特許 7099044 ヘッドアップディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-04

(45)【発行日】2022-07-12

(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20220705BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20220705BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20220705BHJP

【ＦＩ】

G02B27/01

B60K35/00 A

H04N5/74 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018095327

(22)【出願日】2018-05-17

(65)【公開番号】P2019200340

(43)【公開日】2019-11-21

【審査請求日】2021-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】白木 慎也

(72)【発明者】

【氏名】福嶋 祐一

(72)【発明者】

【氏名】山川 泰弘

【審査官】井亀 諭

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５３３７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１０４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０２２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０４６７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源部、
前記光源部が発した光の強度を検出する光検出部、
前記光源部が発する光を反射するＤＭＤ部、
前記ＤＭＤ部が反射した光を受けて像を映し出すスクリーン部、
外部から入力された第１映像信号を形式の異なる第２映像信号に変換して出力する変換部、
前記光源部を駆動する駆動部、
目標光強度を出力する第１制御部、
前記変換部が出力した前記第２映像信号に基づいて前記ＤＭＤ部の反射制御をするＤＭＤ制御部、
前記目標光強度が入力され、前記光検出部が検出した光強度が前記目標光強度に近づくように前記駆動部をフィードバック制御する電源管理部、
を備え、前記スクリーン部に映し出された像が発した表示光を透光性部材に出射し、前記表示光の虚像を前記透光性部材越しに視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記第１制御部が起動した後、
前記第１制御部は前記ＤＭＤ制御部を起動し、
前記変換部は前記ＤＭＤ制御部が起動した後に起動する、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項2】

前記電源管理部の起動に先んじて前記駆動部を起動する、
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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）方式により虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のＤＭＤ方式のヘッドアップディスプレイ装置として特許文献１に開示されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１６９６９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなＤＭＤ方式のヘッドアップディスプレイ装置においては、外部から入力される映像信号の形式が車両製造業者毎に異なる場合が多く、外部から入力される映像信号の形式を共通の形式に変換する変換部を設けることが好ましい。
また、赤色，緑色，青色の３原色のＬＥＤから発せられた光をＤＭＤで反射して表示画像を構成するにあたって、所望の色を表示するためにＬＥＤの温度や発している光強度を用いてＬＥＤの駆動電圧をフィードバック制御することが好ましい。

【0005】

ＤＭＤ方式のヘッドアップディスプレイ装置において、上記したような様々な機能を実現するための各種素子を組み合わせて構成するが、各素子の起動順によっては正常に起動しない場合がある。

【0006】

本開示は、このような事情を考慮し、確実に正常起動するヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
光源部、
前記光源部が発した光の強度を検出する光検出部、
前記光源部が発する光を反射するＤＭＤ部、
前記ＤＭＤ部が反射した光を受けて像を映し出すスクリーン部、
外部から入力された第１映像信号を形式の異なる第２映像信号に変換して出力する変換部、
前記光源部を駆動する駆動部、
目標光強度を出力する第１制御部、
前記変換部が出力した前記第２映像信号に基づいて前記ＤＭＤ部の反射制御をするＤＭＤ制御部、
前記目標光強度が入力され、前記光検出部が検出した光強度が前記目標光強度に近づくように前記駆動部をフィードバック制御する電源管理部、
を備え、前記スクリーン部に映し出された像が発した表示光を透光性部材に出射し、前記表示光の虚像を前記透光性部材越しに視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記第１制御部が起動した後、
前記第１制御部は前記ＤＭＤ制御部を起動し、
前記変換部は前記ＤＭＤ制御部が起動した後に起動する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ヘッドアップディスプレイ装置を確実に正常起動できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ヘッドアップディスプレイ装置の構成図。

【図2】投射部の構成を示す図。

【図3】ヘッドアップディスプレイ装置の制御ブロック図。

【図4】ヘッドアップディスプレイの起動順を示すフローチャート図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示に係るヘッドアップディスプレイ装置１を添付図面を参照して説明する。

【0011】

図１を参照する。ヘッドアップディスプレイ装置１は、投射部１０、第１反射部１１、第２反射部１２、スクリーン部１３、第３反射部１４、第４反射部１５、投射部１０を制御する制御部１６を備える。

