JP6598626B2 - 液晶ディスプレイおよびマルチ画面ディスプレイ - Google Patents

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Description

本発明は液晶ディスプレイおよびマルチ画面ディスプレイに関する。
一般に、複数の液晶ディスプレイを使用して大画面表示を構成するマルチ画面ディスプレイの場合、LCD(Liquid Crystal Display)を用いた40〜60インチサイズ程度の液晶ディスプレイを複数組み合わせて構成されている。従来、LCDを使用した液晶ディスプレイの光源としては冷陰極蛍光ランプ(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)が使用されていたが、近年は発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)をLCDパネル直下に複数個配置して、液晶パネルを背面より照明するバックライトを構成するようになっているものが主流である。液晶ディスプレイの映像表示部は、液晶パネルの背面に拡散シート及び拡散板を配置し、それらを透過したバックライト光が液晶モジュールの画像を構成するものであり、バックライトに使用されるLED光源は、基本的に液晶パネルのバックライト筐体内部に配置され、LED光源の背面側に反射シートが配置されている。それらの構成部材全体を板金でカバーし、更に板金の背面にはパネル駆動基板等が配置されて、それらの基板と内部LCDモジュールはリード線で接続された状態で液晶パネルモジュールとしてユニット化されている。
大画面を構成する際に、大画面を構成する複数の液晶ディスプレイの輝度を均一にしなければならない。そのために、個々の液晶ディスプレイの輝度を検出する必要がある。検出の方法として、LED光源の背面に配置された反射シートを透過した光を検出する方法がある(特許文献1を参照)。
特開平10−222084号公報
特許文献1では、LED光源の背面に配置された反射シートを透過した光を光検出装置により検出している。しかし、近年の液晶ディスプレイにおいては、反射シートの反射率が向上しているため、反射シートを透過した光は、検出可能な強度を有さない。
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、光源の輝度をより精度良く検出する液晶ディスプレイおよびマルチ画面ディスプレイの提供を目的とする。
本発明に係る液晶ディスプレイは、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に光を照射するLED光源と、液晶パネルとLED光源との間に配置された拡散板と、LED光源に対して拡散板とは反対側に配置された反射シートと、反射シートの背面側に配置されたパネルホルダーと、反射シートの背面側に配置され、拡散板の背面で反射し反射シートとパネルホルダーとの隙間を伝搬する光を検出する、少なくとも1つの光検出装置と、を備える。
本発明に係る液晶ディスプレイにおいて、光検出装置は、反射シートとパネルホルダーの隙間を伝搬した光を検出する。よって、反射シートを透過した光を検出する構成と比較して、検出される光の光量が減衰することなく安定している。つまり、反射シートを透過する漏れ光ではなく、反射シートとパネルホルダーの隙間を伝搬する光を検出することにより、検出される光の光量が正確かつ安定する。よって、LED光源の輝度出力を適切に制御することが可能であり、液晶ディスプレイの経年変化等による出力輝度変化を精度よく補正することができる。
実施の形態1に係る液晶ディスプレイの分解斜視図である。 実施の形態1に係る液晶ディスプレイのLED光源および反射シートの断面図である。 実施の形態1に係る液晶ディスプレイのバックパネルを取り外した状態の斜視図である。 実施の形態1に係る液晶ディスプレイの斜視断面図である。 実施の形態1に係る液晶ディスプレイの断面図である。 実施の形態1に係る液晶ディスプレイの輝度調整に関するハードウェア構成図である。 実施の形態1に係る液晶ディスプレイの輝度調整動作のフローチャートである。 実施の形態2に係る液晶ディスプレイのバックパネルを取り外した状態の斜視図である。 実施の形態3に係る液晶ディスプレイの斜視断面図である。 実施の形態3に係る液晶ディスプレイの断面図である。 実施の形態4に係るマルチ画面ディスプレイの構成を示す図である。
<実施の形態1>
<構成>
図1は、本実施の形態1における液晶ディスプレイ100の分解斜視図である。また、図2は、図1中の線分A−AにおけるLED光源110および反射シート105の断面図である。図1、2に示すように、本明細書では各パネル部材(例えば液晶パネル101)の前面側の方向をX方向、背面側の方向を−X方向と定義する。
