JP2000284281A

JP2000284281A - 集光機構付液晶表示装置

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Publication number: JP2000284281A
Application number: JP11089246A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Marushita; 裕丸下; Makoto Shimizu; 真清水; Makoto Kitagawa; 誠北川; Yusuke Tsutsui; 雄介筒井; Takao Yoshimura; 岳雄吉村
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】集光機構付ＬＣＤにおいて、外光量が変化し
たときに視認性が悪化する事を防止する。【解決手段】受光素子１は外光を直接受光し、この出
力に応じて光源１１４を点灯消灯し、カバー１２１を開
閉する。受光素子２はＬＣＤの筐体１２０の内部にバッ
クライトの方を向いて設置されており、集光部１１５か
ら採り入れた外光と光源１１４が発する内部光を受光す
る。ＬＣＤパネル１００は受光素子２の出力に応じて輝
度やコントラスト比を自動的に変動させて視認性を向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集光機構を備えた
液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＣＤは、電圧制御により表示画像が作
成され、小型、薄型、低消費電力などの利点があり、Ｏ
Ａ機器、ＡＶ機器などの分野で実用化が進んでいる。図
１３はＬＣＤパネルの断面図である。第１のガラス基板
１０１上に各画素毎に画素電極１０２が形成され、これ
を覆って配向膜１０３が形成される。対向する第２のガ
ラス基板１０４上には複数の画素電極１０２に対向して
共通電極１０５が形成され、これを覆って配向膜１０６
が形成される。第１及び第２のガラス基板１０１、１０
４の間には、液晶１０７が封入されている。

【０００３】液晶１０７は電気光学的に異方性を有して
いるので、画素電極１０２と共通電極１０５の間に電圧
を印加して液晶に電界を形成すると、電界強度に従って
光の透過率が変化する。この性質を利用し、画素毎に異
なる電圧を印加してその透過率を変化させ、背後から照
光部、いわゆるバックライトによって照らすことで、所
望の輝度を呈した画素の集合体として表示画像が作成さ
れる。

【０００４】特に、携帯ＴＶ、ハンディビデオカメラ等
においてモニターとして用いられる場合には、屋外で使
用することが多く、豊富な外光を利用して表示画面の可
視化を図ることで総消費電力を大幅に低減した集光機構
付ＬＣＤが開発されている。

【０００５】図１４はこのような集光機構付ＬＣＤの側
断面図である。ＬＣＤパネル１００に隣接して導光板１
１１、拡散部１１２、反射部１１３、光源１１４、集光
部１１５を備える照光部１１０、いわゆるバックライト
１１０が設置されている。ＬＣＤパネル１００及びバッ
クライト１１０は筐体１２０に覆われており、ＬＣＤパ
ネル１００の表示領域と集光部１１５が筐体１２０から
露出している。

【０００６】ＬＣＤパネル１００は上述した断面構造を
有し、また、制御回路を有しており、映像信号が入力さ
れるとそれに応じて各画素電極毎に印加する電圧を制御
して液晶の透過率を変化させる。

【０００７】光源１１４は、背後にリフレクタ１１６を
配置したＬＥＤ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素
子、蛍光ランプ等である。導光板１１１はアクリル樹脂
やポリカーボネイト、ガラス等の透明材料が用いられ
る。拡散部１１２及び反射部１１３は、各々導光板１１
１の前面及び背面に設けられているが、導光板１１１に
拡散加工もしくは乱反射加工を施して一体化したもので
も良い。集光部１１５は、筐体１２０から露出した領域
から太陽光や室内の照明光のような外光をバックライト
１１０内に採り入れる。集光部１１５は、導光部１１１
に光学的に接続され、例えば導光板１１１と別体のレン
ズ、あるいは、導光板１１１と一体でレンズ加工された
ものが用いられる。

【０００８】光源１１４から発せられた内部光、あるい
は、集光部１１５より採り入れられた外光は、導光板１
１１に伝えられ、反射部１１３にて乱反射される。乱反
射された光は、拡散部１１２にて一部が拡散され、ＬＣ
Ｄパネル１００に照射される。残りは再び反射部１１３
の方に反射される。このように、内部光あるいは集光部
１１５より導光板１１１へ導入された外光は、拡散部１
１２と反射部１１３間を往復しながら減衰して、図面水
平方向に進んでいく。ＬＣＤパネル１００は、自身で発
光することができず、このように背後から照射される光
を透過し、その透過率を制御して画像を表示する。

