JP4142651B2 - ディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
しかし、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響により、表示面の輝度を正確に測定できないことがあった。
そこで、本発明の目的は、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制して表示面の輝度を正確に測定することが出来るディスプレイ装置を提供することにある。
表示ユニットの表示面を傷つけないために、表示ユニットの表示面と表示ユニットのフレームの間には例えば2[mm]程度の隙間が設けられている。一方、表示ユニットのフレームの厚みは、強度確保のため、例えば0.5[mm]〜2[mm]になっている。このため、例えば表示ユニットのフレームの前面(外側を向いている面)に取付基板を取り付け、その取付基板の後面(表示面側を向いている面)に例えば厚さ0.75[mm]の輝度センサを設置した場合、表示面から輝度センサまでの距離は例えば1.75[mm]〜3.25[mm]になる。しかし、後述するように、この距離は大きすぎ、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響が無視できなくなる。また、表示ユニットのフレームの前面に取付基板を取り付けると、距離の微調整を行えない。そこで、表示ユニットのフレームに取付具を取り付け、その取付具の後面に取付基板を取り付けると、取付具の取付け具合により、距離の微調整が可能になる。しかし、距離がさらに大きくなるため、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響が大きくなってしまう。
そこで、上記第1の観点によるディスプレイ装置では、基部の一部から表示面に向かって突出した凸部を有する取付基板を用い、その凸部に輝度センサを設置した。これにより、表示ユニットのフレームに取付具を介して又は直接に取付基板を取り付けても、表示面から輝度センサまでの距離を1.75[mm]より小さくでき、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。また、取付具を介して取付基板を取り付けると、取付具の取付け具合により、距離の微調整が可能になる。
第2の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記取付基板が、前記基部に相当する部分より前記凸部に相当する部分の厚さが段状に厚くなった段差基板であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第2の観点によるディスプレイ装置では、高精度に製造可能な段差基板を用いるため、全体の寸法精度を向上できる。
第3の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離z[mm]が0≦z≦1.6であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第3の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離zを1.6[mm]以下とすることで、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第4の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をL1[mm]とし、前記輝度センサの厚さをt[mm]とし、前記取付基板の基部の厚さをb[mm]とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をL2[mm]がL1+b≦L2であり、前記基部より前記凸部が突出する高さdが、L2−b−t−1.6≦d≦L2−b−tであることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第4の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離zを1.6[mm]以下とでき、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第5の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離z[mm]が0≦z≦1であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第5の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離zを1[mm]以下とすることで、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第6の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をL1[mm]とし、前記輝度センサの厚さをt[mm]とし、前記取付基板の基部の厚さをb[mm]とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をL2[mm]がL1+b≦L2であり、前記基部より前記凸部が突出する高さdが、L2−b−t−1≦d≦L2−b−tであることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第6の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離zを1[mm]以下とでき、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第7の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記輝度センサの光軸方向から入射する光に対する前記輝度センサの感度を100%とするとき、前記光軸から20°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が90%以上、前記光軸から40°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が70%以上であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