液晶ディスプレイ100は、液晶モジュール201とその背面を覆うバックパネル108を備える。液晶モジュール201は、液晶パネル101、LED光源110、拡散板104、反射シート105、パネルホルダー106および光検出装置107を備える。
LED光源110は、反射シート105上に複数配列されている。LED光源110は、液晶パネル101の背面側に光を照射する。拡散板104は、液晶パネル101とLED光源110との間に配置される。反射シート105は、LED光源110に対して拡散板104とは反対側に配置される。パネルホルダー106は、反射シート105の背面側に配置される。
光検出装置107は、反射シート105の背面側に配置される。後述するように、光検出装置107は、拡散板104の背面で反射し拡散板104とパネルホルダー106との隙間を伝搬する光を検出する。光検出装置107は例えば、光電セルを用いた光センサ、フォトダイオードを用いた光センサ等である。
また、液晶パネル101と拡散板104との間には、集光シート102および拡散シート103が配置される。液晶パネル101、集光シート102、拡散シート103、拡散板104はベゼル109に保持されて密着している。パネルホルダー106の背面はバックパネル108に覆われている。
反射シート105上に配列された複数のLED光源110から射出された光は、拡散板104、拡散シート103、集光シート102を通り、液晶パネル101の背面全体へ投影される。反射シート105は、LED光源110から射出された背面方向への光を前面側(即ち拡散板104側)へ反射させる。LED光源110から射出された光は、反射シート105を透過しない。
図3は、バックパネル108を取り外した状態の液晶ディスプレイ100の斜視図である。図4は、図3中の線分B−Bにおける斜視断面図である。また、図5は、図3中の線分B−Bにおける断面図である。図4および図5に示すように、パネルホルダー106には、パネルホルダー106の背面を貫通する穴111が設けられている。そして、パネルホルダー106の背面側には、穴111と重なるように光検出装置107が配置されている。また、図4および図5に示すように、本実施の形態1において、反射シート105は拡散板104よりも小さい。そのため、反射シート105とパネルホルダー106の間には隙間401が設けられる。
図5に、光検出装置107に入射する光の光路301を示す。LED光源110より射出された光の一部は、拡散板104の背面で反射して、反射シート105とパネルホルダー106との間の隙間401を通過する。隙間401を通過した光の一部は、パネルホルダー106の穴111を通過する。パネルホルダー106の穴を通過した光は、光検出装置107に入射する。つまり、光検出装置107は、パネルホルダー106の穴111を通過した光の輝度を検出する。また、反射シート105上で反射した後に拡散板104で反射した光の一部も、隙間401および穴111を通過して光検出装置107に入射する。
本実施の形態1では、反射シート105を透過した光を検出する特許文献1と比較して、反射シート105と拡散板104の隙間401を通過する光を検出するため、検出される光の光量が減衰することなく安定している。
図5に示すように、液晶ディスプレイ100は、輝度調整部501を備える。輝度調整部501は、光検出装置107の検出結果に基づいてLED光源110の輝度を調整する。
図6は、液晶ディスプレイ100の輝度調整に関するハードウェア構成図である。図6に示すように、液晶ディスプレイ100は、処理回路502、メモリ503およびLED駆動回路504を備える。光検出装置107、処理回路502、メモリ503およびLED駆動回路504はバス505で相互に接続されている。輝度調整部501は、処理回路502、メモリ503およびLED駆動回路504によって実現される。LED駆動回路504は、処理回路502からの信号に基づいて各LED光源110の輝度を変化させる。
処理回路502およびLED駆動回路504は、専用のハードウェアであってもよい。また、処理回路502およびLED駆動回路504はメモリ503に格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSPともいう)であってもよい。
処理回路502およびLED駆動回路504が専用のハードウェアである場合、処理回路502およびLED駆動回路504は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものが該当する。
