JP4161271B2 - ディスプレイ装置及び調光装置 - Google Patents

Description

本発明はディスプレイ装置及び調光装置に関し、例えばテレビジョン装置に適用して好適なものである。

近年、テレビジョン装置等のディスプレイ装置においては、その画面が大型化されている。またディスプレイ装置においては、夜間等の暗いシーンを美しく見せるために、画面の表示コントラストが高められている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３４１８６公報

ここで、上述したような大画面のディスプレイ装置は、家庭内に設置された場合、その大きさからユーザに対して圧迫感を与えるという問題がある。一般に、家庭の壁面には白や薄いベージュ等の明るい色が用いられることが多い。これに対して、上述した高コントラスト化されたディスプレイ装置は、その休止状態（映像表示停止状態）においては表示面が極めて黒に近い。このため、映像表示停止状態のディスプレイ装置は明るい壁面に対し大きな黒い物体としてユーザの視界を占拠し、これによりユーザに対して圧迫感を与えるという問題がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、映像表示停止状態におけるユーザに与える圧迫感を低減し得るディスプレイ装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、 映像表示用の映像表示パネルと対向する前面に配置された高分子分散液晶からなる調光パネルへの印加電圧を制御することによって、当該映像表示パネルから入射される光を遮断又は透過する調光制御手段を具えた調光装置において、調光制御手段は、映像表示パネルに表示される映像が休止状態のとき当該映像表示パネルから入射される光を遮断状態に設定し、映像表示パネルに表示される映像が休止状態から動作状態へ移行する起動時において、映像表示パネルの中央部から当該映像表示パネルの左右両端部へ向けて入射される光の透過領域を拡大するように制御し、所定時間経過後に映像表示パネルの全部分が透過領域へ移行した時点で映像表示パネルに映像を表示させるようにした。

この結果、このディスプレイ装置では、起動時において映像表示パネルの前面に設けられた幕が開くような視覚的効果をユーザに与えることができる。

上述のように本発明によれば、映像表示用の映像表示パネルと対向する前面に配置された高分子分散液晶からなる調光パネルへの印加電圧を制御することによって、当該映像表示パネルから入射される光を遮断又は透過する調光制御手段を具えた調光装置において、調光制御手段は、映像表示パネルに表示される映像が休止状態のとき当該映像表示パネルから入射される光を遮断状態に設定し、映像表示パネルに表示される映像が休止状態から動作状態へ移行する起動時において、映像表示パネルの中央部から当該映像表示パネルの左右両端部へ向けて入射される光の透過領域を拡大するように制御し、所定時間経過後に映像表示パネルの全部分が透過領域へ移行した時点で映像表示パネルに映像を表示させることにより、映像が休止状態から動作状態へ移行する起動時において映像表示パネルの中央部分から左右両端部へ向けて徐々に透過領域を広げることができるので、映像表示パネルの前面に設けられた幕が開くような視覚的効果をユーザに与えることができ、かくして映像表示パネルの前面に設けられた幕が開くような視覚的効果をユーザに与えることができるディスプレイ装置及び調光装置を実現できる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）テレビジョン装置の全体構成
図１は本発明を適用したディスプレイ装置としてのテレビジョン装置を示し、当該テレビジョン装置１を統括制御する制御部２に対し、チューナ部３、表示回路４、表示部５及び操作部６が接続されて構成される。

制御部２における一部の回路は、テレビジョン装置１の休止状態においても常時動作しており、操作部６やリモコン７を介して入力された電源投入操作に応じて、テレビジョン装置１の各部に対する電源供給を開始して当該テレビジョン装置１を動作状態に移行（起動）する。

そして制御部２は、操作部６やリモコン７を介して入力された選局操作に応じた選局制御信号を生成し、これをチューナ部３に供給する。チューナ部３は制御部２から供給された選局信号に応じて、アンテナ８を介して受信した放送波を選局及び復調して受信信号を生成し、これを表示回路４に供給する。表示回路４は受信信号から映像信号を生成し、これを表示部５に供給する。

