JP2012014060A - 液晶表示装置及び液晶表示装置のバックライトの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外光の光源の発光特性に応じてバックライトの光量を調整する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】この発明によれば，画像を表示する液晶表示部と、前記液晶表示部の背面から光を照射するバックライト部と、前記液晶表示部の前面の可視光線強度及び紫外線強度を検出する可視光線センサ及び紫外線センサと、前記可視光線センサ及び前記紫外線センサで検出された可視光線強度及び紫外線強度を用いて可視光線強度に対する紫外線強度の割合を演算し、演算されたその割合が大きい程、前記バックライト部が照射する光の量を小さくする制御部とを備えることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶表示装置及び液晶表示装置のバックライトの制御方法に関する。

近年、液晶表示装置は、デジタルテレビジョンをはじめ、表示装置として、その普及が著しい。このため、様々な要望に応える技術が開発されている。

例えば、ユーザーの心理状態に配慮するため、環境光の紫外線の強度を測定する紫外線センサ及び／又は環境光の赤外線の強度を測定する赤外線センサと、紫外線の強度又は赤外線の強度により、画像処理を行う環境光設定手段とを備える技術が開発されて知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、液晶表示装置は、テレビジョンの表示装置のみならず、携帯電話やノートパソコン等の携帯端末、デジタルカメラ等、ユーザーが持ち運んで使用する機器の表示装置としても普及している。このような機器は、電源が電池やバッテリー等である一方、携帯性が重視されるので、消費電力を小さくすることが望まれている。このため、その部品である液晶表示装置も、より低い消費電力で動作することが望まれている。

このような背景から、低い消費電力で動作する液晶表示装置の開発が行われているが、このような液晶表示装置においても、センサが採用されている。例えば、液晶表示装置を低い消費電力で動作させる技術として、エッジライトによる光と半透過反射板に入射透過する外光とを併用する液晶表示装置において、そのバックライトモジュールに、発光体と導光板と４部位に光センサを設ける半透過反射板とを有し、前記光センサで検知した光量から必要発光量を演算して発光量を調整する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。この技術は、エッジライトによる光と半透過反射板に入射透過する外光とを光センサが検知し、所定の輝度を超える場合に発光体による光を優先して低下させ、低い消費電力で液晶表示装置を動作させている。

特開２０１０−３２５６９号公報 特開２０００−３５６７７２号公報

しかしながら、このような従来技術は、センサを用いるものの、外光の光源が変化した場合に、液晶表示装置のバックライトを十分に制御できない場合がある。例えば、外光に含まれる赤外線等の強度をレベル化したり、外光をエッジライトの光とともに検出したりするので、外光の光源の種類が変化した場合に、光源の発光特性に応じてバックライトの光量を調整することが難しく、また、表示部の視認性が良好でない。このため、外光の光源の発光特性に応じてバックライトの光量を調整する液晶表示装置が望まれている。また、表示部の視認性が向上した液晶表示装置が望まれている。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、外光の光源の発光特性に応じてバックライトの光量を調整する液晶表示装置を提供するものである。また、表示部の視認性が向上した液晶表示装置を提供するものである。

この発明は、画像を表示する液晶表示部と、前記液晶表示部の背面から光を照射するバックライト部と、前記液晶表示部の前面の可視光線強度及び紫外線強度を検出する可視光線センサ及び紫外線センサと、前記可視光線センサ及び前記紫外線センサで検出された可視光線強度及び紫外線強度を用いて可視光線強度に対する紫外線強度の割合を演算し、演算されたその割合が大きい程、前記バックライト部が照射する光の量を小さくする制御部とを備えることを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。

この発明によれば、液晶表示部の前面に配置された可視光線センサ及び紫外線センサを備え、前記可視光線センサ及び前記紫外線センサで検出された可視光線強度及び紫外線強度を用いて可視光線強度に対する紫外線強度の割合を演算し、演算されたその割合が大きい程、前記バックライト部が照射する光の量を小さくする制御部とを備えるので、外光の光源の発光特性に応じてバックライトの光量を調整することができる液晶表示装置が提供される。また、この発明の液晶表示装置は、外光の光源の発光特性に応じて画像を表示できるので、この発明によれば、表示部の視認性が向上した液晶表示装置が提供される。

この発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を説明するための概念的な断面図である。 この発明の実施形態で採用するセンサの感度を説明するためのグラフである。 この発明の実施形態に係る液晶表示装置における調光テーブル６５の例を示す図である。 この発明の実施形態に係る液晶表示装置において制御部５及びバックライト制御部２５の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施形態に係る液晶表示装置の調光の一例を説明するための図である。

この発明の液晶表示装置は、画像を表示する液晶表示部と、前記液晶表示部の背面から光を照射するバックライト部と、前記液晶表示部の前面の可視光線強度及び紫外線強度を検出する可視光線センサ及び紫外線センサと、前記可視光線センサ及び前記紫外線センサで検出された可視光線強度及び紫外線強度を用いて可視光線強度に対する紫外線強度の割合を演算し、演算されたその割合が大きい程、前記バックライト部が照射する光の量を小さくする制御部とを備えることを特徴とする。

例えば、自然光（太陽光等）は、人工光（白熱灯や蛍光灯、ＬＥＤ等）と比較して、可視光線強度に対して紫外線強度が多い。このように、可視光線強度と紫外線強度の割合や比率は光源により変化する。このため、可視光線強度に対する紫外線強度の割合が大きい程、前記バックライト部が照射する光の量を小さくする制御部を備えることにより、画像を表示する液晶表示部を照射する光源（例えば、太陽光等の自然光）に応じたバックライト部の光量を調整できる。このように、この発明によれば、外光の光源の発光特性に応じてバックライトの光量を調整する液晶表示装置が提供され、また、表示部の視認性が向上した液晶表示装置が提供される。
また、この発明によれば、外光の光源の発光特性に応じて画像を表示できる液晶表示装置が提供されるので、より低い消費電力で動作する液晶表示装置が提供される。

