JP4389342B2 - 液晶表示照明装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的な像の上に必要な情報を重ね合わせて表示させることのできる透過型の液晶パネルを照明する液晶表示照明装置に関し、特に、カメラのファインダ装置のスーパーインポーズ表示等に好適に使用できる液晶表示照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルは、光学的な像の上に必要な情報を重ね合わせて表示させることのできる透過型の表示装置であり、例えば、高分子分散型液晶を用いたものがカメラのファインダ装置に用いられている。この液晶パネルは、２枚の透明電極付き透明基板間に、高分子分散型液晶を封入した液晶層を有する複数の表示セグメントからなるパネルである。この高分子分散型液晶は、その液晶層にかける電界を制御することによって、光を透過する透過状態と、光を拡散する拡散状態の２つのモードを使い分けて表示するものである。
【０００３】
この液晶パネルを駆動すると、電界をかけた表示セグメントは、光を透過させ、電界をかけていない表示セグメントは、光を拡散（散乱）させる。これにより、外景などの光学的な像が明るいときには、表示セグメントが暗く見え、一方、像が暗いときには、液晶層を照明することによって、表示セグメントが明るく見えるようにすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した液晶層を照明する光源は、複数のＬＥＤを使用する場合には、製造上の問題により、ＬＥＤの輝度が下限品と上限品では数倍の輝度差が生じてしまうために、液晶パネル上、すなわちファインダー上で明るさにムラが発生してしまう。
しかし、明るさのムラを防止するために、１個のＬＥＤを使用した場合には、明るさが不足して、表示セグメントが明るく見えない、又は、表示セグメントの明るさが不足してしまう、という別の問題が発生する。
【０００５】
本発明の目的は、上記の問題点を解決して、選択された表示セグメントを、表示パネル上でムラなく照明することができる液晶表示照明装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、矩形形状の２枚の透明基板を備え、該透明基板の間に光を拡散する拡散状態と光を透過する透過状態とを切り替える液晶層を封入した複数の表示セグメントを備え、且つ該透明基板の一方に該表示セグメントと電気的に接続される電極部を備える矩形形状の表示パネルと、前記表示パネルの複数の前記表示セグメントのうちの少なくとも１つの表示セグメントを選択する選択部と、前記選択部により選択された表示セグメントを前記拡散状態にするとともに、選択されていない表示セグメントを前記透過状態に駆動する駆動回路と、前記表示パネルを照明する光を発光部から発生する光源と、前記光源からの光をガイドする光ガイド部材を複数有し、該複数の光ガイド部材により前記光源からの光を、前記矩形形状を有する前記表示パネルの対向する２つの短辺側の端面にそれぞれ導く光ガイド装置と、を備える液晶表示照明装置であって、前記光ガイド部材は、反射面を有し、その反射面の少なくとも一部が放物線面形状であり、前記光源は、その発光部が前記放物線面形状のほぼ焦点位置に配置され、前記電極部は、前記表示パネルの前記一方の透明基板の２つの短辺のうちの一方の短辺側に設けられ、前記複数の光ガイド部材のうち、前記表示パネルの前記対向する２つの短辺側の端面のうちの一方の端面に光をガイドする一方の光ガイド部材はその厚さが前記透明基板の１枚の厚さとほぼ等しく、他方の端面に光をガイドする他方の光ガイド部材はその厚さが前記透明基板の２枚の厚さの和とほぼ等しく、前記他方の光ガイド部材は、前記他方の端面との間に、前記対向する短辺とほぼ平行な方向に光を偏光させる偏光板を介して設けられ、前記一方の光ガイド部材は、前記一方の端面との間に前記偏光板を介さずに設けられていること、を特徴とする液晶表示照明装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の液晶表示照明装置において、前記矩形形状を有する前記表示パネルの対向する２つの長辺側の端面は、当該長辺側の端面に到達した光を吸収すること、を特徴とする液晶表示照明装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面などを参照しながら、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態による液晶表示照明装置を組み込んだ一眼レフカメラの構造を概念的に説明する図である。
