液晶表示装置
【課題】モノクロの画像の画像を表示させる際に画像が暗くなるのを抑制することが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】この液晶表示装置（ヘッドアップディスプレイシステム１００）は、ＬＥＤ１３ａ、１３ｂおよび１３ｃのそれぞれに対応する赤色、緑色および青色の画像を液晶パネル１４に順次表示することによって複数の色を表示させるフィールドシーケンシャル駆動と、ＬＥＤ１３ａ、１３ｂおよび１３ｃの３つを同時に発光させることにより、液晶パネル１４にモノクロの画像（白黒）を表示させる駆動とを切り替えるように構成されている。そして、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動とは、ヘッドアップディスプレイシステム１００（自動車）周辺の明るさおよび障害物の有無に基づいて切り替えられるように構成されている。
【解決手段】この液晶表示装置（ヘッドアップディスプレイシステム１００）は、ＬＥＤ１３ａ、１３ｂおよび１３ｃのそれぞれに対応する赤色、緑色および青色の画像を液晶パネル１４に順次表示することによって複数の色を表示させるフィールドシーケンシャル駆動と、ＬＥＤ１３ａ、１３ｂおよび１３ｃの３つを同時に発光させることにより、液晶パネル１４にモノクロの画像（白黒）を表示させる駆動とを切り替えるように構成されている。そして、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動とは、ヘッドアップディスプレイシステム１００（自動車）周辺の明るさおよび障害物の有無に基づいて切り替えられるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、フィールドシーケンシャル駆動が用いられている液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィールドシーケンシャル駆動が用いられている液晶表示装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１に記載の液晶表示装置では、複数の光源と、複数の光源と対向するように設けられる液晶パネルとを備え、複数の光源を順次発光させて、複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を液晶パネルに順次表示するフィールドシーケンシャル駆動が用いられている。なお、フィールドシーケンシャル駆動では、複数の光源のそれぞれに対応する色の画像が液晶パネルに順次表示されることによって、観察者には、光源の色または複数の光源の色の加法混色による色が表示されているように認識される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９５１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のフィールドシーケンシャル駆動が用いられている液晶表示装置では、１フィールドの間（１つの画像が表示される間）に複数の光源のそれぞれが発光する時間が短くなる。具体的には、１フィールドの時間を光源の数で割った時間になるので、１フィールドの間にモノクロ（モノクローム（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍｅ）の略、以下に同じ）の画像を表示させる際に、光源の発光する時間が短くなる分、画像が暗くなるという問題点がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、モノクロの画像を表示させる際に画像が暗くなるのを抑制することが可能な液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における液晶表示装置は、複数の光源と、複数の光源と対向するように設けられる液晶パネルとを備え、複数の光源を順次発光させることにより、複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を液晶パネルに順次表示することによって複数の色を表示させるフィールドシーケンシャル駆動と、複数の光源のうちの１つまたは２つ以上の光源を同時に発光させることにより、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とを切り替えるように構成されており、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とは、装置周辺の明るさに基づいて切り替えられるように構成されている。なお、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とは、１フィールドの期間に１つまたは複数の光源を同時に継続的に発光させることにより、１つの光源による１つの色（たとえば、赤、緑または青）、または複数の光源による混色（たとえば、赤、緑および青の混色による白黒）を表示させる駆動を意味する。
【０００７】
この一の局面による液晶表示装置では、上記のように、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とを切り替えられるように構成することによって、たとえば、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる場合、フィールドシーケンシャル駆動では複数の光源のうちの１つが１フィールドの期間の光源の数分の１の期間（１フィールドの時間／光源の数：１サブフィールド）発光させることによりモノクロの画像を表示する一方、複数の光源のうちの少なくとも１つを発光させることにより液晶パネルにモノクロの画像を表示させる場合では、１フィールドの間光源を継続的に発光させることができるので、その分液晶パネルに表示される画像が暗くなるのを抑制することができる。また、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とを、装置周辺の明るさに基づいて切り替えられるように構成することによって、たとえば夜間の暗い画像を液晶パネルに表示する場合、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を用いることによって、フィールドシーケンシャル駆動を用いて表示する場合と比べて、画像が暗くなるのを抑制することができるので、光源の明るさを暗くすることができ、夜間の暗い画像をより低消費電力で明瞭に表示することができる。
【０００８】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、装置周辺の明るさが所定の明るさ以上の場合には、フィールドシーケンシャル駆動が用いられ、装置周辺の明るさが所定の明るさ未満の場合には、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられるように構成されている。このように構成すれば、たとえば夜間の暗い画像を液晶パネルに表示する場合、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を用いることによって、容易に、夜間の暗い画像をより低消費電力で明瞭に表示することができる。
【０００９】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、液晶パネルには、濃淡を変化させたモノクロの階調画像が表示されるように構成されている。このように構成すれば、２値表示によって画像が表示される場合と異なり、明瞭な画像を表示させることができる。
【００１０】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、フィールドシーケンシャル駆動では、１フィールドの期間内に複数の光源を１回ずつ順次発光させることにより、複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を液晶パネルに順次表示するとともに、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの期間内に複数の光源のうちの少なくとも１つを継続的に発光させるように構成されている。このように構成すれば、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの期間内に光源を継続的に発光させることができる分、フィールドシーケンシャル駆動と比べて、画像が暗くなるのを抑制することができる。
【００１１】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、複数の光源のうちの液晶パネルに表示されるモノクロの画像の色とは異なる色の光源を発光させる期間とモノクロの画像を表示させる期間を所定の周期で繰り返すことにより、液晶パネルに表示されるモノクロの画像の色とは異なる色の光源を発光させる期間に補助情報が液晶パネルに表示されるように構成されている。このように構成すれば、たとえば、夜間の暗い画像をモノクロの画像で液晶パネルに表示させるとともに、補助情報をモノクロの画像の色とは異なる色で、夜間の暗い画像に重ねて表示することができる。