処理回路502およびLED駆動回路504がCPUの場合、輝度調整部501の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ503に格納される。処理回路502およびLED駆動回路504は、メモリ503に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、輝度調整部501の機能を実現する。また、これらのプログラムは、輝度調整部501の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ503とは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリー、EPROM、EEPROM等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。
<動作>
図7は、液晶ディスプレイ100の輝度調整動作のフローチャートである。LED光源110は経年劣化する特徴を有しており、経過時間に応じて輝度が下がる。まず、光検出装置107は入射光の輝度を検出する(ステップS101)。次に、輝度調整部501はLED光源110が劣化しているかどうかの判定を行う(ステップS102)。例えば、メモリ503には予め劣化を判定するための基準値が記憶されており、輝度調整部501は、光検出装置107が検出した輝度と、基準値とを比較する。そして、輝度が基準値を下回っている場合、輝度調整部501は、LED光源110が劣化していると判定してステップS103およびステップS104を実施する。
ステップS103において、輝度調整部501は、光検出装置107が検出した輝度と、目標値との輝度差を算出する。例えば、目標値は光検出装置107が検出した輝度よりも大きい輝度に設定される。そして、ステップS104において、輝度調整部501は、ステップS103において算出した輝度差に基づいて、各LED光源110の出力を調整する。出力の調整は、各LED光源110に印加する電流値を変化させることで行われる。例えば、LED光源110に印加する電流が増大した場合、LED光源110の輝度も増大する。
<効果>
本実施の形態1における液晶ディスプレイ100は、液晶パネル101と、液晶パネル101の背面側に光を照射するLED光源110と、液晶パネル101とLED光源110との間に配置された拡散板104と、LED光源110に対して拡散板104とは反対側に配置された反射シート105と、反射シート105の背面側に配置されたパネルホルダー106と、反射シート105の背面側に配置され、拡散板104の背面で反射し反射シート105とパネルホルダー106との隙間401を伝搬する光を検出する、少なくとも1つの光検出装置107と、を備える。
本実施の形態1において、光検出装置107は、反射シート105とパネルホルダー106の隙間401を通過した光を検出する。よって、反射シート105を透過した光を検出する特許文献1と比較して、検出される光の光量が減衰することなく安定している。つまり、反射シート105を透過する漏れ光ではなく、反射シート105と拡散板104の隙間401を通過する光を検出することにより、検出される光の光量が正確かつ安定する。よって、LED光源110の輝度出力を適切に制御することが可能であり、液晶ディスプレイ100の経年変化等による出力輝度変化を精度よく補正することができる。
また、本実施の形態1における液晶ディスプレイ100において、光検出装置107はパネルホルダー106に対して反射シート105とは反対側に配置され、パネルホルダー106には穴111が設けられ、伝搬する光の光路301は穴111を通る。
従って、光検出装置107をパネルホルダー106の背面側に配置した場合であっても、パネルホルダー106に穴111を設けることにより、穴111を通して、隙間401を伝搬する光を検出することが可能となる。
また、本実施の形態1における液晶ディスプレイ100は、少なくとも1つの光検出装置107の検出結果に基づいてLED光源110の輝度を調整する輝度調整部501をさらに備える。従って、輝度調整部501により、光検出装置107の検出結果に基づいてLED光源110の輝度を調整することが可能となる。
<実施の形態2>
<構成>
図8は、バックパネル108を取り外した状態の本実施の形態2における液晶ディスプレイ200の斜視図である。図8に示すように、本実施の形態2では光検出装置107を複数配置する。パネルホルダー106には各光検出装置107に対応して、複数の穴111が設けられている。穴111および光検出装置107の構成は図5と同様である。つまり、各光検出装置107は、図5に示したのと同様に、反射シート105とパネルホルダー106の間の隙間401および穴111を伝搬した光を検出する。その他の構成は実施の形態1と同じため説明を省略する。
<動作>
本実施の形態2において、実施の形態1(図7)と異なる工程のみを説明する。まず、複数の光検出装置107のそれぞれは、入射光の輝度を検出する(ステップS101)。次に、輝度調整部501はLED光源110が劣化しているかどうかの判定を行う(ステップS102)。例えば、メモリ503には予め劣化を判定するための基準値が記憶されており、輝度調整部501は、複数の光検出装置107が検出した輝度の加算平均値と、基準値とを比較する。以降のステップS103,S104は実施の形態1と同じため説明を省略する。