（２）表示部の構成
図２に示すように表示部５は、映像表示パネル１０と、当該映像表示パネル１０の背面側に設けられたバックライト１１と、当該映像表示パネル１０の正面側（表示面側）に設けられた調光パネル１２とで構成される。

映像表示手段としての映像表示パネル１０は、透過型カラーＬＣＤ（Liquid Crystal Display）でなり、例えばガラス板やアクリル板でなる平行に設けられた２枚の透明基板１０Ａ及び１０Ｂの間に、液晶１０Ｃが充填されている。この透明基板１０Ａ及び１０Ｂの内面にはそれぞれマトリクス状に配置された複数の透明電極１０Ｄ及び１０Ｅが設けられており、対向する透明電極１０Ｄと１０Ｅとの間に映像信号に基づく印加電圧を加えることにより液晶の配列方向を制御し、これによりバックライト１１から照射される照明光に対する透過率を可変し、かくして映像表示パネル１０は映像信号に応じた映像を表示するようになされている。

一方、調光手段としての調光パネル１２においては、平行に設けられた２枚の透明基板１２Ａ及び１２Ｂの間に、高分子分散液晶１２Ｃが約５〜１００[μｍ]程度の厚さで充填されている。また、透明基板１２Ａの内面には、複数の直線状の透明電極１２Ｄが画面の横方向に平行に配置されているのに対し、透明基板１２Ｂの内面には複数の直線状の透明電極１２Ｅが画面の縦方向に平行に配置されており、当該透明電極１２Ｄと透明電極１２Ｅとで単純マトリクスを構成している。そして、透明電極１２Ｄと１２Ｅとに、制御部２から供給される調光制御信号に基づく印加電圧を加えることにより、液晶の配列方向を制御し得るようになされている。この高分子分散液晶１２Ｃは、例えば文献「T.Fujisawa,H.Nakata,M.Hayashi,Y.Tani,M.Aizawa "Influence of Diacrylate Having Alkyl Side-chain on Electro-Optical Properties in Liquid Crystal/Composite Films" Dainippon ink & Chemicals Inc., Central Research Laboratories, Japan」に記載されている「ＰＡＬ−７４６」のような組成の液晶を適用することができる。

調光パネル１２は、印加電圧が０[Ｖ]の状態（オフ状態）では、その表面に対して３０[°]の角度をもって入射した入射光Ｌ１を８０％以上の反射率で反射する。これにより調光パネル１２はそのオフ状態において、外光を高い割合で反射（分散）する白色状態となる。

これに対して図３に示すように、調光パネル１２は、印加電圧が最大の状態（オン状態）では、直角に入射した入射光Ｌ２を０〜３０[°]の範囲に対して８０％以上透過する。これにより調光パネル１２は、そのオン状態においてほぼ透明状態となる。

そしてテレビジョン装置１の制御部２は、当該テレビジョン装置１の休止状態において、調光パネル１２の全面をオフ状態に制御する。このためテレビジョン装置１は、その休止状態において調光パネル１２全面が白色状態（隠蔽状態）に変化し、これにより、映像表示停止状態にあって黒色に近い映像表示パネル１０をユーザから隠蔽して、当該映像表示停止状態の映像表示パネル１０がユーザに与える圧迫感を低減する（図４（Ａ））。

またテレビジョン装置１の制御部２は、当該テレビジョン装置１の動作状態において、調光パネル１２の全面をオン状態に制御する。このためテレビジョン装置１は、その動作状態において調光パネル１２全面が透明状態になり、これにより、映像表示状態にある映像表示パネル１０をユーザが視認し得る状態にする（図４（Ｂ））。

このようにしてテレビジョン装置１は、その休止時において、調光パネル１２の全面を白色状態にすることにより、映像表示停止状態で黒色に近い映像表示パネル１０を隠蔽して、ユーザに与える圧迫感を低減するのに対し、映像表示時には、調光パネル１２の全面を透明状態にすることにより、映像表示パネル１０に表示された映像をユーザに視認させる。