【００１２】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、障害物の存在を検知するためのセンサーをさらに備え、補助情報として、センサーによって検知された障害物の存在を示す警告情報が液晶パネルに表示されるように構成されている。このように構成すれば、たとえば夜間の暗い画像をモノクロの画像で液晶パネルに表示させるとともに、観察者の目では認識しにくい障害物の存在を、モノクロの画像の色とは異なる色の警告を夜間の暗い画像に重ねて表示することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、障害物の存在を示す警告は、センサーによって検知された障害物を囲む枠として表示されるように構成されている。このように構成すれば、容易に、障害物の存在を示す警告を観察者に認識させることができる。
【００１４】
上記補助情報が液晶パネルに表示される液晶表示装置において、好ましくは、光源を発光させる期間は、モノクロ画像表示期間よりも短い。このように構成すれば、障害物の存在を示す警告が表示される時間が、モノクロの画像が表示される時間と比べて短くなるので、モノクロの画像の上に点滅するように障害物の存在を示す警告を示すことができる。
【００１５】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、障害物の存在を検知するためのセンサーをさらに備え、装置周辺の明るさに関わらず、センサーによって障害物の存在を検知した際に、装置周辺の明るさに関わらずフィールドシーケンシャル駆動から液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動に切り替えられるように構成されている。このように構成すれば、装置周辺の明るさが所定の明るさ以上の際、観察者が障害物の存在を見過ごしても、センサーによって検知された障害物の存在を示す警告を液晶パネルに表示させることにより、障害物の存在を観察者に認識させることができる。
【００１６】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、複数の光源は、赤色、緑色および青色の光源のうちの少なくとも２つ以上の光源からなる。このように構成すれば、加法混色により複数の色を表示することができる。
【００１７】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、フィールドシーケンシャル駆動が用いられる際には、液晶パネルには、自動車のナビゲーション情報が複数の色によって表示され、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、液晶パネルには、夜間の暗い画像が可視化された画像が表示されるように構成されている。このように構成すれば、フィールドシーケンシャル駆動を用いることにより、比較的明るい画像からなる自動車のナビゲーション情報を容易に複数の色によって表示することができるとともに、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を用いることにより、光源の明るさを暗くすることができるので、自動車の前方、後方、左右側方などの自動車の周囲の特定方向の画像（特に、比較的暗い画像からなる夜間の暗い画像が赤外線により撮像したモノクロの画像により可視化された画像）をより低消費電力で明瞭に表示することができる。
【００１８】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、液晶パネルの光源と反対側に設けられる鏡部をさらに備え、液晶パネルを透過し、鏡部に反射された光源の出射光を出力するように構成されている。このように構成すれば、液晶パネルに表示される画像を、たとえばフロントガラスからなるガラス部に表示させるヘッドアップディスプレイシステムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムのフィールドシーケンシャル駆動を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムのフィールドシーケンシャル駆動を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルに障害物の存在を示す警告を表示させる駆動を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルに障害物の存在を示す警告を表示させる駆動を説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図１３】本発明の一実施形態の第１変形例によるヘッドアップディスプレイシステムを説明するための図である。
【図１４】本発明の一実施形態の第２変形例によるヘッドアップディスプレイシステムを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１を参照して、本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステム１００の構成について説明する。なお、本実施形態では、液晶表示装置の一例であるヘッドアップディスプレイシステム１００に本発明を適用した場合について説明する。
【００２２】
本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステム１００は、図１に示すように、たとえば自動車に搭載されており、ヘッドアップディスプレイ部１と、ヘッドアップディスプレイ部１から出射される光（画像）が表示される自動車のフロントガラス２とから構成されている。なお、フロントガラス２は、本発明の「ガラス部」の一例である。
【００２３】
ここで、本実施形態では、ヘッドアップディスプレイ部１は、筐体１０と、凹面鏡１１と、液晶表示装置部１２とを含んでいる。また、液晶表示装置部１２は、バックライト１３と、液晶パネル１４とから構成されている。なお、本実施形態では、バックライト１３は、赤色（Ｒ）の光を発光するＬＥＤ１３ａと、緑色（Ｇ）の光を発光するＬＥＤ１３ｂと、青色（Ｂ）の光を発光するＬＥＤ１３ｃとから構成されている。なお、凹面鏡１１は、本発明の「鏡部」の一例である。また、ＬＥＤ１３ａ、１３ｂおよび１３ｃは、本発明の「光源」の一例である。バックライト１３と、液晶パネル１４と、凹面鏡１１とは、バックライト１３から出射される光の光出射方向に平行な直線上に概ね配置（バックライトの配置位置は直線状にもあるが、側面は位置しプリズムで直線上に合成されることもある）されており、フロントガラス２は、バックライト１３から出射され凹面鏡１１に反射される光の反射方向に配置されている。バックライト１３と凹面鏡１１とは、液晶パネル１４を挟んで対向するように配置されている。また、筐体１０には、開口部１０ａが設けられており、ヘッドアップディスプレイ部１から光が出射されるように構成されている。
【００２４】
また、ヘッドアップディスプレイ部１には、自動車の前方、後方、左右側方などの車の周囲の風景を撮影するためのカメラ１５と、自動車の周辺の明るさを検知して検知情報を出力するための明るさ検知センサー１６と、進行方向の道路上に存在する障害物（たとえば、人や動物などの生体や落石や倒木など）を検知して、ステアリングの操舵角と車速から自動車の進行方向を予測し、障害物と接触する恐れがある場合に警告情報を出力するための障害物検知センサー１７と、自動車の位置情報や道案内情報などのナビゲーション情報や渋滞情報などの道路交通情報を出力するための道路情報表示装置１８、自動車の走行速度やエンジン回転速度や水温などの車両情報や水温・油温の異常や燃料補給やライトの消し忘れなどの警告情報を出力するための車両情報表示装置１９が接続されており、これらの各情報は、制御回路２０で、処理／制御されて、液晶表示装置部１２に表示情報として出力されている。制御回路２０は、障害物検知センサー１７の警告情報、道路情報装置１８からの道路交通情報、車両情報表示装置１９からの警告情報を、運転者に対する補助情報として液晶表示装置部１２に出力する。なお、障害物検知センサー１７は、本発明の「センサー」の一例である。また、液晶表示装置部１２は、明るさ検知センサー１６と、障害物検知センサー１７とから出力される情報に基づいて制御されるように構成されている。また、カメラ１５として、たとえば赤外線カメラを用いることにより、可視光では撮影の困難な夜間の暗い画像を赤外線で撮像したモノクロの画像として可視化することが可能となる。また、障害物検知センサー１７は、たとえば生体の熱源を検知する赤外線センサーや前方の障害物を検知する超音波センサーからなる。また、制御回路２０は、液晶表示装置部１２の基板上に設けられていても、別基板上に設けられていてもよい。
【００２５】
次に、図１〜図１２を参照して、本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステム１００の動作について説明する。
【００２６】
