JP2007232946A

JP2007232946A - 表示装置、撮像装置、プログラム、記録媒体

Info

Publication number: JP2007232946A
Application number: JP2006053248A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Ikebe; 慶一池辺
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】電池と太陽電池を並列接続することによる逆流防止の部品を付加することなく、液晶表示素子の視認性を向上する表示装置等を提供する。
【解決手段】液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背面より光を照射し、かつ、複数の光源から構成されるバックライトと、前記バックライトに主電源として電源を供給する第一の電源供給手段と、太陽電池の出力電流を電源とする第二の電源供給手段を有し、前記第一の電源供給手段は前記バックライトの複数の光源の一部に電源を供給し、前記第二の電源供給手段は前記バックライトの他の一部の光源に電源を供給する。
【選択図】図４

Description

本発明は、バックライトを備えた表示装置の照明方法に関するものである。

図１は一般的なデジタルカメラ１００の構成を示す一例である。図１において、被写体からレンズユニット１０１に入射した光は、撮像素子１０３上に像を形成する。撮像素子１０３では受光した光をその光電変換作用により、電気信号に変換される。シャッタ駆動回路１０４はシャッタ１０２を駆動して撮像素子１０３に入射する光の量・タイミングを制御しているが、このシャッタ駆動回路１０４のコントロールはシステムコントローラ１１０により行われる。また図１ではシャッタ１０２およびシャッタ駆動回路１０４を図示しているが、一般的な撮像素子が備える電子シャッタを併用する場合が多い。

次に、ここで光電変換された電気的な信号は、S/H回路１０５に入力される。S/H回路１０５でサンプルホールドされた信号から、各画素に対応したアナログ信号を得る。ここでサンプルホールドされた信号は、次にA/D回路１０６に入力されデジタル信号に変換される。このデジタル信号は画像データコントローラ１０８で補間処理や色処理、エッジ強調等の処理を行うとともに符号化される。この作業のために必要な、一時的な記憶場所として半導体のメモリ１０９を使用する。

システムを最適に動作させるために必要な設定値等のデータはEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)１１４に保存されており、システムコントローラ１１０が必要に応じてEEPROM１１４から読出し、各モジュールの設定や演算等に用いられている。操作スイッチ１１５はこのデジタルカメラ１００を操作する操作者がデジタルカメラ１００を操作するためのもので、レリーズスイッチや電源スイッチ、記録・再生動作の切換や光量変化手段等もこのスイッチに含まれている。デジタル信号は更に圧縮伸長回路１１１で符号化され、画像データとして画像記録メディア１１２に保存される。電源回路１１３は太陽電池、主電源などの電源からデジタルカメラ１００を構成する各部に電流を供給する。

撮像素子１０３、S/H回路１０５、A/D回路１０６、画像データコントローラ１０８はそれぞれが同期して動作する必要があり、それらを同期させるための信号はタイミングパルス発生回路１０７で生成され、それぞれに供給される。また、撮像中や撮像して保存された画像は、表示装置用のインタフェースであるLCD(Liquid Crystal Display)パネル１１６に送られ、LCD表示回路１１７において表示用の信号形式に変換されるとともに、LCDパネル１１６で表示する。

表示装置は多くの場合、安価で画素数の多いLCDが使われる。LCDそのものは発光しないため、背面から光を照射するバックライト１１８が併用される。バックライトは冷陰極管やLEDを使ったものがあるが、近年LEDを多数使用したものが増えている。

なお、図１に図示していないものの、デジタルカメラ１００は、上記各部の行う処理を統括的に制御するＣＰＵ(Central Processing Unit)と、当該ＣＰＵが中央処理制御を行うときに読み出すプログラムを格納する記録媒体としてのＲＯＭ(Read Only Memory)を有している。

LCDは消費電流が小さいため、携帯電話やデジタルカメラなど、電池を電源とする携帯機器に多く使用されているが、特に屋外で使用する場合、周囲が明るいとLCDの表示が見にくくなる欠点がある。これは図２に示すように、外部の強い光がLCDパネル１１６で反射したり、外部の光が直接目に入射することが原因である。特に屋外の太陽や室内でも蛍光灯などの光源の光がLCDパネル１１６に強く当たるような場合は、見にくくなる。

