JP2005077946A - 液晶表示装置、及びその表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハードウェアを追加することなく、低温において良好な画質を保つことができる液晶表示装置、及びその表示方法を提供する。
【解決手段】 液晶モニタ１０の周囲の温度に応じて、１画面分の同一の表示データを液晶モニタ１０へ繰り返し出力する繰り返し回数を設定し、この設定された回数分繰り返して、同一の表示データを所定時間毎に記憶部３２から読み出して液晶パネル１０へ出力する。これにより、液晶パネル１０へ表示データを出力する周波数を変更するハードウェアを追加することなく、液晶モニタ１０における表示周波数を擬似的に低下させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置、及びその表示方法に関するものである。

従来、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、液晶パネルの周囲の温度に応じて映像信号とバックライトの切り替え周波数を変更する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている液晶表示装置によれば、例えば、温度検出手段の検出する温度が基準温度未満に低下した場合、Ｖ−ＲＡＭに書き込まれた１画面分（１フィールド）の映像信号を読み出す時間間隔を長く（言い換えれば、映像信号を読み出す周波数を低く）変更して、液晶パネルのＸ、Ｙ電極に印加する。また、これに同期して、バックライトを点灯させる時間間隔を変更する。これにより、低温時における液晶表示装置の画質を保っている。
特開２００２−３６５６１１号公報

上述した、従来の液晶表示装置では、検出した温度に応じて映像信号、及びバックライトの周波数自体を変更するハードウェアを追加する必要があった。

本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、ハードウェアを追加することなく、低温において良好な画質を保つことができる液晶表示装置、及びその表示方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の液晶表示装置は、液晶パネルを備える表示部と、表示部へ出力する表示データを記憶する記憶部と、表示部の周囲の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段によって検出される温度に応じて、１画面分の同一の表示データを表示部へ繰り返し出力する繰り返し回数を設定する繰り返し回数設定手段と、表示部へ出力する表示データを記憶部に格納するとともに、繰り返し回数設定手段によって設定された回数分繰り返して、同一の表示データを所定時間毎に記憶部から読み出して表示部へ出力する表示制御部とを備えることを特徴とする。

すなわち、例えば、液晶パネルの周囲の温度が基準温度未満（例えば、０℃未満）に低下した場合には、設定された回数分繰り返して、同一の表示データを記憶部から読み出して表示部に出力する。これにより、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、記憶部から表示データを読み出して表示部へ出力する周波数（以下、フィールド周波数と呼ぶ）を実際に変更することなく、擬似的に低下させることができる。その結果、フィールド周波数を変更するためのハードウェアを追加することなく、低温時においても良好な画質を保って表示することができる。

また、液晶パネルの温度特性は、例えば、製造メーカや液晶自体の特性等によって異なるのが一般的であるが、本発明は、ソフトウェア上の変更により実現可能であるため、表示部が変更されても、表示部の液晶パネルの温度特性に柔軟に対処することができる。

請求項２に記載の液晶表示装置では、記憶部は、記憶領域を複数の領域に分割し、表示制御部は、表示データを各記憶領域へ所定の順序に従って記憶させるとともに、表示データを各記憶領域から前記記憶させた順序に従って読み出すことを特徴とする。例えば、記憶部が２画面分の記憶領域に分割される場合には、表示データを２つの記憶領域に交互に格納し、また、表示データの読み出しも格納した順序に従って交互に行う。これにより、表示データの格納と読み出しを効率良く行うことができる。また、液晶パネルの周囲の温度が基準温度未満に低下した場合には、一方の記憶領域に記憶される同じ表示データの読み出しを２回繰り返して表示部へ出力し、その後、他方の記憶領域に記憶される同じ表示データの読み出しを２回繰り返して表示部へ出力する。そして、これを繰り返すことによって、フィールド周波数を擬似的に低下させることができる。

請求項３に記載の液晶表示装置では、繰り返し回数設定手段は、表示部へ表示する表示内容に応じて繰り返し回数の設定を変更することを特徴とする。例えば、本発明の液晶表示装置がナビゲーション装置の地図表示に用いられるような場合、一般に、表示内容が急激に変化するものではないため、低温時におけるフィールド周波数の変更を行う必要性が低い。しかしながら、カメラ等の撮像手段によって撮像された映像を表示する場合には、表示内容が著しく変化するため、低温時におけるフィールド周波数の変更が必要となる。従って、表示部へ表示する表示内容に応じて繰り返し回数の設定を変更することで、表示内容に適したフィールド周波数とすることができる。

