JP7343403B2 - ミラー表示装置 - Google Patents
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Description
モニター表示装置20はオン(バックライト26は点灯)される。ミラー光学素子22には、デューティ比が50%に固定されたパルス電圧が印加される。これにより、モニター表示装置20は映像を発光表示し、ミラー光学素子22は透過状態となる。その結果、運転者の視点18からは、モニター表示装置20の映像がミラー光学素子22を透過して視認される。モニターモードではバックライト26の点灯によりモニター表示装置20が発熱する。このときモニター表示装置20の温度は温度センサ30で検出される。この温度検出に基づき、モニター表示装置20のカラー液晶パネル24の駆動について、表示品位に関する温度補償制御が行われる。また、検出される温度が所定値以上に達すると、バックライト26の輝度が自動的に低減されて過度の温度上昇が抑制される。モニターモードではミラー光学素子22には、デューティ比が50%に固定されたパルス電圧を印加すればよいので、ミラー光学素子22の温度補償制御は不要である。
モニター表示装置20はオフ(バックライト26は消灯)される。ミラー光学素子22には、防眩オフモード時にはデューティ比が0%に固定されたパルス電圧が印加され、防眩モード時にはデューティ比が0%から50%まで(または、より狭い範囲で)変化するパルス電圧が印加される。これにより、モニター表示装置20は非表示となり、ミラー光学素子22の反射率は、防眩オフモード時は反射鏡状態(最高反射率)に固定された状態となり、防眩モード時は反射鏡状態(最高反射率)から透過状態(最低反射率)まで(または、より狭い範囲で)変化する状態となる。その結果、運転者の視点18からは、防眩オフモード時は非防眩の反射像が視認され、防眩モード時は防眩された(ミラー光学素子22の反射率が最高反射率よりも低く設定された場合)反射像が視認される。このとき、モニター表示装置20はオフでバックライト26による発熱がないので、温度センサ30で検出される温度はモニター表示装置20の周囲の環境温度となり、ミラー光学素子22の温度と見なせる。防眩モードでは、環境温度にかかわらず、指示された反射率(運転者の可変操作により任意に可変指示される反射率、または周囲光量および後方光量の関係に応じて自動で可変指示される反射率)が維持されるように、温度センサ30で検出されるミラー光学素子22の温度に応じて、ミラー光学素子22に印加するパルス電圧のデューティ比が可変制御されて、温度補償制御が行われる。すなわち、デューティ比を0%と50%の間の中間のデューティ比に固定すると、温度が低いときはミラー光学素子22の反射率は高くなり、温度が高いときはミラー光学素子22の反射率は低くなる(図8A参照)。したがって、防眩モードでは、温度センサ30で検出される温度が低いときは該パルス電圧のデューティ比を高くし、該検出される温度が高くなるに従って該パルス電圧のデューティ比を低くしていく。このデューティ比の温度補償制御を実時間で行うことにより、防眩モードでは、ミラー光学素子22の温度に関わらず、自動またはマニュアル操作で指示された反射率が維持される。防眩オフモードではミラー光学素子22にはデューティ比が0%に固定されたパルス電圧を印加(すなわち電圧印加無しに)すればよいので、ミラー光学素子22の温度補償制御は不要である。また、ミラーモードでは、防眩オフモード、防眩モードのいずれの場合も、モニター表示装置20はオフなので、モニター表示装置20の温度補償制御は不要である。
P1(吸収型) P2(反射型) P3(吸収型) P4(吸収型)
------------------------------------
水平偏光: 吸収 反射 吸収 透過(又は吸収)
垂直偏光: 透過 透過 透過 吸収(又は透過)
