JP2009008856A - 液晶表示玩具 - Google Patents

Abstract

【解決課題】液晶パネルを単調な白黒シルエット画像とし、複数の多色ＬＥＤを用いてバックライトを構成し、白黒液晶パネルの画面全面に亘ってバックライトの輝度を不均一にし、あるいは色むらのある発光制御を動的に許容することで、低コストで癒し効果のある表示の実現が可能な液晶表示玩具を提供する。
【解決手段】液晶表示玩具は、導光体２０の一面側に白黒液晶パネル２４を配置し、複数の多色ＬＥＤと複数の単色ＬＥＤを含むＬＥＤ群を備えた光源ユニット３８を導光体の上面と底面に設けた構成を備えている。光源制御回路は複数のＬＥＤの発光を制御し、画像制御回路は液晶画面の画像表示を制御して白黒液晶画面に黒色シルエット画像を表示する。光源制御回路は導光体に導入される光の点滅、揺らぎ、パターン、色彩、グラデーション等の変更を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は液晶表示玩具に関するものである。

近年、液晶表示装置が様々な玩具に使用されている。視覚的効果が高い品質の液晶表示装置を得るために、例えば、特開２０００−２０６４８７号公報には、液晶ディスプレイによる表示画面に、奥行き感のように次第に変化して行く視覚的効果を付加することを目的として、ユーザがモード切換えキーを操作して表示モードを『平面表示モード』から『立体表示モード』に切換えた場合、制御回路は、画面下側の蛍光ランプの輝度はそのまま維持して、駆動回路に出力する調光信号のデューティ比を駆動回路に出力している調光信号の１／３程度に低下させることにより画面上側の蛍光ランプの輝度を低下させ、バックライト装置が液晶ディスプレイに対して形成する面光源の輝度に所定の勾配を付与できるようにしたことが記載されている。同文献に記載の技術は、カーナビゲーション装置において、液晶表示によって与えられる表示情報を見やすくするために、立体表示モードにおいてバックライトの輝度に勾配をあたえる場合でも緩やかに単調に輝度が変化する構成となっている。

また、特開２００６−５８４８１号公報には、色むらや横筋を抑制した高輝度の表示を行うために、液晶パネルと多数個のＬＥＤを有する光源ユニットとの間に配置される光学シートブロックに設けられ、各ＬＥＤから出射された表示光の入射を制御する透明樹脂製の光拡散プレートを備え、光拡散プレートに、各ＬＥＤと対向してその外径よりも大型でかつ縦長形状の調光パターンを光反射性インクにより印刷して形成するバックライト装置及び透過型液晶表示装置が記載されている。

また、特開２００２−３４３１２２号公報には、有効表示領域にわたって均等な輝度が得られる照明パネルを提供することを目的として、導光板の端面にＬＥＤを配し、導光板の光出射面側に拡散板を設け、さらにはレンズシートを配置し、導光板の光出射面と対向する面には反射板を設け、そして、導光板の反射板に光吸収性のドットまたは拡散板に光隠蔽性のドットを配列するが、ＬＥＤ近傍から遠くなるにしたがって、徐々にドットの面積を小さくし、これにより、単位面積当たり光吸収率あるいは光隠蔽率が小さくなることが記載されている。
特開２０００−２０６４８７号公報 特開２００６−５８４８１号公報 特開２００２−３４３１２２号公報

既述の従来例では、液晶表示情報を見やすくするためにバックライトは単色であり、輝度を均一にする、あるいは輝度に勾配を与える場合は均一に変化することを狙いとしており、白黒液晶パネルで表示される白黒画像をシルエットとし、ＬＥＤを白黒液晶画面の広がりに亘って輝度や色を不均一に変化させることは記載されていない。本発明は、白黒液晶パネルで表示される白黒画像をシルエットとし、限られた個数のＬＥＤの輝度や発光色が白黒液晶画面の広がりに亘って不均一に変化する制御を行うことによって得られるバックライト表示を用いて、低コストでシルエット画像に対しいろいろな演出をあたえることで癒し効果のある表示画像を実現可能な液晶表示装置及び液晶表示玩具を提供することを目的とするものである。

