JPH06308891A

JPH06308891A - 表示装置

Info

Publication number: JPH06308891A
Application number: JP5096349A
Authority: JP
Inventors: Yoko Shimomura; 容子下村; Shiro Otake; 史郎大竹; Teruaki Shigeta; 照明重田; Tetsuji Takeuchi; 徹二武内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】表示画面の周囲光の強弱に応じて、画面輝度を
自動的に変化させ、常に使用者が表示文字や図形を視認
しやすい表示画面を提供する。【構成】表示画面６近傍の明るさを周囲光受光部８で検
出し、周囲光受光部８で検出した表示画面近傍の照度値
により表示文字や図形のある一定の視認性を確保、維持
するための調光画面輝度域を画面輝度演算部９で演算
し、この画面輝度演算部９で算出された調光画面輝度域
と記憶部１５に記憶したそのときの照度値における過去
の設定値とを輝度判定部１１で比較判定し、画面輝度制
御部１２で調光する。これにより、様々な照明環境のも
とでの人間の目の特性を考慮したある一定の視認性を確
保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示装置の周囲の明る
さの変化に応じて、表示画面の輝度を自動的に制御する
機能を有し、様々な照明環境においても表示装置の使用
者が表示文字や図形を視認しやすくする表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナル・コンピュータ、ワー
ドプロセッサ、エンジニアリング・ワークステーション
のターミナルなどに応用されている表示装置は、オフィ
スのみならず、住宅などでも使用されるようになってき
た。

【０００３】これらの表示装置には陰極線管（ＣＲ
Ｔ），液晶（ＬＣＤ），プラズマディスプレイパネル
（ＰＤＰ），エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの
発光形や非発光形のデバイスが用いられており、これら
のデバイスを複数の画素として平面状に配列して表示画
面を提示するようになっている。

【０００４】これらの表示装置では、様々な照明環境の
変化に応じて常に表示文字や図形が見やすくなるよう
に、表示装置の使用者が表示画面の明るさ（輝度）を段
階的に切り換える調整スイッチや、表示画面の輝度を連
続的に変化させる調整つまみなどを操作して、表示画面
の輝度を任意に設定できるようになっている。

【０００５】しかし、このような手段では周囲の照明環
境の変化に対応させるように、その都度、使用者が表示
画面の輝度を設定し続けなければならず、往々にしてそ
の調整操作を忘れてしまうことがあったり、輝度設定に
時間を要したりするといった問題があった。

【０００６】これらの問題を解決するものとして、表示
装置に提示される表示画面の前面側の明るさ（照度）受
光量検出部で検知して、検知した明るさに応じて表示画
面の輝度を自動的に調整する方法が提案されている（た
とえば、特開平４−２０９２４号公報、実開平４−７５
３２１号公報など）。

【０００７】図９は従来の方法を示す原理図である。図
９において、１は表示装置の例として用いられている液
晶ディスプレイ装置の表示画面（液晶を用いている）、
２は表示画面１を透過した側（裏面）に配置した受光量
検出部、３は表示画面１を透過した側に設けたバックラ
イト部、４はこのバックライト部３に印加する電圧を調
整するバックライト用電源部、５は受光量検出部２から
の信号によりバックライト用電源部４を制御するプロセ
ッサである。

【０００８】このような構成において、その動作は次の
ようになる。まず、受光量検出部２で表示画面１の前面
側からの透過光を受光したのち、そこから出される受光
量検出信号Ｓに基づいてプロセッサ５がバックライト部
３に印加する電圧を調整するようにバックライト用電源
部４を制御する。この制御動作に応じて、バックライト
部３の輝度が表示画面１の前面側の明るさに応じて自動
的に変化するものである。

【０００９】従来、これらの自動制御の機能は、表示装
置のバックライト部３の寿命を延ばすように設計されて
いる。たとえば、前記の液晶ディスプレイ装置におい
て、その前面側や周囲が十分明るい場合にはバックライ
ト部３の輝度を抑えるように制御することにより、バッ
クライト部３の寿命の延命をはかることを特徴としてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の表示装置では、表示装置の周囲の明るさが明るくな
ると、バックライト部の輝度を抑えるように制御し、逆
に暗くなるとバックライト部３の輝度を上げるように制
御するものであり、これは必ずしも人間の眼の特性に合
致しているものではなかった。