【０００９】この構成では、晴れの日の屋外のような外
光が豊富な環境では、光源１１４を消灯して、集光部１
１５からの光のみによってＬＣＤパネル１００への照光
を行い、屋内のような外光が不十分な環境では、光源１
１４を点灯することで明るい表示画面を得るといった使
い方が可能となる。従って、消費電力の大きな光源１１
４の使用頻度が低下するので、総消費電力が低減され
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ＬＣＤパネル１００の
表示品位は、コントラスト比と表示輝度に大きく依存す
る。コントラスト比は、透過率が最大となったときと最
小となったときの透過率の比である。コントラスト比が
高いほど画面はくっきりと見える。表示輝度は、画面の
明るさであり、液晶の最大透過率とバックライトの照度
によって決定する。バックライトの照度は、外光を採り
入れているときは、外光の明るさによって変動する。

【００１１】液晶の透過率は画素電極１０２と共通電極
１０５とに印加される電位差によって制御されるが、従
来、ＬＣＤパネル１００へ供給される液晶駆動信号の電
圧印加範囲は、外光量が変化しても不変であった。

【００１２】また、外光量が少ない環境下では、光源１
１４を点灯することにより、表面輝度を補っていた。し
かし、例えばＬＣＤを晴れた日の屋外を基準として輝度
やコントラストを設定すると、光源１１４の照度は、外
光に比較すると低い。このため、ＬＣＤの十分な輝度を
得るには、光源１１４の光量を晴れた日の屋外の外光に
匹敵する程度に多くする必要があり、消費電力を十分に
低減することができなかった。逆に、光源１１４を点灯
し、外光を遮断した時を基準として輝度やコントラスト
比を設定すると、例えば晴れた日の屋外などでは外光量
が過剰となって、液晶の透過率を最低として黒を表示し
ようとしても光を遮断しきれず、また、白を表示すると
きは透過光が強くなりすぎ、視認性が低下するという問
題がある。

【００１３】そこで本発明は、外光を採り入れる集光機
構付ＬＣＤにおいて、外光量に応じて自動的にＬＣＤパ
ネルの表示特性を変化させて視認性を向上させる事を目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために成され、一対の基板の対向面に形成された
液晶駆動用の電極に電圧を所定電圧範囲で印加して液晶
の透過率を制御することにより表示を行う液晶表示パネ
ルと、液晶表示パネルに隣接して設置され、外光を採り
入れる集光部及び光を発する光源を備えた液晶表示パネ
ルに光を照射する照光部とを有する液晶表示装置におい
て、照光部が液晶表示パネルに照射する光の強度に応じ
て出力する受光部を有し、受光部の出力に応じて液晶表
示パネルの表示特性が変化する集光機構付液晶表示装置
である。

【００１５】受光部は液晶表示パネルの基板上に、照光
部の方を向いて形成されている。

【００１６】また、受光部の出力に応じて液晶表示パネ
ルの最低透過率もしくはコントラスト比を変動させる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は、本発明の第１の実
施形態にかかる集光機構付ＬＣＤの側断面図、図１
（ｂ）はその平面図である。従来のＬＣＤと同様、ＬＣ
Ｄパネル１００に隣接して導光板１１１、拡散部１１
２、反射部１１３、光源１１４、集光部１１５を備える
照光部１１０、いわゆるバックライト１１０が設置され
ている。ＬＣＤパネル１００及びバックライト１１０は
筐体１２０に覆われており、ＬＣＤパネル１００の表示
領域と集光部１１５が筐体１２０から露出している。カ
バー１２１は、開閉自在に設置され、閉じると集光部１
１５を覆うことができる。

