JP2004170721A - 液晶表示装置及び該装置のコモン電圧設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製品の前面に窓を設けることなく、光センサによって外部光を検出し得る液晶表示装置を得る。
【解決手段】液晶表示パネル１８の上面が表示面である。液晶表示パネル１８の裏面には、導光板１９が配設されている。導光板１９には、図１に示したバックライト９が取り付けられている。バックライト９から発せられた光は、導光板１９によって、液晶表示パネル１８の表示面に導かれる。導光板１９の底面には、反射シート２０が配設されている。光センサ１０は、受光面を導光板１９の内側に向けて、導光板１９の側面に取り付けられている。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光センサ及びバックライトを備えた液晶表示装置及び該装置のコモン電圧設定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置では、該装置が設置されている周囲環境の明るさに応じて、バックライトの発光輝度が切り換えられる。かかる制御を実現するために、プラスチックカバー内に光センサが配設されており、プラスチックカバーの前面に窓が設けられている。外部光は、装置外部から窓を介して光センサに到達し、光センサは、外部光の強度を測定する。そして、光センサによる測定結果に応じて、バックライトの発光輝度が切り換えられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−９６８９０号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の液晶表示装置によると、プラスチックカバーの前面に窓を設けることが必須であるため、窓を形成するための無駄な領域が必要となったり、製品のデザインが制約を受けるという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、製品の前面に窓を設けることなく、光センサによって外部光を検出し得る液晶表示装置を得ることを目的とする。また、本発明は、該装置のコモン電圧設定方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によれば、液晶表示装置は、表示面を有する液晶表示パネルと、表示面の裏面側に配設された光センサと、表示面を照明するバックライトとを備え、バックライトが消灯されるとともに、液晶の光透過率が最大となる第１の画像が表示面に表示された第１の状態で、光センサは、パネル外部から表示面を介して入射されてきた光を検出する。
【０００７】
第２の発明によれば、液晶表示装置は、複数の画素が配列された表示面を有する液晶表示パネルと、表示面の裏面側に配設された光センサと、表示面を照明するバックライトと、所定の演算を実行する演算部とを備え、バックライトが消灯されるとともに、表示面に任意の画像が表示された状態で、光センサは、パネル外部から表示面を介して入射されてきた第１の外部光の強度を検出し、演算部は、任意の画像の階調データと、光センサによって検出された第１の外部光の強度とに基づいて、バックライトが消灯されるとともに、液晶の光透過率が最大となる画像が表示面の全面に表示されたと仮定した場合に、パネル外部から表示面を介して入射され、光センサによって検出されるであろう第２の外部光の強度を算出し、演算部によって算出された第２の外部光の強度に基づいて、表示面の輝度が調整される。
【０００８】
第３の発明によれば、液晶表示装置のコモン電圧設定方法は、コモン電圧を中心として表示電極の電圧が反転駆動される液晶表示装置のコモン電圧設定方法であって、（ａ）表示面を有する液晶表示パネルと、表示面の裏面側に配設された光センサと、表示面を照明するバックライトとを備える液晶表示装置を準備する工程と、（ｂ）表示面に対面させて鏡を配置する工程と、（ｃ）所定の画像が表示面に表示された状態で表示電極を反転駆動しつつ、表示面から照射され、鏡によって反射され、表示面を介して入射されてきた光を、光センサによって検出する工程と、（ｄ）光センサによる検出結果に基づいて、コモン電圧を設定する工程とを備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置１は、モノクロ又はカラーの透過型の液晶表示パネル１８を有するパネル部３と、パネル部３を制御するための制御基板２とを備えている。制御基板２は、画像処理部４と、バックライト制御部５と、信号処理部６と、主制御部７と、記憶部８とを有している。主制御部７は、例えばマイクロコンピュータである。記憶部８は、例えば不揮発性半導体メモリであり、主制御部７に接続されている。パネル部３は、一組のバックライト９と、一組の光センサ１０とを有している。但し、バックライト９及び光センサ１０の個数は、これに限定されるものではない。光センサ１０は、応答速度が０．１ｍｓｅｃ以下の光センサ、例えばピンフォトダイオード又はフォトトランジスタを用いた光センサである。バックライト９は、１ｍｓｅｃ以下でオン／オフの制御が可能なバックライト、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）又はＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いたバックライトである。
【００１０】
図２は、画像処理部４の第１の構成を示すブロック図である。画像処理部４は、ＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）と、ディジタルデータ処理部１２と、ガンマ補正部１３とを有している。ＴＭＤＳ１１には、液晶表示装置１の外部から信号ケーブル１４を介してディジタル画像データＡ１ｄが入力される。ディジタルデータ処理部１２には、ＴＭＤＳ１１からディジタル画像データＡ３が入力される。ディジタルデータ処理部１２は、画像の拡大又は縮小処理やフィルタリング処理等の、各種のデータ処理を実行する。ガンマ補正部１３には、ディジタルデータ処理部１２からディジタル画像データＡ４が入力される。ガンマ補正部１３は、ルックアップテーブルを用いてガンマ補正処理を行う。ガンマ補正部１３は、ディジタル画像データＡ２を出力する。ディジタル画像データＡ２は、図１に示したパネル部３に入力される。
【００１１】
図３は、画像処理部４の第２の構成を示すブロック図である。図２に示したＴＭＤＳ１１の代わりに、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が設けられている。ＡＤＣ１５には、液晶表示装置１の外部から信号ケーブル１４を介してアナログ画像信号Ａ１ａが入力される。ＡＤＣ１５は、アナログ画像信号Ａ１ａをディジタル画像データＡ３に変換する。ディジタルデータ処理部１５には、ＡＤＣ１５からディジタル画像データＡ３が入力される。
【００１２】
図４は、信号処理部６の構成を示すブロック図である。信号処理部６は、増幅部１６とＡＤＣ１７とを有している。増幅部１６には、図１に示した光センサ１０からアナログ信号Ｃ１が入力される。増幅部１６は、アナログ信号Ｃ１を増幅してアナログ信号Ｃ３として出力する。ＡＤＣ１７には、増幅部１６からアナログ信号Ｃ３が入力される。ＡＤＣ１７は、アナログ信号Ｃ３をディジタルデータＣ２に変換して出力する。ディジタルデータＣ２は、図１に示した主制御部７に入力される。
【００１３】
図５（Ａ）は、パネル部３の第１の構造を示す上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示した構造を矢印ＶＢで示す方向から眺めた側面図である。液晶表示パネル１８は、偏光板、ガラス板、液晶、拡散板、レンズシート等（いずれも図示しない）を有している。図５（Ｂ）において、液晶表示パネル１８の上面が表示面である。液晶表示パネル１８の裏面には、導光板１９が配設されている。図５（Ａ），（Ｂ）には示さないが、導光板１９には、図１に示したバックライト９が取り付けられている。バックライト９から発せられた光は、導光板１９によって、液晶表示パネル１８の表示面に導かれる。導光板１９の底面には、反射シート２０が配設されている。光センサ１０は、受光面（図示しない）を導光板１９の内側に向けて、導光板１９の側面に取り付けられている。
【００１４】
図６（Ａ）は、パネル部３の第２の構造を示す上面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示した構造を矢印ＶＩＢで示す方向から眺めた断面図である。光センサ１０は、受光面（図示しない）を導光板１９の内側に向けて、反射シート２０を介して導光板１９の底面に取り付けられている。反射シート２０には、光センサ１０に光を導入するための小孔２１が設けられている。
【００１５】
図７（Ａ）は、パネル部３の第３の構造を示す上面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示した構造を矢印ＶＩＩＢで示す方向から眺めた断面図である。バックライト９は、導光板１９（図７（Ａ），（Ｂ）には示さない）の側面に取り付けられており、複数の発光素子（この例ではＬＥＤ２２）を有している。光センサ１０は、互いに隣接するＬＥＤ２２同士の間に配設されている。棒状のバックライト９が導光板１９の側面に取り付けられるのではなく、複数のＬＥＤ２２が平面状に点在して配設された平面状のバックライトが、導光板１９の裏面に取り付けられる場合もある。この場合も、光センサ１０は、互いに隣接するＬＥＤ２２同士の間に配設される。
【００１６】
次に、本実施の形態１に係る液晶表示装置１の動作について説明する。図１を参照して、ディジタル画像データＡ２が、画像処理部４からパネル部３に入力される。パネル部３では、ディジタル画像データＡ２に基づいて、画像が液晶表示パネル１８の表示面に表示される。バックライト９から発せられた光が、図５〜７に示した導光板１９によって液晶表示パネル１８の表示面に導かれることにより、観察者は画像を観察することができる。
【００１７】
ここで、液晶表示パネル１８が設置されている周囲環境の明るさ（具体的には表示面の周辺の明るさ）に応じて、観察者が画面を明るく感じるか暗く感じるかが変わる。周囲環境が明るい場合は、観察者は相対的に画面を暗く感じ、逆に、周囲環境が暗い場合は画面を明るく感じる。従って、周囲環境の明るさに応じて画面の輝度を調整することにより、観察しやすい画面を観察者に提供することができる。
【００１８】
かかる制御を実現するために、本実施の形態１に係る液晶表示装置では、光センサ１０が、表示面の周辺における外部光の強度を検出し、主制御部７が、光センサ１０による検出結果に基づいて、表示面の輝度を調整する。
【００１９】
図８は、本実施の形態１に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。フレーム期間Ｆ１〜Ｆ４は、垂直同期信号Ｖ１〜Ｖ４によって規定される。フレーム期間Ｆ１，Ｆ２では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、表示面に画像Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ表示されている。このとき、バックライト９は点灯されている。
【００２０】
フレーム期間Ｆ３では、図１に示したバックライト制御部５の制御によって、バックライト９が消灯される。また、画像処理部４からパネル部３に入力されたディジタル画像データＡ３に基づき、液晶の光透過率が最大となる画像（以下「全白画像」と称する）Ｉ３が、表示面の全面に表示される。この状態で、光センサ１０は、パネル外部から表示面を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた外部光の強度を検出する。光センサ１０による検出結果であるアナログ信号Ｃ１は、図１に示した信号処理部６によって増幅及びＡＤ変換され、ディジタルデータＣ２として主制御部７に入力される。
【００２１】
