JP2009122363A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周囲温度が変化しても輝度が略一定である表示装置を提供する。
【解決手段】 第一の発光素子２及び第二の発光素子３は、液晶表示素子６を照明する。制御手段１７は、第一の発光素子２と第二の発光素子３とをフィールド毎に順次点灯させる。温度検出手段１６は、第一の発光素子２の近傍の温度を検出する第一の温度センサ８と、第二の発光素子３の近傍の温度を検出する第二の温度センサ９と、液晶表示素子６の近傍の温度を検出する第三の温度センサ１０と、を有し、温度データを出力する。制御手段１７は、温度データに基づいて、第一の発光素子２の発光輝度及び第二の発光素子３の発光輝度を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フィールドシーケンシャル方式にて画像を表示する表示装置に関するものである。

従来より、フィールドを分割したサブフィールド毎に単位色画像データに対応する色の照明光を液晶表示素子に照射してカラー画像を表示するフィールドシーケンシャル画像表示装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かるフィールドシーケンシャル画像表示装置は、複数色からなるカラー画像を表示するための１フィールドを少なくとも２分割したサブフィールド毎に、液晶表示素子の複数の画素行を第1行から順次選択して、これらの行の画素に２色以上のうちの1色の単位色画像データを書込み、前記サブフィールド毎に、液晶表示素子に書込んだ単位色画像データに対応する色の照明光を発光素子から出射させるものである。

フィールドシーケンシャル画像表示装置は、カラーフィルタを有しない液晶表示素子を用いてカラー画像を表示するものであり、画素が複数行に配列された表示エリアを備えた液晶表示素子に、２色以上の単位色画像データを順次書込み、その単位色画像データに対応する色の照明光を発光素子から出射させることにより、液晶表示素子に２色以上の単位色画像を順次表示させ、その各色の視覚的な混合によりカラー画像を表示する。
特開２００１−２７２９５６号公報

しかしながら、液晶表示素子を照明する発光素子は、温度によって発光輝度が変化する特性があり、一般に、温度が上昇するにしたがって発光輝度が低下する。一方、液晶表示素子の液晶応答速度は、温度が上昇するにしたがって速くなる。よって、表示装置の周囲の温度が変化すると、液晶表示素子の輝度が変化して、表示品位が悪化するという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、周囲温度が変化しても輝度が略一定である表示装置を提供するものである。

本発明は、請求項１に記載したように、液晶表示素子６と、前記液晶表示素子６を照明する第一の発光素子２及び第二の発光素子３と、前記第一の発光素子２と前記第二の発光素子３とをフィールド毎に順次点灯させる制御手段１７と、を有し、フィールドシーケンシャル方式により画像を表示する表示装置であって、前記第一の発光素子２の近傍の温度を検出する第一の温度センサ８と、前記第二の発光素子３の近傍の温度を検出する第二の温度センサ９と、前記液晶表示素子６の近傍の温度を検出する第三の温度センサ１０と、を有し、温度データを出力する温度検出手段１６を設け、前記制御手段１７は、前記温度データに基づいて、前記第一の発光素子２の発光輝度及び前記第二の発光素子３の発光輝度を制御するものである。

また、本発明は、請求項２に記載したように、前記制御部１７は、ＰＷＭ駆動方式または定電流駆動方式により、前記第一の発光素子２及び前記第二の発光素子３に供給する電流を制御するものである。

第一発光素子，第二の発光素子の近傍の温度変化が検出可能な第一の温度センサ，第二の温度センサと、液晶表示素子の近傍の温度変化が検出可能な第三の温度センサと、を設けたことにより、周囲の温度が変化しても、液晶表示素子の輝度を略一定に保つことができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明をヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明で「右方」，「左方」，「下方」とは、図１における向きである。

ヘッドアップディスプレイ装置１は、所定間隔を隔てて配設された発光ダイオード２，３を有している。発光ダイオード２，３は、光軸が互いに略直交するように配置されており、一方の発光ダイオード２は、赤色光Ｒを下方へ向かって出射し、他方の発光ダイオード３は、緑色光Ｇを左方へ向かって出射する。

各発光ダイオード２，３には点灯制御部４が接続されている。点灯制御部４は、ＰＷＭ方式または定電流方式により発光ダイオード２の輝度を制御する制御部４ａと、発光ダイオード３の輝度を制御する制御部４ｂと、を有しており、各発光ダイオード２，３を高速で順次切り替えることによって、時分割による加法混色を利用したフィールドシーケンシャル方式で各発光ダイオード２，３を発光させる。これにより、各発光ダイオード２，３の原色を含め、各発光ダイオード２，３の混合色からなる複数の着色光が視認され得るようになっている。

発光ダイオード２，３が発した赤色光Ｒ及び緑色光Ｇの進行方向側であって、発光ダイオード２の光軸と、発光ダイオード３の光軸が交差する位置には、ダイクロイックミラー５が配設されている。このダイクロイックミラー５によって、発光ダイオード２から出射された赤色光Ｒが左方に反射され、他方の発光ダイオード３から出射された緑色光Ｇが透過される。これにより、各発光ダイオード２，３の光Ｒ，Ｇが同一方向へ進行する。各発光ダイオード２，３の近傍には、発光ダイオード２，３の温度を検出する温度センサ８，９が配設されている。

