JP2007163872A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周囲の明るさに応じて、視野角特性を自動的に制御することができる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device capable of automatically controlling viewing angle characteristics according to ambient brightness.
LCD(液晶表示装置)、PDP、有機/無機ELなど様々な薄型の表示装置が実用化されている。これらの表示装置は、従来のCRTと比較し、単に小型、軽量化のみならず、低消費電力化に有効である。液晶表示装置は、テレビやビデオなどのほか、モニター、ワープロ、パーソナルコンピュータなどのOA機器に広く用いられている。 Various thin display devices such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP, and organic / inorganic EL have been put into practical use. These display devices are effective not only for reducing the size and weight but also for reducing the power consumption as compared with the conventional CRT. Liquid crystal display devices are widely used in office automation equipment such as monitors, word processors, personal computers, etc., in addition to television and video.
近年、液晶表示装置の高付加価値化が要望されており、その一例として映像を表示するための表示用液晶素子と、表示用液晶素子へ入射する光を制御するための制御用液晶素子とを備え、使用形態により任意に広視野角特性と狭視野角特性とを切り換えることができる液晶表示装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、映画などのコンテンツの視聴、就寝前の視聴などの際には、周囲を暗くして視聴することが想定されるが、周辺の明るさが通常視聴時より暗くなった場合であっても、表示画面の輝度が通常視聴時と変らないので、表示画面から出射した光のうち周囲の壁や床などに反射した拡散反射光成分が視聴者の眼に到達し、その結果、視聴者が表示画面を直視することによって得られる表示画面からの直視光成分以外の光によって、視聴者がある種の眩しい感覚を覚え、表示画面上のコントラスト感を十分に感じ難くなるという問題があった。また、周辺の反射光によって、視聴者が画面周辺に眩しさを感じやすくなる虞もある。このような状況で長時間視聴を継続していると人間の眼の老化を引き起こす要因にもなりかねない。 By the way, when viewing content such as movies and watching before going to bed, it is assumed that the surroundings are darkened, but even if the surrounding brightness is darker than normal viewing Because the brightness of the display screen does not change from that during normal viewing, diffused light components reflected from the surrounding walls and floors of the light emitted from the display screen reach the viewer's eyes. There is a problem in that the viewer remembers a certain dazzling sensation by light other than the direct light component from the display screen obtained by looking directly at the display screen, and makes it difficult to sufficiently feel the contrast on the display screen. In addition, the reflected light around the viewer may make it easier for viewers to feel glare around the screen. If you keep watching for a long time in such a situation, it may be a factor that causes aging of human eyes.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、周囲の明るさを検出し、検出された明るさに応じて制御用液晶素子が表示用液晶素子へ入射する光を制御し、当該液晶表示装置の視野角特性を制御すること構成とすることにより、周辺の明るさが通常視聴時より暗くなった場合であっても、画面に対して視聴者が視聴する方向より外側方向への出射光の乱反射などによって生じるコントラスト感の低下を抑制することができる液晶表示装置の提供を目的とする。例えば、映画などのコンテンツの視聴、就寝前の視聴など、周囲を暗くして視聴している場合のように周囲の明るさが低い場合に視野角を狭くするように制御することにより、視聴者が画面周辺に眩しさを感じることを和らげることができる液晶表示装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, detects ambient brightness, controls light incident on a display liquid crystal element according to the detected brightness, and controls the liquid crystal. By adopting a configuration that controls the viewing angle characteristics of the display device, even if the surrounding brightness is darker than that during normal viewing, the screen is projected outward from the viewing direction. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can suppress a decrease in contrast caused by irregular reflection of incident light. For example, viewers can control the viewing angle to narrow when the surrounding brightness is low, such as when watching content such as movies or watching before going to bed, such as when watching with a dark surrounding. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can alleviate the feeling of glare around the screen.
また本発明は、制御用液晶素子の背面にバックライトを配置するとともに、映像信号の1フレーム当たりの平均輝度レベルを検出し、この平均輝度レベル及び周囲の明るさに応じてバックライトの輝度を制御する構成とすることにより、暗い環境において視聴者が長時間視聴を継続した場合であっても、視聴者の疲労感を抑制することができる液晶表示装置の提供を目的とする。例えば、映画を視聴している場合のように周辺の照度が低く、かつ平均輝度レベルが低い場合にバックライトの輝度を高くすることにより、中間階調又は低階調のダイナミックレンジが広がり、より良い視聴状態を視聴者に供することができる液晶表示装置の提供を目的とする。 In the present invention, a backlight is disposed on the back surface of the control liquid crystal element, and an average luminance level per frame of the video signal is detected, and the luminance of the backlight is adjusted according to the average luminance level and the surrounding brightness. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of suppressing the viewer's fatigue even when the viewer continues to watch for a long time in a dark environment. For example, when the ambient illuminance is low and the average luminance level is low, such as when watching a movie, increasing the backlight luminance increases the dynamic range of the intermediate gradation or low gradation. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can provide a viewer with a good viewing state.