ここで、高分子分散液晶１２Ｃは、その膜厚に応じてオン状態の透過率やオフ状態の反射率が変化する。図５は、オフ状態の高分子分散液晶１２Ｃにおける、膜厚及び透過光の検出角（これはユーザが表示部５を見る角度に相当する）に応じた透過率の変化の例を示し、膜厚が厚くなるほど、及び検出角が大きくなるほど、透過率が低下している。一方、オフ状態の反射率は膜厚が厚くなるほど向上する。このため、高分子分散液晶１２Ｃの膜厚は、オン状態の透過率とオフ状態の反射率との兼ね合いで適切な値を選定すればよい。

また、透明基板１２Ａ及び１２Ｂの外面側（すなわち空気と接する界面側）には、それぞれ無反射コート膜１２Ｆ及び１２Ｇが設けられている（図２）。この無反射コート膜１２Ｆ及び１２Ｇは、屈折率が異なる薄膜、例えばMgF₂（屈折率およそ1.38）とTi O₂（屈折率およそ2.3〜2.5）を数層積層してなり、図６に示すように、可視光領域において極めて低い反射率を有している。

この無反射コート膜１２Ｆ及び１２Ｇによって調光パネル１２は、外光の反射による表示映像に対する影響を低減するとともに、映像表示パネル１０側から到来する表示映像光の反射を低減して、当該表示映像光を妨げることがないようになされている。

（３）起動・動作終了時における調光パネルの表示制御
上述したように、調光パネル１２の透明基板１２Ａ及び１２Ｂの内面には、複数の透明電極１２Ｄ及び１２Ｅがマトリクス状に配置されている。このため調光パネル１２においては、透明電極１２Ｄ及び１２Ｅに対する印可電圧を選択的に制御することにより、調光パネル１２の任意の領域を透明状態または白色状態に制御して、当該調光パネル１２に２階調のパターンを表示することができる。

そして、テレビジョン装置１の制御部２は、当該テレビジョン装置１が休止状態から動作状態に移行する起動時において、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示すように、調光パネル１２の画面中央部から画面左右両端部に向けて、透明領域を水平方向に拡大していく。そして制御部２は、調光パネル１２の全面が透明となった状態（図７（Ｄ））において、映像表示パネル１０に対する映像表示を開始する（図７（Ｅ））。

これに対して、テレビジョン装置１が動作状態から休止状態に移行する動作終了時においては、制御部２は映像表示パネル１０に対する映像表示を停止した後（図７（Ｄ））、調光パネル１２の画面左右両端部から画面中央部に向けて、透明領域を水平方向に縮小していく（図７（Ｃ）〜図７（Ａ））。

かくしてテレビジョン装置１は、起動時及び動作終了時において、このような表示パターンを調光パネル１２に表示することにより、あたかも映像表示パネル１０の前面に設けられた幕が開閉するかのような視覚的効果をユーザに与えることができる。

次に、上述したテレビジョン装置１の起動時及び動作終了時における調光パネルに対する表示制御を、フローチャートを用いて詳細に説明する。

上述したように、テレビジョン装置１の制御部２における一部の回路は、当該テレビジョン装置１の休止状態においても常時動作している。そして制御部２は、図８に示す起動・動作終了処理手順ルーチンＲＴ１の開始ステップから入って次のステップＳＰ１に移る。ステップＳＰ１において制御部２は、テレビジョン装置１の電源スイッチ（図示せず）がユーザによってオン操作されたか否かを判定する。ステップＳＰ１において電源スイッチがオン操作されていないと判定した場合、制御部２はステップＳＰ２に移って調光パネル１２の全面を白色状態にした後、ステップＳＰ１に戻る。

これに対して、ステップＳＰ１において電源スイッチがオン操作されたと判定した場合、制御部２はステップＳＰ３に移ってテレビジョン装置１全体の電源を投入して起動した後、次のステップＳＰ４に移る。

