JPH07501896A - 表示装置用光センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 表示装置用光センサ 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念による表示装置用の照明装置の輝度制御 のための光センサに関する。

公知の照明装置では例えばイルミネーションのために、トランスフレフシブな又 は透過性の液晶表示装置が光ガイドを介して面状に照明される。その際表示輝度 の制御のためにフォトトランジスタが用いられる。

このフォトトランジスタは光束内に配置され、光束に依存して照明装置を制御す る。欧州特許第１１５５７５号明細書からは次のような光ガイドが公知である。

すなわち相互に対向する２つの端面を備えて構成され、車両のフロントガラスを 通して入射する光もダツシュボード前方の観察者側空間からの光も検出する光ガ イドが公知である。側方に配置されたセンサにおいては光ガイドの乳白色のプラ スチック体に入射する全ての光が検出（集光）される。比較的大きな寸法を有す るこの光ガイドは車両のフロントガラス後方のダノンユボード力バー領域に配置 されている。光ガイドは比較的多くのスペースを必要とする。このスペースは他 の電気系装置にも必要なものである。またフロントガラス後方での光ガイドの配 置構成は、客室空間の設計時に既に考慮されていなければならないものである。

そのため設計者にとっても設計の自由度が損なわれる。

発明の利点 請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明による光センサは次のような利点を 有する。すなわち当該の光センサが表示装置と共にコンパクトなユニットとして 構成され得る利点を有する。ダツシュボード領域における付加的なスペースは必 要とされない。なぜなら光ガイドが次のような集光フィルムを有しているからで ある。すなわち厚さが比較的薄くて表示装置の構造形式に変更を生ぜしめないよ うな集光フィルムを有しているからである。特に有利なのは再調整を必要としな いことである。なぜなら表示装置全体が工場において予め組付けられるからであ る。

集光フィルムはその構造に基づいて光の一部を入射光の入ってこない側面に偏向 させるため、この集光フィルムを使用することは有利となる。ここにおいて１つ のセンサを当該の側面に配置すれば、このセンサはその配置構成で集光フィルム の透光特性を妨げることなく、側方に偏向された光を得ることができる。さらに この種の集光フィルムは市場で安価に入手され得る。

さらに有利なことは、所定のカラーで表示を行うべき場合には集光フィルム（膜 ）が光学フィルタとしての機能も果たようになる。

本発明の有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載される。特に有利には集光 フィルムはプラスチックフィルムで構成される。なぜなら事故の際に破砕するこ とがなく、細かい破片による危険が無いからである。

本発明の非常に簡単な実施例によればフォト抵抗、フォトダイオード、又はフォ トトランジスタ素子が用いられる。なぜならこれらの素子が受光した光を相応の 電気信号に直接変換し得るからである。

例えば光ガイドが観察方向で見てＬＣＤ表示装置の直前に配置されるならば、表 示装置に入射する光が当該光ガイドを通って照射される。この場合には表示装置 の輝度が表示装置の面全体に関する面積分として所望の値に制御され得る。

露出側面の鏡面コーティングによってはセンサへ向かう光の出射が有利に増強さ れる。

特に有利には、照明制御のための補正係数を形成することによって表示装置が駆 動された素子の数に依存すること無く均一な明るさで表示される。

さらなる利点は、表示装置の輝度が調整素子を用いて設定可能なことである。こ れにより表示装置の輝度はドライバの希望に合わせて個別に適合化され得る。

それに対して光ガイドを表示装置に後置させ、照明装置に前置させて配置構成す る場合には、輝度の制御が実質的には照明装置と、表示装置の透過可能に駆動さ れた素子とによって行われる。これにより照明に応特表平７−５０１８９６　（ ３） じた簡単な輝度制御が可能となる。

さらなる利点は以下の明細書に記載される。

図面 本発明の実施例は図面に示され以下の明細書で詳細に説明される。

図１は光ガイドの第１実施例である。図２は評価回路のブロック回路図である。

図３は透過形ＬＣＤ表示装置に後置させた光ガイドの配置構成図である。図４は トランスフレフタを備えた配置構成図である。図５はＬＣＤ表示装置に前置させ た光ガイドの配置構成図である。図６はトランスフレフタを備えたＬＣＤ表示装 置に前置させた光ガイドの配置構成図である。

実施例の説明 図１には直方体形状の光ガイド１を備えた第１の実施例が示されている。この光 ガイド１の前方面は光束ＡによってＢ方向に照射されている。光ガイド１の側面 Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆは、比較的狭幅に構成されている。

例えば側面Ｃにはセンサ２が接着により取付けられている。このセンサ２は光束 Ａの一部を検出する。このセンサ２の感光面は、光束Ａにほぼ平行に配置されて いる。そのため光束Ａは当該センサ２には直接入射し得ない。センサ２は電気的 な接続導線を有している。