本発明に係る液晶表示装置は、映像を表示するための表示用液晶素子と、前記表示用液晶素子へ入射する光を制御するための制御用液晶素子とを備える液晶表示装置において、周囲の明るさを検出するための検出手段を有し、該検出手段にて検出された明るさに応じて、前記制御用液晶素子が前記表示用液晶素子へ入射する光を制御することにより当該液晶表示装置の視野角特性を制御することを特徴とする。 A liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device including a display liquid crystal element for displaying an image and a control liquid crystal element for controlling light incident on the display liquid crystal element. The liquid crystal display device by detecting light incident on the display liquid crystal element according to the brightness detected by the detection means. It is characterized by controlling the viewing angle characteristics.
本発明にあっては、周囲の明るさを検出し、検出された明るさに応じて制御用液晶素子が表示用液晶素子へ入射する光を制御することにより当該液晶表示装置の視野角特性を制御する。これにより、液晶表示装置が設置されている照明などの環境に応じて自動的に当該液晶表示装置の視野角特性を変更することができる。 In the present invention, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device are controlled by detecting the ambient brightness and controlling the light incident on the display liquid crystal element by the control liquid crystal element in accordance with the detected brightness. Control. Thereby, the viewing angle characteristic of the liquid crystal display device can be automatically changed according to the environment such as illumination in which the liquid crystal display device is installed.
本発明に係る液晶表示装置は、前記表示用液晶素子及び前記制御用液晶素子は、対向する基板間に液晶物質が封入された構造を有し、前記基板間に印加する電圧によって前記基板間に封入された液晶物質の捻れ構造を制御されるようになしてあり、前記検出手段にて検出された明るさに応じた印加電圧を前記制御用液晶素子に供給することによって当該液晶表示装置の視野角特性を制御することを特徴とする。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the display liquid crystal element and the control liquid crystal element have a structure in which a liquid crystal substance is sealed between opposing substrates, and a voltage applied between the substrates causes a gap between the substrates. The twisted structure of the encapsulated liquid crystal material is controlled, and the field of view of the liquid crystal display device is supplied by supplying an applied voltage corresponding to the brightness detected by the detecting means to the control liquid crystal element. It is characterized by controlling angular characteristics.
本発明にあっては、表示用液晶素子及び制御用液晶素子が、対向する基板間に液晶物質が封入された構造をしている場合、基板間に印加する電圧を変更することによって液晶物質の捻れ構造を制御することができるので、検出された明るさに応じて制御用液晶素子に印加する電圧を変更することにより、表示用液晶素子へ入射する光を制御して当該液晶表示装置の視野角特性を変更することができる。 In the present invention, when the display liquid crystal element and the control liquid crystal element have a structure in which a liquid crystal substance is sealed between opposing substrates, the voltage applied between the substrates is changed to change the liquid crystal substance. Since the twisted structure can be controlled, the light applied to the display liquid crystal element is controlled by changing the voltage applied to the control liquid crystal element in accordance with the detected brightness, so that the field of view of the liquid crystal display device can be controlled. The angular characteristic can be changed.
本発明に係る液晶表示装置は、前記検出手段にて検出した明るさが基準値以下である場合に当該液晶表示装置の視野角を狭くするように制御することを特徴とする。 The liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that when the brightness detected by the detection means is below a reference value, the liquid crystal display device is controlled to narrow the viewing angle.
本発明にあっては、検出した明るさが基準値以下である場合に当該液晶表示装置の視野角を狭くする。これにより、映画などのコンテンツの視聴、就寝前の視聴など、周囲を暗くして視聴した場合、液晶表示装置の視野角が狭くなることから、表示画面から出射した光の壁や床などによる反射量を減少させ、従来のようなコントラスト感の低下を抑制することができる。この結果、反射光によって、視聴者が画面周辺に眩しさを感じることを和らげることができる。 In the present invention, when the detected brightness is below the reference value, the viewing angle of the liquid crystal display device is narrowed. As a result, the viewing angle of the liquid crystal display device is narrowed when the surroundings are viewed darkly, such as when viewing content such as movies or viewing before going to bed, so reflection of light emitted from the display screen by the walls or floor It is possible to reduce the amount and suppress the decrease in contrast feeling as in the prior art. As a result, it is possible to reduce the viewer's feeling of glare around the screen by the reflected light.
本発明に係る液晶表示装置は、周囲の明るさに関する情報と、該明るさに対して設定すべき視野角に関する情報とが関連付けられた情報を記憶するための記憶部をさらに備え、前記検出手段にて検出した明るさに関する情報に対応する視野角に関する情報を前記記憶部から読み出し、読み出された視野角に関する情報に応じた視野角特性をもたらすように前記制御用液晶素子を制御することを特徴とする。 The liquid crystal display device according to the present invention further includes a storage unit for storing information relating to ambient brightness and information relating to information relating to a viewing angle to be set for the brightness, and the detection means Reading the information on the viewing angle corresponding to the information on the brightness detected in the step from the storage unit, and controlling the control liquid crystal element so as to provide a viewing angle characteristic according to the read information on the viewing angle Features.
