JP6456197B2

JP6456197B2 - 画像表示システム及び画像表示方法

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Publication number: JP6456197B2
Application number: JP2015047945A
Authority: JP
Inventors: 室田　和明; 和明室田
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2035-03-11
Also published as: JP2016170864A

Description

本発明は、光源の輝度を調整する技術に関する。

従来より、画面を照明するバックライトの光源の輝度を調整する画像表示システムが知られている。このような光源の輝度は、例えば、ＰＷＭ（pulse width modulation）制御によって調整される。一般に、ＰＷＭ制御では、光源のオン／オフを制御するための制御信号であるＰＷＭ信号のオン期間（パルス幅）を変更することでデューティ比が変更され、光源の輝度が調整される（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−１０８６６９号公報

ところで、ナビゲーション装置などの車両で用いられる画像表示システムは、視認性の観点から、昼間は一般的な昼画像を表示し、夜間は昼画像よりも暗い夜画像を表示する。画像表示システムは、昼画像を表示する場合はバックライトの光源の輝度を比較的大きくする一方で、夜画像を表示する場合はバックライトの光源の輝度を比較的小さくすることが望ましい。また、画像表示システムは、ユーザ設定に応じてもバックライトの光源の輝度を調整する。したがって、画像表示システムは、バックライトの光源の輝度を大きなレベルから微小なレベルまでの広い範囲で調整できることが望まれ、大きな調光比（最大輝度と最小輝度との比率）を実現することが要望される。

しかしながら、ＰＷＭ信号のオン期間のみを変更する一般的なＰＷＭ制御では、バックライトの光源の輝度を広い範囲で調整することは難しい。例えば、光源の輝度を微小なレベルに調整するためにオン期間を非常に小さくした場合は、ＰＷＭ信号に対する光源の応答遅れに起因して光源が正しく発光しないなどの不具合が発生する可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、大きな調光比を実現できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、画像を表示する画像表示システムであって、第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを切り替えて表示する表示手段と、前記表示手段の画面を照明する光源と、前記光源に流れる電流値を変更する第１変更手段と、前記光源のオン／オフを制御する制御信号のオン期間及び周波数を変更する第２変更手段と、を備え、前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、前記第１変更手段が前記電流値を所定の第１値にした状態で、前記第２変更手段が前記周波数を所定の基準周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、前記表示手段が前記第２画像を表示し、かつ、目的とする前記光源の輝度が所定の閾値より大きい場合は、前記第１変更手段が前記電流値を前記第１値より小さい第２値にした状態で、前記第２変更手段が前記周波数を前記基準周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、前記表示手段が前記第２画像を表示し、かつ、目的とする前記光源の輝度が前記閾値より小さい場合は、前記第１変更手段が前記電流値を前記第２値にした状態で、前記第２変更手段が前記オン期間を所定の基準期間に固定しつつ、前記周波数を変更することで前記光源の輝度を調整する。

また、請求項２の発明は、画像を表示する画像表示システムであって、第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを切り替えて表示する表示手段と、前記表示手段の画面を照明する光源と、前記光源に流れる電流値を変更する第１変更手段と、前記光源のオン／オフを制御する制御信号のオン期間及び周波数を変更する第２変更手段と、を備え、前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、前記第１変更手段が前記電流値を所定の第１値にした状態で、前記第２変更手段が前記周波数を所定の第１周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、前記表示手段が前記第２画像を表示する場合は、前記第１変更手段が前記電流値を前記第１値より小さい第２値にした状態で、前記第２変更手段が前記周波数を前記第１周波数より小さい第２周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整する。

また、請求項３の発明は、画像を表示する画像表示システムであって、第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを切り替えて表示する表示手段と、前記表示手段の画面を照明する光源と、前記光源に流れる電流値を変更する第１変更手段と、前記光源のオン／オフを制御する制御信号のデューティ比を変更する第２変更手段と、を備え、前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、前記第２変更手段が前記デューティ比を１００％とした状態で、前記第１変更手段が前記電流値を変更することで前記光源の輝度を調整し、前記表示手段が前記第２画像を表示する場合は、前記第１変更手段が前記電流値を所定の基準値にした状態で、前記第２変更手段が前記デューティ比を変更することで前記光源の輝度を調整する。

また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記画像表示システムは、車両に搭載され、前記表示手段は、前記車両の前照灯が滅灯している場合は前記第１画像を表示し、前記車両の前照灯が点灯している場合は前記第２画像を表示する。