【００１１】このため、バックライト部３の寿命は延命
され、かつ節電は達成できるものの、表示装置の使用者
には表示画面の輝度が低下し過ぎて文字や図形が見にく
くなったり、逆に表示画面１の輝度が上昇し過ぎて眩し
さを与えるなどの問題により、作業能率が低下したり、
眼精疲労を訴えたり、精神的疲労感を助長するという問
題があった。

【００１２】また液晶表示装置におけるバックライト部
３などの発光部は、一般に使用時間の経過とともに発光
量が減退する。したがって、画面輝度をあらかじめ高く
設定して初期状態は十分な視認性が得られていたとして
も、時間経過とともに見にくくなるという問題があっ
た。

【００１３】本発明は、様々な照明環境の変化に対応す
る表示画面の視認性を、可視度を用いて評価するととも
に、表示画面の輝度を制御することにより、人間の眼の
特性の変化を考慮した視認性の確保を可能とし、使用者
にとって見やすい文字や図形を提示することのできる表
示装置を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の表示装置は、表示画面近傍でかつ観測者
に向かい合うように配置した周囲光受光部と、前記周囲
光受光部の出力信号を基に（１）式に示す周囲光照度Ｉ
に対する調光画面輝度Ｌの範囲を演算する画面輝度演算
部と、使用者が好みの画面輝度を設定する輝度レベル設
定部と、書き換え可能な記憶媒体から構成する記憶部
と、前記画面輝度演算部と輝度レベル設定部と記憶部と
の出力信号を基に画面輝度値を判定する輝度判定部と、
前記輝度判定部からの出力信号を基に表示画面の画面輝
度を調光する画面輝度制御部を具備し、周囲光受光部か
らの信号と輝度レベル設定部からの信号とを基に前記記
憶部の記憶内容を書き換えるようにしたものである。

【００１５】１８Ｉ^0.139≦Ｌ≦５３Ｉ^0.113 …（１）さらに、本発明の表示装置は、周囲光受光部からの信号
によって得られた周囲光照度Ｉ′と輝度レベル設定部に
よって設定された画面輝度Ｌ′と、（２）式および
（３）式の関係とから、記憶部における周囲光照度Ｉ全
域における画面輝度値Ｌを書き換えるようにしたもので
ある。

【００１６】ｌｏｇＬ′−（０．１３９−０．０２６ａ）ｌｏｇＩ′ …（２）＝ｌｏｇ（１８＋３５ａ）ただし、ａは係数。

【００１７】Ｌ＝（１８＋３５ａ）Ｉ^0.139-0.026a …（３）さらに、本発明の表示装置は、輝度レベル設定部からの
信号が画面輝度演算部で示される値の範囲内にある場合
は、輝度判定部において周囲光受光部からの信号に対応
する記憶部における記憶内容を書き換え、前記範囲内に
ない場合は記憶内容を書き換える前に光環境の見直しを
示唆する信号を出力し、表示などにより告知するように
したものである。

【００１８】さらに、本発明の表示装置は、バックライ
トの使用時間積算部と液晶の使用時間積算部を設け、輝
度レベル設定部からの信号が画面輝度演算部で示される
値の範囲の上限を上回りかつ前記いずれかの使用時間積
算部からの出力信号があらかじめ設定しておいたバック
ライトの寿命時間を上回る場合は、記憶部において記憶
内容を書き換える前にバックライトもしくは液晶の保守
を警告する信号を出力するようにしたものである。

【００１９】さらに、本発明の表示装置は、記憶部に記
憶する周囲光照度と周囲光受光部の出力信号との関係が
ステップ状であり、前記ステップ幅を、（５）式により
周囲光照度Ｉに対する画面輝度Ｌを算出し、（４）式に
より画面輝度Ｌに対する輝度差弁別閾ΔＬを算出して求
め、（６）式により前記画面輝度Ｌに輝度差弁別閾ΔＬ
を加えた新たな画面輝度Ｌに対する新たな周囲光照度Ｉ
を算出し、記憶部の記憶アドレスを決定するようにした
ものである。