本発明にあっては、周囲の明るさに関する情報と、その明るさに対して設定すべき視野角に関する情報とが関連付けられた情報(視野角情報)を記憶部に記憶しておく。そして、検出した明るさに関する情報に対応する視野角に関する情報を記憶部から読み出す。そして、読み出された視野角に関する情報に応じて制御用液晶素子を制御して設定すべき視野角特性にする。これにより、視野角情報を予め記憶部に記憶しておくことにより、容易に視野角を変更することができる。また、視聴者が視野角情報を適宜変更することによって、各視聴者の好みの視野角を容易に設定することができる。 In the present invention, information (viewing angle information) in which information related to ambient brightness and information related to the viewing angle to be set for the brightness is associated is stored in the storage unit. And the information regarding the viewing angle corresponding to the information regarding the detected brightness is read from a memory | storage part. Then, the control liquid crystal element is controlled according to the read information regarding the viewing angle to obtain a viewing angle characteristic to be set. Thus, the viewing angle can be easily changed by storing the viewing angle information in the storage unit in advance. In addition, the viewer can easily set the viewing angle preferred by each viewer by appropriately changing the viewing angle information.
本発明に係る液晶表示装置は、前記制御用液晶素子の背面から光を照射するバックライトと、映像信号の1フレーム当たりの平均輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段とを備え、前記検出手段にて検出された明るさ及び前記輝度レベル検出手段にて検出された平均輝度レベルに応じて、前記バックライトの輝度を制御することを特徴とする。 The liquid crystal display device according to the present invention includes a backlight that emits light from the back surface of the control liquid crystal element, and a luminance level detection unit that detects an average luminance level per frame of the video signal. The brightness of the backlight is controlled according to the brightness detected in this way and the average brightness level detected by the brightness level detecting means.
本発明にあっては、制御用液晶素子の背面にバックライトを配置し、制御用液晶素子の背面から光を照射する場合、検出された明るさに加えて、映像信号の1フレーム当たりの平均輝度レベルを検出し、この平均輝度レベルに応じてバックライトの輝度を制御する。これにより、液晶表示装置が設置されている照明などの環境、視聴している映像の種類に応じて自動的にバックライトの輝度を変更することができる。したがって、暗い環境において視聴者が長時間視聴を継続した場合であっても、視聴者の疲労感を抑制することが可能となる。 In the present invention, when a backlight is disposed on the back side of the control liquid crystal element and light is emitted from the back side of the control liquid crystal element, in addition to the detected brightness, the average per video signal frame The luminance level is detected, and the luminance of the backlight is controlled according to the average luminance level. Thereby, the brightness | luminance of a backlight can be automatically changed according to environments, such as illumination in which the liquid crystal display device is installed, and the kind of image | video currently viewed. Therefore, even when the viewer continues to watch for a long time in a dark environment, the viewer's fatigue can be suppressed.
本発明に係る液晶表示装置は、前記検出手段にて検出した明るさが第1基準値以下であり、かつ前記輝度レベル検出手段にて検出された平均輝度レベルが第2基準値以下である場合、前記バックライトの輝度を高くするように制御することを特徴とする。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the brightness detected by the detecting means is not more than a first reference value, and the average brightness level detected by the brightness level detecting means is not more than a second reference value. The backlight is controlled to increase its brightness.
本発明にあっては、検出した周囲の明るさが第1基準値以下で、かつ平均輝度レベルが第2基準値以下である場合、バックライトの輝度を高くする。これにより、映画を視聴している場合のように周辺の照度が低く、かつ平均輝度レベルが低い場合には、バックライト輝度を高くすることにより、中間階調又は低階調のダイナミックレンジが広がり、より良い視聴状態を視聴者に提供することが可能になる。 In the present invention, when the detected ambient brightness is not more than the first reference value and the average brightness level is not more than the second reference value, the brightness of the backlight is increased. As a result, when the ambient illuminance is low and the average luminance level is low, such as when watching a movie, the dynamic range of the intermediate gradation or low gradation is expanded by increasing the backlight luminance. It becomes possible to provide the viewer with a better viewing state.
本発明によれば、周囲の明るさを検出し、検出された明るさに応じて制御用液晶素子が表示用液晶素子へ入射する光を制御することにより当該液晶表示装置の視野角特性を制御する構成としたので、液晶表示装置が設置されている照明などの環境に応じて自動的に当該液晶表示装置の視野角を変更することができる。 According to the present invention, the viewing angle characteristic of the liquid crystal display device is controlled by detecting ambient brightness and controlling the light incident on the display liquid crystal element by the control liquid crystal element in accordance with the detected brightness. Thus, the viewing angle of the liquid crystal display device can be automatically changed according to the environment such as illumination in which the liquid crystal display device is installed.
本発明によれば、表示用液晶素子及び制御用液晶素子が、対向する基板間に液晶物質が封入された構造をしている場合、検出された明るさに応じて制御用液晶素子の基板間に印加する電圧を変更することにより液晶物質の捻れ構造を制御する構成としたので、表示用液晶素子へ入射する光を制御して当該液晶表示装置の視野角を変更することができる。 According to the present invention, when the display liquid crystal element and the control liquid crystal element have a structure in which the liquid crystal material is sealed between the opposing substrates, the control liquid crystal element is disposed between the substrates according to the detected brightness. Since the twisted structure of the liquid crystal substance is controlled by changing the voltage applied to the liquid crystal, the viewing angle of the liquid crystal display device can be changed by controlling the light incident on the display liquid crystal element.