また、請求項５の発明は、画像を表示する画像表示方法であって、（ａ）第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを表示手段が切り替えて表示する工程と、（ｂ）前記表示手段の画面を照明する光源に流れる電流値を変更する工程と、（ｃ）前記光源のオン／オフを制御する制御信号のオン期間及び周波数を変更する工程と、を備え、前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、前記工程（ｂ）が前記電流値を所定の第１値にした状態で、前記工程（ｃ）が前記周波数を所定の基準周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、前記表示手段が前記第２画像を表示し、かつ、目的とする前記光源の輝度が所定の閾値より大きい場合は、前記工程（ｂ）が前記電流値を前記第１値より小さい第２値にした状態で、前記工程（ｃ）が前記周波数を前記基準周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、前記表示手段が前記第２画像を表示し、かつ、目的とする前記光源の輝度が前記閾値より小さい場合は、前記工程（ｂ）が前記電流値を前記第２値にした状態で、前記工程（ｃ）が前記オン期間を所定の基準期間に固定しつつ、前記周波数を変更することで前記光源の輝度を調整する。

また、請求項６の発明は、画像を表示する画像表示方法であって、（ａ）第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを表示手段が切り替えて表示する工程と、（ｂ）前記表示手段の画面を照明する光源に流れる電流値を変更する工程と、（ｃ）前記光源のオン／オフを制御する制御信号のオン期間及び周波数を変更する工程と、を備え、前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、前記工程（ｂ）が前記電流値を所定の第１値にした状態で、前記工程（ｃ）が前記周波数を所定の第１周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、前記表示手段が前記第２画像を表示する場合は、前記工程（ｂ）が前記電流値を前記第１値より小さい第２値にした状態で、前記工程（ｃ）が前記周波数を前記第１周波数より小さい第２周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整する。

また、請求項７の発明は、画像を表示する画像表示方法であって、（ａ）第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを表示手段が切り替えて表示する工程と、（ｂ）前記表示手段の画面を照明する光源に流れる電流値を変更する工程と、（ｃ）前記光源のオン／オフを制御する制御信号のデューティ比を変更する工程と、を備え、前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、前記工程（ｃ）が前記デューティ比を１００％とした状態で、前記工程（ｂ）が前記電流値を変更することで前記光源の輝度を調整し、前記表示手段が前記第２画像を表示する場合は、前記工程（ｂ）が前記電流値を所定の基準値にした状態で、前記工程（ｃ）が前記デューティ比を変更することで前記光源の輝度を調整する。

請求項１ないし７の発明によれば、第１画像を表示する場合と第２画像とを表示する場合とで異なる手法で光源の輝度を調整するため、大きな調光比を実現できる。

また、特に請求項１及び５の発明によれば、第２画像を表示し、かつ、目的とする光源の輝度が小さい場合は、第２変更手段がオン期間を基準期間に固定しつつ周波数を変更するため、オン期間を基準期間以上に保持しながらデューティ比を小さくできる。さらに、第１変更手段が光源に流れる電流値を小さくするため、光源の輝度を微小なレベルに調整できる。

また、特に請求項２及び６の発明によれば、第２画像を表示する場合は、第２変更手段が制御信号の周波数を小さくしつつ、第１変更手段が光源に流れる電流値を小さくするため、音声ノイズを低減できる。

また、特に請求項３及び７の発明によれば、第１画像を表示する場合は、デューティ比を１００％とするため、音声ノイズの発生を防止できる。

また、特に請求項４の発明によれば、車両の前照灯の点灯状態に応じて適切に光源の輝度を調整することができる。

図１は、画像表示システムの構成を示す図である。図２は、輝度調整部及びバックライトの構成をより詳細に示す図である。図３は、ＰＷＭ信号の波形の一例を示す図である。図４は、動作モードを設定する処理の流れを示す図である。図５は、第１の実施の形態の輝度調整部が変更するパラメータと輝度との関係を示す図である。図６は、ＰＷＭ信号の周波数の具体例を示す図である。図７は、ＰＷＭ信号のオン期間の具体例を示す図である。図８は、光源に流れる電流値の具体例を示す図である。図９は、第２の実施の形態の輝度調整部が変更するパラメータと輝度との関係を示す図である。図１０は、ＰＷＭ信号の周波数の具体例を示す図である。図１１は、光源に流れる電流値の具体例を示す図である。図１２は、第３の実施の形態の輝度調整部が変更するパラメータと輝度との関係を示す図である。図１３は、ＰＷＭ信号のデューティ比の具体例を示す図である。図１４は、光源に流れる電流値の具体例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

＜１．第１の実施の形態＞
＜１−１．構成＞
図１は、第１の実施の形態の画像表示システム１の構成を示す図である。画像表示システム１は、例えば、自動車などの車両に搭載されるナビゲーション装置である。

画像表示システム１は、各種の画像を表示するディスプレイ２と、ディスプレイ２の画面を照明するバックライト３とを備えている。ディスプレイ２は、ドットマトリクス方式の液晶パネルの画面を備えている。画像表示システム１は、ディスプレイ２の画面がユーザ（主に、車両のドライバ）から視認できるように、車両のインストルメントパネルなどに配置される。また、バックライト３は、発光する光源を備え、ディスプレイ２の液晶パネルを背面から照明する。