まず、図１に示す明るさ検知センサー１６によって自動車の周辺の明るさが検知される。ここで、本実施形態では、周辺の明るさが所定の明るさ以上（たとえば、昼間）の場合、液晶表示装置部１２は、フィールドシーケンシャル駆動が行われる。フィールドシーケンシャル駆動では、図２に示すように、１つの画像が表示される期間（１フィールド）に、赤色の画像の書き込みおよび赤色の表示の期間（１サブフィールド）と、緑色の画像の書き込みおよび緑色の表示の期間（１サブフィールド）と、青色の画像の書き込みおよび青色の表示の期間（１サブフィールド）とが含まれている。なお、各画素１４ａは、２ビットによる４階調表示（図２に示す、０、１、２、３）するように構成されている。また、フィールドシーケンシャル駆動では、たとえば６０Ｈｚの周波数で液晶パネル１４が駆動される。つまり、１秒間に６０の画像が順次表示される。そして、赤（緑、青）色の画像の書き込みおよび赤（緑、青）色の表示の期間（１サブフィールド）は、１８０Ｈｚで駆動される。
【００２７】
具体的には、液晶パネル１４に設けられる複数の画素１４ａに、赤色の画像の信号が書き込まれた（赤書き込み）後、赤色のＬＥＤ１３ａが発光される。これにより、液晶パネル１４には、赤色の画像が表示されるとともに、液晶パネル１４に表示される赤色の画像が凹面鏡１１を介してフロントガラス２に映し出される。次に、複数の画素１４ａに、緑色の画像の信号が書き込まれた（緑書き込み）後、緑色のＬＥＤ１３ｂが発光される。これにより、液晶パネル１４には、緑色の画像が表示されるとともに、液晶パネル１４に表示される緑色の画像が凹面鏡１１を介してフロントガラス２に映し出される。そして、複数の画素１４ａに、青色の画像の信号が書き込まれた（青書き込み）後、青色のＬＥＤ１３ｃが発光される。これにより、液晶パネル１４には、青色の画像が表示されるとともに、液晶パネル１４に表示される青色の画像が凹面鏡１１を介してフロントガラス２に映し出される。その結果、観察者（運転手）には、図３に示すように、赤色、緑色、青色、または、赤緑青の加法混色により作り出される色が認識される。なお、階調数は、（２ｎ）k（ｎ：ビット数、ｋ：光源の色の数）によって表わされ、本実施形態では、６４（（２２）３）の色を表示することが可能となる。
【００２８】
そして、本実施形態では、フィールドシーケンシャル駆動による液晶パネル１４（フロントガラス２）の表示として、道路交通情報や、車両情報および位置情報などが表示される。たとえば、図４に示すように、カーナビゲーション用の進行方向を示す矢印２１および道路を示す印２２は、赤色と緑色との混色（黄色）によって表示されるとともに、自動車の前方の危険物（たとえば、前を走る自動車）を示す警告２３は、赤色によって表示される。また、自動車の速度２４は、緑色で表示される。
【００２９】
次に、本実施形態では、図１に示す明るさ検知センサー１６によって検知された周辺の明るさが所定の明るさ未満（たとえば、夜間）の場合、液晶表示装置部１２は、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動が行われる。つまり、本実施形態では、自動車の周辺の明るさに基づいて、液晶表示装置部１２の駆動が切り替えられる。液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動では、図５に示すように、１フィールドの期間（３サブフィールドの期間）、赤色のＬＥＤ１３ａ、緑色のＬＥＤ１３ｂおよび青色のＬＥＤ１３ｃが同時に連続的または断続的に発光される。これにより、図６に示すように、液晶パネル１４には、赤色、緑色および青色の混色による白黒の画像が表示される。なお、フィールドシーケンシャル駆動によってモノクロ（白黒）の画像を表示する場合では、赤色のＬＥＤ１３ａ、緑色のＬＥＤ１３ｂおよび青色のＬＥＤ１３ｃのそれぞれが１サブフィールドの期間のみ発光されるため、赤色のＬＥＤ１３ａ、緑色のＬＥＤ１３ｂおよび青色のＬＥＤ１３ｃが連続的に発光される駆動と比べて、液晶パネル１４に表示される画像が暗くなる。
【００３０】
また、上記フィールドシーケンシャル駆動と同様に、各画素１４ａは、２ビットによる４階調表示（図５に示す、０、１、２、３）するように構成されている。そして、階調数は、２ｎ−１Ｃ1×ｍ＋１（ｎ：ビット数、ｍ：サブフィールドの数、Ｃ：コンビネーション）によって表わされ、本実施形態では、１０（＝３Ｃ１×３＋１）の階調の表示をすることが可能となる。具体的には、図５に示すように、各サブフィールドにおいて、画素１４ａの階調は、０、１、２および３の４段階に調整され、観察者には、３つのサブフィールドにおける合計の階調が、図６に示すように、０〜９の階調として認識される。
【００３１】
そして、本実施形態では、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動では、液晶パネル１４（フロントガラス２）の表示として、ナイトビジョン（夜間の画像）が表示される。たとえば、図７に示すように、カメラ１５（図１参照）によって撮影された自動車の前方の画像が液晶パネル１４（フロントガラス２）に映し出される。
【００３２】
また、本実施形態では、図８に示すように、障害物検知センサー１７により自動車の前方の障害物（たとえば歩行者２５）が検知された場合、液晶パネル１４（フロントガラス２）には、自動車の前方の画像に加えて、障害物の存在を示す警告（障害物を囲む枠２６）が表示される。
【００３３】
具体的には、自動車の前方に障害物が検知された際、図９に示すように、液晶パネル１４に赤色の障害物を囲む枠２６を示す表示（図１１参照）と、液晶パネル１４に白黒の階調表示によって自動車の前方の画像（図１２参照）を表示させる駆動とが交互に切り替わる。これにより、観察者（運転手）には、自動車の前方の画像と障害物を囲む枠２６とが共に表示される画像（図８参照）が認識される。なお、赤色の障害物を囲む枠２６を示す表示は、白黒の自動車の前方の画像が表示される時間よりも短い。通常のフィールドシーケンシャル駆動（本例では３サブフィールド）にＲのサブフィールドを追加する。この４サブフィールド状態をある期間（０．１秒以上３秒以下）継続し、その後、通常のフィールドシーケンシャル駆動（３サブフィールド）にもどすことにより、観察者（運転手）には、赤色の障害物を囲む枠２６が点滅するように認識される。
【００３４】
また、本実施形態では、液晶パネル１４に障害物の存在を示す警告（障害物を囲む枠２６）が表示されるのは、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる（夜間の画像が表示される）駆動の場合に限らず、ナビゲーション情報が表示されるフィールドシーケンシャル駆動が行われている際に、障害物検知センサー１７により自動車の前方の障害物が検知された場合にも液晶パネル１４に障害物の存在を示す警告（障害物を囲む枠２６）が表示されるようにしてもよい。なお、本実施形態では、補助情報として、障害物検知センサー１７の警告情報（障害物の存在を示す警告）を表示しているが、この他にも、道路情報装置１８からの道路交通情報や車両情報表示装置１９からの警告情報などの補助情報が表示されるようにしてもよい。
【００３５】
本実施形態では、上記のように、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネル１４にモノクロ（白黒）を表示させる駆動とを切り替えられるように構成することによって、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる場合、フィールドシーケンシャル駆動では３つのＬＥＤ１３ａ〜１３ｃの１つが１フィールドの期間の３分の１の期間（１サブフィールド）のうち、液晶の応答時間後のある時間を発光させることによりモノクロの画像を表示する一方、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの間、ＬＥＤ１３ａ〜１３ｃの３つを連続的に発光させることができるので、その分液晶パネル１４に表示される画像（夜間の暗い画像）が明るくなる。これにより、バックライトの電力を削減することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、上記のように、ヘッドアップディスプレイシステム１００（自動車）周辺の明るさが所定の明るさ以上の場合には、カラーフィールドシーケンシャル駆動を用い、ヘッドアップディスプレイシステム１００周辺の明るさが所定の明るさ未満の場合には、液晶パネル１４にモノクロの画像（通常の断続点灯フィールドシーケンシャルまたは連続点灯フィールドシーケンシャル）を表示させる駆動を用いるように構成する。
【００３７】
また、本実施形態では、上記のように、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、液晶パネル１４には、濃淡を変化させたモノクロの階調画像が表示されるように構成することによって、２値表示によって画像が表示される場合と異なり、観測者の画像の視認性が向上する。
【００３８】