本発明によれば、検出した明るさが基準値以下である場合に当該液晶表示装置の視野角を狭くする構成としたので、映画などのコンテンツの視聴、就寝前の視聴など、周囲を暗くして視聴した場合、液晶表示装置の視野角が狭くなることから、表示画面から出射した光の壁や床などによる反射量を減少させ、従来のようなコントラスト感の低下を抑制することができる。この結果、反射光によって、視聴者が画面周辺に眩しさを感じることを和らげることができる。 According to the present invention, since the viewing angle of the liquid crystal display device is narrowed when the detected brightness is equal to or less than the reference value, the surroundings are darkened, such as watching content such as a movie or watching before going to bed. Since the viewing angle of the liquid crystal display device is narrowed when viewed, the amount of reflection of light emitted from the display screen due to the wall or floor can be reduced, and the conventional reduction in contrast can be suppressed. As a result, it is possible to reduce the viewer's feeling of glare around the screen by the reflected light.
本発明によれば、周囲の明るさに関する情報と、その明るさに対して設定すべき視野角に関する情報とが関連付けられた視野角情報を記憶部に記憶しておき、検出した明るさに関する情報に対応する視野角に関する情報を読み出すことによって、設定すべき視野角を決定する構成としたので、視野角情報を予め記憶部に記憶しておくことにより、容易に視野角を変更することができる。また、視聴者が視野角情報を適宜変更することによって、各視聴者の好みの視野角を容易に設定することができる。 According to the present invention, the viewing angle information in which the information about the ambient brightness and the information about the viewing angle to be set for the brightness are associated is stored in the storage unit, and the detected brightness information is stored. Since the viewing angle to be set is determined by reading the information regarding the viewing angle corresponding to the viewing angle, the viewing angle can be easily changed by storing the viewing angle information in the storage unit in advance. . In addition, the viewer can easily set the viewing angle preferred by each viewer by appropriately changing the viewing angle information.
本発明によれば、制御用液晶素子の背面にバックライトを配置し、検出された明るさに加えて、映像信号の1フレーム当たりの平均輝度レベルを検出し、この平均輝度レベルに応じてバックライトの輝度を制御する構成としたので、液晶表示装置が設置されている照明などの環境、視聴している映像の種類に応じて自動的にバックライトの輝度を変更することができる。したがって、暗い環境において視聴者が長時間視聴を継続した場合であっても、視聴者の疲労感を抑制することが可能となる。 According to the present invention, a backlight is disposed on the back surface of the control liquid crystal element, and an average luminance level per frame of the video signal is detected in addition to the detected brightness, and the backlight is determined according to the average luminance level. Since the brightness of the light is controlled, the brightness of the backlight can be automatically changed according to the environment such as illumination in which the liquid crystal display device is installed and the type of video being viewed. Therefore, even when the viewer continues to watch for a long time in a dark environment, the viewer's fatigue can be suppressed.
本発明によれば、検出した周囲の明るさが第1基準値以下で、かつ平均輝度レベルが第2基準値以下である場合、バックライトの輝度を高くする構成としたので、映画を視聴している場合のように周辺の照度が低く、かつ平均輝度レベルが低い場合には、バックライト輝度を自動的に高くなって、中間階調又は低階調のダイナミックレンジが広がり、より良い視聴状態を視聴者に提供することが可能になる等、優れた効果を奏する。 According to the present invention, when the detected ambient brightness is equal to or lower than the first reference value and the average luminance level is equal to or lower than the second reference value, the backlight brightness is increased. When the surrounding illuminance is low and the average luminance level is low, the backlight luminance is automatically increased, and the dynamic range of the intermediate gradation or low gradation is expanded, so that the viewing state is better. It is possible to provide viewers with excellent effects.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
図1は本発明に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
本発明に係る液晶表示装置は、制御部10、記憶部11、操作部12、操作信号受信部13、光センサ14、チューナ部15、外部入力部16、セレクタ部17、デコーダ部18、映像信号処理部19、表示部20、スピーカ30を備えている。制御部10は、マイクロコントローラ(マイコン)から構成され、上述した各部を直接的又は間接的に制御し、内蔵するROMに格納された制御プログラムに従って種々の機能を果たす。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to the present invention.
