JPS63250694A - 発光型表示パネルの発光輝度の自動調節装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は発光型表示パネルにおける発光輝度の自動調節
装置に関する。

（従来の技術） ＶＤＴ（視覚表示装置）の使用者層は、一部の専門職か
ら不特定多数へ広がってきているため、使用者層が拡大
するにつれ、ＶＤＴの使用環境条件も異なシ、種々のＶ
ＤＴの表示面状態が発生する。

人間にとって表示装置が見易いとか長く使っていて疲れ
を感じない或いは疲れ難いということが表示装置の性能
とどういう関係があるかということは、既に多くの研究
機関で調査されている。それらの調査結果を深く分析し
統一的にガイドラインとしてまとめたものが文献ｒＶＤ
Ｔガイドラインに関する調査報告書」、日本電子工業振
興協会編、昭和６０年３月発行である。まず、この文献
を診考にして、表示装置の見易さ全決定している要因が
何であるかを明らかにする。

第２図は表示装置の表示画面における光学的特性を、横
軸に外光反射輝度と暗地発光輝度の和。

縦軸にコントラストを用い表わしたものである。

外光反射輝度とは拡散反射輝度と鏡面反射輝度と加えた
ものであり、着地発光輝度とは情報表示目的ではなく走
査線を走査した時の非発光時での輝度である。フントラ
ストは次の第１式で定義される。

コントラスト＝２（外光反射輝度十発光輝度）／（外光
反射輝度十暗地発光輝度） ・・・・・・第１式。

第２図中に示された２つの折線はより多くの人間にとっ
て表示画面上の表示が見易くあるための、コントラスト
の上限ａと下限ｂ’２示している。この２つや折線は過
去の様々な研究機関の調査データをもとに専門家の慎重
な検討の末に定められたものである（文献Ｐ１２７〜１
３０参照）。

第２図が示す事実の中で最も重要な事柄は、見易い画面
を得るためには、表示装置のおかれている光学的な環境
条件すなわち表示装置の画面内の暗い部分の明るさに応
じて表示のコントラストを変える必要があるということ
である。

そこで、ＥＬマトリックス表示／ぜネルておいて、外光
輝度を検出し、該外光輝度て対する最適な発光輝度を算
出し、その発光輝度となるように発光輝度を制御しよう
という試みが従来、同出願人の実願昭６０−１５５７４
３号明細書に開示されるように行われておシ、その装置
のブロック図を第３図に示す。

なお、上記制御による画面の見やすさの向上は、第１に
、外光輝度を検出する。

第２に、外光輝度に対する最適な発光輝度を算出する。

第３に、表示装置の印加電圧−発光輝度特性に基づいて
最適発光輝度を得る印加電圧を算出して、表示装置に印
加し駆動させる。

の３つの機能が満足されることにより実現できる。

第３図において、ＥＬユニット１は一実鎖線枠で示し、
データ側Ｍ行、走査側Ｎ列のマトリックス配列されたＥ
Ｌ素子群からなるＥ　Ｌ　ｔＺネル１−１ｔ−有する。

また、ＥＬユニット１には光センサ１−２が設けられ、
これはＡ／ｐ変換器５に接続される。さらに、ＥＬユニ
ット１には輝度調整っまみ１−３が設けられており、こ
れは５−Ｖ変換器ＲＯＭ６に接続される。

マトリックスドライバ２は、ＥＬパネル１−１の素子群
及び駆動制御回路３と接続される。Ｓ−■変換ＲＯＭ６
は、Ａ／Ｄ変換器５と駆動制御回路３とに接続され、同
期データ発生回路４も駆動制御回路３に接続されている
。

３つの前記機能は、次のよりに実現される。

上記３つの機能は本従来例においては以下に示す手段で
達成される。

第１の機能の実現手段について述べる。第３図に示す光
センサ１−２より表示画面に到達する外来入射光量全光
電変換し、アナログ信号（照度〕として検出する。しか
し検出された表示面の照度と実際状々が表示画面を見る
ときの目に入る明るさく外光輝度）とは異なるので、次
の第２式によって表示面照度を外光輝度に変換しなおす
。

外光輝度＝！−Ｘ表示面照度×炎示面拡散反射率π ・・・・・・第２式。

本従来例では表示ノ臂ネルの表示面拡散反射率が２０％
であり、この場合における照度と外光輝度の関係は第４
図に示す通シである。

次に第２の機能の実現手段について述べる。第５図を用
いて、外光輝度に対する最適な発光輝度の算出について
説明する。第５白は第２図の縦軸であるコントラストを
式−（１）によ）発光輝度に座標変換したグラフである
（　ＶＤＴガイドラインに関する調査報告書Ｐ８６参照
）。