また、本実施形態では、上記のように、カラーフィールドシーケンシャル駆動では、１フィールドの期間内にＬＥＤ１３ａ〜１３ｃを１回ずつ断続的に順次発光させることにより、赤色、緑色および青色の画像を液晶パネル１４に順次表示するのに対し、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの期間内にＬＥＤ１３ａ〜１３ｃの３つを連続的に発光するように構成することにより、バックライトの発光ピーク輝度の低いランプを使用することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、上記のように、液晶パネル１４にモノクロの画像（白黒）を表示させる駆動が用いられる際には、ＬＥＤ１３ａ（赤色）を所定の期間（０．１秒以上３秒以下）通常のフィールドシーケンシャル駆動（本例：３サブフィールド）に加えて発光させることにより、障害物検知センサー１７によって検知された障害物の存在を示す警告を液晶パネル１４に表示することによって、夜間の暗い画像を液晶パネル１４に表示させるとともに、観察者（運転手）の目では認識しにくい障害物の存在を示す警告をモノクロ画像に重ねて表示することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のように、障害物の存在を示す警告を、障害物検知センサー１７によって検知された障害物を囲む枠２６として表示することによって、容易に、障害物の存在を示す警告を観察者に認識させることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、上記のように、ＬＥＤ１３ａ（赤色）が発光される所定の期間（０．１秒以上３秒以下）を、通常モノクロフィールドシーケンシャル駆動においてＬＥＤ１３ａ〜１３ｃが順次発光する期間よりも小さくすることによって、障害物を囲む枠２６が表示される時間が、モノクロの画像が表示される時間と比べて短くなるので、モノクロの画像の上に点滅するように障害物を囲む枠２６を示すことができる。
【００４２】
また、本実施形態では、上記のように、ヘッドアップディスプレイシステム１００（自動車）周辺の明るさに基づく切り替えとは別個に、障害物検知センサー１７によって障害物の存在を検知した際に、カラーフィールドシーケンシャル駆動から液晶パネル１４にモノクロフィールドシーケンシャルの画像を表示させる駆動に切り替えられるように構成することによって、ヘッドアップディスプレイシステム１００（自動車）周辺の明るさが所定の明るさ以上の際、観察者が障害物の存在を見過ごしても、障害物検知センサー１７によって検知された障害物の存在を示す警告を液晶パネル１４に表示させることにより、障害物の存在を観察者に認識させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、上記のように、昼間はカラーフィールドシーケンシャル駆動により、液晶パネル１４に自動車のナビゲーション情報が複数の色によって表示され、夜間は夜間の暗い画像が可視化された画像及び警告枠を表示することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、上記のように、液晶パネル１４のバックライト１３と反対側に設けられる凹面鏡１１と、液晶パネル１４を透過し、凹面鏡１１に反射されたＬＥＤ１３ａ〜１３ｃの出射光が映し出されるフロントガラス２を備えることによって、または運転者の視認距離の最適化のためパネル像の投影距離を調整する目的で反射板を設置して、液晶パネル１４に表示される画像をフロントガラス２に表示させるヘッドアップディスプレイシステム１００を構成することができる。
【００４５】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４６】
たとえば、上記実施形態では、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動において、赤色、緑色および青色の３つのＬＥＤが同時に断続的に発光する例を示したが、本発明はこれに限らず、図１３に示すように、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動において、緑色および青色の２つのＬＥＤを同時に継続的に発光させてもよい。これにより、観察者には、赤色の警告の枠とともに、緑色および青色の混色の夜間の画像が認識される。また、図１４に示すように、液晶パネルのモノクロの画像を表示させる駆動において、緑色などの１つのＬＥＤを継続的に発光させてもよい。これにより、観察者には、赤色の警告の枠とともに、緑色の夜間の画像が認識される。
【００４７】
また、上記実施形態では、赤色、緑色および青色の３つのＬＥＤが用いられる例を示したが、本発明はこれに限らず、赤色、緑色および青色のうちの１つのＬＥＤと、その補色のＬＥＤとを用いてもよい。これにより、赤色、緑色および青色のうちの１つの色のＬＥＤと、その補色のＬＥＤとを両方点灯することにより、表示パネルに白色を表示させることができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、フィールドシーケンシャル駆動が用いられる際には、液晶パネルにはナビゲーション情報が表示され、液晶パネルにモノクロの画像が表示される駆動では、液晶パネルには夜間の暗い画像が表示される例を示したが、本発明はこれに限らず、表示パネルにナビゲーション情報または夜間の暗い画像以外を表示するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
２ フロントガラス（ガラス部）
１１ 凹面鏡（鏡部）
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ ＬＥＤ（光源）
１４ 液晶パネル
１７ 障害物検知センサー（センサー）
２６ 枠
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、フィールドシーケンシャル駆動が用いられている液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィールドシーケンシャル駆動が用いられている液晶表示装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１に記載の液晶表示装置では、複数の光源と、複数の光源と対向するように設けられる液晶パネルとを備え、複数の光源を順次発光させて、複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を液晶パネルに順次表示するフィールドシーケンシャル駆動が用いられている。なお、フィールドシーケンシャル駆動では、複数の光源のそれぞれに対応する色の画像が液晶パネルに順次表示されることによって、観察者には、光源の色または複数の光源の色の加法混色による色が表示されているように認識される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９５１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のフィールドシーケンシャル駆動が用いられている液晶表示装置では、１フィールドの間（１つの画像が表示される間）に複数の光源のそれぞれが発光する時間が短くなる。具体的には、１フィールドの時間を光源の数で割った時間になるので、１フィールドの間にモノクロ（モノクローム（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍｅ）の略、以下に同じ）の画像を表示させる際に、光源の発光する時間が短くなる分、画像が暗くなるという問題点がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、モノクロの画像を表示させる際に画像が暗くなるのを抑制することが可能な液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における液晶表示装置は、複数の光源と、複数の光源と対向するように設けられる液晶パネルとを備え、複数の光源を順次発光させることにより、複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を液晶パネルに順次表示することによって複数の色を表示させるフィールドシーケンシャル駆動と、複数の光源のうちの１つまたは２つ以上の光源を同時に発光させることにより、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とを切り替えるように構成されており、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とは、装置周辺の明るさに基づいて切り替えられるように構成されている。なお、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とは、１フィールドの期間に１つまたは複数の光源を同時に継続的に発光させることにより、１つの光源による１つの色（たとえば、赤、緑または青）、または複数の光源による混色（たとえば、赤、緑および青の混色による白黒）を表示させる駆動を意味する。
【０００７】