【００２０】 ΔＬ＝０．０５９３６Ｌ｛（１．６３９／Ｌ）^0.4＋１｝^2.5 …（４）Ｌ＝１８ｌ^0.139 …（５）Ｉ＝（Ｌ／１８）^7.2 …（６）

【００２１】

【作用】上記構成において、周囲光受光部で検出した表
示画面近傍の照度値により、画面輝度演算部で表示文字
や固形のある一定の視認性を確保、維持するための調光
画面輝度域を演算し、この画面輝度演算部で算出した調
光画面輝度域と使用者の好みの画面輝度を輝度レベル設
定部で設定した輝度レベルと記憶部に記憶した過去の設
定値とを輝度判定部で比較判定し、画面輝度制御部で調
光する。これにより、様々の照明環境のもとでの人間の
目の特性を考慮したある一定の視認性を確保することが
でき、常に使用環境に対して良好な視認性が得られる。

【００２２】さらに周囲光受光部からの信号によって得
られた周囲光照度Ｉ′と輝度レベル設定部によって設定
された画面輝度Ｌ′とを考慮に入れて、記憶部における
周囲光照度Ｉ全域における画面輝度値Ｌを書き換えるこ
とにより、周囲光照度のわずかな変化に対して極端に画
面輝度が変化することがないようにすることができ、さ
らには、輝度レベル設定部からの信号が画面輝度演算部
で示される値の範囲内にない場合は、記憶内容を書き換
える前に光環境を見直しを示唆する信号を出力して、使
用者がいたずらに画面輝度を高めることがないように告
示することができる。

【００２３】さらに、バックライト型液晶表示装置にお
いて、バックライトに用いる光源と液晶の交換時期を使
用者に対して明確に示すことができ、さらには、記憶部
に記憶する周囲光照度と周囲光受光部の出力信号との関
係をステップ状にして、画面輝度演算部を簡略化しかつ
周囲光照度のわずかな変化に対して極端に画面輝度が変
化することのないようにでき、画面輝度演算部の設計を
一層簡略化できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例である
表示装置の概略を示すブロック図である。図１におい
て、６は透過型の液晶素子からなる表示画面、７は表示
画面６の背面に配置され、表示画面６を照明するバック
ライト、８は表示画面６の近傍に表示装置を使用する人
に向かって配置され、表示画面６に照射される周囲から
の光（照明光や自然光など）を受光する周囲光受光部
で、受光面に視感度補正をほどこしたシリコン・ホトダ
イオードと増幅器とから構成し、照度を受光するように
している。この周囲光受光部８の具体的な位置は表示装
置本体の外観形状によって異なるが、使用者の眼の順応
状態に対応する照度値が得られる場所に配置することが
望ましい。

【００２５】また、周囲光受光部８の時定数は１０秒か
ら１０００秒の間に設定している。これは、人間の眼に
よる順応の特性が約１３０秒（たとえば、ラシュトン、
アニュアル・オブ・ニューヨーク・アカデミー・サイエ
ンス、第７４巻、第２９１頁から第３０４頁（Rushton
(1958),Ann.N.Y.Acad.Sci.,Vol.74,p291-304)）である
ことに対応するものである。時定数がこの範囲より長く
なると本発明による効果を十分に期待できず、また短い
場合には周囲光の微妙な変化に敏感に追随するため、表
示される画面にちらつきを生じることになる。

【００２６】９は周囲光受光部８からの照度信号を入力
し、前もつて設定している関数に基づいて表示画面６の
画面輝度域を算出する画面輝度演算部、１０は使用者に
よりつまみ、またはボタンで使用者の好みの輝度レベル
を入力し、再度入力されない限り同じ輝度レベルの信号
を出力する輝度レベル設定部で、この輝度レベル設定部
１０は使用者の好みを考慮するためには平均的なレベ
ル、それよりも高いレベル、低いレベルの３段階以上を
設けるようにすると良い。

【００２７】１１は画面輝度演算部９からの画面輝度域
と輝度レベル設定部１０からの輝度レベル信号を基に最
適値を判定する輝度判定部、１２は輝度判定部１１の判
定結果をもとに、表示画面６やバックライト７の明るさ
（輝度）を制御する信号を出力する画面輝度制御部、１
３はバックライト７への電源を供給するとともに、画面
輝度制御部１２からの信号を受けてバックライト７の輝
度を調光するバックライト用電源部、１４は表示画面６
に用いている液晶素子を駆動するとともに、液晶素子の
透過率を調整する液晶駆動部、１５は記憶部である。記
憶部１５では、周囲光受光部８からの信号に対応するア
ドレスにおける記憶内容を輝度判定部１１に出力し、か
つ輝度判定部１１での判定結果をもとに周囲光受光部８
からの信号に対応するアドレスにおける記憶内容を書き
換える。

