JP2001228828A

JP2001228828A - 表示装置および表示方法

Info

Publication number: JP2001228828A
Application number: JP2000038569A
Authority: JP
Inventors: Shigeyoshi Misawa; 成嘉三澤; Akihiko Kanemoto; 明彦金本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】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、特に、周囲の明るさがかなり明る
い場合でも見やすく、情報を読み取りやすいの情報表示
装置および情報表示の提供。【解決手段】１．表示部１、外部の明るさの検出手段
２、および前記検出手段により、外部の明るさの検出に
基づいて、表示部のコントラスト比、反射率または透過
率の少なくとも１個を低減するように制御する制御手段
を少なくとも有して構成されることを特徴とする表示装
置。２．前記表示装置を使用して、該装置の検出手段２によ
り表示装置外部の明るさ（表示部付近の照度）を検出
し、該検出結果に基づいて、表示部のコントラスト比、
反射率または透過率の少なくとも１個を低減するように
制御することを特徴とする表示方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置、特に晴
天の外部等の明るい場所で使用可能な表示装置、さらに
は表示部が液晶表示部である表示装置および表示方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】１．特開平６−３０８８９１表示画面近傍の明るさを周囲光受光部で検出し、周囲光
受光部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で演算し、この画面輝度演
算部で算出された調光画面輝度域と記憶部に記憶したそ
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。

【０００３】２．特開平６−３０８８９２表示画面近傍の明るさを周囲光受光部で検出し、周囲光
受光部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で演算し、この画面輝度演
算部で算出された調光画面輝度域と記憶部に記憶したそ
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。

【０００４】３．反射型液晶ディスプレイに関する論文
〔テレビジョン学会誌Ｖｏｌ．５０、Ｎｏ．８、ｐｐ．
１０９１〜１０９５（１９９６）〕室内での条件である７０、３００、１２００ｌｘ程度の
明るさの環境では、主観的な読み取りやすさは表示素子
のコントラスト比が高いほど良いことは開示されてい
る。しかし前記の条件では晴天屋外を想定した条件（例
えば照度２００００ｌｘ以上）では、表示装置の反射率
が高く且つコントラスト比が高い場合には眩しく見にく
くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記１〜２の従来技術
は、自発光型（透過型）の表示装置に関する輝度の制御
方法に関するものである。反射型ＬＣＤは、透過型ＬＣ
Ｄや自発光型表示素子のように能動的に光を発するもの
とは基本的に異なるので、反射型や外光透過型の表示素
子においては主観的な読み取りやすさを改善するため
に、表示素子の輝度を調節すると言う手段は採用するこ
とができない。また、自発光型の表示装置は、晴天の外
部等の明るい場所（例えば照度５０００ｌｘ以上）では
コントラストが低下して使用が困難である。一方、反射
型情報表示装置も上述のような晴天の外部等の明るい場
所では眩しく見にくくなる。本発明は情報表示装置の主
観的な読み取りやすさの改善、特に晴天屋外のように周
囲の明るさがかなり明るい場所でも、表示画面の周囲光
の強弱に応じて、常に使用者が表示文字や図形を視認し
やすい表示画面が得られる情報表示装置、および情報表
示方法を提供することを目的とする。特に反射型表示装
置において前記課題を解決することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記のよう
に外部の明るさ（表示装置の表示部付近の照度）が大き
く、眩しく見にくくなる場合に、液晶表示部のコントラ
スト比、反射率または透過率の少なくとも１つを低減す
るように制御することにより、主観的な読み取りやすさ
が改善されることを見出し、本発明に到達することがで
きた。

【０００７】本発明の第１は、表示部、外部の明るさの
検出手段、および前記検出手段により、外部の明るさの
検出に基づいて、表示部のコントラスト比、反射率また
は透過率の少なくとも１つを低減するように制御する制
御手段を少なくとも有して構成されることを特徴とする
表示装置にある。本発明の表示装置としては、白黒２値
表示の表示装置が好ましく、前記コントラスト比は、白
黒２値表示の場合、表示部の白表示レベル（反射率最大
値）と黒表示レベル（反射率最小値）との比、あるいは
透過率最大値と透過率最小値の比を言う。しかし白黒２
値表示装置に限らず広く多階調の表示素子も含む。ま
た、カラー表示装置とすることもできる。この場合でも
コントラスト比の定義は白黒２値表示の場合と同じであ
る。