この一の局面による液晶表示装置では、上記のように、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とを切り替えられるように構成することによって、たとえば、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる場合、フィールドシーケンシャル駆動では複数の光源のうちの１つが１フィールドの期間の光源の数分の１の期間（１フィールドの時間／光源の数：１サブフィールド）発光させることによりモノクロの画像を表示する一方、複数の光源のうちの少なくとも１つを発光させることにより液晶パネルにモノクロの画像を表示させる場合では、１フィールドの間光源を継続的に発光させることができるので、その分液晶パネルに表示される画像が暗くなるのを抑制することができる。また、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とを、装置周辺の明るさに基づいて切り替えられるように構成することによって、たとえば夜間の暗い画像を液晶パネルに表示する場合、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を用いることによって、フィールドシーケンシャル駆動を用いて表示する場合と比べて、画像が暗くなるのを抑制することができるので、光源の明るさを暗くすることができ、夜間の暗い画像をより低消費電力で明瞭に表示することができる。
【０００８】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、装置周辺の明るさが所定の明るさ以上の場合には、フィールドシーケンシャル駆動が用いられ、装置周辺の明るさが所定の明るさ未満の場合には、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられるように構成されている。このように構成すれば、たとえば夜間の暗い画像を液晶パネルに表示する場合、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を用いることによって、容易に、夜間の暗い画像をより低消費電力で明瞭に表示することができる。
【０００９】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、液晶パネルには、濃淡を変化させたモノクロの階調画像が表示されるように構成されている。このように構成すれば、２値表示によって画像が表示される場合と異なり、明瞭な画像を表示させることができる。
【００１０】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、フィールドシーケンシャル駆動では、１フィールドの期間内に複数の光源を１回ずつ順次発光させることにより、複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を液晶パネルに順次表示するとともに、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの期間内に複数の光源のうちの少なくとも１つを継続的に発光させるように構成されている。このように構成すれば、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの期間内に光源を継続的に発光させることができる分、フィールドシーケンシャル駆動と比べて、画像が暗くなるのを抑制することができる。
【００１１】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、複数の光源のうちの液晶パネルに表示されるモノクロの画像の色とは異なる色の光源を発光させる期間とモノクロの画像を表示させる期間を所定の周期で繰り返すことにより、液晶パネルに表示されるモノクロの画像の色とは異なる色の光源を発光させる期間に補助情報が液晶パネルに表示されるように構成されている。このように構成すれば、たとえば、夜間の暗い画像をモノクロの画像で液晶パネルに表示させるとともに、補助情報をモノクロの画像の色とは異なる色で、夜間の暗い画像に重ねて表示することができる。
【００１２】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、障害物の存在を検知するためのセンサーをさらに備え、補助情報として、センサーによって検知された障害物の存在を示す警告情報が液晶パネルに表示されるように構成されている。このように構成すれば、たとえば夜間の暗い画像をモノクロの画像で液晶パネルに表示させるとともに、観察者の目では認識しにくい障害物の存在を、モノクロの画像の色とは異なる色の警告を夜間の暗い画像に重ねて表示することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、障害物の存在を示す警告は、センサーによって検知された障害物を囲む枠として表示されるように構成されている。このように構成すれば、容易に、障害物の存在を示す警告を観察者に認識させることができる。
【００１４】
上記補助情報が液晶パネルに表示される液晶表示装置において、好ましくは、光源を発光させる期間は、モノクロ画像表示期間よりも短い。このように構成すれば、障害物の存在を示す警告が表示される時間が、モノクロの画像が表示される時間と比べて短くなるので、モノクロの画像の上に点滅するように障害物の存在を示す警告を示すことができる。
【００１５】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、障害物の存在を検知するためのセンサーをさらに備え、装置周辺の明るさに関わらず、センサーによって障害物の存在を検知した際に、装置周辺の明るさに関わらずフィールドシーケンシャル駆動から液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動に切り替えられるように構成されている。このように構成すれば、装置周辺の明るさが所定の明るさ以上の際、観察者が障害物の存在を見過ごしても、センサーによって検知された障害物の存在を示す警告を液晶パネルに表示させることにより、障害物の存在を観察者に認識させることができる。
【００１６】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、複数の光源は、赤色、緑色および青色の光源のうちの少なくとも２つ以上の光源からなる。このように構成すれば、加法混色により複数の色を表示することができる。
【００１７】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、フィールドシーケンシャル駆動が用いられる際には、液晶パネルには、自動車のナビゲーション情報が複数の色によって表示され、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、液晶パネルには、夜間の暗い画像が可視化された画像が表示されるように構成されている。このように構成すれば、フィールドシーケンシャル駆動を用いることにより、比較的明るい画像からなる自動車のナビゲーション情報を容易に複数の色によって表示することができるとともに、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を用いることにより、光源の明るさを暗くすることができるので、自動車の前方、後方、左右側方などの自動車の周囲の特定方向の画像（特に、比較的暗い画像からなる夜間の暗い画像が赤外線により撮像したモノクロの画像により可視化された画像）をより低消費電力で明瞭に表示することができる。
【００１８】
上記一の局面による液晶表示装置において、好ましくは、液晶パネルの光源と反対側に設けられる鏡部をさらに備え、液晶パネルを透過し、鏡部に反射された光源の出射光を出力するように構成されている。このように構成すれば、液晶パネルに表示される画像を、たとえばフロントガラスからなるガラス部に表示させるヘッドアップディスプレイシステムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムのフィールドシーケンシャル駆動を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムのフィールドシーケンシャル駆動を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルに障害物の存在を示す警告を表示させる駆動を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルに障害物の存在を示す警告を表示させる駆動を説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの液晶パネルの平面図である。
【図１３】本発明の一実施形態の第１変形例によるヘッドアップディスプレイシステムを説明するための図である。
【図１４】本発明の一実施形態の第２変形例によるヘッドアップディスプレイシステムを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１を参照して、本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステム１００の構成について説明する。なお、本実施形態では、液晶表示装置の一例であるヘッドアップディスプレイシステム１００に本発明を適用した場合について説明する。
【００２２】
本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステム１００は、図１に示すように、たとえば自動車に搭載されており、ヘッドアップディスプレイ部１と、ヘッドアップディスプレイ部１から出射される光（画像）が表示される自動車のフロントガラス２とから構成されている。なお、フロントガラス２は、本発明の「ガラス部」の一例である。
【００２３】
