JPWO2004097510A1 - ディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
基部（２１ａ）の一部から表示面（１１ａ）に向かって突出した凸部（２１ｂ）を有する取付基板（２１）を、フレーム（１２）に、取付具（３０）を介して、取り付ける。取付基板（２１）の凸部（２１ｂ）に、輝度センサ（２２）を設置し、表示面（１１ａ）との距離ｚを１．７５［ｍｍ］より小さくする。
Description
本発明は、ディスプレイ装置に関し、更に詳しくは、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制して表示面の輝度を正確に測定することが出来るディスプレイ装置に関する。
ディスプレイ装置の表示面の輝度を自動調整するために表示面の輝度を測定する輝度センサを設けたディスプレイ装置が知られている（例えば、欧州特許公開第ＥＰ１２７４０６６Ａ１号公報）。
しかし、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響により、表示面の輝度を正確に測定できないことがあった。
そこで、本発明の目的は、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制して表示面の輝度を正確に測定することが出来るディスプレイ装置を提供することにある。
しかし、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響により、表示面の輝度を正確に測定できないことがあった。
そこで、本発明の目的は、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制して表示面の輝度を正確に測定することが出来るディスプレイ装置を提供することにある。
第１の観点では、本発明は、表示面を有する表示ユニットと、前記表示ユニットのフレームに取付具を介して又は直接に取り付けられた基部および該基部の一部から前記表示面に向かって突出した凸部を有する取付基板と、前記凸部に設置され前記表示面に対面している輝度センサとを具備したことを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
表示ユニットの表示面を傷つけないために、表示ユニットの表示面と表示ユニットのフレームの間には例えば２［ｍｍ］程度の隙間が設けられている。一方、表示ユニットのフレームの厚みは、強度確保のため、例えば０．５［ｍｍ］〜２［ｍｍ］になっている。このため、例えば表示ユニットのフレームの前面（外側を向いている面）に取付基板を取り付け、その取付基板の後面（表示面側を向いている面）に例えば厚さ０．７５［ｍｍ］の輝度センサを設置した場合、表示面から輝度センサまでの距離は例えば１．７５［ｍｍ］〜３．２５［ｍｍ］になる。しかし、後述するように、この距離は大きすぎ、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響が無視できなくなる。また、表示ユニットのフレームの前面に取付基板を取り付けると、距離の微調整を行えない。そこで、表示ユニットのフレームに取付具を取り付け、その取付具の後面に取付基板を取り付けると、取付具の取付け具合により、距離の微調整が可能になる。しかし、距離がさらに大きくなるため、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響が大きくなってしまう。
そこで、上記第１の観点によるディスプレイ装置では、基部の一部から表示面に向かって突出した凸部を有する取付基板を用い、その凸部に輝度センサを設置した。これにより、表示ユニットのフレームに取付具を介して又は直接に取付基板を取り付けても、表示面から輝度センサまでの距離を１．７５［ｍｍ］より小さくでき、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。また、取付具を介して取付基板を取り付けると、取付具の取付け具合により、距離の微調整が可能になる。
第２の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記取付基板が、前記基部に相当する部分より前記凸部に相当する部分の厚さが段状に厚くなった段差基板であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第２の観点によるディスプレイ装置では、高精度に製造可能な段差基板を用いるため、全体の寸法精度を向上できる。
