JPS63311326A - 液晶ディスプレイ用受光装置 - 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】 〔発明の目的〕 （壷業上の利用分野） 本発明は液晶カラーテレビジョン受像機。

液晶力２−モニター等の液晶カラーディスプレイ装置に
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ボン受像機の一例として、はぼ９０
度のねじれ構造をもつツィステッド・ネマチック型（Ｔ
Ｎ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（６）、Ｂ（青）のカラーフィルター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、蛍光管等によるバックライト（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
電圧を印加することで、液晶層５での光透過率が変り、
バックライト等からの光は液晶層５によって光量が制御
され、各画素ごとにカラーフィルター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ＴＰＴ　（薄膜トランジスタ）を用いてこのＴＰ
Ｔをスイッチングすることで９表示画素の選択を行うよ
うにしたアクティブ・マトリクス方式がある。またバッ
クライトとしては一般的ＫＵ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＠）、Ｇ（２）、Ｂ（ｆ
）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璽ン
受像機にあって、各受像機ごとに液晶層５やカラーフィ
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。したがってブラク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１例えば液晶
パネルにテストパターン等の画像を表示し、このパネル
に受光装置を当てて、各Ｒ，Ｇ。

Ｂ毎の光量を検出し、この検出出力に基すいて印加電圧
等を調整し、ホワイトバランスが最良になるよ５Ｋｔ、
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１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５にしている
。また１本体部１１は取付部材１５と１６を組合せて成
り、一方の部材１５にはフォトダイオード１７、１８．
１９を並べて取付け、他方の部材１６には反射＄２０を
取付けている。この反射鏡２０は、受光部１２の窓１３
と７オトダイオード１７〜１９との間に設けられ、窓１
３に対応する側は広く、フォトダイオード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
フォトダイオード１７．１８．１９の前面には、　　Ｒ
，、Ｇ、　　Ｂのカラーフィルター２１．２２゜２３が
、押え部材２４によって取付けられ、この押え部材２４
には各フォトダイオード１７．１８．１９に光を導くた
めのスリブ）２５．２６．２７が形成されている。

なお、各カラーフィルター２１．２２．２３を通ったＲ
ｌＧ、　　Ｂの光は、それぞれフォトダイオード１７．
１８゜１９によって光電変換され、増幅器（図示せず）
によって増幅されて、ケーブル２８を通して導出される
ようになっている。

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２０によって反射
され、各カラーフィルター２１．２２．２３゜を介して
フォトダイオード１７．１８．１９に到達する。

こうしてフォトダイオード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、液晶カラーディスプレイにあっては。

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。したがって直接光（光路Ａ）以外に
反射鏡２０によって乱反射を受けた斜光がフォトダイオ
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、ｔＲ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、液晶ディスプレ
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った。

本発明は、このような問題点に対処し、液晶ディスプレ
イからの光量なＲ，Ｇ、　　Ｂごとに正確に測定できる
よ５Ｋｌ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ィルターとを具
備して成る液晶ディ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２−２’５に沿う概略断面図である。

本発明の受光装置は９本体部３１を受光部３２とで成り
１本体部３１には取付部材３０が設けられ、この取付部
材３０にはフォトダイオード３３．３４．３５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である。

一方、受光部３２はフォトダイオード３３．３４．３５
を段うように取付けられるもので、第１．第２の部材３
６．３７を有し、第１の部材３６には、液晶パネルから
の光が各フォトダイオード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、４
０をインライ配列に形成し、第２の部材３７には上記６
孔３８．３９．４０にそれぞれ連通し、かつフォトダイ
オード３３．３４．３５を収納する収納部４１゜４２、
４３を形成している。そして各収納部４１．４２゜４３
内のフォトダイオード３３．３４．３５の前面にはそれ
ぞれＪ　Ｇ、Ｂのカラーフィルター４４．４５．４６が
取付けられている。各フォ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）Ｋよりて増
幅され、クープル４７を介して取出されるようＫなって
いる。

このような構成において、第１．第２の部材３へ３７は
例えばベークライトであり、６孔３８．３９．４０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Ｋ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
っても良い。

また６孔３８〜４０の径は、フォトダイオード３３〜３
５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６孔３８〜４０の軸方向の長さく光路長）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、フォトダイオード３３〜３５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６孔３８〜４０の径を６
■とじたとき、光路長は５〜６■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ゆないような材質
が望ましいが、あまり軟質であると当接時の圧力によっ
て厚みが減少（゛変化）し、フォ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。したがって硬質で。

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。

各フォトダイオード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５な理由によ
る。即ち、バッ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図のようになっている。第３図において５１は液晶
パネルであり、５２はバックライトとしてのＵ字状蛍光
管を示している。

もしフォトダイオードが直線状に配置されず１例えばデ
ルタ壓に配置されたとすると、各フォトダイオードは２
図中３３ａ　、　　３４ａ　、　　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。したがってフォトダイオード３４ａへの光量が
他のフォトダイオード３３ａ　、　　３５ａへの光量よ
りも大きくなり、蛍光管５２の位置によって各フォトダ
イオードでの受光量が変化してしまう。

これに対しフォトダイオードを一直線上に並べた場合は
２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ォトダイオード
に入射するようになるため、蛍光管５２の位置。

形状によって各フォトダイオードへの光量が変化するこ
とはない。

このように蛍光管５２の形状を考慮して各フォトダイオ
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の番孔３８．３９
゜４０を通し、かつカラーフィルター４４．４５．４６
を介してフォトダイオード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、各フォトダイオード３３゜
３４、３５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
止効果によってフォ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。こうしてフォトダイオー
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）が入来するのを防ぐ効果がある。第１
の部材３６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５に本発明の受光装置によれば。

液晶ディ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
゛１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這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・・・・・フォトダイオード（光電変
換素子）。 ３６・・・・・・第１の部材。 ３８、３９．４０・・・・・・光通過用の孔。 ４４、４５．４６・・・・・・カラーフィルター。 ５１・・・・・・液晶パネル。 ５２・・・・・・蛍光管。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　宇　　治　　　　　弘 第１図　　３７ ３本３４．３５　：　ｙオドタイオード４４．４＼４６
　カラーノイルタル 第３図 第４図 バックライト 第一５図 第６ＬＬ／ｌ 第７図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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って、 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ィルターとを具
   備して成る液晶ディスプレイ用受光装置。
2. （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項に記載の液晶ディスプレイ用受光装置。
3. （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
   載の液晶ディスプレイ用受光装置。