投射型显示装置及其光源控制方法与流程

本发明涉及一种投射型显示装置及其光源控制方法。

背景技术：

已知有将汽车的前挡风玻璃或配置于前挡风玻璃的前方附近的组合器用作屏幕，将投射光投射到该屏幕来显示图像的汽车用hud(平视显示器)装置(例如，参照专利文献1、2)。根据该hud，用户能够将利用从hud投射的投射光显示于前挡风玻璃等的图像与位于该前挡风玻璃等的背面的本车辆前方的景象重叠来辨识。

在hud中，通常有为了显示图像而搭载射出红色光的光源、射出绿色光的光源以及射出蓝色光的光源的装置。

在专利文献1中，公开有将高温时的发光效率大幅下降的半导体激光等光源用作搭载于hud的光源的技术。

专利文献1所记载的hud具有用于将异常状态传达给用户的专用的显示部。该hud在投射于屏幕的图像的亮度下降的高温环境下，停止使用光源的图像显示，在该显示部进行错误显示。

在专利文献2中，公开有如下hud：利用扫描构件将来自射出红色光的光源、射出绿色光的光源以及射出蓝色光的光源的光扫描成二维状，从而进行图像显示。该hud通过对基于扫描构件的扫描速度进行控制，提高应传达给用户的重要信息的亮度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-246236号公报

专利文献2：日本特开2011-166396号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

如汽车用的hud，在有可能在明亮环境下使用的hud中，有时希望通过将显示图像的亮度调高来提高可见性。尤其在考虑将故障等异常传达给用户的情况或者在用于汽车时将汽油少等紧急状况传达给用户的情况下，提高可见性成为重要的课题。

但是，用于hud的多个光源的发光量大多依赖于温度。因此，若在高温下使用hud，则有可能无法将显示图像的亮度充分调高。

并且，若为了将显示图像的亮度调高而增加光源的发光量，则光源单元内的热值也随之增大。而且，由于该发热导致温度上升，因此使发光量下降，很难将显示图像的亮度充分调高。并且，在使用电力有限的环境下，很难提高光源的发光量。

专利文献1通过利用专用的显示部显示异常状态来通知用户。但是，这样一来就需要专用的显示部，因此hud的成本增大。并且，当处于异常状态时，不进行图像显示，因此不方便使用。

专利文献2虽然能够将重要信息的亮度调高来显示，但是在将来自光源的光扫描成二维状并进行图像显示的形式方面为有效的方法。

hud有采用所谓的场顺序方式(面顺序方式)的hud，该场顺序方式利用红色、绿色、蓝色的图像数据通过面顺序扫描切换液晶屏，并且与此同步地将照射于液晶屏面的光按照时间顺序依次以红色光、绿色光、蓝色光高速切换，在人的视网膜上合成与各颜色的光对应的残影而获得彩色图像。专利文献2所记载的方法无法适用于该场顺序方式。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于在投射型显示装置中，不增加耗电量，提高特定信息的可见性，该投射型显示装置通过从射出不同颜色的光的多个光源以分时射出光的方式进行图像显示。

用于解决问题的手段

本发明的投射型显示装置具备：多个光源，射出不同颜色的光；投射部，将从上述多个光源射出的光中的与图像信息相应的光投射到投射面；以及光源控制部，选择性地进行第一控制和第二控制，所述第一控制将上述多个光源各自的发光量设定为预先确定的发光量模式，并从上述多个光源以预先确定的发光模式依次射出光，所述第二控制将上述多个光源中的特定光源的发光量设定为比利用上述发光量模式设定的发光量大的发光量，将上述多个光源中的除了上述特定光源以外的光源的发光量设定为比利用上述发光量模式设定的发光量小的发光量，并从上述多个光源以上述发光模式依次射出光。

本发明的投射型显示装置的光源控制方法为如下方法：上述发光模式包括第一模式和第二模式，所述第一模式交替重复从上述多个光源依次射出光的时段和从上述多个光源中的除了上述特定光源以外的光源依次射出光的时段，所述第二模式连续进行从上述多个光源依次射出光的时段，在上述光源控制步骤中，在上述第二控制中，使对上述特定光源设定的发光量在以上述第一模式依次射出光的情况下大于以上述第二模式依次射出光的情况。

发明效果

根据本发明，在通过从射出不同颜色的光的多个光源以分时射出光的方式进行图像显示的投射型显示装置中，能够不增加耗电量便提高特定信息的可见性。

附图说明

图1是表示作为本发明的投射型显示装置的一实施方式的hud的结构的图。

图2是表示图1所示的显示单元5的结构的图。

图3是用于说明光源控制部50进行的第一控制的图。

图4是用于说明光源控制部50进行的第二控制的图。

图5是用于说明光源控制部50进行的第二控制的另一例的图。

图6是用于说明第一控制的另一例的图。

图7是用于说明第二控制的另一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示作为本发明的投射型显示装置的一实施方式的hud的结构的图。

