JP2017016071A

JP2017016071A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2017016071A
Application number: JP2015135754A
Authority: JP
Inventors: 広樹岡田; Hiroki Okada
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2017-01-19

Abstract

【課題】画面の輝度変化を抑えて画面表示の表示品質が低下することを防止することができる画像表示装置を提供すること。
【解決手段】画像表示装置１００は、表示パネル１１４と、表示パネル１１４を背面から照明するバックライト１１６と、外部に対する出力対象となる通信データを作成する通信データ作成部１２０と、バックライト１１６の輝度をＰＷＭ制御によって調整するためのＰＷＭ信号であって、通信データ作成部１２０によって作成された通信データが重畳されたＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部１２２と、ＰＷＭ信号生成部１２２によって生成されたＰＷＭ信号に基づいてバックライト１１６を駆動するバックライトドライバ１２６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックライトを用いて輝度調整が行われる画像表示装置に関する。

従来から、画像表示器に入力される信号の異常または画像表示器の作動の異常を検出したときに、画像表示器に含まれるバックライトの輝度を変化させることにより、文字等の複雑な画像の描画機能を有していない場合であっても画面表示を利用して異常の通知を行うことができる構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、この画像表示器の表示画面全体が異常の種類に応じた態様で点滅することにより、ユーザは、異常の発生および異常の内容を知ることができる。

特開２０１１−１５０１３５号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された画像表示器では、バックライトの輝度を変化させることにより、異常の有無やその内容をユーザに通知しているため、異常通知と並行して通常の画面表示を行う場合には、輝度が大きく変化することにより通常の画面表示の表示品質（視認性）が低下するという問題があった。また、特許文献１に開示された画像表示器は、異常発生を輝度変化によりユーザに伝えるためのものであるため、異常が発生していない画像表示器の内部動作等をデバッグしてその結果をユーザに伝えたり、表示内容とは別の情報をユーザに伝える用途に使うことができないという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、内部状態等を外部に伝える際に、画面の輝度変化を抑えて画面表示の表示品質が低下することを防止することができる画像表示装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、異常発生の有無に関係なく画像表示器の内部動作等をデバッグしてその結果をユーザに伝えたり、表示内容とは別の情報をユーザに伝える用途に使うことができる画像表示装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、表示パネルと、表示パネルを背面から照明するバックライトと、外部に対する出力対象となる通信データを作成する通信データ作成手段と、バックライトの輝度をＰＷＭ制御によって調整するためのＰＷＭ信号であって、通信データ作成手段によって作成された通信データが重畳されたＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、ＰＷＭ信号生成手段によって生成されたＰＷＭ信号に基づいてバックライトを駆動するバックライト駆動手段とを備えている。また、上述したＰＷＭ信号生成手段は、ＰＷＭ信号における点灯期間に対応して前記通信データを重畳することが望ましい。さらに、上述した表示パネルは、液晶表示パネルであることが望ましい。

表示パネルと組み合わされるバックライトの輝度をＰＷＭ制御によって設定するために用いられるＰＷＭ信号に通信データを重畳しているため、内部状態等を外部に伝える際に、視覚的に確認できる程度に画面の輝度が大きく変化することがなく、画面表示の表示品質が低下することを防止することができる。

また、上述したＰＷＭ信号に重畳された通信データによるデューティ変化分を調整して通信データが重畳される前のＰＷＭ信号と同じデューティに補正するデューティ補正手段をさらに備えることが望ましい。これにより、バックライトの輝度を一定に維持することが可能となる。

また、上述したＰＷＭ信号生成手段は、ＰＷＭ信号における点灯期間に対応して通信データを重畳し、デューティ補正手段は、ＰＷＭ信号において点灯期間に対応して重畳された通信データによるデューティ減少分だけ消灯期間が短くなるように補正を行うことが望ましい。これにより、通信データを重畳することによるバックライトの輝度低下分を補正して一定の輝度を確保することが可能となる。

また、上述した画像表示装置に含まれる各部の異常を検出する異常検出手段をさらに備え、通信データ作成手段は、異常検出手段によって検出された異常の有無、内容、異常発生箇所の少なくとも１つを含む通信データを作成することが望ましい。これにより、画像表示装置に含まれるいずれかの部位に異常が発生したときに、その時点における表示内容に影響を与えることなく、異常に関する情報を外部に伝えることが可能となる。