ステップＳＰ４において制御部２は、図７（Ａ）〜図７（Ｅ）に示すように、調光パネル１２の画面中央部から画面左右両端部に向けて透明領域を水平方向に拡大していく。そして制御部２は、調光パネル１２の全面が透明になるとステップＳＰ５に移り、映像表示パネル１０に対する映像表示を開始してテレビジョン装置１の起動を完了した後、次のステップＳＰ６に移る。

ステップＳＰ６において制御部２は、ユーザによるテレビジョン装置１の電源スイッチに対するオフ操作を待ち受ける。そして制御部２は、ユーザによって電源スイッチがオフ操作されたことを検出すると、次のステップＳＰ７に移る。

ステップＳＰ７において制御部２は、映像表示パネル１０に対する映像表示を停止した後ステップＳＰ８に移り、調光パネル１２の画面左右両端部から画面中央部に向けて、透明領域を水平方向に縮小していく。そして制御部２は、調光パネル１２の全面が白色になるとステップＳＰ９に移る。そして、ステップＳＰ９において制御部２は、常時動作している一部の回路を除いて当該制御部２を休止状態にし、ステップＳＰ１に戻る。

（４）表示映像のアスペクト比に応じた調光パネルの表示制御
かかる構成に加えてテレビジョン装置１では、表示映像のアスペクト比と映像表示パネル１０のアスペクト比とが異なる場合、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、表示映像の周辺領域（以下、これをマスク領域と呼ぶ）に対応する調光パネル１２の領域を白色状態にする。

この場合制御部２は、表示回路４から表示部５に供給される映像信号におけるブランキング部分（すなわちこれがマスク領域に対応する）を検出し、調光パネル１２における当該ブランキング部分に相当する領域を白色状態にする。

このマスク領域は、従来のテレビジョン装置においては黒色部分として表示されていた。このため従来のテレビジョン装置においては、この黒色のマスク領域がユーザに対して視覚的圧迫感を与え、表示映像を実際よりも小さく見せてしまうという問題があった。これに対して本発明のテレビジョン装置１では、調光パネル１２におけるマスク領域を白色状態（隠蔽状態）にすることにより、マスク領域のみを隠蔽して当該マスク領域が与える圧迫感を低減することができる。

（５）動作及び効果
以上の構成において、テレビジョン装置１の制御部２は、当該テレビジョン装置１の休止時において調光パネル１２の全面を白色状態に制御することにより、映像表示停止状態にあって黒色に近い映像表示パネル１０をユーザから隠蔽してユーザに与える圧迫感を低減する。

そして制御部２は、テレビジョン装置１が起動されると、調光パネル１２の画面中央部から画面左右両端部に向けて透明領域を水平方向に拡大していき、当該調光パネル１２の全面を透明領域とした後、映像表示パネル１０に対する映像表示を開始する。これによりテレビジョン装置１は、あたかも舞台の幕が開いて映像表示が開始するかのような、格別な視覚効果をユーザに与えることができる。

また制御部２は、テレビジョン装置１の動作終了時において、映像表示パネル１０に対する映像表示を停止した後、調光パネル１２の画面左右両端部から画面中央部に向け透明領域を水平方向に縮小していき、当該調光パネル１２の全面を白色領域とした後、テレビジョン装置１を休止状態にする。これによりテレビジョン装置１は、あたかも舞台の幕が閉じて動作が終了するかのような、格別な視覚効果をユーザに与えることができる。

さらに制御部２は、表示映像と映像表示パネル１０のアスペクト比とが異なる場合、マスク領域に対応する調光パネル１２の領域を、白色状態に制御することにより、当該マスク領域を目立たなくして、表示映像と映像表示パネル１０とのアスペクト比の不一致による違和感や圧迫感を低減することができる。

（６）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、映像表示手段として、透過型透過型カラーＬＣＤでなる映像表示パネル１０を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、プラズマディスプレイパネルやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、あるいはリアプロジェクションディスプレイ等、種々の映像表示手段を用いることができる。