これに対し、LCDパネル１１６の周囲にセンサを設けてLCD周囲の明るさを測定し、明るさに応じてバックライト１１８の輝度を上げるなどが考えられるが、バックライト１１８の輝度を上げると、消費電流が増え、携帯機器で重視される使用可能時間が短くなる。またLCDパネル１１６の近傍に太陽電池を配し、太陽電池の出力電流をLCDパネル１１６の補助電源とする方法も提案されている。太陽電池の出力は、周囲が明るいほど大きくなることから効果があるが、単純に並列接続すると、太陽電池から電池へまたは電池から太陽電池で電流が流れてしまうため、太陽電池や電池にダメージを与えてしまう可能性がある。このため、図３のように太陽電池とバックライトの間、また電池とバックライトの間に逆流防止用の部品である逆流防止Diを配置する必要がある。またこの逆流防止DiのON電圧分だけロスが発生するため、これを見込んで出力電圧を高めに設計する必要があり、コスト上昇と消費電流の増加の要因となる。同様に太陽電池は出力電圧が低いため、所望の電圧を得るために多くのセルを直列接続するが、このON電圧分だけ多くのセルを接続しなければならず、コストアップ要因となる。

なお、特許文献１の「デジタルカメラ」で開示するように、電池電源の負荷を漸次増加することで電池寿命を延長し、電池へのダメージを与えないようにしても良いが、上記問題を解消するにあたり逆流防止用の部品を用いなければならない点については変わらないので効果的とはいい難い。
特開２００３−１６９２３９号公報

上述のようにLCDパネル１１６は明るい屋外での視認性が良好でないため、より良い視認性を確保する必要があるが、一方でバックライト１１８の輝度を上げるために光源の電流を増加させると、消費電流が増加し、限られた電池エネルギーでは使用時間が短くなる。LCDパネル１１６の視認性が問題となるのは、外部からLCDパネル１１６に入射する光量が大きいときであり、この外部からの光量を太陽電池により電気エネルギーとして取り出し、LCDパネル１１６のバックライト１１８の輝度を上げることに利用すれば、電池にとっての負荷は増えることはない。

本発明は前記のように電池と太陽電池を並列接続することによる逆流防止の部品を付加することなく、LCDパネルの視認性を向上する表示装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の態様は、液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背面より光を照射し、かつ、複数の光源から構成されるバックライトと、前記バックライトに電源を供給する第一の電源供給手段と、太陽電池の出力電流を電源とする第二の電源供給手段を有し、前記第一の電源供給手段は前記バックライトの複数の光源の一部に電源を供給し、前記第二の電源供給手段は前記バックライトの他の一部の光源に電源を供給することを特徴とする表示装置に関するものである。

ここで、前記第一の電源供給手段は前記液晶表示素子の中心付近を照射する光源に電源を供給し、前記第二の電源供給手段は前記液晶表示素子の周辺部を照射する光源に電源を供給することを特徴とする。

さらに、前記バックライトは前記液晶表示素子の表示領域外に配置され、導光板により当該液晶表示素子の光源とすることを特徴とする。また、前記太陽電池と前記バックライトの間に、容量、及び、当該容量と前記バックライトを接続または分離するように制御する制御端子を有し、前記液晶表示素子を駆動しない状態では前記太陽電池の出力電流を電荷として前記容量に蓄積し、前記液晶表示素子を駆動する場合に当該電荷を放出することを特徴とする。

また、主電源の残容量を検知する電圧検知手段と、前記残容量の閾値を記憶する記憶手段と、前記残容量と前記閾値を比較する比較手段を有し、前記残容量が前記閾値より小さい場合に、前記第一の電源供給手段で供給する電源からの電流を減少させることを特徴とする。また、周囲の照度を検知する照度検知手段と、前記照度の閾値を記憶する記憶手段と、前記照度と前記閾値を比較する比較手段とを有し、前記照度が前記閾値より大きい場合に、前記第一の電源供給手段で供給する電源からの電流を減少させることを特徴とする。