图1所示的hud具备：内置于汽车100的仪表盘3的投射单元4；以及粘贴于汽车100的前挡风玻璃1的内表面的组合器2。

投射单元4具备：显示单元5；使从显示单元5射出的与图像信息相应的光反射的反射镜6；以及用于使由反射镜6反射的光向外部射出的开口部7。

组合器2是投射由开口部7投射的光的投射面，组合器2反射该光。汽车100的驾驶员8能够通过观察由组合器2反射的光来辨识与驾驶相关的信息。并且，组合器2具有反射从开口部7投射的光的同时，透射来自前挡风玻璃1的外部(外界)的光的功能。因此，驾驶员8能够与基于由开口部7投射的光的图像一同观察前挡风玻璃1外的外界的景象。

图2是表示图1所示的显示单元5的结构的图。

显示单元5具备：光源控制部50；射出红色光的r光源51r；射出绿色光的g光源51g；射出蓝色光的b光源51b；分色棱镜53；设置在r光源51r与分色棱镜53之间的准直透镜52r；设置在g光源51g与分色棱镜53之间的准直透镜52g；设置在b光源51b与分色棱镜53之间的准直透镜52b；显示元件54；显示控制部55；投射光学系统56；以及温度检测部57。

r光源51r、g光源51g以及b光源51b分别使用激光以及led(lightemittingdiode)等发光元件。

温度检测部57检测显示单元5内的温度(尤其是r光源51r、g光源51g以及b光源51b附近的温度)，并将检测出的温度通知给光源控制部50。

分色棱镜53使通过准直透镜52r准直的r光透射而射出到显示元件54。并且，分色棱镜53使通过准直透镜52g准直的g光反射而射出到显示元件54。并且，分色棱镜53使通过准直透镜52b准直的b光反射而射出显示元件54。

光源控制部50选择性地进行第一控制和第二控制。

第一控制是如下控制：将r光源51r、g光源51g以及b光源51b各自的发光量设定为预先确定的发光量模式，并从r光源51r、g光源51g以及b光源51b以预先确定的发光模式依次射出光。

第二控制是如下控制：将r光源51r、g光源51g以及b光源51b中的作为特定光源的r光源51r的发光量设定为比利用上述发光量模式设定的发光量大的发光量，将r光源51r、g光源51g以及b光源51b中的除了特定光源以外的g光源51g以及b光源51b的发光量设定为比利用上述发光量模式设定的发光量小的发光量，并从r光源51r、g光源51g以及b光源51b以上述发光模式依次射出光。

在通过温度检测部57检测的显示单元5内的温度超过阈值th的情况下，光源控制部50进行第二控制，在通过温度检测部57检测的显示单元5内的温度为阈值th以下的情况下，光源控制部50进行第一控制。

显示元件54例如由液晶显示面板构成，该液晶显示面板由未搭载滤色器的多个液晶显示像素配置成二维状。通过显示控制部55的控制并根据构成应显示的图像信息的各像素的颜色分量控制显示元件54的各液晶显示像素的透射率。

显示控制部55进行r透射率控制、g透射率控制以及b透射率控制，r透射率控制将各液晶显示像素控制成与图像信息中的红色分量相应的透射率，g透射率控制将各液晶显示像素控制成与图像信息中的绿色分量相应的透射率，b透射率控制将各液晶显示像素控制成与图像信息中的蓝色分量相应的透射率。

显示控制部55与光源控制部50使光从r光源51r射出的时段同步地进行r透射率控制。显示控制部55与光源控制部50使光从g光源51g射出的时段同步地进行g透射率控制。显示控制部55与光源控制部50使光从b光源51b射出的时段同步地进行b透射率控制。

投射光学系统56是用于将从显示元件54射出的与图像信息相应的光投射到反射镜6的光学系统。由投射光学系统56和反射镜6构成投射部，投射部将从显示元件54射出的与图像信息相应的光投射到作为投射面的组合器2。

图3是用于说明光源控制部50进行的第一控制的图。在图3中，标注“r”的块表示使r光源51r发光的时段。标注“g”的块表示使g光源51g发光的时段。标注“b”的块表示使b光源51b发光的时段。各块的高度表示发出的光的发光强度。各块的时段的长度和发光强度的积(各块的面积)表示各块的发光量。

在图1所示的hud中，通过将与驾驶相关的信息作为动态图像显示于显示元件54，来将该信息提供给驾驶员。以下，将使构成该动态图像的各静止图像显示于显示元件54的时段称作场。

