JP5532683B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルを照明する発光ダイオード等の発光素子を有する液晶表示装置に関するものである。
従来より、液晶表示装置を用いた車両用ヘッドアップディスプレイ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。斯かる車両用ヘッドアップディスプレイ１は、表示光Ｌを車両のフロントガラス或いはコンバイナと称される半透過板に投影し、虚像を表示するものである。車両用ヘッドアップディスプレイ１は、透光性の窓部２を備えたハウジング３に液晶表示装置４及び反射鏡５を収容したものであり、液晶表示装置４が発した表示光Ｌは、反射鏡５で反射されてフロントガラス或いはコンバイナに投影される（図５参照）。
液晶表示装置４は、液晶表示パネル６及びこの液晶表示パネル６を透過照明する発光ダイオード７，８を有するものである。発光ダイオード７，８は、図示しない駆動回路から所定の電力を供給されて発光するものであり、発光ダイオード７は緑色光Ｌ１を発し、発光ダイオード８は赤色光Ｌ２を発する。液晶表示パネル６は、発光ダイオード７が発した緑色光Ｌ１と発光ダイオード８が発した赤色光Ｌ２とが混色された照明光Ｌ３で透過照明される。
特開２００３−２９５１０５号公報
しかしながら、周囲温度によって発光ダイオード７，８の発光輝度が各々変化するため、照明光Ｌ３が所望の色度ではなく、やや緑色が強かったり、やや赤色が強かったりすることがあるという問題を有していた。この問題を解決するため、照明光Ｌ３の色度を検出するカラーセンサを設け、このカラーセンサが出力する色度データに応じて発光素子７，８に印加する電圧を調整して、照明光Ｌ３の色度を常に所望の色度にすることが考えられる。しかし、カラーセンサを発光ダイオード７，８と液晶表示パネル６の間に配置した場合、カラーセンサによって照明光Ｌが遮られ、液晶表示パネル６が均一に透過照明されなくなる虞があった。
本発明は、液晶表示パネルが均一に透過照明され、且つ、表示光Ｌが所望の色度になる液晶表示装置を提供するものである。
本発明は、液晶表示パネル１８と、互いに異なる色の光Ｌ１，Ｌ２を発して前記液晶表示パネル１８を照明する複数の発光素子２０，２１と、前記照明光Ｌ３を前記液晶表示パネル１８に反射させる偏光部材２７と、前記偏光部材２７を透過した前記照明光Ｌ３の色度を検出し、色度データを出力する検出手段２８と、前記色度データに基づいて前記発光素子２０，２１に供給する電力を調整する制御手段５６と、を有するものである。
また、本発明は、液晶表示パネル１８と、第一の色を有する第一の光Ｌ１を発する第一の発光素子２０及び第二の色を有する第二の光Ｌ２を発する第二の発光素子２１を備え、前記第一の光Ｌ１及び前記第二の光Ｌ２を含む照明光Ｌ３で前記液晶表示パネル１８を照明する照明手段１９と、前記照明光Ｌ３を前記液晶表示パネル１８に反射させる偏光部材２７と、前記偏光部材２７を透過した前記照明光Ｌ４を検出し、色度データを出力する検出手段２８と、前記色度データに基づいて前記第一の発光素子２０及び前記第二の発光素子２１の少なくとも一方に供給する電力を調整する制御手段５６と、を有するものである。
また、本発明は、前記偏光部材２７は、ワイヤグリッド偏光板からなるものである。
検出手段は偏光部材を透過した照明光の色度を検出するため、検出手段によって照明光が遮られることがなく、液晶表示パネルが均一に透過照明され、且つ、表示光Ｌが所望の色度になる。
本発明の実施形態を示すヘッドアップディスプレイの概観図。 同上実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示す液晶表示装置の側面図。 同上実施形態を示すブロック図。 従来例を示す断面図。
以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。ヘッドアップディスプレイ１１は車両のダッシュボード１２内に配設されている（図１参照）。ヘッドアップディスプレイ１１が投射する表示光Ｌはフロントガラス１３により観察者１４に反射される。観察者１４は虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。
ヘッドアップディスプレイ１１は、液晶表示装置１５，反射器１６等をハウジング１７に収容したものである。液晶表示装置１５は、液晶表示パネル１８と、照明器１９（照明手段）と、偏光部材２７と、カラーセンサ２８（検出素子）と、集光レンズ２９とを有している。
液晶表示パネル１８は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着したものであり、車両の速度をデジタル表示するものである。
照明器１９は、発光ダイオード２０（第一の発光素子）と、発光ダイオード２１（第二の発光素子）と、回路基板２２，２３と、集光レンズ２４，２５と、ダイクロイックミラー２６と、を有している。
発光ダイオード２０は、緑色光Ｌ１（第一の光）を発するものであり、発光ダイオード２０は、回路基板２２に搭載されている。発光ダイオード２１は、赤色光Ｌ２（第二の光）を発するものであり、発光ダイオード２１は、回路基板２３に搭載されている。集光レンズ２２，２３は、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、夫々、発光ダイオード２０及び発光ダイオード２１に対向して配置されている。ダイクロイックミラー２６は、傾斜配置されており、発光ダイオード２０が発した緑色光Ｌ１を透過させ、発光ダイオード２１が発した赤色光Ｌ２を反射させる。ダイクロイックミラー２６によって緑色光Ｌ１と赤色光Ｌ２とが混色された橙色光Ｌ３（照明光）によって、液晶表示パネル１８が透過照明される。