【００１８】外見上従来のＬＣＤと異なるのは、筐体１
２０の集光部１１５と同じ側面に受光素子１が設けられ
ている点である。受光素子１は、筐体１２０より外部に
露出し、外光の光量に応じた出力を行う。図２は本実施
形態で用いたフォトダイオードよりなる受光素子１の外
光量に対する出力電圧の変化を示す。フォトダイオード
の特性は、外光が２００ルクスを越えるあたりからと出
力電圧が増加し始め、１０キロルクス前後でのグラフの
傾きである電圧変化率が最大となり、１００キロルクス
程度まで電圧が上昇し続ける。受光素子１としては他
に、フォトトランジスタ、イメージセンサ、太陽電池等
を使用することができる。受光素子１の出力に応じ、光
源１１４は点灯、消灯し、カバー１２１が開閉される。

【００１９】また、第２の受光素子２が、バックライト
１１０に隣接した筐体１２０内部に設けられている。第
２の受光素子２は受光素子１と同様、フォトダイオード
やフォトトランジスタ等よりなり、バックライト１１０
上にＬＣＤパネル１００と並んで設置されている。第２
の受光素子２は図１（ａ）で下を向いて設置され、図３
に示すように、例えばＬＣＤパネル１００のガラス基板
１０４上で、液晶１０７の封止部１０８の外側領域に画
素電極１０２や、それを駆動するためのＴＦＴ等と共に
作り込まれている。受光素子２の構造は（特にフォトト
ランジスタであれば）、ＴＦＴと類似した構造であるの
で、ＴＦＴと共に作り込めば製造工程が併用できる。受
光素子２は、集光部１１５から取り込んだ外光と光源１
１４が発する内部光を受光して、ＬＣＤパネル１００に
照射される照射光量を測定する。受光素子２の出力に応
じ、ＬＣＤパネル１００は表示輝度やコントラスト比を
変化させる。

【００２０】第２の受光素子２の出力電圧特性は、例え
ば外光量が１００キロルクスの時に光源１１４を点灯し
た状態で、出力電圧が最大値（Ｖ₄）になるように設定
され、その概形は、図２に示した特性図とほぼ同様に変
化する。最大値を出力する受光量は、ＬＣＤパネル１０
０に照射される照射光量の最大値であるとよいが、最大
の照射光量値は、集光部１１５の集光効率、導光板１１
１の導光効率、光源１１４の発光効率などによって変化
するため、ここに一概に記すことはできない。

【００２１】光源１１４のオンオフや、カバー１２１の
開閉のように、外光量によって直接制御すべき動作は、
第１の受光素子１の出力に応じて制御され、表示輝度及
びコントラスト比の調整のようにＬＣＤパネル１００へ
の照射光によって制御すべき動作はは第２の受光素子２
の出力に応じて制御される。なぜならば、表示輝度やコ
ントラスト比は、外光量よりも、採り入れた外光と光源
１１４が発する内部光とを合わせた光、即ちＬＣＤパネ
ル１００の照射光量そのものに応じて変化させた方がよ
り正確に制御できるからである。

【００２２】以下に本実施形態の集光機構付ＬＣＤの動
作について図４（ａ）に示す５つの場合に分けて説明す
る。

【００２３】まず、晴れた日の炎天下のような過剰にに
明るい環境（例えば５０キロルクス以上）では、集光部
１１５より採り入れる外光のみで充分にＬＣＤを視認で
きる。従ってこの時はカバー１２１を開き、光源１１４
は消灯し、消費電力を低減する。採り入れた外光量は、
過剰に多くなるので、このままでは画素電極１０２に印
加する電圧を制御して液晶の透過率を最低として（即ち
黒を表示して）もなお若干の光が透過してしまう。そこ
で、過剰に明るい環境では、ＬＣＤは自動的に全体の透
過率の変動領域を低くシフトさせて表示輝度を低下させ
る。また、周囲の明るさに目が順応しているので、コン
トラスト比は低下させた方が視認しやすい。そこで、Ｌ
ＣＤはコントラスト比を自動的に低下させる。

【００２４】次に、晴れた日の屋外のような明るい環境
（例えば５キロルクス〜５０キロルクス未満）では、外
光量が減少するので液晶の最大透過率を高めて表示輝度
を高めると共に、コントラスト比を高くして表示をくっ
きりと映し出し、視認しやすくする。カバー１２１は開
いたままで、光源１１４も消灯のままである。