また、上述した画像表示装置に含まれる各部の動作をデバッグするデバッグ手段をさらに備え、通信データ作成手段は、デバッグ手段によるデバッグによって得られた情報を含む通信データを作成することが望ましい。これにより、画像表示装置に含まれるいずれかの部位をデバッグした結果を、その時点における表示内容に影響を与えることなく、外部に伝えることが可能となる。

また、車両に搭載されており、表示パネルには、車両の走行に関する情報が表示され、通信データ作成手段は、この走行に関する情報を含む通信データを作成することが望ましい。これにより、表示パネルが故障して表示が困難になった場合であっても、車両の走行に関する情報（例えば、速度情報）を外部に伝えることができ、その内容を運転者等の利用者が確認することが可能となる。

一実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。バックライトをＰＷＭ制御する際のＰＷＭ信号波形を示す図である。バックライトを用いた照明に重畳された通信データを画像表示装置の外部で読み取る通信データ読取装置の一例を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。図１に示す画像表示装置１００は、例えば、車両に搭載されたヘッドユニットに組み込まれるものであって、ヘッドユニット本体（図示せず）から出力される映像信号に基づく画像表示を行うとともに、タッチパネルによって検出される利用者の指先等の位置をヘッドユニット本体に出力する。

画像表示装置１００は、トランシーバ１１０、表示ドライバ１１２、表示パネル１１４、バックライト１１６、タッチパネル１１８、通信データ作成部１２０、ＰＷＭ信号生成部１２２、デューティ補正部１２４、バックライトドライバ１２６、異常検出部１３０、デバッグ処理部１３２、電源回路１４０、制御部１５０を含んで構成されている。

トランシーバ１１０は、映像入力端子を介してヘッドユニット本体から入力されるＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）形式の映像信号をＲＧＢ形式の映像信号に変換する。表示ドライバ１１２は、このＲＧＢ形式の映像信号に基づいて表示パネル１１４を駆動し、この映像信号によって示される画像を表示する。表示パネル１１４は、例えばカラー液晶パネルであって、背面から照明するバックライト１１６と対向させた状態で組み付けられる。バックライト１１６は、例えばＬＥＤによって形成されているが、それ以外の光源を用いるようにしてもよい。

また、タッチパネル１１８は、表示パネル１１４の表面に重ねて配置されており、利用者の指等が接触した画面上の位置を検出する。このタッチパネル１１８としては、例えば静電容量式のタッチパネルが用いられるが、その他の方式（抵抗膜方式等）のタッチパネルを用いるようにしてもよい。

通信データ作成部１２０は、画像表示装置１００の外部への出力対象となる通信データを作成する。この通信データの具体例については後述する。ＰＷＭ信号生成部１２２は、バックライト１１６の輝度をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御によって調整するためのＰＷＭ信号であって、通信データ作成部１２０によって作成された通信データが重畳されたＰＷＭ信号を生成する。

デューティ補正部１２４は、ＰＷＭ信号に重畳された通信データによるデューティ変化分を調整して、通信データが重畳される前のＰＷＭ信号と同じデューティに補正する。例えば、本実施形態では、ＰＷＭ信号における点灯期間（オン期間）に対応して通信データが重畳される場合を想定しており、デューティ補正部１２４は、ＰＷＭ信号において点灯期間に対応して重畳された通信データによるデューティ減少分だけ消灯期間が短くなるように補正を行う。上述したＰＷＭ信号生成部１２２では、このデューティ補正部１２４によって補正結果を加味したＰＷＭ信号が生成される。バックライトドライバ１２６は、ＰＷＭ信号生成部１２２によって生成されたＰＷＭ信号に基づいてＰＷＭ制御を行ってバックライト１１６を駆動する。

異常検出部１３０は、画像表示装置１００に含まれる各部の異常を検出する。上述した通信データ作成部１２０は、異常検出部１３０によって検出された異常の有無、異常の内容、異常発生箇所の少なくとも１つを含む通信データを作成する。