複数の光検出装置107が検出した輝度を平均することにより、光検出装置107が1つの場合よりも検出精度を高めることができる。
また、液晶ディスプレイ200の輸送中の振動などにより、例えば穴111と光検出装置107との位置関係がずれた場合は、その光検出装置107において光の検出が正確に行えなくなる。本実施の形態2では、光検出装置107を複数配置するため安定して光の検出を行うことができる。
<効果>
本実施の形態2における液晶ディスプレイ200において、少なくとも1つの光検出装置107は複数である。従って、複数の光検出装置107の検出結果を利用して輝度の調整が可能となるため、より精度の高い輝度調整が可能となる。
<実施の形態3>
図9は、本実施の形態3における液晶ディスプレイ300の斜視断面図である。また、図10は、液晶ディスプレイ300の断面図である。実施の形態1においては、光検出装置107をパネルホルダー106の背面(−X方向側の面)に配置した。一方、本実施の形態3においては、図9、10に示すように、光検出装置107をパネルホルダー106の前面(X方向側の面)に配置する。つまり、光検出装置107はパネルホルダー106と反射シート105の間に配置される。なお、本実施の形態3では、パネルホルダー106の前面に光検出装置107を配置するため、パネルホルダー106に光を伝搬させるための穴111を設ける必要がない。その他の構成は実施の形態1と同じため説明を省略する。
図10に、光検出装置107に入射する光の光路302を示す。LED光源110より射出された光の一部は、拡散板104の背面で反射して、反射シート105とパネルホルダー106との間の隙間401を通過する。隙間401を通過した光の一部は、光検出装置107に入射する。つまり、光検出装置107は、反射シート105とパネルホルダー106との間の隙間401を通過した光の輝度を検出する。また、反射シート105上で反射した後に拡散板104で反射した光の一部も、隙間401を通過して光検出装置107に入射する。
本実施の形態3における液晶ディスプレイ300の輝度調整動作は実施の形態1(図7)と同じため、説明を省略する。なお、本実施の形態3において、実施の形態2と同様に光検出装置107を複数配置してもよい。
<効果>
本実施の形態3における液晶ディスプレイ300において、光検出装置107はパネルホルダー106と反射シート105の間に配置されている。本実施の形態3ではパネルホルダー106の前面に光検出装置107を配置するため、パネルホルダー106に光を伝搬させるための穴を設ける必要がなくなる。これにより、液晶ディスプレイの輸送中の振動などにより、穴と光検出装置107との位置関係がずれて、光の検出が正確に行えなくなるなどの問題を避けることが可能である。よって、光検出の精度を高めることができる。
<実施の形態4>
図11は、本実施の形態4におけるマルチ画面ディスプレイの構成を示す図である。図11に示すように、マルチ画面ディスプレイの画面は、複数の液晶ディスプレイ100の画面(液晶パネル101)を例えば2×2のマトリックス状に組み合わせて形成される。
マルチ画面ディスプレイは、制御部506を備える。制御部506は、各液晶ディスプレイ100の輝度調整部501と通信可能に接続されている。
制御部506は、処理回路およびメモリによって実現される。
処理回路は、専用のハードウェアであってもよい。また、処理回路はメモリに格納されるプログラムを実行するCPUであってもよい。処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものが該当する。
処理回路がCPUの場合、制御部506の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部506の機能を実現する。また、これらのプログラムは、制御部506の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリー、EPROM、EEPROM等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。
制御部506は、各液晶ディスプレイ100の輝度調整部501から、光検出装置107が検出した輝度を取得する。本実施の形態4においては、制御部506は4つの液晶ディスプレイ100から輝度を取得する。そして、制御部506は、共通の目標値として例えば4つの輝度のうち最も小さい輝度を設定する。なお、共通の目標値の設定方法はこれに限らず、全ての液晶ディスプレイ100が達成可能な輝度であればよい。