この接続導線によって光束Ａに比例する電気信号が取り出し可能である。

光ガイド１は透光性のフィルタ盤を有している。このフィルタ盤は集光フィルム として構成されている。

このフィルタ盤は、入射する光を分離させて前記狭幅面Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆに偏向さ せる。可及的に多くの光をセンサ２に入射させ得るためには、露出した側面Ｃ１ Ｄ、Ｅ、Ｆを鏡面コーティングすべきである。

集光フィルムとしては例えば”ＬＩＳＡ”の製品名でバイアー社から出ている種 々異なる厚さのフィルムが入手可能である。

図２はには評価回路２０が示されている。この評価回路２０はセンサ２の電気信 号をここでは示されていない表示装置の輝度の制御のために評価する。評価回路 ２０は主に１つの増幅器２２を有している。この増幅器２２は通常の給ａｍ圧で 動作される。増幅器２２の出力側２５と入力側との間には調整可能な抵抗２３が 、前置接続されたセンサ２との整合調整のために接続されている。さらにセンサ ２は一方で当該入力側に接続されており、他方で該センサの自由端部が分圧器２ ６の中央タップに接続されている。この分圧器２６（この分圧器はセンサ２に対 する給電電圧を同時に供給する）を介してセンサ２の感度は調整可能である。

増幅器２２の出力側２５は比較器２７を介してトランジスタＴの制御入力側に接 続されている。このトランジスタＴのコレクタ回路においてはランプ２１が給電 電圧と接続されている。比較器２７にはメモリ２８が接続されている。このメモ リにはランプ２１の特性曲線データが記憶されている。

図３〜図５には表示装置３への光ガイド１の配置構成に対する別の実施例が示さ れている。図３においては、図１による光ガイド１が透過形液晶表示装置（ＬＣ Ｄ−表示装置）と照明装置２１との間に配置されている。観察者側から見ればこ の光ガイド１はＬＣＤ表示装置３の後方に配置されており、そのため可視できな い。図３かられかるように周囲光Ａは透過形ＬＣＤ表示装置３を通って直接光ガ イド１に入射する。

次にこの配置構成例による作用を以下に説明する。

図３の実施例によれば光ガイド１には周囲光（光束Ａ）も照明装置２１の光束Ｃ も入射する。この２つの光束は光ガイド１において部分的に側面Ｃ−Ｆへ偏向さ れ、センサ２によって間接的に検出される。このセンサ２は、相応の電圧信号を 評価回路２０の出力側Ｕに送出する。表示装置の可及的に良好な照明状態を周囲 光との十分なコントラストのもとで得るためには、照明装置２１は次のように制 御されなければならない。すなわち光ガイド１に対する照明装置の障害的影響が 除去されるように制御されなければならない。最も簡単にはこれは較正測定手法 によって実施され得る。このためには光ガイド１のフロント側が覆われる。それ により照明装置２１からの光のみが光ガイド１に入射し得る。この条件下では、 照明装置２１の照度の変化によって、すなわちランプ電流の変化によってセンサ ２から相応の電圧が取出し可能である。これは例えば照明装置２１に対する特性 曲線として記憶させることができる。ここにおいて光ガイド１のフロント側が再 び露出された場合には、周囲光も当該光ガイド１に入射され、センサ２は相応に 大きな電圧を測定検出する。メモリ２８に記憶された特性曲線データを相応の光 束値から減算することによって照明装置２１の及ぼす影響が比較器２７において 消去され得る。それにより光束Ａすなわち周囲光に対して１つの値が得られる。

対応付けされる特性曲線データの値は例えば照明装置２１を通る電流の測定によ って測定可能であり、この測定値が記憶される。このようにしてめられた周囲光 （光束Ａ）に対する値を用いて照明装置２１は所望に制御され得る。分圧器２６ を介すことによってさらに表示装置２に対するコントラストの微細な個別的段階 付けが可能である。

例えば照明可能な液晶表示装置に接続されて用いられる照明装置２１に代わって 、当該センサ信号はエレクトロルミネセンス表示装置等の他の表示装置の輝度制 御に対しても用いることが可能である。

図４による別の実施例では、図３による実施例が付加的なトランスフレフタ５に よって拡張されている。

このトランスフタ５は光ガイド１と照明装置２１との間に配置されている。トラ ンスフレフタは光束Ａを反射させる目的で用いられる。それによりＬＣＤ表示装 置３の照明に対して実質的に周囲光が利用されるものとなる。照明装置２１は補 助照明装置として用いられる。この補助照明装置の光は阻止されることなくトラ ンスフレフタを透過し、付加的にＬＣＤ表示装置３を照明する。補助照明装置の 輝度の制御は既に前記したものと同じ形式及び手法で行われる。

図４による本発明の別の実施例では、別のもう１つのセンサが光ガイド１の狭幅 側Ｅに設けられる。この実施例においては当該側のセンサ６が照明装置２１の較 正測定のために用いられる。

