JP5908443B2 - 一体的な色シフト補正を備えたｌｃｄアセンブリのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）アセンブリに、特に、ＬＣＤアセンブリの光の出力の所定の色のシフトを補正するために、複数の異なる色のシフト補正フィルタのうちの選択された１つを組み入れたＬＣＤアセンブリに関する。

このセクションの記述は、単に本発明に関連する背景の情報を与えるものであり、従来技術を構成するものではない。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）アセンブリは、幅広い製品で、特に、乗用車やトラックのような自動車でますます一般的になってきている。このようなディスプレイは、乗物の器械のパネルで幅広く使用されている。

自動車及び他のアプリケーションにおいて、製造業者は、ＬＣＤディスプレイから放出される光の色を所定の色の範囲、即ち変化内に維持することが望ましい。例えば、製造業者は、所定の青の影が、特に、見やすく、昼夜を通して自動車の内部に起こることが予期されうる光の状態の幅広い変化の下で目に負担をかけにくいと考えている。従って、製造業者は、特定のモデルの乗物の器械のパネルで使用されるあらゆるＬＣＤ画像システムが、小さな色の範囲、即ち「ウインドウ」の内部にある一貫した色の出力を生成することが望まれる。しかしながら、これは、ＬＣＤ画像システムの組立てにおける変化がしばしば所望の色の範囲から予期できないずれを引き起こしうるので、変更されうる。ＬＣＤ画像システムによって生成される正確な色は、このようなシステムで代表的に使用されるいくつかの部材の小さな製造の変化の影響により、即ち、ＬＣＤ画像システムを動作させるために使用される電圧や電流の変化の影響により変化しうる。このような変化は、ＬＣＤディスプレイ自体によって、このようなＬＣＤ画像システムで代表的に使用されるライトガイドによって、ディフューザによって、あるいは、システムで使用されるＬＥＤ光源によって引き起こされうる。しかしながら、多くの例では、ＬＣＤディスプレイは、ＬＣＤディスプレイシステムの出力に大部分の色のシフトを生じる有力な原因となる部材であり、また、ＬＥＤ自体は、通常、色のシフトの原因となりうる。ディフューザ及びライトガイドによって引き起こされる色のシフトは、通常、無視できるほどである。

ＬＣＤディスプレイによって生じる色のシフトを補正する際の難しさに加えて、色のシフトは、部材の変化に起因してＬＣＤアセンブリ間で一貫していない、即ち、色度図にＬＣＤ画像システムの色の出力の変化をプロットしたとき、色のシフトは、色度図のＣｘ軸とＣｙ軸との両方に沿って所定の公差を有する。この公差の範囲は、ＬＣＤディスプレイからの出力が起こりうる色領域をかなり拡大する。図１は、この変化を示す図である。図１は、色度図に線Ａの四角形の角によって規定されるような、ＬＣＤ画像システムの所望の、即ち「ターゲット」の色の範囲を示す図である。この例では、ターゲットの色の範囲は、純粋な白色であるが、ターゲットの色は選択されたいかなる色であってもよいことが理解される。線Ｂで示されるダイヤモンド形の多角形の角は、日亜化学工業のＮＳＳＷ１５７ＡＴの色のＢＩＮがｂ５であるＬＥＤによって生じうる色領域を規定している。線Ｃは、「補正されていない色空間」を、即ち、ＬＣＤディスプレイの製造上の変化と、ＬＣＤ画像システムの光源として使用されるＬＥＤの色の出力の変化との両方によって引き起こされる色のシフトにおけるＣｘ、Ｃｙの変化の範囲の結果としてＬＣＤ画像システムから予期されうる起こりうる色の変化の全領域を示している。この例では、ＬＣＤディスプレイの色のシフトは、Ｃｘ＝０．０２５±０．０１５、Ｃｙ＝０．０５±０．０１５であることができる。従って、ｄｘ_ｍｉｎ＝０．０１、ｄｘ_ｍａｘ＝０．０４、ｄｙ_ｍｉｎ＝０．０３５、ｄｙ_ｍａｘ＝０．０６５である。これら図は、線Ｃで規定される補正されていない色空間の角を生じる。

