JP4648982B1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルの特性と共に、外部からの環境光の表示面における反射光の特性を測定することができ、これらの測定結果を基に表示特性の調整を精度よく行うことができる表示装置を提供する。
【解決手段】液晶パネル１の表示面１ａを囲む枠状部材２に凹部２ｃを形成し、凹部２ｃ内に光センサ５を配設する。表示面１ａに対して受光面５ａが所定角度傾斜するように、表示面１ａへ向けて光センサ５を配設する。また、液晶パネル１の表示面１ａへ向けて設けられた採光面及び液晶パネル１の前方へ向けて設けられた遮光面が段状に設けられた導光部材を用いて、枠状部材２の凹部２ｃ内に配設された光センサ５の受光面５ａへ光を導く構成としてもよい。また、液晶パネル１の表示面１ａ及び光センサ５の受光面５ａへ向けて凹部２ｃ内にミラーを設け、ミラーにより光センサ５の受光面５ａへ光を反射する構成としてもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネル、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）又は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）等の表示パネルを備えて、この表示パネルの表示に係る輝度又は色度等の表示特性を測定する表示装置に関する。

例えば液晶パネルを備える液晶表示装置は、液晶パネルの画素毎に光透過率を変化させて、背面側に設けられたバックライトからの光の透過量を制御することで画像の階調表示を行っている。液晶パネルは、製造バラツキなどの要因によって光透過率が設計値からずれ、所望の階調特性が得られない場合がある。この対策として、入力された画像信号による階調レベル（階調値）と、この階調レベルに対応する液晶パネルへの入力レベルとが関連付けられたＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）をメモリなどに記憶しておき、ＬＵＴに基づいて階調レベルを入力レベルに変換することによって、表示装置毎に固有の階調特性を補正し、所望の階調特性を実現することが行われている。

しかし、液晶パネル及びバックライト等の特性は表示装置の使用に伴って経年変化する虞があり、経年変化が生じた場合には、表示装置の製造時又は出荷時等に記憶されたＬＵＴに基づいて階調特性を補正しても、所望の階調特性を実現することができない虞がある。この問題に対して、表示装置の出荷後に、ユーザ側でＬＵＴを更新する、所謂キャリブレーションを行うことによって対処することが可能である。キャリブレーションを行う際には、表示装置の実際の表示特性を測定する必要があり、測定のためのセンサが表示装置に備えられる。図１０は、従来の表示装置における表示特性の測定方法を説明するための模式図である。

例えば、従来の表示装置においては、表示装置内部のバックライト近傍に光センサを配設し、光センサにて測定したバックライトの輝度に基づいてキャリブレーションを行う構成としたものがある（図１０において図示は省略する）。しかし、この表示装置では、光センサにて測定することができるのはバックライトの特性のみであり、液晶パネルの特性を考慮したキャリブレーションを行うことができないという欠点がある。

また例えば、別体の光センサを用いて表示特性の測定を行う構成の表示装置があり（図１０（ａ）参照）、この表示装置においては、測定の際にユーザがケーブルなどを介して光センサを表示装置に接続し、光センサを液晶パネルの表示面の適所（中央など）に着設する必要がある。別体の光センサを用いる構成では、液晶パネルに表示された画像に基づいて表示特性の測定を行うことができるため、バックライトのみでなく、液晶パネルを含めた表示特性を測定できるという利点がある。しかし、キャリブレーションの際にユーザが光センサの設置を自ら行う必要があるため手間がかかるという問題がある。また表示面の中央を光センサが覆い隠すため、表示特性の測定を行っている場合には、ユーザが表示装置を使用することができないという問題がある。

また例えば、液晶パネルの周囲を囲む枠状部材に装着され、モータ又はアクチュエータ等により表示面上に出入する可動の光センサ（以下、スイングセンサという）を備える表示装置がある（図１０（ｂ）参照）。また更に、表示装置の枠状部材にスイングセンサを内蔵した構成のものもある（図１０（ｃ）参照）。これらの表示装置は、バックライト及び液晶パネルの表示特性を測定できるという利点があると共に、スイングセンサが装着された状態でユーザが使用可能であり、表示特性の測定を行う場合にのみ光センサが移動して表示面の周辺部分を覆う構成であるため、表示特性の測定に手間がかかるという問題を解決できる。また、表示特性の測定を行う際であっても、光センサは表示面の周辺部分の一部分のみを覆う構成であるため、ユーザが表示装置を使用することが可能である。

また、特許文献１においては、液晶表示板の非表示エリアに検知用パターンを描き、この描画位置に光検知センサを設けて、液晶表示板の裏面側に設けたバックライトからの透過光を光検知センサが検知し、検知用パターンのコントラストが最高になるように、液晶表示板の画像制御ユニットへ送るバイアス電圧を自動制御する構成とすることにより、製品毎の各種特性の固有差にかかわらず、液晶表示板のコントラストを的確に自動調整できる液晶表示装置が提案されている。

特許文献２においては、バックライトの光を反射する反射板の側部に形成された導光孔からの光と、装置外部からの外部光とを受光すべく、導光孔及び装置正面に対して所定角度だけ受光面を傾斜させて光センサを設け、光センサの受光結果に基づいてバックライトの輝度を切り替える構成とすることにより、外部光のわずかな変化によってバックライトの発光輝度の頻繁な切り替わりを防止することができる表示装置が提案されている。