また、画像表示システム１は、ナビゲーション部４、記憶部５、操作部６及び制御部１０を備えている。

ナビゲーション部４は、ナビゲーション機能を提供する電子基板である。ナビゲーション部４は、ルート案内用の地図画像など、ナビゲーション機能に必要な画像をディスプレイ２に出力して表示させる。

記憶部５は、各種の情報を記憶可能な不揮発性のメモリである。記憶部５は、画像表示システム１の動作に必要なデータ等を記憶する。操作部６は、例えば、タッチパネル及びボタンなど、ユーザの操作を受け付ける操作部材である。ユーザは、操作部６を介して画像表示システム１に関する各種の設定を変更することができる。ユーザが変更した設定の内容は、ユーザ設定として記憶部５に記憶される。このようなユーザ設定には、バックライト３の光源の輝度（明るさ）を調整する設定が含まれる。

制御部１０は、画像表示システム１の各部を統括的に制御する。制御部１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータである。制御部１０のＣＰＵが所定のプログラムを実行する（プログラムに従った演算処理を行う）ことで、制御部１０として必要な各種の機能が実現される。図１に示すモード設定部１１及び輝度調整部１２は、このような制御部１０の機能の一部である。

モード設定部１１は、画像表示システム１の現時点の動作モードを設定する。画像表示システム１は、昼間の視認に適した昼画像を表示する昼画モードと、夜間の視認に適した夜画像を表示する夜画モードとを動作モードとして備えている。夜画像は、ユーザが夜間に視認した場合に眩しさを感じることを防止するため、一般的な昼画像と比較して暗い画像となっている。例えば、昼画像は白色系の背景を含む地図画像であり、夜画像は黒色系の背景を含む地図画像である。

モード設定部１１は、車両の前照灯（ヘッドライト）の点灯状態に応じて、現時点の動作モードを設定する。モード設定部１１は、前照灯の点灯／滅灯の状態を示す信号を、前照灯を制御する灯火制御装置９１から受信する。モード設定部１１は、前照灯が滅灯している場合は昼画モードを動作モードとして設定し、前照灯が点灯している場合は夜画モードを動作モードとして設定する。灯火制御装置９１は、ユーザによるライトスイッチ９６の操作に応じて、前照灯を点灯あるいは滅灯させる。

モード設定部１１は、現時点の動作モードをナビゲーション部４に出力する。ナビゲーション部４は、現時点の動作モードに応じた種類の画像を生成して、ディスプレイ２に表示させる。これにより、ディスプレイ２は、昼画像と夜画像とを切り替えて表示する。ディスプレイ２は、前照灯が滅灯している場合は昼画像を表示し、前照灯が点灯している場合は夜画像を表示する。

モード設定部１１は、また、現時点の動作モードを輝度調整部１２にも出力する。モード設定部１１は、輝度調整部１２のために、夜画モードを第１夜画モードと第２夜画モードとにさらに区分する。モード設定部１１は、前照灯が点灯している場合は、バックライト３の光源の目的とする輝度に応じて、第１夜画モードと第２夜画モードとのいずれかを動作モードとして設定する。

輝度調整部１２は、バックライト３の光源の輝度を調整する。このため、輝度調整部１２を備える制御部１０は、バックライト３の光源の輝度を調整する輝度調整装置となる。輝度調整部１２は、現時点の動作モード（昼画モード、第１夜画モード及び第２夜画モード）に応じて、光源の輝度を調整する手法を変更する。

図２は、輝度調整部１２及びバックライト３の構成をより詳細に示す図である。バックライト３は、光源３１と、光源ドライバ３４とを備えている。

光源３１は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）３２を含んでいる。光源３１においては、電気的に直列に配列された複数の発光ダイオード３２のセットが、一つの光源列３３を形成する。そして、複数の光源列３３が、電気的に並列に配列される。

光源ドライバ３４は、このような光源３１を駆動する。光源ドライバ３４は、車両のバッテリ９２の電圧ＶＩＮを昇圧する昇圧回路３５を備えている。昇圧回路３５は、バッテリ９２の電圧ＶＩＮを昇圧し、複数の光源列３３それぞれの上流側に印加する電圧ＶＨを生成する。昇圧回路３５は、複数の光源列３３それぞれの下流側の電圧ＶＬを監視し、それら電圧ＶＬのうち最も低い電圧が所定の基準電圧ＶＲＥＦとなるようにバッテリ９２の電圧ＶＩＮを昇圧する。

また、光源ドライバ３４は、複数の光源列３３それぞれの下流側とグランドとの間に、スイッチ回路３６と定電流回路３７とを備えている。スイッチ回路３６は、対応する光源列３３をオン／オフする。また、定電流回路３７は、対応する光源列３３に流れる電流値を一定の値に安定化する。これらのスイッチ回路３６及び定電流回路３７は、輝度調整部１２によって制御される。