そして、前記太陽電池は、前記液晶表示素子と略同一面に配置されると良い。

本発明の他の態様は、上記表示装置を搭載した撮像装置に関するものである。

また、本発明の他の態様は、コンピュータに、液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背面より光を照射し、かつ、複数の光源から構成されるバックライトと、前記バックライトに電源を供給する第一の電源供給手段と、太陽電池の出力電流を電源とする第二の電源供給手段として機能させ、前記第一の電源供給手段に前記バックライトの複数の光源の一部に電源を供給させ、前記第二の電源供給手段に前記バックライトの他の一部の光源に電源を供給させることを特徴とする表示装置のプログラムに関するものであり、また、このプログラムを格納した記録媒体に関するものである。

本発明の表示装置は、バックライトを主電源と太陽電池とそれぞれの電源系統に分けることで、電池と太陽電池を並列接続することによる逆流防止の部品を付加することなく、LCDパネルの視認性を向上することができる。

以下、本発明の表示装置を実施するための最良の形態について説明する。説明する際には、本明細書と同時に提出する図面を適宜参照することにする。

図４は本形態の表示装置における回路図を示したもので、バックライトは２つのエリアから構成される。右側はバックライトの主電源であり、電池等からDC/DCコンバータによりバックライトを駆動するために必要な電圧に昇圧させたものであり、ON/OFFの制御や定電流制御は制御信号１で制御される。左側は太陽電池を電源とするもので、太陽電池に光が入射すると電流出力がバックライトに流れる。このON/OFF制御や定電流制御は制御信号２で制御される。バックライトは主電源を電源とする部分と、太陽電池を電源とする部分とが分かれており、かつ個別に制御できるため、周囲の明るさに応じて明るい場合は主電源を電源とする部分の輝度を上げたり、電池等の電源電圧が下がっている場合は主電源を電源とする部分の電流値を下げて輝度を下げるなどの制御が可能となる。

図５はLCDパネル１１６と、LCDパネル１１６の背面にあるバックライト１１８の光源を多数のLED(Light Emitting Diode)で構成した場合の例である。バックライト１１８の電源は主電源と太陽電池の２系統あり、それぞれ個別に制御できる。図の斜線入りの四角は主電源を電源とするLEDを示し、白い四角は太陽電池を電源とするLEDを示す。主電源はLCDパネル１１６に対し中心付近に配置することで、周囲が暗く太陽電池の出力がえられない場合でも、LCDパネル１１６の中央付近は主電源を電源とするLEDにより照射されるため、視認性を確保できる。さらに周囲が明るい場合は、太陽電池から出力電流を得られるため、太陽電池の出力を電源とするLEDの輝度により視認性は向上する。

図６は図５と同様にLCDパネル１１６の中央部分に主電源を電源とするLEDを配置し、周辺部に太陽電池を電源とするLEDを配置した例である。図５と同様に主電源を電源とするLEDをLCDパネル１１６の中央付近に配置することで、周囲が暗く太陽電池の出力が得られない場合でも、LCDパネル１１６の中央付近は主電源を電源とするLEDにより照射されるため、視認性を確保できる。さらに周囲が明るい場合は、太陽電池から出力電流を得られるため、太陽電池の出力を電源とするLEDの輝度により視認性は向上する。

図７はバックライト１１８を冷陰極管で構成した例である。冷陰極管は図中の網掛けで表示した形状を有する。前述のLEDを光源とする場合と同様に、LCDパネル１１６の中央付近に主電源を電源とする冷陰極管を配置し、周辺部は太陽電池を電源とする冷陰極管を配置している。

図８はバックライト１１８をLCDパネル１１６の端に配置した場合に用いられる、導光板を使用した場合の例である。バックライト１１８の光源となるLEDはパネルの外側に配置され、図で左方向に光を放射し、導光板（不図示）を通してLCDパネル１１６に照射する。主電源を電源とするLEDはLCDパネル１１６の中央付近を照射することで、周囲が暗く太陽電池の出力を得られない場合でもLCDパネル１１６の視認性を得られる。また周囲が明るい場合は、太陽電池の出力によりLCDパネル１１６の周辺部分を照射するように配置されたLEDが点灯しバックライト１１８全体の輝度が上がることでLCDパネル１１６の視認性が向上する。