【００２５】次に、曇った日や昼間の室内などのように
薄暗く、外光量のみで表示を行うには外光量が不足して
いる環境（例えば１キロルクス〜５キロルクス未満）で
は、外光を採り入れると共に補助的に光源１１４を点灯
する。ところが、採り入れた外光と光源１１４との両方
を用いて表示を行うため、これらを合わせた光量は例え
ば暗い環境で光源１１４を点灯している時に比較して多
くなるので、表示輝度及び、コントラスト比を低下させ
る。

【００２６】次に、夜間に明かりをつけた室内のように
暗い環境（５００ルクス〜１キロルクス未満）では、照
射光が過剰ではなくなるので、再び輝度及びコントラス
トを高める。

【００２７】そして、夜間の屋外のように極めて暗く、
外光量が極めて少ない環境（５キロルクス未満）では、
集光部１１５を露出する事によって採り入れることがで
きる外光よりも光源１１４の光が外部に漏洩する事によ
る光量の低下の方が大きいので、集光部１１５にカバー
１２１をかぶせ、光源１１４の光のみによって表示を行
う。光源１１４の光のみで表示を行うので、表示輝度及
びコントラスト比は高める。

【００２８】以上の動作は、受光素子１によって光源１
１４の点灯消灯を制御し、受光素子２によって表示輝度
及びコントラスト比を調整する事によって実現できる。
つまり、受光素子１は外光を測定し、これに応じて受光
素子１の出力が一定値を越えるとカバー１２１が閉じら
れ、別の一定値を越えると光源１１４が消灯される。そ
して、受光素子２はＬＣＤパネル１００に照射される照
射光量、即ち外光と内部光の合計した光量を測定し、こ
れに応じて受光素子２の出力が一定値を越えるとコント
ラスト比、表示輝度を調整する。

【００２９】このように、受光素子２を用いてコントラ
スト比及び表示輝度を制御することによって、より細か
く、正確な制御ができるようになる。また、場合分けは
図４（ｂ）に示すように、４つに分けてもよく、さらに
コントラスト比や表示輝度に関しては、照射光量に応じ
てリニアに制御してもよい。コントラスト比や表示輝度
を制御する照射光量の値を適切に設定すれば、４つの場
合分けにすることができる。

【００３０】一般的に、光源１１４や、集光部１１５の
近くは光量が多く、その中央は光量が少なくなる。ま
た、光源１１４を消灯している時は、集光部１１５の近
くが明るく、光源１１４の近くは暗い。逆に、集光部１
１５のカバー１２１を閉じ、光源１１４のみで表示を行
っているときは、光源１１４近くが明るく、集光部１１
５近くが最も暗い。従って、第２の受光素子２を配置す
る位置は、図１（ｂ）に図示したように光源１１４と集
光部１１５の中間に配置するのがよい。

【００３１】ＬＣＤパネル１００としては、ポリシリコ
ン等の多結晶半導体を用いた薄膜トランジスタを用い、
表示画素部分と、その周辺の駆動回路を同一基板上に一
体的に作り込んだドライバー内蔵型を採用することが望
ましい。これにより、ドライバーＩＣの外付けが不要と
なるので、表示画面の周囲の額縁部が縮小され、いっそ
うの小型化、軽量化が達成されるので、携帯用に最適な
ＬＣＤが得られる。更に、この場合、駆動回路と同一基
板上に受光素子１及び２を一体化することができる。

【００３２】次に、上述した動作を実現するための具体
的回路に関して例示して説明する。図５は、本発明の第
１の実施形態の集光機構付ＬＣＤに用いる制御回路を示
すブロック図である。外部から受けた外部信号を処理す
る信号処理回路１１、信号処理回路１１にて処理された
映像信号が入力され、このコントラスト比を最適化する
コントラスト比調整回路１２、コントラスト比が調整さ
れた映像信号が入力され、この表示輝度を最適化する輝
度調整回路１３、表示輝度が調整された映像信号が入力
され、これに応じて画素電極１０２に印加する電圧を制
御して画面表示を行うＬＣＤパネル１００、内部光を発
する光源１１４、外光を受光する受光素子１、集光部よ
り採り入れられた外光及び光源１１４が発した内部光を
受光する第２の受光素子２、レベル調整回路１４、第１
の判定回路１５、第２の判定回路１６、第３の判定回路
１７、第４の判定回路１８、集光部を覆うカバー１２
１、カバー１２１を駆動するカバー駆動装置２０を有し
ている。ＬＣＤパネル１００、光源１１４、カバー１２
１及び受光素子１、２はそれぞれ図１に示したものに対
応する。