このカメラ１は、図１に示すように、被写体の像をフィルム上に結像させる撮影レンズ２と、撮影レンズ２からの光路を切り換える光跳ね上げ式の反射ミラー３と、フィルムに共役な面に配置されるスクリーン４と、このスクリーン４に近接して配置される高分子分散型液晶の表示パネル１０と、スクリーン４及び表示パネル１０を透過した光を観察のために曲げるペンタプリズム５と、スクリーン４上に投影された像を観察する接眼レンズ６等とを備えている。ここで、表示パネル１０は、ホルダ２０により保持されてカメラに固定されている。
【００１４】
また、このカメラ１は、表示装置として、表示パネル１０のほかに、ＬＥＤ等からなる光源３０と、光源３０からの光を表示パネル１０の端面１０ａに導く光ガイド装置４０と、表示パネル１０を駆動する駆動回路７と、ＣＰＵ８と、表示パネル１０のセグメントを選択するためのセレクタ５０等とを備えている。
【００１５】
ＣＰＵ８は、図示を省略するＡＥ装置やＡＦ装置等からの信号に基づいて、カメラの動作を統括的に制御する中央処理装置であり、この実施形態では、さらに、セレクタ５０からの信号に基づいて、駆動回路７を介して、表示パネル１０の表示状態を制御する。
【００１６】
表示パネル１０は、高分子分散型液晶から構成されており、例えば、図２に示すように、セグメント１０１から１０５の５つのセグメントを備え、セレクタ５０により、このセグメント１０１〜１０５の１つが選択される。
【００１７】
この表示パネル１０は、駆動回路７により駆動される。駆動回路７は、ＣＰＵ８からの駆動を更新するための信号を受信すると、拡散状態のセグメントを透過状態にするとともに、指定されたセグメントを透過状態から拡散状態へと切り替える更新処理を行う。
なお、駆動回路７は、カメラに最初に電池を投入されたときには、中央セグメント１０１を点灯するように構成されている。
【００１８】
図４は、本実施形態による液晶表示照明装置のセレクタ５０を示す図である。セレクタ５０は、例えば、４つのスイッチ５１〜５４から構成され、上下左右４方向に押し込まれたことを検出するフォーカスエリアセレクタ５０１を使用することができる。
図５は、図４に示したフォーカスエリアセレクタ５０１によって、中央のセグメント１０１が選択された状態を示したものである。
【００１９】
次に、図１のカメラ１の動作を説明する。撮影レンズ２によってスクリーン４に結像した像光は、表示パネル１０がスクリーン４に近接して配置されているので、表示パネル１０のバックグランド（背景領域）をそのまま通過する。また、表示パネル１０のバックグランド以外の部分（つまり、表示セグメント１０１から１０５の部分）のいずれかが拡散状態になったときは、この部分に入射する光は拡散され、全ての方向に拡散されることから、目の方向に進む光は、ごく一部となる。したがって、この部分の光量が下がって表示される部分がバックグランドに比べて暗くなる。つまり、この表示パネル１０によって、背景と表示パターンとが、光学的にスーパーインポーズされることになる。
【００２０】
また、スクリーン４に十分な光が到達しない場合には、光源３０を点灯して、表示パネル１０の端面１０ａから適当な光量の照明光を入射させることにより、暗い背景中に明るい表示パターンをスーパーインポーズして表示させることができる。この場合には、表示されるセグメント（セグメント１０１から１０５のいずれか）の部分で光が拡散されるので、照明光の一部が観測者の目の方向にも拡散されることになり、表示されるセグメントが明るく見える。
ただし、被写体の輝度が十分に明るい場合には、光源３０を点灯して照明光を表示パネル１０の端面１０ａから入射させても、照明光が被写体の輝度と比較して暗すぎるために、明るい表示パターンとはならずに、明るい背景に暗い表示パターンがスーパーインポーズされる。
【００２１】
次に、光源からの光を表示パネル１０の端面１０ａに導く光ガイド装置４０について説明する。
図２，図３は、本実施形態による液晶表示照明装置の光ガイド装置を詳細に示す図であって、図２は、平面図、図３は、図２の表示パネルをほぼ中央で破断した断面図である。なお、図１と同一の部材には、同一の番号を付している。
【００２２】
ホルダ２０は、図３に示すように、下ホルダ２０１と上ホルダ２０２との２部材から構成され、表示パネル１０を挟み込んで保持している。なお、見やすくするために、図２では、上ホルダ２０２の図示を省略している。
【００２３】
表示パネル１０は、上ガラス１０６と下ガラス１０７とから構成され、この上下２つのガラス１０６，１０７の間に、液晶層を封入している。
【００２４】