実開平７−２９５２６号公報 特開平１０−９６８９０号公報

しかしながら、図１０に示した従来の表示装置は、光センサが測定することができる液晶パネルを透過したバックライトの光に係る特性のみである。表示装置の表示特性を調整する場合には、バックライト及び液晶パネルの特性のみでなく、表示装置の使用環境に係る光（環境光）を考慮して調整を行うことが望ましい。環境光を考慮して表示特性の調整を行うことによって、ユーザによる表示装置の使用環境及びユーザの作業環境等により適した画像表示を表示装置は行うことができる。

このため、図１０に示した従来の表示装置に、環境光を測定するための別の光センサを設けることが考えられる。しかし、別に設けた光センサが測定できるのは表示装置の周囲の明るさなど、素の環境光のみである。表示特性の調整を行う場合に有用な環境光は、液晶パネルの表示面にて反射された光の成分であり、環境光の反射光を測定して表示特性の調整を行うことが望まれる。従来の表示装置において、液晶パネル及びバックライトの特性を測定する光センサは、測定時に表示面を覆い隠すため、表示面にて反射された環境光の特性を測定することはできず、また別に設けた光センサを用いても、表示面にて反射された環境光の特性を測定することはできなかった。

また、特許文献１に記載の液晶表示装置は、検知用パターンを描く液晶表示板の非表示エリアは外部に露出しない部分であるため、環境光を反射することはなく、光検知センサを用いて環境光の反射光を測定することはできない。特許文献２に記載の表示装置は、バックライトからの光と外部からの光とを直接的に光センサにて検知する構成であるため、液晶パネルを含んだ表示特性を測定することはできず、表示面における環境光の反射光を測定することはできない。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、液晶パネルなどの表示パネルの特性と共に、外部からの環境光の表示面における反射光の特性を測定することができる表示装置を提供することにある。

本発明に係る表示装置は、画像を表示する表示パネルと、該表示パネルの表示面外に設けられた光センサと、前記表示パネルを囲んで設けられる枠状部材と、該枠状部材の内側面に形成された凹部とを備え、該光センサは、光を受光する受光面を有し、該受光面が前記表示パネルの表示面に対して所定角度傾斜して対向するように、前記凹部内に配設してあり、前記表示パネルの表示面からの出射光及び前記表示面にて反射された外部光の反射光が入射し、外部光が直接入射しない位置に配設してあることを特徴とする。

また、本発明に係る表示装置は、前記凹部へ直接に入射する外部光を遮蔽する遮光手段を更に備えることを特徴とする。

また、本発明に係る表示装置は、前記表示面からの出射光及び前記表示面にて反射された反射光を、前記光センサへ導く導光手段を更に備え、該導光手段は、前記表示パネルの表示面外に設けてあることを特徴とする。

また、本発明に係る表示装置は、前記導光手段が、前記表示パネルの表示面へ向けて設けられ、該表示面からの出射光及び前記表示面にて反射された反射光が入射する採光部と、前記表示パネルの表示面以外へ向けて設けられ、外部光を遮光する遮光部とが段状に形成してあることを特徴とする。

また、本発明に係る表示装置は、前記導光手段が、前記表示面からの出射光及び前記表示面にて反射された反射光を、前記光センサへ反射する光学部材であることを特徴とする。

本発明においては、液晶パネルなどの表示パネルの表示面外に光センサを設けて測定を行う。この構成によって、表示特性の測定を行う際に、光センサを表示装置に装着する必要はないためユーザの手間を解消でき、光センサが表示領域を覆い隠すことはない。
また光センサは、表示パネルの表示面からの出射光と、表示面にて反射された外部光（環境光）の反射光とが入射する位置に配設する。これにより光センサは、表示特性の調整に必要な光を受光してその特性を測定することができ、表示パネル自体の特性と、表示に影響を与える外部光の反射光の特性とに基づく表示特性の調整を表示装置が行うことが可能となる。

また本発明においては、外部光が直接に入射することのない位置に光センサを配設する。これにより光センサは、表示面からの出射光と表示面にて反射された外部光の反射光のみを受光し、余分な外部光を受光することによる表示特性の測定精度の低下を防止できる。

また、本発明においては、表示パネルを囲んで設けられる枠状部材の内側面に凹部を形成し、この凹部内に光センサを配設して測定を行う。枠状部材の内側面に形成した凹部内には、表示パネルの表示面の周辺部分からの光が入射しやすく、この凹部内に光センサを適切に配設することによって、表示面の周辺部分からの出射光と、周辺部分にて反射された外部光の反射光とを光センサにより受光して測定することができ、外部光が直接的に光センサにて受光されることを抑制できる。

また、本発明においては、光センサの受光面が表示パネルの表示面に対して所定角度傾斜するように光センサを凹部内に設けることにより、表示面からの出射光と、表示面にて反射された外部光の反射光とが光センサの受光面に入射し、外部光が受光面に直接に入射しないように、光センサを配設することができる。

また、本発明においては、外部光が凹部内へ直接に入射することを遮蔽する手段を設ける。例えば、枠状部材に形成した凹部の開口部分の一部を遮光板などで覆うことで、外部光の直接の入射を遮蔽することができる。これにより、光センサにて測定される特性から、直接的な外部光の影響をより確実に除去することができ、より精度のよい測定を実現できる。

また、本発明においては、表示パネルの表示面からの出射光と、表示面での外部光の反射光とを光センサへ導く導光手段を表示装置に備える。これにより、表示装置における光センサの配設位置の自由度を高めることができる。また導光手段は表示パネルの表示面外、例えば枠状部材などに設けることによって、導光手段が表示面を覆い隠すことがなく、ユーザによる表示装置の使用の妨げとなることがない。