The liquid crystal display device according to the present invention includes a
チューナ部15は、例えば放送中継基地の方向に向けて配置された図示しないアンテナに接続され、放送中継基地から送信された映像音声信号のうちの特定周波数帯域の映像音声信号を選択して復調する。現在、広く利用されている地上波の周波数帯域は、VHF帯の低域(90M〜108MHz)、VHF帯の高域(170M〜222MHz)、UHF帯(470M〜770MHz)であり、この周波数帯域から、視聴者によって指定された1チャネルの映像音声信号を選択してセレクタ部17へ出力する。もちろん、衛星放送、ケーブルテレビ放送などに対応したチューナであってもよい。なお、放送中継基地から送信される映像音声信号には最新の番組情報(以下、EPG信号)が重畳されているものとする。
The
外部入力部16には、例えばビデオ、DVDなどの再生機器が接続され、再生機器が出力した映像音声信号をセレクタ部17へ出力する。
For example, a playback device such as a video or a DVD is connected to the
セレクタ部17は、上述したチューナ部15及び外部入力部16に接続されており、チューナ部15又は外部入力部16から入力された映像音声信号のうちの一方を選択する機能を有し、選択した映像音声信号をデコーダ部18へ出力する。
The
デコーダ部18は、映像デコーダ18a、EPGデコーダ18b及び音声デコーダ18cを備えている。デコーダ部18は、セレクタ部17によって選択された映像音声信号を、映像信号、EPG信号及び音声信号に分離し、分離した映像信号、EPG信号及び音声信号を、映像デコーダ18a、EPGデコーダ18b及び音声デコーダ18cにそれぞれ与える。
The
映像デコーダ18aは、映像信号を復調して映像信号処理部19へ出力し、音声デコーダ18cは、音声信号を復調してスピーカ30へ出力する。また、映像音声信号には番組のチャネル、番組名、放送開始時間、放送終了時間、放送内容などを示すEPG信号が重畳されており、EPGデコーダ18bは、EPG信号を復号して映像信号処理部19へ出力する。なお、復号されたEPG信号から、放送中及び放送予定の番組を把握することができる。
The video decoder 18 a demodulates the video signal and outputs it to the video
映像信号処理部19は、映像デコーダ18aにて復号された映像信号と、EPGデコーダ18bにて復号されたEPG信号とを処理して、表示部20に表示すべき映像に係る信号を生成し、表示部20(表示用液晶素子21)へ出力する。また、映像信号処理部19は、映像信号の1フレーム当たりの平均輝度レベル(APL)を検出するAPL検出手段としても機能する。
The video
表示部20は、表示面側から見て、表示用液晶素子21、位相差制御用液晶素子22、バックライト23がこの順で配置された構成をしている。表示用液晶素子21(位相差制御用液晶素子22)は、図2に示すように、対向する基板211,212(221,222)間に、カイラル剤が添加された液晶物質(捻れ構造を有するTN(ツイスト・ネマティック)液晶)213(223)が封入されたTN型の液晶素子である。
The
TN型の液晶素子は、基板間に電圧が印加されない場合、液晶分子の配向に応じて、入射した光を旋光して出射するが、基板間に電圧が印加された場合、印加された電圧によって形成される電界方向に沿うように液晶分子が向きを変える。この液晶分子の特性を利用し、位相差制御用液晶素子22の光入射側に第1偏光板25を、表示用液晶素子21の光出射側に第2偏光板26を配置することによって出射光の強度を制御する。
When a voltage is not applied between the substrates, the TN liquid crystal element rotates and emits incident light according to the orientation of the liquid crystal molecules. However, when a voltage is applied between the substrates, The direction of the liquid crystal molecules changes along the direction of the electric field formed. By utilizing the characteristics of the liquid crystal molecules, the first
位相差制御用液晶素子22に電圧を印加しない場合(図2(a))、カイラル剤の影響によって位相差制御用の液晶分子223は捻れ配向構造を維持する。これにより、第1偏光板25の透過光成分Pは、Q1の偏光方向に変化する。さらに、表示用液晶素子21を透過することによってR1の偏光方向の光成分が多くなる。このように、表示用液晶素子21から出射する光の偏光方向が第2偏光板26の偏光方向Sと一致することから、コントラストが高くなる。
When no voltage is applied to the phase difference controlling liquid crystal element 22 (FIG. 2A), the phase difference controlling
一方、位相差制御用液晶素子22に電圧を印加した場合(図2(b))、印加電圧の影響によって位相差制御用の液晶分子223の捻れ配向構造が崩れる。これにより、第1偏光板25の透過光成分Pは、その偏光方向をあまり変えることなくQ2に変化する。さらに、表示用液晶素子21を透過することによってR2の偏光方向の光成分が多くなる。このように、表示用液晶素子21から出射する光の偏光方向が第2偏光板26の偏光方向Sと一致しないことから、コントラストが低くなる。
On the other hand, when a voltage is applied to the
以上、正面方向のコントラスト特性について説明したが、正面からずれた位置におけるコントラスト特性は、正面方向のコントラスト特性と正の関係を有することから、位相差制御用液晶素子22に電圧を印加した場合の正面からずれた位置におけるコントラスト特性は、印加しない場合と比べて低くなる。つまり、狭広視野角状態となる。このように、本発明の液晶表示装置においては位相差制御用液晶素子22に印加する電圧によって視野角を制御する。視野角は、表示部20に表示される映像を、正面からずれた位置でどの程度認識できるかの目安となる数値であって、ここでは、コントラストが10:1以上となる角度とする。