輝度調整部１２は、デューティ比変更部１２ａ及び電流値変更部１２ｂを備えている。デューティ比変更部１２ａは、バックライト３の光源３１の輝度を調整するためのＰＷＭ制御を行う。デューティ比変更部１２ａは、光源３１のオン／オフを制御するための制御信号であるＰＷＭ信号Ｓ１を各スイッチ回路３６に送信する。

図３は、ＰＷＭ信号Ｓ１の波形の一例を示す図である。図に示すように、ＰＷＭ信号Ｓ１はＨとＬとを繰り返す周期的なパルス信号である。スイッチ回路３６は、ＰＷＭ信号Ｓ１としてＨが入力されると光源列３３をオンとし、Ｌが入力されると光源列３３をオフとする。

ＰＷＭ信号Ｓ１の一周期Ｐａは、Ｈとなるオン期間（パルス幅）Ｐｂと、Ｌとなるオフ期間とを合わせたものとなる。この一周期Ｐａに対するオン期間Ｐｂの割合（＝Ｐｂ／Ｐａ）が、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比となる。ＰＷＭ信号のデューティ比が大きいほど光源３１の発光時間が長くなり、光源３１の輝度が大きくなる。このため、輝度調整部１２のデューティ比変更部１２ａは、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を変更することで、光源３１の輝度を調整する。

ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比は、ＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ信号Ｓ１の周波数（周期）とオン期間（パルス幅）とで規定される。このため、デューティ比変更部１２ａは、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数及びオン期間を変更することで、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を変更する。

図２に戻り、電流値変更部１２ｂは、光源３１に流れる電流値を指示する指示信号Ｓ２を各定電流回路３７に送信する。定電流回路３７は、光源列３３に流れる電流値を、指示信号Ｓ２が示す電流値に安定化させる。

流れる電流値が大きいほど光源３１の発光強度が大きくなり、光源３１の輝度が大きくなる。このため、輝度調整部１２の電流値変更部１２ｂは、指示信号Ｓ２によって光源３１に流れる電流値を変更して、光源３１の輝度を調整する。

このように輝度調整部１２は、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数及びオン期間、並びに、光源３１に流れる電流値をパラメータとし、これらのパラメータを変更することで光源３１の輝度を調整する。

＜１−２．光源の輝度の調整＞
次に、光源３１の輝度の調整に係る動作について説明する。前述のように、輝度調整部１２は、現時点の動作モードに応じて光源３１の輝度を調整する手法を変更する。そして、現時点の動作モードはモード設定部１１によって設定される。

図４は、モード設定部１１が現時点の動作モードを設定する処理の流れを示す図である。モード設定部１１は、図４に示す処理を所定の周期（例えば、０．１秒周期）で繰り返す。以下、現時点の動作モードを設定する処理の流れを説明する。

モード設定部１１は、まず、灯火制御装置９１からの信号に基づいて、車両の前照灯の点灯状態を確認する（ステップＳＴ１）。ユーザのライトスイッチ９６の操作により車両の前照灯が滅灯している場合は（ステップＳＴ２にてＮｏ）、モード設定部１１は、現時点の動作モードとして昼画モードを設定する（ステップＳＴ７）。

また、ユーザのライトスイッチ９６の操作により車両の前照灯が点灯している場合は（ステップＳＴ２にてＹｅｓ）、モード設定部１１は、記憶部５に記憶されたユーザ設定を参照し、目的とする光源３１の輝度を取得する（ステップＳＴ３）。そして、目的とする光源３１の輝度と、所定の閾値とを比較する（ステップＳＴ４）。

目的とする光源３１の輝度が所定の閾値よりも大きい場合は（ステップＳＴ４にてＮｏ）、モード設定部１１は、現時点の動作モードとして第１夜画モードを設定する（ステップＳＴ６）。

一方、目的とする光源３１の輝度が所定の閾値よりも小さい場合は（ステップＳＴ４にてＹｅｓ）、モード設定部１１は、現時点の動作モードとして第２夜画モードを設定する（ステップＳＴ５）。

モード設定部１１は、現時点の動作モードを設定すると、設定した動作モードをナビゲーション部４及び輝度調整部１２に出力する（ステップＳＴ８）。これにより、ナビゲーション部４は、昼画モードの場合は昼画像をディスプレイ２に表示させ、第１夜画モードまたは第２夜画モードの場合は夜画像をディスプレイ２に表示させる。

また、輝度調整部１２は、現時点の動作モードに応じた手法で、目的とする輝度となるように光源３１の輝度を調整する。前述のように、輝度調整部１２は、パラメータとなる、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数及びオン期間、並びに、光源３１に流れる電流値を変更することで、光源３１の輝度を調整する。

図５は、輝度調整部１２が変更するパラメータ（周波数（ｋＨｚ）、オン期間（μｓ）及び電流値（％））と光源３１の輝度（％）との関係の例を表として示す図である。図５においては、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比（％）及びオフ期間（μｓ）も示しているが、これらはＰＷＭ信号Ｓ１の周波数（ｋＨｚ）及びオン期間（μｓ）によって規定される。本実施の形態では、光源３１の輝度は、最大輝度を「１」とした場合における最大輝度に対する割合（％）で示される。また、電流値も、最大電流値を「１」とした場合における最大電流値に対する割合（％）で示される。