また、本発明においては、導光手段が、表示パネルの表示面へ向けて設けられた採光部と、それ以外へ向けて設けられた遮光部とを有する構成とする。表示パネルの表示面からの出射光と、表示面での外部光の反射光とは、表示面へ向けられた採光部へ入射し、光センサへ導かれる。また表示面以外から導光手段に対して直接的に入射する外部光は、導光手段の遮光部にて遮光され、光センサへ導かれることはない。これにより、光センサによる測定をより確実に行うことができる。

また、本発明においては、導光手段が光を反射させることにより、光センサへ光を導く構成とする。導光手段を適切に配設することによって、表示パネルの表示面からの出射光及び表示面での外部光の反射光を光センサへ導くことができ、光センサの配設位置の自由度を高めることができる。

本発明による場合は、表示パネルの表示面外に光センサを設け、表示パネルの表示面からの出射光と、表示面にて反射された外部光（環境光）の反射光とを光センサにて測定する構成とすることにより、表示パネルの特性のみでなく、表示装置の周囲の環境に応じた表示特性の測定を実現することができるため、表示装置の表示品質の向上に貢献できる。

本発明に係る表示装置の外観を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る表示装置が行う測定処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１の変形例１に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例２に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例３に係る表示装置の外観を示す正面図である。 本発明の実施の形態２に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明の実施の形態３に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。 従来の表示装置における表示特性の測定方法を説明するための模式図である。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係る表示装置の外観を示す正面図であり、図２は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。なお、図２には図１のＩＩ−ＩＩ線による断面を示してあり、図２（ｂ）には図２（ａ）の二点鎖線の円で囲まれた部分を拡大して示してある。

図示の表示装置は、表示パネルとして液晶パネル１を備える液晶表示装置である。この表示装置は、略矩形の板状をなす本体部分の正面（前面）に液晶パネル１による矩形の表示面１ａが設けられており、この表示面１ａに種々の画像表示を行うことができる。表示装置の本体部分は、その背面に固定されたスタンド３によって、机上又は床上等に対して表示面１ａが略垂直となるように支持されている。

表示装置の本体部分は、合成樹脂製又は金属製の筐体に、液晶パネル１とバックライト及び回路基板等（図示は省略する）とが収容されたものである。表示装置の筐体は、複数の部品に分割可能であり、これらの部品には表示装置の正面側をなす枠状部材２が含まれる。枠状部材２は、略矩形の開口を有する四角枠状をなしており、開口から表示面１ａが露出するように液晶パネル１の周囲を囲んで設けられる。なお、図２においては枠状部材２の開口に何も設けられていないが、防塵などを目的として、光を透過する素材で枠状部材２の開口を覆う構成としてもよい。

表示装置の筐体内には金属製又は合成樹脂製のシャーシ４が収容されており、このシャーシ４は液晶パネル１及びバックライトを収容している。シャーシ４は、表示装置の筐体より小さい略矩形の平らな容器状をなしており、正面側の開口から表示面１ａが露出するように液晶パネル１が収容されて不動に固定されている。またシャーシ４内には、液晶パネル１の背面側にＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等によるバックライトが並べて収容されると共に、バックライトからの光を反射又は拡散して液晶パネル１の背面に照射するための光学部材が収容されている。

また表示装置の筐体を構成する枠状部材２は、シャーシ４の側面を囲む四角筒状の側壁部２ａと、シャーシ４の正面側の周縁部分を覆う四角枠状の正面枠部２ｂとを有している。枠状部材２の正面枠部２ｂの開口は、シャーシ４の開口と同程度の大きさであり、正面枠部２ｂはシャーシ４の正面を覆うが、シャーシ４に固定・収容された液晶パネル１の表示面１ａを覆い隠さないようにしてある。シャーシ４が表示装置の筐体に収容された状態において、枠状部材２の正面枠部２ｂは、シャーシ４に固定・収容された液晶パネル１の表示面１ａより前方に（正面側に）突出した態様となる。

枠状部材２の正面枠部２ｂの内側面には、表示装置の正面視における右下側の位置に、凹部２ｃが形成されている。凹部２ｃは、正面枠部２ｂの内側面側と背面側とが開放され、正面側と外側面側と上下側とが閉塞された構成であり、表示装置の筐体内にシャーシ４が収容された場合には、凹部２ｃの背面側がシャーシ４の正面の周縁部分によって閉塞される。なお、図２においては凹部２ｃが正面枠部２ｂの内側面側にて開放された構成であるが、この凹部２ｃの開放部分を、防塵などを目的として、光を透過する素材にて閉塞する構成としてもよい。

凹部２ｃ内には、光センサ５が配設されている。光センサ５は、一の面を受光面５ａとした多面体形をなしており、受光面５ａにて受光した光の特性（例えば輝度など）を測定し、測定結果に応じた電気信号を出力するセンサ素子である。また光センサ５は、受光面５ａが液晶パネル１の表示面１ａを向くように、表示面１ａに対して受光面５ａを所定角度（例えば４５°など）傾斜させた状態で凹部２ｃ内に配設されている。（なお光センサ５を表示面１ａに対して傾斜させる所定角度は、液晶パネル１の視野角、凹部２ｃの大きさ及び光センサ５の大きさ等に応じて適宜に定める。）

