JP2012022023A - フィールドシーケンシャル画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各表示色の調色制御が可能なフィールドシーケンシャル画像表示装置を提供する。
【解決手段】照明手段２，３は、第一の発光色にて液晶表示素子６を照明する第一の発光素子と、第二の発光色にて液晶表示素子６を照明する第二の発光素子とを有する。制御手段は、照明手段２，３をフィールド毎に発光させる。光検出手段は、照明手段２，３からの光の強度を検出し、光検出データを出力する。駆動制御部は、光検出データに応じて液晶表示素子６の駆動電圧を制御する。
【選択図】図１

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フィールドシーケンシャル画像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２００３−２９５１０５号公報

しなしながら、上記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ため、各表示色の調色制御が困難であった。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、各表示色の調色制御が可能なフィールドシーケンシャル画像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、第一の発光色にて前記液晶表示素子６を照明する第一の発光素子２及び第二の発光色にて前記液晶表示素子６を照明する第二の発光素子３を有する照明手段２，３と、前記照明手段２，３をフィールド毎に発光させる制御手段１７と、を備え、フィールド順次駆動方式により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であって、前記照明手段２，３からの光の強度を検出し光検出データを出力する光検出手段１５と、前記光検出データに応じて前記液晶表示素子６の駆動電圧を制御する駆動制御部７と、を備えたものである。

また、本発明は、請求項２に記載したように、前記第一の発光素子２と前記第二の発光素子３を各々交互に点灯する単色表示サブフィールドのみを設けた第一の駆動モードと、前記第一の発光素子２と前記第二の発光素子３を単独で交互に点灯する単色表示サブフィールドと前記第一の発光素子２と前記第二の発光素子３を同時に点灯する複数色表示サブフィールドを設けた第二の駆動モードと、を切替えるものである。

また、本発明は、請求項３に記載したように、前記第一の駆動モードでは、前記単色表示サブフィールドで表示される表示色については前記制御手段１７によって調色を行い、前記第一発光素子２及び前記第二発光素子３の時分割表示により表示される表示色については前記駆動制御部７によって調色を行うものである。

また、本発明は、請求項４に記載したように、前記第二の駆動モードでは、前記単色サブフィールドで表示される表示色及び前記複数色表示サブフィールドで表示される表示色については前記制御手段１７によって調色を行い、前記単色表示サブフィールドと前記複数色表示サブフィールドの時分割表示により表示される表示色については前記駆動制御部７によって調色を行うものである。

光検出手段から出力される光検出データに応じて、液晶表示素子の駆動電圧を制御することにより、各表示色の調色制御が可能になる。

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。 同上実施形態を示すタイミング図。 同上実施形態を示すタイミング図。

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（照明手段）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の輝度を制御する第一制御部４ａと、発光ダイオード３の輝度を制御する第二制御部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。

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素子であり、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素子とは異なり、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８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９が配設されており、この凹面鏡９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１０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１０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１４は、温度センサ８及びＡ／Ｄ変換器１１ａからなるものであり、温度センサ８から出力されたアナログデータをＡ／Ｄ変換器１１ａ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。
外光検出手段１６は、外光センサ１３及びＡ／Ｄ変換器１１ｂからなるものであり、外光センサ１３から出力されたアナログデータをＡ／Ｄ変換器１１ｂでデジタルデータに変換し、マイコン１２に外光照度データを出力する。

光検出手段１８は、カラーセンサ１５及びＡ／Ｄ変換器１１ｃからなるものであり、カラーセンサ１５から出力されたアナログデータをＡ／Ｄ変換器１１ｃでデジタルデータに変換し、マイコン１２に光検出データを出力する。
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１４から出力された温度データ，外光検出手段１６から出力された外光照度データ，光検出手段１８から出力された光検出データに基づいて、発光ダイオード２，３の輝度を制御し、液晶表示素子６の輝度が所定値になるように制御する。

図４は、ＲＧ駆動（第一の駆動モード）にて黄色表示する場合における液晶表示パネル６へのデータ書き込みシーケンスと、発光ダイオード２，３の点灯シーケンスとを示す図である。ＲＧ駆動では、発光ダイオード２のみが点灯されるサブフィールドと、発光ダイオード３のみが点灯されるサブフィールドとから１フィールドが構成されている。