As described above, the contrast characteristic in the front direction has been described. Since the contrast characteristic at a position deviated from the front has a positive relationship with the contrast characteristic in the front direction, the voltage difference is applied to the
操作部12は、液晶表示装置本体に設けられ、主電源ボタン、入力切替ボタン、チャンネルボタン、音量ボタンなど、液晶表示装置の基本的な動作を操作するための各種の操作ボタンから構成される。各操作ボタンが押下されることによって操作信号が生成され、制御部10は、生成された操作信号に基づいて各部の制御を行なう。
The
操作信号受信部13は、遠隔操作部(リモコン)3から送信された操作信号を受信するためのものであり、この操作信号によっても、液晶表示装置の動作が操作される。このように本例の液晶表示装置は、液晶表示装置とは別体のリモコン3を用いて液晶表示装置を遠隔操作したり、液晶表示装置の本体に設けた操作部12によって液晶表示装置を操作したりする。
The operation
本発明の液晶表示装置に対応したリモコン3は、図3に示すように、メニューボタン3aを備えており、視聴者がメニューボタン3aを押下することによって、従来のフォーカス、Hポジション、Vポジションなどの初期設定のほかに、本発明に特徴的な、液晶表示装置の視野角を設定する視野角設定が選択できるようなメニュー画面を表示部20にOSD表示するようになっている。
As shown in FIG. 3, the
光センサ14は、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの汎用的な光検出素子を備える照度計などの検出手段であって、周囲の光の明るさ(照度)を検出する。光センサ14は、例えば、液晶表示装置のキャビネット上面又は背面に配置され、表示部20に表示される映像の光が光センサ14に入光しないようになっている。これは、光センサ14が周囲の明るさを検出するためのものであり、表示部20の光が光センサ14に入光して、周囲の明るさの検出精度が低下することを防止するためである。
The
本例においては、周囲の照度によって自動的に視野角を設定する明暗自動対応制御と、映像によって自動的に視野角を設定する映像自動対応制御とが選択できるようになっている。
明暗自動対応制御の場合、制御部10は、光センサ14で検出された照度と基準値とを比較し、照度が基準値以下である場合、液晶表示装置の視野角を狭くするようにする。一方、映像自動対応制御の場合、制御部10は、APL検出手段として機能する映像信号処理部19にて検出されたAPLと基準値とを比較し、APLが基準値以下である場合、液晶表示装置の視野角を狭くするようにする。本例の液晶表示装置における視野角は、位相差制御用液晶素子22に印加する電圧によって決定されるので、制御部10は、液晶表示装置の視野角が狭くなるように、位相差制御用液晶素子22に印加する電圧を規定する視野角制御信号SIG1を生成し、この視野角制御信号SIG1を位相差制御用液晶素子22に与えることによって視野角を変更する。
In this example, it is possible to select between automatic contrast control that automatically sets the viewing angle according to ambient illuminance and automatic video control that automatically sets the viewing angle based on video.
In the case of automatic contrast control, the
液晶素子は、PDP、FEDなどと異なり、自発光型の表示素子ではないので、位相差制御用液晶素子22の背面に、光源としての複数の放電管を有するバックライト23を配置する。バックライト用途としては、寿命が長く自然光に近い白色光が発光され、発生する熱が小さい冷陰極線放電管(CCFL)を用いる。なお、放電管の替わりに、発光ダイオードなどの光源を用いてもよい。
Unlike the PDP, FED, and the like, the liquid crystal element is not a self-luminous display element. Therefore, a
そして、制御部10は、光センサ14で検出された照度と基準値とを比較し、照度が基準値以下である場合、バックライト23の輝度を低くするようにする。バックライト23を構成する放電管の輝度は、印加する高周波信号のパルス高及び周波数によって決定されるので、制御部10は、バックライト23(放電管)に印加する高周波信号の周波数を規定する調光制御信号SIG2を生成し、この調光制御信号SIG2をバックライト23に与えることによってバックライト輝度を変更する。
Then, the
図4は本発明に係る液晶表示装置が行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、このような処理手順は、制御部10に内蔵したROMへ予め制御プログラムを組み込んでおくことにより行なうことができる。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure performed by the liquid crystal display device according to the present invention. Such a processing procedure can be performed by incorporating a control program in the ROM built in the
本例の液晶表示装置では、リモコン3のメニューボタン3aが押下されることによって、図5に示すようなメニュー画面を表示部20に表示する(ステップS1)。図5において、メニュー画面には、従来のフォーカス、Hポジション、Vポジションなどの初期設定60のほかに、本発明に特徴的な、液晶表示装置の視野角を設定する視野角設定61が選択できるようになしてある。
In the liquid crystal display device of this example, when the