本発明はこの目的を達成するために、略長方形の一面を有する透明材料薄板と、前記透明材料薄板の前記一面とは反対側の他の面に形成された反射層と、前記一面側に配置された白黒液晶パネルと、前記薄板の少なくとも一方の短辺側側面にＬＥＤからの光が前記透明材料薄板内に入射され前記一面からの光によって前記白黒液晶パネルを照らすように配置された複数の多色ＬＥＤと複数の単色ＬＥＤを含むＬＥＤ群と、前記複数のＬＥＤの発光を制御する第１制御手段と、前記液晶画面の画像表示を制御する第２制御手段と、を備え、前記第２制御手段は前記白黒液晶画面に黒色シルエット画像を表示する制御を行い、前記第１制御手段は、前記透明材料基板に導入される光の点滅、揺らぎ、パターン、色彩、グラデーション等の変更を制御することによって、前記液晶パネルに表示される前記黒色シルエット画像と連携する色彩演出を前記透明材料薄板からの光によって表示する制御を行うように構成されてなる液晶表示玩具であることを特徴とするものである。

さらに、本発明は、透明材料薄板と、前記薄板の少なくとも一側面に一列に並置して配置された複数のＬＥＤランプと、前記透明材料基板の一方の面側に配置された白黒液晶画面と、前記薄板の反対側の面側に形成された反射層と、前記複数のＬＥＤランプの発光を制御する第１制御手段と、前記液晶画面の画像表示を制御する第２制御手段と、を備え、前記複数のＬＥＤランプから前記透明材料基板内に入射した光が前記一方の面から前記液晶画面を照らすように構成されており、前記第２制御手段は前記白黒液晶画面に魚を表すシルエット画像を表示する制御を行い、前記第１制御手段は前記複数のＬＥＤランプから透明材料基板に導入される光の揺らぎ、パターン、色彩、グラデーション等の変更を制御し、光の揺らぎと上方から下方に向かって青色が濃くなるグラデーションによってシルエット画像として表示される魚と連携した海中を表す演出を前記複数のＬＥＤランプからの光の組み合わせによって表示するように構成されてなる液晶表示玩具であることを特徴とするものである。

以上説明したように本発明によれば、液晶パネルを単調な白黒シルエット画像とし、複数の多色ＬＥＤを用いてバックライトを構成し、白黒液晶パネルの画面全面に亘ってバックライトの輝度を不均一にし、あるいは色むらのある発光制御を動的に許容することで、低コストで癒し効果のある表示の実現が可能な液晶表示玩具を提供することができる。

次に本発明の実施形態について説明する。本発明に係わる液晶表示玩具１は、図１の全体斜視図に示すように、筐体１０の前面に、液晶表示装置１２が表示画面１２Ａを手前として略鉛直に立てられた状態で組み込まれた構成を備えている。

表示画面１２Ａは略長方形で、長手方向が上下方向になっている。図２の（１）は、液晶表示玩具の正面図であり、同（２）はその背面図である。図２の符号２は、表示画面１２Ａに表示される画像に対する効果音などを出力するスピーカを示している。

図３の（１）は平面図であり、同（２）は左側面図であり、同（３）は底面図である。右側面図は左側面図と同一である。図３（１）に示すように、筐体上面には上下左右の方向キー１４と決定キー１６が配列されている。これらキーは液晶表示玩具の制御回路に種々のコマンドを与えるためのものである。

図４は液晶表示装置１２の分解斜視図であり、透明プラスチック材料であるアクリル板から構成され、略長方形の薄板状である導光体２０と、導光体２０の背面に形成された反射層２２と、導光体２０の正面に配置されるモノクロの液晶パネル２４とを備えている。液晶パネル２４と導光体２０との間には、紙やプラスチックからなる非透明シート、好適には乳白色のシート２６が設けられている。なお、反射層２２は、金属を蒸着もしくは塗装し、または、金属板を貼付するなどして形成される。

前記導光体２０の液晶パネル２４側の正面は、微細な環状凹部が均一に形成された凹凸パターン２８になっている。後述のＬＥＤから発した光が導光体２０を進む過程で、凹凸パターン２８によって光の乱反射が助成され、乱反射した光が液晶パネル２４側にバックライトとして照射されることになる。この凹凸パターンは導光体２０の反射板２２側の背面に設けても良いし、導光体２０の正面と背面の両方に設けても良い。

既述の乳白色シート２６は、液晶パネル２４の背面、そして導光体２０の正面全体を覆うようなサイズを有し、導光体２０から液晶パネル２４に照射される光を拡散させる光拡散シートとして機能する。

導光体２０の上面３０及び底面３２のそれぞれ、すなわち、導光体２０の短辺側側面には、複数のＬＥＤからなるＬＥＤ群３１を備えた光源ユニット３８が固定されている。このＬＥＤ群３１は、青色ＬＥＤ（単色ＬＥＤ）３４とＲＧＢＬＥＤ（多色ＬＥＤ）３６が交互に配置された構成からなる。ＲＧＢＬＥＤ３６は、赤、緑、青の単色のＬＥＤを１つのパッケージとしたもので、各色の輝度を調節することで多色発光することができるようになっている。光源ユニット３８の青色ＬＥＤ３４とＲＧＢＬＥＤ３６は、図４に示す順番で交互に合計５個が支持プレート４０に固定されている。