凹部２ｃ内にて光センサ５の受光面５ａを液晶パネル１の表示面１ａに対して傾斜させて対向させることにより、光センサ５は、液晶パネル１の表示面１ａから出射する光（図２（ｂ）の破線の矢印参照）を受光面５ａにて受光することができる。また光センサ５は、表示装置の外部からの光（図２（ｂ）の実線の矢印参照）が液晶パネル１の表示面１ａにて反射された反射光を受光することができる。なお液晶パネル１の表示面１ａからの出射光は、実際には表示装置のバックライトが発した光が液晶パネル１を透過した光である。また、表示装置の外部からの光は、表示装置が設置された部屋の照明光又は太陽光等である。

また、光センサ５は、枠状部材２の凹部２ｃ内に設けられて、受光面５ａが液晶パネル１の表示面１ａに向けて傾斜させてあるため、表示装置の外部からの光が直接に（表示面１ａにて反射されずに）光センサ５の受光面５ａに入射しない（又は、外部光が入射した場合であっても、液晶パネル１からの光及び表示面１ａでの反射光と比較して、入射する外部光の量は十分に少ない）。よって光センサ５は、外部光を直接に受光することなく、液晶パネル１からの出射光と、外部光のうちの表示面１ａにて反射された反射光とを受光することができる。

図３は、本発明に係る表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の表示装置は、上述の液晶パネル１、光センサ５及びバックライト６等の他に、制御部１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、操作部１４、信号入力部１５、バックライト駆動部１６、液晶駆動部１７及びＡ／Ｄ変換部１８等を備えて構成されている。なお、図３においては、表示装置がＰＣ（Personal Computer）９９などのコンピュータに接続され、ＰＣ９９から入力される画像信号に応じた画像表示を行う構成を示すが、これに限るものではない。

制御部１１は、具体的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の演算処理装置にて構成することができ、表示装置内の各部にバスを介して接続され、これら各部の動作を制御することによって、液晶パネル１の画像表示などの種々の処理を実行する。ＲＯＭ（Read Only Memory）１２は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子により構成され、制御部１１の動作に必要な各種のプログラム及びデータ等が予め記憶されている。ＲＡＭ１３は、ＳＲＡＭ（Static RAM）又はＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等のデータ書き換え可能なメモリ素子により構成されている。例えば、制御部１１はＲＯＭ１２に記憶されたプログラムを実行して処理を行い、この処理の演算過程などで発生したデータをＲＡＭ１３に記憶する。

操作部１４は、表示装置を操作するための各種のファンクションキーなどを有している。例えば、液晶パネル１の画像表示の明るさ（ブライトネス）を変更するためのキー、又は画像表示のカラーバランスを変更するためのキー等のように、表示装置の表示特性を設定するための設定キーが操作部１４に設けられている。操作部１４は、これらのファンクションキーに対するユーザの操作を受け付けて、制御部１１へ通知を行い、制御部１１は操作部１４からの通知に応じて各部の動作を制御する。

信号入力部１５は、ＰＣ９９などの外部機器に信号ケーブルを介して接続される接続端子を有しており、ＰＣ９９から入力される画像信号を取得する。この画像信号は、制御部１１により明るさ調整又はカラーバランス調整等の種々の画像処理が施された後に液晶駆動部１７へ与えられ、与えられた画像信号に応じて液晶駆動部１７が液晶パネル１を駆動することにより、表示装置はＰＣ９９からの画像信号に基づく画像表示を行うことができる。なお、ＰＣ９９から信号入力部１５へ入力される画像信号は、アナログ信号又はデジタル信号のいずれであってもよい。

液晶パネル１は、一対のガラス基板が対向配置され、その間隙内に液晶物質である液晶層が形成された構造をなしている。一方のガラス基板には、複数の画素電極と、画素電極のそれぞれにドレインを接続したＴＦＴ（Thin Film Transistor）とが設けられ、他方のガラス基板には共通電極が設けられている。各ＴＦＴのゲート及びソースは、液晶駆動部１７のゲートドライバ及びソースドライバ（図示は省略する）に接続され、液晶駆動部１７から駆動信号がそれぞれ入力されている。

液晶駆動部１７は、与えられた画像信号に応じて液晶パネル１を駆動するための駆動信号を出力する。詳しくは、液晶駆動部１７のゲートドライバは、液晶パネル１が有する多数のＴＦＴのゲートに、与えられた画像信号に応じて選択的に電圧を印加し、また同様に、液晶駆動部１７のソースドライバは、ＴＦＴのソースに、入力された映像信号に応じた電圧値で電圧を印加する。これにより液晶パネル１は、液晶駆動部１７のゲートドライバから印加される電圧によって各画素のＴＦＴのオン／オフが制御され、液晶駆動部１７のソースドライバから入力される出力電圧（液晶パネル１への入力レベル）が各画素のＴＦＴに印加されることにより、液晶物質の電気光学特性によって決定される光透過率が制御されて、バックライト６からの光の透過が調整され、所望の画像を階調表示することができる。

表示装置のシャーシ４内にて、液晶パネル１の背面側にはバックライト６が配設されている。バックライト６は、バックライト駆動部１６から与えられる出力電圧により駆動される。バックライト駆動部１６は、制御部１１の制御に応じて、バックライト６への出力電圧を調整する。これにより、例えばユーザが操作部１４を操作して設定したブライトネス設定に応じて、バックライト駆動部１６に出力電圧を調整させて、バックライト６の輝度を調整することができる。