ダイクロイックミラー５で反射された赤色光Ｒ，ダイクロイックミラー５を透過した緑色光Ｇの進行方向側には、液晶表示素子６が配設されている。液晶表示素子６は、カラーフィルタが搭載されていないモノクロの液晶表示パネルであり、発光ダイオード２，３から導かれた光Ｒ，Ｇを透過あるいは遮蔽することによって所定のカラー画像を形成する。従って、従来のカラーフィルタ付きの液晶表示パネルとは異なり、透過率が高く、カラー画像の輝度を向上することができる。なお、調色を目的とする着色層は配設されていてもよい。

液晶表示素子６としては、ポリシリコン型のＴＦＴ液晶表示素子が用いられている。液晶表示素子６は、ブラックマトリクスによって画素部分以外の非表示部の遮光が十分に行われていることが望ましい。遮光膜としてのブラックマトリクスとしては、樹脂製あるいは金属製のものが用いられるが、遮光度と膜厚の観点から金属製の膜が好ましい。液晶のモードは、応答性に優れたＯＣＢモードとすることが望ましい。

液晶表示素子６には駆動制御部７が接続されており、この駆動制御部７は、点灯制御部４と同期した液晶駆動電圧のオン／オフ制御を行う。液晶表示素子６の近傍には、液晶表示素子６の温度を検出する温度センサ１０が設置されている。
液晶表示素子６を透過した表示光Ｌの進行方向側には、凹面鏡１１が配設されており、この凹面鏡１１によって液晶表示素子６からの表示光Ｌがウインドシールド１２に導かれるようになっている。表示光Ｌは、ウインドシールド１２により反射され、ドライバーＤは虚像Ｖを視認することができる（図３参照）。

温度検出手段１６は、温度センサ８，９，１０及びＡ／Ｄ変換器１３からなるものであり、温度センサ８，９，１０から出力されたアナログデータをＡ／Ｄ変換器１３でデジタルデータに変換し、マイコン１２に温度データを出力する。制御手段１７は、マイコン１２及び点灯制御部４からなるものであり、温度検出手段１６から出力された温度データに基づいて、点灯制御部４の制御部４ａ，制御部４ｂにより、夫々、発光ダイオード２，３の輝度を制御し、液晶表示素子６の輝度が所定値になるように制御する。

図４は、液晶表示素子６へのデータ書込みシーケンスと各発光ダイオード２，３の点灯シーケンスを示す図である。液晶表示素子６へのデータ書込みを始めるのと同時に第1ラインの液晶が立ち上がり始め、液晶表示素子６へのデータ書き込みが進むにつれて液晶もこれに同期して立ち上がっていき、液晶表示素子６へのデータ書き込みが終わる直後に最終ラインの液晶が立ち上がり始める。

周囲温度が高いときは、液晶の温度特性が良いため、第1ライン及び最終ラインの液晶立ち上がりシーケンスは点線で示すようになり、液晶の応答速度は速くなる。しかし、高温時は、低温時と同じデューティー比であった場合は、各発光ダイオード２，３の輝度は低下する。そのため、温度検出手段１６から出力された温度データに基づいて、第一制御部４ａ，第二制御部４ｂにより、各発光ダイオード２，３のデューティー比を高くして、液晶表示素子６の輝度が所定値になるように制御する。

本実施形態によれば、温度検出手段１６から出力された温度データに基づいて、発光ダイオード２，３の輝度を制御し、液晶表示素子６の輝度を均一に保つことができる。なお、本実施形態は、制御部４ａ，４ｂにより各発光ダイオード２，３のデューティー比を制御するものであったが、例えば、各発光ダイオード２，３のデューティー比は一定とし、供給する電流の波高値を制御するものであっても良い。また、本実施形態はヘッドアップディスプレイ装置であったが、本発明はコンビネーションメータ，ナビゲーション装置等の直視タイプの車載表示器に適用するものであっても良い。

また、温度センサ８は、サーミスタ，温度ＩＣが代表的であるが、温度検出手段としては、光センサ等で液晶表示素子の光学特性の変化を見て、間接的に温度変化をセンシングするものであっても良い。また、各発光ダイオード２，３は、夫々、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の発光ダイオードを備えたものであってもよいが、特にフルカラー表示を求めない場合は、輝度の方を優先して単一色の発光ダイオード群のみを搭載することが望ましい。

本発明の実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示すブロック図。 同上実施形態を示す概観図。 同上実施形態を示すタイミング図。

符号の説明

２ 発光ダイオード
３ 発光ダイオード
４ａ 第一制御部
４ｂ 第二制御部
６ 液晶表示素子
１７ 制御手段

Claims (2)

1. 液晶表示素子と、前記液晶表示素子を照明する第一の発光素子及び第二の発光素子と、前記第一の発光素子と前記第二の発光素子とをフィールド毎に順次点灯させる制御手段と、を有し、フィールドシーケンシャル方式により画像を表示する表示装置であって、
   前記第一の発光素子の近傍の温度を検出する第一の温度センサと、前記第二の発光素子の近傍の温度を検出する第二の温度センサと、前記液晶表示素子の近傍の温度を検出する第三の温度センサと、を有し、温度データを出力する温度検出手段を設け、
   前記制御手段は、前記温度データに基づいて、前記第一の発光素子の発光輝度及び前記第二の発光素子の発光輝度を制御することを特徴とする表示装置。
2. 前記制御部は、ＰＷＭ駆動方式または定電流駆動方式により、前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子に供給する電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

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