また、特定の各ＬＣＤ画像システムに対して、どのような色のシフトの程度／方向が必要とされるか、所望の色（例えば、図１に線Ａで規定される色）の範囲内でＬＣＤ画像システムの最終的な光の出力をもたらすような必要な色のシフトの程度／方向をどの程度与えるかを決定することは困難である。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献１]米国特許出願公開第２００５／０２８０８５０号
[特許文献２]米国特許出願公開第２００６／００１２８０８号
[特許文献３]米国特許出願公開第２００７／０１３９９５７号
[特許文献４]米国特許出願公開第２０１１／００５０７３７号
[特許文献５]米国特許出願公開第２０１１／００６９５１１号
[特許文献６]米国特許出願公開第２０１１／０１０２７０４号
[特許文献７]米国特許第７，４６３，３２１号
[特許文献８]米国特許第７，６１９，７２６号
[特許文献９]米国特許第７，６９６，７４１号
[特許文献１０]米国特許第８，０５４，４２８号

一態様では、本発明は、ＬＥＤと、前記ＬＥＤによって照射されるＬＣＤガラス部材とを有するＬＣＤ画像システムによって発生される光の色を補正するためのシステムに関する。このシステムは、複数の色フィルタを有することができ、これら色フィルタの各々が、前記ＬＣＤガラス部材によって出力された光に所定の異なる色のシフトを与えるように組立てられている。前記色補正フィルタの各々は、さらに、画像の前記ＬＣＤガラス部材に隣接して配置されるように構成されることができる。前記複数の色フィルタは、前記ＬＣＤガラス部材から出力される光の色を含むことができる色の変化の知られた範囲に基づいて組立てられることができ、さらに、所定のターゲットの色領域外から前記所定のターゲットの色領域内へと、前記ＬＣＤガラス部材から出力された光の色をシフトさせる色のシフトを与えるように組立てられることができる。

他の態様では、本発明は、ＬＣＤシステムから放出される光の色を補正するためのＬＣＤシステムに関する。このシステムは、ＬＥＤと、前記ＬＥＤによって照射されるＬＣＤガラス部材とを具備することができる。複数の色補正フィルタが設けられることができ、これら色補正フィルタの各々が、前記ＬＣＤガラス部材によって出力された光に所定の異なる色のシフトを与えるように組立てられている。前記色補正フィルタの全ては、さらに、ＬＣＤシステムの組立て中、前記色補正フィルタのうちの選択された１つが、前記ＬＣＤガラス部材に隣接して配置されることを可能にする寸法であることができる。前記複数の色補正フィルタもまた、前記ＬＣＤガラス部材から出力される光の色を含むことができる色の変化の知られた範囲に基づいて組立てられることができ、さらに、前記色補正フィルタのうちの選択された１つが、所定のターゲットの色領域外から前記所定のターゲットの色領域内へと、前記ＬＣＤガラス部材から出力される光の色をシフトさせる色のシフトを与えるように組立てられている。

さらなる他の態様では、本発明は、ＬＥＤと、前記ＬＥＤによって照射されるＬＣＤガラス部材とを有するＬＣＤ画像システムによって発生される光の色を補正するための方法に関する。この方法は、各々が前記ＬＣＤガラス部材によって出力された光に所定の異なる色のシフトを与えるように構成された複数の色補正フィルタを組立てることを含むことができる。前記色補正フィルタの各々は、さらに、色補正フィルタが、ＬＥＤと見る人の目との間の光路長内に、代表的には、ＬＣＤガラス部材に隣接して、又はＬＥＤに隣接して配置されることを可能にするように組立てられることができる。前記複数の色補正フィルタもまた、前記ＬＣＤガラス部材から出力される光の色を含むことができる色の変化の知られた範囲に基づいて組立てられることができ、さらに、所定のターゲットの色領域外から所定のターゲットの色領域内へと、前記ＬＣＤガラス部材から出力される光の色をシフトさせる色のシフトを与えるように組立てられることができる。

適用可能なさらなる範囲は、ここに与えられる説明から明らかとなる。以下の説明及び特定の例は、単なる例示目的であり、本発明の範囲を限定することを意図したものではないことが理解される。

以下で説明される図面は、単なる例示目的であり、いかなる場合にも本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

図１は、ＬＣＤ画像システムの出力のターゲットの色の範囲、このシステムで使用されるＬＥＤの色の範囲、及びＬＣＤ部材から出力された光の色がその内部にあることができる領域を示す「補正されていない」色空間、即ち領域を示す図である。 図２は、システムから放出される光に所望の色のシフトを生じさせるためにフィルタに組み込まれる、本発明の一実施の形態に従うＬＣＤ画像システムの横断側面図である。 図２Ａは、請求項１のＬＣＤ画像システムのかなり簡略化された概略図であり、システムから出力される光に所望の色補正を課すために選択されることができる複数の色補正フィルム（フィルタ）を示している。 図３は、ＬＣＤ画像システムに取り付けられた複数の予め組立てられた色補正フィルムのいずれかによって色補正が与えられる前に、ＬＣＤ部材から放出される光の色がその内部にあることができる色空間を示す色度図である。