【００２８】以上のように構成した表示装置の動作を以
下に述べる。図２は画面輝度演算部９に組み込まれてい
る関数の基本概念となる画面照度と視認性を確保するた
めの画面輝度との関係を、実験と理論的裏付けにより求
めたものである。実験は種々の画面照度のもとで、様々
な画面輝度の条件に設定した文字の表示画面を、２４歳
から４３歳の合計９名の観測者に提示し、その提示画面
の見えやすさ、眩しさなどを主観評価させ、さらに、観
察者が文字が読みやすく最適と判断する画面輝度の状態
に調整させた。これは、主観評価法に加え、調整法によ
り表示文字を十分読みやすくするための画面輝度を求め
るために行なった。実験条件は、画面照度を１０，３
０，１００，３００，１０００ｌｘ（ルクス）の５条件
とし、暗い環境においてやや見え難く、明るい環境にお
いて十分に見えやすく、かつ比較的暗い環境において眩
しさを感じられる条件とするため、画面輝度を１０，２
０，４０，８０，１６０ｃｄ／ｍ²（カンデラ毎平方メ
ートル）とした。主観評価項目は６項目とし、各項目と
も７段階で評価させるとともに、主観評価と同じ各画面
照度において調整法を行なった。

【００２９】図２はその実験から得られた結果である。
図２において、曲線Ａは調整法によって得られた画面輝
度の、観測者９名の平均結果である。画面輝度の上限を
示す曲線Ｂと下限を示す曲線Ｃとで囲まれたハッチング
の範囲は調整法によって得られた画面輝度のときに読み
やすさの評価が最大になると仮定し、その画面輝度の±
５０％の範囲となる条件と読みやすさの評価が最大の３
／４以上の評価値が得られる画面輝度の条件の２つの条
件から得られた画面照度と画面輝度との関係である。画
面照度が１０ｌｘの場合の画面輝度は４０±２０ｃｄ／
ｍ²、１００ｌｘの場合は６０±２５ｃｄ／ｍ²、１０
００ｌｘの場合は１１５±４０ｃｄ／ｍ ²となる。この
曲線Ｂと曲線Ｃとのなすハッチングの範囲の輝度を実現
すればほぼ満足できる視認性が得られる。

【００３０】これは、画面輝度を自動調光する場合、人
間の目の感度に関する考慮が常に必要であり、現在この
視認性を定量的に評価するものに可視度Ｖｌがある。可
視度Ｖｌとは見ている対象物の視認性（見えやすさ）を
数量的に表わすものである。可視度Ｖｌは、対象物を見
ている視環境における人間の目が識別できる最小の輝度
比（輝度対比弁別域Ｃｍｉｎと呼ぶ）に比べて、見てい
る対象とその背景の輝度対比Ｃが何倍かという比によっ
て定量化される。すなわち、この可視度Ｖｌは対象物と
する物とその背景のコントラストＣと、識別できるコン
トラスト限界値Ｃｍｉｎとの比（Ｃ／Ｃｍｉｎ）によっ
て定義される。この場合コントラストＣは、対象物輝度
をＬｏ、背景輝度をＬｂ、さらに対象物以外からの光に
よる眼球内の散乱光を考慮した等価光幕輝度値をＬｅｑ
とすると、（７）式に示すようになる。

【００３１】Ｃ＝｜Ｌｂ−Ｌｏ｜／（Ｌｅｑ＋Ｌｂ） …（７）また、ＣｍｉｎとＬｂとの関係については、国際照明委
員会から以下の（８）式に示すような標準的な人間の目
の特性が報告されている。