ここで、可視光線センサ又は紫外線センサは、可視光線又は紫外線の一定の波長領域を検出できるものであればよい。すなわち、この発明の液晶表示装置は、制御部が可視光線強度に対する紫外線強度の割合を演算して、液晶表示部の使用環境の光源（外光の種類）を判別するため、液晶表示装置の使用環境や使用時期によらず、ほぼ一定の波長領域を測定できるセンサがよい。従って、可視光線センサは、可視光線の波長領域全体を検出できるセンサである必要はなく、その一部を検出できるセンサであってもよい。また紫外線センサも紫外線の波長領域全体を検出できるセンサである必要はなく、その一部を検出できるセンサであってもよい。例えば、可視光線センサが５５０〜６５０ｎｍの波長における光の光量を検出し、可視光線センサが３００〜４００ｎｍの波長における光の光量を検出してもよい。

また、この発明の液晶表示装置において、可視光線センサに代えて照度センサを備えてもよく、この場合、可視光線強度に代えて照度を用いてもよい。すなわち、前記可視光線センサに代えて、前記液晶表示部の前面の照度を測定する照度センサを備え、前記制御部は、可視光線強度に代えて照度を用いて演算し、前記バックライト部の光の量を調整してもよい。
光の測定には、放射量を測定する方法（例えば、放射強度や放射輝度）と測光量を測定する方法（例えば、光度や照度）とがあるが、この発明はいずれの方法であるかを問わない。このため、可視光線領域の測定方法である測光法をこの発明の液晶表示装置に適用してもよい。例えば、この発明の液晶表示装置は、可視光線センサに代えて照度センサを備えてもよい。
可視光線センサに代えて照度センサを備える場合、制御部は測定された照度を用いて、照度に対する紫外線強度の比を演算し、その比が大きい程、前記バックライト部が照射する光の量を小さくするとよく、演算された比を指標として前記バックライト部が照射する光の量を調整するとよい。

また、この発明の液晶表示装置における前記制御部は、可視光線強度に対する紫外線強度の割合の演算に替えて、例えば、可視光線強度と紫外線強度との和に対する可視光線強度の割合や、可視光線強度と紫外線強度との比の演算（可視光線強度に対する紫外線強度の比率の演算、紫外線強度に対する可視光線強度の比率の演算）であってもよい。これらの演算のいずれであっても、画像を表示する液晶表示部を照射する光源に応じてバックライト部の光量を調整できる。従って、これらの演算を採用した液晶表示装置は、画面の視認性が向上するとともに、より低い消費電力で動作する。

また、この発明の液晶表示装置の実施形態において、前記制御部は、前記可視光線センサで検出された可視光線強度が所定値以下のときに、検出された可視光線強度が大きい程、前記バックライト部が照射する光の量を大きくしてもよい。

このような構成によれば、前記制御部が可視光線センサで検出された可視光線強度が所定値以下のときに、検出された可視光線強度に応じて前記バックライト部が照射する光の量を大きくするので、この実施形態に係る液晶表示装置は、可視光線強度がバックライト部の光量に対して比較的弱いときに、液晶表示部の環境（例えば、自然光下や人工光下）に適した明るさで画像を表示できる。従って、画像部の視認性が向上するとともに、より低い消費電力で動作する液晶表示装置が提供される。

また、この発明の液晶表示装置の実施形態において、前記制御部による、演算された紫外線強度の割合に基づくバックライト部が照射する光の制御は、例えば、テーブルに基づいた調光であってもよい。

このようなテーブルに基づいた形態について、一実施形態を挙げると、前記発明の構成に加え、紫外線強度の割合と、可視光線強度及びバックライト部が照射する光の光量データとを関連付けたテーブルを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、演算された紫外線強度の割合に対応する前記テーブルの可視光線強度及び光量データを選択し、選択された可視光線強度及び光量データに基づいて前記バックライト部に光を照射させる形態であってもよい。

また、上記形態は、前記液晶表示部が屋外環境にあるか否かを判定するための判定値と、屋外環境に対応する前記テーブルとを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、演算された紫外線強度の割合と前記判定値とを比較することにより、前記液晶表示部が屋外環境にあるか否かを判定し、前記液晶表示部が屋外環境にあると判定した場合、屋外環境に対応する前記テーブルの可視光線強度及び光量データを選択する形態であってよい。

また、この発明の液晶表示装置は、いわゆる半透過型の液晶表示装置であってもよい。すなわち、この発明の液晶表示装置の実施形態において、前記発明の構成に加え、背面からの光を透過させる透過部と、前面からの光を反射させる反射部とが画像を表示する表示部に配置された半透過型液晶表示部であってもよい。

このような形態によれば、例えば、紫外線強度の割合が多い場合に、前記バックライト部が照射する光の量を小さくして反射部に反射される外光を相対的に多く用いることができる。このため、外光をより効率的に利用できる。従って、このような形態によれば、文字等を表示した場合に視認性が向上するのみならず、より低い消費電力で動作する液晶表示装置を提供できる。
また、例えば、紫外線強度の割合が弱い場合に、前記バックライト部が照射する光の量を大きくして透過部により透過されたバックライト部の光を相対的に多く用いることもできる。このため、使用環境に応じてバックライト部の光を効率的に利用でき、ひいては、より低い消費電力で動作する液晶表示装置を提供できる。