光ガイド装置４０は、２つのライトガイド４０１，４０２を備えている。ライトガイド４０１は、透明のポリカーボネートやアクリル等の樹脂板からなり、その端面４０１ａは、放物線面形状となっている（図２）。また、図３に示すように、表示パネル１０の厚さとほぼ同一となっている。
【００２５】
ライトガイド４０２は、ライトガイド４０１と同様に、透明のポリカーボネートやアクリル等の樹脂板からなり、その端面４０２ａは、放物線面形状となっている（図２）。また、図３に示すように、ライトガイド４０２は、表示パネル１０の下ガラス１０７の厚さとほぼ同一となっている。
【００２６】
このように、ライトガイド４０２の厚さが下ガラス１０７の厚さとほぼ同一となっている理由は、後述するように、ゼブラゴム１１０を用いて、下ガラス１０７の電極１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈ（図２）とフレキシブルプリント板１２０（図３）とを接続可能とするために、ゼブラゴム１１０を配置した部分の上ガラス１０６を切り欠く必要があるためである。
【００２７】
光源３０は、２個のＬＥＤ３０１とその駆動回路（不図示）とから構成されている。そして、これら２個のＬＥＤ３０１は、その発光部がライトガイド４０１，４０２のそれぞれの焦点位置４０１ｂ，４０２ｂ（図２）となるように配置されている。
【００２８】
このように、２個のＬＥＤ３０１の発光部がライトガイド４０１，４０２のそれぞれの焦点位置４０１ｂ，４０２ｂとなるように配置されると、それぞれの端面４０１ａ，４０２ａが放物線面となっているために、放物線面鏡の原理に基づいて、ＬＥＤ光は、それぞれのライトガイド４０１，４０２の端面４０１ｃ，４０２ｃに垂直な平行光となって出力される。このため、放物線面鏡の原理に基づいた均一な明るい光がライトガイド４０１，４０２の端面４０１ｃ，４０２ｃから出力されることになる。なお、端面４０１ｃ，４０２ｃの幅は、図２に示されるように、セグメント１０１〜１０５が配置される範囲を包含するようになっている。これにより、セグメント１０１〜１０５のいずれに対しても、同条件の均一な照明ができる。
従って、ライトガイド４０１，４０２に対して、それぞれ１個ずつのＬＥＤ３０１を配置するだけで、ライトガイド４０１，４０２の端面４０１ｃ，４０２ｃの幅の範囲内では、明るく均一な照明ができるので、セグメント１０１〜１０５のいずれに対しても、明るく均一な照明をすることができる。
【００２９】
なお、ライトガイド４０２の厚さ方向の寸法は、前述したように、ライトガイド４０１の厚さ方向の約１／２となる。そのため、表示パネル１０に入射するＬＥＤ光の量は、ＬＥＤ光がライトガイド４０２内に入射する部分で決定されるが、厚いほうが薄いよりも多くなる。
しかし、本実施形態のようにライトガイド４０１，４０２の反射面になる端面４０１ａ，４０２ａが放物線面形状となっているために、放物線面鏡の原理により、ライトガイド４０１，４０２の端面４０１ｃ，４０２ｃから出てくる光は、遠くまで到達するので、若干の光量の差は、セグメント１０１〜１０５の照明される明るさにはほとんど影響しない。
また、同様の理由によって、２個のＬＥＤ３０１の輝度差が数倍程度あっても、セグメント１０１〜１０５の照明される明るさにはほとんど影響しない。
【００３０】
一方、液晶層内にＬＥＤ光が入射したときに、液晶層内の透明部であっても、若干の散乱度を有するので、ＬＥＤ光が液晶層の透明部を通過すると、背景が暗い場合には、透明部がＬＥＤ光により光ってしまう。
そこで、表示パネル１０の端面１０ａと、それぞれのライトガイド４０１，４０２との間に、図２，３に示すように、偏光板９１，９２を挿入して、液晶層の透明部でＬＥＤの光が図２の紙面垂直方向へ出て行きにくい構造としている。すなわち、図２の矢印Ａ方向に偏光するようにしている。これにより、表示パネル１０の透明部が光ってしまう現象が大幅に低減される。
【００３１】
なお、偏光板９１，９２の挿入により、２個のＬＥＤ３０１の光量は低下してしまうが、上述したように、ライトガイド４０１，４０２の端面４０１ａ，４０２ａが放物線面となって、ＬＥＤ３０１の光量が有効に使われるために、偏光板９１，９２の挿入による光量低下の影響はない。
【００３２】
また、ライトガイド４０１，４０２の厚さの差がセグメント１０１〜１０５の照明される明るさに影響するような場合には、薄い側のライトガイド４０２と表示パネル１０との間に挿入される偏光板９２を取り去ればよい。これにより、ライトガイド４０２から出力されるＬＥＤ光の量が偏光板９２が取り去られたために減衰されずに表示パネル１０内に入射するので、ライトガイド４０１側から出力される光量とより近づいて、セグメント１０１〜１０５の照明される明るさはほぼ均一の明るさになる。