【０００８】本発明の第２は、表示部のコントラスト比
の制御手段として、画面コントラスト演算手段および画
面コントラスト制御手段を有することを特徴とする前記
第１の表示装置に関する。前記画面コントラスト演算手
段および画面コントラスト制御手段を有することを特徴
とする前記第１の表示装置は、前記外部の明るさの検出
手段の検出結果に基づいて、表示部の反射率あるいは透
過率の制御を行う機能を有する。本発明の第３は、表示
部が液晶表示部であることを特徴とする前記第１または
２の表示装置にある。液晶表示部としては、反射型液晶
表示部あるいは透過型液晶表示部が挙げられる。本発明
の第４は、表示部のコントラスト比、反射率または透過
率の低減が、実効駆動電圧を制御して行われることを特
徴とする前記第１〜３の表示装置に関する。本発明の第
５は、表示部のコントラスト比の低減が、白表示レベル
の反射率のみの低下、黒表示レベルの反射率のみの上
昇、または白表示レベルの反射率の低下と黒表示レベル
の反射率の上昇により、白表示レベルと黒表示レベルの
反射率を互いに近づけて行われることを特徴とする白、
黒２値表示の前記第４の表示装置に関する。

【０００９】本発明の第６は、コントラスト比の低減
が、面積階調表示方式で行われることを特徴とする前記
第４または５の表示装置に関する。本発明の第７は、コ
ントラスト比の低減が、フレーム階調表示方式で行われ
ることを特徴とする前記第４または５の表示装置に関す
る。本発明の第８は、表示部の反射率の低減が、白表示
レベルの反射率と黒表示レベルの反射率の双方をより黒
となる方向にシフトして行われることを特徴とする前記
第４の表示装置に関する。本発明の第９は、外部の明る
さが増加するに従い、表示部のコントラスト比、反射率
または透過率の少なくとも１個を低減する制御が、外部
の明るさが５０００ｌｘ以上の場合に行われることを特
徴とする前記１〜８記載の表示装置に関する。

【００１０】本発明の第１０は、外部の明るさが増加す
るに従い、表示部のコントラスト比、反射率または透過
率の少なくとも１個を低減する制御が、下式（１）およ
び下式（１）を上限としてそれ以下の範囲になるように
行われるものであることを特徴とする前記第１〜９の表
示装置に関する。

【数２】Ｒ＝１００（０ｌｘ≦Ｌ＜４１．６ｌｘ）Ｒ＝１５７×Ｌ^{−０．１２１} （４１．６ｌｘ≦Ｌ＜１２８００ｌｘ）Ｒ＝５０（１２８００ｌｘ≦Ｌ＜５００００ｌｘ）Ｒ＝２５０００００／ＬＣＲ＝Ｒ／Ｒ_Ｂ（１）〔上式中、Ｌは表示部の周囲の照度（ｌｘ）、ＲはＬに
対する白表示レベルの反射率あるいは透過率（％）、Ｒ
_Ｂは黒表示レベルの反射率あるいは透過率（％）、及び
ＣＲは表示部のコントラスト比をそれぞれ表す。〕

【００１１】前式に従い、表示部のコントラスト比の調
節を行うことにより、装置外部の明るさが増加するに従
い、緩やかにコントラスト比を変化させるので、不自然
さを感じさせず滑らかに変化しながら、ぎらつきが無
く、特に大きな外部の明るさの場合により見やすい表示
装置を提供できる。さらにここでは、式（１）で表わす
反射率およびコントラスト比以下に表示装置の反射率及
びコントラスト比を抑えることも可能である。この場合
は式（１）の値以下でなるべく高いほうがよい。ただし
Ｒ、ＣＲについては表示装置の最大値を超えることはで
きないため、照度Ｌに対して式（１）の規定値が表示装
置の最大値を超えて高い場合はＲ、ＣＲとも該表示装置
の既定最大値で一定となり、その既定最大値が最適値と
なる。なお、前式（１）は図５に示す白黒の濃度チャー
トを用いた視認テストにより得た反射率と照度の関係の
データを参考にして導出した。前式（１）については、
白表示レベルの反射率あるいは透過率Ｒと表示部の照度
Ｌの関係を図３にグラフで示す。また黒表示レベルの反
射率あるいは透過率Ｒ _Ｂを１．４％とした場合の表示部
のコントラスト比ＣＲを図４に示す。