また、この発明の液晶表示装置は、基板と基板の間に反射板が配置された半透過型液晶表示装置に限定されない。例えば、前記液晶表示装置はバックライトモジュールに半透過反射板を採用する装置であってもよい。
すなわち、この発明の実施形態において、前記液晶表示装置は液晶表示装置とバックライトとの間に半透過反射板が配置されてもよい。

このような構成によれば、上記半透過型液晶表示部と同様に、より低い消費電力で動作する液晶表示装置を提供できる。
なお、この発明の液晶表示装置は、半透過反射板の採用によらず、透過型液晶表示部を備える液晶表示装置にも適用できる。

また、この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示部が屋外環境にあるか否かを判定するための判定値と、屋外環境に対応する前記テーブルとを記憶する記憶部を備える実施形態の場合、前記屋外環境に対応する前記テーブルは、可視光線強度が所定値よりも大きい場合、光量データの値が前記バックライト部を消灯させるように小さい値となる実施形態であってもよい。

一般に、屋外環境（例えば、太陽光下）は、可視光線強度が強くかつ紫外線強度の割合が大きい。このため、従来の液晶表示装置において、屋外環境にあっては、バックライト部の光が液晶表示部に表示された画像の視認性に大きく寄与しない。従って、例えば、液晶表示装置が半透過型液晶表示装置の場合、前記バックライト部を消灯させるように調光することにより、反射部に反射された外光で液晶表示部に画像を表示できる。この実施形態によれば、半透過型液晶表示装置の場合において文字等の表示の視認性が向上するのみならず、より低い消費電力で動作する液晶表示装置を提供できる。
この実施形態は、例えば、半透過型液晶表示装置や、バックライトモジュールに半透過反射板を採用する液晶表示装置に適用できる。

また、この発明の液晶表示装置の実施形態において、この発明の構成に加え、前記制御部は、演算された紫外線強度の割合が第２所定値よりも大きく、かつ検出された可視光線強度が所定値よりも大きい場合、前記バックライト部を消灯させてもよい。

このような構成は、記憶部が、演算された紫外線強度の割合が第２所定値よりも大きいか否かを判定するための判定値と、第２所定値よりも大きい場合に対応する前記テーブルとを備え、前記テーブルは、検出された可視光線強度が所定値よりも大きい場合、前記バックライト部が照射する光をほぼ０にするようなテーブルであってもよい。

また、前記制御部が記憶部によらず、演算された紫外線強度の割合が第２所定値よりも大きく、かつ検出された可視光線強度が所定値よりも大きい場合、前記バックライト部を消灯させる構成であってもよい。例えば、前記制御部は、前記テーブルを選択することなく、前記バックライト部を消灯させてもよい。

このような構成によれば、上記の形態と同様に、例えば、液晶表示装置が半透過型液晶表示装置の場合に、前記バックライト部を消灯することにより、反射部に反射された外光で画像を液晶表示部に表示できる。従って、文字等の表示で視認性が向上するのみならず、より低い消費電力で動作する液晶表示装置を提供できる。

また、この発明の液晶表示装置のバックライトの制御方法は、液晶表示装置の表示部前面の可視光線強度及び紫外線強度を検出するステップと、検出された可視光線強度及び検出された紫外線強度を用いて可視光線強度に対する紫外線強度の割合を演算するステップと、演算されたその割合が大きい程、バックライト部が照射する光の量を小さくするステップとを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、液晶表示部の表示面を照射する光源の発光特性に応じてバックライト部の光量を調整する液晶表示装置のバックライトの制御方法が提供される。この発明の液晶表示装置のバックライトの制御方法は、上記で説明したように、自然光や人工光の可視光線強度及び紫外線強度の特性を利用するので、液晶表示部の表示面を照射する光源に応じてバックライト部の光量を調整できる。このため、表示部の視認性を向上させる液晶表示装置のバックライトの制御方法が提供される。また、この制御方法は、より低い消費電力で液晶表示装置を動作させることができる。

ここで、この発明の液晶表示装置のバックライトの制御方法は、可視光線強度に代えて照度を検出し、可視光線強度に代えて照度を用いてもよい。この液晶表示装置のバックライトの制御方法においても、上記で説明したと同様に、放射量の測定、測光量の測定のいずれの測定方法であるかを問わない。このため、可視光線強度に代えて液晶表示装置のバックライトの制御してもよい。

この発明の液晶表示装置のバックライトの制御方法における実施形態において、前記発明の制御方法の構成に加え、検出された可視光線強度が所定値以下のときに、前記検出された可視光線強度が大きい程、バックライト部が照射する光の量を大きくするステップをさらに備えてもよい。

また、この発明の液晶表示装置のバックライトの制御方法の実施形態において、前記発明の制御方法の構成に加え、前記液晶表示装置は、背面からの光を透過させる透過部と、前面からの光を反射させる反射部とが画像を表示する表示部に配置された半透過型液晶表示装置であってもよい。

また、この発明の液晶表示装置のバックライトの制御方法の実施形態において、前記発明の制御方法の構成に加え、演算された紫外線強度の割合が所定値よりも大きく、かつ検出された可視光線強度が第２所定値よりも大きい場合、前記バックライト部を消灯させるステップを備えてもよい。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態について説明する。

〔実施形態〕
この発明の実施形態に係る液晶表示装置について図１〜図２を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態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は、この発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を説明するための概念的な断面図であり、画像を表示する表示部の構成を説明するため、液晶表示装置の画素部を拡大した図である。

