JP4165438B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示器の前面に、例えばスモークレンズ等の光透過率調整パネルを備え、表示の開始時や終了時の表示の見栄え等を良くする液晶表示装置に関する。

従来、液晶表示器と、この液晶表示器に背面から光を入射させるバックライトを備えた液晶表示装置において、表示の開始時には、バックライトの光出力の調光レベルを徐々に高くし、表示の終了時には、光出力の調光レベルを徐々に低くすることで、表示部の演出効果を高める技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−７４０４９号公報

しかしながら、液晶表示器は、自然発光素子でなく透過素子であるため、表示オフ時においてバックライトが点灯している場合には、光の漏れにより表示部の演出効果や見栄えに影響が生じる恐れがある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、表示オフ時の表示部の見栄えと共に、表示の開始時や終了時の表示部の見栄え等を良くすることが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項３に記載の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明によれば、液晶表示器と、この液晶表示器に背面から光を入射させるバックライト手段と、液晶表示器の前面に設けた光透過率調整パネルと、液晶表示器およびバックライト手段の作動を制御する制御手段とを備え、液晶表示器の発光表示像が光透過率調整パネルを通して視認されることを特徴とする液晶表示装置であって、
制御手段は、表示の終了時には、バックライト手段の光出力の調光レベルを徐々に低くし、かつ調光レベルが所定レベル以下になると、液晶表示器の表示を終了させることを特徴とする。

それにより、表示オフ時で液晶表示器が作動していないときには、この液晶表示器と光透過率調整パネルとの組み合わせにより光の漏れを効果的に抑えることが可能になると共に、表示作動の終了時には、まずバックライト手段の光出力の調光レベルを徐々にオフレベルまで下げた後に、液晶表示器の表示を終了させているから、明瞭な表示像の状態のままその表示像が消えていくような演出効果が得られ、表示部の見栄えをよくすることが可能になる。

請求項２の発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は、表示の開始時には、前記液晶表示器の表示を開始させると共に、前記バックライト手段の光出力の調光レベルを徐々に高くすることを特徴とする。

それにより、表示オフ時で液晶表示器が作動していないときには、この液晶表示器と光透過率調整パネルとの組み合わせにより光の漏れを効果的に抑えることが可能になる。しかも、表示作動の開始時には、まず、液晶表示器を立ち上げて液晶デバイスを安定化させつつ、バックライト手段の光出力の調光レベルを徐々に高くしているから、バックライト手段を作動させた瞬間に液晶表示器の外形形状が強く浮き出ることはなくなり、表示としては暗いところから徐々に表示像が浮び上がってくるような演出効果が得られ、表示部の見栄えをよくすることが可能になる。

請求項３に記載の発明によれば、制御手段は、電源スイッチのオン投入信号を受けると、液晶表示器の表示作動を開始させる液晶表示制御手段と、前記オン投入信号を受けると、バックライト手段の光出力の調光レベルを徐々に高くするバックライト制御手段とを有することを特徴とし、請求項２と同様の効果が得られる。

本発明の一実施形態を図に基いて説明する。

本発明は、車両用に限らず他の用途の表示装置にも適用可能であるが、ここでは自動車用計器のオプテイトロンメータのように、電源オフ時に表示盤等の内容が見えないようにするため、表示部の内部造形を光透過率調整パネルであるスモークレンズにて意図的に分からなくしている液晶表示装置に適用した例について説明する。

図１は、本発明によるコンビネーションメータ１の正面図であり、図２は、図１中のＩ−Ｉ線断面図である。

図１、２において、コンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方のインスツルメントパネル内に配置され、各種車両情報を表示するものであり、例えば樹脂製のケース１０内に、検出情報（エンジン回転数、車速）に応じて回動する指針計器２０、３０、自動車内の各種警告情報を絵文字で表示する液晶表示器４０、光透過率調整パネルであるスモークレンズからなるフロントパネル５０、表示盤６０、プリント基板７０、および各機器２０、３０、４０等を制御する制御装置８０等を収納している。