【００１２】本発明の第１１は、液晶表示部の基板がポ
リマーフィルム基板であることを特徴とする前記第４〜
１０の表示装置に関する。本発明の第１２は、前記第１
〜１１の表示装置を使用して、該装置の検出手段により
表示装置外部の明るさ（表示部付近の照度）を検出し、
該検出結果に基づいて、表示部のコントラスト比、反射
率または透過率の少なくとも１個を低減するように制御
することを特徴とする表示方法に関する。本発明の第１
３は、表示装置外部の明るさ（表示部付近の照度）が一
定値以上の場合に、表示部のコントラスト比、反射率ま
たは透過率の少なくとも１個を低減するように制御する
ことを特徴とする前記第１２の表示方法に関する。本発
明の第１４は、表示装置外部の明るさの一定値が５００
０ｌｘである前記第１３または１４の表示方法に関す
る。本発明の第１５は、前式（１）の要件を満足して行
われることを特徴とする前記第１３または１４の表示方
法に関する。

【００１３】以下、本発明の実施の態様を図に基づき具
体的に説明する。

【発明の実施態様】実施の態様１図１に示す表示装置は、反射型の液晶表示部１、外部の
明るさを検出する検出手段２、画面コントラスト演算部
３、画面コントラスト制御部４、および液晶駆動部５か
ら構成され、外部の明るさ（表示装置の表示部付近の照
度）により、液晶表示部１の反射率およびコントラスト
比を低くなるように制御できる装置である。前記白表示
レベル（反射率最大値）と黒表示レベル（反射率最小
値）との比である表示部１のコントラスト比を低減する
手段としては、例えば以下のものが挙げられる。前記コ
ントラスト比の制御は、例えば白黒２値表示の場合、白
表示レベルの反射率のみを下げる手段（全体の反射率も
同時に下がる）、黒表示レベルの反射率のみを上げる手
段（全体の反射率も同時に上がる）、および白表示レベ
ルの反射率を下げ、同時に黒表示レベルの反射率を上げ
て白、黒の反射率を互いに近づける手段が考えられる
が、特に白表示レベルの反射率を下げる手段が、反射率
の高い部分の反射率のみが下げられるため、他の手段に
比べてよりぎらつきがなく見やすい表示が得られるので
好ましい。前記コントラスト比の制御において採用され
る反射率の上げ、下げは白表示レベル、黒表示レベルの
実効駆動電圧を上下させることによって行うことができ
る。例えば白表示レベルの反射率のみを下げる方法の場
合には、白表示レベルの実効駆動電圧のみを下げ、黒表
示レベルの反射率のみを上げる方法の場合には黒表示レ
ベルの実効駆動電圧のみを上げ、白表示レベルの反射率
を下げ、同時に黒表示レベルの反射率を上げて白と黒表
示レベルの反射率を互いに近づける方法の場合には白表
示レベルの実効駆動電圧を下げ、黒表示レベルの実効駆
動電圧を上げて白表示レベル、黒表示レベルの実効駆動
電圧を互いに近づければ良い。

【００１４】表示部１全体の反射率を低くなるようにす
る制御は、白黒の実効駆動電圧を双方ともより黒くなる
方向にシフトさせれば良い。また、多階調の表示素子を
用いる場合は、面積変調及びフレーム変調方式により、
コントラスト及び反射率の制御が可能である。面積変調
あるいはフレーム変調方式による場合、それぞれコント
ラストが小さくなるように白あるいは黒表示の濃度を変
化させ互いに近づくように変化させれば良い。なお、前
記面積変調方式とは、表示素子が小さなセグメントに分
割して表示できる場合に、例えば白表示のセグメントと
黒表示のセグメントを混在させて表示させ、その白表示
と黒表示のセグメントの割合を変化させ平均的な反射率
を変化させるようにして行う方式であり、また、フレー
ム変調方式とは、各表示素子のセグメントの表示時間を
例えば白表示している時間と黒表示をしている時間に分
けた場合に、その割合を変化させることにより反射率等
を段階的に変化させるようにして行う方式である。

