JPH0445095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は液晶カラーテレビジヨン受像機、液晶
カラーモニター等の液晶カラーデイスプレイ装置
において、ホワイトバランスの調整等に利用する
受光装置に関する。

（従来の技術） 液晶カラーテレビジヨン受像機の一例として、
ほぼ90度のねじれ構造をつツイステツド・ネマチ
ツク型（TN型）の液晶表示パネルを利用したも
のがある。

これは、第５図で示すように、ガラス材等で成
る透明基板１，２にそれぞれ画素電極３と共通電
極４を設けるとともに、これらに挟まれるように
液晶層５を設け、各透明基板１，２の外側に偏光
板６，７を取付け、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の
カラーフイルター８を透明基板２と共通電極４と
の間に設けている。こうして成る液晶パネルの背
後には、蛍光管等によるバツクライト（図示せ
ず）を配置し、かつ画素電極３と共通電極４を通
して電圧印加することで、液晶層５での光透過率
が変り、バツクライト等からの光は液晶層５によ
つて光量が制御され、各画素ごとにカラーフイル
ター８を通過し、パネル前面から放射され、カラ
ー表示が行われる。

液晶表示パネルの各画素の駆動方法としては、
例えばTFT（薄膜トランジスタ）を用いてこの
TFTをスイツチングすることで、表示画素の選
択を行うようにしたアクテイブ・マトリクス方式
がある。またバツクライトとしては一般的にＵ字
状の蛍光管が利用されている。

このような構造において、印加電圧Ｖと光透過
率Ｔの関係は第６図のように表わされる。横軸は
印加電圧Ｖ、縦軸は光透過率Ｔであり、偏光板
６，７の偏光方向が互に垂直方向の場合の特性を
示している。この特性は一義的に表わしている
が、実際にはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）とでそれ
ぞれ若干の特性変化がある。

こうした液晶表示パネルを利用したカラーテレ
ビジヨン受像機にあつて、各受像機ごとに液晶層
５やカラーフイルター８の厚みが同一でないこと
等に起因して第６図の特性が変化し、ホワイトバ
ランスのずれを生じることがある。したがつてブ
ラウン管を用いた受像機と同様にホワイトバラン
スの調整を必要とする。

このホワイトバランスの調整方法としては、例
えば液晶パネルにテストパターン等の画像を表示
し、こパネルに受光装置を当てて、各Ｒ、Ｇ、Ｂ
毎の光量を検出し、この検出出力に基ずいて印加
電圧等を調整し、ホワイトバランスが最良になる
ようにしている。

上記受光装置の従来例を第７図、第８図に示
す。第７図は斜視図であり、第８図は内部構造を
示すための第７図の８−８′線に沿う概略断面図
である。

受光装置は、本体部１１と受光部１２とから成
り、受光部１２には受光窓１３が形成され、この
窓１３にはガラス１４が嵌め込まれ、この受光窓
１３を液晶パネル（一点鎖線で示す）の前面部に
当接するようにしている。また、本体部１１は取
付部１５と１６を組合せて成り、一方の部材１５
にはフオトダイオード１７，１８，１９を並べて
取付け、他方の部材１６には反射鏡２０を取付け
ている。この反射鏡２０は、受光部１２の窓と１
３とフオトダイオード１７〜１９との間に設けら
れ、窓１３に対応する側は広く、フオトダイオー
ド１７〜１９に対応する側は狭くなるような筒状
を成している。また各フオトダイオード１７，１
８，１９の前面には、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフイル
ター２１，２２，２３が、押え部材２４によつて
取付けられ、この押え部材２４には各フオトダイ
オード１７，１８，１９に光を導くためのスリツ
ト２５，２６，２７が形成されている。なお、各
カラーフイルター２１，２２，２３を通つたＲ、
Ｇ、Ｂの光は、それぞれフオトダイオード１７，
１８，１９によつて光電変換され、増幅器（図示
せず）によつて増幅されて、ケーブル２８を通し
て導出されるようになつている。

上記受光装置による光検出の原理を第８図を参
照して説明すると、液晶パネルから発された光
（光路Ａ，Ｂ，Ｃ……）は、直接または反射鏡２
０によつて反射され、各カラーフイルター２１，
２２，２３、を介してフオトダイオード１７，１
８，１９に到達する。こうしてフオトダイオード
１７では赤の光量、１８では緑の光量、１９では
青の光量がそれぞれ検出されることになる。