【００３２】Ｃｍｉｎ＝０．０５９３６｛（１．６３９／Ｌｂ）^0.4＋１｝^2.5…（８）したがって、可視度Ｖｌは（９）式に示すようになる。Ｖｌ＝１６．８４６｛（１．６３９／Ｌｂ）^0.4＋１｝^-2.5×Ｃ …（９）これら（７）式、（８）式、（９）式は、アイ・イー・
エス、照明ハンドブック、１９８４、参考版、第３章
（ＩＥＳ、ＬＩＧＨＴＩＮＧ、ＨＡＮＤＯＢＯＯＫ、１
９８４、ＲＥＦＥＲＥＮＣＥ、ＶＯＬＵＭＥ）に掲載さ
れている。これらの式に基づいて可視度Ｖｌを算出する
と、各画面照度に対して、可視度Ｖｌはほぼ一定値（７
〜１０）となる。このことから、図２において実験によ
り得られた曲線Ｂと曲線Ｃとのなすハッチングの範囲で
調光することにより、ある一定の視認性の確保が可能と
なり、この範囲での調光により個人の好みによる調光レ
ベルの違いも考慮できる。

【００３３】さらに、ハッチングの範囲の画面輝度Ｌは
照度Ｉより、先に示した（１）式で表わすことができ
る。１８Ｉ^0.139≦Ｌ≦５３Ｉ^0.113 …（１）画面輝度演算部９では、この（１）式の関数を周囲光受
光部８からの信号をもとに遂一計算するか、もしくはあ
らかじめ記憶させることにより、調光範囲を輝度判定部
１１に出力するものである。また記憶部１５では初期設
定として、周囲光受光部８からの信号に対するアドレス
に、（１）式をもとにして決定した範囲のうち任意の値
（たとえば下限値）を記憶させておく。

【００３４】輝度判定部１１における動作を図３をもと
に説明する。まず記憶部１５からの信号Ｌｍを入力す
る。ついで輝度レベル設定部１０からの信号を入力す
る。輝度レベル設定部１０からの信号がなかった場合、
すなわち図３において「無」のときは記憶部１５からの
信号Ｌｍをそのまま画面輝度制御部１２に出力する。こ
の場合、記憶部１５は書き換えない。輝度レベル設定部
１０からの信号があった場合、すなわち図３において
「有」のときは、画面輝度演算部９からの画面輝度域に
対応する信号を入力する。その画面輝度域のなかから輝
度レベル設定部１０からの信号に対応する輝度値Ｌｄを
決定する。そして、その値Ｌｄを記憶部１５および画面
輝度制御部１２に出力する。この場合、記憶部１５では
周囲光受光部８からの信号に対応するアドレスにおける
記憶内容のみ、Ｌｄに置換する。以上の操作により使用
環境に対して良好な視認性を得ることができる。

【００３５】次に本発明の第２の実施例についてその動
作を説明する。表示装置における構成は第１の実施例と
同じである。異なる点は、図３において記憶部１５の内
容をすべて書き換えることにある。この動作の違いを図
４を用いて説明する。図４において、曲線Ｂは画面輝度
の上限、曲線Ｃは画面輝度の下限である。第１の実施例
の表示装置で、初期設定として曲線Ｃが入力されてお
り、画面照度５０ｌｘのときの値がγであったとする。
ここで使用者が画面照度５０ｌｘの光環境のもとで、
γ′という値を設定したとする。この場合、記憶部１５
の記憶内容は曲線Ｃが支配的で、画面照度５０ｌｘの値
のみ曲線Ｃ上の値とは異なる値を有するようになる。こ
のように調整された表示装置において、画面照度５０ｌ
ｘをわずかにはずれた場合は、画面輝度が急変するとい
う問題がある。また、このため画面照度の異なる光環境
に推移するたびに使用者は輝度レベル設定部１０を操作
する必要があり、わずらわしいものであった。第２の実
施例では、図４におけるγ′を通る可視度一定の曲線
Ｃ′を、曲線Ｂと曲線Ｃとを先に示した（２）式および
（３）式を用いて内挿することによって求めるものであ
る。

【００３６】ｌｏｇＬ′−（０．１３９−０．０２６ａ）ｌｏｇｌ′ ＝ｌｏｇ（１８＋３５ａ） …（２）Ｌ＝（１８＋３５ａ）Ｉ^0.32-0.06a …（３）ただし、Ｌ′は輝度レベル設定部１０によって設定され
た画面輝度値、Ｉ′はそのときの周囲光受光部８で測定
された画面照度値、ａは内挿のための係数である。
（２）式をもとに係数ａを定め、（３）式をもとに記憶
部１５における周囲光照度Ｉ全域における画面輝度値Ｌ
を求めて曲線Ｃ′を得る。