第３の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離ｚ［ｍｍ］が０≦ｚ≦１．６であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第３の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離ｚを１．６［ｍｍ］以下とすることで、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第４の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、前記輝度センサの厚さをｔ［ｍｍ］とし、前記取付基板の基部の厚さをｂ［ｍｍ］とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をＬ２［ｍｍ］がＬ１＋ｂ≦Ｌ２であり、前記基部より前記凸部が突出する高さｄが、Ｌ２−ｂ−ｔ−１．６≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔであることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第４の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離ｚを１．６［ｍｍ］以下とでき、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第５の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離ｚ［ｍｍ］が０≦ｚ≦１であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第５の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離ｚを１［ｍｍ］以下とすることで、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第６の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、前記輝度センサの厚さをｔ［ｍｍ］とし、前記取付基板の基部の厚さをｂ［ｍｍ］とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をＬ２［ｍｍ］がＬ１＋ｂ≦Ｌ２であり、前記基部より前記凸部が突出する高さｄが、Ｌ２−ｂ−ｔ−１≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔであることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第６の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離ｚを１［ｍｍ］以下とでき、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第７の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記輝度センサの光軸方向から入射する光に対する前記輝度センサの感度を１００％とするとき、前記光軸から２０°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が９０％以上、前記光軸から４０°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が７０％以上であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
輝度センサの指向性が急であると、取付位置のバラツキや外光の影響を大きく受けてしまう。
そこで、上記第７の観点によるディスプレイ装置では、指向性が緩い輝度センサを用いるため、取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できる。また、影響を受けても、容易に補正できる。
表示ユニットの表示面を傷つけないために、表示ユニットの表示面と表示ユニットのフレームの間には例えば２［ｍｍ］程度の隙間が設けられている。一方、表示ユニットのフレームの厚みは、強度確保のため、例えば０．５［ｍｍ］〜２［ｍｍ］になっている。このため、例えば表示ユニットのフレームの前面（外側を向いている面）に取付基板を取り付け、その取付基板の後面（表示面側を向いている面）に例えば厚さ０．７５［ｍｍ］の輝度センサを設置した場合、表示面から輝度センサまでの距離は例えば１．７５［ｍｍ］〜３．２５［ｍｍ］になる。しかし、後述するように、この距離は大きすぎ、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響が無視できなくなる。また、表示ユニットのフレームの前面に取付基板を取り付けると、距離の微調整を行えない。そこで、表示ユニットのフレームに取付具を取り付け、その取付具の後面に取付基板を取り付けると、取付具の取付け具合により、距離の微調整が可能になる。しかし、距離がさらに大きくなるため、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響が大きくなってしまう。