ところが、液晶カラーデイスプレイにあつて
は、液晶パネルの正面から見た光と、斜め方向か
ら見た光とではその光量にかなりの差があり、光
量検出に際し、視野角依存性が強い。したがつて
直接光（光路Ａ）以外に反射鏡２０によつて乱反
射を受けた斜光がフオトダイオードに入力される
と、正確な光量を検出できず、ホワイトバランス
調整時に画面の明るさ変化を正確に測定できなく
なり、ホワイトバランスのずれを生じる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、従来の受光装置では、液晶デ
イスプレイからの直射光以外の光も検出してしま
うため、正確な光量測定ができなかつた。

本発明は、このような問題点に対処し、液晶デ
イスプレイからの光量をＲ、Ｇ、Ｂごとに正確に
測定できるようにした受光装置を提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、液晶パルス面に当接する第１の部材
と、 この部材に所定の配列で互に分離して形成さ
れ、内面が光反射を阻止する処置の施された、所
定の光路長を有する第１、第２、第３の光通過孔
と、 各光通過孔を通して入射した光をそれぞれ受光
し、電気信号に変換するための第１、第２、第３
の光電変換素子と、 前記各光通過孔を通して各光電変換素子に至る
光路中に設けられ、各光電変換素子にそれぞれ三
原色のいずれか１つずつの色の光を導くためのカ
ラーフイルターとを具備して成る液晶デイスプレ
イ用受光装置である。

（実施例） 第１図、第２図は本発明の受光装置の一実施例
を示すもので、第１図は斜視図、第２図は内部構
造を示すための第１図の２−２′線に沿う概略断
面図である。

本発明の受光装置は、本体部３１と受光部３２
とで成り、本体部３１には取付部材３０が設けら
れ、この取付部材３０にはフオトダイオード３
３，３４，３５等の光電変換素子が一列に並べて
インライン型に取付けてある。

一方、受光部３２はフオトダイオード３３，３
４，３５を覆うように取付けられるもので、第
１、第２の部材３６，３７を有し、第１の部材３
６には、液晶パネルからの光の各フオトダイオー
ド３３，３４，３５に到達するように、それぞれ
分離して光通過用の孔３８，３９，４０をインラ
イ配列に形成し、第２の部材３７には上記各孔３
８，３９，４０にそれぞれ連通し、かつフオトダ
イオード３３，３４，３５を収納する収納部４
１，４２，４３を形成している。そして各収納部
４１，４２，４３内のフオトダイオード３３，３
４，３５の前面にはそれぞれＲ、Ｇ、Ｂのカラー
フイルター４４，４５，４６が取付けられてい
る。各フオトダイオードにて光電変換された電気
信号はそれぞれ増幅器（図示せず）によつて増幅
され、ケーブル４７を介して取出されるようにな
つている。

このような構成において、第１、第２の部材３
６，３７は例えばベークライトであり、各孔３
８，３９，４０の内面は光の反射を阻止する処置
が施されている。光の反射を防止するには孔３８
〜４０の内面をざら目にしたり、黒色塗装が適し
ているが、ベークライトはそれ自身が黒色に近い
色であるし、孔をあけたときにざら目になり易い
ので有効である。なお、第１、第２の部材３６，
３７は一体に成形したものであつても良い。

また各孔３８〜４０の径は、フオトダイオード
３３〜３５の受光面の面積を考慮して設定され、
受光面の面積に対し、孔の径が大き過ぎても小さ
過ぎても好ましくなく、最も受光効率の良い径を
選ぶ必要がある。

また各孔３８〜４０の軸方向の長さ（光路長）
は、長ければ長いほど、直射光以外の光の入来を
阻止する効果が高くなるが、フオトダイオード３
３〜３５へ到達する光量が減少するため、孔の長
さは視野角と光量とを考慮して選ぶ必要がある。
例えば各孔３８〜４０の径を６mmとしたとき、光
路長は５〜６mmで良好な結果を得た。

また、受光部３２の第１の部材３６は、液晶パ
ネル面に当接する関係上、パネルの表面を傷つけ
ないような材質が望ましいが、あまり軟質である
と当接時の圧力によつて厚みが減少（変化）し、
フオトダイオードまでの光路長が一定とならない
ため、正確な光量が測定できない。したがつて硬
質で、かつ液晶パネルを傷つけないものを選ぶ必
要があり、ベークライト等が適している。