指針計器２０、３０は、個別に発光制御可能な指針２１、３１、シャフト２３を介して指針２１を回動するムーブメント２２（但し、計器３０のムーブメントは図示してない）を備え、制御装置８０の制御信号により、指針２１、３１を個別に発光表示したり、この表示盤６０と一体に形成された指針計器２０、３０の文字盤２０ａ、３０ａやその外枠２０ｂ、３０ｂを個別に（独立して）発光表示できる構成にしてある。

それによって、イグニッションスイッチをオンした直後の表示の開始時には、最初に指針２１、３１のみを表示し、続いて外枠２０ｂ、３０ｂを追加表示し、その後文字盤２０ａ、３０ａを追加表示して、最後に表示盤６０全体を表示することができる。その際、スモークレンズからなるフロントパネル５０を設けているため、内部が何も見えない、例えばブラック系のパネル５０から、発光表示像として指針２１、３１や外枠２０ｂ、３０ｂや文字が順次浮かび上がるように表示される。制御装置８０とムーブメント２２はプリント基板７０に実装されている。

液晶表示器４０は、例えばＴＦＴタイプの液晶デバイスからなる液晶パネル４１が相当する。バックライト４２は、この液晶パネル４１（液晶表示器４０）に背面から光を入射させるものであり、例えば白色発光ダイオードとその白色光を液晶パネル４１の背面（裏面）に導く導光板から構成され、両者４１、４２が制御装置８０により制御される。もちろん、液晶パネル４１がカラー表示用であれば、バックライト４２の光出力に応じた調光レベルの各種色でカラー表示を行うことになる。

表示される各種警告情報は、例えば、ドア開放もしくは半ドア情報、変速機のオーバードライブ段のオンオフ情報、バッテリー充電状態、残存燃料不足状態、ヘッドランプ遠方照明状態、エンジンオイル量低下情報等であり、警告すべき状態にある項目をカラー表示したり、もしくは点滅表示、もしくは拡大表示する。

フロントパネル５０を構成するスモークレンズは、透過性材質、例えば薄板状のポリカーボネート樹脂等からなり、着色等により光透過率が所定値（例えば２０％）に設定されている。それにより、指針計器２０、３０や液晶表示器４０により発光表示された表示内容（発光表示像）は運転者により視認されるが、計器２０〜４０の本体やその周辺の構成物は運転者に視認されない。他方、計器２０〜４０が発光表示されないときは、いずれも運転者により視認されず、例えばブラック系などスモークレンズ５０により決まる着色状態となる。

次に、制御装置８０について、図３〜６に基いて説明する。

図３は、制御装置８０の概略構成を示すブロック図である。制御回路８１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むマイクロコンピュータから構成され、機能実現手段として指針制御手段８１１、液晶表示制御手段８１２、バックライト制御手段８１３を有する。また制御回路８１の制御信号を受けて各機器２０、３０、４１、４２を駆動する駆動回路８２、８４および映像回路８３を有する。

情報入力手段９０は、各機器２０、３０、４１、４２を制御するための情報（指針計器用情報、液晶表示用情報、パネル照度情報、等）を、自動車の各部位より入手して制御回路８１に提供する。また、制御装置８０にはイグニッションスイッチ１００を介さずに常時バッテリー電圧＋Ｂが供給されると共に、イグニッションスイッチ１００のオンオフ信号が入力される構成である。

ここで、制御回路８１の指針制御手段８１１は、情報入力手段９０より得たエンジン回転数情報と車速情報に基いて指針計器２０、３０の指針の回動位置を演算し、駆動回路８２を介してムーブメント２２を駆動させる。それに加えて、指針計器２０、３０の指針、および文字盤２０ａ、３０ａやその外枠２０ｂ、３０ｂをそれぞれ、予め定めた規則に従って発光表示させる。