デバッグ処理部１３２は、画像表示装置１００に含まれる各部の動作をデバッグする。例えば、このデバッグ処理部１３２は、デバッグ対象となる構成（例えば制御部１５０）から入出力される信号を監視しており、この監視結果を示す情報を作成する。上述した通信データ作成部１２０は、デバッグ処理部１３２によるデバッグによって得られた情報を含む通信データを作成する。

電源回路１４０は、バッテリ端子ＢＡＴＴを介してバッテリ（図示せず）に接続されており、画像表示装置１００の各部に動作電力を供給する。

制御部１５０は、画像表示装置１００全体を制御する。この制御部１５０は、通信端子Ｃを介してヘッドユニット本体に接続されており、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルにしたがった通信によってヘッドユニット本体との間で各種データの送受信を行う。例えば、利用者が表示画面の明るさの変更をヘッドユニット本体の操作部（図示せず）を用いて指示したときに、その指示が通信端子Ｃを介して制御部１５０に送られる。制御部１５０は、この指示に応じたバックライト１１６の輝度となるように、ＰＷＭ信号のデューティを変更する。また、制御部１５０は、タッチパネル１１８を用いて利用者の指等の接触の有無を監視しており、指等が接触したときのその位置を検出し、この検出した位置を示す情報を通信端子Ｃを介してヘッドユニット本体に送信する。

上述した通信データ作成部１２０が通信データ作成手段に、ＰＷＭ信号生成部１２２がＰＷＭ信号生成手段に、バックライトドライバ１２６がバックライト駆動手段に、デューティ補正部１２４がデューティ補正手段に、異常検出部１３０が異常検出手段に、デバッグ処理部１３２がデバッグ手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の画像表示装置１００はこのような構成を有しており、次に、通常の画像表示動作と並行して、通信データを外部に伝える動作について説明する。

図２は、バックライト１１６をＰＷＭ制御する際のＰＷＭ信号波形を示す図である。図２において、「ＰＷＭ（通信データなし）」は、通信データ作成部１２０によって作成された通信データが点灯期間（オン期間）に重畳される前のＰＷＭ信号の波形を示している。例えば、１５０ＨｚのＰＷＭ信号を用いてバックライト１１６のＰＷＭ制御が行われるものとする。このＰＷＭ信号のデューティを変化させることにより、バックライト１１６の輝度調整が行われる。

「通信データ」は、通信データ作成部１２０によって作成される通信データの具体例を示している。例えば、９６００〜４Ｍｂｐｓ程度の通信速度を確保するものとすると、最小パルス幅が２０μｓ〜５０ｎｓ程度になり、ＰＷＭ信号の点灯期間に通信データの複数ビットを割り当てることが可能となる。なお、図２に示す例では、Ａ群に含まれる通信データとＢ群に含まれる通信データとが分かれて図示されているが、通信データ作成部１２０ではこれらＡ群とＢ群の一連の通信データが作成され、ＰＷＭ信号生成部１２２によってＰＷＭ信号の点灯期間に重畳する際に、この点灯期間の長さに応じて割り当て可能なデータ量が決定されて、Ａ群とＢ群に分けられる。

「ＰＷＭ（通信データあり）」は、「ＰＷＭ（通信データなし）」で示されたＰＷＭ信号に、「通信データ」で示されたＡ群およびＢ群のそれぞれの通信データが重畳された後のＰＷＭ信号の波形を示している。

「ＰＷＭ（補正後）」は、「ＰＷＭ信号（通信データあり）」で示されたＰＷＭ信号に対して、ＰＷＭ信号において点灯期間に対応して重畳された通信データによるデューティ減少分だけ消灯期間が短くなるように補正を行った後のＰＷＭ信号の波形を示している。

本実施形態では、図２の「ＰＷＭ（補正後）」で示されるＰＷＭ信号を用いてバックライト１１６をＰＷＭ制御することにより、バックライト１１６を用いた照明に通信データを重畳させることができる。