また、図６から図８は、図５に示した各パラメータの値をグラフとして示す図である。これらのグラフでは対数軸を採用しており、グラフの横軸は目的とする光源３１の輝度（％）を表している。また、図６のグラフの縦軸は周波数（ｋＨｚ）、図７のグラフの縦軸はオン期間（μｓ）、図８のグラフの縦軸は電流値（％）をそれぞれ表している。

図５から図８に示すように、輝度調整部１２は、昼画モードにおいては、１０％〜１００％の範囲に光源３１の輝度を調整する。また、輝度調整部１２は、第１夜画モードにおいては、１％〜１０％の範囲に光源３１の輝度を調整する。さらに、輝度調整部１２は、第２夜画モードにおいては、０．０１％〜１％の範囲に光源３１の輝度を調整する。したがって図４のステップＳＴ４において、目的とする光源３１の輝度と比較する所定の閾値は１％となる。

図５から図８に示すように、画像表示システム１の最大輝度と最小輝度との比率である調光比は、１００００：１（＝１００：０．０１）と非常に大きなものとなっている。このような大きな調光比は、輝度調整部１２が現時点の動作モードに応じて異なる手法で光源３１の輝度を調整することで実現される。以下、図５から図８を参照して、各動作モードにおける光源３１の輝度を調整する手法を具体的に説明する。

＜１−３．昼画モード＞
まず、ディスプレイ２が昼画を表示する昼画モードの場合について説明する。

この場合は、デューティ比変更部１２ａが、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数を所定の基準周波数である２０ｋＨｚに固定しつつ、オン期間を５μｓ〜５０μｓの範囲で変更することでデューティ比を変更する（図６及び図７参照。）。

前述のようにＰＷＭ信号Ｓ１に従って光源３１がオン／オフされることから、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数と同一の周波数で電圧ＶＩＮ、昇圧回路３５及びグランドなどにおいて電圧の変動が生じる。このため、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数が一般的な人間の可聴域（２０Ｈｚ〜１５ｋＨｚ）に含まれる場合は、音声ノイズが発生する可能性がある。このような音声ノイズの発生を防止するため、基準周波数は人間の可聴域よりも大きい周波数に設定される。

また、電流値変更部１２ｂは、光源３１に流れる電流値を最大電流値の１００（％）に設定する（図８参照。）。これにより、昼画モードの場合、輝度調整部１２は、比較的高いレベルの範囲内（１０％〜１００％）で光源３１の輝度を調整する。

＜１−４．第１夜画モード＞
次に、ディスプレイ２が夜画を表示し、かつ、目的とする光源３１の輝度が閾値よりも大きい第１夜画モードの場合について説明する。

この場合は、昼画モードの場合と同様に、デューティ比変更部１２ａが、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数を基準周波数である２０ｋＨｚに固定しつつ、オン期間を５μｓから５０μｓの範囲で変更することでデューティ比を変更する（図６及び図７参照。）。

一方で、電流値変更部１２ｂは、昼画モードとは異なり、光源３１に流れる電流値を最大電流値よりも小さい値である１０％に設定する（図８参照。）。これにより、第１夜画モードの場合、輝度調整部１２は、昼画モードよりも低いレベルの範囲内（１％〜１０％）で光源３１の輝度を調整する。

輝度調整部１２は、光源３１に流れる電流値を昼画モードよりも小さくすることで光源３１の輝度を小さくするため、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数を可聴域より大きい基準周波数に維持できるとともに、オン期間を所定の基準期間（５μｓ）よりも小さくしない。このため、音声ノイズの発生を防止できるとともに、オン期間を非常に小さくした場合に生じる光源３１が正しく発光しないなどの不具合を防止できる。

＜１−５．第２夜画モード＞
次に、ディスプレイ２が夜画を表示し、かつ、目的とする光源３１の輝度が閾値よりも小さい第２夜画モードの場合について説明する。

この場合は、昼画モード及び第１夜画モードとは異なり、デューティ比変更部１２ａが、ＰＷＭ信号Ｓ１のオン期間を基準期間である５μｓに固定しつつ、周波数を０．２ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲で変更することでデューティ比を変更する（図６及び図７参照。）。

また、電流値変更部１２ｂは、第１夜画モードと同様に、光源３１に流れる電流値を最大電流値よりも小さい値の１０％に設定する（図８参照。）。これにより、第２夜画モードの場合、輝度調整部１２は、第１夜画モードよりもさらに低いレベルの範囲内（０．０１％〜１％）で光源３１の輝度を調整する。