そこで、上記第１の観点によるディスプレイ装置では、基部の一部から表示面に向かって突出した凸部を有する取付基板を用い、その凸部に輝度センサを設置した。これにより、表示ユニットのフレームに取付具を介して又は直接に取付基板を取り付けても、表示面から輝度センサまでの距離を１．７５［ｍｍ］より小さくでき、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。また、取付具を介して取付基板を取り付けると、取付具の取付け具合により、距離の微調整が可能になる。
第２の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記取付基板が、前記基部に相当する部分より前記凸部に相当する部分の厚さが段状に厚くなった段差基板であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第２の観点によるディスプレイ装置では、高精度に製造可能な段差基板を用いるため、全体の寸法精度を向上できる。
第３の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離ｚ［ｍｍ］が０≦ｚ≦１．６であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第３の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離ｚを１．６［ｍｍ］以下とすることで、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第４の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、前記輝度センサの厚さをｔ［ｍｍ］とし、前記取付基板の基部の厚さをｂ［ｍｍ］とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をＬ２［ｍｍ］がＬ１＋ｂ≦Ｌ２であり、前記基部より前記凸部が突出する高さｄが、Ｌ２−ｂ−ｔ−１．６≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔであることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第４の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離ｚを１．６［ｍｍ］以下とでき、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第５の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離ｚ［ｍｍ］が０≦ｚ≦１であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第５の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離ｚを１［ｍｍ］以下とすることで、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第６の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、前記輝度センサの厚さをｔ［ｍｍ］とし、前記取付基板の基部の厚さをｂ［ｍｍ］とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をＬ２［ｍｍ］がＬ１＋ｂ≦Ｌ２であり、前記基部より前記凸部が突出する高さｄが、Ｌ２−ｂ−ｔ−１≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔであることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
上記第６の観点によるディスプレイ装置では、表示面から輝度センサまでの距離ｚを１［ｍｍ］以下とでき、後述するように、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できるようになる。
第７の観点では、本発明は、上記構成のディスプレイ装置において、前記輝度センサの光軸方向から入射する光に対する前記輝度センサの感度を１００％とするとき、前記光軸から２０°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が９０％以上、前記光軸から４０°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が７０％以上であることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