表示装置の枠状部材２に形成された凹部２ｃ内に配設された光センサ５は、フォトトランジスタなどを用いて構成されるものであり、受光面５ａにて受光した光の強度又は光量等に応じた電圧の信号を出力する。光センサ５が出力するアナログの信号は、表示装置のＡ／Ｄ変換部１８に入力され、Ａ／Ｄ変換部１８にてデジタル信号に変換された後、制御部１１へ与えられる。

このように、表示装置は、ＰＣ９９から入力された画像信号に応じて、液晶パネル１を駆動し、バックライト６を駆動することによって、液晶パネル１の表示面１ａに画像信号に応じた画像表示を行うことができる。このとき表示装置の制御部１１は、ＰＣ９９から信号入力部１５へ入力された画像信号の階調値を、液晶パネル１の表示に最適な階調値（ＴＦＴの駆動量）へ変換して液晶駆動部１７へ与える処理を行っており、この処理のために予めＲＯＭ１２に記憶された変換テーブル（図示は省略する）を用いている。変換テーブルは、入力画像信号の階調値と、液晶駆動部１７へ与える画像信号の階調値とが対応付けられたテーブルであり、表示装置の設計段階又は製造工程等にて理想的な表示特性となるように最適な値が記憶される。

しかし、表示装置の継続的な使用により液晶パネル１に経年変化が生じ、液晶パネル１の表示特性に若干の変化が生じた場合、予め記憶した変換テーブルを基に階調値の変換を行っても、液晶パネル１にて理想的な表示特性による画像表示を行うことができない虞がある。また、バックライト６の経年変化により、最大発光量の低下及び色味の変化等が発生する虞がある。また、表示装置の電源オン直後から表示特性が安定するまでのいわゆる経時変化によっても、液晶パネル１及びバックライト６は理想とする表示特性での表示を行うことができない虞もある。このため表示装置は、液晶パネル１及びバックライト６の駆動量を補正することができるようにしてある。なお、補正処理は、ユーザが操作部１４を操作することにより表示装置に実行させる構成であってもよく、予め定められた周期で表示装置が自動的に行う構成であってもよい。

表示装置が行う補正処理は、光センサ５を用いて液晶パネル１の表示面１ａの表示特性（表示面１ａから出射される光及び表示面１ａにて反射される光の特性）を測定し、表示装置の理想特性と測定した表示特性との差を打ち消すように、液晶パネル１及びバックライト６の駆動量を変更することで行われる。表示装置の理想特性は、予めＲＯＭ１２に記憶しておく構成であってもよく、ＰＣ９９からの画像信号などに基づいて算出する構成であってもよい。

図４は、本発明に係る表示装置が行う測定処理の手順を示すフローチャートであり、表示装置の制御部１１が行う処理である。表示装置の制御部１１は、予め定められた周期Ｔ（例えばＴ＝１０秒）に基づいてタイマなどによる計時を行っており、測定処理を行うタイミングに達したか否かを判定し（ステップＳ１）、処理タイミングに達していない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、測定処理を行うタイミングに達するまで待機する。

測定処理を行うタイミングに達した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部１１は、液晶駆動部１７へ指示を与えることによって、液晶パネル１の表示面１ａの特定箇所に、測定用画像Ａ（図１参照）を表示する（ステップＳ２）。測定用画像Ａは、光センサ５が配設される枠状部材２の凹部２ｃの近傍、即ち凹部２ｃ内に配設された光センサ５の受光面５ａにて受光される光を出射する領域にのみ表示される画像であり、測定処理に必要な階調値（例えば、ＲＧＢ＝（２５５、２５５、２５５）など）の画像である。

測定用画像Ａを表示した後、表示装置の制御部１１は、光センサ５の検出値（測定結果）をＡ／Ｄ変換部１８から取得し（ステップＳ３）、測定用画像Ａを非表示にして（ステップＳ４）、液晶パネル１の表示面１ａの全体にて元の画像表示を行う。

次いで、制御部１１は、自動的な測定処理を終了すべきか否か（例えば、自動的な測定処理を行わない設定にユーザが設定変更した場合、表示装置が電源オフ若しくはスタンバイ状態へ移行する場合、又は、ＰＣ９９が電源オフされて画像信号の入力が停止された場合等に該当するか否か）を判定する（ステップＳ５）。測定処理を終了すべきでないと判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１へ処理を戻し、上述の処理を繰り返し行う。測定処理を終了すべきと判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部１１は、測定処理を終了する。

以上の構成の表示装置においては、液晶パネル１の表示面１ａを囲む枠状部材２に凹部２ｃを形成し、凹部２ｃ内に光センサ５を配設する構成、即ち表示面１ａの外側に光センサ５を配設する構成とすることにより、ユーザは測定処理を行うために光センサ５を表示装置に装着する必要がなく、光センサ５による表示特性の測定を行う際に、光センサ５が表示面１ａを覆い隠すことがない。よって、表示装置の利便性を損なうことなく、光センサ５を用いた測定処理を実現することができる。

また、表示面１ａに対して所定角度傾斜するように受光面５ａを表示面１ａへ向けて光センサ５を配設する構成とすることにより、液晶パネル１の表示面１ａからの出射光と、表示面１ａにて反射された外部光の反射光とを光センサ５の受光面５ａに入射させることができ、外部光が直接に光センサ５の受光面５へ入射することを防止できる。よって表示装置は、測定処理に有用な特性のみを光センサ５にて検知することができ、液晶パネル１及びバックライト６による表示装置自体の特性と、表示に影響を与える外部光の反射光の特性とに基づいて、液晶パネル１及びバックライト６の駆動量を補正することができ、表示装置の表示品質を向上することができる。