液晶表示装置１の製造段階において、周囲環境の明暗に関する所定の基準値が、記憶部８に記憶されている。主制御部７は、この基準値とディジタルデータＣ２の値とを比較する。ディジタルデータＣ２の値が基準値よりも大きい場合、主制御部７は、画面の輝度を上げるための処理を行う。例えば、バックライト９の発光輝度を上げたり、あるいは、画像の階調値を上げるために画像処理部４のゲインやバイアスを上げる。一方、ディジタルデータＣ２の値が基準値よりも小さい場合、主制御部７は、画面の輝度を下げるために上記と逆の処理を行う。
【００２２】
フレーム期間Ｆ４では、液晶表示装置１の通常の動作に戻り、表示面に画像Ｉ４が表示される。このとき、バックライト９は再び点灯されている。フレーム期間Ｆ３での補正処理の結果、輝度が適切に調整された画像Ｉ４が表示されている。
【００２３】
画面の輝度を調整するために挿入される全白画像Ｉ３は、全白画像Ｉ３が表示されていることを表示面の観察者が感知できない程度の時間及び頻度で表示するのが望ましい。例えば、表示時間は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの周波数分の１（例えば６０Ｈｚの場合は１／６０）秒とし、挿入頻度は、数十秒に１回又はそれ以下とする。これにより、全白画像Ｉ３の挿入に起因して表示面の観察者が違和感を感じることを回避できる。
【００２４】
このように本実施の形態１に係る液晶表示装置によれば、光センサ１０は、表示面の裏面側に配設されている。また、バックライト１０が消灯されるとともに、液晶の光透過率が最大となる全白画像が表示面の全面に表示された状態で、光センサ１０は、パネル外部から表示面を介して入射されてきた、表示面の周辺における外部光の強度を検出する。そして、主制御部７は、光センサ１０による検出結果に基づいて、表示面の輝度を調整する。従って、従来の液晶表示装置とは異なり、製品の前面に受光用の窓を設ける必要がないため、窓を形成するための無駄な領域が必要となったり、製品のデザインが制約を受けるという問題を解決することができる。
【００２５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、図８に示したように、液晶表示装置１の通常の動作に従って表示される通常の画像Ｉ２，Ｉ４の間に、画面の輝度を調整するための全白画像Ｉ３が挿入された。しかしながら、液晶表示装置１の電源を投入した直後や、液晶表示装置１への入力信号が切り替わった直後のように、液晶表示装置１の通常の動作において表示面に画像が表示されていない期間内に、画面の輝度を調整するための全白画像Ｉ３を表示してもよい。
【００２６】
図９は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。フレーム期間Ｆ１〜Ｆ３は、液晶表示装置１の電源を投入した直後に相当する期間であり、この期間では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、バックライト９は消灯されている。また、フレーム期間Ｆ１，Ｆ２では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、液晶の光透過率が最小となる画像（以下「全黒画像」と称する）Ｉ１，Ｉ２が、表示面に表示されている。
【００２７】
フレーム期間Ｆ３では、全白画像Ｉ３が表示面の全面に表示される。そして、上記実施の形態１と同様に、光センサ１０によって外部光の強度が検出され、その検出結果に基づいて画面の輝度が調整される。フレーム期間Ｆ４では、液晶表示装置１の通常の動作に従い、バックライト９が点灯されるとともに、表示面に画像Ｉ４が表示される。
【００２８】
このように本実施の形態２に係る液晶表示装置によれば、画面の輝度を調整するための全白画像Ｉ３は、液晶表示装置１の通常の動作において表示面に通常の画像が表示されていない期間内に表示される。従って、本来的に画像が表示されていない期間内に全白画像Ｉ３が表示されるため、何ら問題なく全白画像Ｉ３を表示することができる。
【００２９】
また、全白画像Ｉ３は、液晶表示装置１の通常の動作においてバックライト１０が消灯されている期間内に表示される。従って、上記実施の形態１とは異なりバックライト１０の点灯及び消灯が短時間の間に繰り返されることがないため、バックライト１０の点灯及び消灯の切り換えに起因して表示面の観察者に与える違和感を、低減することができる。
【００３０】
さらに、本実施の形態２では、表示面の観察者に違和感を与えることなく、全白画像Ｉ３を複数のフレーム期間に亘って連続して表示することができる。例えば、図９を参照して、フレーム期間Ｆ３のみならず、フレーム期間Ｆ１，Ｆ２においても全白画像Ｉ３を表示することができる。フレーム期間Ｆ１〜Ｆ３では本来的にバックライト９が消灯されているため、全白画像Ｉ３を複数のフレーム期間Ｆ１〜Ｆ３に亘って連続して表示しても、表示面の観察者は全く違和感を感じない。光センサ１０は、連続する複数のフレーム期間に亘って外部光の強度を検出できるため、検出の精度を高めることができる。
【００３１】
実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３に係る信号処理部６の構成を示すブロック図である。信号処理部６は、増幅部１６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２３と、ＡＤＣ１７とを有している。ＬＰＦ２３には、増幅部１６からアナログ信号Ｃ３が入力される。ＡＤＣ１７には、ＬＰＦ２３からアナログ信号Ｃ４が入力される。ＡＤＣ１７は、アナログ信号Ｃ４をディジタルデータＣ２に変換して出力する。
【００３２】
図１１は、光センサ１０による検出結果を示すグラフである。光センサ１０によって検出される外部光が蛍光灯の光等である場合は、図１１に示すように、光センサ１０による外部光の強度の検出値が、商用電源の電圧変化に同期して変動する。
【００３３】
図１０を参照して、光センサ１０による検出結果は、増幅部１６で増幅され、商用電源に起因する変動が図１０に示したＬＰＦ２３によって除去された後、ＡＤＣ１７に送られる。
【００３４】
あるいは、ＬＰＦ２３を用いる代わりに、以下に述べる制御を行ってもよい。図１２は、本実施の形態３に係る制御基板２の構造を示すブロック図である。制御基板２は、商用電源の周波数及び位相を検出する検出部２４をさらに有している。
【００３５】
図１３は、検出部２４による商用電源の周波数及び位相の検出方法を説明するための図である。液晶表示装置１の電源を投入した直後や、液晶表示装置１への入力信号が切り替わった直後のように、液晶表示装置１の通常の動作において表示面に画像が表示されていない期間内に、光センサ１０は、連続する複数のフレーム期間に亘って外部光の強度を検出する。外部光の強度を検出するためのサンプリングの周波数は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの１０倍以上とする。光センサ１０による検出結果（図１３の最下段のグラフ）は、図１２に示した検出部２４に送られ、検出部２４は、これに基づいて商用電源の周波数及び位相を検出する。
【００３６】
以後、上記実施の形態１，２の通り画面輝度の調整処理が行われる場合は、光センサ１０は、検出部２４による検出結果に基づいて、外部光の強度が最大となるタイミングで外部光の強度を検出する。あるいは、光センサ１０は連続的に外部光の強度を検出し、主制御部７が、検出部２４による検出結果に基づいて、外部光の強度が最大となるタイミングで信号処理部６からディジタルデータＣ２を取り込んでもよい。
【００３７】
このように本実施の形態３に係る液晶表示装置によれば、光センサ１０による外部光の強度の検出値が商用電源の電圧変化に同期して変動する場合であっても、外部光の強度が最大となるタイミングでの外部光の強度の検出値を、適切に得ることができる。その結果、周囲環境の明るさに応じた画面輝度の調整を、適切に実行することができる。
【００３８】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、検出部２４によって商用電源の周波数及び位相を検出し、光センサ１０は、検出部２４による検出結果に基づいて、外部光の強度が最大となるタイミングで外部光の強度を検出することについて述べた。しかしながら、時間の経過とともに、あるいは何らかの要因によって、光センサ１０が外部光の強度を検出するタイミングと、実際に外部光の強度が最大となるタイミングとの間に、誤差が生じることも予想される。本実施の形態４では、この誤差を補正し得る液晶表示装置について説明する。
【００３９】
図１４は、本実施の形態４に係る液晶表示装置の動作を説明するための図である。液晶表示装置１の通常の動作に従い通常の画像が表示面に表示されているフレーム期間において、光センサ１０は、検出部２４による検出結果に基づき、外部光の強度が最大となることが予想されるタイミング（時刻ｔ１０，ｔ１９）、及びその前後のタイミング（時刻ｔ１０に対して時刻ｔ９，ｔ１１、時刻ｔ１９に対して時刻ｔ１８，ｔ２０）で、外部光の強度を検出する。光センサ１０が外部光の強度を検出する瞬間、バックライト９は消灯される。上記実施の形態１で述べたようにバックライト９はＬＥＤ又はＥＬを用いて構成されているため、このような瞬間的な消灯制御は可能である。光センサ１０による検出結果（図１４の最下段のグラフ）は検出部２４に送られ、検出部２４は、上記誤差が生じているか否かを確認する。例えば、時刻ｔ９，ｔ１１での検出値よりも時刻ｔ１０での検出値のほうが大きければ、検出部２４は、上記誤差が生じていないと判断できる。誤差が生じている場合、検出部２４は、図１３に示した検出を再び行うこと等により、その誤差を補正する。
【００４０】
なお、誤差が発生しているか否かを確認するための上記処理は、全てのフレーム期間において実行する必要はなく、所定数のフレーム期間ごとに実行すれば足りる。
【００４１】
このように本実施の形態４に係る液晶表示装置によれば、光センサ１０が外部光の強度を検出するタイミングと、実際に外部光の強度が最大となるタイミングとの間に誤差が生じた場合であっても、検出部２４が商用電源の周波数及び位相を定期的に検出し続けることにより、その誤差を発見及び補正することができる。
【００４２】
実施の形態５．
本実施の形態５では、バックライト９の性能の劣化を検出し得る液晶表示装置について説明する。
【００４３】
図１５は、本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。フレーム期間Ｆ１，Ｆ２では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、表示面に画像Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ表示されている。このとき、バックライト９は点灯されている。
【００４４】
フレーム期間Ｆ３では、画像処理部４からパネル部３に入力されたディジタル画像データＡ３に基づき、全黒画像Ｉ３が表示面の全面に表示される。また、フレーム期間Ｆ３の前半では、バックライト制御部５の制御によって、バックライト９が消灯される。この状態で、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光の強度を検出する。光センサ１０による検出結果（本実施の形態５において「第１の検出値」と称する）は、信号処理部６を介して主制御部７に入力される。
【００４５】
フレーム期間Ｆ３の後半では、バックライト制御部５の制御によって、バックライト９が再び点灯される。この状態で、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光と、バックライト９から発せられた光との合計の強度を検出する。同様に、光センサ１０による検出結果（本実施の形態５において「第２の検出値」と称する）は、信号処理部６を介して主制御部７に入力される。
【００４６】
主制御部７は、第２の検出値から第１の検出値を減算することにより、表示面から漏れてくる外部光の影響が排除された、バックライト９から発せられる光の実測強度を得る。
【００４７】