【0012】

ヘッドアップディスプレイ装置１は、投射部１０から表示画像Ｍを表す表示光Ｌを発する。投射部１０から発せられた表示光Ｌ１は、第１反射部１１，第２反射部１２で反射した後、スクリーン部１３に投影されて、スクリーン部１３上に表示画像Ｍを形成する。スクリーン部１３上に形成された表示画像Ｍから発せられた表示光Ｌ２は、第３反射部１４、第４反射部１５で反射した後、車両の風防ガラス（透光性部材）２に投射される。視認者（主に車両の運転者）は、ヘッドアップディスプレイ装置１が生成する画像可視領域であるアイボックス３内に視点４を置くことで、車両の前方の景色（実風景）を風防ガラス２越しに表示光Ｌ２の虚像Ｖを視認することができる。

【0013】

図２を参照する。投射部１０は、光源部２０、光学部３０、ＤＭＤ部４０、光検出部ＰＳＮ、光源温度検出部ＴＳＮ１、ＤＭＤ温度検出部ＴＳＮ２、を備える。

【0014】

光源部２０は、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３を備える。光源温度検出部ＴＳＮ１は、光源部２０の温度Ｔ１を検出するサーミスタであり、光源部２０の近傍に設けられる。

【0015】

光学部３０は、反射鏡３１、ダイクロイックミラー３２，３３、反射鏡３４、凸レンズ３５、プリズム３６，３７、投光レンズ３８、を備える。

【0016】

ＤＭＤ部４０は、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）である。ＤＭＤ温度検出部ＴＳＮ２は、ＤＭＤ部４０の温度Ｔ２を検出するサーミスタであり、ＤＭＤ部４０の近傍に設けられる。

【0017】

赤色ＬＥＤ２１から発せられた赤色光線Ｒは、反射鏡３１を反射し、ダイクロイックミラー３２，３３を透過する。緑色ＬＥＤ２２から発せられた緑色光線Ｇは、ダイクロイックミラー３２を反射し、ダイクロイックミラー３３を透過する。青色光線Ｂは、ダイクロイックミラー３３を反射する。これら光線Ｒ，Ｇ，Ｂは、反射鏡３４で反射され、凸レンズ３５、プリズム３６，３７を透過してＤＭＤ部４０に入射する。ここで、反射鏡３４に反射された光線Ｒ，Ｇ，Ｂの一部はプリズム３６に反射されて光検出部ＰＳＮに入射する。ＤＭＤ部４０に入射した光は、所定の光強度となるようにＤＭＤ部４０からプリズム３７に向けて反射され、投光レンズ３８を通過して表示光Ｌとして出射される。

【0018】

図３を参照する。投射部１０を制御する制御部１６の構成を説明する。制御部１６は、第１制御部ＣＰＵ１、シリアルパラレル変換部ＳＰ、駆動部ＤＲＶ、第２制御部（ＤＭＤ制御部）ＣＰＵ２、電源管理部ＰＭＩＣ、を備える。

【0019】

第１制御部ＣＰＵ１は、マイクロコントローラである。第１制御部ＣＰＵ１は、第１外部コントローラＥＣＵ１から環境光の照度ＩＬが入力され、この照度ＩＬに基づいて目標光強度Ｐｔを定めて第２制御部ＣＰＵ２に出力する。また、第１制御部ＣＰＵ１は、光源温度検出部ＴＳＮ１が検出した温度Ｔ１が入力され、この温度Ｔ１を第２制御部ＣＰＵ２に出力する。

【0020】

シリアルパラレル変換部ＳＰは、第２外部コントローラＥＣＵ２からシリアル通信型式の第１映像信号ＶＳ１が入力され、この第１映像信号ＶＳをパラレル通信型式の第２映像信号ＶＳ２に変換して第２制御部ＣＰＵ２に出力する。第１映像信号ＶＳ１は、例えば、ＯｐｅｎＬＤＩ（Open LVDS Display Interface）規格の映像信号である。第２映像信号ＶＳ２は、例えば、ＶＥＳＡ（Video Electronics Standards Association）規格の映像信号である。

【0021】

駆動部ＤＲＶは、光源部２０を点灯駆動するＬＥＤドライバである。駆動部ＤＲＶは、後述する電源管理部ＰＭＩＣからの制御信号Ｖｔに応じた電圧で光源部２０を駆動し、駆動電圧を電源管理部ＰＭＩＣにフィードバック信号Ｖｎとして出力する。