液晶表示制御手段８１２は、情報入力手段９０より得た各種の液晶表示用情報に基づいて選択された表示項目情報を映像回路８３に提供する。この映像回路８３が液晶パネル４１の各液晶セルを駆動し、液晶表示制御手段８１２で選択された表示項目を示す絵文字を、予め定めた規則に従って液晶パネル４１に表示させる。

バックライト制御手段８１３は、イグニッションスイッチ１００のオンオフ情報およびメータパネル周辺の照度情報、等に基いて、バックライト４２のオンオフと、バックライト・オン時の光出力レベルの制御を行い、液晶パネル４１（液晶表示器４０）の表示輝度を調整（調光）する。

具体的には、バックライト制御手段８１３は、メータパネル周辺の照度に応じて定まる目標調光レベルに応じたデユーテイ比をもつ信号（ＰＷＭ信号）を出力し、駆動回路８４がバックライト４２の各発光ダイオードをそのデユーテイ比にてオンオフすることで、光出力を調光する。

（作動）
次に、制御装置８０の概略作動を、図４に基いて説明する。図４は、制御装置８０の概略制御内容を示すフローチャートである。

この制御装置８０は、常時バッテリー電圧＋Ｂが供給されているため、基本的には常時作動しており、自動車使用中は、指針制御手段８１１、液晶表示制御手段８１２、バックライト制御手段８１３を作動させる。しかし、イグニッションスイッチ１００のオフ状態では、作動内容は最小限に制限され、少なくとも指針計器２０、３０や液晶パネル４１（液晶表示器４０）を利用者が視認できないレベルとなるように、フロントパネル５０の光透過率が設定されている。

イグニッションスイッチ１００のオンによる自動車使用中は、図４に示す各ステップ２０１〜２０６を行う。まず、情報入力手段９０より各機器２０、３０、４１、４２を制御するための各種情報（指針計器用情報、液晶表示用情報、パネル照度情報、等）を読込むと（ステップ２０１）、指針制御手段８１１に相当する指針計器２１、３１の指針制御（ステップ２０２）およびその表示制御（ステップ２０３）を行う。続いて、液晶表示制御手段８１２に相当する液晶表示器４０の表示制御（ステップ２０４）を行うと共に、バックライト制御手段８１３に相当するバックライト４２の輝度制御を行う（ステップ２０５）。そして各ステップ２０２〜２０５で求めた制御値は、各駆動回路８２〜８４に出力される（ステップ２０６）。

次に、本発明の特徴部であるイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）１００のオン投入直後、およびオフ直後のステップ２０４および２０５の作動について、図５、６に基いて説明する。

図５は液晶表示およびバックライト発光制御部分のフローチャート、図６はそのタイミングチャートである。

まず、利用者が乗車し、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、イグニッションスイッチ１００がオフからオンになると（ステップ３０１）、液晶表示駆動を開始させる（ステップ３０２）。このとき、イグニッションスイッチ１００がオンした時点から経過時間が所定時間ｔ１(表示に滑らかさを感じる程度の時間、例えば、１〜２秒)以内にあるときは（ステップ３０３）、図６（ｃ）に示すように、イグニッションスイッチ１００がオンした時点から徐々にバックライト４２の光出力レベルを高くする、いわゆるバックライト輝度の漸増制御を行う（ステップ３０４）。その際、連続的でなく、破線に示すように階段状に（段階的に）光出力レベルを高くしてもよい。

他方、イグニッションスイッチ１００のオン時点から時間ｔ１を経過すると、バックライト４２の光出力レベルを、メータパネル周辺の照度情報、等に基いて定まる目標レベルに固定する、いわゆるバックライト輝度の定常制御を行う（ステップ３０５）。

次に、図６（ａ）、（ｃ）に示すように、イグニッションスイッチ１００がオンからオフになり（ステップ３０１）、しかもイグニッションスイッチ１００がオフした時点から経過時間が所定時間ｔ２(表示に滑らかさを感じる時間、例えば、１〜２秒)以内にあるときは（ステップ３０６）、イグニッションスイッチ１００がオフした時点から徐々にバックライト４２の光出力レベルを低くする、いわゆるバックライト輝度の漸減制御を行う（ステップ３０７）。その際、連続的でなく、破線に示すように階段状に（段階的に）光出力レベルを低くしてもよい。