また、表示装置が測定処理を所定の周期Ｔにて繰り返し行う構成とすることにより、ユーザが表示装置を使用している際であっても測定処理を自動的に行うことができるため、ユーザの手間を低減して表示装置の利便性を向上することができると共に、測定結果を利用して表示装置の表示特性を常に高品質に保つことができる。

なお、本実施の形態においては、表示装置として液晶パネル１及びバックライト６を備える液晶表示装置を例に説明を行ったが、表示装置はこれに限るものではなく、例えばＰＤＰ又は有機ＥＬ等の他の表示パネルを備える表示装置であっても本発明の構成を適用することができる。また、枠状部材２の凹所２ｃ内に光センサ５を配設する構成としたが、これに限るものではなく、光センサ５へ光を導く光ファイバなどの一端面を、図２に示す光センサ５の受光面５ａと略同じ位置となるように配設し、光センサ５は表示装置の筐体内などその他の場所に配設する構成としてもよい。また、光センサ５は測定結果をアナログ信号として出力する構成としたが、これに限るものではなく、デジタル信号出力する構成であってもよい。また、測定処理の際に液晶パネル１に表示する測定用画像Ａはどのような画像であってもよく、必要でなければ測定用画像Ａを表示しない構成であってもよい。

（変形例１）
図５は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。変形例１に係る表示装置は、上述の実施の形態１に係る表示装置（図２（ｂ）参照）に、光センサ５への光を集光するレンズ７を追加した構成である。レンズ７は、例えば表裏が凸面に形成された凸レンズなどを用いることができ、光センサ５の受光面５ａに面して配設される。またレンズ７は、液晶パネル１の表示面１ａと光センサ５の受光面５ａとの間に配設されるが、枠状部材２の凹部２ｃ内に、即ち表示面１ａの外側に配設される。

このように、液晶パネル１の表示面１ａと光センサ５の受光面５ａとの間にレンズ７を配設することによって、表示面１ａからの出射光と、表示面１ａにて反射された外部光の反射光とを光センサ５の受光面５ａに集光することができるため、光センサ５の測定精度を向上することができ、表示装置のキャリブレーション処理をより高精度に行うことができる。また、レンズ７を表示面１ａの外側に配設することによって、レンズ７が画像表示の妨げとなることがない。

（変形例２）
図６は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。変形例２に係る表示装置は、上述の実施の形態１に係る表示装置（図２（ｂ）参照）に、光センサ５の受光面５ａへ直接に入射する外部光を遮蔽するための遮光部２ｄを追加した構成である。遮光部２ｄは、光センサ５が配される凹部２ｃの開口の一部を閉塞するように、枠状部材２と一体的に設けられている。

凹部２ｃは枠状部材２の正面枠部２ｂの内側面及び背面側が開放された構成であるが、シャーシ４により背面側が閉塞されるため、凹部２ｃ内に光が入射する開口は正面枠部２ｂの内側面の開放部分である。遮光部２ｄは、この開口の前寄り（表示装置の正面側、図６においては上側）の部分、即ち外部光が直接に入射する側の部分を閉塞するように、正面枠部２ｂの内側（図６においては左側）の端部から背面側（図６においては下側）へ、開口の内縁部分の一部を突出させた態様で設けられる。これにより、表示装置の正面側からの外部光が凹部２ｃ内に入射することを遮光部２ｄにて防止することができ、液晶パネル１の表示面１ａからの出射光及び表示面１ａにて反射された外部光の反射光のみを凹部２ｃ内の光センサ５の受光面５ａにて受光することができる。

（変形例３）
図７は、本発明の実施の形態１の変形例３に係る表示装置の外観を示す正面図である。上述の実施の形態１に係る表示装置（図１参照）は光センサ５を１つ搭載した構成であるが、これに限るものではなく、２つ以上の光センサ５を搭載する構成としてもよい。変形例３に係る表示装置は、２つの光センサ５を搭載している。

また変形例３に係る表示装置は、液晶パネル１及びバックライト６等が収容された筐体（即ち、表示装置の本体部分）が回動可能にスタンド３に支持されており、ユーザが表示面１ａの縦横を回動操作により切り替えて使用することができる構成である。即ち、液晶パネル１の表示面１ａは略長方形であるが、表示面１ａの長辺を縦方向、短辺を横方向とした縦長の画像表示（図７（ａ）参照）と、表示面１ａの短辺を縦方向、長辺を横方向とした横長の画像表示（図７（ｂ）参照）とを、ユーザが切り替えて使用することができる。

変形例３の表示装置は、枠状部材２の内側面の２箇所に凹部２ｃが形成され、各凹部２ｃ内に光センサ５がそれぞれ配設されている。一方の凹部２ｃは、枠状部材２における表示面１ａの長辺に対応する部分に、詳しくは表示装置が縦長の画像表示を行うよう本体部分が回動された場合（図７（ａ）参照）に、表示装置の正面視で右下側となる位置に、形成されている。他方の凹部２ｃは、枠状部材２における表示面１ａの短辺に対応する部分に、詳しくは表示装置が横長の画像表示を行うよう本体部分が回動された場合（図７（ｂ）参照）に、表示装置の正面視で右下側となる位置に、形成されている。