輝度センサの指向性が急であると、取付位置のバラツキや外光の影響を大きく受けてしまう。
そこで、上記第７の観点によるディスプレイ装置では、指向性が緩い輝度センサを用いるため、取付位置のバラツキや外光の影響を抑制できる。また、影響を受けても、容易に補正できる。
第１図は、第１の実施形態に係る液晶表示装置（１００）の回路構成を示すブロック図である。
第２図は、第１の実施形態に係る液晶表示装置（１００）の外観を示す前面図である。
第３図は、第１の実施形態に係る液晶表示装置（１００）からベゼル（１５）を外した状態の外観を示す前面図である。
第４図は、フレーム（１２）に取付具（３０）を介して取付基板（２１）を取り付けた状態を示す要部正面図である。
第５図は、フレーム（１２）に取付具（３０）を介して取付基板（２１）を取り付けた状態を示す要部側面断面図である。
第６図は、取付基板（２１）を示す側面図および後面図である。
第７図は、輝度センサ（２２）の指向感度特性例を示すグラフである。
第８図は、輝度センサ（２２）の取付位置および外光の影響を測定するための構成を示すブロック図である。
第９図は、外光を遮光しない場合の測定結果を示すグラフである。
第１０図は、外光を遮光した場合の測定結果を示すグラフである。
第１１図は、第９図の測定結果と第１０図の測定結果の差分を示すグラフである。
第１２図は、第２の実施形態にかかる第３図相当図である。
第１３図は、第２の実施形態にかかる第５図相当図である。
第１４図は、第３の実施形態にかかる第７図相当図である。
第１５図は、輝度センサの受光角の説明図である。
第２図は、第１の実施形態に係る液晶表示装置（１００）の外観を示す前面図である。
第３図は、第１の実施形態に係る液晶表示装置（１００）からベゼル（１５）を外した状態の外観を示す前面図である。
第４図は、フレーム（１２）に取付具（３０）を介して取付基板（２１）を取り付けた状態を示す要部正面図である。
第５図は、フレーム（１２）に取付具（３０）を介して取付基板（２１）を取り付けた状態を示す要部側面断面図である。
第６図は、取付基板（２１）を示す側面図および後面図である。
第７図は、輝度センサ（２２）の指向感度特性例を示すグラフである。
第８図は、輝度センサ（２２）の取付位置および外光の影響を測定するための構成を示すブロック図である。
第９図は、外光を遮光しない場合の測定結果を示すグラフである。
第１０図は、外光を遮光した場合の測定結果を示すグラフである。
第１１図は、第９図の測定結果と第１０図の測定結果の差分を示すグラフである。
第１２図は、第２の実施形態にかかる第３図相当図である。
第１３図は、第２の実施形態にかかる第５図相当図である。
第１４図は、第３の実施形態にかかる第７図相当図である。
第１５図は、輝度センサの受光角の説明図である。
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
−第１の実施形態−
第１図は、第１の実施形態に係る液晶表示装置（１００）の回路構成を示すブロック図である。
この液晶表示装置（１００）は、液晶パネル（１１）およびバックライト（２３）からなる表示ユニット（１０）と、液晶パネル（１１）の表示面（１１ａ）に対面している輝度センサ（２２）と、輝度センサ（２２）で測定した表示面（１１ａ）の輝度に基づいてバックライト（２３）の明るさを制御する制御回路（２４）とを具備している。
第２図は、液晶表示装置（１００）の外観を示す正面図である。
表示面（１１ａ）の周囲は、ベゼル（１５）で覆われている。
第３図は、液晶表示装置（１００）からベゼル（１５）を外した状態を示す正面図である。
表示面（１１ａ）の周囲は、フレーム（１２）で覆われている。フレーム（１２）には、取付具（３０）を介して、取付基板（２１）が取り付けられている。フレーム（１２）および取付具（３０）は、例えば板金製である。
第４図および第５図に示すように、Ｌ字形の取付具（３０）の水平片がフレーム（１２）の上面にねじ（３１）で取り付けられ、取付具（３０）の垂直片が表示面（１１ａ）の前方の少し上方まで垂れ下がっている。そして、取付具（３０）の垂直片の後面に取付基板（２１）の基部（２１ａ）の前面がはんだ（３２）で固着されている。また、取付基板（２１）の凸部（２１ｂ）にはチップ形状の輝度センサ（２２）が設置され、輝度センサ（２２）は表示面（１１ａ）に対面している。
第４図に示すように、フレーム（１２）の縁から輝度センサ（２２）の中心位置までの水平距離をｘ［ｍｍ］とし、垂直距離をｙ［ｍｍ］とする。