他方、イグニッションスイッチ１００のオフ時点から時間ｔ２を経過すると、バックライト４２の作動を停止（オフ）し（ステップ３０８）、それに応じて図６（ｂ）に示すように、液晶表示器４０の表示作動を停止する（ステップ３０９）。その際、液晶表示器４０への電源供給を停止して節電を図るようにしてもよい。

なお、図５に示す実施形態では、図４のステップ２０３に示す指針計器２０、３０の表示制御は、液晶表示器４０やバックライト４２の各制御（ステップ２０４、２０５）とは独立して行われる構成である。従って、イグニッションスイッチ１００がオンした時点から順次、指針２１、３１のみ表示し、続いて外枠２０ｂ、３０ｂを追加表示し、その後文字盤２０ａ、３０ａを追加して、最後に表示盤６０全体を表示することになる。

上記したように本発明の表示装置では、スモークレンズからなるフロントパネル５０を設け、イグニッションスイッチ１００のオン投入による表示の開始時には、まず液晶表示器４０を立ち上げて液晶デバイスの作動を安定化させつつ、バックライト４２の光出力の調光レベルを徐々に目標レベルまで高くしているから、表示としては暗いところから徐々に映像が浮かび上がってくる演出効果が得られ、表示部の見栄えを良くすることができる。

特に、自動車のコンビネーションメータでは、液晶表示器４０が四角い形状をしているのに対して、指針計器２０、３０は円を基調としている形状が多いが、両者２０〜４０を組み合わせたコンビネーションメータのデザインの場合でも、本発明のように液晶表示器の四角い形状を視覚的に感じさせない演出をすることにより、利用者に対して見栄えを良くすることができる。

しかも、周囲環境として低温時などのように、イグニッションスイッチ１００のオン直後に液晶デバイスの作動が安定しないときでも、バックライト４２の光出力レベルを当初低くすることでその表示むらを見えなくすることができる。

また、イグニッションスイッチ１００のオンからオフによる表示の終了時には、バックライト４２の光出力の調光レベルを徐々にオフレベルまで下げ、オフした時点に連動させて、もしくは完全にオフした直後に、液晶表示器４０の表示作動を停止（オフ）させているから、クリヤな映像の状態のまま徐々にその映像が消えていく演出効果がえられ、表示部の見栄えを良くすることができる。特に、表示の終了時にも、液晶表示器の四角い形状を視覚的に感じさせない演出をすることができる。

（他の実施形態）
上記一実施形態では、図５、６に示すように、指針計器２０、３０の表示制御を、液晶表示器４０やバックライト４２の各制御と独立して行う構成としているが、本実施形態では両者を関連付けて表示制御することで、演出効果をさらに高めるようにした例である。

図７は、指針表示、液晶表示およびバックライト発光制御のタイミングチャートである。

上記一実施形態と異なる点は、イグニッションスイッチ１００のオンによる表示の開始時に、まず指針表示を先行させ、所定の経過時間ｔ０後に、文字盤２０ａ、３０ａの外枠２０ｂ、３０ｂを追加表示させる時点から、徐々にバックライト４２の光出力レベルを高くする、いわゆるバックライト輝度の漸増制御を行う点である。

この点、図７（ａ）〜（ｅ）に示すように、イグニッションスイッチ１００がオフからオンになる表示の開始時に、まず指針表示および液晶表示器４０の作動を開始させ、イグニッションスイッチ１００がオンした時点から経過時間ｔ０後に、文字盤２０ａ、３０ａの外枠２０ｂ、３０ｂを追加表示させると共に、同時点より徐々にバックライト４２の光出力レベルを高くする、いわゆるバックライト輝度の漸増制御を行う。