導光体２０の上面側の光源ユニット３８の青色ＬＥＤ３４と底面側の光源ユニット３８の青色ＬＥＤ３４とは、導光体２０の長手方向に整合してそれぞれの光源ユニット３８に設けられている。ＲＧＢＬＥＤ３６についても同様である。

図５にも示すように、前記導光体２０の上面及び底面には、光源ユニット３８のＬＥＤ３４，３６を収容する凹部５０が設けられている。光源ユニット３８と導光体２０とを組み合わせる際は、各ＬＥＤ３４，３６を凹部５０に嵌入し、支持プレート４０を導光体２０の端面に光学接着材などを利用して固定する。したがって、各ＬＥＤ３４，３６から放射された光は導光体２０内を進み導光体２０の正面から液晶パネル２４に放出され、また、導光体２０の背面の反射層２２によって反射して導光体２０の正面から液晶パネル２２に放出される。

図６は、液晶表示玩具の制御回路のブロック図を示したものである。制御回路は光源制御回路６０と画像制御回路６２とからなり、光源制御回路６０は画像制御回路６２からの制御情報に基づいて、導光体２０の上面側光源ユニット６４と底面側光源ユニット６６の各青色ＬＥＤ３４とＲＧＢＬＥＤ３６の輝度、及び各ＲＧＢＬＥＤ３６の発光色を制御する。

画像制御回路６０には、上下左右の方向キー１４と決定キー１６の操作信号、液晶表示玩具に内蔵する時計からの時刻データ７２など様々の信号が入力される。画像制御回路６２は、メモリ６８と、演算部７０とを備えている。メモリ６８には画像制御プログラムと画像データが記憶されている。演算部７０は、入力データと画像制御プログラムと画像データとに基づいて、画像制御処理を実行し、液晶パネル２４に黒色シルエットからなる画像を生成する。

光源制御回路６２は内蔵するメモリに記憶された光源制御プログラムに基づいて、前記画像制御回路６０の演算部７０から得た画像処理信号に基づいて、光源ユニット３８の各ＬＥＤ３４，３６を制御する。この結果、表示画面１２Ａには、彩色された背景に白黒の画像が重畳された画像が形成される。

画像処理回路６０のメモリ６８に記憶されている画像はテーマ性を持って構成されており、例えば、海の画像である。図７は深度の浅い海中の画像であり、図８は深度の深い海中の画像であり、図９は海上の画像である。海中の画像におけるバックライトの色は青が主であるために、光源ユニット３８のＬＥＤ群３１は、図４において説明したように、一部のＬＥＤをＲＧＢＬＥＤ３６ではなく青色ＬＥＤ３４にしている。

青色ＬＥＤ３４を利用することにより、光源ユニットの全ＬＥＤをＲＧＢＬＥＤ３６にする場合に比較して、光源ユニット３８の製造コストを抑えながら、海のような環境を正確に再現することができる。

図１０は画像制御回路６０において、入力データと画像制御プログラムと画像データとに基づいて実行される処理を説明するための図である。マップ１００は、表示画面１２Ａに表示される画像の内容を平面状に並べたものである。即ち、表示画面１２Ａに表示される画像は、一続きの空間の一部を表現したものであり、演算部７０は画像処理において、表示画面１２Ａに表示される画像の表示領域がマップ１００のいずれの位置におけるものとするかを決定する処理を行っている。

図１０のように、マップ１００は、海面上の画像（Ａ）と、海中の画像（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）とから構成されている。画像（Ａ）は表示画面１２Ａの１画面分であり、画像（Ｂ）〜（Ｇ）は幅が１画面分であるが、高さが１画面の４分の３程度に小さくなっている。即ち、画像（Ｂ）〜（Ｇ）を表示する際には上または下に隣接する部分も必ず表示されることになるので、一続きの空間を表現していることを強調することができる。また、画像（Ｂ）〜（Ｄ）は深度の浅い海中、画像（Ｅ）〜（Ｇ）は深度の深い海中として区分されている。画像制御回路６０は、このマップ１００のいずれかの位置における海中の様子、即ち、遊泳する魚や、海底の地形などを、液晶パネル２４にシルエットとして生成する。