図１に示すように、この実施形態に係る液晶表示装置は、半透過型液晶表示部１と、バックライト部２と、照度センサ３と、紫外線センサ４と、制御部５とで構成されている。

半透過型液晶表示部１は、画像を表示する表示部がいわゆる半透過型液晶の構造で構成されている。すなわち、図２に示すように、半透過型液晶表示部１は、互いに対向する２枚の基板１１Ａ，１１Ｂと、これら基板上に形成された透明電極１２Ａ，１２Ｂと、一方の基板１１Ｂの一部領域に配置された反射電極１３とを備え、２枚の基板１１Ａの間に液晶１４が配置されて構成されている。これらの構成のうち、透明電極１２Ａ，１２Ｂ及び反射電極１３が配置された領域が画像を表示する表示部に対応している。
ここで、基板１１Ａは、バックライト部２からの光を半透過型液晶表示部１に入射させる面（以下、背面という）側の基板であり、基板１１Ｂは、バックライト部２からの光を、液晶１４を介して出射させる面（以下、表示面という）側の基板である。

反射電極１３は、表示面側から入射した外光（例えば、自然光や人工光）を反射して入射側である表示面側にその光を出射させる。この反射電極１３が配置された一部領域が反射領域１９であり、反射電極１３と、反射電極１３に対向して配置された透明電極１２Ｂとに電圧が引加されることにより、液晶の配向が変化して反射される外光の光量が変化するように構成されている。

一方、反射電極１３が配置された一部領域以外のその他の領域が透過領域１８であり、背面側から入射したバックライト部２の光を透過させて表示面側にその光を出射させる。この領域も、透明電極１２Ａと、透明電極１２Ａに対向して配置された透明電極１２Ｂとに電圧が引加されることにより、液晶の配向が変化して反射される外光の光量が変化するように構成されている。

上記透明電極１２Ａ，１２Ｂ及び反射電極１３への電圧の引加は、液晶表示制御部１５により行われる。すなわち、図１に示すように、半透過型液晶表示部１が液晶表示制御部１５に接続され、この液晶表示制御部１５は、表示部の透明電極１２Ａ，１２Ｂ及び反射電極１３に映像信号に対応する電圧を引加して表示部に表示する画像を制御する。例えば、液晶表示制御部１５には、ＴＦＴ液晶の場合のドライバー回路等がこれに該当する。液晶表示制御部１５は、後述する制御部５に接続され、この制御部を介して映像信号やタイミング信号を受ける。
なお、図１では、液晶表示制御部１５が制御部５に接続されている。制御部５が映像信号に応じてバックライト部２のオン，オフのスイッチングをする場合、図１に示すように、液晶表示制御部１５は制御部５に接続されてもよいが、制御部５がこのような機能を持たず、バックライト部２の光量を調整する機能（調光機能）のみを持つ場合、液晶表示制御部１５が制御部に接続されなくてもよい。

バックライト部２は、図２に示すように、半透過型液晶表示部１の背面側に配置され、半透過型液晶表示部１の背面と対向するように配置された導光板２１と、導光板２１のエッジライトである光源２２とで構成されている。いわゆるエッジライト方式であり、導光板２１は楔形に形成されている。このような配置により、光源２２が発した光は、導光板２１のエッジから入射し、導光板２１内でその向きが変えられて、半透過型液晶表示部１の背面に対向する面から出射する。
なお、図２では省略されているが、半透過型液晶表示部１とバックライト部２との間には、拡散シートや屈折型プリズムシート等の周知の光学シートが配置され、また、導光板２１の光が出射する面と反対側の面には周知の反射シート等が配置される。

また、バックライト部２は、図１に示すように、バックライト制御部２５に接続され、光源２２がこのバックライト制御部２５により電力の供給を受けて発光する。バックライト制御部２５は、後述する制御部５に接続され、この制御部５の調光制御信号によりバックライト部２の発光を制御する。

照度センサ３は、半透過型液晶表示部１の周囲の照度を検知するセンサであり、約４００〜８００ｎｍ波長の可視光線領域についてその照度（可視光線強度）を検出するように構成されている。例えば、フォトダイオードと、上記波長を透過させるフィルターとで構成される。

ところで、一般に、照度センサは、比視感度を重視する背景から、主に可視光線領域（光の波長：３８０〜７５０ｎｍ）を測定する。この実施形態に係る液晶表示装置は、照度センサ３を用いて可視光線領域の光の量又は強さを検出して、その量又は強さに対する紫外線強度の相対的な量／強度を評価するものであるから、可視光線領域の光の量又は強さを検出できるセンサであればよく、特に照度センサに限られない。
例えば、可視光線領域の光の放射量を測定するセンサを用いてもよい。放射量には、放射パワー（単位：Ｗ）、放射強度（単位：Ｗ／ｓｒ）、輝度（単位：Ｗ／（ｓｒ／ｍ²））、放射輝度（単位：Ｗ／ｍ²）等があるが、例えば、可視光線領域の放射輝度を測定する輝度センサ（単位：Ｗ／ｍ²）を用いてもよい。
また、照度センサ３は、可視光線領域の光の測光量（単位：ｌｘ）を測定するセンサであるが、測光量には、照度（単位：ｌｘ）のほか、光束（単位：ｌｍ）、光度（単位：ｃｄ）、輝度（単位：ｃｄ／ｍ²）等があり、例えば、可視光線領域の輝度を測定する輝度センサ（単位：ｃｄ／ｍ²）を用いてもよい。

また、照度センサ３は、半透過型液晶表示部１の表示面側の照度（可視光線強度）を検知するように配置される。半透過型液晶表示部１の表示面を照らす外光を検知するため、例えば、半透過型液晶表示部１の周縁（半透過型液晶表示部１とバックライト部２とを収納する筐体の周縁や４隅等）に配置する。

