WO2009125641A1

WO2009125641A1 - フィールドシーケンシャル画像表示装置

Info

Publication number: WO2009125641A1
Application number: PCT/JP2009/054624
Authority: WO
Inventors: 誠秦
Original assignee: 日本精機株式会社
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2009-10-15
Also published as: JP2009251319A

Abstract

　輝度むらの目立たないカラー画像を表示することができるフィールドシーケンシャル画像表示装置を提供する。照明手段（２），（３）は、第一の発光色前記液晶表示パネル（６）を照明する第一の発光素子（２ａ），（２ｂ）と、第二の発光色にて液晶表示パネル（６）を照明する第二の発光素子（３ａ），（３ｂ）とを有する。制御手段（１７）は、照明手段（２），（３）をフィールド毎に発光させる。制御手段（１７）は、第一の発光素子（２ａ）にて液晶表示パネル（６）の上部の輝度を制御する第一制御部（４ａ）と、第二の発光素子（３ａ）にて液晶表示パネル（６）の下部の輝度を制御する第二制御部（４ｂ）と、第一の発光素子（２ｂ）にて液晶表示パネル（６）の上部の輝度を制御する第三制御部（４ｃ）と、第二の発光素子（３ｂ）にて液晶表示パネル（６）の下部の輝度を制御する第四制御部（４ｄ）と、を有する。

Description

フィールドシーケンシャル画像表示装置

　本発明は、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パネル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、液晶表示パネル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、液晶表示パネルに書込んだ単位色画像データに対応する色の照明光を面光源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パネル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パネルに、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面光源から出射させることにより、液晶表示パネルに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２００５－７７４７４号公報

　しかしながら、液晶表示パネルの画素行を第1行から順次選択して、これらの行の画素に単位色画像データを書込むフィールドシーケンシャル画像表示装置は、２色以上の単位色画像の視覚的な混合により表示されるカラー画像の輝度むらが目立つという問題を有していた。
　本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、輝度むらの目立たないカラー画像を表示することができる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、液晶表示パネル６と、第一の発光色にて前記液晶表示パネル６を照明する第一の発光素子２ａ，２ｂ及び第二の発光色にて前記液晶表示パネル６を照明する第二の発光素子３ａ，３ｂ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、前記制御手段１７は、前記第一の発光素子２ａにて前記液晶表示パネル６の上部の輝度を制御する第一制御部４ａと、前記第二の発光素子３ａにて前記液晶表示パネル６の下部の輝度を制御する第二制御部４ｂと、前記第一の発光素子２ｂにて前記液晶表示パネル６の上部の輝度を制御する第三制御部４ｃと、前記第二の発光素子３ｂにて前記液晶表示パネル６の下部の輝度を制御する第四制御部４ｄと、を有するものである。

　また、本発明は、請求項２に記載したように、前記制御手段１７は、前記第一の発光素子２ａ，２ｂ及び前記第二の発光素子３ａ，３ｂを台形波にて駆動するものである。

　フィールド毎に発光素子をタイミング別に点灯させて画像表示を行うフィールドシーケンシャル画像表示装置において、照明手段の輝度分布を制御し、液晶表示パネルの輝度を略均一に保つことにより、輝度むらを目立たなくすることができる。

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。

符号の説明

　２　　照明手段
　２ａ　発光ダイオード（第一の発光素子）
　２ｂ　発光ダイオード（第一の発光素子）
　３　　照明手段
　３ａ　発光ダイオード（第二の発光素子）
　３ｂ　発光ダイオード（第二の発光素子）
　４ａ　第一制御部
　４ｂ　第二制御部
　４ｃ　第三制御部
　４ｃ　第四制御部
　６　　液晶表示パネル
　１７　制御手段

　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照明手段２，３を有している。照明手段２，３は、光軸が互いに略直交するように配置されており、一方の照明手段２は、赤色光Ｒを下方へ向かって出射し、他方の照明手段３は、緑色光Ｇを左方へ向かって出射する。照明手段２は、発光ダイオード（第一の発光素子）２ａ，２ｂからなるものであり、照明手段３は、発光ダイオード（第二の発光素子）３ａ，３ｂからなるものである。