在图3的例子中，光源控制部50将r光源51r、g光源51g以及b光源51b各自的发光量设定为所有发光量为相同的发光量模式，使r光源51r、g光源51g以及b光源51b以按照该顺序依次发光的发光模式射出光。

图4是用于说明光源控制部50进行的第二控制的图。

在图4的例子中，光源控制部50使r光源51r的发光强度比图3的第一控制时大，使g光源51g以及b光源51b各自的发光强度比图3的第一控制时小。由此，使r光源51r的发光量比第一控制时大，使g光源51g以及b光源51b各自的发光量比第一控制时小。

图5是用于说明光源控制部50进行的第二控制的另一例子的图。

在图5的例子中，光源控制部50使r光源51r的发光时段比图3的第一控制时长，使g光源51g以及b光源51b各自的发光时段比图3的第一控制时短。由此，使r光源51r的发光量比第一控制时大，使g光源51g以及b光源51b各自的发光量比第一控制时小。

在图1所示的hud中，在通过驾驶员8确认的动态图像中，用红色表示应通知给驾驶员的重要信息。作为重要信息，例如可以举出通知汽油不足的信息、通知行人位于汽车100附近的信息、通知汽车100的时速的信息等。

在用作r光源51r、g光源51g以及b光源51b的发光元件中存在发光强度随着温度上升而下降的发光元件。例如，在将led用作发光元件的情况下，r光源51r的相对于温度上升的发光强度的下降程度比g光源51g以及b光源51b要大。

因此，若通过温度检测部57检测出的温度超过r光源51r的发光强度开始大幅下降的阈值th，则作为重要信息显示的红色文字的显示亮度就会下降，有可能无法将重要信息明确地传达给驾驶员8。

因此，在通过温度检测部57检测出的温度超过阈值th的情况下，光源控制部50进行第二控制。

在第二控制中，r光源51r的发光量虽然比第一控制增多，但是g光源51g以及b光源51b的发光量比第一控制减少。因此，不会使因3个光源整体的发光产生的热值以及耗电增加，而是使作为特定光源的r光源51r的发光量增加，从而能够确保重要信息的可见性。

在图3的例子中，r光源51r的发光强度、g光源51g的发光强度以及b光源51b的发光强度虽然分别相同，但是利用任意模式设定各发光强度即可。

在该情况下，在第二控制中，也使r光源51r的发光强度大于第一控制，并且使g光源51g以及b光源51b各自的发光强度小于第一控制即可。或者，在第二控制中，也使r光源51r的发光时间比第一控制长，并且使g光源51g以及b光源51b各自的发光时间比第一控制短即可。

另外，在第二控制中，也可以将g光源51g以及b光源51b各自的发光量设为零。通过这样设定，能够使r光源51r的发光量最大化，从而能够充分确保重要信息的可见性。

光源控制部50也可以根据重要信息的重要度控制第二控制时的g光源51g以及b光源51b各自的发光量。

例如，在显示通知行人跳出来的信息的情况下，光源控制部50将g光源51g以及b光源51b各自的发光量设为零，将该图像的可见性提高到最大。

另一方面，在显示通知时速的信息的情况下，光源控制部50将g光源51g以及b光源51b各自的发光量例如设为第一控制时的80％左右。通过这样设定，能够根据驾驶状况灵活地控制。

如上所述，通过第一控制和第二控制使通过3个光源的发热产生的总温度和为了使3个光源动作而所需的总耗电不变，从而实现hud的低耗电。

图6是用于说明第一控制的另一例子的图。

图6所示的第一控制时的光源的发光模式是交替重复rgb发光时段和gb发光时段的第一模式，所述rgb发光时段例如连续进行1秒使从r光源51r、g光源51g以及b光源51b依次射出光的场，所述gb发光时段例如连续进行1秒使从g光源51g以及b光源51b射出光的场。

另外，图4所示的第一控制时的光源的发光模式成为连续进行图6所示的rgb发光时段的第二模式。

当光源控制部50进行图6所示的第一控制时，驾驶员8看到的图像中的红色部分呈每隔1秒闪烁的状态。在hud中，如该第一控制，通过将用红色部分表示的重要信息闪烁显示，提高重要信息的可见性。

光源控制部50在进行图6所示的第一控制来代替图3所示的第一控制的情况下，进行图7所示的控制作为第二控制。在图7所示的第二控制中，g光源51g以及b光源51b的发光强度虽然与图4所示的第二控制时相同，但是使r光源51r的发光强度大于图4所示的第二控制时的r光源51r的发光强度。

在图7所示的第二控制中，在gb发光时段，r光源51r不发光，在该时段抑制r光源51r的温度上升。并且，在该时段中不需要用于使r光源51r发光的电力。由此，在rgb发光时段中，存在大幅提高r光源51r的发光强度的余地。因此，通过使r光源51r的发光强度比图4所示的第二控制时大，能够进一步提高重要信息的可见性。