【００３３】
さらに、表示パネル１０の別の２箇所の端面１０ｂ（図２）には、黒色の墨塗りがなされている。これにより、ＬＥＤ３０１の光がライトガイド４０１，４０２の端面４０１ａ，４０２ａで反射せずに、直接端面４０１ｃ，４０２ｃから出た場合や、液晶層での散乱により表示パネル１０の端面１０ｂに到達しても、ここで反射されずに吸収されるので、やはり表示パネル１０の透明部が光ってしまう現象が大幅に低減される。
【００３４】
表示パネル１０の下ガラス１０７には、電極１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈが設けられており、セグメント１０１〜１０５の透過状態と拡散状態との切替、及び、セグメント１０１〜１０５以外の部分の透過状態の保持のために、図１のＣＰＵ８へ接続するためにゼブラゴム１１０を介して、電極１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈとフレキシブルプリント板１２０とが電気的に接続されている。
【００３５】
次に、本実施形態による液晶表示照明装置の動作について簡単に説明する。
図６，７は、本実施形態による液晶表示照明装置のＣＰＵ８の動作を示すフローチャートである。電池が装填されると動作を開始し、Ｓ１が実行される。
Ｓ１では、パラメータＡに０を入れる。このパラメータＡは、選択されたセグメントを示すものであり、０が中央、１が右、２が左、３が上、４が下を示す。前述したように、カメラに電池を最初に装填したときには、駆動回路７は、中央セグメント１０１を拡散状態とするためにパラメータＡに０を入れる。
【００３６】
Ｓ２では、フォーカスエリアセレクタ５０１が上下左右のいずれの方向に押されたかを判定する。詳細は、図７を用いて説明する。
図７において、Ｓ２０１では、フラグＦに１を入れる。このフラグＦは、フォーカスエリアセレクタ５０１が上下左右のいずれの方向にも押されない場合に０が入れられ、フォーカスエリアセレクタ５０１が操作されたか否かを示すものである。
【００３７】
Ｓ２０２〜Ｓ２０８では、スイッチ５１が押された場合に、その前にどのセグメントが拡散状態であったかにより、次にどのセグメントを拡散状態にするかを決定する。
現状で中央、上、下のセグメントのいずれかが拡散状態の場合（Ａが０又は３又は４）には、右のセグメントが拡散状態になるように、Ａに１を入れる。現状で左のセグメントが拡散状態の場合（Ａ＝２）には、中央のセグメントが拡散状態になるように、Ａに０を入れる。現状で右のセグメントが拡散状態の場合（Ａ＝１）には、右セグメントの拡散状態を保持すればよいので、パラメータＡの値を変更しない。
【００３８】
Ｓ２０９〜Ｓ２１５では、上記と同様に、左側への変更処理を行なう。Ｓ２１６〜Ｓ２２２では、上記と同様に、上側への変更処理を行なう。Ｓ２２３〜Ｓ２２９では、上記と同様に、下側への変更処理を行なう。
【００３９】
Ｓ２３０では、スイッチ５１〜５４のいずれも押されず、フォーカスエリアセレクタ５０１が操作されない場合には、フラグＦに０を入れる。以上を終了すると、図６のＳ３へ戻る。
【００４０】
図６において、Ｓ３では、フラグＦの判定を行なう。Ｆ＝０の場合は、フォーカスエリアセレクタ５０１が操作されていないのでＳ２へ戻る。Ｆ＝１の場合は、フォーカスエリアセレクタ５０１が操作されたのでＳ４へ進む。
【００４１】
Ｓ４では、上述したＳ２によって選択されたセグメントを、表示パネル１０に拡散状態で表示するように駆動回路７に、更新信号を出力する。これを受けた駆動回路７は、表示パネル１０上の現在拡散状態のセグメントを、透過状態にするとともに、選択セグメントを拡散状態にする信号を出力する。
【００４２】
Ｓ５では、光源３０の不図示の駆動回路により、２個のＬＥＤ３０１を所定時間（約３００ｍｓｅｃ）だけ発光して、表示パネル１０の拡散状態のセグメントを明るく照明して、前述したＳ２へ戻る。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、照明用のＬＥＤ３０１から表示パネル１０に光を導く光ガイド装置４０に、ライトガイド４０１，４０２を備えている。このライトガイド４０１，４０２は、その反射面４０１ａ，４０２ａが放物線面形状をしており、ほぼその焦点位置４０１ｂ，４０２ｂに、ＬＥＤ３０１が配置されている。このため、表示パネル１０によって選択された拡散状態のセグメントがいずれの位置であっても、明るく均一に照明することができる。
【００４４】
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