また上述の実施の形態においては、テレビジョン装置に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、チューナ機能を持たないディスプレイ装置やパーソナルコンピュータのディスプレイ装置に本発明を適用してもよく、さらには、固定電話や携帯電話のディスプレイ部やディジタルスチルカメラのディスプレイ部等、種々のディスプレイ装置に本発明を適用することができる。

また上述の実施の形態においては、表示部５に供給される映像信号のブランキング部分を制御部２で検出し、調光パネル１２における当該ブランキング部分に相当する領域を白色にすることにより、表示映像のマスク領域を隠蔽するようにしたが、本発明はこれに限らず、表示回路４が映像信号のアスペクト比を検出して制御部２に通知し、当該通知されたアスペクト比に応じて、制御部２が調光パネル１２のマスク領域を隠蔽するようにしてもよい。この表示回路４によるアスペクト比の検出方法としては、上述したように映像信号のブランキング部分を検出してもよく、またディジタル衛星放送やディジタル地上放送等のディジタル放送の場合は、受信したディジタル放送のデータストリームから画面の画素数及びライン数情報を取得し、これに基づいて調光パネル１２のマスク領域を隠蔽するなど、種々の方法を用いて表示映像のアスペクト比を検出するようにしてもよい。

また上述の実施の形態においては、映像表示パネル１０の前面側に別体の調光パネル１２を設けるようにしたが、本発明はこれに限らず、図２に示す映像表示パネル１０の透明基板１０Ｅと調光パネル１２の透明基板１２Ｄとを共通化して、映像表示パネルと調光パネルとを一体化してもよい。

すなわち図１０は一体化された映像表示・調光パネル１５を示し、３枚の透明基板１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃを有している。

透明基板１５Ａと１５Ｂとの間には映像表示用の液晶１５Ｄが充填されているとともに、当該透明基板１５Ａ及び１５Ｂの内面にはそれぞれ映像表示用の透明電極１５Ｅ及び１５Ｆが設けられている。また、透明基板１５Ｂと１５Ｃとの間には調光用の高分子分散液晶１５Ｇが充填されているとともに、当該透明基板１５Ｂ及び１５Ｃの内面にはそれぞれ調光用の透明電極１５Ｈ及び１５Ｉが設けられている。さらに、透明基板１５Ｃの外面には無反射コート膜１５Ｊが設けられている。

このように映像表示機能と調光機能とを一体化した映像表示・調光パネル１５では、別体の映像表示パネルと調光パネルとを組み合わせた場合に比べて、透明基板の枚数を１枚削減することができ、これにより構成を簡易にすることができる。

また上述の実施の形態においては、テレビジョン装置１の起動時に、調光パネル１２の画面中央部から画面左右両端部に向けて透明領域を水平方向に拡大していくとともに、動作終了時には、この逆に透明領域を画面左右両端部から画面中央部に向けて縮小していくようにしたが、本発明はこれに限らず、透明領域を画面の上下方向に拡大及び縮小したり、あるいは透明領域を画面中央から上下左右に拡大及び縮小するなど、様々な表示パターンで透明領域を拡大及び縮小してもよい。

さらに上述の実施の形態においては、テレビジョン装置１の休止時において調光パネル１２の全面を白色状態にし、休止状態にある映像表示パネル１０を完全に隠蔽するようにしたが、本発明はこれに限らず、テレビジョン装置１の休止時において調光パネル１２に任意の表示パターンを表示するようにしてもよい。この場合、調光パネルの透明領域は、表示休止状態にある黒色の映像表示パネル１０が透過して見えるので、表示パターンは２階調の白黒映像として視認される。なお、この場合バックライトは点灯する必要が無く、調光パネル１２の駆動回路のみが動作していれば良いため、テレビジョン装置の消費電力は低く抑えることができる。

そして、パーソナルコンピュータのスクリーンセーバー映像のような比較的シンプルな映像を調光パネル１２に表示するようにすれば、テレビジョン装置１が与える圧迫感をさらに低減し得るとともに、インテリア性を高めることもできる。また、時間情報や文字放送データ等の各種情報を調光パネル１２に表示するようにすれば、テレビジョン装置１の休止状態においてもユーザに対する情報提供を行うことができる。