表示装置は、２つの光センサ５のいずれか一方のみを用いて測定処理を行う。測定処理の際、表示装置は本体部分の回動位置を判断し、表示装置の正面視で右下側となる光センサ５により表示特性の測定を行う。即ち、縦長の画像表示を行っている場合（図７（ａ）参照）、表示装置は表示面１ａの長辺側に形成された凹部２ｃの近傍に測定用画像Ａを表示し、この凹部２ｃ内の光センサ５を用いて測定処理を行う。また横長の画像表示を行っている場合（図７（ｂ）参照）、表示装置は表示面１ａの短辺側に形成された凹部２ｃの近傍に測定用画像Ａを表示し、この凹部２ｃ内の光センサ５を用いて測定処理を行う。

このように、本体部分を回動して画像表示の縦横を交換可能な表示装置の場合に、表示面１ａの長辺及び短辺にそれぞれ対応付けて複数の光センサ５を搭載し、回動位置に応じた光センサ５を用いて測定処理を行うことにより、回動操作により画像表示の縦横が切り換えられた場合であっても、表示装置の正面視で右下側など、光センサ５による測定を行う位置を回動位置に関係なく略同じとすることができる。

なお、本体部分が回動可能な表示装置に複数の光センサ５を搭載する構成としたが、これに限るものではなく、本体部分が回動しない表示装置に複数の光センサ５を搭載する構成としてもよい。この場合、例えば表示装置は複数の光センサ５にて測定を行い、複数の測定結果の平均値などを算出する構成とすることができる。

（実施の形態２）
上述の実施の形態１に係る表示装置は、液晶パネル１の表示面１ａからの出射光及び表示面１ａにて反射した外部光の反射光を、光センサ５の受光面５ａにて直接に受光する構成である。これに対して、実施の形態２に係る表示装置は、液晶パネル１の表示面１ａと光センサ５の受光面５ａとの間に導光部材を介在させ、液晶パネル１の表示面１ａからの出射光及び表示面１ａにて反射した外部光の反射光を導光部材が光センサ５の受光面５ａへ導く構成である。

図８は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の構成を示す模式的断面図であり、（ａ）に光センサ５の近傍における表示装置の構成を示し、（ｂ）に動向部材の構成を示してある。実施の形態２に係る表示装置は、実施の形態１に係る表示装置と同様に、枠状部材２の内側面に形成された凹部２ｃ内に光センサ５が配設されている。ただし、実施の形態２に係る表示装置は、凹部２ｃの開口を閉塞するように導光部材８が設けられており、光センサ５は受光面５ａが導光部材８に対向するように配設されている。また導光部材８は、液晶パネル１の表示面１ａの外側に配されるように、凹部２ｃ内に収められている。

導光部材８は、断面が鋸歯状（略三角形の突起が規則的に並べられた形状）をなし、ガラス又は透明な合成樹脂等の透光性の素材で形成された光学部材であり、光を透過することができる。詳しくは、導光部材８は、凹部２ｃの開口を閉塞する板状であり、凹部２ｃの内側に配される一面が平坦に形成され、この平坦面が光センサ５の受光面５ａに対向するように導光部材８は配設される。また反対面は、断面視が略三角形の細長い突起が並べられた段状に形成され、この突起は液晶パネル１の表示面１ａに沿う方向に細長く形成され、複数の突起が表示面１ａに対して略平行に並べられている。

導光部材８の各突起は、一方の面が光を導光部材８の内部（即ち、凹部２ｃの内部）へ入射させる採光面８ａとしてあり、他方の面が光を遮蔽する遮光面８ｂとしてある。よって、導光部材８には、採光面８ａ及び遮光面８ｂを有する細長い突起が段状に並べられることによって、採光面８ａと遮光面８ｂとが交互に並べて配されている。

導光部材８の採光面８ａは、液晶パネル１の表示面１ａへ向けて設けられた面であり、表示面１ａに対して略平行に設けられている。また導光部材８の遮光面８ｂは、液晶パネル１の前方（図８（ａ）においては上方）へ向けて設けられた面であり、採光面８ａに対する角度が鋭角（例えば６０°）となるように設けられている。遮光面８ｂは、例えば透光性の導光部材８に遮光塗料を塗布するなどにより、導光部材８内への光の入射を遮蔽したものである。

枠状部材２の凹部２ｃの開口に導光部材８を設けることにより、液晶パネル１の表示面１ａからの出射光と、表示面１ａにて反射された外部光の反射光とを、表示面１ａに向けて平行に設けられた採光面８ａから導光部材８内に入射させ、凹部２ｃ内に配設された光センサ５の受光面５ａへ光を導くことができる（図８（ｂ）の実線の矢印参照）。また、外部から導光部材８へ直接に照射された外部光は、遮光面８ｂにて遮光されて導光部材８内へ入射することはなく、光センサ５の受光面５ａにて受光されることはない。

以上の構成の実施の形態２に係る表示装置は、液晶パネル１の表示面１ａへ向けて設けられた採光面８ａ及び液晶パネル１の前方へ向けて設けられた遮光面８ｂが段状に設けられた導光部材８を用いて、枠状部材２の凹部２ｃ内に配設された光センサ５の受光面５ａへ光を導く構成とすることにより、液晶パネル１の表示面１ａからの出射光及び表示面１ａにて反射された外部光の反射光を採光面８ａから光センサ５の受光面５ａへ確実に導くことができ、且つ、直接的に入射する外部光が光センサ５にて測定されることを確実に防止することができる。また、凹部２ｃ内における光センサ５の配置に係る制限が、実施の形態１に係る表示装置の場合と比較して緩和されるため、光センサ５の配設自由度を向上することができる。