なお、バックライト９から発せられる光の強度が、表示面から漏れてくる外部光の強度よりも十分に大きいことが分かっている場合には、フレーム期間Ｆ３の後半における検出のみを行えば足りる。
【００４８】
液晶表示装置１の製造段階において、バックライト９から発せられる光の強度に関する基準値が、記憶部８に記憶されている。主制御部７は、この基準値と上記実測強度とを比較することにより、温度や湿度に起因するバックライト９の発光輝度の変化や、光源の経時劣化を判断する。バックライト９の発光輝度が低下している場合は、主制御部７は、バックライト９の発光輝度を上げるよう、バックライト制御部５に補正指示を送る。
【００４９】
フレーム期間Ｆ４では、液晶表示装置１の通常の動作に戻り、表示面に画像Ｉ４が表示される。このとき、バックライト９は点灯されている。フレーム期間Ｆ３での補正処理の結果、輝度が適切に調整された画像Ｉ４が表示されている。
【００５０】
バックライト９の発光輝度を調整するために挿入される全黒画像Ｉ３は、全黒画像Ｉ３が表示されていることを表示面の観察者が感知できない程度の時間及び頻度で表示するのが望ましい。例えば、表示時間は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの周波数分の１（例えば６０Ｈｚの場合は１／６０）秒とし、挿入頻度は、数十秒に１回又はそれ以下とする。これにより、全黒画像Ｉ３の挿入に起因して表示面の観察者が違和感を感じることを回避できる。
【００５１】
このように本実施の形態５に係る液晶表示装置によれば、表示面から漏れてくる外部光の影響が排除された、バックライト９から発せられる光の実測強度を用いることにより、バックライト９の発光輝度の変化やバックライト９の劣化を精度良く測定することができる。
【００５２】
また、本実施の形態５を上記実施の形態１〜４に適用することにより、周囲環境の明るさに応じた画面輝度の調整を、精度良く実行することができる。
【００５３】
実施の形態６．
上記実施の形態５では、単色（通常は白色）のバックライト９が採用されている場合を想定して、バックライト９の発光輝度の補正処理について説明した。本実施の形態６では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三色のバックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂが採用されている場合の、発光輝度の補正処理について説明する。
【００５４】
図１６は、本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。フレーム期間Ｆ１，Ｆ２では、表示面に画像Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ表示されている。このとき、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂはいずれも点灯されている。
【００５５】
フレーム期間Ｆ３では、全黒画像Ｉ３が表示面の全面に表示される。また、フレーム期間Ｆ３のうちの最初の１／４の期間では、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂがいずれも消灯される。この状態で、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光の強度を検出する。光センサ１０による検出結果（本実施の形態６において「第１の検出値」と称する）は、信号処理部６を介して主制御部７に入力される。
【００５６】
フレーム期間Ｆ３のうちの次の１／４の期間では、バックライト９Ｒのみが再び点灯される。この状態で、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光と、バックライト９Ｒから発せられた光との合計の強度を検出する。このときの光センサ１０による検出結果（本実施の形態６において「第２の検出値」と称する）は、信号処理部６を介して主制御部７に入力される。
【００５７】
フレーム期間Ｆ３のうちの次の１／４の期間では、バックライト９Ｒが再び消灯されるとともに、バックライト９Ｇのみが再び点灯される。この状態で、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光と、バックライト９Ｇから発せられた光との合計の強度を検出する。このときの光センサ１０による検出結果（本実施の形態６において「第３の検出値」と称する）は、信号処理部６を介して主制御部７に入力される。
【００５８】
フレーム期間Ｆ３のうちの最後の１／４の期間では、バックライト９Ｇが再び消灯されるとともに、バックライト９Ｂのみが再び点灯される。この状態で、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光と、バックライト９Ｂから発せられた光との合計の強度を検出する。このときの光センサ１０による検出結果（本実施の形態６において「第４の検出値」と称する）は、信号処理部６を介して主制御部７に入力される。
【００５９】
主制御部７は、第２〜第４の各検出値から第１の検出値をそれぞれ減算することにより、表示面から漏れてくる外部光の影響が排除された、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂから発せられる光の実測強度をそれぞれ得る。
【００６０】
なお、上記実施の形態５と同様に、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂから発せられる光の強度が、表示面から漏れてくる外部光の強度よりも十分に大きいことが分かっている場合には、フレーム期間Ｆ３のうちの最初の１／４の期間における検出は行わなくてもよい。
【００６１】
液晶表示装置１の製造段階において、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂから発せられる光の強度に関する各基準値が、記憶部８に記憶されている。主制御部７は、基準値と実測強度とを各色ごとに比較することにより、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの発光輝度の変化や、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの劣化をそれぞれ判断する。
【００６２】
フレーム期間Ｆ４では、液晶表示装置１の通常の動作に戻り、表示面に画像Ｉ４が表示される。このとき、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂはいずれも点灯されている。フレーム期間Ｆ３での補正処理の結果、輝度が適切に調整された画像Ｉ４が表示されている。
【００６３】
このように本実施の形態６に係る液晶表示装置によれば、表示面から漏れてくる外部光の影響が排除された、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂから発せられる光の各実測強度を用いることにより、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの発光輝度の変化やバックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの劣化を、それぞれ精度良く測定することができる。その結果、温度変化に起因して発生する色度のドリフトを補正するためのデータを、高精度に得ることができる。
【００６４】
また、本実施の形態６を上記実施の形態１〜４に適用することにより、周囲環境の明るさに応じた画面輝度の調整を、精度良く実行することができる。
【００６５】
実施の形態７．
上記実施の形態５，６では、図１５，１６に示したように、液晶表示装置１の通常の動作に従って表示される通常の画像Ｉ２，Ｉ４の間に、バックライト９，９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの発光輝度を補正するための全黒画像Ｉ３が挿入された。しかしながら、液晶表示装置１の電源を投入した直後や、液晶表示装置１への入力信号が切り替わった直後のように、液晶表示装置１の通常の動作において表示面に全黒画像が表示されている場合に、この全黒画像を利用して、バックライト９，９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの発光輝度の補正処理を行ってもよい。
【００６６】
図１７は、単色のバックライト９が採用されている場合を想定して、本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。フレーム期間Ｆ１〜Ｆ３は、液晶表示装置１の電源を投入した直後に相当する期間である。フレーム期間Ｆ１，Ｆ２では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、バックライト９は消灯されている。また、フレーム期間Ｆ１〜Ｆ３では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、全黒画像Ｉ１〜Ｉ３が表示面の全面に表示されている。フレーム期間Ｆ１，Ｆ２の一方又は双方において、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光の強度を検出する。フレーム期間Ｆ３では、バックライト９が点灯されるとともに、光センサ１０によって、表示面から漏れてくる外部光と、バックライト９から発せられた光との合計の強度が検出される。主制御部７は、フレーム期間Ｆ２，Ｆ３における光センサ１０の各検出結果に基づいて、上記実施の形態５と同様に、表示面から漏れてくる外部光の影響が排除された、バックライト９から発せられる光の実測強度を得る。
【００６７】
図１８は、三色のバックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂが採用されている場合を想定して、本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。フレーム期間Ｆ１〜Ｆ４は、液晶表示装置１の電源を投入した直後に相当する期間である。フレーム期間Ｆ１〜Ｆ４では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、全黒画像Ｉ１〜Ｉ４が表示面の全面に表示されている。フレーム期間Ｆ１では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂはいずれも消灯されている。フレーム期間Ｆ１において、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光の強度を検出する。
【００６８】
フレーム期間Ｆ２では、バックライト９Ｒのみが点灯される。この状態で、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光と、バックライト９Ｒから発せられた光との合計の強度を検出する。フレーム期間Ｆ３では、バックライト９Ｇのみが点灯される。この状態で、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光と、バックライト９Ｇから発せられた光との合計の強度を検出する。フレーム期間Ｆ４では、バックライト９Ｂのみが点灯される。この状態で、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光と、バックライト９Ｂから発せられた光との合計の強度を検出する。
【００６９】
主制御部７は、フレーム期間Ｆ１〜Ｆ４における光センサ１０の各検出結果に基づいて、上記実施の形態６と同様に、表示面から漏れてくる外部光の影響が排除された、各バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂから発せられる光の実測強度をそれぞれ得る。
【００７０】