図１０に示された矩形領域１２Ｂは、筐体１０の表示部１２の表示画面１２Ａにおいて表示される範囲であり、演算部７０はこの表示領域１２Ｂで囲まれたマップ１００上の画像データを決定し、これを表示画面１２Ａに表示する。ユーザが方向キー１４を操作すると、或いはプログラムからの制御信号があると、表示領域１２Ｂがマップ１００を上下左右に連続的に移動するように、表示画面１２Ａの表示が変化する。

なお、ここで、マップとは、２次元或いは３次元によって構成される一続きの空間であり、演算部７０はこのマップに画像データを関連させ、表示領域１２Ｂの画像データに基づく画像を表示画面１２Ａに表示する。

画像処理回路６０の演算部７０は、マップ１００上の表示領域１２Ｂの位置を決定し、そして時刻データを入手して、表示画面１２Ａに表示する画像とバックライトの色とを決定する。バックライトの色は、例えば、日中の時刻であれば、画像（Ｂ）乃至（Ｄ）を表示する際には明るい青緑〜青色、画像（Ｅ）乃至（Ｇ）を表示する際には暗い青色とされる。このように、時刻の変化に応じて各ＬＥＤ３４，３６の輝度及び発光色を変化させることによって、夜の暗さや、朝焼けの赤みなどを表現することができる。

そこで、光源制御回路６２は、表示領域１２Ｂのマップ１００上での位置に基づいて、導光体２０の上面側の光源ユニット３８及び底面側の光源ユニット３８のそれぞれで、ＲＧＢＬＥＤ３６を適宜の色で発光させ、この発光色を青色ＬＥＤ３６からの発光色に合成することにより、海底付近の表示には暗い青の背景を与え、海面付近の表示には明るい青緑色の背景を与え、海底と海面との中間付近の表示には、上面側光源ユニット６４からの発光色と底面側光源ユニット６６の発光色とが合成されてやや明るい青の背景を与えるなど、表示画面１２Ａの上下方向に輝度や色を不均一に変化させることができる。

このように、光源制御回路６２は導光体２０に導入される光の点滅、揺らぎ、パターン、色彩、グラデーション等の変更を制御することによって、液晶パネル２４に表示される白黒のシルエット画像と連携する色彩演出を導光体２０からの光によって低コストで癒し効果のある表示を実現することができる。

すなわち、光制御回路６２は光の揺らぎと上方から下方に向かって青色が濃くなるグラデーションを表現するなどして、シルエット画像として表示される魚と連携する、海中を表す色彩演出を液晶パネル２４に実現することができる。

次いで、演算部７０は上下方向キー１４が操作された場合には、マップ１００上のいずれの位置における画像を表示するかを再計算し、光源制御回路６２は再計算後の位置に基づいて上面側光源ユニット６４及び底面側光源ユニットの各ＬＥＤ３４，３６を制御する。

したがって、上下の方向キー１４が操作されると、表示画面１２Ａが海面側又は海底側の画像に徐々にスクロールし、かつその過程でバックライトの色のグラデーションが連続的に変化する様子が表示画面１２Ａに表示される。一方、左右の方向キー１４が操作された場合には、光源制御回路６２は各光源ユニット３８の各ＬＥＤ３４，３６の輝度や発光色を維持する。なお、方向キー１４やプログラムの制御信号に応じて表示画面１２Ａの表示が変化する態様は、上記のようなスクロールに限られず、例えば、マップ１００における所定の移動量ごとに切り替わるようにしても良い。

表示領域１２Ｂの上端がマップ１００の海面位置のいずれかに該当するときに上方向の方向キー１４が操作されると、表示画面１２Ａが演出画像(例えば画面全体に泡が発生する画像)に切り替わり、演出画像が終了する段階で海上の画像（Ａ）が表示画面１２Ａに表示される。反面、表示画面１２Ａに海上の画像（Ａ）が表示されているときに、下方の方向キー１４が操作される場合には、徐々に海中の画像（Ｃ）に沈む画像が表示される。

以上説明した実施形態では、光源ユニットを導光体の上面と底面の両方に設けたが、どちらか一方でも良い。また、光源ユニットを導光体の右側面と左側面の少なくとも一方に設けるようにしても良い。また、多色ＬＥＤを含む光源ユニットと、単色ＬＥＤの身からなる光源ユニットを適宜配置しても良い。例えば、導光体の底面にある光源ユニットを全て単色のＬＥＤから構成しても良い。また、液晶パネルに代えて、ＥＬ表示パネルなど他の方式の表示デバイスであってもよい。