　各発光ダイオード２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ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２ａの輝度を制御する第一制御部４ａと、発光ダイオード３ａの輝度を制御する第二制御部４ｂと、発光ダイオード２ｂの輝度を制御する第三制御部４ｃと、発光ダイオード３ｂの輝度を制御する第四制御部４ｄと、を有しており、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ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を行うようになっている。これにより、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの原色を含め、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ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２ａ，２ｂが発した赤色光Ｒ及び発光ダイオード３ａ，３ｂが発した緑色光Ｇの進行方向側であって、発光ダイオード２ａ，２ｂの光軸と、発光ダイオード３ａ，３ｂ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２ａ，２ｂ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３ａ，３ｂから出射された緑色光Ｇが透過されるようになっている。これにより、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ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、液晶表示パネル６が配設されている。液晶表示パネル６の上部は発光ダイオード２ａ，３ａにて透過照明され、液晶表示パネル６の下部は発光ダイオード２ｂ，３ｂにて透過照明される。

　液晶表示パネル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パネルであり、発光ダイオード２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ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パネルとは異なり、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。

　液晶表示パネル６としては、ポリシリコン型のＴＦＴ液晶表示パネルが用いられている。液晶表示パネル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。

　液晶表示パネル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。液晶表示パネル６の近傍には、液晶表示パネル６の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ８が設置されている。液晶表示パネル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によって液晶表示パネル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１６は、温度センサ８及びＡ／Ｄ変換器１１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１１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。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１６から出力された温度データに基づいて、点灯制御部４の第一制御部４ａ，第二制御部４ｂ，第三制御部４ｃ，第四制御部４ｄにより、夫々、液晶表示パネル６の上部，下部を照明する発光ダイオード２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂの輝度を制御し、液晶表示パネル６の輝度が所定値になるように制御する。

　図４は、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２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの点灯シーケンスを示す図である。液晶表示パネル６へのデータ書き込みを始めるのと同時に第１ラインの液晶が立ち上がり始め、液晶表示パネル６へのデータ書き込みが進むにつれて液晶もこれに同期して立ち上がっていき、液晶表示パネル６へのデータ書き込みが終わる直後に最終ラインの液晶が立ち上がり始める。

　点灯制御部４の第一制御部４ａ，第二制御部４ｂは、発光ダイオード２ａ，３ａの点灯シーケンスを急峻に立ち上げた後、所定期間だけ一定の波高値を保持し、その後徐々に波高値を下げると共に、点灯制御部４の第三制御部４ｃ，第四制御部４ｄは、発光ダイオード２ｂ，３ｂの点灯シーケンスを徐々に上げた後、所定期間だけ一定の波高値を保持し、その後急峻に立ち下げる。点灯制御部４は、発光ダイオード２ａ，３ａの徐々に立ち下げていく部分と発光ダイオード２ｂ，３ｂの徐々に立ち上げていく部分に重なりを持たせるような制御を行うことで、液晶表示パネル６の輝度を略均一にする。

　また、低温時には液晶の温度特性が悪くなるため、液晶の立ち上がりシーケンスは点線のようになる。そのため、低温時には、常温時に比べて液晶表示パネル６の上部，下部とその境界部の透過率の差は顕著になる。マイコン１２は、液晶表示パネル６の輝度が略均一になるように、点灯制御部４の制御部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを介して、発光ダイオード２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂの輝度を室温時または高温時の輝度よりも高くする。

　本実施形態によれば、液晶表示パネル６の透過率に応じて、発光ダイオード２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの輝度を制御し、液晶表示パネル６の輝度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、温度センサ８は、サーミスタ，温度ＩＣが代表的であるが、温度検出手段としては、光センサ等で液晶表示パネルの光学特性の変化を見て、間接的に温度変化をセンシングするものであっても良い。また、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ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。

　本発明は、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に利用でき、特に、ヘッドアップディスプレイに好適である。

Claims

　液晶表示パネルと、第一の発光色にて前記液晶表示パネル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パネル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、
　前記制御手段は、前記第一の発光素子にて前記液晶表示パネルの上部の輝度を制御する第一制御部と、前記第二の発光素子にて前記液晶表示パネルの下部の輝度を制御する第二制御部と、前記第一の発光素子にて前記液晶表示パネルの上部の輝度を制御する第三制御部と、前記第二の発光素子にて前記液晶表示パネルの下部の輝度を制御する第四制御部と、を有する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。
　前記制御手段は、前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子を台形波にて駆動することを特徴とする請求項１に記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。