【００３３】フォトダイオードである受光素子１は外光
量に応じて、図２に示す出力電圧を発生する。この出力
電圧は、用いる素子の仕様によって最大電圧値がまちま
ちである。例えば本実施形態で用いた受光素子１の出力
電圧は１００キロルクスで最大の出力Ｖ₄（約０．１
Ｖ）となる。レベル調整回路１４ａは、受光素子１の出
力電圧を論理回路に最適な電圧値、例えば最大値を５Ｖ
とするような適当なレベルのアナログ信号電圧に変換
し、外光量信号として出力する。即ち、本実施形態にお
いて、レベル調整回路１４ａは入力電圧をリニアに５／
Ｖ₄倍するオペアンプである。

【００３４】受光素子２は、外光と内部光を合わせた
光、即ち照光部１１０のＬＣＤパネル１００に対する照
射光を受け、所定の電圧を出力する。レベル調整回路１
４ｂは、この出力電圧を適当なレベルのアナログ信号電
圧に変換し、照射光量信号として出力する。

【００３５】照射光量信号はそれぞれ第１、第２の判定
回路１５，１６に、外光量信号はそれぞれ第３、第４の
判定回路１７，１８に供給される。それぞれの判定回路
は、レベル調整回路１４ａ、ｂより得られた信号をそれ
ぞれに入力されるリファレンス電圧Ｖ_refと比較して照
射光量信号や、外光量信号が上回った場合、第１の判定
回路１５はコントラスト比調整回路１２へ、第２の判定
回路１６は輝度調整回路１３へ、第３の判定回路１７は
光源１１４の点灯スイッチへ、第４の判定回路１８はカ
バー駆動装置２０へそれぞれ出力する。

【００３６】まず、表示輝度の調整動作について説明す
る。判定回路１６には、表示輝度を変化させる照射光量
が受光された時の受光素子２の出力電圧をレベル調整し
た電圧がリファレンス電圧Ｖ_ref1として入力されてい
る。判定回路１６は照射光量信号がＶ_ref1を越えると輝
度調整信号BCを輝度調整回路１３に出力する。輝度調整
回路１３は輝度調整信号BCに応じてＬＣＤパネルに入力
される映像信号をシフトさせ、表示輝度を下げる。

【００３７】図６は輝度調整回路１３の具体的回路の例
である。輝度調整回路１３はコンデンサ３１と、トラン
ジスタ３２、電源３３、抵抗３４を有する。コンデンサ
３１に映像信号が入力され、入力された電圧によってト
ランジスタ３２のチャネルの導通が変化し、それに応じ
て電源３３から流れる電流が変化し、これを出力とす
る。輝度調整回路１３は更にクランプ信号CLPによって
開閉するスイッチ３５と、輝度調整信号BCによって切り
替わるスイッチ３６と、第１の電圧を出力する定電圧源
３７と、第１の電圧よりも高い第２の電圧を出力する第
２の定電圧源３８を有する。クランプ信号CLPは水平ブ
ランキング期間中に出力され、この間のみスイッチ３５
はオンされる。スイッチ３６は第１、第２の定電圧源３
７、３８を輝度調整信号BCに応じて切り換え、水平ブラ
ンキング期間の間、どちらかの電圧をトランジスタ３２
のゲートに重ね、クランプレベルとする。クランプレベ
ルとは、画素電極と共通電極に印加する電圧範囲の最低
値を決定する電圧値である。第１の定電圧源が接続され
ている時のクランプレベルを第１のクランプレベルV_c
_lp1、第２の定電圧源が接続されているときのクランプ
レベルを第２のクランプレベルV_clp2とする。