このように本実施の形態７に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置１の通常の動作において表示面に全黒画像が表示されている場合に、この全黒画像を利用して、バックライト９，９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの発光輝度の補正処理が行われる。従って、本来的に全黒画像が表示されている期間内に、発光輝度の補正処理を行うための全黒画像が表示されるため、表示面の観察者に全く違和感を与えることなく、発光輝度の補正処理を行うための全黒画像を表示することができる。
【００７１】
また、光センサ１０は、表示面から漏れてくる外部光の強度や、各バックライト９，９Ｒ，９Ｇ，９Ｂから発せられる光の強度を、連続する複数のフレーム期間に亘って検出することもできる。そのため、光センサ１０による検出の精度を高めることができる。
【００７２】
実施の形態８．
図１９は、本発明の実施の形態８に係る光センサの構成を示す上面図である。本実施の形態８に係る液晶表示装置は、上記実施の形態１〜７に係る液晶表示装置を基礎として、光センサ１０の代わりに、検出できる光の波長の範囲が互いに異なる複数の光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを備えている。光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、一組のみ設けられていてもよく、複数組設けられていてもよい。光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各受光面には、フィルタ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂがそれぞれ取り付けられている。図２０は、フィルタ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂがそれぞれ透過する光の波長の範囲を示すグラフである。各受光面にフィルタ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂがそれぞれ取り付けられていることにより、光センサ１０Ｒは、赤色及びその周辺の色に対応する波長の光のみを検出し、光センサ１０Ｇは、緑色及びその周辺の色に対応する波長の光のみを検出し、光センサ１０Ｂは、青色及びその周辺の色に対応する波長の光のみを検出する。
【００７３】
本実施の形態８に係る光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、上記実施の形態１〜４において、周囲環境の明るさに応じて画面輝度を調整するために利用される光センサとして用いることができる。これにより、外部光の強度を各色ごとに検出することができる。その結果、図２０に示すように、白熱電球や白色蛍光ランプ等といった外部光の種類を判別でき、表示画像の色合いを、外部光の種類に応じて最適になるように調整することができる。
【００７４】
また、本実施の形態８に係る光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、上記実施の形態５〜７において、バックライトの発光輝度を補正するために利用される光センサとして用いることもできる。これにより、バックライト９，９Ｒ，９Ｇ，９Ｂにおける、赤、緑、青の各色の発光輝度のバランスのずれを補正することができる。
【００７５】
実施の形態９．
本実施の形態９に係る液晶表示装置は、上記実施の形態１〜４に係る液晶表示装置を基礎として、透過する光の波長の範囲が互いに異なる、赤、緑、青の三色のカラーフィルタを備えており、また、上記実施の形態８に係る光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを備えている。
【００７６】
図２１は、上記実施の形態１を基礎として、本実施の形態９に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。フレーム期間Ｆ１では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、表示面に通常の画像Ｉ１が表示されている。このとき、バックライト９は点灯されている。フレーム期間Ｆ２では、バックライト９が消灯されるとともに、赤色の画像が表示面の全面に表示される。この状態で、光センサ１０Ｒは、パネル外部から表示面を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた、赤色に対応する波長の外部光の強度を検出する。光センサ１０Ｒによる検出結果（本実施の形態９において「第１の検出結果」と称する）は、信号処理部６を介して主制御部７に入力される。フレーム期間Ｆ３では、液晶表示装置１の通常の動作に戻り、バックライト９は再び点灯される。
【００７７】
数十フレーム期間が経過したフレーム期間Ｆ２２では、バックライト９が消灯されるとともに、緑色の画像が表示面の全面に表示される。この状態で、光センサ１０Ｇは、パネル外部から表示面を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた、緑色に対応する波長の外部光の強度を検出する。光センサ１０Ｇによる検出結果（本実施の形態９において「第２の検出結果」と称する）は、信号処理部６を介して主制御部７に入力される。フレーム期間Ｆ２３では、液晶表示装置１の通常の動作に戻り、バックライト９は再び点灯される。
【００７８】
さらに数十フレーム期間が経過したフレーム期間Ｆ４２では、バックライト９が消灯されるとともに、青色の画像が表示面の全面に表示される。この状態で、光センサ１０Ｂは、パネル外部から表示面を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた、青色に対応する波長の外部光の強度を検出する。光センサ１０Ｂによる検出結果（本実施の形態９において「第３の検出結果」と称する）は、信号処理部６を介して主制御部７に入力される。フレーム期間Ｆ４３では、液晶表示装置１の通常の動作に戻り、バックライト９は再び点灯される。
【００７９】
主制御部７は、第１〜第３の検出結果に基づいて、外部光の輝度や色合いの変化が表示画像に影響しにくいように、バックライト９の発光輝度の調整や、画像のコントラストの調整を行う。また、三色のバックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂが採用されている場合は、主制御部７は、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの発光輝度のバランスを調整する。
【００８０】
以降は同様にして、赤、緑、青の各色の計測が定期的に繰り返される。三色を１セットとした計測が一旦終了してから次のセットの計測を開始するまでのセット間の間隔は、検出結果に関するデータ変化の状況に応じて、数倍から数十倍までの範囲内で変動させてもよい。データ変化が少ない場合はセット間の間隔を長くし、逆に、データ変化が大きい場合はセット間の間隔を短くする。但し、赤、緑、青の各色の計測を行う間隔は一定とする。
【００８１】
図２２は、上記実施の形態２を基礎として、本実施の形態９に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。フレーム期間Ｆ１〜Ｆ３では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、バックライト９は消灯されている。フレーム期間Ｆ１では、赤色の画像Ｉ１が表示面の全面に表示される。この状態で、光センサ１０Ｒは、パネル外部から表示面を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた、赤色に対応する波長の外部光の強度を検出する。光センサ１０Ｒによる第１の検出結果は、主制御部７に入力される。フレーム期間Ｆ２では、緑色の画像Ｉ２が表示面の全面に表示される。この状態で、光センサ１０Ｇは、パネル外部から表示面を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた、緑色に対応する波長の外部光の強度を検出する。光センサ１０Ｇによる第２の検出結果は、主制御部７に入力される。フレーム期間Ｆ３では、青色の画像Ｉ３が表示面の全面に表示される。この状態で、光センサ１０Ｂは、パネル外部から表示面を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた、青色に対応する波長の外部光の強度を検出する。光センサ１０Ｂによる第３の検出結果は、主制御部７に入力される。上記と同様に、主制御部７は、第１〜第３の検出結果に基づいて、バックライト９の発光輝度等の調整を行う。
【００８２】
このように本実施の形態９に係る液晶表示装置によれば、光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いて外部光の強度の検出を赤、緑、青の各色ごとに行うことにより、表示面の輝度のみならず、表示画像の色合いをも調整することが可能となる。
【００８３】
実施の形態１０．
上記実施の形態１では、図８に示したように、液晶表示装置１の通常の動作に従って表示される通常の画像Ｉ２，Ｉ４の間に、画面の輝度を調整するための全白画像Ｉ３が挿入された。しかしながら、全白画像を挿入するのではなく、通常の画像を表示させたままの状態で、全白画像が表示されていると仮定した場合の外部光の強度を求めることができれば望ましい。本実施の形態１０では、通常の画像が表示されている場合に、その画像の階調データ（以下「階調」と称する）と、その時に光センサによって検出された外部光の強度とに基づいて、これを実現し得る液晶表示装置について説明する。
【００８４】
図２３は、ガンマ補正が実施されない場合の、階調Ｄと光透過率（以下「透過率」と称する）Ｔとの関係を示すグラフである。ここでは、表示面の各画素の階調レベルが、それぞれ８ビットのデータ構成で表現されている場合を想定している。階調レベルが８ビットのデータ構成で表現される場合は、各画素の階調を、レベル０からレベル２５５までの２５６段階に設定することができる。また、図２４は、ガンマ補正が実施された場合の、階調Ｄと透過率Ｔとの関係を示すグラフである。図２，３に示したように、画像処理部４はガンマ補正部１３を有しているため、以下、階調Ｄと透過率Ｔとの関係が図２４のグラフで示される場合を想定して、本実施の形態１０に係る液晶表示装置の動作について説明する。
【００８５】
図２５は、本実施の形態１０に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。フレーム期間Ｆ３では、液晶表示装置１の通常の動作に従って、通常の画像Ｉ３が表示面に表示されている。図１に示した主制御部７は、内部に演算部（図示しない）を有しており、演算部は、画像Ｉ３に関する画像データを画像処理部４から受け取って、その画像データに基づいて、画像Ｉ３に関する透過率Ｔ_０を求める。
【００８６】
以下、画像Ｉ３の階調Ｄの算出方法について説明する。図２６は、画像Ｉ３が表示されている場合の各画素の階調を示す図である。例えば画素Ｓ_１１の階調はＤ_１１である。以下の式（１）で示すように、ガンマ補正の係数γを考慮して、全画素の階調の総和を全画素数Ｚで除算することにより、画像Ｉ３の階調Ｄ_０ ^ｒが算出される。ここで、指数の「ｒ」は「γ」を意味している（以下同様）。そして、図２４に示した関係式に従い、この階調Ｄ_０ ^ｒを２５５^ｒで除算することにより、画像Ｉ３に関する透過率Ｔ_０が算出される。
【００８７】
【数１】

【００８８】
一方、光センサ１０は、画像Ｉ３が表示面の全面に表示されている状態で、パネル外部から表示面を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた外部光の強度Ｅを検出する。図２５に示したように、フレーム期間Ｆ３では、バックライト９は消灯されている。外部光の強度Ｅの検出は、バックポーチやフロントポーチ等の、表示画像が切り替わらない期間内に行ってもよい。また、フレーム期間Ｆ３とは異なるフレーム期間（例えば次のフレーム期間Ｆ４）においても同じ画像Ｉ３が表示されている場合には、外部光の強度Ｅの検出はフレーム期間Ｆ４内に行ってもよい。