図９は図８におけるバックライト１１８の光源を冷陰極管と導光板で構成したものの例である。図８と同様に主電源を電源とする冷陰極管は導光板（不図示）を通してLCDパネル１１６の中央付近を照射することで、周囲が暗く太陽電池の出力を得られない場合でもLCDパネル１１６の視認性を得られる。また周囲が明るい場合は、太陽電池の出力により導光板（不図示）を通してLCDパネル１１６の周辺部分を照射するように配置された冷陰極管が点灯しバックライト１１８全体の輝度が上がることでLCDパネル１１６の視認性が向上する。

図１０はデジタルカメラ１００を例として、LCDパネル１１６、バックライト１１８、太陽電池の配置を示したものである。LCDパネル１１６は機器の外側にあり、その内側にバックライト１１８が配置され、LCDパネル１１６の照明となっている。LCDパネル１１６の表示の視認性が良くないのは、LCDパネル１１６に周囲から強い光が当たっている場合なので、太陽電池をLCDパネル１１６の近傍でかつLCDパネル１１６と略同一面に配置することで、LCDパネル１１６に強い光が当たる場合は太陽電池にも強い光が当たり、太陽電池の出力を期待できる。

図１１は主電源を電源とするバックライトと太陽電池を電源とするバックライトの制御の様子を示したものである。主電源に電圧センサを備えることで主電源または電池の残容量を判別するとともに、記憶手段（EEPROM１１４など）に電池残量の閾値を記憶しておく。不図示の比較手段を用いて電池の残容量が閾値を下回った場合は、主電源の輝度を落とし、機器の稼働時間を延ばしている。周囲が明るくLCDパネル１１６の視認性が良くないような状況では、太陽電池の出力によりバックライトの輝度が上がり、視認性が向上する。

電圧センサとは別に、機器の稼働時間を延ばすモードを用意しておき、このモードが選択された場合に主電源による輝度を落とすこともできる。

図１２は周囲の明るさに対し明るい場合は、主電源を電源とするバックライトの輝度を下げ、消費電力を下げることで機器の稼働時間を延ばした様子を示した例である。機器に周囲の照度を検知する照度センサと、照度の閾値を記憶する記憶手段（EEPROM１１４など）とを備え、不図示の比較手段を用いて照度が閾値を上回った場合に主電源によるバックライトの輝度を下げることで、機器の稼働時間を延ばしている。この場合は、照度が高いことから、太陽電池を電源とするバックライトの輝度が寄与することで、LCDパネル１１６の視認性は確保できる。

図１３は太陽電池の出力に２次電池等の容量を接続した例である。機器を使用しない状態では太陽電池の出力電流を捨てることになるため、制御信号３によりスイッチ機構（ＳＷ）を通して太陽電池の出力電流を電荷として容量に蓄積する。この容量に蓄積された電荷は、電池の残容量が少ない場合や、周囲が明るくLCDパネル１１６の視認性が良くない場合に電荷を放出するのでバックライトの輝度を上げることができる。

本形態を実施することにより以下の効果を奏する。即ち、バックライトを主電源と太陽電池とそれぞれの電源系統に分けることで、相互に電流が流れて主電源や太陽電池にダメージを与えることを防ぐための逆流防止手段を不要とし、小型・低コストの表示装置を提供する。

また、主電源を電源とするバックライトは中央付近に配置することで、太陽電池を電源とするバックライトの点灯・非点灯に関わらず、良好な照明を得られる。

また、LCDパネルの表示領域外にバックライトが配置された構成であっても、主電源を電源とするバックライトは中央付近に配置することで、太陽電池を電源とするバックライトの点灯・非点灯に関わらず、良好な照明を得られる。

また、太陽電池の出力を必要としない場合に、電荷を容量に蓄積することで、バックライトの輝度を上げ、良好な照明を得られる。

また、主電源の残容量に応じてバックライトの輝度を調節することが可能であり、機器の稼働時間を延ばすとともに、周囲が明るい場合には、太陽電池によりバックライトの輝度を上げLCDパネルの視認性を確保できる。

また、周囲の明るさに応じてバックライトの輝度を調節することが可能であり、機器の稼働時間を延ばすとともに、周囲が明るい場合には、太陽電池によりバックライトの輝度を上げ、LCDパネルの視認性を確保できる。

また、LCDパネルと太陽電池の位置を略同一面とすることで、周囲が明るいことによるLCDパネルの視認性が良くない場合に、効率的に太陽電池の出力を得られる。

なお、上述した形態は本発明の表示装置を実施するための最良のものであるが、これに限定する趣旨ではない。従って、本発明の要旨を変更しない範囲においてその実施形式を種々変形することが可能である。