照明装置２１の影響量を検出するために照明装置２１の照度を段階的に高めるこ とが行われる。この場合評価回路２０の出力側において電圧変化Ｕの比較が行わ れる。電圧Ｕの反復的な変化に基づいて、一定の周囲輝度のもとての照明装置２ １の影響量が直接検出可能である。

図５による実施例では光ガイド１が透過形ＬＣＤ表示装置３に前置して配置され ている。このＬＣＤ表示装置３は、該表示装置３に後置して配置されている照明 装置２１によって照明される。この照明の制御は図３の実施例において既述した ように行われる。

図６にはトランスフレグシブＬＣＤ表示装置３の実施例が示されている。この実 施例でも同様に光ガイド１がＬＣＤ表示装置３に前置して配置されている。作用 に関しても図４による実施例と同様である。いずれにせよ唯１つのセンサ２のみ が用いられている。

ＬＣＤ表示装置の前後にフィルタ盤が配置構成された前記図３９図４７図５１図 ６に示された実施例においては、表示装置３の表示素子の一部のみが光透過可能 に駆動された場合に、周囲光と照明装置２１からの光の検出の際にエラーが生じ る。なぜならば例えば図３と図４の実施例において僅かな素子が光透過可能に駆 動された場合、光ガイド１から検出される周囲光の影響量は相応に僅かとなり、 そのためバンクライトを強めなければならなくなる。また表示装置３の全ての素 子が光透過可能に駆動された場合には、周囲光２１の最大影響量が検出され、そ れによってバックライトが比較的低減されなければならない。

図５及び図６による装置の場合も光透過可能に駆動された素子に応じて照明装置 ２１の影響量を監視する必要がある。

それ故部分的にのみ透光可能な表示装置３においては、透光可能に駆動された素 子の数に依存するエラーが発生する。しかしながらこのようなエラーは簡単に補 正可能である。制御励振されて透光可能にされた素子のそのつどの数は表示装置 ３の制御に基づいて既知であるので、表示素子の最大数に対する比を形成するこ とによって１つの係数を形成することが可能である。

この係数は照明装置２１の制御のための補正係数として付加的に用いることがで きる。この補正係数は図５及び図６の実施例において、表示すべき素子が僅かな 場合にはバックライトを弱め、また表示すべき素子が多数の場合にはバンクライ トを強めるように作用する。

これによって有利には、表示装置３上の表示すべき表示素子の数に依存すること のない常に同輝度で安定したコントラストに富んだ表示が画像として表示装置上 に表わされることが達成される。この表示輝度は周囲輝度の影響量によってのみ 変化する。すなわち明るい昼光の下では表示も相応に明るく照明され、これに対 して例えばトンネル内の走行の際には、ドライバに対する防眩のために表示が相 応に低減される。

ＰＣＴ／ＤＥ　９２１００９６３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．例えば車両における光ガイドとセンサとを有する表示装置であって、 前記光ガイドは表示装置前方の周囲光を検出するためのものであり、 前記センサは前記光ガイドに配置され、検出された光に依存して表示装置の輝度 制御のための制御信号を制御部に送出するものである、表示装置において、 前記光ガイド（１）は集光フィルム（膜）を有しておリ、該集光フィルムは入射 された光の少なくとも一部を光ガイドの少なくとも１つの側面（Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ ）に投射するものであり、 前記センサ（２）は、前記側面（Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）から出射した光に応働するよ うに配置されていることを特徴とする、表示装置。 ２．前記集光フィルム（１）はプラスチックフィルムである、請求の範囲第１項 記載の表示装置。 ３．前記センサ（２）は、前記側面（Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）の少なくとも１つに配置 されている、請求の範囲第１項又は２項記載の表示装置。 ４．前記センサ（２）は、フォト抵抗、フォトダイオード又はフォトトランジス タ素子を有している、請求の範囲第３項記載の表示装置。 ５．当該表示装置は液晶表示装置（ＬＣＤ表示装置）を有している、請求の範囲 第１項〜４項いずれか１項に記載の表示装置。 ６．当該表示装置（３）の輝度は、調整素子（２６）を用いて手動で調整可能で ある、請求の範囲第１項〜５項いずれか１項に記載の表示装置。 了．光束の透過しない前記側面（Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）は少なくとも部分的に鏡面コ ーティングされている、請求の範囲第１項〜６項いずれか１項に記載の表示装置 。 ８．測定装置が設けられておリ、該測定装置は光透過可能に駆動された表示装置 （３）の素子を計数し、さらに係数として、光透過可能な最大素子数に対する比 を形成する、請求の範囲第１項〜７項いずれか１項に記載の表示装置。 ９．前記係数を用いて照明装置（２１）の光束の補正を行い、当該補正において は透過可能な表示素子の数が少ない場合には当該光束が相応に低減され、光透過 可能な表示素子の数が多い場合には当該光束が相応に高められる、請求の範囲第 ８項記載の表示装置。 １０．前記光ガイド（１）は、当該表示装置（３）に前置してまたは後置して配 置されている、請求の範囲第１項〜９項いずれか１項に記載の表示装置。