熱部を通じて前記表示素子の温度を上げる、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。The temperature adjusting unit is a heating unit that raises the temperature of the display element,
The control unit is
When displaying the predetermined image, while repeating the display period for generating the illumination light and the non-display period for turning off all of the plurality of light sources,
When the temperature detected by the temperature detection unit is in the low temperature display range lower than the room temperature range, the temperature of the display element is changed through the heating unit in the non-display period while repeating the display period and the non-display period. Raise the
When the temperature detected by the temperature detection unit is lower than the low temperature display range, all of the plurality of light sources are turned off, and the temperature of the display element is increased through the heating unit,
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device. 前記複数の光源は、それぞれ異なる色の光を発する３つの光源であって、
前記制御部は、
前記温度検出部により検出された温度が前記低温表示範囲内にある場合、前記表示期間において、前記３つの光源のうち１つ又は２つの光源を点灯させずに消灯した状態を維持することで前記複数の光源の全てが消灯した消灯期間を設定し、前記表示期間の前記消灯期間において前記加熱部を通じて前記表示素子の温度を上げる、
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。The plurality of light sources are three light sources each emitting light of a different color,
The control unit is
When the temperature detected by the temperature detection unit is within the low temperature display range, by maintaining a state where one or two light sources of the three light sources are turned off without being turned on during the display period, Setting an extinguishing period in which all of the plurality of light sources are extinguished, and raising the temperature of the display element through the heating unit in the extinguishing period of the display period,
The display device according to claim 2, wherein:
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