さらに上述の実施の形態においては、調光パネル１２の透明基板１２Ａ及び１２Ｂそれぞれの内面に、複数の透明電極１２Ｄ及び１２Ｅをマトリックス状に設け、調光パネル１２の任意の領域を選択的に透明状態または白色状態に制御して表示パターンを表示し得るようにしたが、本発明はこれに限らず、透明基板１２Ａ及び１２Ｂそれぞれの内面全面に単一の透明電極を設け、調光パネル１２の全面を一括して透明状態または白色状態に制御するようにしても良い。この場合、調光パネル１２に任意の表示パターンを表示することはできなくなるものの、より簡易な構成で、映像表示停止状態の映像表示パネル１０を隠蔽することができる。

さらに上述の実施の形態においては、テレビジョン装置１に調光パネル１２を内蔵するようにしたが、本発明はこれに限らず、調光パネル単体を調光装置として動作するようにし、当該調光装置をテレビジョン装置の表示面に後付けして用いるようにしてもよい。

この場合、調光装置はテレビジョン装置の専用アクセサリとして当該テレビジョン装置の制御部から制御されるようにしてもよく、あるいは種々のテレビジョン装置に取り付けて使用できる汎用アクセサリとしてもよい。

本発明は、テレビジョン装置やパーソナルコンピュータ等のモニタ装置に適用できる。

本発明によるテレビジョン装置の全体構成を示すブロック図である。 表示部の構成を示す略線図である。 オン状態における調光パネルの透過率を示す特性曲線図である。 休止状態及び動作状態における調光パネルを示す略線図である。 オフ状態における膜厚と透過率の関係を示す特性曲線図である。 無反射コートの反射率を示す特性曲線図である。 起動時における調光パネルの表示変化を示す略線図である。 起動・動作終了処理手順のフローチャートである。 アスペクト比が異なる場合における調光パネルの表示変化を示す略線図である。 一体化した映像表示・調光パネルの構成を示す略線図である。

符号の説明

１……テレビジョン装置、２……制御部、３……チューナ部、４……表示回路、５……表示部、６……操作部、７……リモコン、８……アンテナ、１０……映像表示パネル、１１……バックライト、１２……調光パネル。

Claims (2)

1. 映像表示用の映像表示パネルと対向する前面に配置された高分子分散液晶からなる調光パネルへの印加電圧を制御することによって、当該映像表示パネルから入射される光を遮断又は透過する調光制御手段を具えたディスプレイ装置において、
   上記調光制御手段は、
   上記映像表示パネルに表示される上記映像が休止状態のとき当該映像表示パネルから入射される光を遮断状態に設定し、上記映像表示パネルに表示される上記映像が上記休止状態から動作状態へ移行する起動時において、上記映像表示パネルの中央部から当該映像表示パネルの左右両端部へ向けて上記入射される光の透過領域を拡大するように制御し、所定時間経過後に上記映像表示パネルの全部分が上記透過領域へ移行した時点で上記映像表示パネルに上記映像を表示させる
   ことを特徴とするディスプレイ装置。
2. 映像表示用の映像表示パネルと対向する前面に配置された高分子分散液晶からなる調光パネルへの印加電圧を制御することによって、当該映像表示パネルから入射される光を遮断又は透過する調光制御手段を具えた調光装置において、
   上記調光制御手段は、
   上記映像表示パネルに表示される上記映像が休止状態のとき当該映像表示パネルから入射される光を遮断状態に設定し、上記映像表示パネルに表示される上記映像が上記休止状態から動作状態へ移行する起動時において、上記映像表示パネルの中央部から当該映像表示パネルの左右両端部へ向けて上記入射される光の透過領域を拡大するように制御し、所定時間経過後に上記映像表示パネルの全部分が上記透過領域へ移行した時点で上記映像表示パネルに上記映像を表示させる
   ことを特徴とする調光装置。

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