また、第５図に示すように、表示面（１１ａ）からフレーム（１２）の前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、表示面（１１ａ）から取付具（３０）の垂直片の後面までの距離をＬ２［ｍｍ］とする。また、取付基板（２１）の基部（２１ａ）の厚さをｂ［ｍｍ］とし、基部（２１ａ）から凸部（２１ｂ）が突出している高さをｄ［ｍｍ］とする。また、輝度センサ（２２）の厚さをｔ［ｍｍ］とする。また、輝度センサ（２２）の表面と表示面（１１ａ）の間の距離をｚ［ｍｍ］とする。
数値例を示すと、Ｌ１＝２、Ｌ２＝３．２５、ｂ＝１、ｄ＝０．５、ｔ＝０．７５、ｚ＝１である。なお、はんだ（３２）の厚さはＬ２に加味している。すなわち、表示面（１１ａ）から取付具（３０）の垂直片の後面までの実際の距離からはんだ（３２）の厚さを差し引いた値をＬ２［ｍｍ］としている。
後述するように、０≦ｚ＜１．７５とするのが好ましく、０≦ｚ≦１．６とするのが更に好ましく、０≦ｚ≦１とするのが最も好ましい。換言すれば、Ｌ１＋ｂ≦Ｌ２、Ｌ２−ｂ−ｔ−１．７５＜ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔとするのが好ましく、Ｌ２−ｂ−ｔ−１．６≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔとするのが更に好ましく、Ｌ２−ｂ−ｔ−１≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔとするのが最も好ましい。
Ｌ１，ｔは自由度が少ないため、好ましいｚを得られるようにＬ１，ｔに合わせてＬ２，ｂ，ｄを設計するのが望ましい。また、取付具（３０）に穿設したねじ孔とねじ（３１）の間の隙間分だけ、Ｌ２を微調整可能なので、最終的にはＬ２の微調整により寸法のバラツキを吸収して、好ましいｚとする。
第６図は、取付基板（２１）と輝度センサ（２２）を示す側面図および背面図である。
取付基板（２１）は、基部（２１ａ）より凸部（２１ｂ）が段状に厚くなった段差基板である。
輝度センサ（２２）の表面中央に受光部（２２ａ）がある。輝度センサ（２２）の光軸（Ａｘ）は、輝度センサ（２２）の表面に鉛直であり、受光部（２２ａ）の中心を通っている。
輝度センサ（２２）の寸法は、縦×横×厚さ＝２［ｍｍ］×２．１［ｍｍ］×０．７５［ｍｍ］である。
第７図は、輝度センサ（２２）の感度の指向性を示すグラフである。
光軸（Ａｘ）方向から入射する光に対する感度を１００％とするとき、光軸（Ａｘ）から２０°で入射する光に対する感度が９０％以上、光軸（Ａｘ）から４０°で入射する光に対する感度が７０％以上になっており、非常に緩やかな指向性を持っている。
このような緩やかな指向性または無指向性の輝度センサ（２２）を用いると、ｘ，ｙ，ｚのバラツキに対する測定輝度値の変動量を計算可能になり、計算で補正可能になる。
第８図は、第４図に示すｘ，ｙとｚの関係および外光とｚの関係を計測するための構成を示すブロック図である。
バックライト（２３）は、一定の明るさで駆動する。表示面（１１ａ）は、全面白画面とする。
第１の計測では、遮光シート（Ｓｈ）を使わず、外光が表示面（１１ａ）に当たっている状態で、ｘ＝ｙ＝１、ｘ＝ｙ＝２、ｘ＝ｙ＝４、ｘ＝ｙ＝６のそれぞれについてｚを変えて計測した。第９図に、第１の計測結果を示す。
第１の計測から次のことが判る。
（１）０≦ｚ＜１．７５にすると、２≦ｘ，２≦ｙでｘ，ｙにバラツキ（取付誤差）があっても、計測輝度値の変動はほとんどない。
（２）０≦ｚ≦１．６にすると、１≦ｘ，１≦ｙでｘ，ｙにバラツキがあっても、計測輝度値の変動を約１０％以下に抑えられる。
（３）０≦ｚ≦１にすると、１≦ｘ，１≦ｙでｘ，ｙにバラツキがあっても、計測輝度値の変動を約５％以下に抑えられる。
第２の計測では、遮光シート（Ｓｈ）を使って外光が表示面（１１ａ）に当たらないようにした状態で、ｘ＝ｙ＝１、ｘ＝ｙ＝２、ｘ＝ｙ＝４、ｘ＝ｙ＝６のそれぞれについてｚを変えて計測した。第１０図に、第２の計測結果を示す。そして、第１の計測結果と第２の計測結果の差分を計算し、外光の影響の変動を調べた。第１１図に差分の計算結果を示す。
第１１図から次のことが判る。
（４）０≦ｚ≦１にすると、１≦ｘ，１≦ｙでｘ，ｙにバラツキ（取付誤差）があっても、外光の影響の変動はほとんどない。
以上より、０≦ｚ＜１．７５とするのが好ましく、０≦ｚ≦１．６とするのが更に好ましく、０≦ｚ≦１とするのが最も好ましいことが判る。
また、ベゼル（１５）で隠しやすいこと及び取付誤差を考慮すると、ｘ＝ｙ＝２〜３を設計位置とするのが好ましいことが判る。
−第２の実施形態−
第１２図および第１３図に示すように、フレーム（１２）の前面に取付基板（２１）の基部（２１ａ）の後面を接着剤（４０）で固着してもよい。