図５は、ＲＧＹ駆動（第二の駆動モード）にて黄色表示する場合における液晶表示パネル６へのデータ書き込みシーケンスと、発光ダイオード２，３の点灯シーケンスとを示す図である。ＲＧＹ駆動では、発光ダイオード２のみが点灯されるサブフィールドと、発光ダイオード３のみが点灯されるサブフィールドと、発光ダイオード２と発光ダイオード３とが同時に点灯されるサブフィールドとから１フィールドが構成されている。

マイコン１２は、外光が非常に明るくヘッドアップディスプレイ装置１の輝度を優先させなければならない場合は、カラーブレイクが殆ど感じられないため、液晶表示パネル６の透過率の面で有利なＲＧ駆動を選択し、点灯制御部４により、液晶表示パネル６を照明する発光ダイオード２，３の輝度を制御し所望の輝度と色調が得られるように制御する。

外光が所定値未満になったときは、これまでの外光が非常に明るい場合の駆動方法であるＲＧ駆動から、ヘッドアップディスプレイ装置１のカラーブレイク低減を優先させなければならないため、液晶表示パネル６の透過率の面で不利にはなるがＲＧＹ駆動を選択し、点灯制御部４により、液晶表示パネル６を照明する発光ダイオード２，３の輝度を制御し、所望の輝度と色調が得られるように制御する。アンバー表示においては、駆動制御部７により液晶表示パネル６を透過する光の量を制御し、所望の輝度と色調が得られるように制御する。
つまり、マイコン１７は、外光検出手段１６から出力された照度データが所定値以上である場合、ＲＧ駆動を選択し、照度データが前記所定値未満である場合は、ＲＧＹ駆動を選択し、同じ表示色であっても調色制御方法を変える。なお、図６に示すように、前記ＲＧＹ駆動時のアンバー表示は、Ｒ表示期間とＹ表示期間の両方で液晶を応答させることで所望の色調及び輝度を得ることができる。

本実施形態によれば、外光の明るさに応じて駆動モードを選択し、発光ダイオード２，３の輝度を制御し、更に駆動制御手段７により光の透過量を制御量を制御することで、液晶表示パネル６の輝度・色調を均一に保つことができる。なお、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、複数色表示サブフィールドが１つの場合を例にあげたが、第二の複数色表示サブフィールドを設けるものであってもよい。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。

２ 発光ダイオード（照明手段）
３ 発光ダイオード（照明手段）
４ 点灯制御部
４ａ 第一制御部
４ｂ 第二制御部
６ 液晶表示素子
７ 駆動制御部
１７ 制御手段
１８ 光検出手段

Claims (4)

1. 液晶表示素子と、第一の発光色にて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色にて前記液晶表示素子を照明する第二の発光素子を有する照明手段と、前記照明手段をフィールド毎に発光させる制御手段と、を備え、フィールド順次駆動方式により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であって、
   前記照明手段からの光の強度を検出し光検出データを出力する光検出手段と、前記光検出データに応じて前記液晶表示素子の駆動電圧を制御する駆動制御部と、を備えたことを特徴とするフィールドシーケンシャル画像表示装置。
2. 前記第一の発光素子と前記第二の発光素子を各々交互に点灯する単色表示サブフィールドのみを設けた第一の駆動モードと、前記第一の発光素子と前記第二の発光素子を単独で交互に点灯する単色表示サブフィールドと前記第一の発光素子と前記第二の発光素子を同時に点灯する複数色表示サブフィールドを設けた第二の駆動モードと、を切替えることを特徴とする請求項１記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
3. 前記第一の駆動モードでは、前記単色表示サブフィールドで表示される表示色については前記制御手段によって調色を行い、前記第一発光素子及び前記第二発光素子の時分割表示により表示される表示色については前記駆動制御部によって調色を行うことを特徴とする請求項２に記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
4. 前記第二の駆動モードでは、前記単色サブフィールドで表示される表示色及び前記複数色表示サブフィールドで表示される表示色については前記制御手段によって調色を行い、前記単色表示サブフィールドと前記複数色表示サブフィールドの時分割表示により表示される表示色については前記駆動制御部によって調色を行うことを特徴とする請求項２に記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。

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