在当前为止的说明中，虽然例举r光源51r作为特定光源，但是特定光源也可以是g光源51g或b光源51b。并且，虽然以包含r光源51r、g光源51g以及b光源51b这3个光源的hud为例子，但是光源的数量可以是2个或4个以上。

并且，光源控制部50虽然根据通过温度检测部57检测出的温度切换第一控制和第二控制，但是在需要显示重要信息的情况下(例如，汽油逐渐不足而需要显示通知该状况的信息的情况下)，可以在该时刻从第一控制切换为第二控制。或者，也可以设置检测外界的明度的照度传感器，在通过照度传感器检测出的明度为规定以上的情况下，从第一控制切换为第二控制。

如以上说明，在本说明书中公开了以下事项。

所公开的投射型显示装置具备：多个光源，射出不同颜色的光；投射部，将从上述多个光源射出的光中的与图像信息相应的光投射到投射面；以及光源控制部，选择性地进行第一控制和第二控制，所述第一控制将上述多个光源各自的发光量设定为预先确定的发光量模式，并从上述多个光源以预先确定的发光模式依次射出光，所述第二控制将上述多个光源中的特定光源的发光量设定为比利用上述发光量模式设定的发光量大的发光量，将上述多个光源中的除了上述特定光源以外的光源的发光量设定为比利用上述发光量模式设定的发光量小的发光量，并从上述多个光源以上述发光模式依次射出光。

在所公开的投射型显示装置中，上述光源控制部将在上述第二控制中对除了上述特定光源以外的光源设定的发光量设为零。

在所公开的投射型显示装置中，上述多个光源包括：射出红色光的红色光源；射出绿色光的绿色光源；以及射出蓝色光的蓝色光源，上述特定光源是上述红色光源。

所公开的投射型显示装置还具备检测温度的温度检测部，在通过上述温度检测部检测的温度超过阈值的情况下，上述光源控制部进行上述第二控制，在通过上述温度检测部检测的温度为上述阈值以下的情况下，进行上述第一控制。

在所公开的投射型显示装置中，上述发光模式包括第一模式和第二模式，所述第一模式交替重复从上述多个光源依次射出光的时段和从上述多个光源中的除了上述特定光源以外的光源依次射出光的时段，所述第二模式连续进行从上述多个光源依次射出光的时段，上述光源控制部在上述第二控制中，使对上述特定光源设定的发光量在以上述第一模式依次射出光的情况下大于以上述第二模式依次射出光的情况。

所公开的光源控制方法为投射型显示装置的光源控制方法，所述投射型显示装置具备：射出不同颜色的光的多个光源；以及将从上述多个光源射出的光中的与图像信息相应的光投射到投射面的投射部，所述光源控制方法具备光源控制步骤，所述光源控制步骤选择性地进行第一控制和第二控制，所述第一控制将上述多个光源各自的发光量设定为预先确定的发光量模式，并从上述多个光源以预先确定的发光模式依次射出光，所述第二控制将上述多个光源中的特定光源的发光量设定为比利用上述发光量模式设定的发光量大的发光量，将上述多个光源中的除了上述特定光源以外的光源的发光量设定为比利用上述发光量模式设定的发光量小的发光量，并从上述多个光源以上述发光模式依次射出光。

所公开的光源控制方法在上述光源控制步骤中，将在上述第二控制中对除了上述特定光源以外的光源设定的发光量设为零。

在所公开的光源控制方法中，上述多个光源包括：射出红色光的红色光源；射出绿色光的绿色光源；以及射出蓝色光的蓝色光源，上述特定光源是上述红色光源。

所公开的光源控制方法在上述光源控制步骤中，在通过检测温度的温度检测部检测的温度超过阈值的情况下，进行上述第二控制，在通过上述温度检测部检测的温度为上述阈值以下的情况下，进行上述第一控制。

在所公开的光源控制方法中，上述发光模式包括第一模式和第二模式，所述第一模式交替重复从上述多个光源依次射出光的时段和从上述多个光源中的除了上述特定光源以外的光源依次射出光的时段，所述第二模式连续进行从上述多个光源依次射出光的时段，在上述光源控制步骤中，在上述第二控制中，使对上述特定光源设定的发光量在以上述第一模式依次射出光的情况下大于以上述第二模式依次射出光的情况。

工业实用性

本发明尤其适用于车载用的hud，便利性高且有效。

虽然参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但是作为本领域技术人员应该可以理解，在不脱离本发明的精神和范围内能够进行各种变更或修正。

本申请基于2014年9月29日申请的日本专利申请(日本专利申请2014-198453)，其内容通过参照引用于本说明书中。

符号说明

50-光源控制部，51r-红色光源，51g-绿色光源，51b-蓝色光源。