【００１５】図１の液晶表示部１は、通常のＳＴＮやＴ
ＦＴの他、これらに限らず磁気ディスプレイやフィルタ
交換型の表示素子でも適用できる。また、本実施の態様
では液晶表示素子として、基板にポリマーフィルムを用
いたプラスチック液晶表示素子を用いたが、本発明で用
いる液晶表示素子は、必ずしもポリマーフィルム基板を
用いたプラスチック液晶表示素子に限定されない。前記
磁気ディスプレイやフィルタ交換型の表示素子は、従来
公知のものが使用できる。

【００１６】実施の態様２実施の態様１のものとは別の態様の表示装置を図６によ
り説明する。本実施の態様のものは、図１の反射型液晶
表示部１の代わりに透過型液晶表示部１Ａを用い、その
背後に導光板６を配置している。ここで導光板６は表示
装置の周囲の光を集光して導光板６の端面に入射させる
と導光板６の表面から透過型の液晶表示部１に向けて光
が散乱して出射するようになっている。このため透過型
の液晶表示部１及び導光板６を組み合わせて表示装置の
表示部を形成しており、これ以外の部分は実施の態様１
と同様である。また、作用効果も実施の態様１の表示装
置とほぼ同様である。

【００１７】

【効果】１．請求項１〜３、１１、１４〜１６外部の明るさが明るい環境において表示部でのぎらつき
が小さく、表示を見やすくすることができる表示装置と
表示方法が提供される。２．請求項４〜５請求項１〜３の作用効果に加え、表示部分に液晶表示装
置を用いているため、高速駆動を行うことの出来る表示
装置が提供される。３．請求項６〜７請求項４〜５の作用効果に加え、コントラスト比、反射
率または透過率の容易な調節が可能な表示装置が提供さ
れる。４．請求項８〜９請求項４〜５の作用効果に加え、実効駆動電圧を変えず
に容易にコントラスト比あるいは反射率または透過率の
調節が可能で、請求項６の装置に比べて更に調節可能な
範囲が広くなる。５．請求項１２と請求項１７装置外部の明るさが増加するに従い緩やかにコントラス
ト比を変化させるため、不自然さを感じさせず滑らかに
変化しながら、ぎらつきがなくより見やすい表示装置と
表示方法が提供される。６．請求項１０表示部の反射率あるいは透過率を、白表示レベルおよび
黒表示レベルの双方とも黒くなる方向にシフトすること
で、請求項６の表示装置に比べてぎらつきの防止効果を
より大きくすることができる。７．請求項１３液晶表示装置の基板にポリマーフィルムを用いているた
め、液晶表示装置全体が通常のガラス基板を用いたもの
に比べて軽量かつ耐衝撃性に優れた反射型表示装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の態様１の反射型液晶表示装置を説明した
図である。

【図２】従来例（特開平６−３０８８９１）を説明した
図である。

【図３】白表示レベルの反射率あるいは透過率Ｒと表示
部の照度Ｌの関係を示す図である。

【図４】黒表示レベルの反射率あるいは透過率Ｒ_Ｂを
１．４％とした場合の表示部のコントラスト比ＣＲを示
す図である。

【図５】白黒の濃度チャートを用いた視認テストにより
得た反射率と照度の関係のデータを示す図である。

【図６】実施の態様２の透過型液晶表示装置を説明した
図である。

【符号の説明】

１反射型の液晶表示部１Ａ透過型の液晶表示部２外部の明るさを検出する検出手段３画面コントラスト演算部４画面コントラスト制御部５液晶駆動部６導光板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画面輝度制御部１３バックライト用電源部１４液晶駆動部