【００３７】図５に（２）式から係数ａを得る方法を示
す。図５において、ｆ（ａ）＝ｌｏｇＬ′−（０．１３９−０．０２６ａ）ｌｏｇＩ′…（10）であり、ｇ（ａ）＝ｌｏｇ（１８＋３５ａ） …（11）である。これらの曲線の交点、すなわちｆ（ａ）＝ｇ
（ａ）となる点を求め、そのときのａの値が（２）式の
解である。ｆ１は画面輝度Ｌ′が５０ｃｄ／ｍ²かつ画
面輝度Ｉ′が１００ｌｘの場合のｆ（ａ）であり、この
ときａ＝０．２６である。またｆ２は画面輝度Ｌ′が５
０ｃｄ／ｍ²かつ画面照度Ｉ′が３００ｌｘの場合のｆ
（ａ）であり、このときａ＝０．１４である。図からも
明らかなように、曲線ｇは画面照度および画面輝度に依
存しない。この性質を利用することにより求解が簡便に
なるため、たとえば輝度判定部１１を電気回路で構成す
る場合において回路を簡略化できる。

【００３８】次に本発明の第３の実施例について説明す
る。図６は第３の実施例の表示装置における構成の概略
を示すブロック図である。１６は輝度判定部１１からの
結果をもとに、光環境が適切であるかどうかを液晶表示
画面の表示の一部にメッセージを重畳する表示重畳部で
ある。輝度判定部１１における動作は、図５における関
数ｇ（ａ）が単調増加関数であるという性質を利用す
る。すなわち、ｆ（１）＞ｇ（１）であれは、周囲光照
度が高すぎて適切な画面輝度が得られない（たとえば表
示画面６に照明器具（図示せず）が映り込んだ場合な
ど）ことを示している。この場合は表示重畳部１６にお
いて「照明器具の映り込みがないことを確認する」メッ
セージを出力し、液晶駆動部１４にて表示画面６の一部
に表示する。なお、このメッセージは表示画面６の端に
文字で表示してもよいし、メッセージをキャラクタ、ア
イコン・イメージなどて表示してもよい。さらに図示し
ていないが、軽快な音などで使用者に伝達してもよく、
その伝達手段はいずれであってもかまわない。

【００３９】次に本発明の第４の実施例について説明す
る。図７は第４の実施例の表示装置における構成の概略
を示すブロック図である。１７は液晶表示装置における
バックライトの使用時間を積算し、あらかじめ設定して
おいたバックライトの寿命を越えた場合にのみ表示重畳
部１６に信号を出力するバックライト使用時間積算部で
ある。１８は液晶の使用時間を積算し、あらかじめ設定
しておいた液晶の寿命をこえた場合にのみ表示重畳部１
６に信号を出力する液晶使用時間積算部である。

【００４０】バックライト使用時間積算部１７にあらか
じめ設定しておく寿命について、バックライト用光源が
蛍光ランプと反射板を組み合わせた構成である場合、バ
ックライトの寿命は蛍光ランプの寿命である。この寿命
は、ランプの仕様および使用環境によって異なるが冷陰
極蛍光ランプで５０００〜１００００時間、熱陰極蛍光
ランプで２０００〜５０００時間である。これは発光量
が初期光束の５０％に低下したときの値で定義されてい
る。このため、発光量が十分低くてもよい場合は、上記
の寿命値よりも長い期間使用することができることにな
る。したがって、実質的に寿命がきたかどうかの判定
は、使用時間の積算が単に寿命値を越えたとすることは
実際的ではなく、使用されている光環境において適正な
画面輝度が得られるかという観点から決定されるべきで
ある。バックライト使用時間積算部１７は、上記のよう
に定義されたバックライトの寿命値をあらかじめ設定し
ておき、使用時間の積算を行い、その積算時間が前記設
定値をこえたときのみ信号を表示重畳部１６に出力する
ものである。