請求項４〜請求項６における液晶表示装置の表示方法の作用効果は、請求項１〜請求項３に記載の液晶表示装置における作用効果と同様であるため、その説明を省略する。

以下、本発明の実施の形態における液晶表示装置、及びその表示方法に関して、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係わる液晶表示装置１００の構成を示したブロック図である。同図に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００は、液晶モニタ１０、液晶モニタ１０の周囲の温度を検出するサーミスタ等によって構成される温度センサ２０、及び制御回路３０から構成される。

制御回路３０は、制御部３１、及び記憶部３２によって構成される。制御部３１は、外部からの映像信号（以下、表示データ）を取得して、記憶部３２に記憶するとともに、１画面分（１フィールド）の表示データを所定時間毎に読み出して液晶モニタ１０へ出力する。

記憶部３２は、図２に示すように、２画面分の記憶エリア（エリアＡ、エリアＢ）に分割され、外部から取得した表示データがエリアＡ、Ｂへ交互に格納される。なお、各エリアともに、先頭アドレスから末尾アドレスに向かって順に格納される。また、制御部３１からの要請に応じて、１フィールドの表示データをエリアＡ、Ｂから格納した順に従って交互に読み出される。これにより、表示データの格納と読み出しが効率良く行われる。

制御部３１は、この記憶部３２から読み出した表示データを所定時間毎に液晶モニタ１０へ出力し、この表示データに応じた動画像が液晶モニタ１０に表示される。

液晶モニタ１０は、いずれも図示しない、非発光型ディスプレイであるＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）、バックライト、導光板等によって構成される。ＴＦＴ−ＬＣＤは、透明電極と配向膜を形成した２枚のガラス基板のすき間に糸状液晶分子を一方向に配列（配向）したＬＣＤパネルと、その配列を電界の印加で変化させるスイッチ手段としてのＴＦＴによって構成される。

ここで、ＬＣＤパネルの動作原理について、図を用いて説明する。図６に、ＴＦＴ等の能動素子ＳＷを用いたＬＣＤパネルの１画素分の等価回路を示す。ＬＣＤパネルでは、同図に示す能動素子ＳＷが閉じられると、所定量の電荷がコンデンサ４０に蓄積され、この蓄積された電荷の量（すなわち、電圧の大きさ）に応じて、液晶５０が導光板（図示せず）によって導かれたバックライト光６０を透過する量（画素の透過率）が制御される。この透過率の制御により、階調表示が行われる。また、所定の電荷量を蓄積した後は、能動素子ＳＷを開け、この電圧を次回のフィールドまで保持する。

このように、液晶は、バックライト光６０を透過させるシャッターとしての役割を果すものであり、フィールドシーケンス方式の液晶表示装置の場合には、フィールド周波数毎にシャッターの状態が変化する。そして、周知のごとく、液晶は、常温においては十分な動画像表示性能を有するが、例えば、０℃未満の低温では、液晶の応答性が悪くなり、「尾を引く」画像を表示するようになる。

図３（ａ）は、ノーマリホワイト（電界を印加しないときに白表示となる性質）を持つＴＮ液晶におけるフィールド毎のシャッターの状態変化を示した図である。同図（ａ）の実線は、常温におけるシャッターの状態遷移を示すもので、各フィールドの初期段階で目標とするシャッター状態とすることができる。一方、低温時では、点線で示す状態遷移のように、フィールド時間内で目標とするシャッター状態とすることができない。そのため、例えば、フィールド２の初期において、シャッター閉（黒）としたいところを、応答性が悪いために、それが適さず、その結果、シャッターは完全に閉じることができずにバックライト光を漏らしてしまう。これが、「尾を引く」原因となる。

このような、低温時における問題に対し、特開２００２−３６５６１１号公報に開示されている液晶表示装置では、図３（ｂ）に示すように、低温時において、１フィールドの時間を長くする（言い換えれば、フィールド周波数を低くする）ことで、１フィールドの時間内に目標とするシャッター状態とする。