本実施形態では、ライトガイドの形状が放物線面となっていたが、これに限定することなく、ライトガイド内の光が放物線面で反射されるようになっていれば、上述した効果が発揮される。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、光源からの光を放物線面形状の反射面を有する光ガイド部材を介して表示パネルへ導くと共に、その放物面形状を有する反射面のほぼ焦点位置に光源を配置するようにしたので、表示パネルの拡散状態の表示セグメントを明るくしかも均一に照明することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による液晶表示照明装置を組み込んだ一眼レフカメラの構造を概念的に説明する図である。
【図２】本実施形態による液晶表示照明装置の光ガイド装置を、詳細に示した平面図である。
【図３】本実施形態による液晶表示照明装置の光ガイド装置を、図２の表示パネルをほぼ中央で破断した断面図である。
【図４】本実施形態による液晶表示照明装置のセレクタ５０を示す図である。
【図５】図４に示したフォーカスエリアセレクタ５０１によって、中央のセグメント１０１が選択された状態を示したものである。
【図６】本実施形態による液晶表示照明装置のＣＰＵ８の動作（メインルーチン）を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態による液晶表示照明装置のＣＰＵ８の動作（選択エリア判定のサブルーチン）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ カメラ
２ 撮影レンズ
３ 反射ミラー
４ スクリーン
５ ペンタプリズム
６ 接眼レンズ
７ 駆動回路
８ ＣＰＵ
９ 測光素子
１０ 表示パネル
２０ ホルダ
３０ 光源
４０ 光ガイド装置
５０ セレクタ
５１〜５４ スイッチ
９１，９２ 偏光板
１０１〜１０５ セグメント
１０６ 上ガラス
１０７ 下ガラス
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈ 電極
３０１ ＬＥＤ
４０１，４０２ ライトガイド
４０１ａ，４０２ａ 端面（反射面）
４０１ｂ，４０２ｂ 焦点位置
４０１ｃ，４０２ｃ 端面
１１０ ゼブラゴム
１２０ フレキシブルプリント板
５０１ フォーカスエリアセレクタ

Claims (2)

1. 矩形形状の２枚の透明基板を備え、該透明基板の間に光を拡散する拡散状態と光を透過する透過状態とを切り替える液晶層を封入した複数の表示セグメントを備え、且つ該透明基板の一方に該表示セグメントと電気的に接続される電極部を備える矩形形状の表示パネルと、
   前記表示パネルの複数の前記表示セグメントのうちの少なくとも１つの表示セグメントを選択する選択部と、
   前記選択部により選択された表示セグメントを前記拡散状態にするとともに、選択されていない表示セグメントを前記透過状態に駆動する駆動回路と、
   前記表示パネルを照明する光を発光部から発生する光源と、
   前記光源からの光をガイドする光ガイド部材を複数有し、該複数の光ガイド部材により前記光源からの光を、前記矩形形状を有する前記表示パネルの対向する２つの短辺側の端面にそれぞれ導く光ガイド装置と、を備える液晶表示照明装置であって、
   前記光ガイド部材は、反射面を有し、その反射面の少なくとも一部が放物線面形状であり、
   前記光源は、その発光部が前記放物線面形状のほぼ焦点位置に配置され、
   前記電極部は、前記表示パネルの前記一方の透明基板の２つの短辺のうちの一方の短辺側に設けられ、
   前記複数の光ガイド部材のうち、前記表示パネルの前記対向する２つの短辺側の端面のうちの一方の端面に光をガイドする一方の光ガイド部材はその厚さが前記透明基板の１枚の厚さとほぼ等しく、他方の端面に光をガイドする他方の光ガイド部材はその厚さが前記透明基板の２枚の厚さの和とほぼ等しく、
   前記他方の光ガイド部材は、前記他方の端面との間に、前記対向する短辺とほぼ平行な方向に光を偏光させる偏光板を介して設けられ、前記一方の光ガイド部材は、前記一方の端面との間に前記偏光板を介さずに設けられていること、を特徴とする液晶表示照明装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示照明装置において、
   前記矩形形状を有する前記表示パネルの対向する２つの長辺側の端面は、当該長辺側の端面に到達した光を吸収すること、を特徴とする液晶表示照明装置。

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