ここで、本実施形態では、ヘッドアップディスプレイ部１は、筐体１０と、凹面鏡１１と、液晶表示装置部１２とを含んでいる。また、液晶表示装置部１２は、バックライト１３と、液晶パネル１４とから構成されている。なお、本実施形態では、バックライト１３は、赤色（Ｒ）の光を発光するＬＥＤ１３ａと、緑色（Ｇ）の光を発光するＬＥＤ１３ｂと、青色（Ｂ）の光を発光するＬＥＤ１３ｃとから構成されている。なお、凹面鏡１１は、本発明の「鏡部」の一例である。また、ＬＥＤ１３ａ、１３ｂおよび１３ｃは、本発明の「光源」の一例である。バックライト１３と、液晶パネル１４と、凹面鏡１１とは、バックライト１３から出射される光の光出射方向に平行な直線上に概ね配置（バックライトの配置位置は直線状にもあるが、側面は位置しプリズムで直線上に合成されることもある）されており、フロントガラス２は、バックライト１３から出射され凹面鏡１１に反射される光の反射方向に配置されている。バックライト１３と凹面鏡１１とは、液晶パネル１４を挟んで対向するように配置されている。また、筐体１０には、開口部１０ａが設けられており、ヘッドアップディスプレイ部１から光が出射されるように構成されている。
【００２４】
また、ヘッドアップディスプレイ部１には、自動車の前方、後方、左右側方などの車の周囲の風景を撮影するためのカメラ１５と、自動車の周辺の明るさを検知して検知情報を出力するための明るさ検知センサー１６と、進行方向の道路上に存在する障害物（たとえば、人や動物などの生体や落石や倒木など）を検知して、ステアリングの操舵角と車速から自動車の進行方向を予測し、障害物と接触する恐れがある場合に警告情報を出力するための障害物検知センサー１７と、自動車の位置情報や道案内情報などのナビゲーション情報や渋滞情報などの道路交通情報を出力するための道路情報表示装置１８、自動車の走行速度やエンジン回転速度や水温などの車両情報や水温・油温の異常や燃料補給やライトの消し忘れなどの警告情報を出力するための車両情報表示装置１９が接続されており、これらの各情報は、制御回路２０で、処理／制御されて、液晶表示装置部１２に表示情報として出力されている。制御回路２０は、障害物検知センサー１７の警告情報、道路情報装置１８からの道路交通情報、車両情報表示装置１９からの警告情報を、運転者に対する補助情報として液晶表示装置部１２に出力する。なお、障害物検知センサー１７は、本発明の「センサー」の一例である。また、液晶表示装置部１２は、明るさ検知センサー１６と、障害物検知センサー１７とから出力される情報に基づいて制御されるように構成されている。また、カメラ１５として、たとえば赤外線カメラを用いることにより、可視光では撮影の困難な夜間の暗い画像を赤外線で撮像したモノクロの画像として可視化することが可能となる。また、障害物検知センサー１７は、たとえば生体の熱源を検知する赤外線センサーや前方の障害物を検知する超音波センサーからなる。また、制御回路２０は、液晶表示装置部１２の基板上に設けられていても、別基板上に設けられていてもよい。
【００２５】
次に、図１〜図１２を参照して、本発明の一実施形態によるヘッドアップディスプレイシステム１００の動作について説明する。
【００２６】
まず、図１に示す明るさ検知センサー１６によって自動車の周辺の明るさが検知される。ここで、本実施形態では、周辺の明るさが所定の明るさ以上（たとえば、昼間）の場合、液晶表示装置部１２は、フィールドシーケンシャル駆動が行われる。フィールドシーケンシャル駆動では、図２に示すように、１つの画像が表示される期間（１フィールド）に、赤色の画像の書き込みおよび赤色の表示の期間（１サブフィールド）と、緑色の画像の書き込みおよび緑色の表示の期間（１サブフィールド）と、青色の画像の書き込みおよび青色の表示の期間（１サブフィールド）とが含まれている。なお、各画素１４ａは、２ビットによる４階調表示（図２に示す、０、１、２、３）するように構成されている。また、フィールドシーケンシャル駆動では、たとえば６０Ｈｚの周波数で液晶パネル１４が駆動される。つまり、１秒間に６０の画像が順次表示される。そして、赤（緑、青）色の画像の書き込みおよび赤（緑、青）色の表示の期間（１サブフィールド）は、１８０Ｈｚで駆動される。
【００２７】
具体的には、液晶パネル１４に設けられる複数の画素１４ａに、赤色の画像の信号が書き込まれた（赤書き込み）後、赤色のＬＥＤ１３ａが発光される。これにより、液晶パネル１４には、赤色の画像が表示されるとともに、液晶パネル１４に表示される赤色の画像が凹面鏡１１を介してフロントガラス２に映し出される。次に、複数の画素１４ａに、緑色の画像の信号が書き込まれた（緑書き込み）後、緑色のＬＥＤ１３ｂが発光される。これにより、液晶パネル１４には、緑色の画像が表示されるとともに、液晶パネル１４に表示される緑色の画像が凹面鏡１１を介してフロントガラス２に映し出される。そして、複数の画素１４ａに、青色の画像の信号が書き込まれた（青書き込み）後、青色のＬＥＤ１３ｃが発光される。これにより、液晶パネル１４には、青色の画像が表示されるとともに、液晶パネル１４に表示される青色の画像が凹面鏡１１を介してフロントガラス２に映し出される。その結果、観察者（運転手）には、図３に示すように、赤色、緑色、青色、または、赤緑青の加法混色により作り出される色が認識される。なお、階調数は、（２ｎ）k（ｎ：ビット数、ｋ：光源の色の数）によって表わされ、本実施形態では、６４（（２２）３）の色を表示することが可能となる。
【００２８】
そして、本実施形態では、フィールドシーケンシャル駆動による液晶パネル１４（フロントガラス２）の表示として、道路交通情報や、車両情報および位置情報などが表示される。たとえば、図４に示すように、カーナビゲーション用の進行方向を示す矢印２１および道路を示す印２２は、赤色と緑色との混色（黄色）によって表示されるとともに、自動車の前方の危険物（たとえば、前を走る自動車）を示す警告２３は、赤色によって表示される。また、自動車の速度２４は、緑色で表示される。
【００２９】
次に、本実施形態では、図１に示す明るさ検知センサー１６によって検知された周辺の明るさが所定の明るさ未満（たとえば、夜間）の場合、液晶表示装置部１２は、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動が行われる。つまり、本実施形態では、自動車の周辺の明るさに基づいて、液晶表示装置部１２の駆動が切り替えられる。液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動では、図５に示すように、１フィールドの期間（３サブフィールドの期間）、赤色のＬＥＤ１３ａ、緑色のＬＥＤ１３ｂおよび青色のＬＥＤ１３ｃが同時に連続的または断続的に発光される。これにより、図６に示すように、液晶パネル１４には、赤色、緑色および青色の混色による白黒の画像が表示される。なお、フィールドシーケンシャル駆動によってモノクロ（白黒）の画像を表示する場合では、赤色のＬＥＤ１３ａ、緑色のＬＥＤ１３ｂおよび青色のＬＥＤ１３ｃのそれぞれが１サブフィールドの期間のみ発光されるため、赤色のＬＥＤ１３ａ、緑色のＬＥＤ１３ｂおよび青色のＬＥＤ１３ｃが連続的に発光される駆動と比べて、液晶パネル１４に表示される画像が暗くなる。
【００３０】
また、上記フィールドシーケンシャル駆動と同様に、各画素１４ａは、２ビットによる４階調表示（図５に示す、０、１、２、３）するように構成されている。そして、階調数は、２ｎ−１Ｃ1×ｍ＋１（ｎ：ビット数、ｍ：サブフィールドの数、Ｃ：コンビネーション）によって表わされ、本実施形態では、１０（＝３Ｃ１×３＋１）の階調の表示をすることが可能となる。具体的には、図５に示すように、各サブフィールドにおいて、画素１４ａの階調は、０、１、２および３の４段階に調整され、観察者には、３つのサブフィールドにおける合計の階調が、図６に示すように、０〜９の階調として認識される。
【００３１】
そして、本実施形態では、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動では、液晶パネル１４（フロントガラス２）の表示として、ナイトビジョン（夜間の画像）が表示される。たとえば、図７に示すように、カメラ１５（図１参照）によって撮影された自動車の前方の画像が液晶パネル１４（フロントガラス２）に映し出される。
【００３２】
また、本実施形態では、図８に示すように、障害物検知センサー１７により自動車の前方の障害物（たとえば歩行者２５）が検知された場合、液晶パネル１４（フロントガラス２）には、自動車の前方の画像に加えて、障害物の存在を示す警告（障害物を囲む枠２６）が表示される。
【００３３】
具体的には、自動車の前方に障害物が検知された際、図９に示すように、液晶パネル１４に赤色の障害物を囲む枠２６を示す表示（図１１参照）と、液晶パネル１４に白黒の階調表示によって自動車の前方の画像（図１２参照）を表示させる駆動とが交互に切り替わる。これにより、観察者（運転手）には、自動車の前方の画像と障害物を囲む枠２６とが共に表示される画像（図８参照）が認識される。なお、赤色の障害物を囲む枠２６を示す表示は、白黒の自動車の前方の画像が表示される時間よりも短い。通常のフィールドシーケンシャル駆動（本例では３サブフィールド）にＲのサブフィールドを追加する。この４サブフィールド状態をある期間（０．１秒以上３秒以下）継続し、その後、通常のフィールドシーケンシャル駆動（３サブフィールド）にもどすことにより、観察者（運転手）には、赤色の障害物を囲む枠２６が点滅するように認識される。