このように輝度調整部１２は、ＰＷＭ信号Ｓ１のオン期間を基準期間に固定しつつ周波数を変更する。このため、ＰＷＭ信号のオン期間を基準期間以上に保持して不具合を防止しながら、昼画モード及び第１夜画モードよりもデューティ比を小さくすることができる。さらに、輝度調整部１２は、光源３１に流れる電流値を昼画モードよりも小さくするため、光源３１の輝度を最大輝度と比較して微小なレベル（例えば、０．０１％）に調整できることになる。

以上のように、第１の実施の形態の画像表示システム１においては、昼画像を表示する場合と夜画像とを表示する場合とで異なる手法で光源の輝度を調整するため、大きな調光比を実現できる。また、夜画像を表示する場合は、目的とする光源３１の輝度が比較的大きい第１夜画モードと、目的とする光源３１の輝度が比較的小さい第２夜画モードとの２つの動作モードがある。第２夜画モードの場合においては、デューティ比変更部１２ａがＰＷＭ信号Ｓ１のオン期間を所定の基準期間に固定しつつ、周波数を変更する。このため、オン期間を基準期間以上に保持しながらデューティ比を小さくできる。さらに、電流値変更部１２ｂが光源３１に流れる電流値を最大電流値よりも小さくするため、光源の輝度を微小なレベルに調整できる。

＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。画像表示システム１の構成及び動作は、第１の実施の形態とほぼ同様であるため、以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

第２の実施の形態の画像表示システム１は、光源３１の輝度を調整する手法が第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態では昼画モード、第１夜画モード及び第２夜画モードの３つの動作モードが存在していたが、第２の実施の形態では昼画モード及び夜画モードの２つの動作モードが存在している。モード設定部１１は、前照灯が滅灯している場合は昼画モードを動作モードとして設定し、前照灯が点灯している場合は夜画モードを動作モードとして設定する。第２の実施の形態においても、輝度調整部１２が現時点の動作モードに応じて異なる手法で光源３１の輝度を調整することで、大きな調光比が実現される。

図９は、第２の実施の形態の輝度調整部１２が変更するパラメータと光源３１の輝度（％）との関係の例を表として示す図である。また、図１０は、図９に示した周波数（ｋＨｚ）と輝度（％）との関係をグラフとして示す図である。さらに、図１１は図９に示した電流値（％）と輝度（％）とをグラフとして示す図である。

図９から図１１に示すように、輝度調整部１２は、昼画モードにおいては、１０％〜１００％の範囲に光源３１の輝度を調整する。また、輝度調整部１２は、夜画モードにおいては、０．２％〜２０％の範囲に光源３１の輝度を調整する。以下、図９から図１１を参照して、第２の実施の形態の各動作モードにおける光源３１の輝度を調整する手法を説明する。

＜２−１．昼画モード＞
昼画モードの場合は、デューティ比変更部１２ａは、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数を所定の基準周波数である２０ｋＨｚに固定しつつ、オン期間を変更することでデューティ比を変更する（図９及び図１０参照。）。音声ノイズの発生を防止するため、基準周波数は人間の可聴域よりも大きい周波数に設定される。

また、電流値変更部１２ｂは、光源３１に流れる電流値を最大電流値の１００（％）に設定する（図１１参照。）。これにより、昼画モードの場合、輝度調整部１２は、比較的高いレベルの範囲内（１０％〜１００％）で光源３１の輝度を調整する。

＜２−２．夜画モード＞
夜画モードの場合は、デューティ比変更部１２ａは、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数を基準周波数よりも小さい周波数である１ｋＨｚに固定しつつ、オン期間を変更することでデューティ比を変更する（図９及び図１０参照。）。また、電流値変更部１２ｂは、光源３１に流れる電流値を最大電流値よりも小さい値である２０％に設定する（図１１参照。）。

このように、夜画モードの場合は、デューティ比変更部１２ａがＰＷＭ信号Ｓ１の周波数を昼画モードより小さくし、かつ、電流値変更部１２ｂが光源３１に流れる電流値を昼画モードより小さくする。このため、輝度調整部１２は、微小なレベルの範囲内（０．２％〜２０．０％）で光源３１の輝度を調整することができる。

また、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数を小さくすると音声ノイズが発生する可能性があるが、周波数とともに光源３１に流れる電流値を小さくするため、このような音声ノイズを有効に低減することができる。

以上のように、第２の実施の形態の画像表示システム１においては、昼画像を表示する場合と夜画像とを表示する場合とで異なる手法で光源の輝度を調整するため、大きな調光比を実現できる。夜画像を表示する場合は、デューティ比変更部１２ａがＰＷＭ信号Ｓ１の周波数を小さくしつつ、電流値変更部１２ｂが光源３１に流れる電流値を小さくするため、音声ノイズを低減できる。

＜３．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。画像表示システム１の構成及び動作は、第１の実施の形態とほぼ同様であるため、以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