第１３図に示すように、表示面（１１ａ）からフレーム（１２）の前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、取付基板（２１）の基部（２１ａ）から凸部（２１ｂ）が突出している高さをｄ［ｍｍ］とする。また、輝度センサ（２２）の厚さをｔ［ｍｍ］とする。また、輝度センサ（２２）の表面と表示面（１１ａ）の間の距離をｚ［ｍｍ］とする。
数値例を示すと、Ｌ１＝２．２５、ｄ＝０．５、ｔ＝０．７５、ｚ＝１である。なお、接着剤（４０）の厚さはＬ１に加味している。すなわち、表示面（１１ａ）からフレーム（１２）の前面までの実際の距離に接着剤（４０）の厚さを加えた値をＬ１［ｍｍ］としている。
前述したように、０≦ｚ＜１．７５とするのが好ましく、０≦ｚ≦１．６とするのが更に好ましく、０≦ｚ≦１とするのが最も好ましから、換言すれば、Ｌ１−ｔ−１．７５＜ｄ≦Ｌ１−ｔとするのが好ましく、Ｌ１−ｔ−１．６≦ｄ≦Ｌ１−ｔとするのが更に好ましく、Ｌ１−ｔ−１≦ｄ≦Ｌ１−ｔとするのが最も好ましい。
−第３の実施形態−
第１４図に示すように、光軸（Ａｘ）方向から入射する光に対する感度を１００％とするとき、光軸（Ａｘ）から２０°で入射する光に対する感度が６０％程度、光軸（Ａｘ）から４０°で入射する光に対する感度が２０％程度の指向性を持った輝度センサ（２２）を用いてもよい。
一般に、このような指向性を持った輝度センサ（２２）を用いると、ｘ，ｙ，ｚのバラツキに対する測定輝度値の変動が非常に大きくなり、補正が難しくなる。しかし、第１４図に示す指向性曲線では、４０°以上では指向性曲線の変化が緩やかになっている。
そこで、第１５図に示すように、受光角θが４０°以上になるように、表示面（１１ａ）から輝度センサ（２２）までの距離ｚおよび輝度測定用白パタン（１１ｂ）の幅Ｗを定めれば、ｘ，ｙ，ｚのバラツキに対する測定輝度値の変動が小さくなり、変動量を計算可能になり、計算で補正可能となる。
例えば、Ｗ＝２［ｍｍ］とし、０≦ｚ≦１とすれば、４５°≦θとなり、第１４図に示す指向性を持った輝度センサ（２２）を使用しても、ｘ，ｙ，ｚのバラツキに対して強くなる。
一般的に表現すれば、指向性曲線の変化が受光角θｏ以上で緩やかになるような指向性を持つ輝度センサなら、θｏ≦ａｒｃｔａｎ｛Ｗ／（２ｚ）｝となるように、Ｗ，ｚを定めればよい。
−第１の実施形態−
第１図は、第１の実施形態に係る液晶表示装置（１００）の回路構成を示すブロック図である。
この液晶表示装置（１００）は、液晶パネル（１１）およびバックライト（２３）からなる表示ユニット（１０）と、液晶パネル（１１）の表示面（１１ａ）に対面している輝度センサ（２２）と、輝度センサ（２２）で測定した表示面（１１ａ）の輝度に基づいてバックライト（２３）の明るさを制御する制御回路（２４）とを具備している。
第２図は、液晶表示装置（１００）の外観を示す正面図である。
表示面（１１ａ）の周囲は、ベゼル（１５）で覆われている。
第３図は、液晶表示装置（１００）からベゼル（１５）を外した状態を示す正面図である。
表示面（１１ａ）の周囲は、フレーム（１２）で覆われている。フレーム（１２）には、取付具（３０）を介して、取付基板（２１）が取り付けられている。フレーム（１２）および取付具（３０）は、例えば板金製である。
第４図および第５図に示すように、Ｌ字形の取付具（３０）の水平片がフレーム（１２）の上面にねじ（３１）で取り付けられ、取付具（３０）の垂直片が表示面（１１ａ）の前方の少し上方まで垂れ下がっている。そして、取付具（３０）の垂直片の後面に取付基板（２１）の基部（２１ａ）の前面がはんだ（３２）で固着されている。また、取付基板（２１）の凸部（２１ｂ）にはチップ形状の輝度センサ（２２）が設置され、輝度センサ（２２）は表示面（１１ａ）に対面している。
第４図に示すように、フレーム（１２）の縁から輝度センサ（２２）の中心位置までの水平距離をｘ［ｍｍ］とし、垂直距離をｙ［ｍｍ］とする。
また、第５図に示すように、表示面（１１ａ）からフレーム（１２）の前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、表示面（１１ａ）から取付具（３０）の垂直片の後面までの距離をＬ２［ｍｍ］とする。また、取付基板（２１）の基部（２１ａ）の厚さをｂ［ｍｍ］とし、基部（２１ａ）から凸部（２１ｂ）が突出している高さをｄ［ｍｍ］とする。また、輝度センサ（２２）の厚さをｔ［ｍｍ］とする。また、輝度センサ（２２）の表面と表示面（１１ａ）の間の距離をｚ［ｍｍ］とする。
数値例を示すと、Ｌ１＝２、Ｌ２＝３．２５、ｂ＝１、ｄ＝０．５、ｔ＝０．７５、ｚ＝１である。なお、はんだ（３２）の厚さはＬ２に加味している。すなわち、表示面（１１ａ）から取付具（３０）の垂直片の後面までの実際の距離からはんだ（３２）の厚さを差し引いた値をＬ２［ｍｍ］としている。