【００３４】
また、本実施形態では、液晶パネル１４に障害物の存在を示す警告（障害物を囲む枠２６）が表示されるのは、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる（夜間の画像が表示される）駆動の場合に限らず、ナビゲーション情報が表示されるフィールドシーケンシャル駆動が行われている際に、障害物検知センサー１７により自動車の前方の障害物が検知された場合にも液晶パネル１４に障害物の存在を示す警告（障害物を囲む枠２６）が表示されるようにしてもよい。なお、本実施形態では、補助情報として、障害物検知センサー１７の警告情報（障害物の存在を示す警告）を表示しているが、この他にも、道路情報装置１８からの道路交通情報や車両情報表示装置１９からの警告情報などの補助情報が表示されるようにしてもよい。
【００３５】
本実施形態では、上記のように、フィールドシーケンシャル駆動と、液晶パネル１４にモノクロ（白黒）を表示させる駆動とを切り替えられるように構成することによって、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる場合、フィールドシーケンシャル駆動では３つのＬＥＤ１３ａ〜１３ｃの１つが１フィールドの期間の３分の１の期間（１サブフィールド）のうち、液晶の応答時間後のある時間を発光させることによりモノクロの画像を表示する一方、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの間、ＬＥＤ１３ａ〜１３ｃの３つを連続的に発光させることができるので、その分液晶パネル１４に表示される画像（夜間の暗い画像）が明るくなる。これにより、バックライトの電力を削減することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、上記のように、ヘッドアップディスプレイシステム１００（自動車）周辺の明るさが所定の明るさ以上の場合には、カラーフィールドシーケンシャル駆動を用い、ヘッドアップディスプレイシステム１００周辺の明るさが所定の明るさ未満の場合には、液晶パネル１４にモノクロの画像（通常の断続点灯フィールドシーケンシャルまたは連続点灯フィールドシーケンシャル）を表示させる駆動を用いるように構成する。
【００３７】
また、本実施形態では、上記のように、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、液晶パネル１４には、濃淡を変化させたモノクロの階調画像が表示されるように構成することによって、２値表示によって画像が表示される場合と異なり、観測者の画像の視認性が向上する。
【００３８】
また、本実施形態では、上記のように、カラーフィールドシーケンシャル駆動では、１フィールドの期間内にＬＥＤ１３ａ〜１３ｃを１回ずつ断続的に順次発光させることにより、赤色、緑色および青色の画像を液晶パネル１４に順次表示するのに対し、液晶パネル１４にモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの期間内にＬＥＤ１３ａ〜１３ｃの３つを連続的に発光するように構成することにより、バックライトの発光ピーク輝度の低いランプを使用することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、上記のように、液晶パネル１４にモノクロの画像（白黒）を表示させる駆動が用いられる際には、ＬＥＤ１３ａ（赤色）を所定の期間（０．１秒以上３秒以下）通常のフィールドシーケンシャル駆動（本例：３サブフィールド）に加えて発光させることにより、障害物検知センサー１７によって検知された障害物の存在を示す警告を液晶パネル１４に表示することによって、夜間の暗い画像を液晶パネル１４に表示させるとともに、観察者（運転手）の目では認識しにくい障害物の存在を示す警告をモノクロ画像に重ねて表示することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のように、障害物の存在を示す警告を、障害物検知センサー１７によって検知された障害物を囲む枠２６として表示することによって、容易に、障害物の存在を示す警告を観察者に認識させることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、上記のように、ＬＥＤ１３ａ（赤色）が発光される所定の期間（０．１秒以上３秒以下）を、通常モノクロフィールドシーケンシャル駆動においてＬＥＤ１３ａ〜１３ｃが順次発光する期間よりも小さくすることによって、障害物を囲む枠２６が表示される時間が、モノクロの画像が表示される時間と比べて短くなるので、モノクロの画像の上に点滅するように障害物を囲む枠２６を示すことができる。
【００４２】
また、本実施形態では、上記のように、ヘッドアップディスプレイシステム１００（自動車）周辺の明るさに基づく切り替えとは別個に、障害物検知センサー１７によって障害物の存在を検知した際に、カラーフィールドシーケンシャル駆動から液晶パネル１４にモノクロフィールドシーケンシャルの画像を表示させる駆動に切り替えられるように構成することによって、ヘッドアップディスプレイシステム１００（自動車）周辺の明るさが所定の明るさ以上の際、観察者が障害物の存在を見過ごしても、障害物検知センサー１７によって検知された障害物の存在を示す警告を液晶パネル１４に表示させることにより、障害物の存在を観察者に認識させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、上記のように、昼間はカラーフィールドシーケンシャル駆動により、液晶パネル１４に自動車のナビゲーション情報が複数の色によって表示され、夜間は夜間の暗い画像が可視化された画像及び警告枠を表示することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、上記のように、液晶パネル１４のバックライト１３と反対側に設けられる凹面鏡１１と、液晶パネル１４を透過し、凹面鏡１１に反射されたＬＥＤ１３ａ〜１３ｃの出射光が映し出されるフロントガラス２を備えることによって、または運転者の視認距離の最適化のためパネル像の投影距離を調整する目的で反射板を設置して、液晶パネル１４に表示される画像をフロントガラス２に表示させるヘッドアップディスプレイシステム１００を構成することができる。
【００４５】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４６】
たとえば、上記実施形態では、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動において、赤色、緑色および青色の３つのＬＥＤが同時に断続的に発光する例を示したが、本発明はこれに限らず、図１３に示すように、液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動において、緑色および青色の２つのＬＥＤを同時に継続的に発光させてもよい。これにより、観察者には、赤色の警告の枠とともに、緑色および青色の混色の夜間の画像が認識される。また、図１４に示すように、液晶パネルのモノクロの画像を表示させる駆動において、緑色などの１つのＬＥＤを継続的に発光させてもよい。これにより、観察者には、赤色の警告の枠とともに、緑色の夜間の画像が認識される。
【００４７】
また、上記実施形態では、赤色、緑色および青色の３つのＬＥＤが用いられる例を示したが、本発明はこれに限らず、赤色、緑色および青色のうちの１つのＬＥＤと、その補色のＬＥＤとを用いてもよい。これにより、赤色、緑色および青色のうちの１つの色のＬＥＤと、その補色のＬＥＤとを両方点灯することにより、表示パネルに白色を表示させることができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、フィールドシーケンシャル駆動が用いられる際には、液晶パネルにはナビゲーション情報が表示され、液晶パネルにモノクロの画像が表示される駆動では、液晶パネルには夜間の暗い画像が表示される例を示したが、本発明はこれに限らず、表示パネルにナビゲーション情報または夜間の暗い画像以外を表示するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
２ フロントガラス（ガラス部）
１１ 凹面鏡（鏡部）
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ ＬＥＤ（光源）
１４ 液晶パネル
１７ 障害物検知センサー（センサー）
２６ 枠
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
前記複数の光源と対向するように設けられる液晶パネルとを備え、
前記複数の光源を順次発光させることにより、前記複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を前記液晶パネルに順次表示することによって複数の色を表示させるフィールドシーケンシャル駆動と、前記複数の光源のうちの１つまたは２つ以上の光源を同時に発光させることにより、前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とを切り替えるように構成されており、