また、照度センサ３は、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換器３１に接続され、照度センサ３が光を検出すると、その出力はＡ／Ｄ変換器３１によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。変換された出力は後述する制御部５に出力される。

紫外線センサ４は、照度センサ３と異なり、紫外線強度を検知するためのセンサであり、半透過型液晶表示部１の周囲の紫外線強度を検知する。この実施形態の紫外線センサ４は、約３００〜４００ｎｍ波長の紫外線の強度を検出するように構成され、照度センサ３のフィルターと異なり、上記短波長の光を透過させるフィルターと、フォトダイオードとで構成されている。

ここで、紫外線センサ４も、照度センサと同様に、紫外線領域の光の量又は強さを測定できるセンサであれば特にこれに限られない。紫外線領域の光の放射量を測定するセンサ、紫外線領域の光の測光量を測定するセンサ、のいずれでもよい。
この実施形態では、紫外線センサ４は放射輝度（単位：Ｗ／ｍ²）を測定するセンサを用いているが、後述する制御部の演算を考慮すると、同一の単位系であることが好ましく、例えば、照度センサ３に代えて輝度センサ（単位：Ｗ／ｍ²）を採用し、紫外線センサ４と同じ単位の物理量を測定するとよい。

また、紫外線センサ４も、照度センサ３と同様に、半透過型液晶表示部１の周囲の光の量又は強さを検知するために設けられるセンサであるので、その配置は、照度センサ３と同様である。従って、例えば照度センサ３が半透過型液晶表示部１の周縁に配置される場合、紫外線センサ４もこの周縁に配置される。
ただし、照度センサ３と紫外線センサ４とが大きく離れた位置にあると、例えば、太陽光のもと半透過型液晶表示部１に影がかかったときに、全く異なる外光をそれぞれのセンサが測定することになるので、これらセンサは隣接して配置するとよい。

また、紫外線センサ４も、照度センサ３と同様にＡ／Ｄ変換器４１に接続され（図１）、その出力はＡ／Ｄ変換器４１によってデジタル信号に変換される。紫外線センサ４の変換された出力も後述する制御部５に出力される。

Ａ／Ｄ変換器３１，４１から出力された照度センサ３及び紫外線センサ４のデジタル信号は、制御部５で、その大きさが比較され、その比較結果に基づいて制御部５はバックライト部２が発する光の光量を調整する。

ここで、制御部５の処理を説明するため、図３を参照して、照度センサ３及び紫外線センサと光源との関係を説明する。図３は、この発明の実施形態で採用するセンサの感度を説明するためのグラフである。図３において、横軸が光の波長の長さを示しており、縦軸が各波長の光の強度を示している。また、点線、破線、一点鎖線がそれぞれ白色ＬＥＤ１００、蛍光灯１０１、白熱灯１０２を光源とする光、実線が自然太陽光１５０に対応している。これら光源の光を分光したときにおける各波長の光の強度をグラフにしたものが図３である。さらに図３において、各光源のグラフのほか、照度センサが検出可能な波長範囲３００と、紫外線センサが検出可能な波長範囲４００とをあわせて表示している。

図３を参照すると、白色ＬＥＤ１００、蛍光灯１０１、白熱灯１０２の人工光は、約４００ｎｍ以下の波長の光が非常に少なく、約４００ｎｍ以上の波長の光が多いことがわかる。つまり、人工光は、紫外線領域の波長の光に対して、可視光線領域の光が非常に多いことがわかる。
一方、太陽光１５０は、約４００ｎｍ以下の波長の光が少なく、約４００ｎｍ以上の波長の光が多い傾向は人工光と同様であるものの、人工光と比較して、紫外線領域の波長の光が多く含まれていることがわかる。

従って、紫外線領域の光の強度（紫外線強度）と可視光線領域の光の強度（可視光線強度）とを比較することにより、光が自然光（例えば、太陽光）であるか人工光（例えば、蛍光灯）であるかを判定できる。例えば、可視光線強度に対応する照度と紫外線強度との比（照度に対する紫外線強度の比や紫外線強度に対する照度の比）を算出することにより、自然光か人工光かを判定できる。

この実施形態に係る液晶表示装置では、上記の光源の特性に着目して、図３に示すような感度を持つ照度センサ及び紫外線センサが採用され、制御部５で照度に対する紫外線強度の割合を演算する。演算された結果が所定の値を超えるものであれば、半透過型液晶表示部１が太陽光で照射され「屋外」にあると判定し、所定の値より小さいものであれば、同表示部１が人工光で照射され「屋内」にあると判定する。そして、この液晶表示装置は判定結果に基づいてバックライト部２の光量を調整する。

このような演算を行う制御部５は、演算部５１と、比較部５２と、テーブル選択部５４と、調光率決定部５５とで構成されている（図１）。
より詳細に説明すると、図１に示すように、制御部５は、照度センサ３で検出された照度と紫外線センサ４で検出された紫外線強度とを用いて演算する演算部５１と、演算部の演算結果と閾値とを比較する比較部５２と、比較部５２の比較結果に基づいて調光テーブル６５から対応するテーブルを選択するテーブル選択部５４と、テーブル選択部５４により選択されたテーブル及び照度センサ３で検出された照度に基づいて、バックライト部２の調光率（光量の調整率）を決定する調光率決定部５５とで構成されている。