輝度センサの指向性が急であると、取付位置のバラツキや外光の影響を大きく受けてしまう。
そこで、上記第7の観点によるディスプレイ装置では、指向性が緩い輝度センサを用いるため、取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できる。また、影響を受けても、容易に補正できる。
第2図は、第1の実施形態に係る液晶表示装置(100)の外観を示す前面図である。
第3図は、第1の実施形態に係る液晶表示装置(100)からベゼル(15)を外した状態の外観を示す前面図である。
第4図は、フレーム(12)に取付具(30)を介して取付基板(21)を取り付けた状態を示す要部正面図である。
第5図は、フレーム(12)に取付具(30)を介して取付基板(21)を取り付けた状態を示す要部側面断面図である。
第6図は、取付基板(21)を示す側面図および後面図である。
第7図は、輝度センサ(22)の指向感度特性例を示すグラフである。
第8図は、輝度センサ(22)の取付位置および外光の影響を測定するための構成を示すブロック図である。
第9図は、外光を遮光しない場合の測定結果を示すグラフである。
第10図は、外光を遮光した場合の測定結果を示すグラフである。
第11図は、第9図の測定結果と第10図の測定結果の差分を示すグラフである。
第12図は、第2の実施形態にかかる第3図相当図である。
第13図は、第2の実施形態にかかる第5図相当図である。
第14図は、第3の実施形態にかかる第7図相当図である。
第15図は、輝度センサの受光角の説明図である。
−第1の実施形態−
第1図は、第1の実施形態に係る液晶表示装置(100)の回路構成を示すブロック図である。
この液晶表示装置(100)は、液晶パネル(11)およびバックライト(23)からなる表示ユニット(10)と、液晶パネル(11)の表示面(11a)に対面している輝度センサ(22)と、輝度センサ(22)で測定した表示面(11a)の輝度に基づいてバックライト(23)の明るさを制御する制御回路(24)とを具備している。
第2図は、液晶表示装置(100)の外観を示す正面図である。
表示面(11a)の周囲は、ベゼル(15)で覆われている。
第3図は、液晶表示装置(100)からベゼル(15)を外した状態を示す正面図である。
表示面(11a)の周囲は、フレーム(12)で覆われている。フレーム(12)には、取付具(30)を介して、取付基板(21)が取り付けられている。フレーム(12)および取付具(30)は、例えば板金製である。
第4図および第5図に示すように、L字形の取付具(30)の水平片がフレーム(12)の上面にねじ(31)で取り付けられ、取付具(30)の垂直片が表示面(11a)の前方の少し上方まで垂れ下がっている。そして、取付具(30)の垂直片の後面に取付基板(21)の基部(21a)の前面がはんだ(32)で固着されている。また、取付基板(21)の凸部(21b)にはチップ形状の輝度センサ(22)が設置され、輝度センサ(22)は表示面(11a)に対面している。
第4図に示すように、フレーム(12)の縁から輝度センサ(22)の中心位置までの水平距離をx[mm]とし、垂直距離をy[mm]とする。
また、第5図に示すように、表示面(11a)からフレーム(12)の前面までの距離をL1[mm]とし、表示面(11a)から取付具(30)の垂直片の後面までの距離をL2[mm]とする。また、取付基板(21)の基部(21a)の厚さをb[mm]とし、基部(21a)から凸部(21b)が突出している高さをd[mm]とする。また、輝度センサ(22)の厚さをt[mm]とする。また、輝度センサ(22)の表面と表示面(11a)の間の距離をz[mm]とする。
数値例を示すと、L1=2、L2=3.25、b=1、d=0.5、t=0.75、z=1である。なお、はんだ(32)の厚さはL2に加味している。すなわち、表示面(11a)から取付具(30)の垂直片の後面までの実際の距離からはんだ(32)の厚さを差し引いた値をL2[mm]としている。
後述するように、0≦z<1.75とするのが好ましく、0≦z≦1.6とするのが更に好ましく、0≦z≦1とするのが最も好ましい。換言すれば、L1+b≦L2、L2−b−t−1.75<d≦L2−b−tとするのが好ましく、L2−b−t−1.6≦d≦L2−b−tとするのが更に好ましく、L2−b−t−1≦d≦L2−b−tとするのが最も好ましい。
L1,tは自由度が少ないため、好ましいzを得られるようにL1,tに合わせてL2,b,dを設計するのが望ましい。また、取付具(30)に穿設したねじ孔とねじ(31)の間の隙間分だけ、L2を微調整可能なので、最終的にはL2の微調整により寸法のバラツキを吸収して、好ましいzとする。
第6図は、取付基板(21)と輝度センサ(22)を示す側面図および背面図である。
取付基板(21)は、基部(21a)より凸部(21b)が段状に厚くなった段差基板である。
輝度センサ(22)の表面中央に受光部(22a)がある。輝度センサ(22)の光軸(Ax)は、輝度センサ(22)の表面に鉛直であり、受光部(22a)の中心を通っている。
輝度センサ(22)の寸法は、縦×横×厚さ=2[mm]×2.1[mm]×0.75[mm]である。
第7図は、輝度センサ(22)の感度の指向性を示すグラフである。
光軸(Ax)方向から入射する光に対する感度を100%とするとき、光軸(Ax)から20°で入射する光に対する感度が90%以上、光軸(Ax)から40°で入射する光に対する感度が70%以上になっており、非常に緩やかな指向性を持っている。
このような緩やかな指向性または無指向性の輝度センサ(22)を用いると、x,y,zのバラツキに対する測定輝度値の変動量を計算可能になり、計算で補正可能になる。
第8図は、第4図に示すx,yとzの関係および外光とzの関係を計測するための構成を示すブロック図である。
バックライト(23)は、一定の明るさで駆動する。表示面(11a)は、全面白画面とする。
第1の計測では、遮光シート(Sh)を使わず、外光が表示面(11a)に当たっている状態で、x=y=1、x=y=2、x=y=4、x=y=6のそれぞれについてzを変えて計測した。第9図に、第1の計測結果を示す。
第1の計測から次のことが判る。
(1)0≦z<1.75にすると、2≦x,2≦yでx,yにバラツキ(取付誤差)があっても、計測輝度値の変動はほとんどない。
(2)0≦z≦1.6にすると、1≦x,1≦yでx,yにバラツキがあっても、計測輝度値の変動を約10%以下に抑えられる。
(3)0≦z≦1にすると、1≦x,1≦yでx,yにバラツキがあっても、計測輝度値の変動を約5%以下に抑えられる。