しかしながら、図６に示したように、能動素子ＳＷが開放された後は、コンデンサ４０から電荷が漏れはじめるため、所定の電圧が保てなくなると、階調表示に影響を及ぼすことになる。従って、フィールド周波数を直接変更する従来の方法では、この所定の電圧を保持することのできる時間以上に１フィールドの時間を長くすることができない。また、検出した温度に応じてフィールド周波数を変更するハードウェアを追加する必要があるため、コストを低減することができない。

そこで、本実施形態における液晶表示装置１００は、温度センサ２０の検出する温度に応じて、１画面分の同一の表示データを液晶モニタ１０へ繰り返し出力する。以下、本実施形態の特徴部分に係わる表示制御処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。

図４に示すステップＳ１０では、液晶モニタ１０周囲の温度を検出し、ステップＳ２０では、この検出した温度の基づいて液晶モニタ１０へ繰り返し出力する繰り返し回数を演算する。この繰り返し回数の演算については、例えば、図５に示すように、温度変化と液晶のシャッターとしての応答時間との対応関係を実験等によって予め把握しておき、この対応関係から、フィールド周波数を擬似的に変更するための繰り返し回数を求める。

そして、ステップＳ３０では、ステップＳ２０にて求まった繰り返し回数で記憶部３２から表示データを繰り返し読み出して液晶モニタ１０へ出力する。例えば、通常のフィールド周波数が６０Ｈｚであり、繰り返し回数が１回と求まる場合には、記憶部３２から１秒間に６０画面分の表示データが読み出され、液晶モニタ１０へ出力される。このとき、記憶部３２から表示データがエリアＡ→エリアＢ→エリアＡというように、表示データが各エリアから交互に読み出され出力される。

一方、繰り返し回数が２回と求まった場合には、記憶部３２から表示データがエリアＡ→エリアＡ→エリアＢ→エリアＢ→エリアＡというように、同一の表示データが２回繰り返して読み出され、液晶モニタ１０へ出力される。このように、２回繰り返して同一の表示データを液晶モニタ１０へ出力することにより、図３（ｃ）に示すように、１フィールドの時間を変更することなく、擬似的にフィールド周波数を変更することができる。

このように、本実施形態における液晶表示装置は、温度センサ２０の検出する温度に応じて、１画面分の同一の表示データを液晶モニタ１０へ繰り返し出力する。これにより、フィールド周波数を変更することなく擬似的に低下させることができる。その結果、フィールド周波数を変更するためのハードウェアを追加することなく、低温においても良好な画質を保って表示することができる。また、フィールド周波数は常に一定であるため、コンデンサにおける電荷の保持時間を考慮する必要がなくなる。

また、液晶モニタ１０の温度特性は、例えば、製造メーカや液晶自体の特性等によって異なるのが一般的であるが、本発明は、ソフトウェア上の変更により実現可能であるため、使用する液晶モニタ１０が変更されても、液晶モニタ１０の温度特性に柔軟に対処することができる。

（変形例１）
本実施形態では、温度に応じてフィールド周波数を擬似的に変更するものであるが、さらに、液晶モニタ１０へ表示する表示内容に応じて繰り返し回数の設定を変更してもよい。例えば、本実施形態の液晶表示装置１００がナビゲーション装置の地図表示に用いられるような場合、一般に、液晶モニタ１０に表示される表示内容が急激に変化するものではないため、低温時におけるフィールド周波数の変更を行う必要性が低い。しかしながら、カメラ等の撮像手段によって撮像された映像を液晶モニタ１０に表示する場合には、表示内容が著しく変化するため、低温時におけるフィールド周波数の変更が必要となる。

以下、本変形例における表示制御処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。なお、同図中のステップＳ１０〜ステップＳ３０までの処理は、本実施形態において説明した図４に示すＳ１０〜ステップＳ３０と同様な処理であるため、その説明を省略する。図７のステップＳ４０では、表示データの入力元（表示データの出力先）となる装置の種類を検出する。