演算部５１は、照度センサ３及び紫外線センサ４の出力を変換するＡ／Ｄ変換器３１，４１に接続され、Ａ／Ｄ変換器３１，４１に変換されたデジタル出力を用いて、照度に対する紫外線強度の割合を演算する。この実施形態の照度センサ３の照度は、紫外線強度センサ４の紫外線強度と単位が異なるが、紫外線強度の量又は強さの指標を得るために照度に対する紫外線強度の割合を算出する。これにより、照度センサ３及び紫外線センサ４で検出された照度と紫外線強度とを比較する演算を行う。演算部５１は、比較部５２に接続されているので、この演算結果を比較部５２に出力する。
ここで、この実施形態では、演算部５１は、照度に対する紫外線強度の割合を演算しているが、例えば、演算部５１は、照度と紫外線強度との和を求め、これに対する紫外線強度の割合を演算してもよいし、また、照度に対する紫外線強度の比や逆数を演算してもよい。
なお、照度センサ３の代わりに可視光線領域の輝度を測定する輝度センサ（単位：Ｗ／ｍ²）を用いる場合、前記輝度センサと紫外線センサ４との単位系が同じであるので、演算部５１が可視光線領域の輝度に対する紫外線領域の輝度の比（比率）を演算するとよい。

比較部５２は、演算部５１と記憶部６（屋内／屋外判定閾値６３）とテーブル選択部５４に接続されている。ここで、記憶部６に記憶された屋内／屋外判定閾値６３は、照度に対する紫外線強度の割合の閾値であり、半透過型液晶表示部１の表示面がどのような外光で照らされているのかを判定するための閾値である。比較部５２は、この記憶部６の屋内／屋外判定閾値６３を読み出し、読み出された屋内／屋外判定閾値と、演算部５１の出力である演算結果とを比較する。演算結果は、照度に対する紫外線強度の割合であるため、この割合値が読み出された屋内／屋外判定閾値を越えているか否かを比較して判定する。判定された結果は、比較部５２に接続されたテーブル選択部５４に出力される。

テーブル選択部５４は、比較部５２と記憶部６（調光テーブル６５）と調光率決定部５５とに接続されている。テーブル選択部５４は、記憶部６から調光テーブルを読み出し、比較部５２の判定結果に基づいて、読み出された調光テーブルから対応するテーブルを選択する。図１に示すように、調光テーブル６５は、屋内／屋外と照度及び調光量データとを関連付けられた、照度値インデックス（図１では照度値と表示）、屋内テーブル及び屋外テーブルで構成されている。テーブル選択部５４は、比較部５２の判定結果が屋内／屋外判定閾値を超えている場合、屋外テーブルを選択し、逆に屋内／屋外判定閾値を超えていない場合、屋内テーブルを選択する。そして、テーブル選択部５４は、どのテーブルが選択されたかを調光率決定部５５に出力する。

調光率決定部５５は、テーブル選択部５４と照度センサ３の出力を変換するＡ／Ｄ変換器３１とバックライト制御部に接続されている。テーブル選択部５４から調光率決定部５５にどのテーブルが選択されたかを示すデータが入力され、また、Ａ／Ｄ変換器３１から調光率決定部５５に照度センサの出力がデジタル信号に変換されて入力されると、調光率決定部５５は、照度センサ３で検出された照度に応じて調光テーブル６５の照度値インデックスを参照し、テーブル選択部５４が選択したテーブルから対応する調光率の値を取得してバックライト部２の調光率を決定する。
例えば、テーブル選択部５４から調光率決定部５５に屋外テーブルを選択したことを示すデータが入力された場合、調光率決定部５５は、Ａ／Ｄ変換器３１の出力に対応する照度値インデックスを参照し、調光テーブル６５の屋外テーブルから調光率の値を読み出して調光率を決定する。
決定された調光率は、調光率決定部５５からバックライト制御部２５に調光制御信号として出力される。この調光制御信号より、バックライト制御部２５はバックライト部２の発光を制御し、バックライト部２の光量が調整される。

また、図１に示すように、制御部５は、液晶表示制御部１１、バックライト制御部２１のほか、記憶部６に接続されている。
記憶部６は、屋内／屋外判定閾値６３及び調光テーブル６５が記憶され、上記で説明したように、比較部５２、テーブル選択部５４及び調光決定部５５により読み出される。また、調光テーブル６５は、照度値インデックス及び屋内テーブル及び屋外テーブルで構成されている。

ここで、調光テーブル６５の例を図４に示す。図４は、この発明の実施形態に係る液晶表示装置における調光テーブル６５の例を示す図である。

図４に示すように、屋内テーブル及び屋外テーブルは、屋内／屋外判定閾値６３に対応するように構成され、照度値インデックスの対象となる調光率のデータが収納されている。このデータの値は、調光された後の光源（バックライト部２の光源２２）が発する光量に相当する値であり、この実施形態においては、このデータの値は、光源（バックライト部２の光源２２）に供給する電力に相当する値、すなわち、電力の最大値を１００としたときの数値である。バックライト部２の駆動方法及びバックライト制御部２５の制御方法によるが、調光率は、光源の最大光量から調整される光量の率であってもよく、この実施形態のように光源が発する光量（調整された結果の光量）の率であってもよい。
なお、屋内テーブルは、照度に対する紫外線強度の割合が屋内／屋外判定閾値６３以下の場合のテーブルであり、屋外テーブルは、屋内／屋外判定閾値６３を超える場合のテーブルである。

次に、制御部５及びバックライト制御部２５の処理フローについて説明する。図５は、この発明の実施形態に係る液晶表示装置において制御部５及びバックライト制御部２５の動作を説明するためのフローチャートである。