【００８９】
全白画像が表示されている場合の透過率Ｔ_ｗは１００％と考えることができるため、主制御部７は、以下の式（２）で示すように、強度Ｅを透過率Ｔ_０で除算することにより、全白画像が表示されたと仮定した場合に光センサ１０によって検出されるであろう外部光の強度Ｅ_Ｗを算出する。
【００９０】
【数２】

【００９１】
以降は上記実施の形態１と同様に、主制御部７は、外部光の強度Ｅ_Ｗに基づいて表示面の輝度を調整する。
【００９２】
このように本実施の形態１０に係る液晶表示装置によれば、全白画像を挿入することなく、通常の画像を表示させたままの状態で、全白画像が表示されていると仮定した場合の外部光の強度Ｅ_Ｗを求めることができる。従って、全白画像が表示されることに起因して観察者が感じる違和感を、完全に解消することができる。
【００９３】
実施の形態１１．
パネル外部から表示面を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた外部光は、表示面内のどの位置を通って入射されてきたかに応じて、光センサ１０による検出のされやすさが異なる。光センサ１０までの距離や、液晶表示パネル１８及び導光板１９の内部構造の影響を受けるからである。本実施の形態１１では、上記実施の形態１０で全画素の階調の総和を求めるにあたり、表示面内における各画素の位置に応じて、各画素の階調に重み付けを行う。
【００９４】
図２７は、各画素に対応する補正係数を示す図である。例えば、画素Ｓ_１１に対応する補正係数はＫ_１１である。図２８は、補正係数の決定方法を説明するための図である。表示面に一定強度の外部光を照射しておき、画素の大きさに等しい白画面ウインドウ２６を、全画素に関して走査する。白画面ウインドウ２６以外の部分は、黒色の表示を行う。そして、光センサ１０によって、各画素ごとに外部光の強度をそれぞれ検出する。また、全ての画素に関する検出が終了すると、検出された外部光の強度の平均値も算出する。各画素に関する外部光の強度を平均値で除算して得られる値が、その画素に関する補正係数Ｋとなる。全ての画素に関する補正係数Ｋは記憶部８に記憶しておき、画像Ｉ３に関する透過率Ｔ_０を算出する際に、主制御部７によって参照される。
【００９５】
主制御部７は、以下の式（３）で示すように、ガンマ補正の係数γを考慮して、各画素の階調Ｄと補正係数Ｋとの積を全画素に関して総和し、それを全画素数Ｚで除算することにより、画像Ｉ３の階調Ｄ_０ ^ｒを算出する。そして、この階調Ｄ_０ ^ｒ
を２５５^ｒで除算することにより、画像Ｉ３に関する透過率Ｔ_０を算出する。
【００９６】
【数３】

【００９７】
以降は上記実施の形態１０と同様にして、光センサ１０による外部光の強度Ｅの検出、及び、主制御部７による外部光の強度Ｅ_Ｗの算出が行われる。
【００９８】
このように本実施の形態１１に係る液晶表示装置によれば、補正係数Ｋを用い、表示面内における各画素の位置に応じて階調に重み付けを行うことにより、光センサ１０までの距離や液晶表示パネル１８等の内部構造の影響を考慮して、外部光の強度Ｅ_Ｗを正確に算出することができる。
【００９９】
実施の形態１２．
上記実施の形態１１のように各画素ごとに補正係数Ｋを決定したのでは、記憶部８に記憶しておくデータ量が膨大となる。本実施の形態１２では、補正係数を記憶しておくために必要な記憶部８の記憶容量を削減し得る液晶表示装置について説明する。図２９は、本実施の形態１２に係る補正係数の決定方法を説明するための図である。表示面が所定個数の領域Ｌに分割されている。目安として、水平方向に関しては８〜３２分割程度、垂直方向に関しては４〜３２分割程度に、表示領域を分割すればよい。図２９に示した例では、水平方向に関してＮ分割、垂直方向に関してＭ分割されている。また、各領域Ｌには６個の画素がそれぞれ含まれている。
【０１００】
本実施の形態１２では、同じ領域Ｌに属する複数の画素に関しては、同じ値の補正係数Ｐが用いられる。図３０は、各領域Ｌに対応する補正係数Ｐを示す図である。例えば、領域Ｌ_１１に対応する補正係数はＰ_１１である。補正係数Ｐ_１１は、図２７に示した補正係数Ｋ_１１，Ｋ_１２，Ｋ_１３，Ｋ_２１，Ｋ_２２，Ｋ_２３の平均値として得ることができる。全ての領域Ｌに関する補正係数Ｐが、記憶部８に記憶される。
【０１０１】
あるいは、補正係数Ｐは以下の方法によって求めることもできる。図３１は、補正係数Ｐの決定方法を説明するための図である。表示面に一定強度の外部光を照射しておき、領域Ｌの大きさに等しい白画面ウインドウ２７を、全領域に関して走査する。白画面ウインドウ２７以外の部分は、黒色の表示を行う。そして、光センサ１０によって、各領域Ｌごとに外部光の強度をそれぞれ検出する。また、全ての領域Ｌに関する検出が終了すると、検出値の平均値も算出する。各領域Ｌに関する外部光の強度を平均値で除算して得られる値が、その領域Ｌに関する補正係数Ｐとなる。
【０１０２】
なお、互いに隣接する領域Ｌの補正係数Ｐの値同士が大きく異なる場合は、その差を緩やかにするために、主制御部７は、線形補間によって補正係数Ｐの値を修正してもよい。例えば、領域Ｌ_１１の中心の画素の補正係数はＰ_１１とし、領域Ｌ_１２の中心の画素の補正係数はＰ_１２とし、領域Ｌ_１１，Ｌ_１２内の残りの画素については、各領域Ｌ_１１，Ｌ_１２の中心の画素から各画素までの距離に応じて、線形補間によって補正係数Ｐ_１１，Ｐ_１２を修正する。
【０１０３】
主制御部７は、以下の式（４）で示すように、ガンマ補正の係数γを考慮して、各画素の階調Ｄと補正係数Ｐとの積を全画素に関して総和し、それを全画素数Ｚで除算することにより、画像Ｉ３の階調Ｄ_０ ^ｒを算出する。そして、この階調Ｄ_０ ^ｒを２５５^ｒで除算することにより、画像Ｉ３に関する透過率Ｔ_０を算出する。
【０１０４】
【数４】

【０１０５】
以降は上記実施の形態１０と同様にして、光センサ１０による外部光の強度Ｅの検出、及び、主制御部７による外部光の強度Ｅ_Ｗの算出が行われる。
【０１０６】
このように本実施の形態１２に係る液晶表示装置によれば、同じ領域Ｌに属する複数の画素に関しては、同じ値の補正係数Ｐを用いることにより、補正係数を記憶しておくために必要な記憶部８の記憶容量を削減することができる。
【０１０７】
実施の形態１３．
上記実施の形態１２において、液晶表パネル１８が赤、緑、青の三色のカラーフィルタを備えている場合は、補正係数Ｐは各色ごとに準備しておき、主制御部７による階調Ｄ_０ ^ｒの算出も、以下の式（５）〜（７）に示すように、各色ごとに個別に行う。
【０１０８】
【数５】

【０１０９】
【数６】

【０１１０】
【数７】

【０１１１】
図３２は、液晶表示パネル１８が三色のカラーフィルタを備えている場合における、各画素Ｓの階調Ｄを示す図である。図３２に示した例では、上記実施の形態１２と同様に、一つの領域Ｌに６個の画素Ｓが含まれている。
【０１１２】
赤色に対応する補正係数Ｐ_Ｒを決定する場合は、領域Ｌの大きさに等しい赤画面ウインドウが、全領域に関して走査される。同様に、緑色及び青色に対応する各補正係数Ｐ_Ｇ，Ｐ_Ｂを決定する場合は、領域Ｌの大きさに等しい緑画面ウインドウ及び青画面ウインドウが、全領域に関してそれぞれ走査される。
【０１１３】
このように本実施の形態１３に係る液晶表示装置によれば、液晶表パネル１８が三色のカラーフィルタを備えている場合において、補正係数Ｐ_Ｒ，Ｐ_Ｇ，Ｐ_Ｂを記憶しておくために必要な記憶部８の記憶容量を削減しつつ、外部光の強度検出の精度を高めることができる。
【０１１４】
実施の形態１４．
本実施の形態１４では、上記実施の形態１で述べた液晶表示装置１を、簡易な構造のタッチパネルに応用した発明について説明する。
【０１１５】
図３３は、本発明の実施の形態１４に係る液晶表示装置の第１の動作例を説明するための模式図である。図３３では、単色の光センサ１０が採用されている場合を前提としている。また、カラーフィルタの有無はいずれであってもよい。
【０１１６】
フレーム期間Ｆ１において、バックライト９は点灯されており、表示面には画像Ｉ１が表示されている。画像Ｉ１では、白色の背景３０に、所定のメッセージ２８が例えば黒色で表示されている。また、操作者がメッセージ２８に応答するための、「ＹＥＳ」及び「ＮＯ」のタッチ部分２９_１，２９_２が、人間の指先で隠れる程度の大きさで表示されている。
【０１１７】
フレーム期間Ｆ２では、バックライト９が消灯されるとともに、表示面には画像Ｉ２が表示されている。画像Ｉ２では、黒色の背景３２に、白色のウインドウ３１が表示されている。ウインドウ３１は、タッチ部分２９_１と同じ箇所に同じ大きさで表示されている。この状態で、光センサ１０は、パネル外部からウインドウ３１を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた外部光の強度を検出する。
【０１１８】
操作者が「ＹＥＳ」のタッチ部分２９_１に触れている場合は、外部光は、ウインドウ３１を介して液晶表示パネル１８内には入射されない。一方、操作者が「ＮＯ」のタッチ部分２９_２に触れている場合は、外部光は、ウインドウ３１を介して液晶表示パネル１８内に入射される。従って、光センサ１０によって検出された外部光の強度に基づいて、操作者がタッチ部分２９_１，２９_２のどちらに触れているのかを判断することができる。
【０１１９】
フレーム期間Ｆ３において、バックライト９は再び点灯されており、表示面には、画像Ｉ１と同じ画像Ｉ３が表示されている。
【０１２０】
図３４は、本実施の形態１４に係る液晶表示装置の第２の動作例を説明するための模式図である。図３４では、三色の光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ（厳密には、少なくとも赤及び青の二色の光センサ１０Ｒ，１０Ｂ）が採用され、しかも、液晶表示パネル１８が三色のカラーフィルタを備えていることを前提としている。
【０１２１】
フレーム期間Ｆ１において、バックライト９は点灯されており、表示面には、図３３に示した画像Ｉ１と同じ画像Ｉ１が表示されている。
【０１２２】
フレーム期間Ｆ２では、バックライト９が消灯されるとともに、表示面には画像Ｉ２が表示されている。画像Ｉ２では、緑色の背景３３に、青色のウインドウ３４及び赤色のウインドウ３５が表示されている。ウインドウ３４は、タッチ部分２９_１と同じ箇所に同じ大きさで表示されている。また、ウインドウ３５は、タッチ部分２９_２と同じ箇所に同じ大きさで表示されている。この状態で、光センサ１０Ｂ，１０Ｒは、パネル外部からウインドウ３４，３５を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた外部光の強度を検出する。
【０１２３】
操作者が「ＹＥＳ」のタッチ部分２９_１に触れている場合は、青色に対応する波長の外部光は、ウインドウ３４を介して液晶表示パネル１８内には入射されない。これに対し、赤色に対応する波長の外部光は、ウインドウ３５を介して液晶表示パネル１８内に入射される。一方、操作者が「ＮＯ」のタッチ部分２９_２に触れている場合は、青色に対応する波長の外部光は、ウインドウ３４を介して液晶表示パネル１８内に入射される。これに対し、赤色に対応する波長の外部光は、ウインドウ３５を介して液晶表示パネル１８内に入射されない。従って、光センサ１０Ｂ，１０Ｒによって検出された外部光の強度に基づいて、操作者がタッチ部分２９_１，２９_２のどちらに触れているのかを判断することができる。
【０１２４】
フレーム期間Ｆ３において、バックライト９は再び点灯されており、表示面には、画像Ｉ１と同じ画像Ｉ３が表示されている。
【０１２５】
図３３，３４において、画像Ｉ２は、画像Ｉ２が表示されていることを操作者が感知できない程度の時間及び頻度で表示するのが望ましい。例えば、表示時間は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの周波数分の１（例えば６０Ｈｚの場合は１／６０）秒とし、挿入頻度は、数十秒に１回又はそれ以下とする。これにより、画像Ｉ２の挿入に起因して操作者が違和感を感じることを回避できる。