ミラー光学素子22にデューティ比50%のパルス電圧を印加する。すなわち、TN型液晶54中の液晶分子が完全に立ち上がった状態となるPWM信号を印加する。また、モニター表示装置20をオンする。すなわち、バックライト26を点灯し、IPS型液晶72に画素単位で映像の画素に応じた駆動信号を印加する。このとき、モニター表示装置20の最表面の吸収型偏光板P3からは垂直偏光の映像光が出射される。この映像光はミラー光学素子22をそのまま透過して運転者の視点18に導かれて該視認者に視認される。このときミラー光学素子22に入射される外光は吸収型偏光板P1に入射される。入射された外光の水平偏光は吸収型偏光板P1で吸収される。また、該外光の垂直偏光はミラー光学素子22を透過し、モニター表示装置20に入射され、吸収型偏光板P3を透過して、吸収型偏光板P4で吸収される。したがって、該垂直偏光は運転者の視点18には戻ってこない。
ミラー光学素子22にデューティ比0%のパルス電圧を印加する。すなわち、TN型液晶54に対する電圧印加を無し(すなわち、ゼロ電圧印加)にする。また、モニター表示装置20をオフする。すなわち、バックライト26を消灯し、IPS型液晶72に対する駆動信号印加を無しとする。このとき、ミラー光学素子22に入射される外光は吸収型偏光板P1に入射される。入射された外光の垂直偏光成分は吸収型偏光板P1を透過する。透過した垂直偏光はTN型液晶54で偏光方向が90度回転されて水平偏光となる。この水平偏光は反射偏光軸が水平方向に設定されている反射型偏光板P2で反射される。反射された水平偏光はTN型液晶54で偏光方向が90度回転されて垂直偏光となる。この垂直偏光は透過偏光軸が垂直方向に設定されている吸収型偏光板P1を透過して運転者の視点18に導かれる。これにより高反射率の反射鏡状態が得られる。
ミラー光学素子22に、デューティ比が0%から50%まで(または、より狭い範囲で)変化するPWM変調パルス電圧が印加される。TN型液晶54中の液晶分子が完全には立ち上がらない状態となる実効駆動電圧に相当する、0%と50%の中間のデューティ比を有するPWM信号を印加することにより、防眩オフモード時よりも反射率を低減させた反射率低減反射鏡状態が得られる。また、モニター表示装置20をオフする。すなわち、バックライト26を消灯し、IPS型液晶72に対する駆動信号印加を無しとする。このとき、ミラー光学素子22に入射される外光は吸収型偏光板P1に入射される。入射された外光の垂直偏光成分は吸収型偏光板P1を透過する。透過した垂直偏光はTN型液晶54に入射されるが、TN型液晶54に、その液晶分子が完全には立ち上がらない状態となる0%と50%の中間のデューティ比のパルス電圧が印加されているときは、入射した垂直偏光は完全な水平偏光とはならず、一部が反射型偏光板P2を透過し、残りの一部が反射型偏光板P2で反射される。反射された偏光はTN型液晶54を透過し、該偏光の一部が吸収型偏光板P1を透過して運転者の視点18に導かれる。これにより防眩オフモード時よりも反射率を低減させた反射率低減反射鏡状態が得られる。温度センサ30で検出されるミラー光学素子22の温度に応じてパルス電圧のデューティ比を実時間で補正して温度補償制御を行うことにより、温度変化があっても、自動またはマニュアル操作で指示された反射率が維持される。
・設定方法1:温度ごとのデューティ比補正量をテーブルとしてメモリに記憶する。
・設定方法2:温度対デューティ比補正量の特性を演算式(例えば、所定の温度区分ごとの演算式の組合せ)としてメモリに記憶する。例えば、摂氏-30度~摂氏40度直前までを1つの演算式として設定し、摂氏40度~摂氏80度までを摂氏10度刻みの複数の演算式で設定することができる。