図５に示すように、まず制御部５は、画面表示を行っているか否かを判定する。例えば、液晶表示制御部１５に映像信号が入力されているか否かで判定する（Ｓ１００）。
画面表示を行っていると判定した場合、制御部５は紫外線センサ４に接続されたＡ／Ｄ変換器４１（図５ではＡ／Ｄコンバータと表示）へ紫外線強度の取得を要求し（Ｓ１０２）、画面表示を行っていないと判定した場合、制御部５は、所定の時間動作を停止して（Ｓ１０１）、映像信号が入力されているか否かのフローに戻る。

次いで、制御部５が紫外線センサ４に接続されたＡ／Ｄ変換器４１から紫外線強度（Ｐｖ）を取得すると（Ｓ１０３）、制御部５は照度センサ３に接続されたＡ／Ｄ変換器３１（図５ではＡ／Ｄコンバータと表示）へ照度の取得を要求し（Ｓ１０４）、制御部５は照度（Ｐｉ）を取得する（Ｓ１０５）。

次いで、制御部５（演算部５１）は照度に対する紫外線強度の割合（Ｐｖ／Ｐｉ）を演算し、さらに制御部５（比較部５２）は、演算された割合（Ｐｖ／Ｐｉ）が記憶部に記憶された屋内／屋外判定閾値以上であるか否か判定する（Ｓ１０６）。
制御部５（比較部５２）が屋内／屋外判定閾値以上であると判定した場合、制御部５（テーブル選択部５４）は記憶部６の調光テーブルから屋外テーブルを選択し、さらに、制御部５（調光率決定部５５）はバックライト部２の調光率（光量の調整率）を決定する（Ｓ１０８）。また、制御部５（比較部５２）が屋内／屋外判定閾値より小さいと判定した場合、制御部５（テーブル選択部５４）は記憶部６の調光テーブルから屋内テーブルを選択し、さらに、制御部５（調光率決定部５５）はバックライト部２の調光率を決定する（Ｓ１０７）。

バックライト部２の調光率を決定されると、制御部５は、バックライト制御部２５に調光制御信号を送るとともに、バックライト部２の調光（バックライト部２の光量の調整）を要求し（Ｓ１０９）、バックライト制御部２５は、バックライト部２を調光する（Ｓ１１０）。バックライト部２の調光後、制御部は、所定の時間動作を停止して（Ｓ１０１）、映像信号が入力されているか否か（Ｓ１００）のフローに戻る。
以上のフローで制御部５及びバックライト制御部２５の動作が継続され、電源がオフになるまでこの動作が継続される。

次に、この実施形態に係る液晶表示装置による調光結果を説明する。図６は、この発明の実施形態に係る液晶表示装置において調光決定部５５の調光の一例を説明するための図である。図６において、縦軸は、バックライト部２が発する光の最大強度を１００％としたときの光強度を調光率（％）として表示している。

図６に示すように、照度に対する紫外線強度の割合が屋内／屋外判定閾値より小さいと制御部５（比較部５２）が判定した場合、すなわち、半透過型液晶表示部１の表示面が屋内にあると判定された場合（図６の６５１）、照度が約２０００ｌｘになるまで照度に応じてバックライト部が発する光の強度が上昇している。つまり、照度が大きくなるに従いバックライト部が発する光の強度が上昇している。そして、照度が約２０００ｌｘで１００％に達した後、照度が約２０００ｌｘを超えてもバックライト部の光の強度は１００％となったままである。
このように、この実施形態に係る液晶表示装置は、半透過型液晶表示部１の表示面が屋内にある場合でかつ照度が所定の照度を超える場合、照度によらない。つまり、この実施形態に係る液晶表示装置は、約２０００ｌｘを閾値とし、この閾値よりも照度の値が大きいと、バックライト部が発する光の強度が変化せず一定の値を維持する。
以上から理解できるように、図６を参照すると、この実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示装置が屋内にある場合でも、表示部の反射領域に反射された外光を併用して画像を半透過型液晶表示部１に表示でき、半透過型液晶表示装置の消費電力を小さくすることができる。

一方、図６に示すように、照度に対する紫外線強度の割合が屋内／屋外判定閾値以上であると制御部５（比較部５２）が判定した場合、すなわち、半透過型液晶表示部１の表示面が屋外にあると判定された場合（図６の６５２）、照度が約１００００ｌｘになるまで照度に応じてバックライト部が発する光の強度が徐々に上昇している。つまり、照度が大きくなるに従いバックライト部が発する光の強度が上昇し、その上昇率は、半透過型液晶表示部１の表示面が屋内にあると判定された場合よりも低い。また、照度が約１００００ｌｘでバックライト部の発光が１００％に達し、その後一転して、照度の値が大きくなるに従いバックライト部の光の強度は小さくなり、約２００００ｌｘで０％となっている。（照度が約２００００ｌｘとなる付近で、外光に対ししてバックライト部が消灯したような値である数％（例えば１０％未満）の値をとっている。）
このように、この実施形態に係る液晶表示装置は、半透過型液晶表示部１の表示面が屋外にある場合でかつ照度が所定の照度を超える場合、バックライト部の光が急激に弱くなり、さらに、照度がある値を超えると、バックライト部が消灯される。
以上から理解できるように、図６を参照すると、この実施形態に係る液晶表示装置は、照度が所定の照度を超えている場合に、表示部の反射領域に反射された外光のみ用いて画像を液晶表示部に表示する。このため、より小さい消費電力で半透過型液晶表示装置を動作させることができる。