【０１２６】
図３３に示した例では、白色の背景３０が瞬間的に黒色の背景３２に変わるため、操作者に対して若干の違和感を与える場合もある。これに対し、図３４に示した例では、白色の背景３０が瞬間的に緑色の背景３３に変わるため、操作者に与える違和感は、図３３に示した例よりも小さい。
【０１２７】
図３５は、本実施の形態１４に係る液晶表示装置の第３の動作例を説明するための模式図である。図３５では、三色の光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ（厳密には、少なくとも緑色の光センサ１０Ｂ）が採用され、しかも、液晶表示パネル１８が三色のカラーフィルタを備えていることを前提としている。
【０１２８】
フレーム期間Ｆ１において、バックライト９は点灯されており、表示面には画像Ｉ１が表示されている。画像Ｉ１では、マゼンダ色の背景３０に、所定のメッセージ２８が例えばシアン色で表示されている。また、操作者がメッセージ２８に応答するための、「ＹＥＳ」及び「ＮＯ」のタッチ部分２９_１，２９_２が、人間の指先で隠れる程度の大きさで表示されている。タッチ部分２９_１は緑色で表示されており、タッチ部分２９_２は黒色で表示されている。
【０１２９】
フレーム期間Ｆ２では、バックライト９が消灯されるとともに、表示面には、画像Ｉ１と同じ画像Ｉ２が表示されている。この状態で、光センサ１０Ｂは、パネル外部からタッチ部分２９_１を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた外部光の強度を検出する。
【０１３０】
操作者が「ＹＥＳ」のタッチ部分２９_１に触れている場合は、緑色に対応する波長の外部光は、タッチ部分２９_１を介して液晶表示パネル１８内には入射されない。一方、操作者が「ＮＯ」のタッチ部分２９_２に触れている場合は、緑色に対応する波長の外部光は、タッチ部分２９_１を介して液晶表示パネル１８内に入射される。従って、光センサ１０Ｂによって検出された外部光の強度に基づいて、操作者がタッチ部分２９_１，２９_２のどちらに触れているのかを判断することができる。
【０１３１】
フレーム期間Ｆ３において、バックライト９は再び点灯されており、表示面には、画像Ｉ１，Ｉ２と同じ画像Ｉ３が表示されている。
【０１３２】
図３５に示した例では、全てのフレーム期間Ｆ１〜Ｆ３で同じ画像Ｉ１〜Ｉ３が表示面に表示されるため、画面のちらつきに起因して操作者が受ける違和感は、図３３，３４に示した例よりも小さい。
【０１３３】
実際に、１５型の大きさの液晶表示パネルを用いて、パネルサイズに対して１／ｊのサイズのウインドウ３１を画面中央部に表示させて、指先でウインドウ３１に触れた場合と触れなかった場合とで、光センサ１０による検出結果を比較する実験を行った。図３６は、その実験結果を示したグラフである。ｊの値が１０２４の時、ウインドウ３１のサイズは、人間の指先でほぼ隠れる程度の大きさ（約９×７ｍｍ）である。このとき、指先でウインドウ３１に触れた場合と触れなかった場合とでは、光センサ１０による検出結果に１０倍以上の差が生じた。従って、ウインドウ３１へのタッチの有無を、光センサ１０によって十分に判別できることが確認された。
【０１３４】
このように本実施の形態１４に係る液晶表示装置によれば、光センサ１０及びバックライト９を用いて、簡易な構造のタッチパネルを得ることができる。
【０１３５】
実施の形態１５．
上記実施の形態１４の図３３に示した例では、画像Ｉ２において、背景３２の部分からの外部光の漏れが大きい場合には、操作者が「ＮＯ」のタッチ部分２９_２に触れている場合であっても、光センサ１０による検出結果が大きくなって誤判別が生じるおそれがある。本実施の形態１５では、かかる不都合を回避し得る液晶表示装置について説明する。
【０１３６】
図３７は、本実施の形態１５に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。図３３に示したフレーム期間Ｆ２から数十フレーム期間が経過したフレーム期間Ｆ２２では、バックライト９が消灯されるとともに、表示面には画像Ｉ２２が表示されている。画像Ｉ２２では、黒色の背景３２に、白色のウインドウ３６が表示されている。ウインドウ３６は、タッチ部分２９_２と同じ箇所に同じ大きさで表示されている。この状態で、光センサ１０は、パネル外部からウインドウ３６を介して液晶表示パネル１８内に入射されてきた外部光の強度を検出する。
【０１３７】
操作者が「ＹＥＳ」のタッチ部分２９_１に触れている場合は、外部光は、ウインドウ３６を介して液晶表示パネル１８内に入射される。一方、操作者が「ＮＯ」のタッチ部分２９_２に触れている場合は、外部光は、ウインドウ３６を介して液晶表示パネル１８内に入射されない。
【０１３８】
図３７に示した画像Ｉ２２も、図３３に示した画像Ｉ２と同様に、画像Ｉ２２が表示されていることを操作者が感知できない程度の時間及び頻度で表示するのが望ましい。図３３に示した画像Ｉ２と、図３７に示した画像Ｉ２２とは、数十フレーム期間ごとに交互に表示される。
【０１３９】
このように本実施の形態１５に係る液晶表示装置によれば、図３３に示した画像Ｉ２が表示されている状態での光センサ１０による検出結果と、図３７に示した画像Ｉ２２が表示されている状態での光センサ１０による検出結果とを比較することにより、操作者がタッチ部分２９_１，２９_２のどちらに触れているのかを正確に判断することができる。
【０１４０】
実施の形態１６．
図３８は、本発明の実施の形態１６に係る液晶表示装置の第１の構成を示すブロック図である。制御基板２は、インデックス検出部３８と、ＤＤＣ（Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）コントローラ３９とをさらに備えている。液晶表示装置１の外部にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３７が接続されており、主制御部７は、ＤＤＣコントローラ３９を介して、ＰＣ３７との間でデータの授受を行う。
【０１４１】
図３９は、本実施の形態１６に係る液晶表示装置の第２の構成を示すブロック図である。制御基板２は、図３８に示したＤＤＣコントローラ３９の代わりに、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コントローラ４０を備えている。主制御部７は、ＵＳＢコントローラ４０を介して、ＰＣ３７との間でデータの授受を行う。
【０１４２】
図３８，３９を参照して、画像処理部４には、ＰＣ３７から画像信号Ａ１が入力される。画像信号Ａ１には、所定のインデックス信号がＰＣ３７によって重畳されている。インデックス検出部３８は、画像信号Ａ１からインデックス信号を抽出する。インデックス信号には、図３３に示したウインドウ３１、図３４に示したウインドウ３４，３５、図３７に示したウインドウ３６の、サイズ、表示位置、及び色に関する情報や、背景３２，３３の色に関する情報が、それぞれ記述されている。但し、これらの情報のうちの一部がなくてもよい場合もある。画像処理部４は、インデックス検出部３８によって抽出されたインデックス信号に基づいて、図３３に示した画像Ｉ２、図３４に示した画像Ｉ２、図３７に示した画像Ｉ２２を生成する。
【０１４３】
なお、インデックス信号は、画像信号Ａ１に重畳されてＰＣ３７から液晶表示装置１に送られるのではなく、ＰＣ３７からＤＤＣコントローラ３９又はＵＳＢコントローラ４０を介して液晶表示装置１に送られる構成としてもよい。
【０１４４】
このように本実施の形態１６に係る液晶表示装置によれば、画像処理部４は、ＰＣ３７から送られてきたインデックス信号に基づいて、図３３に示した画像Ｉ２、図３４に示した画像Ｉ２、図３７に示した画像Ｉ２２を、適切に生成することができる。
【０１４５】
実施の形態１７．
本実施の形態１７では、バックライト９を送信装置として用い、光センサ１０を受信装置として用いることで、上記実施の形態１で述べた液晶表示装置１を、簡易な構造の通信装置として応用した発明について説明する。
【０１４６】
図４０は、本発明の実施の形態１７に係る液晶表示装置と外部装置との間で通信が行われている状況を示す模式図である。外部の調整装置４２は、光学送受信装置４３と輝度計測装置４４とを備えている。調整装置４２は、液晶表示装置１の生産工程において、図４０に示した各種の測定、設定、調節を行う。
【０１４７】
以下、ガンマデータの測定を例にとり、液晶表示装置１と調整装置４２との間の双方向通信について説明する。図４１は、動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳＰ１において、液晶表示装置１の前面に設けられているボタン４１を操作者が操作することにより、液晶表示装置１は調整モードへ移行する。調整モードにおいて、液晶表示装置１は、全白画像を表示面に表示する。
【０１４８】
ステップＳＰ２において、液晶表示装置１は、バックライト９を所定のパターンで点滅させることにより、ガンマデータの測定のためのコマンド要求を、光信号として調整装置４２に送信する。コマンド要求は、光学送受信装置４３によって受信され、調整装置４２に受け渡される。
【０１４９】
ステップＳＰ３において、調整装置４２は、ガンマデータの測定のための所定のコマンドを、光信号として、光学送受信装置４３を介して液晶表示装置１に送信する。例えば、表示すべき画面のパターンや、その画面の表示時間等が、コマンドとして液晶表示装置１に送信される。コマンドは、表示面を介して液晶表示パネル１８の内部に入射され、光センサ１０によって受信される。
【０１５０】
ステップＳＰ４において、液晶表示装置１は、受信したコマンドに従って、所定の画面を表示面に表示する。
【０１５１】
ステップＳＰ５において、液晶表示装置１は、バックライト９を所定のパターンで点滅させることにより、所定の画面の表示を完了した旨の通知を、光信号として調整装置４２に送信する。この通知は、光学送受信装置４３によって受信され、調整装置４２に受け渡される。
【０１５２】
ステップＳＰ６において、調整装置４２は、表示面に表示されている画面の輝度を、輝度計測装置４４によって計測する。
【０１５３】
ステップＳＰ７において、調整装置４２は、輝度の計測が完了した旨の通知を、光信号として、光学送受信装置４３を介して液晶表示装置１に送信する。この通知は、表示面を介して液晶表示パネル１８の内部に入射され、光センサ１０によって受信される。なお、ステップＳＰ６の後、ガンマデータの測定のための次の画面を液晶表示装置１に表示させて輝度を測定するために、ステップＳＰ３〜ＳＰ６が繰り返し実行されてもよい。
【０１５４】
ステップＳＰ８において、液晶表示装置１は、調整モードを解除する。また、ステップＳＰ９において、調整装置４２は、ステップＳＰ６で計測した輝度を用いて、ガンマデータの測定のための次の処理へ移行する。
【０１５５】
なお、光通信の方式としては、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）による赤外線通信規格に準じた通信方式等が使用される。
【０１５６】
また、製造ラインにおけるデータ設定のために外部の設定装置から液晶表示装置１に送られるデータとしては、ホワイトポイントやガンマデータを調整するためのテストパターン選択データ、色や動作モードに関する設定パラメータ、積算動作時間のリセット命令、製品のシリアル番号等がある。
【０１５７】
このように本実施の形態１７に係る液晶表示装置によれば、バックライト９を送信装置として用い、光センサ１０を受信装置として用いることで、液晶表示装置１自身を通信装置として使用する。従って、外部の調整装置４２との通信を実現するにあたり、液晶表示装置１とは別の通信手段を準備する必要がないため、システム構成の簡略化を図ることができる。
【０１５８】
また、製造ラインにおいて液晶表示装置１のデータ設定を行うにあたり、液晶表示装置１と外部の設定装置との間で信号ケーブルを抜き差しする必要がないため、作業時間の短縮を図ることができる。
【０１５９】
実施の形態１８．