前記フィールドシーケンシャル駆動と、前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とは、装置周辺の明るさに基づいて切り替えられるように構成されている、液晶表示装置。
【請求項２】
前記装置周辺の明るさが所定の明るさ以上の場合には、前記フィールドシーケンシャル駆動が用いられ、前記装置周辺の明るさが前記所定の明るさ未満の場合には、前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられるように構成されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、前記液晶パネルには、濃淡を変化させたモノクロの階調画像が表示されるように構成されている、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記フィールドシーケンシャル駆動では、１フィールドの期間内に前記複数の光源を１回ずつ順次発光させることにより、前記複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を前記液晶パネルに順次表示するとともに、
前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの期間内に前記複数の光源のうちの少なくとも１つを連続的に発光させるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、前記複数の光源のうちの前記液晶パネルに表示されるモノクロの画像の色とは異なる色の光源を発光させる期間と前記モノクロの画像を表示させる期間を所定の周期で繰り返すことにより、前記液晶パネルに表示されるモノクロの画像の色とは異なる色の光源を発光させる期間に補助情報が前記液晶パネルに表示されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
障害物を検知するためのセンサーをさらに備え、
前記補助情報として、前記センサーによって検知された障害物の存在を示す警告情報が前記液晶パネルに表示されるように構成されている、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記障害物の存在を示す警告は、前記センサーによって検知された障害物を囲む枠として表示されるように構成されている、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記光源を発光させる期間は、前記モノクロ画像表示期間よりも短い、請求項５〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
障害物の存在を検知するためのセンサーをさらに備え、
前記装置周辺の明るさに関わらず、前記センサーによって障害物の存在を検知した際に、前記フィールドシーケンシャル駆動から前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動に切り替えられるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記複数の光源は、赤色、緑色および青色の光源のうちの少なくとも２つ以上の光源からなる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記フィールドシーケンシャル駆動が用いられる際には、前記液晶パネルには、自動車のナビゲーション情報が複数の色によって表示され、
前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、前記液晶パネルには、自動車周囲の特定方向の画像が表示されるように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶パネルの前記光源と反対側に設けられる鏡部をさらに備え、
前記液晶パネルを透過し、前記鏡部に反射された前記光源の出射光を出力するように構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
複数の光源と、
前記複数の光源と対向するように設けられる液晶パネルとを備え、
前記複数の光源を順次発光させることにより、前記複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を前記液晶パネルに順次表示することによって複数の色を表示させるフィールドシーケンシャル駆動と、前記複数の光源のうちの１つまたは２つ以上の光源を同時に発光させることにより、前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とを切り替えるように構成されており、
前記フィールドシーケンシャル駆動と、前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動とは、装置周辺の明るさに基づいて切り替えられるように構成されている、液晶表示装置。
【請求項２】
前記装置周辺の明るさが所定の明るさ以上の場合には、前記フィールドシーケンシャル駆動が用いられ、前記装置周辺の明るさが前記所定の明るさ未満の場合には、前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられるように構成されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、前記液晶パネルには、濃淡を変化させたモノクロの階調画像が表示されるように構成されている、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記フィールドシーケンシャル駆動では、１フィールドの期間内に前記複数の光源を１回ずつ順次発光させることにより、前記複数の光源のそれぞれに対応する色の画像を前記液晶パネルに順次表示するとともに、
前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動では、１フィールドの期間内に前記複数の光源のうちの少なくとも１つを連続的に発光させるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、前記複数の光源のうちの前記液晶パネルに表示されるモノクロの画像の色とは異なる色の光源を発光させる期間と前記モノクロの画像を表示させる期間を所定の周期で繰り返すことにより、前記液晶パネルに表示されるモノクロの画像の色とは異なる色の光源を発光させる期間に補助情報が前記液晶パネルに表示されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
障害物を検知するためのセンサーをさらに備え、
前記補助情報として、前記センサーによって検知された障害物の存在を示す警告情報が前記液晶パネルに表示されるように構成されている、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記障害物の存在を示す警告は、前記センサーによって検知された障害物を囲む枠として表示されるように構成されている、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記光源を発光させる期間は、前記モノクロ画像表示期間よりも短い、請求項５〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
障害物の存在を検知するためのセンサーをさらに備え、
前記装置周辺の明るさに関わらず、前記センサーによって障害物の存在を検知した際に、前記フィールドシーケンシャル駆動から前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動に切り替えられるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記複数の光源は、赤色、緑色および青色の光源のうちの少なくとも２つ以上の光源からなる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記フィールドシーケンシャル駆動が用いられる際には、前記液晶パネルには、自動車のナビゲーション情報が複数の色によって表示され、
前記液晶パネルにモノクロの画像を表示させる駆動が用いられる際には、前記液晶パネルには、自動車周囲の特定方向の画像が表示されるように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶パネルの前記光源と反対側に設けられる鏡部をさらに備え、
前記液晶パネルを透過し、前記鏡部に反射された前記光源の出射光を出力するように構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１９７９３１（Ｐ２０１０−１９７９３１Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４５３７９（Ｐ２００９−４５３７９）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]