制御部10は、メニュー画面において、視聴者によって視野角設定61が選択されたか否かを判定する(ステップS2)。視野角設定61が選択されなかった場合(S2:NO)、制御部10は処理をS2に戻す。一方、視野角設定61が選択された場合(S2:YES)、制御部10は、図6に示すような視野角設定画面を表示部20に表示する(ステップS3)。図6において、視野角設定画面には、周囲の照度によって自動的に視野角を設定する明暗自動対応制御71と、映像によって自動的に視野角を設定する映像自動対応制御72とが選択できるようになしてある。
The
そして、制御部10は、視野角設定画面において、視聴者によって明暗自動対応制御71が選択されたか否かを判定する(ステップS4)。S4において明暗自動対応制御71が選択されたと判定された場合(S4:YES)、制御部10は、周囲の照度が基準値以下の状態(以下、低照度状態という)である場合に、視野角が狭くなるように、位相差制御用液晶素子22へ印加する電圧を決定する(ステップS5)。なお、S5は、低照度状態における位相差制御用液晶素子22への印加電圧を決定しただけであって、位相差制御用液晶素子22への印加電圧を変更するステップではない。
Then, the
次に、制御部10は、光センサ14にて検出される照度が基準値以下であるか否かを判定し(ステップS6)、照度が基準値以下であると判定された場合(S6:YES)、S5にて決定された電圧を位相差制御用液晶素子22へ印加し、表示用液晶素子21(液晶表示装置)の視野角特性を狭視野角状態へ変更する(ステップS7)。一方、照度が基準値を越えると判定された場合(S6:NO)、制御部10は処理をS6に戻す。すなわち、照度が基準値を越えると判定された場合は、表示用液晶素子21の視野角特性は変更されることなく、広視野角状態を維持する。
Next, the
一方、S4において明暗自動対応制御71が選択されなかったと判定された場合(S4:NO)、制御部10は、視野角設定画面において、視聴者によって映像自動対応制御72が選択されたか否かを判定する(ステップS8)。S8において映像自動対応制御72が選択されたと判定された場合(S8:YES)、制御部10は、APLが基準値以下の状態(以下、低APL状態という)である場合に、視野角が狭くなるように、位相差制御用液晶素子22へ印加する電圧を決定する(ステップS9)。なお、S9は、S5と同様、低APL状態における位相差制御用液晶素子22への印加電圧を決定しただけであって、位相差制御用液晶素子22への印加電圧を変更するステップではない。
On the other hand, when it is determined in S4 that the
そして、制御部10は、映像信号処理部19にて検出されるAPLが基準値以下であるか否かを判定し(ステップS10)、APLが基準値以下であると判定された場合(S10:YES)、処理をS7へ移行し、S9にて決定された電圧を位相差制御用液晶素子22へ印加し、表示用液晶素子21の視野角特性を狭視野角状態へ変更する。一方、APLが基準値を越えると判定された場合(S10:NO)、制御部10は処理をS10に戻す。すなわち、APLが基準値を越えると判定された場合は、表示用液晶素子21の視野角特性は変更されることなく、広視野角状態を維持する。なお、S8において映像自動対応制御72が選択されなかったと判定された場合(S8:NO)、制御部10は、視野角を変更する必要がないと判断し、処理を終了する。
Then, the
上述したように、明暗自動対応制御71が選択された場合は、照度が基準値以下であるときに液晶表示装置の視野角特性が狭視野角状態に変更され、また、映像自動対応制御72が選択された場合は、APLが基準値以下であるときに液晶表示装置の視野角特性が狭視野角状態に変更される。したがって、暗い視聴環境において、表示部20からの出射光のうち、画面に対して視聴者が視聴する方向より外側方向への出射光の乱反射などによって生じる、コントラスト感の低下を抑制することができる。
As described above, when the
図7は周辺の照度に応じて表示画面の視野角特性が制御された様子を示す状態図である。
図7において、実線が通常状態におけるコントラスト曲線、一点鎖線が低照度状態におけるコントラスト曲線、二点鎖線が高照度状態におけるコントラスト曲線を、それぞれ示している。
周辺の照度が低くなるに従って視野角が狭くなるように視野角制御処理を行なうことによって、表示画面から広視野角方向への光量の発光成分が減少することから、液晶表示装置の周辺に存在する壁や床などに反射した拡散反射光成分を低減させることができる。したがって、低照度状態における眩しい感覚を視聴者に感じさせることを抑制することが可能になる。
FIG. 7 is a state diagram showing a state in which the viewing angle characteristics of the display screen are controlled in accordance with the surrounding illuminance.
In FIG. 7, the solid line shows the contrast curve in the normal state, the one-dot chain line shows the contrast curve in the low illuminance state, and the two-dot chain line shows the contrast curve in the high illuminance state.
By performing the viewing angle control process so that the viewing angle becomes narrower as the ambient illuminance decreases, the light emission component of the amount of light from the display screen in the wide viewing angle direction decreases, and therefore exists around the liquid crystal display device. Diffuse reflected light components reflected on walls and floors can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the viewer from feeling a dazzling feeling in a low illuminance state.