ただし、パルス電圧駆動の場合は、前述のとおり、温度が高い領域のデューティ比対反射率特性は、温度が低いときのデューティ比対反射率特性をデューティー比について単純にシフトした特性とはならず、特性形状自体が、温度が低いときの特性形状とは異なる形状となる。すなわち、温度が高いときのデューティ比対反射率特性は、温度が低いときの特性に比べて、反射率が低い領域で、デューティ比の変化に対する反射率の変化が小さい(特性グラフの勾配が小さい)特性となる。したがって、パルス電圧駆動におけるシフト法によれば、反射率指令値が低いときに、反射率指令値が変わらなくても、温度変化(低い温度から高い温度への変化またはその逆の変化)によってミラー光学素子22の反射率が多少変動する。
(反射率指令値の出力制御)
・自動防眩モード時:信号処理回路98から周囲光量と後方光量の組み合わせに応じた反射率指令値が出力される。
・マニュアル防眩モード時:運転者の可変操作(手動操作、音声操作等)に応じた反射率指令値が入力される。
(反射率制御)
・温度センサ30で検出された温度が基準温度(摂氏25度)以上のとき:第1の温度補償制御として、次が実行される。温度センサ30で検出される温度に応じて、デューティ比特性メモリ100に記憶されている該当する温度のデューティ比対反射率特性から反射率指令値に応じたデューティ比の情報がリアルタイムで読み出される。ミラー光学素子22に印加するパルス電圧のデューティ比が、該読み出された情報によるデューティ比にリアルタイムで設定される。ミラー光学素子22は該パルス電圧で駆動される。その結果、ミラー光学素子22の反射率は、温度変化に関わらず、指令された値に制御される。
・温度センサ30で検出された温度が基準温度よりも低いとき:第2の温度補償制御として、次が実行される。デューティ比特性メモリ100に記憶されている基準温度(摂氏25度)におけるデューティ比対反射率特性から、反射率指令値に応じたデューティ比の情報を読み出す。あわせて、デューティ比補正量特性メモリ101から温度センサ30で検出された温度に応じたデューティ比補正量の情報を読み出しまたは算出する。デューティ比特性メモリ100から読み出されたデューティ比の情報を、デューティ比補正量特性メモリ101から読み出されまたは算出されたデューティ比補正量の情報でシフト(増減)した補正デューティ比の情報を求める。ミラー光学素子22に印加するパルス電圧のデューティ比が該補正デューティ比の情報によるデューティ比に設定される。ミラー光学素子22は該パルス電圧で駆動される。その結果、ミラー光学素子22の反射率は、温度変化に関わらず、指令された値に制御される。
すなわち、次の(a)(b)(c)のいずれかに該当するときは、「非防眩」とすべき状態である。
(a) 防眩オフが設定されているとき
(b) 自動防眩が設定され、かつ周囲光量が所定値以上のとき
(c) 自動防眩が設定され、かつ周囲光量が所定値よりも小さく、かつ後方光量が所定値よりも小さいとき
これに対し、次の(d)(e)のいずれかに該当するときは、「防眩」とすべき状態である。
(d) マニュアル防眩が設定されているとき
(e) 自動防眩が設定され、かつ周囲光量が所定値よりも小さく、かつ後方光量が所定値以上のとき
前記実施の形態では、ミラー光学素子は、印加するパルス電圧のデューティ比が高くなるほど反射率が低くなるようにしたが、これとは逆に、印加するパルス電圧のデューティ比が高くなるほど反射率が高くなるようにすることもできる。
前記実施の形態ではPWM電圧の振幅を固定としたが、該振幅を可変(例えば2段階等の複数段階に可変)とすることもできる。
前記実施の形態では、デューティ比特性メモリ100は、ミラー光学素子22に印加するパルス信号のデューティ比に対するミラー光学素子22の反射率の特性を記憶したが、これに代えて、該デューティ比に対する透過率の特性を記憶することもできる。
前記実施の形態では、デューティ比特性メモリ100がデューティ比対反射率特性をテーブルとして記憶する場合について説明したが、デューティ比特性メモリ100はデューティ比対反射率特性を演算式として記憶するように構成することもできる。
前記実施の形態では温度センサとして可変抵抗型温度センサ(サーミスタ)を用いたが、これに限らない。すなわち、半導体型温度センサ、その他各種の温度センサを用いることができる。