図４２は、本発明の実施の形態１８に係る液晶表示装置と外部装置との間で通信が行われている状況を示す模式図である。液晶表示装置１は、光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂとを備えている。調整装置４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、それぞれ光学送受信装置４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを備えている。光センサ１０Ｒ及びバックライト９Ｒと、光学送受信装置４３Ｒとの間では、赤色に対応する波長の光信号によって、信号やデータが授受される。光センサ１０Ｇ及びバックライト９Ｇと、光学送受信装置４３Ｇとの間では、緑色に対応する波長の光信号によって、信号やデータが授受される。光センサ１０Ｂ及びバックライト９Ｂと、光学送受信装置４３Ｂとの間では、青色に対応する波長の光信号によって、信号やデータが授受される。
【０１６０】
調整装置４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、図４０に示した各種の測定、設定、調節を分担して、並列して実行する。
【０１６１】
このように本実施の形態１８に係る液晶表示装置によれば、バックライト９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを送信装置として用い、光センサ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを受信装置として用いることで、光の波長の違いを利用した多重通信を実現することができる。
【０１６２】
実施の形態１９．
図４３は、本発明の実施の形態１９に係る液晶表示装置と外部装置との間で通信が行われている状況を示す模式図である。外部の診断装置４５は、光学送受信装置４３を備えている。診断装置４５は、故障が発生している液晶表示装置１の診断を行うための、ＰＣ又は専用の診断装置である。
【０１６３】
液晶表示装置１が診断装置４５から受信する信号やデータとしては、例えば以下のものがある。
・故障原因を調査するために使用される、テストパターン選択情報やテストパターン画像データ
・不揮発性半導体メモリに記憶しておく各種パラメータ
・液晶表示装置１が自己診断を行う場合に、その自己診断を行う箇所等を指示するための各種情報
また、液晶表示装置１が診断装置４５に送信する信号やデータとしては、例えば以下のものがある。
・自己診断の診断結果
・不揮発性半導体メモリに記憶されている、累積稼働時間、型名コード、製造シリアル番号、バックライトの発光輝度等に関する基準値（製造時に記憶されている）、現在のバックライトの発光輝度
このように本実施の形態１９に係る液晶表示装置によれば、バックライト９を送信装置として用い、光センサ１０を受信装置として用いることで、液晶表示装置１自身を通信装置として使用する。従って、外部の診断装置４５との通信を実現するにあたり、液晶表示装置１とは別の通信手段を準備する必要がないため、システム構成の簡略化を図ることができる。
【０１６４】
実施の形態２０．
図４４は、本発明の実施の形態２０に係る液晶表示装置と外部装置との間で通信が行われている状況を示す模式図である。本実施の形態２０では、故障が発生していない液晶表示装置１Ｙを図４３に示した光学送受信装置４３として用いることにより、液晶表示装置１Ｘの故障を診断装置４６によって診断する。液晶表示装置１Ｙは、図３８に示したＤＤＣコントローラ３９経由で、あるいは図３９に示したＵＳＢコントローラ４０経由で、診断装置４６に接続されている。
【０１６５】
液晶表示装置１Ｘ，１Ｙは、バックライト９Ｘ，９Ｙを送信装置として用い、光センサ１０Ｘ，１０Ｙを受信装置として用いることで、双方向の通信を実現している。
【０１６６】
液晶表示装置１Ｘは、ボタン４１Ｘの操作によって、故障診断モードに移行する。故障診断モードに移行すると、まず、液晶表示装置１は、表示面３Ｘに全白画像を表示できるか否かについて自己確認を行う。バックライト９Ｘを点灯させた状態で、全白画像に相当する画像データ（全画素が最高階調）に基づいて画像を表示し、その時に光センサ１０Ｘが検出する表示面３Ｘからの反射光の強度に基づいて、全白画像を表示できるか否かを確認することができる。
【０１６７】
液晶表示装置１Ｘが表示面３Ｘに全白画像を表示できる場合には、表示面３Ｘ，３Ｙが対面するように液晶表示装置１Ｘ，１Ｙを向き合わせる。そして、表示面３Ｘ，３Ｙに全白画像をそれぞれ表示させた状態で、バックライト９Ｘ，９Ｙを送信装置として用い、光センサ１０Ｘ，１０Ｙを受信装置として用いて、故障診断に用いる信号やデータを双方向に通信し合う。光センサ１０Ｙは、表示面３Ｘの輝度を測定することもできる。診断結果は、診断装置４６によって記録される。あるいは、診断装置４６をネットワークに接続することにより、液晶表示装置１に関する診断結果を、ネットワークに接続された他の診断装置へ送信してもよい。
【０１６８】
一方、液晶表示装置１Ｘが表示面３Ｘに全白画像を表示できない場合には、以下のように取り扱う。パネルがノーマリホワイト（パネルの電源を落とした場合に表示面が透過モードとなる状態）の場合は、図１に示した主制御部７の制御により、パネルに供給する電源を落とす。これにより、表示面３Ｘに全白画像が表示された状態を作り出すことができるため、液晶表示装置１Ｙとの間で通信を行うことができる。
【０１６９】
図４５は、表示面３Ｘの輝度が約１０ルクスの場合に、光センサ１０Ｙによって検出される光の強度を示すグラフである。遮光ラインＱは、表示面３Ｘの全面を遮光のための蓋で覆った場合に、光センサ１０Ｙによって検出される光の強度を示している。バックライト９Ｘから発せられた光を、光センサ１０Ｙによって十分に検出できることが分かる。
【０１７０】
パネルがノーマリブラック（パネルの電源を落とした場合に表示面が非透過モードとなる状態）の場合は、表示面３Ｘ，３Ｙを可能な限り近付けて、液晶表示装置１Ｘ，１Ｙを互いに向き合わせる。表示面３Ｙには全白画像を表示する。
【０１７１】
図４６は、液晶表示装置１Ｘのパネルがノーマリブラックの状態でバックライト９Ｘを点灯した場合に、光センサ１０Ｙによって検出される光の強度を示すグラフである。検出波形と遮光ラインＱとの差が、表示面３Ｘから漏れてくる光の強度である。一般的に液晶表示装置の画面輝度は１５０ｃｄ／ｍ^２を超えるため、表示面３Ｘから漏れてくる光の強度は十分に高い。液晶表示装置１Ｘは、表示面３Ｘから漏れてくる光を利用して、液晶表示装置１Ｙとの間で通信を行う。
【０１７２】
このように本実施の形態２０に係る液晶表示装置によれば、故障が発生していない液晶表示装置１Ｙを、図４３に示した光学送受信装置４３として用いることにより、特別な光学送受信装置４３を用いることなく、液晶表示装置１Ｘの故障診断を行うことができる。
【０１７３】
実施の形態２１．
図４７は、液晶表示装置における画素の等価回路図であり、図４８は、フレーム反転駆動における電圧の変化を示す図である。図４８を参照して、表示電極の電圧Ｖｐは、共通電極の電圧（コモン電圧）Ｖｃｏｍを中心として反転駆動される。コモン電圧Ｖｃｏｍの電圧値がずれると、連続する２つのフレーム期間において画面輝度が異なってしまうため、フリッカが発生する。そこで、本実施の形態２１では、液晶表示装置１においてコモン電圧Ｖｃｏｍを適切に設定する方法について説明する。
【０１７４】
図４９は、本発明の実施の形態２１に係るコモン電圧設定方法を説明するための側面図である。まず、液晶表示パネル１８の表示面に対面させて、鏡４７を平行に配置する。次に、バックライト９を点灯し、所定の画像が表示面に表示された状態で、表示電極を反転駆動する。所定の画像としては、フリッカを目立ちやすくするために、中間階調（２５６階調の場合は１２８階調）の画像を用いるのが望ましい。表示面から照射された光は鏡４７によって反射され、表示面４７を介して再び液晶表示パネル１８内に入射されてくる。液晶表示パネル１８内に入射されてきた光の強度を、光センサ１０によって検出する。連続する２つのフレーム期間で光センサ１０の検出値の差が最も小さくなるように、コモン電圧Ｖｃｏｍが設定される。
【０１７５】
このように本実施の形態２１に係るコモン電圧設定方法によれば、非常に簡単な構成及び方法により、コモン電圧Ｖｃｏｍを適切に設定することができる。
【０１７６】
【発明の効果】
第１の発明に係る液晶表示装置によれば、製品の前面に受光用の窓を設ける必要がないため、窓を形成するための無駄な領域が必要となったり、製品のデザインが制約を受けるという問題を解決することができる。
【０１７７】
第２の発明に係る液晶表示装置によれば、全白画像が表示されることに起因して観察者が感じる違和感を、完全に解消することができる。
【０１７８】
第３の発明に係る液晶表示装置のコモン電圧設定方法によれば、非常に簡単な構成及び方法により、コモン電圧を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理部の第１の構成を示すブロック図である。
【図３】画像処理部の第２の構成を示すブロック図である。
【図４】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】パネル部の第１の構造を示す図である。
【図６】パネル部の第２の構造を示す図である。
【図７】パネル部の第３の構造を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図１１】光センサによる検出結果を示すグラフである。
【図１２】制御基板の構造を示すブロック図である。
【図１３】検出部による商用電源の周波数及び位相の検出方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の動作を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図１７】単色のバックライトが採用されている場合を想定して、本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図１８】三色のバックライトが採用されている場合を想定して、本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図１９】本発明の実施の形態８に係る光センサの構成を示す上面図である。
【図２０】フィルタが透過する光の波長の範囲を示すグラフである。
【図２１】実施の形態１を基礎として、本発明の実施の形態９に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図２２】実施の形態２を基礎として、本発明の実施の形態９に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図２３】ガンマ補正が実施されない場合の、階調と透過率との関係を示すグラフである。
【図２４】ガンマ補正が実施された場合の、階調と透過率との関係を示すグラフである。
【図２５】本発明の実施の形態１０に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図２６】画像が表示されている場合の各画素の階調を示す図である。
【図２７】各画素に対応する補正係数を示す図である。
【図２８】補正係数の決定方法を説明するための図である。
【図２９】本発明の実施の形態１２に係る補正係数の決定方法を説明するための図である。
【図３０】各領域に対応する補正係数を示す図である。
【図３１】補正係数の決定方法を説明するための図である。
【図３２】液晶表示パネルが三色のカラーフィルタを備えている場合における、各画素の階調を示す図である。
【図３３】本発明の実施の形態１４に係る液晶表示装置の第１の動作例を説明するための模式図である。
【図３４】本発明の実施の形態１４に係る液晶表示装置の第２の動作例を説明するための模式図である。
【図３５】本発明の実施の形態１４に係る液晶表示装置の第３の動作例を説明するための模式図である。
【図３６】実験結果を示したグラフである。
【図３７】本発明の実施の形態１５に係る液晶表示装置の動作を説明するための模式図である。