第2の計測では、遮光シート(Sh)を使って外光が表示面(11a)に当たらないようにした状態で、x=y=1、x=y=2、x=y=4、x=y=6のそれぞれについてzを変えて計測した。第10図に、第2の計測結果を示す。そして、第1の計測結果と第2の計測結果の差分を計算し、外光の影響の変動を調べた。第11図に差分の計算結果を示す。
第11図から次のことが判る。
(4)0≦z≦1にすると、1≦x,1≦yでx,yにバラツキ(取付誤差)があっても、外光の影響の変動はほとんどない。
以上より、0≦z<1.75とするのが好ましく、0≦z≦1.6とするのが更に好ましく、0≦z≦1とするのが最も好ましいことが判る。
また、ベゼル(15)で隠しやすいこと及び取付誤差を考慮すると、x=y=2〜3を設計位置とするのが好ましいことが判る。
−第2の実施形態−
第12図および第13図に示すように、フレーム(12)の前面に取付基板(21)の基部(21a)の後面を接着剤(40)で固着してもよい。
第13図に示すように、表示面(11a)からフレーム(12)の前面までの距離をL1[mm]とし、取付基板(21)の基部(21a)から凸部(21b)が突出している高さをd[mm]とする。また、輝度センサ(22)の厚さをt[mm]とする。また、輝度センサ(22)の表面と表示面(11a)の間の距離をz[mm]とする。
数値例を示すと、L1=2.25、d=0.5、t=0.75、z=1である。なお、接着剤(40)の厚さはL1に加味している。すなわち、表示面(11a)からフレーム(12)の前面までの実際の距離に接着剤(40)の厚さを加えた値をL1[mm]としている。
前述したように、0≦z<1.75とするのが好ましく、0≦z≦1.6とするのが更に好ましく、0≦z≦1とするのが最も好ましから、換言すれば、L1−t−1.75<d≦L1−tとするのが好ましく、L1−t−1.6≦d≦L1−tとするのが更に好ましく、L1−t−1≦d≦L1−tとするのが最も好ましい。
−第3の実施形態−
第14図に示すように、光軸(Ax)方向から入射する光に対する感度を100%とするとき、光軸(Ax)から20°で入射する光に対する感度が60%程度、光軸(Ax)から40°で入射する光に対する感度が20%程度の指向性を持った輝度センサ(22)を用いてもよい。
一般に、このような指向性を持った輝度センサ(22)を用いると、x,y,zのバラツキに対する測定輝度値の変動が非常に大きくなり、補正が難しくなる。しかし、第14図に示す指向性曲線では、40°以上では指向性曲線の変化が緩やかになっている。
そこで、第15図に示すように、受光角θが40°以上になるように、表示面(11a)から輝度センサ(22)までの距離zおよび輝度測定用白パタン(11b)の幅Wを定めれば、x,y,zのバラツキに対する測定輝度値の変動が小さくなり、変動量を計算可能になり、計算で補正可能となる。
例えば、W=2[mm]とし、0≦z≦1とすれば、45°≦θとなり、第14図に示す指向性を持った輝度センサ(22)を使用しても、x,y,zのバラツキに対して強くなる。
一般的に表現すれば、指向性曲線の変化が受光角θo以上で緩やかになるような指向性を持つ輝度センサなら、θo≦arctan{W/(2z)}となるように、W,zを定めればよい。
Claims (7)
- 表示面を有する表示ユニットと、前記表示ユニットのフレームに取付具を介して又は直接に取り付けられた基部および該基部の一部から前記表示面に向かって突出した凸部を有する取付基板と、前記凸部に設置され前記表示面に対面している輝度センサとを具備したことを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第1項に記載のディスプレイ装置において、前記取付基板が、前記基部に相当する部分より前記凸部に相当する部分の厚さが段状に厚くなった段差基板であることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第1項または第2項に記載のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離z[mm]が0≦z≦1.6であることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第3項に記載のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をL1[mm]とし、前記輝度センサの厚さをt[mm]とし、前記取付基板の基部の厚さをb[mm]とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をL2[mm]がL1+b≦L2であり、前記基部より前記凸部が突出する高さdが、L2−b−t−1.6≦d≦L2−b−tであることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第1項または第2項に記載のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離z[mm]が0≦z≦1であることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第3項に記載のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をL1[mm]とし、前記輝度センサの厚さをt[mm]とし、前記取付基板の基部の厚さをb[mm]とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をL2[mm]がL1+b≦L2であり、前記基部より前記凸部が突出する高さdが、L2−b−t−1≦d≦L2−b−tであることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第1項から第6項のいずれかに記載のディスプレイ装置において、前記輝度センサの光軸方向から入射する光に対する前記輝度センサの感度を100%とするとき、前記光軸から20°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が90%以上、前記光軸から40°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が70%以上であることを特徴とするディスプレイ装置。
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