液晶表示玩具の一例を示す斜視図である。 （１）は液晶表示玩具の正面図であり、（２）はその背面図である。 （１）は液晶表示玩具の平面図であり、（２）はその左側面図であり、（３）は底面図 である。 液晶表示玩具の表示部の分解斜視図である。 液晶表示玩具の表示部の断面図である。 液晶表示玩具の制御回路のブロック図である。 深度の浅い海中を表す表示画像の一例である。 深度の深い海中を表す表示画像の一例である。 海上を表す表示画像の一例である。 表示画面に表示される画像の内容を示す説明図である。

符号の説明

１ 液晶表示玩具、１０ 液晶表示玩具の筐体、１２ 表示部、２０ 導光体、２２ 反射層、２４ 液晶パネル、２６ 光拡散シート、３４ 青色ＬＥＤ、３６ ＲＧＢＬＥＤ、３８ 光源ユニット

Claims (10)

1. 略長方形の一面を有する透明材料薄板と、前記透明材料薄板の前記一面とは反対側の他の面に形成された反射層と、前記一面側に配置された白黒液晶パネルと、前記薄板の少なくとも一方の短辺側側面にＬＥＤからの光が前記透明材料薄板内に入射され前記一面からの光によって前記白黒液晶パネルを照らすように配置された複数の多色ＬＥＤと複数の単色ＬＥＤを含むＬＥＤ群と、前記複数のＬＥＤの発光を制御する第１制御手段と、前記液晶画面の画像表示を制御する第２制御手段と、を備え、前記第２制御手段は前記白黒液晶画面に黒色シルエット画像を表示する制御を行い、前記第１制御手段は、前記透明材料基板に導入される光の点滅、揺らぎ、パターン、色彩、グラデーション等の変更を制御することによって、前記液晶パネルに表示される前記黒色シルエット画像と連携する色彩演出を前記透明材料薄板からの光によって表示する制御を行うように構成されてなる液晶表示玩具。
2. 前記一面あるいは前記他の面の少なくともいずれかの面に前記ＬＥＤからの入射光の乱反射を助成する微細な凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示玩具。
3. 前記ＬＥＤ群が、互いに対向するように、前記薄板の両方の短辺側側面にそれぞれ配置されてなる請求項１または２記載の液晶表示玩具。
4. 前記薄板は透明プラスチック材料よりなり、前記短辺側側面にはＬＥＤの発光側外形に対応する窪みが形成されており、前記ＬＥＤが前記窪み内に嵌合されるように前記ＬＥＤ群が前記プラスチック薄板の前記側面に装着されてなる請求項１乃至３のいずれか記載の液晶表示玩具。
5. 前記一面と前記液晶パネルの間に挟みこまれた光拡散シートをさらに備えてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の液晶表示玩具。
6. 前記光拡散シートは乳白色のシートである請求項５記載の液晶表示玩具。
7. 前記ＲＧＢＬＥＤと前記単色ＬＥＤは交互に並置して配置されている請求項１乃至６のいずれか記載の液晶表示玩具。
8. 前記単色ＬＥＤは青色ＬＥＤである請求項１乃至７のいずれか記載の液晶表示玩具。
9. 前記白黒液晶パネルに表示される画像は一続きの空間の一部を表現したものであり、前記液晶表示パネルに表示される画像の表示領域を前記空間のいずれの位置におけるものとするかを決定する手段と、前記表示領域を前記空間において移動させる方向を指示する手段と、を備え、前記第１制御手段は、前記空間における前記表示領域の位置に基づいて前記ＬＥＤ群からの発光を制御することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項記載の液晶表示玩具。
10. 透明材料薄板と、前記薄板の少なくとも一側面に一列に並置して配置された複数のＬＥＤランプと、前記透明材料基板の一方の面側に配置された白黒液晶画面と、前記薄板の反対側の面側に形成された反射層と、前記複数のＬＥＤランプの発光を制御する第１制御手段と、前記液晶画面の画像表示を制御する第２制御手段と、を備え、前記複数のＬＥＤランプから前記透明材料基板内に入射した光が前記一方の面から前記液晶画面を照らすように構成されており、
    前記第２制御手段は前記白黒液晶画面に魚を表すシルエット画像を表示する制御を行い、前記第１制御手段は前記複数のＬＥＤランプから透明材料基板に導入される光の揺らぎ、パターン、色彩、グラデーション等の変更を制御し、光の揺らぎと上方から下方に向かって青色が濃くなるグラデーションによってシルエット画像として表示される魚と連携した海中を表す演出を前記複数のＬＥＤランプからの光の組み合わせによって表示するように構成されてなる液晶表示玩具。