後述するように、０≦ｚ＜１．７５とするのが好ましく、０≦ｚ≦１．６とするのが更に好ましく、０≦ｚ≦１とするのが最も好ましい。換言すれば、Ｌ１＋ｂ≦Ｌ２、Ｌ２−ｂ−ｔ−１．７５＜ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔとするのが好ましく、Ｌ２−ｂ−ｔ−１．６≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔとするのが更に好ましく、Ｌ２−ｂ−ｔ−１≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔとするのが最も好ましい。
Ｌ１，ｔは自由度が少ないため、好ましいｚを得られるようにＬ１，ｔに合わせてＬ２，ｂ，ｄを設計するのが望ましい。また、取付具（３０）に穿設したねじ孔とねじ（３１）の間の隙間分だけ、Ｌ２を微調整可能なので、最終的にはＬ２の微調整により寸法のバラツキを吸収して、好ましいｚとする。
第６図は、取付基板（２１）と輝度センサ（２２）を示す側面図および背面図である。
取付基板（２１）は、基部（２１ａ）より凸部（２１ｂ）が段状に厚くなった段差基板である。
輝度センサ（２２）の表面中央に受光部（２２ａ）がある。輝度センサ（２２）の光軸（Ａｘ）は、輝度センサ（２２）の表面に鉛直であり、受光部（２２ａ）の中心を通っている。
輝度センサ（２２）の寸法は、縦×横×厚さ＝２［ｍｍ］×２．１［ｍｍ］×０．７５［ｍｍ］である。
第７図は、輝度センサ（２２）の感度の指向性を示すグラフである。
光軸（Ａｘ）方向から入射する光に対する感度を１００％とするとき、光軸（Ａｘ）から２０°で入射する光に対する感度が９０％以上、光軸（Ａｘ）から４０°で入射する光に対する感度が７０％以上になっており、非常に緩やかな指向性を持っている。
このような緩やかな指向性または無指向性の輝度センサ（２２）を用いると、ｘ，ｙ，ｚのバラツキに対する測定輝度値の変動量を計算可能になり、計算で補正可能になる。
第８図は、第４図に示すｘ，ｙとｚの関係および外光とｚの関係を計測するための構成を示すブロック図である。
バックライト（２３）は、一定の明るさで駆動する。表示面（１１ａ）は、全面白画面とする。
第１の計測では、遮光シート（Ｓｈ）を使わず、外光が表示面（１１ａ）に当たっている状態で、ｘ＝ｙ＝１、ｘ＝ｙ＝２、ｘ＝ｙ＝４、ｘ＝ｙ＝６のそれぞれについてｚを変えて計測した。第９図に、第１の計測結果を示す。
第１の計測から次のことが判る。
（１）０≦ｚ＜１．７５にすると、２≦ｘ，２≦ｙでｘ，ｙにバラツキ（取付誤差）があっても、計測輝度値の変動はほとんどない。
（２）０≦ｚ≦１．６にすると、１≦ｘ，１≦ｙでｘ，ｙにバラツキがあっても、計測輝度値の変動を約１０％以下に抑えられる。
（３）０≦ｚ≦１にすると、１≦ｘ，１≦ｙでｘ，ｙにバラツキがあっても、計測輝度値の変動を約５％以下に抑えられる。
第２の計測では、遮光シート（Ｓｈ）を使って外光が表示面（１１ａ）に当たらないようにした状態で、ｘ＝ｙ＝１、ｘ＝ｙ＝２、ｘ＝ｙ＝４、ｘ＝ｙ＝６のそれぞれについてｚを変えて計測した。第１０図に、第２の計測結果を示す。そして、第１の計測結果と第２の計測結果の差分を計算し、外光の影響の変動を調べた。第１１図に差分の計算結果を示す。
第１１図から次のことが判る。
（４）０≦ｚ≦１にすると、１≦ｘ，１≦ｙでｘ，ｙにバラツキ（取付誤差）があっても、外光の影響の変動はほとんどない。
以上より、０≦ｚ＜１．７５とするのが好ましく、０≦ｚ≦１．６とするのが更に好ましく、０≦ｚ≦１とするのが最も好ましいことが判る。
また、ベゼル（１５）で隠しやすいこと及び取付誤差を考慮すると、ｘ＝ｙ＝２〜３を設計位置とするのが好ましいことが判る。
−第２の実施形態−
第１２図および第１３図に示すように、フレーム（１２）の前面に取付基板（２１）の基部（２１ａ）の後面を接着剤（４０）で固着してもよい。
第１３図に示すように、表示面（１１ａ）からフレーム（１２）の前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、取付基板（２１）の基部（２１ａ）から凸部（２１ｂ）が突出している高さをｄ［ｍｍ］とする。また、輝度センサ（２２）の厚さをｔ［ｍｍ］とする。また、輝度センサ（２２）の表面と表示面（１１ａ）の間の距離をｚ［ｍｍ］とする。
数値例を示すと、Ｌ１＝２．２５、ｄ＝０．５、ｔ＝０．７５、ｚ＝１である。なお、接着剤（４０）の厚さはＬ１に加味している。すなわち、表示面（１１ａ）からフレーム（１２）の前面までの実際の距離に接着剤（４０）の厚さを加えた値をＬ１［ｍｍ］としている。
前述したように、０≦ｚ＜１．７５とするのが好ましく、０≦ｚ≦１．６とするのが更に好ましく、０≦ｚ≦１とするのが最も好ましから、換言すれば、Ｌ１−ｔ−１．７５＜ｄ≦Ｌ１−ｔとするのが好ましく、Ｌ１−ｔ−１．６≦ｄ≦Ｌ１−ｔとするのが更に好ましく、Ｌ１−ｔ−１≦ｄ≦Ｌ１−ｔとするのが最も好ましい。