また、図６に示すように、半透過型液晶表示部１の表示面が屋外にあると判定された場合、屋内にあると判定された場合と比較して、バックライト部が発する光の強度はやや弱くなっている。このように、この実施形態に係る液晶表示装置では、照度に対する紫外線強度の割合が高くなるに従い、バックライト部が発する光の強度が弱くなるように構成されている。このため、この実施形態に係る液晶表示装置は、半透過型液晶表示部１の表示面が、屋外等の、照度に対する紫外線強度の割合が高い環境にある場合、表示部の反射領域に反射された外光をより有効に用いることになる。従って、この実施形態に係る液晶表示装置は、表示部の視認性が向上し、より低い消費電力で動作することができる。

この実施形態では、調光テーブルを用いて半透過型液晶表示装置を動作させる形態を説明したが、この発明の原理を考慮すれば、調光テーブルに限られないことは明らかである。

例えば、制御部に第２の演算部を設けて、照度と比例関係にあるように、調光率を演算するとともに、閾値を超える場合にバックライト部を消灯させる演算をして、テーブルを用いないで制御してもよい。

また、表示面の背面からの光を透過させる透過領域と、表示面の表面側からの光を反射させる反射領域とが配置された半透過型液晶表示装置で説明したが、例えば、透過領域と反射領域とが同じ領域に形成された液晶表示装置、すなわち、液晶表示パネルとバックライトとの間に半透過反射板が配置された液晶表示装置であってもよい。

このように、実施形態で示した種々の特徴は、互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合、そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して、単独で又は組み合わせて、本発明に採用することができる。

１ 半透過型液晶表示部
２ バックライト部
３ 照度センサ
４ 紫外線センサ
５ 制御部
６ 記憶部
１１Ａ，１１Ｂ 基板
１２Ａ，１２Ｂ 透明電極
１３ 反射電極
１４ 液晶
１５ 液晶表示制御部
１８ 透過領域
１９ 反射領域
２１ 導光板
２２ 光源
２５ バックライト制御部
３１ Ａ／Ｄ変換器
４１ Ａ／Ｄ変換器
５１ 演算部
５２ 比較部
５４ テーブル選択部
５５ 調光率決定部
６３ 屋内／屋外判定閾値
６５ 調光テーブル
１００ 白色ＬＥＤ
１０１ 蛍光灯
１０２ 白熱灯
１５０ 太陽光

Claims (13)

1. 画像を表示する液晶表示部と、
   前記液晶表示部の背面から光を照射するバックライト部と、
   前記液晶表示部の前面の可視光線強度及び紫外線強度を検出する可視光線センサ及び紫外線センサと、
   前記可視光線センサ及び前記紫外線センサで検出された可視光線強度及び紫外線強度を用いて可視光線強度に対する紫外線強度の割合を演算し、演算されたその割合が大きい程、前記バックライト部が照射する光の量を小さくする制御部と
   を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記制御部は、前記可視光線センサで検出された可視光線強度が所定値以下のときに、検出された可視光線強度が大きい程、前記バックライト部が照射する光の量を大きくする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 紫外線強度の割合と、可視光線強度及びバックライト部が照射する光の光量データとを関連付けたテーブルを記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、演算された紫外線強度の割合に対応する前記テーブルの可視光線強度及び光量データを選択し、選択された可視光線強度及び光量データに基づいて前記バックライト部に光を照射させる請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶表示部が屋外環境にあるか否かを判定するための判定値と、屋外環境に対応する前記テーブルとを記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、演算された紫外線強度の割合と前記判定値とを比較することにより、前記液晶表示部が屋外環境にあるか否かを判定し、前記液晶表示部が屋外環境にあると判定した場合、屋外環境に対応する前記テーブルの可視光線強度及び光量データを選択する請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶表示部は、背面からの光を透過させる透過部と、前面からの光を反射させる反射部とが画像を表示する表示部に配置された半透過型液晶表示部である請求項１〜４のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
6. 前記屋外環境に対応する前記テーブルは、可視光線強度が所定値よりも大きい場合、光量データの値が前記バックライト部を消灯させるように小さい値となる請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記制御部は、演算された紫外線強度の割合が所定値よりも大きく、かつ検出された可視光線強度が第２所定値よりも大きい場合、前記バックライト部を消灯させる請求項５又は６に記載の液晶表示装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、前記可視光線センサに代えて、前記液晶表示部の前面の照度を測定する照度センサを備え、
   前記制御部は、可視光線強度に代えて照度を用いる液晶表示装置。
9. 液晶表示装置の表示部前面の可視光線強度及び紫外線強度を検出するステップと、
   検出された可視光線強度及び検出された紫外線強度を用いて可視光線強度に対する紫外線強度の割合を演算するステップと、
   演算されたその割合が大きい程、バックライト部が照射する光の量を小さくするステップと
   を備えることを特徴とする液晶表示装置のバックライトの制御方法。
10. 検出された可視光線強度が所定値以下のときに、前記検出された可視光線強度が大きくなる程、バックライト部が照射する光の量を大きくするステップをさらに備える請求項９に記載の液晶表示装置のバックライトの制御方法。
11. 前記液晶表示装置は、背面からの光を透過させる透過部と、前面からの光を反射させる反射部とが画像を表示する表示部に配置された半透過型液晶表示装置である請求項９又は１０に記載の液晶表示装置のバックライトの制御方法。
12. 演算された紫外線強度の割合が所定値よりも大きく、かつ検出された可視光線強度が第２所定値よりも大きい場合、前記バックライト部を消灯させるステップを備える請求項１１に記載の液晶表示装置のバックライトの制御方法。
13. 請求項９〜１２のいずれか１つに記載の液晶表示装置のバックライトの制御方法において、可視光線強度に代えて照度を検出し、可視光線強度に代えて照度を用いる液晶表示装置のバックライトの制御方法。

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