【００３８】図７は、本発明の集光機構付ＬＣＤの画素
電極と共通電極の間に印加される電圧Ｖ_LCと液晶の透過
率Ｔの関係を示している。図７（ａ）は印加電圧が０Ｖ
の時に透過率が最大となるノーマリホワイトモードの場
合、図７（ｂ）は印加電圧が０Ｖの時に透過率が最小と
なるノーマリブラックモードの場合である。まずノーマ
リーホワイトの場合について述べる。周囲が暗く、外光
量信号がリファレンス電圧V_ref1を越えていないとき、
スイッチ３６は第１の定電圧源３７を接続しており、第
１のクランプレベルV_clp1となっている。そして、電圧
Ｖ_LCはVR1の範囲で印加されている。VR1の最低値は第１
のクランプレベルV_clp1によって決定される。この時、
液晶の透過率はTR1の範囲で変化する。今、外光量が増
え、輝度調整信号BCが出力されると、輝度調整回路１３
では、より高い電圧源３８に切り替わり、クランプレベ
ルが高く変動してV_clp2になる。電圧Ｖ_LCの印加する変
動幅は変わらないので、電圧Ｖ_LCはVR2の範囲にシフト
する。これによって、液晶の透過率はTR2の範囲で変化
するように切り替わり、透過率が全体に低くシフトす
る。従って、ＬＣＤの表示輝度が低下させることができ
る。ノーマリーブラックの場合は、スイッチ３６の開閉
動作を逆に設定して、図７（ｂ）に示すように、外光量
が少ないときVR1で電圧Ｖ_LCを印加し、外光量が所定値
を越えるとクランプレベルを下げ、電圧印加範囲をVR1
からVR2へシフトさせることによって表示輝度を低下さ
せる。

【００３９】次にコントラスト比調整動作について説明
する。判定回路１５には、コントラスト比を変化させる
照射光量を受光した時の受光素子２の出力電圧をレベル
調整した電圧がリファレンス電圧Ｖ_ref2として入力され
ている。本実施形態において、Ｖ_ref2はV_ref1に等し
い。判定回路１５は照射光量信号がＶ_ref2を越えるとコ
ントラスト比調整信号CCをコントラスト比調整回路１２
に出力する。コントラスト比調整回路１２はコントラス
ト比調整信号CCに応じてＬＣＤパネルに入力される映像
信号振幅を縮小し、コントラスト比を下げる。

【００４０】図８（ａ）はコントラスト比調整回路１２
の具体的回路の例である。まず、コントラスト比調整回
路はオペアンプ４１、負帰還をかける抵抗値R1の抵抗４
２、抵抗値R2の抵抗４３及び４４、コントラスト比調整
信号CCによって切り替わるスイッチ４５を有する。コン
トラスト比調整信号CCが入力されてスイッチ４５が接続
されると抵抗４３と４４が並列になり、オペアンプの増
幅率が低下する。図８（ｂ）に示す回路によっても同様
の動作とする事ができる。

【００４１】図９は、本発明の集光機構付ＬＣＤの駆動
方法を示す印加電圧Ｖ_LCと透過率Ｔの関係を示してい
る。図９（ａ）はノーマリホワイトモードの場合、図９
（ｂ）はノーマリブラックモードの場合である。まずノ
ーマリーホワイトの場合について述べる。周囲が暗く、
照射光量信号がリファレンス電圧V_ref2を越えていない
とき、スイッチ４５は開いており、オペアンプ４１は第
１の増幅率となっている。この時、電圧Ｖ_LCはVR1の範
囲で印加され、液晶の透過率はTR1の範囲で変化する。
今、外光量が増え、コントラスト比調整信号CCが出力さ
れると、コントラスト比調整回路１２のスイッチ４５が
オンしてオペアンプ４１の増幅率を低下させる。これに
よって電圧Ｖ_LCの印加する変動幅が縮小する。クランプ
レベルは変化しないので、電圧Ｖ_LCはVR3の範囲に縮小
する。これによって、液晶の透過率はTR3の範囲で変化
するように切り替わり、透過率の変動範囲が縮小する。
従って、ＬＣＤのコントラスト比を低下させることがで
きる。ノーマリーブラックの場合は、図９（ｂ）に示す
ように、外光量が少ないときVR1で電圧Ｖ_LCを印加し、
外光量が所定値を越えると、電圧印加範囲をVR1からVR3
へ縮小することによってコントラスト比を低下させる。