フロントページの続きＦターム(参考） 2H093 NA55 NC55 ND03 ND07 NE06 5C006 AA12 AA14 AF52 AF54 BF39 GA02 GA03 5C080 AA10 CC01 DD01 DD30 EE32 JJ02 JJ05 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示部、外部の明るさの検出手段、およ
び前記検出手段により、外部の明るさの検出に基づい
て、表示部のコントラスト比、反射率または透過率の少
なくとも１個を低減するように制御する制御手段を少な
くとも有して構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】白黒２値表示である請求項１記載の表示
装置。
【請求項３】表示部のコントラスト比の制御手段とし
て、画面コントラスト演算手段および画面コントラスト
制御手段を有することを特徴とする請求項１または２記
載の表示装置。
【請求項４】表示部が反射型液晶表示部である請求項
１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】表示部が透過型液晶表示部である請求項
１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】表示部のコントラスト比、反射率または
透過率の低減が、表示部の実効駆動電圧を制御して行わ
れることを特徴とする請求項４〜５のいずれかに記載の
表示装置。
【請求項７】表示部のコントラスト比の低減が、白表
示レベルの反射率のみの低下、黒表示レベルの反射率の
みの上昇、または白表示レベルの反射率の低下と黒表示
レベルの反射率の上昇により、白表示レベルと黒表示レ
ベルの反射率を互いに近づけて行われることを特徴とす
る請求項６記載の表示装置。
【請求項８】コントラスト比の低減が、面積階調表示
方式で行われることを特徴とする請求項６または７記載
の表示装置。
【請求項９】コントラスト比の低減が、フレーム階調
表示方式で行われることを特徴とする請求項６または７
記載の表示装置。
【請求項１０】表示部の反射率あるいは透過率の低減
が、白表示レベルの反射率あるいは透過率と黒表示レベ
ルの反射率あるいは透過率の双方をより黒となる方向に
シフトして行われることを特徴とする請求項６記載の表
示装置。
【請求項１１】外部の明るさが増加するに従い、表示
部のコントラスト比、反射率または透過率の少なくとも
１個を低減する制御が、外部の明るさが５０００ｌｘ以
上の場合に行われることを特徴とする請求項１〜１０の
いずれかに記載の表示装置。
【請求項１２】外部の明るさが増加するに従い、表示
部のコントラスト比、反射率または透過率の少なくとも
１個を低減する制御が、下式（１）および下式（１）を
上限としてそれ以下の範囲になるように行われるもので
あることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載
の表示装置。【数１】Ｒ＝１００（０ｌｘ≦Ｌ＜４１．６ｌｘ）Ｒ＝１５７×Ｌ^{−０．１２１} （４１．６ｌｘ≦Ｌ＜１２８００ｌｘ）Ｒ＝５０（１２８００ｌｘ≦Ｌ＜５００００ｌｘ）Ｒ＝２５０００００／ＬＣＲ＝Ｒ／Ｒ_Ｂ（１）〔上式中、Ｌは表示部の周囲の照度（ｌｘ）、ＲはＬに
対する白表示レベルの反射率あるいは透過率（％）、Ｒ
_Ｂは黒表示レベルの反射率あるいは透過率（％）、及び
ＣＲは表示部のコントラスト比をそれぞれ表す。〕
【請求項１３】液晶表示部の基板がポリマーフィルム
基板であることを特徴とする請求項４〜１２のいずれか
に記載の表示装置。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載の表
示装置を使用して、該装置の検出手段により表示装置外
部の明るさ（表示部付近の照度）を検出し、該検出結果
に基づいて、表示部のコントラスト比、反射率または透
過率の少なくとも１個を低減するように制御することを
特徴とする表示方法。
【請求項１５】表示装置外部の明るさ（表示部付近の
照度）が一定値以上の場合に、表示部のコントラスト
比、反射率または透過率の少なくとも１個を低減するよ
うに制御することを特徴とする請求項１４記載の表示方
法。
【請求項１６】表示装置外部の明るさの一定値が５０
００ｌｘである請求項１５記載の表示方法。
【請求項１７】前式（１）あるいは前式（１）以下に
なるような要件を満足して行われることを特徴とする請
求項１５または１６記載の表示方法。