前記実施の形態では温度センサの設置位置をモニター表示装置の枠体の内側としたが、これに限らない。すなわち、モニター表示装置の枠体の外側、その他モニター表示装置の温度を検出できる箇所に温度センサを設置することができる。
前記実施の形態では温度センサの設置位置を枠体の上辺部としたが、これに限らず、温度センサを枠体の側辺部、下辺部等に設置することもできる。モニター表示装置において最も高温となるバックライトの光源の近くに温度センサを設置すれば、モニター表示装置の一部が局部的に過熱状態となるのを抑制することができる。
前記実施の形態ではミラー光学素子を、背面側に反射型偏光板を配置したTN型液晶パネルで構成したが、この発明で使用するミラー光学素子はこれに限らない。すなわち、電気駆動で反射率と透過率が相互に逆方向に変化するその他のミラー光学素子を用いることができる。
前記実施の形態ではモニター表示装置の検出温度に応じてバックライトの輝度を高、低2段階に切り替えるようにしたが、これに限らない。すなわち、モニター表示装置の検出温度に応じてバックライトの輝度を多段階または無段階に可変制御することもできる。また、使用者による操作でバックライトの輝度を可変調整可能にするように構成することもできる。
前記実施の形態では制御回路をマイコンで構成したが、これに限らず複数の回路素子の組み合わせで構成することもできる。
前記実施の形態ではインナーミラーの被視認面の全面についてモニターモードとミラーモードを切り替えるようにしたが、これに限らない。例えば特許文献1に記載のインナーミラーのように、被視認面の一部の領域に限りモニター表示装置を配置して、その領域についてのみモニターモードとミラーモードを切り替えるようにすることもできる。
前記実施の形態ではモニター表示装置の液晶はIPS型液晶としたが、これに限定されるものでは無く、FSS(Fringe Field Switching)型液晶やVA(Vertical Align)型液晶やTN型液晶であっても良い。
前記実施の形態ではこの発明を車両用インナーミラーに適用した場合について説明したが、この発明はこれに限らず、モニターモードとミラーモードを有する様々な用途のミラー表示装置に適用することができる。
Claims (8)
- モニター表示装置と、該モニター表示装置の表示面の前面側に配置されたミラー光学素子とを有するミラー表示装置において、
前記ミラー光学素子は、反射型偏光板を背面側に配置した液晶パネルを有し、
前記ミラー光学素子は、前記液晶パネルに印加される電圧により電気駆動で反射率と透過率が相互に逆方向に変化して、相対的に、低反射率で高透過率の透過状態と、高反射率で低透過率の反射鏡状態と、該両状態の中間の反射率低減反射鏡状態とに、段階的にまたは無段階に、かつ可逆的に変化可能な素子であり、
前記ミラー表示装置は制御回路を有し、
前記制御回路は、前記ミラー表示装置の動作モードとしてモニターモードとミラーモードとを切り替えて設定する動作モード切替制御を実行可能に構成されており、
前記モニターモードは、少なくとも、前記モニター表示装置を表示状態に設定し、かつ前記ミラー光学素子を前記透過状態に設定する動作状態を含む動作モードであり、
前記ミラーモードは、少なくとも、前記モニター表示装置を非表示状態に設定し、かつ前記ミラー光学素子を前記反射鏡状態または前記反射率低減反射鏡状態に設定する動作状態を含む動作モードであり、
前記制御回路は、前記液晶パネルに印加する電圧をパルス電圧で印加して、該パルス電圧のデューティ比を変化させて前記ミラー光学素子の反射率および透過率を変化させる反射率および透過率可変制御を実行可能に構成されており、
前記ミラー表示装置は温度センサを有し、
前記制御回路は、前記ミラー光学素子を前記反射率低減反射鏡状態に設定する前記ミラーモードにおいて、前記温度センサで検出される温度に応じて前記液晶パネルに印加する前記パルス電圧のデューティ比を調整して、温度による前記ミラー表示装置の反射率の変動を抑制する温度補償制御を実行可能に構成されており、