【0022】

第２制御部ＣＰＵ２は、ＤＭＤコントローラである。第２制御部ＣＰＵ２は、シリアルパラレル変換部ＳＰから入力された第２映像信号ＶＳ２に対応する画像を表示するべく、ＤＭＤ部４０に表示制御信号ＤＩＳＰを出力し、後述する電源管理部ＰＭＩＣに目標光強度Ｐｔを出力する。また、第２制御部ＣＰＵ２は、ＤＭＤ温度検出部ＴＳＮ２が検出した温度Ｔ２が入力され、この温度Ｔ２が所定温度以上になったときに、故障モードとして、ＤＭＤ部４０を非表示とするように表示制御信号ＤＩＳＰを出力し、電源管理部ＰＭＩＣに目標光強度Ｐｔをゼロとして出力して光源部２０を消灯させる。

【0023】

電源管理部ＰＭＩＣは、駆動部ＤＲＶの出力を管理制御するパワーマネジメントＩＣ（Power Management Integrated Circuit）である。電源管理部ＰＭＩＣは、光検出部ＰＳＮが検出した光強度Ｐｎが第２制御部ＣＰＵ２から入力された目標光強度Ｐｔとなるように、駆動部ＤＲＶから入力されるフィードバック信号Ｖｎを制御信号Ｖｔにフィードバックして駆動部ＤＲＶに出力する。電源管理部ＰＭＩＣは、制御信号Ｖｔに対し光強度Ｐｎが正常範囲外である場合、駆動部ＤＲＶあるいは光源部２０に異常が生じたと判断し、駆動部ＤＲＶに光源部２０の駆動を停止させる。

【0024】

図４を参照する。制御部１６の各部の起動順について説明する。制御部１６は、車両のイグニッションがＯＮされると、車両のバッテリ電源が図示しないコンバータにより所定の電圧に変換されて第１制御部ＣＰＵ１に供給され、第１制御部ＣＰＵ１が起動する（ステップＳ１）。第１制御部ＣＰＵ１が起動した後、第１制御部ＣＰＵ１は、駆動部ＤＲＶを起動しフィードバック信号Ｖｎが電源管理部ＰＭＩＣに送信可能な状態にする（ステップＳ２）。次に、第１制御部ＣＰＵ１は、第２制御部ＣＰＵ２及び電源管理部ＰＭＩＣを起動する（ステップＳ３）。第２制御部ＣＰＵ２が起動した後、第１制御部ＣＰＵ１は、シリアルパラレル変換部ＳＰを起動し第２映像信号ＶＳ２が第２制御部ＣＰＵ２に送信可能な状態にする（ステップＳ４）。その後、第２制御部ＣＰＵ２は、ＤＭＤ部４０を起動する（ステップＳ５）。ＤＭＤ部４０を起動した後、第２外部コントローラＥＣＵ２から入力される第１映像信号ＶＳ１に対応する表示光Ｌを表示する通常動作を行う（ステップＳ６）。

【0025】

制御部１６の各部の起動順において、ＤＭＤ制御部ＣＰＵ２は起動時に変換部ＳＰから第２映像信号ＶＳ２が入力されてしまうと、電源の回り込みによりリセット電圧の判定が正常に行えず、ＤＭＤ制御部ＣＰＵ２が正常に起動できなくなる場合がある。
本開示のヘッドアップディスプレイ装置１は、ＤＭＤ制御部ＣＰＵ２が起動した後に変換部ＳＰを起動することにより、確実にＤＭＤ制御部ＣＰＵ２が正常に起動できる。

【0026】

また、制御部１６の各部の起動順において、電源管理部ＰＭＩＣの起動時に駆動部ＤＲＶからフィードバック信号Ｖｎが出力可能な状態にない場合、電源管理部ＰＭＩＣのフィードバック制御において異常が発生したと判断してしまい光源部２０の点灯開始ができなくなってしまう場合がある。
本開示のヘッドアップディスプレイ装置１は、電源管理部ＰＭＩＣの起動に先んじて駆動部ＤＲＶを起動することにより、確実に電源管理部ＰＭＩＣが正常に起動できる。

【符号の説明】

【0027】

１ ヘッドアップディスプレイ装置
２ 風防ガラス（透光性部材）
３ アイボックス
４ 視点
１０ 投射部
１３ スクリーン部
１６ 制御部
２０ 光源部
ＰＳＮ 光検出部
４０ ＤＭＤ部
ＳＰ シリアルパラレル変換部
ＤＲＶ 駆動部
ＣＰＵ２ ＤＭＤ制御部
ＰＭＩＣ 電源管理部
ＶＳ１ 第１映像信号
ＶＳ２ 第２映像信号
Ｐｎ 光強度
Ｐｔ 目標光強度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】