第３の実施の形態の画像表示システム１も、光源３１の輝度を調整する手法が第１の実施の形態と異なっており、昼画モード及び夜画モードの２つの動作モードが存在している。モード設定部１１は、前照灯が滅灯している場合は昼画モードを動作モードとして設定し、前照灯が点灯している場合は夜画モードを動作モードとして設定する。第３の実施の形態においても、輝度調整部１２が現時点の動作モードに応じて異なる手法で光源３１の輝度を調整することで、大きな調光比が実現される。

図１２は、第３の実施の形態の輝度調整部１２が変更するパラメータと光源３１の輝度（％）との関係の例を表として示す図である。また、図１３は、図１２に示したデューティ比（％）と輝度（％）との関係をグラフとして示す図である。さらに、図１４は図１２に示した電流値（％）と輝度（％）とをグラフとして示す図である。これらのグラフでは、線形軸を採用している。

図１２から図１４に示すように、輝度調整部１２は、昼画モードにおいては、４０％〜１００％の範囲に光源３１の輝度を調整する。また、輝度調整部１２は、夜画モードにおいては、１．０％〜４０％の範囲に光源３１の輝度を調整する。以下、図１２から図１４を参照して、第３の実施の形態の各動作モードにおける光源３１の輝度を調整する手法を説明する。

＜３−１．昼画モード＞
昼画モードの場合は、デューティ比変更部１２ａは、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を１００％に固定する（図１３参照。）。一方で、電流値変更部１２ｂが、光源３１に流れる電流値を、４０％〜１００％の範囲で変更する（図１４参照。）。これにより、輝度調整部１２は、比較的高いレベルの範囲内（４０％〜１００％）で光源３１の輝度を調整する。

このようにデューティ比が１００％に固定されて光源３１がオンの状態で維持されることから、光源３１に流れる電流値として比較的高い電流値が必要となる昼画モードの場合において、音声ノイズの発生を防止できる。

＜３−２．夜画モード＞
夜画モードの場合は、デューティ比変更部１２ａは、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数を所定の基準周波数である２０ｋＨｚに固定しつつ、オン期間を変更することでデューティ比を変更する（図１２及び図１３参照。）。基準周波数は人間の可聴域よりも大きい周波数に設定される。

また、電流値変更部１２ｂは、光源３１に流れる電流値を最大電流値よりも小さい値である４０％に設定する（図１４参照。）。これにより、輝度調整部１２は、比較的低いレベルの範囲内（１．０％〜４０％）で光源３１の輝度を調整する。

このように、ＰＷＭ信号Ｓ１の周波数が人間の可聴域よりも大きい周波数に維持されることから、夜画モードの場合においても、音声ノイズの発生を防止できる。

以上のように、第３の実施の形態の画像表示システム１においては、昼画像を表示する場合と夜画像とを表示する場合とで異なる手法で光源の輝度を調整するため、大きな調光比を実現できる。昼画像を表示する場合は、デューティ比を１００％とするため、音声ノイズの発生を防止できる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施の形態及び以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。

上記実施の形態の画像表示システム１は、車両の前照灯の点灯状態に応じて昼画像と夜画像とを切り替えて表示するものであった。これに対して、ユーザの操作部６への操作など他のイベントに応じて昼画像と夜画像とを切り替えるものであってもよい。また、昼画像と夜画像との切り替えに限定されず、異なる明るさの画像を切り替えて表示するものであればよい。

また、上記実施の形態では、車両に搭載される画像表示システムについて説明を行ったが、据置型のディスプレイや可搬性の携帯端末などの他の画像表示システムにおいても上記実施の形態で説明した技術を適用してよい。

また、上記実施の形態において一つのブロックとして説明した機能は必ずしも単一の物理的要素によって実現される必要はなく、分散した物理的要素によって実現されてよい。また、上記実施の形態で複数のブロックとして説明した機能は単一の物理的要素によって実現されてもよい。また、車両内の装置と車両外の装置とに任意の一つの機能に係る処理を分担させ、これら装置間において通信によって情報の交換を行うことで、全体として当該一つの機能が実現されてもよい。

また、上記実施の形態においてプログラムの実行によってソフトウェア的に実現されると説明した機能の全部又は一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよく、ハードウェア回路によって実現されると説明した機能の全部又は一部はソフトウェア的に実現されてもよい。また、上記実施の形態において一つのブロックとして説明した機能が、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。