以下の説明は、単なる例示であり、本発明、適用形態又は用途を限定することと意図するものではない。図面、対応する参照符号全体は、同じ又は対応する部分及び特徴部分を示すことが理解されるべきである。

図２を参照して、本発明に従うＬＣＤ画像システム１０の横断面の一例が示される。ＬＣＤ画像システム１０は、予め組立てられた複数の色補正フィルタのうちの選択された１つが、ＬＣＤ画像システム１０の組立て中に与えられることができるように組立てられており、これにより、矢印Ｌによって示されるその光の出力に対する所望の色のシフトが果されることができる。システム１０は、予め組立てられた複数のフィルタのうちの１つを含み、各々が、色補正フィルムを形成している、即ち、システム１０の他の部材によって引き起こされる、知られた起こりうる色のシフトを与えるために、所定のＣｘ及びＣｙ値に従って色補正フィルムを通過する光の色をシフトさせるように設計されている。

ＬＣＤ画像システム１０は、この例では、ＰＣＢ１４上に装着されたＬＥＤ１２と、コネクタ１６と、ケーブル１８と、ケーブル１８と通信するＬＣＤライトボックス２０とを有することができる。ライトボックス２０は、この例では、ＬＥＤ１２から光を伝送するためのライトガイド２１を有することができる。ＬＣＤライトボックス２０はまた、ディフューザ２２と、少なくとも１つの輝度上昇フィルム（ＢＥＦｓ）２４と、色補正フィルタとを有し、色補正フィルタは、この例では色補正フィルム２６として示され、ディフューザ２２に隣接して配置されている。ＬＣＤライトボックス２０はまた、ＬＣＤガラス部材２８を有することができ、このＬＣＤガラス部材は、色補正フィルム２６に隣接して配置されることができる。ＥＳＤ（静電放出）シールド３０は、ＬＣＤライトボックス２０を部分的に、又はほぼ覆っていることができる。アップリケ３２が、ＥＳＤシールド３０に隣接して配置されることができ、ＬＣＤレンズ３４が、ＬＣＤライトボックス２０の上に配置されることができる。適切なハウジング３６が、上で述べられたさまざまな部材を収容するために使用されることができる。図２に示されるアセンブリ全体が、ＬＣＤ画像システム１０を形成することができる。

図２に示されるＬＣＤ画像システム３８に関して、ＬＣＤガラス部材２８とＬＥＤ１２との両方が、各々、ターゲットの色から色のシフトを生じうるが、ＬＣＤガラス部材２８によって生じる色の変化は、代表的には、ＬＥＤ１２によって生じる色の変化よりも大きく、多くの例では、かなり大きい。両方の色の変化が、ひとまとめとして、複数の所定の色シフトフィルタのうちの１つを選択することによって処理されることができ、色シフトフィルタは、所定のＣｘ及びＣｙの色度のオフセットによって、これら色シフトフィルタを通過する光の色をシフトさせる。一例では、本システム及び方法は、４つの異なる色補正フィルムを与えることを含み、これら色補正フィルムの各々が、色補正フィルム２６のサイズと同一か同様であることができ、各々が、所定の異なる色のシフトを与える（即ち、異なるＣｘ値とＣｙ値との少なくとも一方を与える）。選択された色補正フィルムが、ＬＣＤライトボックス２０から放出された光の色をシフトさせる。しかしながら、４つの色補正フィルムよりも少ない数のフィルムが設けられてもよく、代わって、４つよりも多い色補正フィルムが設けられてもよいことが理解される。必要とされる色補正フィルムの数は、ＬＣＤガラス部材２８及びＬＥＤ１２によって生じる色補正の予期される程度、及び、ＬＣＤ画像システム１０からの光の出力がその内部にとどまることが望ましい「ターゲット」の色の範囲のサイズ（即ち、領域）によって最終的に決まる。ＬＣＤガラス部材２８からのかなりの範囲の色の変化、又は比較的小さなターゲットの色の範囲が、４つの異なる所定の色補正フィルムよりも多くの色補正フィルムを必要としうる。対称的に、ＬＣＤガラス部材２８及びＬＥＤ１２からの比較的大きなターゲットの色の範囲又は比較的小さな色の変化が、ＬＣＤ画像システム１０からの光の出力の色をターゲットの色の範囲内に保つために使用される４つ未満の所定の色フィルタを必要としうる。