【図３８】本発明の実施の形態１６に係る液晶表示装置の第１の構成を示すブロック図である。
【図３９】本発明の実施の形態１６に係る液晶表示装置の第２の構成を示すブロック図である。
【図４０】本発明の実施の形態１７に係る液晶表示装置と外部装置との間で通信が行われている状況を示す模式図である。
【図４１】動作を説明するためのフローチャートである。
【図４２】本発明の実施の形態１８に係る液晶表示装置と外部装置との間で通信が行われている状況を示す模式図である。
【図４３】本発明の実施の形態１９に係る液晶表示装置と外部装置との間で通信が行われている状況を示す模式図である。
【図４４】本発明の実施の形態２０に係る液晶表示装置と外部装置との間で通信が行われている状況を示す模式図である。
【図４５】表示面の輝度が約１０ルクスの場合に、光センサによって検出される光の強度を示すグラフである。
【図４６】液晶表示装置のパネルがノーマリブラックの状態でバックライトを点灯した場合に、光センサによって検出される光の強度を示すグラフである。
【図４７】液晶表示装置における画素の等価回路図である。
【図４８】フレーム反転駆動における電圧の変化を示す図である。
【図４９】本発明の実施の形態２１に係るコモン電圧設定方法を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置、９ バックライト、１０，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ 光センサ、１８ 液晶表示パネル、１９ 導光板、２２ ＬＥＤ、２４ 検出部、３８ インデックス検出部、４２，４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ 調整装置、４３，４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ 光学送受信装置、４４ 輝度計測装置、４５ 診断装置、４７ 鏡。

Claims (24)

1. 表示面を有する液晶表示パネルと、
   前記表示面の裏面側に配設された光センサと、
   前記表示面を照明するバックライトと
   を備え、
   前記バックライトが消灯されるとともに、液晶の光透過率が最大となる第１の画像が前記表示面に表示された第１の状態で、前記光センサは、パネル外部から前記表示面を介して入射されてきた光を検出する、液晶表示装置。
2. 前記第１の状態において、前記第１の画像は前記表示面の全面に表示されており、
   前記光センサは、前記表示面の周辺における外部光の強度を検出し、
   前記光センサによる検出結果に基づいて、前記表示面の輝度が調整される、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記外部光の前記強度は、商用電源の電圧変化に同期して変動し、
   前記商用電源の周波数及び位相を検出する検出部をさらに備え、
   前記検出部による検出結果に基づいて、前記光センサは、前記外部光の前記強度が最大となるタイミングで、前記外部光の前記強度を検出する、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記光センサは、検出できる光の波長の範囲が互いに異なる複数の光センサを有しており、
   前記液晶表パネルは、透過する光の波長の範囲が互いに異なる複数のカラーフィルタを有しており、
   前記光センサによる前記外部光の前記強度の検出は、各色ごとに行われる、請求項２又は３に記載の液晶表示装置。
5. 前記光センサは、さらに、前記バックライトが点灯されるとともに、前記液晶の前記光透過率が最小となる第２の画像が前記表示面の全面に表示された第２の状態で、前記バックライトから発せられた光を検出する、請求項２〜４のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
6. 前記光センサは、さらに、前記バックライトが消灯されるとともに、前記第２の画像が前記表示面の全面に表示された第３の状態で、前記表示面から漏れてくる前記外部光を検出し、
   前記第２の状態での前記光センサによる検出結果と、前記第３の状態での前記光センサによる検出結果とに基づいて、前記バックライトの発光輝度が算出される、請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記バックライトは、発光色が互いに異なる複数のバックライトを有しており、
   前記第２の状態における前記光センサによる前記光の検出は、前記複数のバックライトの各々ごとに行われる、請求項５又は６に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１及び第２の画像は、前記第１及び第２の画像が表示されていることを前記表示面の観察者が感知できない程度の時間及び頻度で表示される、請求項２〜７のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
9. 前記第１及び第２の画像は、前記液晶表示装置の通常の動作において前記表示面に画像が表示されていない期間内に表示される、請求項２〜７のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
10. 前記第１の状態において、前記第１の画像に対応する第１の部分画像が、前記表示面の第１部分に表示されており、前記表示面のうち前記第１の部分画像が表示されていない第２部分には、前記液晶の前記光透過率が最小となる第２の部分画像が表示されており、
    前記光センサは、前記パネル外部から前記第１部分を介して入射されてきた光を検出する、請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記第１の部分画像が前記表示面の第１箇所に表示されている一の画像と、前記第１の部分画像が前記表示面の第２箇所に表示されている他の画像とが、異なるフレーム期間において前記表示面に表示される、請求項１０に記載の液晶表示装置。
12. 前記光センサは、検出できる光の波長の範囲が互いに異なる、少なくとも第１及び第２の光センサを有しており、
    前記液晶表パネルは、透過する光の波長の範囲が互いに異なる複数のカラーフィルタを有しており、
    前記第１の状態において、前記第１の画像に対応する第１の部分画像が、前記表示面の第１部分に第１の色で表示されるとともに、前記表示面の第２部分に第２の色で表示されており、前記表示面のうち前記第１の部分画像が表示されていない第３部分には、第２の部分画像が第３の色で表示されており、
    前記第１の光センサは、前記パネル外部から前記第１部分を介して入射されてきた、前記第１の色に対応する波長の光を検出し、
    前記第２の光センサは、前記パネル外部から前記第２部分を介して入射されてきた、前記第２の色に対応する波長の光を検出する、請求項１に記載の液晶表示装置。
13. 前記液晶表パネルは、透過する光の波長の範囲が互いに異なる複数のカラーフィルタを有しており、
    前記第１の状態及び前記バックライトが点灯されている第２の状態において、前記第１の画像に対応する第１の部分画像が、前記表示面の第１部分に第１の色で表示されており、前記表示面のうち前記第１の部分画像が表示されていない第２部分には、第２の部分画像が第２の色で表示されており、
    前記光センサは、前記パネル外部から前記第１部分を介して入射されてきた、前記第１の色に対応する波長の光を検出する、請求項１に記載の液晶表示装置。
14. 前記液晶表示装置は、前記第１の部分画像のサイズ、表示位置、及び色のうちの少なくとも一つを指定するインデックスが重畳された画像信号を装置外部から受け取り、前記インデックスに基づいて、前記第１の部分画像を表示する、請求項１０〜１３のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
15. 前記第１の状態において、
    前記第１の画像は前記表示面の全面に表示されており、
    前記光センサは、光学送受信装置を有する外部装置から前記表示面を介して入射されてきた光信号を検出し、
    前記バックライトから発せられた光信号は、前記表示面を介して前記外部装置によって受信される、請求項１に記載の液晶表示装置。
16. 前記光センサは、検出できる光の波長の範囲が互いに異なる複数の光センサを有しており、
    前記バックライトは、発光色が互いに異なる複数のバックライトを有している、請求項１５に記載の液晶表示装置。
17. 複数の画素が配列された表示面を有する液晶表示パネルと、
    前記表示面の裏面側に配設された光センサと、
    前記表示面を照明するバックライトと、
    所定の演算を実行する演算部と
    を備え、
    前記バックライトが消灯されるとともに、前記表示面に任意の画像が表示された状態で、前記光センサは、パネル外部から前記表示面を介して入射されてきた第１の外部光の強度を検出し、
    前記演算部は、前記任意の画像の階調データと、前記光センサによって検出された前記第１の外部光の前記強度とに基づいて、前記バックライトが消灯されるとともに、液晶の光透過率が最大となる画像が前記表示面の全面に表示されたと仮定した場合に、前記パネル外部から前記表示面を介して入射され、前記光センサによって検出されるであろう第２の外部光の強度を算出し、
    前記演算部によって算出された前記第２の外部光の前記強度に基づいて、前記表示面の輝度が調整される、液晶表示装置。
18. 前記演算部は、
    前記表示面に前記任意の画像が表示されている場合の前記複数の画素の全ての階調データの総和を、全画素数で除算することにより、前記任意の画像の前記階調データを算出し、
    前記総和を求めるにあたり、前記複数の画素の各々の階調データに、前記表示面内における各画素の位置に応じた補正係数を乗じる、請求項１７に記載の液晶表示装置。
19. 前記表示面が所定個数の領域に分割され、同じ前記領域に属する複数の画素に関しては、同じ値の前記補正係数が用いられる、請求項１８に記載の液晶表示装置。
20. 前記所定個数の領域には、互いに隣接する第１及び第２の領域が含まれ、
    前記第１の領域に関する第１の補正係数の値と、前記第２の領域に関する第２の補正係数の値とが大きく異なる場合、前記演算部は、線形補間によって前記第１及び第２の補正係数の値を修正する、請求項１９に記載の液晶表示装置。
21. 前記液晶表パネルは、透過する光の波長の範囲が互いに異なる複数のカラーフィルタを有しており、
    前記補正係数は各色ごとに準備される、請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
22. 前記バックライトから発せられた光を前記表示面に導く導光板をさらに備え、
    前記光センサは、前記導光板に取り付けられている、請求項１〜２１のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
23. 前記バックライトは、複数の発光素子を有しており、
    前記光センサは、互いに隣接する前記発光素子同士の間に配設されている、請求項１〜２１のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
24. コモン電圧を中心として表示電極の電圧が反転駆動される液晶表示装置のコモン電圧設定方法であって、
    （ａ）表示面を有する液晶表示パネルと、前記表示面の裏面側に配設された光センサと、前記表示面を照明するバックライトとを備える液晶表示装置を準備する工程と、
    （ｂ）前記表示面に対面させて鏡を配置する工程と、
    （ｃ）所定の画像が前記表示面に表示された状態で前記表示電極を反転駆動しつつ、前記表示面から照射され、前記鏡によって反射され、前記表示面を介して入射されてきた光を、前記光センサによって検出する工程と、
    （ｄ）前記光センサによる検出結果に基づいて、前記コモン電圧を設定する工程と
    を備える、液晶表示装置のコモン電圧設定方法。

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