ステップＳ５０では、検出した装置がナビゲーション装置等のフィールド周波数の変更を行う必要性の低い装置であるか否かを判定する。ここで、否定判定される場合、表示データは、フィールド周波数の変更を行う必要性の高い装置が入力元であるとして、上述した処理を繰り返す。一方、肯定判定される場合には、ステップＳ６０へ処理を進める。

ステップＳ６０では、表示データは、ナビゲーション装置等のフィールド周波数の変更を行う必要性の低い装置が入力元であるため、ステップＳ３０にて設定した繰り返し回数を変更する。例えば、ナビゲーション装置の場合には、一般に、表示内容が急激に変化しないため、通常のフィールド周波数に戻すように変更したり、さらに、検出した温度を考慮して繰り返し回数の設定を変更したりする。そして、変更した繰り返し回数で記憶部３２から表示データを繰り返し読み出して液晶モニタ１０へ出力する。これにより、表示内容に適したフィールド周波数の設定を変更することができる。

（変形例２）
上述した変形例１では、表示データの入力元となる装置の種類を検出して、繰り返し回数を可変にするものであるが、例えば、表示データの表示内容（例えば、ナビゲーション画面、テレビ画面等のコンテンツ）自体を検出する手段を設け、この検出した表示内容に応じて繰り返し回数を可変にするものであってもよいし、液晶モニタ１０に表示される映像の動きの速さを検出する手段を備え、この検出した動きの速さに応じて繰り返し回数を可変にするものであってもよい。

本発明の実施形態に係わる、液晶表示装置１００の構成を示したブロック図である。 本発明の実施形態に係わる、２画面分の記憶エリア（エリアＡ、エリアＢ）を有する記憶部３２を示す図である。 （ａ）は、常温時と低温時とのシャッターの状態遷移の違いを示したイメージ図であり、（ｂ）は、低温時において、１フィールドの時間を長くした場合のシャッターの状態遷移を示したイメージ図であり、（ｃ）は、１フィールドの時間を変更することなく、繰り返し表示することで擬似的にフィールド周波数を変更した場合のシャッターの状態遷移を示したイメージ図である。 本発明の実施形態に係わる、表示制御処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係わる、温度変化と液晶のシャッターとしての応答時間との対応関係を示した図である。 本発明の実施形態に係わる、アクティブ液晶表示パネルの１画素分の等価回路を示す図である。 本発明の実施形態の変形例１に係わる、表示制御処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 液晶モニタ
２０ 温度センサ
３０ 制御回路
３１ 制御部
３２ 記憶部
１００ 液晶表示装置

Claims (6)

1. 液晶パネルを備える表示部と、
   前記表示部へ出力する表示データを記憶する記憶部と、
   前記表示部の周囲の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段によって検出される温度に応じて、１画面分の同一の表示データを前記表示部へ繰り返し出力する繰り返し回数を設定する繰り返し回数設定手段と、
   前記表示部へ出力する表示データを前記記憶部に格納するとともに、前記繰り返し回数設定手段によって設定された回数分繰り返して、前記同一の表示データを所定時間毎に前記記憶部から読み出して前記表示部へ出力する表示制御部とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記記憶部は、記憶領域を複数の領域に分割し、
   前記表示制御部は、前記表示データを各記憶領域へ所定の順序に従って記憶させるとともに、前記表示データを各記憶領域から前記記憶させた順序に従って読み出すことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記繰り返し回数設定手段は、前記表示部へ表示する表示内容に応じて前記繰り返し回数の設定を変更することを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
4. 液晶パネルを備える表示部に表示する表示データを記憶し、前記表示部の周囲の温度に応じて、１画面分の同一の表示データを前記表示部へ繰り返し出力する繰り返し回数を設定し、前記設定された回数分繰り返して、前記同一の表示データを所定時間毎に読み出して前記表示部へ出力することを特徴とする液晶表示装置の表示方法。
5. 前記表示データを複数に分割された記憶領域へ所定の順序に従って記憶させるとともに、前記表示データを前記各記憶領域から前記記憶させた順序に従って読み出して前記表示部へ出力することを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置の表示方法。
6. 前記表示部へ表示する表示内容に応じて前記繰り返し回数の設定を変更することを特徴とする請求項４又は５記載の液晶表示装置の表示方法。

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