選択されることができる４つの色補正フィルム２６、２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉの各々が、図２Ａに簡略化して示されている。色補正フィルム２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉの各々は、色補正フィルム２６と同一の厚さ、長さ及び幅であることができるが、これら４つの全てが、異なるＣｘ、Ｃｙの色度値を有し、（色度の観点から）それを通過する光の色を異なる方向にシフトさせる。４つの色補正フィルム２６、２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉの各々は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）のような、適切な材料により構成されることができる。４つの補正フィルム２６、２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉの厚さは、変化することができるが、代表的には約０．５ｍｍであることができる。長さ及び幅の寸法は、色補正フィルム２６、２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉの各々がＬＣＤガラス部材２８に隣接しているＬＣＤライトボックス２０内に配置されることが可能であり（即ち、光の方向に対して、正面か、ＬＣＤガラス部材２８の後方にある）、かつ、ＬＣＤガラス部材２８を全体的に、又は少なくとも部分的に覆っていることができるように選択されることができる。即ち、フィルム２６、２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉの各々が、代表的には、ＬＣＤガラス部材２８と同じ又はわずかに大きい寸法の長さ及び幅の領域の寸法であることができる。ライトガイド２１自体が、必要な色のシフトを達成するために特定のＣｘ、Ｃｙ値で構成されることができるか、複数のライトガイド２１があり、これらライトガイドの各々が、必要な色のシフトを与えるために選択されることができるさまざまなＣｘ、Ｃｙ値を有することもまた可能である。

図３を参照すると、４つの色補正フィルム２６、２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉの各々が、設定された色（即ち、特定のＣｘ及びＣｙ値）であることができ、これにより、ＬＣＤガラス部材２８からの光の出力の色を図１に線Ａで規定されるターゲットの領域内にシフトさせる。例えば、まず、分光計を使用してＬＣＤ画像システム１０からの光の出力を測定することができるが、ＬＣＤライトボックス２０の上（又は下）にいかなる色補正フィルムも含まない。ＬＣＤライトボックス２０からの測定された色の出力が、図３の線Ｆ１の境界内にある色のシフトを有するような光の出力を示すＣｘ、Ｃｙ値を有するのであれば、所定の色補正フィルムのうちの第１のフィルム（例えば、図２のフィルム２６）が、その最終的な組立て中にＬＣＤライトボックス２０に含まれるように選択されることができる。しかしながら、測定された光の出力が、図３の線Ｆ２で規定されるボックス内にあるＣｘ、Ｃｙ値を有する色を示すのであれば、フィルム２６_ｉのような、４つの所定の色補正フィルムのうちの第２のフィルムが、ＬＣＤライトボックス２０に含まれるように選択されることができる。同様に、測定された光の出力が、図３の線Ｆ３で規定されるボックス内にあるＣｘ、Ｃｙ値を有するのであれば、フィルム２６_ｉｉのような、所定の色補正フィルムのうちの第３のフィルムが、ＬＣＤライトボックス２０に与えられることができる。さらに、測定された光の出力が、図３の線Ｆ４で規定されるボックス内にあれば、フィルム２６_ｉｉｉのような、色補正フィルムのうちの第４のフィルムが、ＬＣＤライトボックス２０での使用のために選択されることができる。４つのボックスＦ１〜Ｆ４の集合領域は、図３に線Ｃで規定される「補正されていない」領域全体を示している。言い換えれば、線Ｆ１〜Ｆ４で規定される４つのボックスの集合領域は、色補正フィルム２６、２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉが取り付けられることなく、ＬＣＤ画像システム１０からの色の出力がその内部にあることができる領域全体を示している。