前記ミラー表示装置は、デューティ比対反射率または透過率特性、すなわち前記パルス電圧のデューティ比に対する前記ミラー光学素子の反射率または透過率の特性について、温度に応じた複数の該デューティ比対反射率または透過率特性を記憶するデューティ比特性メモリと、
前記デューティ比対反射率または透過率特性の基準特性、すなわち所定の基準温度における該デューティ比対反射率または透過率特性に対して、温度変化による該基準特性のデューティ比のシフト量を補正する温度対デューティ比補正量特性、すなわち温度に対するデューティ比の補正量の特性を記憶するデューティ比補正量特性メモリとを有し、
前記制御回路は、前記温度補償制御として、前記温度センサで検出される温度が所定の第1の温度領域にあるときは、該温度センサで検出される温度に応じて、該当する温度の前記デューティ比対反射率または透過率特性に基づいて前記パルス電圧のデューティ比を調整する第1の温度補償制御を実行し、前記温度センサで検出される温度が前記第1の温度領域よりも低い所定の第2の温度領域にあるときは、前記温度センサで検出される温度に応じて前記温度対デューティ比補正量特性からデューティ比の補正量を求めて、前記基準特性のデューティ比を該求められた補正量でシフトした特性に基づいて前記パルス電圧のデューティ比を調整する第2の温度補償制御を実行可能に構成されている、
ミラー表示装置。 - 前記制御回路は、前記温度センサで検出される温度が所定の制御切替温度以上のときは前記第1の温度補償制御を実行し、該温度センサで検出される温度が前記制御切替温度よりも低いときは、前記第2の温度補償制御を実行可能に構成されている、
請求項1に記載のミラー表示装置。 - 前記制御切替温度は前記基準温度に等しく設定されている請求項2に記載のミラー表示装置。
- 前記デューティ比特性メモリは、前記第1の温度領域の温度について前記デューティ比対反射率または透過率特性を記憶し、前記第2の温度領域の温度について該デューティ比対反射率または透過率特性を記憶しない請求項1から3のいずれか1つに記載のミラー表示装置。
- 前記制御回路は、前記第2の温度補償制御を、前記デューティ比対反射率または透過率特性どうしがデューティ比を相互にシフトした特性と見なせる温度領域内に限り実行可能に構成されている、
請求項1から4のいずれか1つに記載のミラー表示装置。 - 前記制御回路は、前記ミラー光学素子を前記反射鏡状態に設定する前記ミラーモードにおいて、前記液晶パネルに印加する前記パルス電圧のデューティ比を、前記温度センサで検出される温度に関係なく該ミラー光学素子を該反射鏡状態に維持できる固定のデューティ比に設定する制御を実行可能に構成されている、
請求項1から5のいずれか1つに記載のミラー表示装置。 - 前記制御回路は、前記ミラー光学素子を前記透過状態に設定する前記モニターモードにおいて、前記液晶パネルに印加する前記パルス電圧のデューティ比を、前記温度センサで検出される温度に関係なく該ミラー光学素子を該透過状態に維持できる固定のデューティ比に設定する制御を実行可能に構成されている、
請求項1から6のいずれか1つに記載のミラー表示装置。 - 前記制御回路は、前記モニターモードにおいて、前記温度センサで検出される温度に基づいて前記モニター表示装置の輝度を調整して該モニター表示装置の温度制御を実行可能に構成され、もしくは前記温度センサで検出される温度に基づいて、表示信号による前記モニター表示装置の駆動状態を調整して該モニター表示装置の表示品位に関する温度補償制御を実行可能に構成され、または前記温度制御および前記表示品位に関する温度補償制御の両方の制御を実行可能に構成されている、
請求項1から7のいずれか1つに記載のミラー表示装置。
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