【００４２】次に光源１１４の点灯消灯とカバー１２１
の開閉動作について図５を用いて説明する。判定回路１
７には、光源の点灯消灯を切り換える外光量（本実施形
態においては５キロルクス）の時の受光素子１の出力電
圧Ｖ₁をレベル調整した電圧５×Ｖ₁／Ｖ₄がリファレン
ス電圧Ｖ_ref3として入力されている。判定回路１７は外
光量信号がＶ_ref3を越えると光源１１４を消灯するスイ
ッチ信号SWを光源１１４の電源１９に出力する。電源１
９はスイッチ信号SWに応じて光源１１４への電圧供給を
停止して光源１１４を消灯する。判定回路１８には、カ
バー１２１の開閉を切り換える外光量（本実施形態にお
いては５００ルクス）の時の受光素子１の出力電圧Ｖ₀
をレベル調整した電圧５×Ｖ₀／Ｖ₄がリファレンス電圧
Ｖ_ref4として入力されている。判定回路１７は外光量信
号がＶ_ref4を越えるとカバー開閉信号OCをカバー駆動装
置２０に出力する。カバー駆動装置２０は開閉信号OCに
応じてカバー１２１を開き、集光部１１５を露出する。

【００４３】なお、図５において、第１の判定回路１５
と第２の判定回路１６とを共通とし、輝度調整信号BCと
コントラスト比調整信号C/Cとを共通とし、回路構成を
簡略化してもよい。

【００４４】図１０は、本発明の第１の実施形態の集光
機構付ＬＣＤに用いる制御回路を示すブロック図であ
る。信号処理回路１１、リニアコントラスト比調整回路
３１、リニア輝度調整回路３２、ＬＣＤパネル１００、
光源１１４、受光素子１、２、レベル調整回路１４、判
定回路１７、判定回路１８、カバー１２１、カバー駆動
装置２０を有している。ＬＣＤパネル１００、バックラ
イト１１４、カバー１２１及び受光素子１、２はそれぞ
れ図１に示したものに対応する。

【００４５】図５の回路との違いはリニアコントラスト
比調整回路３１とリニア輝度調整回路３２が受光素子２
の出力に応じてリニアに動作する点である。

【００４６】リニアコントラスト比調整回路３１は例え
ば図１１に示す回路構成で、電圧制御増幅器４６を有す
る。電圧制御増幅器４６は、制御電圧が入力され、制御
電圧に応じて増幅率が変動する増幅器である。本実施形
態において、制御電圧は、受光素子１の出力をリニアに
増幅して得られる。従って、映像信号は、受光素子１の
出力にリニアに応じて増幅率が変動し、これに応じて画
素電極に印加される電圧の電圧範囲が変動するので、図
８のコントラスト比調整回路１２の説明と同様の原理に
よって、コントラスト比を変動させることができる。

【００４７】リニア輝度調整回路３２は、例えば図１２
に示す回路構成で、受光素子１の出力をリニアに増幅し
てクランプレベルを変動させる。クランプレベルを変動
させると、画素電極に印加される電圧の電圧範囲がシフ
トし、図６の輝度調整回路１３の説明と同様の原理によ
って、表示輝度を変動させることができる。

【００４８】光源１１４の点灯消灯とカバー１２１の開
閉動作については図５の回路と同様である。

【００４９】このように、本発明は、外光量に応じて、
光源１１４の点灯／非点灯の切換を自動的に行うと共
に、ＬＣＤパネル１００の照射光量に応じてコントラス
ト比や表示輝度を制御するもので、外光が少ない環境下
では、光源１１４を点灯するとともに、ＬＣＤパネル１
００のコントラスト比と表示輝度が高められる。従っ
て、照光部１１０の照度が低下しても、高コントラスト
比の表示画面が得られ、視認性が向上する。