さらに、視野角制御処理に加えて、映画を視聴している場合のように周辺の照度が低く、かつAPLが低い場合には、バックライト輝度を高くしたり、低く変調制御することによって、特に中間階調の映像レベルを視聴者にとって最適な試聴状態で視聴できるようにすることが可能となる。つまり、図4では、周辺の照度とAPLとが独立した別要素として考え、周辺の照度、APLに応じて視野角を制御するようにしたが、周辺の照度及びAPLに応じて、視野角及びバックライト輝度を共に制御するようにしても良い。例えば、図8に示すように、制御部10は、光センサ14にて検出される照度が基準値以下であるか否かを判定し(ステップS21)、照度が基準値以下であると判定された場合(S21:YES)、視野角が狭くなるように位相差制御用液晶素子22へ印加する電圧を決定する(ステップS22)。さらに、制御部10は、映像信号処理部19にて検出されるAPLが基準値以下であるか否かを判定し(ステップS23)、APLが基準値以下であると判定された場合(S23:YES)、バックライト輝度が高くなるように設定する(ステップS24)。一方、APLが基準値を越えると判定された場合は(S23:NO)、S24を行なうことなく、すなわちバックライト輝度を変更することなく処理を終了する。このように、周辺の照度が低く、かつAPLが低い場合に、バックライト輝度を高くすることにより、中間階調又は低階調のダイナミックレンジが広がり、より良い視聴状態を視聴者に提供することが可能になる。
Furthermore, in addition to the viewing angle control process, when the ambient illuminance is low and the APL is low as in the case of watching a movie, by controlling the backlight brightness to be higher or lower, It becomes possible to view the intermediate gray level image level in a trial listening state that is optimal for the viewer. That is, in FIG. 4, the peripheral illuminance and APL are considered as separate elements, and the viewing angle is controlled according to the peripheral illuminance and APL. The backlight luminance may be controlled together. For example, as illustrated in FIG. 8, the
なお、図9に示すように、周囲の明るさ(照度)A1,A2,…と、その照度に対して設定すべき液晶表示装置の視野角B1,B2,…とが関連付けられた視野角情報11aを記憶部11(図1参照)に記憶しておき、例えば、光センサ14で検出された照度がA1(lx)であるとき、制御部10は、記憶部11にアクセスし、視野角情報11aを参照し、照度A1に対応する視野角B1(°)を読み出すことによって、液晶表示装置の視野角を変更するようにしても良い。視野角情報11aを予め記憶部11に記憶しておくことにより、容易に視野角を変更することができる。また、視聴者が視野角情報11aを適宜変更することによって、各視聴者の好みの視野角を容易に設定することができる。
As shown in FIG. 9, viewing angle information in which ambient brightness (illuminance) A1, A2,... Is associated with viewing angles B1, B2,. 11a is stored in the storage unit 11 (see FIG. 1). For example, when the illuminance detected by the
10 制御部
11 記憶部
11a 視野角情報
14 光センサ
19 映像信号処理部
20 表示部
21 表示用液晶素子
22 位相差制御用液晶素子
23 バックライト
25 第1偏光板
26 第2偏光板
SIG1 視野角制御信号
SIG2 調光制御信号
DESCRIPTION OF
Claims (6)
周囲の明るさを検出するための検出手段を有し、
該検出手段にて検出された明るさに応じて、前記制御用液晶素子が前記表示用液晶素子へ入射する光を制御することにより当該液晶表示装置の視野角特性を制御すること
を特徴とする液晶表示装置。 In a liquid crystal display device comprising a display liquid crystal element for displaying an image and a control liquid crystal element for controlling light incident on the display liquid crystal element,
Having detection means for detecting ambient brightness;
The viewing angle characteristic of the liquid crystal display device is controlled by controlling the light incident on the display liquid crystal element by the control liquid crystal element according to the brightness detected by the detecting means. Liquid crystal display device.
対向する基板間に液晶物質が封入された構造を有し、前記基板間に印加する電圧によって前記基板間に封入された液晶物質の捻れ構造を制御されるようになしてあり、
前記検出手段にて検出された明るさに応じた印加電圧を前記制御用液晶素子に供給することによって当該液晶表示装置の視野角特性を制御すること
を特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The display liquid crystal element and the control liquid crystal element are:
A structure in which a liquid crystal material is sealed between opposing substrates, and a twisted structure of the liquid crystal material sealed between the substrates is controlled by a voltage applied between the substrates;
2. The liquid crystal display according to claim 1, wherein a viewing angle characteristic of the liquid crystal display device is controlled by supplying an applied voltage corresponding to the brightness detected by the detection unit to the control liquid crystal element. apparatus.
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液晶表示装置。 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein when the brightness detected by the detection unit is equal to or lower than a reference value, the liquid crystal display device is controlled to narrow a viewing angle. 4.
前記検出手段にて検出した明るさに関する情報に対応する視野角に関する情報を前記記憶部から読み出し、
読み出された視野角に関する情報に応じた視野角特性をもたらすように前記制御用液晶素子を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の液晶表示装置。 A storage unit for storing information associated with information related to ambient brightness and information related to a viewing angle to be set for the brightness;
Read out information related to the viewing angle corresponding to the information related to brightness detected by the detecting means from the storage unit,
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control liquid crystal element is controlled so as to provide a viewing angle characteristic according to information on the read viewing angle.
映像信号の1フレーム当たりの平均輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と
を備え、
前記検出手段にて検出された明るさ及び前記輝度レベル検出手段にて検出された平均輝度レベルに応じて、前記バックライトの輝度を制御すること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の液晶表示装置。 A backlight that emits light from the back surface of the control liquid crystal element;
A luminance level detecting means for detecting an average luminance level per frame of the video signal;
The brightness of the backlight is controlled according to the brightness detected by the detection means and the average brightness level detected by the brightness level detection means. A liquid crystal display device according to any one of the above.
を特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。 When the brightness detected by the detection means is less than or equal to the first reference value and the average brightness level detected by the brightness level detection means is less than or equal to the second reference value, the brightness of the backlight is increased. It controls as follows. The liquid crystal display device of Claim 5 characterized by the above-mentioned.
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