【００４１】液晶使用時間積算部１８にあらかじめ設定
しておく寿命について、液晶デバイスの寿命は液晶素子
自体によって決まる。この寿命は、液晶素子の種類およ
び使用環境によって異なるが、ほぼ５０００時間〜１０
０００時間である。これは、液晶素子のシャッター機構
が動作する寿命である。液晶使用時間積算部１８は、使
用時間の積算をバックライト使用時間積算部１７とは独
立に行い、積算時間があらかじめ設定しておいた寿命を
越えるときのみ信号を表示重畳部１６に出力するもので
ある。

【００４２】表示重畳部１６において、輝度レベル設定
部１０からの信号が画面輝度演算部９で示される値の範
囲の上限を上回る、すなわちｆ（１）＞ｇ（１）であ
り、かつバックライト使用時間積算部１７もしくは液晶
使用時間積算部１８からの信号がある場合は、その信号
に応じて「バックライトの交換」もしくは「液晶の交
換」を示唆するメッセージを、第３の実施例におけるメ
ッセージのかわりに表示する。こうすることにより、使
用者は適切な使用条件を得るためには、光環境、バック
ライトもしくは液晶のいずれを変えればよいかが明確に
なる。

【００４３】次に本発明の第５の実施例について説明す
る。本発明における第１の実施例および第２の実施例の
記憶部１５におけるアドレスに関するものである。記憶
部１５における記憶内容は画面照度Ｉに対して無段階で
画面輝度値を記憶してもよいが、たとえは不揮発性メモ
リなどを用いて記録する場合、そのアドレス数を有限か
つできるだけ少なくするようにすれば、装置の簡略化を
はかることができる。第５の実施例は、このアドレス分
割を画面輝度に対して人間がその差を感じないようなス
テップで行うものである。（７）式および（８）式か
ら、先に示した（４）式のような、画面輝度Ｌに対する
輝度差弁別閾ΔＬを得る。

【００４４】 ΔＬ＝０．０５９３６Ｌ｛（１．６３９／Ｌ）^0.4＋１｝^2.5 …（４）また（１）式の左辺から先に示した（５）式を得る。Ｌ＝１８Ｉ^0.139 …（５）（８）式は図２において曲線Ｃを示している。また
（５）式の逆関数として先に示した（６）式を得る。

【００４５】Ｉ＝（Ｌ／１８）^7.2 …（６）アドレスの分割について、図８をもとに説明する。図８
は第５の実施例に基づいてアドレスを分割した一例であ
る。第ｎ番目の画面照度ステップの下限Ｉ_nについて、
第ｎ番目の画面輝度Ｌ_nを（５）式の右辺を用いて計算
する。この画面輝度Ｌ_nに対して、（４）式をもとに輝
度差を感じない限界の増分を求める。ステップの増分Δ
Ｌ_nは、この輝度差を感じない限界の増分よりも小さい
値であれば、光環境のわずかな変化による画面輝度の変
化を使用者に感じさせなくすることができる。図８では
（４）式から算出される、輝度差を感じない限界の半分
の値を増分とした。第ｎ＋１番目の画面輝度Ｌ_n+1＝Ｌ
_n＋ΔＬ_nで求める。第ｎ番目の画面照度Ｉ_nの上限と
第ｎ＋１番目の画面照度Ｉ_n+1の下限は等しく、したが
って、第ｎ＋１番目の画面照度Ｉ_n+1は第ｎ＋１番目の
画面輝度Ｌ_n+1により（６）式を用いて求める。以上の
動作により画面輝度の演算部を簡略化しかつ周囲光照度
のわずかな変化に対して極端に画面輝度が変化すること
がないようにできる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明の表示装置によれ
ば、画面輝度を様々な明るさのもとで自動制御すること
ができ、人間の眼の感度の変化を考慮することにより、
使用者にとって文字や図形の見やすい画面を提供するこ
とができ、このため作業能率を高め眼精疲労の少なくか
つ精神的疲労をも軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の表示装置における構成の概
略を示すブロック図