【００５０】特に、光源１１４の点灯／非点灯の切り換
えは、外光を直接受光する第１の受光部１の出力に応じ
て行い、コントラスト比や表示輝度の調整は、ＬＣＤパ
ネルの照射光を受光する第２の受光部２の出力に応じて
行うので、より正確で細かな制御ができる。

【００５１】上記実施形態ではいずれもＬＣＤパネル１
００を透過型とし、照光部はいわゆるバックライトで、
ＬＣＤパネル１００の背面に設置する形態について説明
したが、ＬＣＤパネル１００を反射型や反透過型とし、
照光部をいわゆるフロントライトとしてＬＣＤパネル１
００の前面に配置しても同様に実施する事ができる。

【００５２】以上の実施の形態では、携帯ＴＶ、ハンデ
ィビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等、屋外で使用
することが多い、携帯機器に適している。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、照光部が
液晶表示パネルに照射する光の強度に応じて出力する受
光部を有し、この受光部の出力に応じて液晶表示パネル
の表示特性が変化するので、最適な表示環境で表示する
ことができる。

【００５４】また、受光部は液晶表示パネルの基板上
に、照光部の方を向いて形成されているので、液晶を駆
動する電極などと共に基板に作り込むことができるの
で、別途部品として受光素子を組み込むよりも製造コス
トが低く、設置スペースが小さくすむ。

【００５５】特に、請求項３に記載の発明によれば、外
光量に応じて液晶の最低透過率を変動させ、請求項４に
記載の発明によれば、外光量に応じて液晶表示パネルの
コントラスト比を変動させるので、切り換えの操作を行
うことなく、常に最適の表示環境で画面表示を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる集光機構付ＬＣＤ
の側断面図及び平面図である。

【図２】本発明に用いた受光素子の出力特性図である。

【図３】本発明の受光素子２の形成位置を例示した断面
図である。

【図４】本発明の実施形態の動作状態を外光量によって
場合分けした図である。

【図５】本発明の実施形態の駆動回路を示すブロック図
である。

【図６】輝度調整回路の具体的一例である。

【図７】本発明の液晶への印加電圧と透過率との関係を
示す特性図である。

【図８】コントラスト比調整回路の具体的一例である。

【図９】本発明の液晶への印加電圧と透過率との関係を
示す特性図である。

【図１０】本発明の第１の実施形態のリニアに変動する
駆動回路を示すブロック図である。

【図１１】リニアコントラスト比調整回路の具体的一例
である。

【図１２】リニア輝度調整回路の具体的一例である。

【図１３】ＬＣＤパネルの側断面図である。

【図１４】従来の集光機構付ＬＣＤの側断面図である。

【符号の説明】

１，２：受光素子、１００：ＬＣＤパネル、１１０：バ
ックライト、１１４：光源、１１５：集光部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北川誠大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者筒井雄介大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者吉村岳雄大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA14Z FA15Z FA41X FA41Z FA48X FA48Z FA50Z FD22 GA11 LA13 LA16 5G435 AA00 AA01 AA18 BB12 BB15 DD10 DD14 EE02 EE14 EE27 EE30 FF03 FF06 FF07 FF08 GG24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板の対向面に形成された液晶駆動
用の電極に電圧を所定電圧範囲で印加して液晶の透過率
を制御することにより表示を行う液晶表示パネルと、該
液晶表示パネルに隣接して設置され、外光を採り入れる
集光部及び光を発する光源を備え、前記液晶表示パネル
に光を照射する照光部とを有する液晶表示装置におい
て、前記照光部が前記液晶表示パネルに照射する光の強
度に応じて出力する受光部を有し、該受光部の出力に応
じて前記液晶表示パネルの表示特性が変化することを特
徴とする集光機構付液晶表示装置。
【請求項２】前記受光部は前記液晶表示パネルの基板
上に、前記照光部の方を向いて形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の集光機構付液晶表示装置。
【請求項３】前記受光部の出力に応じて前記液晶表示
パネルの最低透過率を変動させることを特徴とする請求
項１に記載の集光機構付液晶表示装置。
【請求項４】前記受光部の出力に応じて前記液晶表示
パネルのコントラスト比を変動させることを特徴とする
請求項１に記載の集光機構付液晶表示装置。