なお、本実施の形態においては、導光部材８の採光面８ａを液晶パネル１の表示面１ａに略平行に設ける構成としたが、これに限るものではなく、採光面８ａを表示面１ａに対して所定角度（例えば４５°）傾斜させて設けるなど、採光面８ａが表示面１ａへ向けて設けられる構成であればその他の構成としてもよい。また、採光面８ａ及び遮光面８ｂが設けられた突起を導光部材８に複数（図８においては５つ）並べて設ける構成としたが、これに限るものではなく、導光部材８に突起を１つのみ、即ち採光面８ａ及び遮光面８ｂをそれぞれ１つ設ける構成としてもよく、突起を２つ〜４つ又は６つ以上設ける構成としてもよい。

なお、実施の形態２に係る表示装置のその他の構成は、実施の形態１に係る表示装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
上述の実施の形態２に係る表示装置は、光センサ５へ光を導く導光部材として、透光性の導光部材８を備える構成であるが、これに限るものではない。実施の形態３に係る表示装置は、反射により光センサ５へ光を導く導光部材を備える構成である。

図９は、本発明の実施の形態３に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。実施の形態３に係る表示装置は、凹部２ｃ内に配設された光センサ５の受光面５ａへ光を導くミラー９を備えている。実施の形態３に係る表示装置において、光センサ５は、受光面５ａが液晶パネル１の表示面１ａと同じ方向（即ち、表示装置の前方）を向くように、凹部２ｃ内に配設されている。また光センサ５は、凹部２ｃ内へ直接に入射した外部光が受光面２ａにて受光されないように、凹部２ｃの奥方に配設されている。

ミラー９は、液晶パネル１の表示面１ａ及び光センサ５の受光面５ａへ向けて（即ち、表示装置の後方へ向けて）設けられており、凹部２ｃの内面に表示面１及び受光面５ａと略平行に設けられている。これにより、凹部２ｃ内へ直接に入射した外部光がミラー９へ入射して反射されることはない。また、液晶パネル１の表示面１ａからの出射光及び表示面１ａにて反射された外部光の反射光（図９の実線の矢印参照）は、凹部２ｃ内にてミラー９へ入射し、光センサ５の受光面５ａへ向けて反射され、受光面５ａにて受光される。

以上の構成の実施の形態３に係る表示装置は、液晶パネル１の表示面１ａ及び光センサ５の受光面５ａへ向けて凹部２ｃ内にミラー９を設け、ミラー９により光センサ５の受光面５ａへ光を反射する構成とすることにより、液晶パネル１の表示面１ａからの出射光及び表示面１ａにて反射された外部光の反射光をミラー９が光センサ５の受光面５ａへ確実に導くことができる。

なお、本実施の形態においては、ミラー９が液晶パネル１の表示面１ａ及び光センサ５の受光面５ａと略平行な構成としたが、これに限るものではなく、一部又は全部が湾曲又は屈曲したミラーを用いてもよい。また、複数のミラーを用いて光の反射を多段で行う構成としてもよい。また、光センサ５を液晶パネル１と同方向を向けて配設する構成としたが、これに限るものではなく、光センサ５の配設方向に制限はなく、光センサ５の配設方向に応じてミラー９の向き及び位置等を調整すればよい。また、ミラー９は光を反射するのみでなく、光を拡散して反射する構成であってもよい。

なお、実施の形態３に係る表示装置のその他の構成は、実施の形態１に係る表示装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

１ 液晶パネル（表示パネル）
１ａ 表示面
２ 枠状部材
２ａ 側壁部
２ｂ 正面枠部
２ｃ 凹部
２ｄ 遮光部（遮光手段）
３ スタンド
４ シャーシ
５ 光センサ
５ａ 受光面
６ バックライト
７ レンズ
８ 導光部材（導光手段）
８ａ 採光面（採光部）
８ｂ 遮光面（遮光手段、遮光部）
９ ミラー（導光手段）
１１ 制御部（調整する手段）
１６ バックライト駆動部
１７ 液晶駆動部
１８ Ａ／Ｄ変換部
Ａ 測定用画像

Claims (5)

1. 画像を表示する表示パネルと、
   該表示パネルの表示面外に設けられた光センサと、
   前記表示パネルを囲んで設けられる枠状部材と、
   該枠状部材の内側面に形成された凹部と
   を備え、
   該光センサは、
   光を受光する受光面を有し、
   該受光面が前記表示パネルの表示面に対して所定角度傾斜して対向するように、前記凹部内に配設してあり、
   前記表示パネルの表示面からの出射光及び前記表示面にて反射された外部光の反射光が入射し、外部光が直接入射しない位置に配設してあること
   を特徴とする表示装置。
2. 前記凹部へ直接に入射する外部光を遮蔽する遮光手段を更に備えること
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示面からの出射光及び前記表示面にて反射された反射光を、前記光センサへ導く導光手段を更に備え、
   該導光手段は、前記表示パネルの表示面外に設けてあること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
4. 前記導光手段は、
   前記表示パネルの表示面へ向けて設けられ、該表示面からの出射光及び前記表示面にて反射された反射光が入射する採光部と、
   前記表示パネルの表示面以外へ向けて設けられ、外部光を遮光する遮光部と
   が段状に形成してあること
   を特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記導光手段は、前記表示面からの出射光及び前記表示面にて反射された反射光を、前記光センサへ反射する光学部材であること
   を特徴とする請求項３に記載の表示装置。

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