−第３の実施形態−
第１４図に示すように、光軸（Ａｘ）方向から入射する光に対する感度を１００％とするとき、光軸（Ａｘ）から２０°で入射する光に対する感度が６０％程度、光軸（Ａｘ）から４０°で入射する光に対する感度が２０％程度の指向性を持った輝度センサ（２２）を用いてもよい。
一般に、このような指向性を持った輝度センサ（２２）を用いると、ｘ，ｙ，ｚのバラツキに対する測定輝度値の変動が非常に大きくなり、補正が難しくなる。しかし、第１４図に示す指向性曲線では、４０°以上では指向性曲線の変化が緩やかになっている。
そこで、第１５図に示すように、受光角θが４０°以上になるように、表示面（１１ａ）から輝度センサ（２２）までの距離ｚおよび輝度測定用白パタン（１１ｂ）の幅Ｗを定めれば、ｘ，ｙ，ｚのバラツキに対する測定輝度値の変動が小さくなり、変動量を計算可能になり、計算で補正可能となる。
例えば、Ｗ＝２［ｍｍ］とし、０≦ｚ≦１とすれば、４５°≦θとなり、第１４図に示す指向性を持った輝度センサ（２２）を使用しても、ｘ，ｙ，ｚのバラツキに対して強くなる。
一般的に表現すれば、指向性曲線の変化が受光角θｏ以上で緩やかになるような指向性を持つ輝度センサなら、θｏ≦ａｒｃｔａｎ｛Ｗ／（２ｚ）｝となるように、Ｗ，ｚを定めればよい。
本発明のディスプレイ装置は、輝度センサの取付位置のバラツキや外光の影響を抑制して表示面の輝度を正確に測定することが出来るので、周囲温度の変動や表示ユニットの経年劣化があった場合でも輝度を一定に保つことができ、医療画像診断などで使用するのに有用である。
Claims (7)
- 表示面を有する表示ユニットと、前記表示ユニットのフレームに取付具を介して又は直接に取り付けられた基部および該基部の一部から前記表示面に向かって突出した凸部を有する取付基板と、前記凸部に設置され前記表示面に対面している輝度センサとを具備したことを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第１項に記載のディスプレイ装置において、前記取付基板が、前記基部に相当する部分より前記凸部に相当する部分の厚さが段状に厚くなった段差基板であることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第１項または第２項に記載のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離ｚ［ｍｍ］が０≦ｚ≦１．６であることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第３項に記載のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、前記輝度センサの厚さをｔ［ｍｍ］とし、前記取付基板の基部の厚さをｂ［ｍｍ］とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をＬ２［ｍｍ］がＬ１＋ｂ≦Ｌ２であり、前記基部より前記凸部が突出する高さｄが、Ｌ２−ｂ−ｔ−１．６≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔであることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第１項または第２項に記載のディスプレイ装置において、前記表示面から前記輝度センサまでの距離ｚ［ｍｍ］が０≦ｚ≦１であることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第３項に記載のディスプレイ装置において、前記表示ユニットのフレームに前記取付具を取り付け、前記取付具の後面に前記取付基板を取り付け、前記取付基板の凸部に前記輝度センサを設置し、前記表示面から前記フレームの前面までの距離をＬ１［ｍｍ］とし、前記輝度センサの厚さをｔ［ｍｍ］とし、前記取付基板の基部の厚さをｂ［ｍｍ］とするとき、前記表示面から前記取付具の後面までの距離をＬ２［ｍｍ］がＬ１＋ｂ≦Ｌ２であり、前記基部より前記凸部が突出する高さｄが、Ｌ２−ｂ−ｔ−１≦ｄ≦Ｌ２−ｂ−ｔであることを特徴とするディスプレイ装置。
- 請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載のディスプレイ装置において、前記輝度センサの光軸方向から入射する光に対する前記輝度センサの感度を１００％とするとき、前記光軸から２０°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が９０％以上、前記光軸から４０°で入射する光に対する前記輝度センサの感度が７０％以上であることを特徴とするディスプレイ装置。
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