第５図中のｇ線とｈ線は第２図の最適コントラストの上
限ａと下限すに対応する最適発光輝度の上限と下限であ
る。

本従来例において、我々は最適発光輝度曲線として、第
５図に示すように、最適発光輝度域内に含まれる曲Ｍ１
を定めた。１０設定は以下の３つの要因によシ行った。

第１に本従来例の表示装置の最大発光輝度が１００　ｃ
ｄ、ｒＦ？である。

第２にＡ／Ｄ　変換器の出力ビツト幅を極力少なくした
い。

第３に表示装置を使用する場合の表示面照度を１００〜
９００ルクス（外光輝度としては５．３ｃｄ／−〜５７
　ｃｄ／ｆｆ１″）と広くしたい。

なお、第５図中、曲屈！ｊとｋとは曲線１を最適発光輝
度域内で上下に平行移動させたものでちゃ、人間の好み
又は周辺との輝度差をなくすように最適輝度調節つまみ
によ！１選択できる。

最適輝度ＩＡ３節つまみ１−３の出力（２進コード）は
ＳＶｉ換ＲＯＭ６のアドレスラインに入力される。Ｓ　
−Ｖ　ＫＦＩＩ　ＲＯＭ６のアドレスラインはＡ／［）
　ｉ換器５の出力５ビツトと最適輝度調節つまみ１−３
の出力データｎビットから構成される。

第６図は、Ｓ−■変換用ＲＯＭの相対アドレスと変調電
圧との関係を示した説明図である。

第３図のＳ−Ｖ変ｒ−４ＲＯＭ６のデータは”　ｅ　）
’　＋２の３種類格納されているが、最適輝度調節つま
み１−３にはＸ、ｙ、ｚのデータセレクト用のアドレス
ラインとしての機能を持たせている。又、最適１４度調
節つまみ１−３の出力ビツト数はＲＯＭ容址によシ決定
する。

例えば、ＲＯＭ６の出力ビットを８ピツトとして、ＲＯ
Ｍ　容量が５１２バイトのとき、５１２バイト／３２バ
イト；８種類のデータを格納することができる。

例えば最適輝度特性ラインを１（第５因参照）として外
光輝度と最適な発光輝度との関係を、実際に考えてみる
と、今、光センサ１−２が外光輝度を１０　ｃｄ／ｎｌ
と感知したとする。グラフよシ最適な発光輝度は３５　
ｃｄ／ｒｒｌで充分である。又、外光輝度が６０ｃｄ／
？Ｆ／の場合は、発光輝度は１００　ｃｄ／ｌｒ？必要
となることがわかる。

次に第３の機能の実現手段について述べる。最適な発光
輝度を得るだめの印加電圧は、Ｖ−Ｂ特性に基づき算出
される。今回発光型謄示装置の一例としてＥＬ素子のＶ
−Ｂ特性を第７図に示した。

縦軸は発光輝度で単位はｃｄ／ｒｒｌで示す。横軸は印
加電圧値を示し、発光開始電圧１４０Ｖ’ｉしきい値電
圧ＶＴＲとし、しきい値電圧ＶＴＲ以上の印加電圧を、
書き込み電圧Ｖｗ　　とする。変調電圧ＶＭは書き込み
電圧Ｖｗ　　としきい値電圧ＶＴＨの差電圧とする。こ
こで飽和輝度１００　ｃｄ／−を得るためには変調電圧
値を６０Ｖとし、書き込み電圧Ｖｗ２００Ｖを印加する
。このようにＥＬ素子に１４０Ｖ以上の交番電圧を印加
すると発光を開始し２００ｖを超えると飽和する。２０
０Ｖ以上印加すると発光輝度は上昇せず逆に素子の信頼
性が低下するという特性を示している。