図３は、バックライト１１６を用いた照明に重畳された通信データを画像表示装置１００の外部で読み取る通信データ読取装置の一例を示す図である。図３に示す通信データ読取装置２００は、受光部２１０、通信データ抽出部２１２、データ内容判定部２１４、表示処理部２１６、表示装置２１８を備えている。

受光部２１０は、画像表示装置１００の表示パネル１１４を通して出力されるバックライト１１６の照明光を受光して検出する。この検出された光には、表示パネル１１４を通すことで付加されるＲＧＢ情報も含まれる。通信データ抽出部２１２は、受光部２１０によって検出された光に含まれる通信データを抽出する。図２を用いて示したように、抽出対象となる通信データは、ＰＷＭ信号の周波数よりも高い周波数を有しているため、例えば検出光の高域成分を分離することにより、通信データのみを抽出することが可能となる。データ内容判定部２１４は、通信データ抽出部２１２によって抽出された通信データの内容を判定する。上述したように、通信データには異常の有無、異常の内容、異常発生箇所やデバッグによって得られた情報（各部から入出力される信号）などが含まれており、データ内容判定部２１４は、これらを分離するとともにそれぞれによって示される異常の有無等を判定する。表示処理部２１６は、データ内容判定部２１４によって判定された内容を表示装置２１８に表示する。

ところで、上述した通信データ読取装置２００は、専用のハードウエアによって実現することもできるが、スマートホン等の携帯端末装置を用いて実現するようにしてもよい。例えば、携帯端末装置に備わったカメラを受光部２１０として用い、携帯端末装置に備わった表示装置に通信データの内容を表示するようにしてもよい。また、バックライト１１６の照射光が赤外線領域の成分を含む場合には、ＩｒＤＡ規格にしたがった受光部を有する端末装置を用いてＩｒＤＡ信号としての通信データを抽出するようにしてもよい。

このように、本実施形態の画像表示装置１００では、表示パネル１１４と組み合わされるバックライト１１６の輝度をＰＷＭ制御によって設定するために用いられるＰＷＭ信号に通信データを重畳しているため、内部状態等を画像表示装置１００の外部に伝える際に、画面の輝度が視認性に影響を与えるほど大きく変化することがなく、表示画面が輝度変化に伴ってちらつくこともなく、画面表示の表示品質が低下することを防止することができる。

また、ＰＷＭ信号における点灯期間に対応して通信データを重畳するとともに、ＰＷＭ信号において点灯期間に対応して重畳された通信データによるデューティ減少分だけ消灯期間が短くなるように補正を行うことにより、通信データを重畳することによるバックライト１２６の輝度低下分を補正して一定の輝度を確保することが可能となる。

また、画像表示装置１００に含まれる各部の異常を検出し、この検出された異常の有無、内容、異常発生箇所の少なくとも１つを含む通信データを作成することにより、画像表示装置１００に含まれるいずれかの部位に異常が発生したときに、その時点における表示内容に影響を与えることなく、異常に関する情報を外部に伝えることが可能となる。

また、デバッグによって得られた情報を含む通信データを作成することにより、画像表示装置１００に含まれるいずれかの部位をデバッグした結果を、その時点における表示内容に影響を与えることなく、外部に伝えることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、異常検出部１３０とデバッグ処理部１３２の両方を備え、異常発生とデバッグの両方に関する情報を含む通信データを作成したが、異常検出部１３０とデバッグ処理部１３２の一方を備え、異常発生とデバッグの一方に対応する情報を含む通信データを作成するようにしてもよい。

あるいは、その他の情報が含まれる通信データを作成するようにしてもよい。例えば、車両の走行に関する情報が表示パネル１１４に表示される場合に、通信データ作成部１２０は、この走行に関する情報を含む通信データを作成するようにしてもよい。運転席前方に取り付けられた画像表示装置１００によって、車両の走行に関する情報として車速、エンジン回転数、各種警告灯の点灯の有無が表示される場合に、これらの内容を示すデータが制御部１５０に入力される場合を考えると、このデータを含む通信データを作成することにより、表示パネル１１４が故障して車速等の表示ができなくなった場合であっても、車速やエンジン回転数などを通信データ読取装置２００の表示装置２１８に表示することができる。これにより、表示パネル１１４が故障して表示が困難になった場合であっても、速度等を運転者等が確認することが可能となる。なお、このようにして車両の走行に関する情報を通信データに含ませる場合に、上述した異常発生とデバッグの少なくとも一方の情報も併せて通信データに含ませるようにしてもよい（あるいは、含ませなくてもよい）。