各フオトダイオード３３〜３５は一直線状に並
べてインライン型に配列しているが、これは次の
ような理由による。即ち、バツクライトとしては
一般的にＵ字状の蛍光管が利用され、液晶パネル
との関係を概略的に示すと、第３図のようになつ
ている。第３図において５１は液晶パネルであ
り、５２はバツクライトとしてのＵ字状蛍光管を
示している。もしフオトダイオードが直線状に配
置されず、例えばデルタ型に配置されたとする
と、各フオトダイオードは、図中３３ａ，３４
ａ，３５ａのような関係になる場合がある。この
とき３４ａと蛍光管５２との位置は一致している
が、３３ａと３５ａは少しずれた位置にくる。し
たがつてフオトダイオード３４ａへの光量が他の
フオトダイオード３３ａ，３５ａへの光量よりも
大きくなり、蛍光管５２の位置によつて各フオト
ダイオードでの受光量が変化してしまう。これに
対しフオトダイオードを一直線上に並べた場合
は、図中３３ｂ，３４ｂ，３５ｂで示すように蛍
光管５２からの光がそれぞれ均等に各フオトダイ
オードに入射するようになるため、蛍光管５２の
位置、形状によつて各フオトダイオードへの光量
が変化することはない。

こように蛍光管５２の形状を考慮して各フオト
ダイオード３３〜３５の配列、即ち光通過用の孔
３８〜４０の配列を決定している。

次に、この受光装置の動作について第２図を参
照して説明する。

液晶パネル５１からの光は受光部３２の各孔３
８，３９，４０を通し、かつカラーフイルター４
４，４５，４６を介してフオトダイオード３３，
３４，３５に入光される。液晶パネル５１からの
光は、孔３８，３９，４０を通すことで図示矢印
で示す如く、各フオトダイオード３３，３４，３
５に対し大部分が直射光として入射される。直射
光以外の斜光は孔３８，３９，４０内面の光反射
阻止効果によつてフオトダイオードには到達せ
ず、正確な光量測定が可能となる。こうしてフオ
トダイオード３３ではＲ成分が検出され、３４で
はＧ成分、３５ではＢ成分がそれぞれ検出され
る。検出出力は増幅器で増幅された後、ケーブル
４７を介して導出されホワイトバランスの調整等
に利用される。

こうして本発明では、視野角依存性に関係なく
Ｒ、Ｇ、Ｂごとの正確な光量測定が可能である。

第４図は本発明の受光装置の他の実施例を示し
たものであり、受光部３２の液晶パネルとの当接
面の面積を広くとるように、第１の部材３６の形
状を液晶パネルの大きさと同等の大きさにしたも
のである。これは受光部３２が液晶パネル５１に
対し、傾いて当接されたような場合、外光（矢印
Ｄ）が入来するの防ぐ効果がある。第１の部材３
６の形状が小さい場合、受光部３２が傾いて当接
されると、外光（点線Ｅ）が入来する可能性が高
くなる。こうして外光の影響を少くすることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の受光装置によれば、
液晶デイスプレイからの光量を正確に測定するこ
とができホワイトバランス等の調整も良好に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の受光装置の一実施例を示す斜
視図、第２図は第１図の内部構造を示す概略断面
図、第３図は光電変換素子の配列を説明するため
の説明図、第４図は本発明の受光装置の他の実施
例を説明するための側面図、第５図は一般的な液
晶パネルの構造を示す断面図、第６図は液晶パネ
ルにおける印加電圧対光透過率の関係を示す特性
図、第７図は従来の受光装置を示す斜視図、第８
図は第７図の内部構造を示す概略断面図である。 ３３，３４，３５……フオトダイオード（光電
変換素子）、３６……第１の部材、３８，３９，
４０……光通過用の孔、４４，４５，４６……カ
ラーフイルター、５１……液晶パネル、５２……
蛍光管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液晶パネルに当接し、このパネルからの光を
   検出するための受光装置であつて、 液晶パネル面に当接する第１の部材と、 この部材に所定の配列で互に分離して形成さ
   れ、内面が光反射を阻止する処置の施された、所
   定の光路長を有する第１、第２、第３の光通過孔
   と、 各光通過孔を通して入射した光をそれぞれ受光
   し、電気信号に変換するための第１、第２、第３
   の光電変換素子と、 前記各光通過孔を通して各光電変換素子に至る
   光路中に設けられ、各光電変換素子にそれぞれ三
   原色のいずれか１つずつの色の光を導くためのカ
   ラーフイルターとを具備して成る液晶デイスプレ
   イ用受光装置。 ２ 前記第１、第２、第３の光通過孔は、インラ
   イン型に配列されて成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の液晶デイスプレイ用受光
   装置。 ３ 前記第１の部材の液晶パネルに当接する部分
   の面積を、この液晶パネルの大きさと同等の大き
   さにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   および第２項に記載の液晶デイスプレイ用受光装
   置。