１画像表示システム
１２輝度調整部
１２ａデューティ比変更部
１２ｂ電流値変更部
３１光源
３４光源ドライバ
３６スイッチ回路
３７定電流回路

Claims

画像を表示する画像表示システムであって、
第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを切り替えて表示する表示手段と、
前記表示手段の画面を照明する光源と、
前記光源に流れる電流値を変更する第１変更手段と、
前記光源のオン／オフを制御する制御信号のオン期間及び周波数を変更する第２変更手段と、
を備え、
前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、
前記第１変更手段が前記電流値を所定の第１値にした状態で、
前記第２変更手段が前記周波数を所定の基準周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、
前記表示手段が前記第２画像を表示し、かつ、目的とする前記光源の輝度が所定の閾値より大きい場合は、
前記第１変更手段が前記電流値を前記第１値より小さい第２値にした状態で、
前記第２変更手段が前記周波数を前記基準周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、
前記表示手段が前記第２画像を表示し、かつ、目的とする前記光源の輝度が前記閾値より小さい場合は、
前記第１変更手段が前記電流値を前記第２値にした状態で、
前記第２変更手段が前記オン期間を所定の基準期間に固定しつつ、前記周波数を変更することで前記光源の輝度を調整することを特徴とする画像表示システム。
画像を表示する画像表示システムであって、
第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを切り替えて表示する表示手段と、
前記表示手段の画面を照明する光源と、
前記光源に流れる電流値を変更する第１変更手段と、
前記光源のオン／オフを制御する制御信号のオン期間及び周波数を変更する第２変更手段と、
を備え、
前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、
前記第１変更手段が前記電流値を所定の第１値にした状態で、
前記第２変更手段が前記周波数を所定の第１周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、
前記表示手段が前記第２画像を表示する場合は、
前記第１変更手段が前記電流値を前記第１値より小さい第２値にした状態で、
前記第２変更手段が前記周波数を前記第１周波数より小さい第２周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整することを特徴とする画像表示システム。
画像を表示する画像表示システムであって、
第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを切り替えて表示する表示手段と、
前記表示手段の画面を照明する光源と、
前記光源に流れる電流値を変更する第１変更手段と、
前記光源のオン／オフを制御する制御信号のデューティ比を変更する第２変更手段と、
を備え、
前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、
前記第２変更手段が前記デューティ比を１００％とした状態で、
前記第１変更手段が前記電流値を変更することで前記光源の輝度を調整し、
前記表示手段が前記第２画像を表示する場合は、
前記第１変更手段が前記電流値を所定の基準値にした状態で、
前記第２変更手段が前記デューティ比を変更することで前記光源の輝度を調整することを特徴とする画像表示システム。
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、
前記画像表示システムは、車両に搭載され、
前記表示手段は、
前記車両の前照灯が滅灯している場合は前記第１画像を表示し、
前記車両の前照灯が点灯している場合は前記第２画像を表示することを特徴とする画像表示システム。
画像を表示する画像表示方法であって、
（ａ）第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを表示手段が切り替えて表示する工程と、
（ｂ）前記表示手段の画面を照明する光源に流れる電流値を変更する工程と、
（ｃ）前記光源のオン／オフを制御する制御信号のオン期間及び周波数を変更する工程と、
を備え、
前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、
前記工程（ｂ）が前記電流値を所定の第１値にした状態で、
前記工程（ｃ）が前記周波数を所定の基準周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、
前記表示手段が前記第２画像を表示し、かつ、目的とする前記光源の輝度が所定の閾値より大きい場合は、
前記工程（ｂ）が前記電流値を前記第１値より小さい第２値にした状態で、
前記工程（ｃ）が前記周波数を前記基準周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、
前記表示手段が前記第２画像を表示し、かつ、目的とする前記光源の輝度が前記閾値より小さい場合は、
前記工程（ｂ）が前記電流値を前記第２値にした状態で、
前記工程（ｃ）が前記オン期間を所定の基準期間に固定しつつ、前記周波数を変更することで前記光源の輝度を調整することを特徴とする画像表示方法。
画像を表示する画像表示方法であって、
（ａ）第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを表示手段が切り替えて表示する工程と、
（ｂ）前記表示手段の画面を照明する光源に流れる電流値を変更する工程と、
（ｃ）前記光源のオン／オフを制御する制御信号のオン期間及び周波数を変更する工程と、
を備え、
前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、
前記工程（ｂ）が前記電流値を所定の第１値にした状態で、
前記工程（ｃ）が前記周波数を所定の第１周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整し、
前記表示手段が前記第２画像を表示する場合は、
前記工程（ｂ）が前記電流値を前記第１値より小さい第２値にした状態で、
前記工程（ｃ）が前記周波数を前記第１周波数より小さい第２周波数に固定しつつ、前記オン期間を変更することで前記光源の輝度を調整することを特徴とする画像表示方法。
画像を表示する画像表示方法であって、
（ａ）第１画像と、前記第１画像と比較して暗い第２画像とを表示手段が切り替えて表示する工程と、
（ｂ）前記表示手段の画面を照明する光源に流れる電流値を変更する工程と、
（ｃ）前記光源のオン／オフを制御する制御信号のデューティ比を変更する工程と、
を備え、
前記表示手段が前記第１画像を表示する場合は、
前記工程（ｃ）が前記デューティ比を１００％とした状態で、
前記工程（ｂ）が前記電流値を変更することで前記光源の輝度を調整し、
前記表示手段が前記第２画像を表示する場合は、
前記工程（ｂ）が前記電流値を所定の基準値にした状態で、
前記工程（ｃ）が前記デューティ比を変更することで前記光源の輝度を調整することを特徴とする画像表示方法。