この特性に基づいて最適発光輝度に対応する変調電圧値
（ＶＭ）　　ｔ−駆動制御回路３に出力する。

以上に述べてきた、３つの機能に沿って、本従来例の動
作を説明する。

まず光センサ１−２が表示面照度５００Ａ／クスを検出
する。これ全光電変換後、そのアナログ信号をＡ／Ｄ変
換器５に出力する。Ａ／Ｄ変換器５はまずアナログ信号
として入力した衣示面照度金外光輝度に換算する。今衆
示面照度は５００ルタスであるから、外光輝度は第４図
によ１）３３　ｃａ７ｗｚとして検出される。次にＡ／
Ｄ変換器５は外光輝度３３　ｃｄ／ｍ”ｔ、！８図に示
すように、５ビツトのアト°レス情報１０ＨＫ’ｌ＆換
し、ｓ−ｖ’ｉ換ＲＯＭ６ｉＣＩｔｓ力する。Ｓ−ｖ変
換ＲＯＭ６はこのアドレス情報１０Ｈと最適発光輝度調
節つまみ情報とにより第６図に従って変調電圧値（ＶＭ
）２５Ｖ’！ｉ：出力する（実際には２５Ｖに対応する
１６進コードで出力される）。

このＳ−■変換コード値を駆動制御回路３内で図示しな
いＤ／Ａ変換器でに調電圧値２５Ｖのアナログ信号に変
換し、第７図に示すしきい値電圧ｖＴＨ（１４０Ｖ）に
加えられ、その省き込み電圧値ＶＷ（１６５Ｖ）がマト
リックスドライバ２を介して各ＥＬ累子に供給される。

この結果として７０　Ｃｄ／ｒｒｌの発光輝度が得られ
る。

又、駆動制御回路３は、同期・データ発生回路４から発
生される垂直、水平同期信号により制御され、書き込み
電圧Ｖｗ　の駆動条件を決定している。

以上説明したように、従来装置は、光センサ１−２の出
力値を元に常に最適な発光輝度およびコントラストが得
られる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような従来の装置では、発光輝度
を決足する手段である外来光検出用光センサの位置、個
数およびＡ／Ｄ　Ｋ換する変換周期が不明確であった。

この結束、光センサの出力値が例えば使用環境条件や観
測者の位置などによシ随時変化すると、同時に発光輝度
も変化するため、画面がちらついたシ、コントラストが
低下して表示画面が見すらいという問題点があった。

本発明は、以上述べた画面のチラッキ、コントラストの
低下を除去して、見やすく、目の疲れなども最低限に抑
えることができる発光型表示・ぞネルの発光輝度の自動
調節装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、発光型表示・ぞネルの発光輝度の自動調節装
置において、発光型表示パネルの複数の位置に対応して
複数個光センサを設け、この複数の光センサの出力を加
算し、その加算出力ｆｆｉ　Ａ／［）変挨器でＡ／Ｄ変
換するようにし、しかもこのＡ／ｐ変換器でのＡ／Ｄ変
換周期ヲ変換周期発生回路で制御するようにしたもので
ある。

（作　用） 上記のような装置においては、発光型表示・ぞネルの複
数の位置で、該パネル面に対する夕１来入射光量が光セ
ンサによシ検出され、その複数の検出出力に基づいて発
光輝度を制御する。したがって、観測者の位置などによ
って一部の光センサに対する受光光量が変化したとして
も、それに影響されずに発光輝度と制御することとなる
。

また、Ａ／Ｄ変換器でのＡ７１）変換のたび毎に発光輝
度が制御されるわけであるが、その周期は、変換周期発
生回路により制御される。したがって、室内のように作
業環境が大きく変化しないような場所では１時間周期と
いうように周期を長くして、また車載などのように周囲
の環境が刻々と変化する場所においては分周期というよ
うに周期と短くして発光輝度を制御できる。すなわち、
瞬時の環境変化に対応させないで、使用環境条件に最適
な一定周期で発光輝度を制御することができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を内面を参照して説明する。第１
図は本発明の一実施例のブロック図である。このブロッ
ク図に示すように、本発明の一実施例では、ＥＬユニッ
ト１に４個光センサ（光センサ１−４．１−５．１−６
．１−７）が設けられている。また、第３図の従来例に
比較して加算器７が追加されておシ、さらに同期・デー
タ発生回路に代えて同期・データ・変換周期発生回路４
−２が設けられている。その他は第３図の従来例と同一
であり、同一部分は同一符号を付してその説明を省略す
る。

前記４個の光センサ１−４〜１−７は、Ｅ　Ｌ　／＃ネ
ル１−１の４隅に対応してＥＬユニット１の４隅に設け
られている。そして、この４個の光センサ１−４〜１−
７の出力が加算器７に接続されており、この加算器７の
出力がＡ／ｐ　ｆ換器５の入力に接続される。また、同
期・データ・変換周期発生回路４−２が駆動制御回路３
とともに前記へΦ変換器５に接続されている。