実際には、ＬＣＤガラス２８の製造業者が、各ＬＣＤガラス部材２８を通過する光の測定をすることができることが予期され、それを製造し、情報が与えられることができるバーコード又は他の媒体を与えることができ、そのバーコード又は他の媒体が、ＬＣＤガラス部材２８のパッケージに設けられるか、取り付けられるか、関連付けられることができる。バーコード又は他の情報媒体は、特定のＬＣＤガラス部材２８に対して正確な色の陰（即ち、正確なＣｘ、Ｃｙ値）を示すことができる。使用されるＬＥＤに対する正確なＣｘ、Ｃｙの値もまた、ＬＥＤになされる色の測定から前もって知られる。これら２つの変数から、補正されていない色領域の境界（即ち、図１に線Ｃで規定されるボックス）が、数学的に決定されることができ、特定の数の異なる色補正フィルム、及び各フィルムに対する正確なＣｘ、Ｃｙ値もまた決定されることができる。ＬＣＤライトボックス２０がＬＣＤ画像システム１０の一部として組立てられたとき、選択された色補正フィルム２６、２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉが、ＬＣＤガラス部材２８の上又は下に配置されることができる。

ＬＣＤアセンブリの補正されていない光の出力がその内部にあることができる全体の補正されていない色空間を前もって決定し、必要とされるさまざまな色のシフトを与えるために選択されることができる適切な数の色補正フィルタを組立てることによって、ＬＣＤアセンブリからの光の出力の色が容易に補正されることができる。特に、光の出力の色が容易に補正されることができるので、小さな、所定のターゲットの色空間、即ち領域内となることができる。さらに、（色補正フィルム２６、２６_ｉ、２６_ｉｉ、２６_ｉｉｉのような）色補正フィルムが、その製造中、ＬＣＤ画像システム３８に容易に、かつ迅速に組み込まれることができる。

さまざまな実施の形態が説明されてきたが、当業者は、ここに開示される範囲から逸脱することなく、さまざまな変形及び変更をなすことができることが理解される。これらの例は、さまざまな実施の形態を示すものであり、本発明を限定することを意図したものではない。それ故、上述の説明及び特許請求の範囲は、適切な従来技術に関して必要なこのような限定に関しては広く解釈されるべきである。

Claims (7)

1. ＬＥＤと、前記ＬＥＤによって照射されるＬＣＤガラス部材とを有するＬＣＤ画像システムを形成する方法であって、
   夫々が、前記ＬＣＤガラス部材から出力される光に所定の異なる色のシフトを与えるように構成された複数の色補正フィルタのグループを準備することと、
   前記ＬＥＤとＬＣＤガラス部材とを、ＬＥＤからの射出光が、ＬＣＤガラス部材を通過するように組み立てることと、
   前記ＬＣＤガラス部材を通過した光の色領域が、設定された色領域から、ＬＥＤ及び／又はＬＣＤガラス部材の製造及び／又は組立の影響により、シフトしていないかどうかを測定することと、
   前記測定した色領域が設定された色領域からシフトしていたときに、色領域を所定の色領域にシフトする色補正フィルタを前記グループから選定することと、
   前記選定された色補正フィルタを、前記ＬＣＤガラス部材とＬＥＤとの少なくとも一方の近くに配置することとを具備する方法。
2. ＬＥＤと、前記ＬＥＤによって照射されるＬＣＤガラス部材とを有するＬＣＤ画像システムを形成する方法であって、
   夫々が、前記ＬＣＤガラス部材によって出力される光に所定の異なる色のシフトを与えるように構成された、複数の色補正フィルタのグループを準備することと、
   前記ＬＣＤガラス部材を通過する光の色領域を測定することと、
   前記ＬＥＤとＬＣＤガラス部材とを、ＬＥＤからの光が、ＬＣＤガラス部材を通過するように組み立てることと、
   前記測定した色領域と、前記ＬＥＤからの光の色領域との２つの変数から、
   ＬＣＤガラス部材を通過する光の色領域を決定することと、
   決定に基づいて、色領域を所定の色領域にシフトする色補正フィルタを前記グループから選定することと、
   前記選定された色補正フィルタを、前記ＬＣＤガラス部材とＬＥＤとの少なくとも一方の近くに配置して、ＬＣＤガラス部材を通過する光の色領域を設定された色領域に補正することとを具備する方法。
3. 前記複数の色補正フィルタは、複数の色補正フィルムである請求項１又は２の方法。
4. 前記複数の色補正フィルムの各々は、ポリカーボネート（ＰＣ）材料又はポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）材料により構成されている請求項３の方法。
5. 前記複数の色補正フィルムの各々は、約０．５ｍｍの厚さを有する請求項３又は４の方法。
6. 前記複数の色補正フィルタは、夫々が所定のＣｘ及びＣｙの色度値を有する複数の色補正フィルムである請求項１又は２の方法。
7. 前記複数の色補正フィルタの各々は、前記ＬＥＤによって放出される光に色の変化を与えるフィルタである請求項１又は２の方法。