次に、制御部506は設定した共通の目標値を各液晶ディスプレイ100の輝度調整部501に送信する。各液晶ディスプレイ100の輝度調整部501は、実施の形態1と同様、光検出装置107が検出した輝度と、目標値との輝度差を算出する(図7のステップS103を参照)。そして、輝度調整部501は算出した輝度差に基づいて、各LED光源110の出力を調整する(図7のステップS104を参照)。
以上の工程により、複数の液晶ディスプレイ100の輝度差が補正され、マルチ画面ディスプレイの画面全体として、均一な輝度を得ることができる。なお、本実施の形態4におけるマルチ画面ディスプレイでは複数の液晶ディスプレイ100を組み合わせたが、液晶ディスプレイ100に替えて、複数の液晶ディスプレイ200又は複数の液晶ディスプレイ300を組み合わせてもよい。
また、本実施の形態4において、いずれかの液晶ディスプレイ100の輝度調整部501が制御部506の機能を兼ねる構成としてもよい。この場合、制御部506の機能を兼ねる液晶ディスプレイ100と、他の液晶ディスプレイ100とは通信可能に接続され、輝度値および目標値の送受信を行う。
<効果>
本実施の形態4におけるマルチ画面ディスプレイは、液晶ディスプレイ100の複数と、複数の液晶ディスプレイ100のそれぞれに備わる光検出装置107の検出結果に基づいて、複数の液晶ディスプレイ100の輝度差を補正するように、各液晶ディスプレイ100に備わる輝度調整部501を制御する制御部506と、を備え、複数の液晶ディスプレイ100は、複数の液晶パネル101が1つの画面を形成するように配置される。
一般に、同じ設計および同じ仕様の液晶ディスプレイであっても、複数の液晶ディスプレイ間で画面の明るさにばらつきがある。従って、複数の液晶ディスプレイを組み合わせて、輝度のむらの無い1つの大画面を構成する場合、液晶ディスプレイ間の輝度差を補正する必要がある。本実施の形態4では、各液晶ディスプレイ100の光検出装置107において検出した輝度を利用して、制御部506が輝度差の補正を行う。これにより、大画面を構成する複数の液晶ディスプレイ100の明るさおよび色を均一に調整することができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
100,200,300 液晶ディスプレイ、101 液晶パネル、102 集光シート、103 拡散シート、104 拡散板、105 反射シート、106 パネルホルダー、107 光検出装置、108 バックパネル、109 ベゼル、110 LED光源、111 穴、201 液晶モジュール、301,302 光路、401 隙間、501 輝度調整部、502 処理回路、503 メモリ、504 LED駆動回路、505 バス、506 制御部。

Claims (6)

  1. 液晶パネルと、
    前記液晶パネルの背面側に光を照射するLED光源と、
    前記液晶パネルと前記LED光源との間に配置された拡散板と、
    前記LED光源に対して前記拡散板とは反対側に配置された反射シートと、
    前記反射シートの背面側に配置されたパネルホルダーと、
    前記反射シートの背面側に配置され、前記拡散板の背面で反射し前記反射シートと前記パネルホルダーとの隙間を伝搬する光を検出する、少なくとも1つの光検出装置と、
    を備える、
    液晶ディスプレイ。
  2. 前記光検出装置は前記パネルホルダーに対して前記反射シートとは反対側に配置され、
    前記パネルホルダーには前記隙間と離間した位置に穴が設けられ、
    前記光検出装置は、前記隙間を経由して前記穴を通る前記光を検出する
    請求項1に記載の液晶ディスプレイ。
  3. 前記光検出装置は前記パネルホルダーと前記反射シートの間に配置されている、
    請求項1に記載の液晶ディスプレイ。
  4. 前記少なくとも1つの光検出装置は複数である、
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ。
  5. 前記少なくとも1つの光検出装置の検出結果に基づいて前記LED光源の輝度を調整する輝度調整部をさらに備える、
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ。
  6. 請求項5に記載の液晶ディスプレイの複数と、
    複数の前記液晶ディスプレイのそれぞれに備わる前記光検出装置の検出結果に基づいて、複数の前記液晶ディスプレイの輝度差を補正するように、各前記液晶ディスプレイに備わる前記輝度調整部を制御する制御部と、
    を備え、
    複数の前記液晶ディスプレイは、複数の前記液晶パネルが1つの画面を形成するように配置される、
    マルチ画面ディスプレイ。
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