デジタルカメラ１００の構成を示す一例である。外部の強い光がLCDパネル１１６で反射したり、外部の光が直接目に入射する様子を図示したものである。逆流防止Diを配置したときの表示装置における回路図である。本形態の表示装置における回路図である。 LCDパネル１１６と、LCDパネル１１６の背面にあるバックライトの光源を多数のLEDで構成した場合の例である。 LCDパネル１１６の中央部分に主電源を電源とするLEDを配置し、周辺部に太陽電池を電源とするLEDを配置した例である。バックライト１１８を冷陰極管で構成した例である。バックライト１１８をLCDパネル１１６の端に配置した場合に用いられる、導光板を使用した場合の例である。図８におけるバックライト１１８の光源を冷陰極管と導光板で構成したものの例である。デジタルカメラ１００を例として、LCDパネル１１６、バックライト１１８、太陽電池の配置を示したものである。主電源を電源とするバックライトと太陽電池を電源とするバックライトの制御の様子を示したものである。周囲の明るさに対し明るい場合は、主電源を電源とするバックライトの輝度を下げ、消費電力を下げることで機器の稼働時間を延ばした様子を示した例である。太陽電池の出力に２次電池等の容量を接続した例である。

符号の説明

１００デジタルカメラ
１０１レンズユニット
１０２シャッタ
１０３撮像素子
１０４シャッタ駆動回路
１０５ S/H回路
１０６ A/D回路
１０７タイミングパルス発生回路
１０８画像データコントローラ
１０９メモリ
１１０システムコントローラ
１１１圧縮伸長回路
１１２画像記録メディア
１１３電源回路
１１４ EEPROM
１１５操作スイッチ
１１６ LCDパネル
１１７ LCD表示回路
１１８バックライト

Claims

液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の背面より光を照射し、かつ、複数の光源から構成されるバックライトと、
前記バックライトに電源を供給する第一の電源供給手段と、
太陽電池の出力電流を電源とする第二の電源供給手段を有し、
前記第一の電源供給手段は前記バックライトの複数の光源の一部に電源を供給し、前記第二の電源供給手段は前記バックライトの他の一部の光源に電源を供給することを特徴とする表示装置。
前記第一の電源供給手段は前記液晶表示素子の中心付近を照射する光源に電源を供給し、前記第二の電源供給手段は前記液晶表示素子の周辺部を照射する光源に電源を供給することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記バックライトは前記液晶表示素子の表示領域外に配置され、導光板により当該液晶表示素子の光源とすることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記太陽電池と前記バックライトの間に、容量、及び、当該容量と前記バックライトを接続または分離するように制御する制御端子を有し、
前記液晶表示素子を駆動しない状態では前記太陽電池の出力電流を電荷として前記容量に蓄積し、前記液晶表示素子を駆動する場合に当該電荷を放出することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
主電源の残容量を検知する電圧検知手段と、
前記残容量の閾値を記憶する記憶手段と、
前記残容量と前記閾値を比較する比較手段を有し、
前記残容量が前記閾値より小さい場合に、前記第一の電源供給手段で供給する電源からの電流を減少させることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
周囲の照度を検知する照度検知手段と、
前記照度の閾値を記憶する記憶手段と、
前記照度と前記閾値を比較する比較手段とを有し、
前記照度が前記閾値より大きい場合に、前記第一の電源供給手段で供給する電源からの電流を減少させることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記太陽電池は、前記液晶表示素子と略同一面に配置されることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の表示装置。
請求項１から７の何れかに記載の表示装置を搭載した撮像装置。
コンピュータに、
液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の背面より光を照射し、かつ、複数の光源から構成されるバックライトと、
前記バックライトに電源を供給する第一の電源供給手段と、
太陽電池の出力電流を電源とする第二の電源供給手段として機能させ、
前記第一の電源供給手段に前記バックライトの複数の光源の一部に電源を供給させ、前記第二の電源供給手段に前記バックライトの他の一部の光源に電源を供給させることを特徴とする表示装置のプログラム。
請求項９に記載のプログラムを格納した記録媒体。