偏光部材２７は、ワイヤグリッド偏光板からなるものであり、橙色光Ｌ３の所定方向（例えば紙面に垂直な方向）の偏光成分を反射させる。液晶表示パネル１８の後面側の偏光板は、前記所定方向の偏光軸を有している。カラーセンサ２８は、偏光部材２７を透過した橙色光Ｌ３の一部Ｌ４の色度を検出すると共に、後述するマイコンに色度データを出力する。集光レンズ２９は、偏光部材２７を透過した橙色光Ｌ３の一部Ｌ４をカラーセンサ２８に集光させる。なお、橙色光Ｌ３の一部Ｌ４は、液晶表示パネル１８の照明に寄与できない偏光成分である。
反射器１６は、凹面鏡３０，保持部材３１及びステッピングモータ３２を有している。凹面鏡３０は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面３０ａを形成したものである。反射面３０ａは凹面となっており、液晶表示装置１５が発した表示光Ｌが拡大されて虚像Ｖが表示される。凹面鏡３０は保持部材３１に両面粘着テープにより接着されている。保持部材３１は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部３４及び軸部３５が一体に形成されている。保持部材３１の軸部３５はハウジング１７に軸支されている。
ステッピングモータ３２の回動軸には歯車３７が取付けられており、この歯車３７は、保持部材３１の歯車部３４と噛合されている。凹面鏡３０は保持部材３１と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３２により凹面鏡３０を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。観察者１４は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように（即ち、虚像Ｖを視認できるように）凹面鏡３０の角度を調整する。
ハウジング１７には液晶表示装置１５及び反射器１６が収容される。ハウジング１７には表示光Ｌが出射する窓部４４が設けられている。この窓部４４は透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング１７には遮光壁１７ｃが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示装置１５に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁１７ｃは平板形状になっており、ハウジング１７の上部から斜めに垂下するように形成されている。
図４は液晶表示装置１５の電気的構成を示すブロック図である。５１は速度センサであり、この速度センサ５１は車両の速度を検出し、マイコン５２に速度データを出力する。カラーセンサ２８はマイコン５２に色度データを出力する。マイコン５２は、駆動回路５３を介して、液晶表示パネル１８に駆動信号を出力し、液晶表示パネル１８に車両の速度を表示させると共に、駆動回路５４，５５を介して、発光ダイオード２０，２１に駆動信号を出力し、発光ダイオード２０，２１を発光させる。制御手段５６は、マイコン５２と駆動回路５４，５５とからなるものであり、カラーセンサ２８が出力した色度データに基づいて、橙色光Ｌ３が所望の色度になるように、発光ダイオード２０，２１に印加する駆動電圧を調整する。
本実施形態は、偏光部材２７を透過した橙色光Ｌ３の一部Ｌ４にて橙色光Ｌ３の色度をカラーセンサ２８にて検出するものであり、カラーセンサ２８が出力した色度データに基づいて、発光ダイオード２０，２１に供給する電力を調整することにより、表示光Ｌの色度が所望の色度になり、且つ、カラーセンサ２８が橙色光Ｌ３を遮ることがないため、液晶表示パネルが均一に透過照明される。
本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本実施形態は、発光色が異なる２種類の発光ダイオード２０，２１を用いたものであったが、例えば、発光色が異なる３種類の発光ダイオードを用いても良い。
１８ 液晶表示パネル
２０ 発光ダイオード（第一の発光素子）
２１ 発光ダイオード（第二の発光素子）
２７ 偏光部材
２８ カラーセンサ（検出素子）
５６ 制御手段
Ｌ１ 緑色光（第一の光）
Ｌ２ 赤色光（第二の光）
Ｌ３ 橙色光（照明光）

Claims (3)

  1. 液晶表示パネルと、互いに異なる色の光を発して前記液晶表示パネルを照明する複数の発光素子と、前記照明光を前記液晶表示パネルに反射させる偏光部材と、前記偏光部材を透過した前記照明光の色度を検出し、色度データを出力する検出手段と、前記色度データに基づいて前記発光素子に供給する電力を調整する制御手段と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 液晶表示パネルと、
    第一の色を有する第一の光を発する第一の発光素子及び第二の色を有する第二の光を発する第二の発光素子を備え、前記第一の光及び前記第二の光を含む照明光で前記液晶表示パネルを照明する照明手段と、
    前記照明光を前記液晶表示パネルに反射させる偏光部材と、
    前記偏光部材を透過した前記照明光を検出し、色度データを出力する検出手段と、
    前記色度データに基づいて前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子の少なくとも一方に供給する電力を調整する制御手段と、
    を有することを特徴とする液晶表示装置。
  3. 前記偏光部材は、ワイヤグリッド偏光板からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
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