その後、外枠２０ｂ、３０ｂを追加表示させる時点から時間ｔ１を経過すると、バックライト４２の光出力レベルを、メータパネル周辺の照度情報、等に基いて定まる目標レベルに固定する、いわゆるバックライト輝度の定常制御を行う。他方、表示の終了時は図６に示す例と同じである。

上記したように本発明の表示装置では、スモークレンズからなるフロントパネル５０を設け、イグニッションスイッチ１００のオン投入による表示の開始時には、まず指針表示を先行させているから、表示としては、暗いところからまず指針計器２０、３０の指針２１、３１のみが表示され、続いて指針計器２０、３０には外枠２０ｂ、３０ｂが開始されると共に、液晶表示器４０には、暗いところから徐々に映像が浮かび上がってくるように見え、コンビネーションメータ１の表示盤６０全体に渡って演出効果が得られ、表示部の見栄えを良くすることができる。

また、上記実施形態において、バックライト輝度の漸増制御および漸減制御における増減割合を、メータパネル周辺の照度情報、等に基いて可変することで、表示部の見やすさや演出効果を高めるようにしてもよい。図７（ｆ）に示すタイミングチャートによると、日中など周辺照度が高いときは、メータパネルとパネル周辺とのコントラストが低く演出効果が薄まるため、漸増制御および漸減制御のための経過時間ｔ１１、ｔ２１をｔ１、ｔ２より短くし、早めに目標とする光出力レベルに到達させる。

他方、夜間など周辺照度が低いときは、メータパネルとパネル周辺とのコントラストが高く演出効果が高まるため、漸増制御および漸減制御のための経過時間ｔ１２、ｔ２２をｔ１、ｔ２より長くし、比較的ゆっくりと目標とする光出力レベルに到達させるようにしている。その際、バックライト４２の光出力レベルを、メータパネル周辺の照度情報、等に基いて定まる目標レベルに設定することで、発光表示像のコントラストを安定させ、見易くすることができる。

本発明の一実施形態におけるコンビネーションメータ１の正面図である。 図１中のＩ−Ｉ線断面図である。 制御装置８０の概略構成を示すブロック図である。 制御装置８０の概略制御内容を示すフローチャートである。 液晶表示およびバックライト発光制御部分のフローチャートである。 液晶表示およびバックライト発光制御のタイミングチャートである。 本発明の他の実施形態における指針表示、液晶表示およびバックライト発光制御のタイミングチャートである。

符号の説明

１ コンビネーションメータ
１０ ケース
２０、３０ 指針計器
２０ａ、３０ａ 文字盤
２０ｂ、３０ｂ 外枠
２１、３１ 指針
２２ ムーブメント
４０ 液晶表示器
４１ 液晶パネル
４２ バックライト（バックライト手段）
５０ フロントパネル（光透過率調整パネル）
６０ 表示盤
８０ 制御装置（制御手段）
８１ 制御回路
９０ 情報入力手段
１００ イグニッションスイッチ（電源スイッチ）
８１１ 指針制御手段
８１２ 液晶表示制御手段
８１３ バックライト制御手段

Claims (3)

1. 液晶表示器と、
   この液晶表示器に背面から光を入射させるバックライト手段と、
   前記液晶表示器の前面に設けた光透過率調整パネルと、
   前記液晶表示器および前記バックライト手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記液晶表示器の発光表示像が前記光透過率調整パネルを通して視認されることを特徴とする液晶表示装置であって、
   前記制御手段は、表示の終了時には、前記バックライト手段の光出力の調光レベルを徐々に低くし、かつ前記調光レベルが所定レベル以下になると、前記液晶表示器の表示を終了させることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記制御手段は、表示の開始時には、前記液晶表示器の表示を開始させると共に、前記バックライト手段の光出力の調光レベルを徐々に高くすることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記制御手段は、電源スイッチのオン投入信号を受けると、前記液晶表示器の表示作動を開始させる液晶表示制御手段と、前記オン投入信号を受けると、前記バックライト手段の光出力の調光レベルを徐々に高くするバックライト制御手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。

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