【図２】本発明の一実施例の表示装置における基本概念
となる画面照度と調光画面輝度との関係を示す図

【図３】本発明の一実施例の表示装置における動作を示
すフローチャート

【図４】本発明の一実施例の表示装置における基本概念
となる画面照度と調光画面輝度との関係を示す図

【図５】本発明の一実施例の表示装置における基本動作
を司る関数関係を示す図

【図６】本発明の他の実施例の表示装置における構成の
概略を示すブロック図

【図７】本発明のさらに他の実施例の表示装置における
構成の概略を示すブロック図

【図８】本発明のさらに他の実施例の表示装置において
基本概念となる画面照度と調光画面輝度との関係を示す
図

【図９】従来の表示装置における構成の概略を示すブロ
ック図

【符号の説明】

６表示画面７バックライト８周囲光受光部９画面輝度演算部１０輝度レベル設定部１１輝度判定部１２画面輝度演算部１３バックライト用電源部１４液晶駆動部１５記憶部１６表示重畳部１７バックライト使用時間積算部１８液晶使用時間積算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武内徹二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示画面近傍でかつ観測者に向かい合う
ように配置した周囲光受光部と、前記周囲光受光部の出
力信号を基に（第１式）に示す周囲光照度Ｉに対する調
光画面輝度Ｌの範囲を演算する画面輝度演算部と、使用
者が好みの画面輝度を設定する輝度レベル設定部と、書
き換え可能な記憶媒体から構成する記憶部と、前記画面
輝度演算部と輝度レベル設定部と記憶部との出力信号を
基に画面輝度値を判定する輝度判定部と、前記輝度判定
部からの出力信号を基に表示画面の画面輝度を調光する
画面輝度制御部を具備し、周囲光受光部からの信号と輝
度判定部からの信号とを基に前記記憶部の記憶内容を書
き換えるようにしたことを特徴とする表示装置。（第１式）１８Ｉ^0.139≦Ｌ≦５３Ｉ^0.113
【請求項２】周囲光受光部からの信号によって得られ
た周囲光照度Ｉ′と、輝度レベル設定部によって設定さ
れた画面輝度Ｌ′と、（第２式）および（第３式）の関
係とから、記憶部における周囲光照度Ｉ全域における画
面輝度値Ｌを書き換えるようにしたことを特徴とする請
求項１記載の表示装置。（第２式）ｌｏｇＬ′−（０．１３９−０．０２６ａ）ｌｏｇＩ′ ＝ｌｏｇ（１８＋３５ａ）（第３式）Ｌ＝（１８＋３５ａ）Ｉ^0.139-0.026a ただし、ａは係数。
【請求項３】輝度レベル設定部からの信号が画面輝度
演算部で示される値の範囲内にある場合は、輝度判定部
において周囲光受光部からの信号に対応する記憶部にお
ける記憶内容を書き換え、前記範囲内にない場合は記憶
内容を書き換える前に光環境の見直しを示唆する信号を
出力する表示重畳部を輝度判定部の出力側に設けたこと
を特徴とする請求項１または請求項２記載の表示装置。
【請求項４】表示画面が液晶であり、この液晶を照明
するバックライトの使用時間を積算するバックライト積
算部と、液晶の使用時間を積算する液晶使用時間積算部
とを具備し、輝度レベル設定部からの信号が画面輝度演
算部で示される値の範囲の上限を上回り、かつ前記いず
れかの使用時間積算部からの出力信号が、あらかじめ設
定しておいたバックライトの寿命時間を上回る場合は、
記憶部において記憶内容を書き換える前にバックライト
もしくは表示画面の液晶の保守を警告する信号を表示重
畳部に出力するようにしたことを特徴とする請求項３記
載の表示装置。
【請求項５】記憶部に記憶する周囲光照度と周囲光受
光部の出力信号との関係がステップ状であり、前記ステ
ップ幅を、（第５式）により周囲光照度Ｉに対する画面
輝度Ｌを算出し、（第４式）により画面輝度Ｌに対する
輝度差弁別閾ΔＬを算出し、（第６式）により前記画面
輝度Ｌに輝度差弁別閾ΔＬを加えた新たな画面輝度Ｌに
対する新たな周囲光照度Ｉを算出して求め、記憶部の記
憶アドレスを決定するようにしたことを特徴とする請求
項１または請求項２記載の表示装置。（第４式） ΔＬ＝０．０５９３６Ｌ｛（１．６３９／Ｌ）^0.4＋
１｝^2.5 （第５式）Ｌ＝１８１^0.139 （第６式）Ｉ＝（Ｌ／１８）^7.2