また、上述した実施形態では、デューティ補正部１２４を用いて、ＰＷＭ信号に重畳された通信データによるデューティ変化分を調整して、通信データが重畳される前のＰＷＭ信号と同じデューティに補正するようにしたが、このデューティ補正部１２４による補正を行わないＰＷＭ信号（図２に示す「ＰＷＭ（通信データあり）」）を用いるようにしてもよい。この場合には、通信データの内容に応じて輝度が減少するが、同じ効果（画面表示の表示品質低下防止）を得ることができる。

また、上述した実施形態では、ＰＷＭ信号における点灯期間（オン期間）に対応して通信データが重畳される場合を考えたが、ＰＷＭ信号の点灯期間および消灯期間の全体に対応して通信データを重畳するようにしてもよい。この場合にも、デューティ補正部１２４によってＰＷＭ信号のデューティを補正することにより、バックライト１１６の輝度を一定に維持することが可能となる。

上述したように、本発明によれば、表示パネルと組み合わされるバックライトの輝度をＰＷＭ制御によって設定するために用いられるＰＷＭ信号に通信データを重畳しているため、内部状態等を外部に伝える際に、視覚的に確認できる程度に画面の輝度が大きく変化することがなく、画面表示の表示品質が低下することを防止することができる。

１００画像表示装置
１１０トランシーバ
１１２表示ドライバ
１１４表示パネル
１１６バックライト
１１８タッチパネル
１２０通信データ作成部
１２２ＰＷＭ信号生成部
１２４デューティ補正部
１２６バックライトドライバ
１３０異常検出部
１３２デバッグ処理部
１４０電源回路
１５０制御部

Claims

表示パネルと、
前記表示パネルを背面から照明するバックライトと、
外部に対する出力対象となる通信データを作成する通信データ作成手段と、
前記バックライトの輝度をＰＷＭ制御によって調整するためのＰＷＭ信号であって、前記通信データ作成手段によって作成された通信データが重畳されたＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、
前記ＰＷＭ信号生成手段によって生成されたＰＷＭ信号に基づいて前記バックライトを駆動するバックライト駆動手段と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
請求項１において、
前記ＰＷＭ信号に重畳された前記通信データによるデューティ変化分を調整して前記通信データが重畳される前の前記ＰＷＭ信号と同じデューティに補正するデューティ補正手段をさらに備えることを特徴とする画像表示装置。
請求項１または２において、
前記ＰＷＭ信号生成手段は、前記ＰＷＭ信号における点灯期間に対応して前記通信データを重畳することを特徴とする画像表示装置。
請求項２において、
前記ＰＷＭ信号生成手段は、前記ＰＷＭ信号における点灯期間に対応して前記通信データを重畳し、
前記デューティ補正手段は、前記ＰＷＭ信号において前記点灯期間に対応して重畳された前記通信データによるデューティ減少分だけ消灯期間が短くなるように補正を行うことを特徴とする画像表示装置。
請求項１〜４のいずれか一項において、
前記画像表示装置に含まれる各部の異常を検出する異常検出手段をさらに備え、
前記通信データ作成手段は、前記異常検出手段によって検出された異常の有無、内容、異常発生箇所の少なくとも１つを含む前記通信データを作成することを特徴とする画像表示装置。
請求項１〜５のいずれか一項において、
前記画像表示装置に含まれる各部の動作をデバッグするデバッグ手段をさらに備え、
前記通信データ作成手段は、前記デバッグ手段によるデバッグによって得られた情報を含む前記通信データを作成することを特徴とする画像表示装置。
請求項１〜６のいずれか一項において、
車両に搭載されており、
前記表示パネルには、車両の走行に関する情報が表示され、
前記通信データ作成手段は、この走行に関する情報を含む前記通信データを作成することを特徴とする画像表示装置。
請求項１〜７のいずれか一項において、
前記表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする画像表示装置。