このように構成された装置は、基本的には第３゛図の従
来例と全く同様に動作して、外光輝度に対する最適発光
輝度となるようにＥＬバネ／Ｉ／Ｉ　−１の発光輝度を
制御するが、ＥＬパネル１−１（ＥＬユニット１）にお
ける外来入射光量の検出は４隅という４つの位置で４つ
の光センサ１−４〜１−７によシ行われている。そして
、この４つの光センサ１−４〜１−７の出力が加算器７
で加えられて１つのアナログ信号とされ、そのアナログ
信号がＡ／Ｄ変換器５で外光輝度に換算したデジタル信
号に変換されている。すなわち、この装置では、複数の
位置での複数の外来光検出出力に基づいてＥＬパネル１
−１の発光輝度を制御することになるものであシ、その
結果、観測者の位置や操作によって一部の光センサに対
する受光光量が変化したとしても、それに影響されずに
発光輝度を制御することができ、最適なコントラストを
得ることができる。％に、最近は、マンマシンインタフ
ェース向上のためディスプレイ画面上に透明なタンチセ
ンサなどを取付けて画面に対する操作が行われており、
その際、外来光に無関係に一部の光センサをさえぎり、
従来は画面上の輝度が低下したが、上記一実施例の装置
はこの問題を解決できる。

また、上記一実施例の装置において、Ａ／Ｄ変換器５で
加算器７の出力をＡ／Ｄ変換するたび毎にＥＬパネル１
−１の発光邦度が制御されるわけであるが、上記装置に
おいては、Ａ／Ｄ変換器５でのＮ勺変換周期を同期・デ
ータ・変換周期発生回路４−２によシ制御できる。した
がって、例えば室内のように作業環境が大きく変化しな
いような場所でｉ−、、ｔ　１時間周期というように周
期を長くして、また本戦などのように周囲の環境が刻々
と変化する場所においては分周期というように周期を短
かぐして発光輝度を制御できる。すなわち、瞬時の環境
変化に対応させないで、使用環境条件に最適な一定周期
で発光輝度を制御することができるものであり、瞬時の
環境変化に対応させないからチラッキも無くなる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の装置によれば、複
数位置からの外来入射光検出出力に基づいて発光輝度を
制御するようにしたので、観測者の位置や操作などに影
響されずに常に最適発光輝度に制御でき、最適コントラ
ストを得ることができる。また、瞬時の環境変化に対応
させないで、使用環境条件に最適な一足周期で発光輝度
を制御することができるようにしたので、画面のチラッ
キを防止できる。そして、これらの結呆から、見やすく
、目の疲れなども最低限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本性８Ａｏ−実施例を示すブロック図、第２図
は最適コントラストガイドラインの説明図、第３区は従
来例の７″ロツク、第４図はＡネルの表示面照度と外光
輝度との関係を示す図、第５図は最適発光輝度ガイドラ
インの説明図、第６図はＳ−■変換用ＲＯＭ　　と変調
′電圧との関係を示す図、第７図はＥＬ素子の発光輝度
と印加電圧との関係を示す図、第８図は表示面照度とＡ
／ｐ変換器の出力との関係を示す区である。 １・・・ＥＬユニツ）、１−１・・・Ｅ　Ｌ　ｉＺ　ネ
ル、１−３・・・Ｒ度調整つまみ、１−４〜１−７・・
・光センサ。 ２・・・マトリックスドライバ、３・・・駆動制御回路
、４−２・・・同期・データ・変換周期発生回路、５・
・・Ａ／／Ｄ変換器、６・・・５−ｖＫ換ＲＯＭ、７・
・・７７０算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発光型表示パネル面の外来入射光量を光センサで検出し
   、その出力をＡ／Ｄ変換し、そのデジタル出力に基づい
   て、前記外来入射光量に対する最適発光輝度を得るため
   の電圧を発生させ、その電圧で前記発光型表示パネルを
   駆動するようにした発光型表示パネルの発光輝度の自動
   調節装置において、 （ａ）発光型表示パネルの複数の位置に対応して設けら
   れた複数の光センサと、 （ｂ）これら光センサの出力を加算する加算器と、 （ｃ）この加算器の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器
   と、 （ｄ）このＡ／Ｄ変換器でのＡ／Ｄ変換周期を制御する
   変換周期発生回路とを具備することを特徴とする発光型
   表示パネルの発光輝度の自動調節装置。