(57)【要約】【課題】高照度環境であっても輝度センサがバックライトの輝度を正しく検出し適切な輝度で表示することが可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】透過型の表示パネルと、前記表示パネルの背面側に設けられ、入射光から第１偏光成分を透過させる偏光手段と、前記偏光手段の背面側に設けられ、前記表示パネルを照射するバックライトと、を有する画像表示装置であって、前記偏光手段の背面側に設けられる輝度センサと、前記偏光手段が透過させる前記第１偏光成分の偏光方向と直交する方向の第２偏光成分を透過させる偏光子と、を備え、前記輝度センサは前記偏光子を透過した光を検出するように設けられることを特徴とする画像表示装置。【選択図】図２
2014089409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型の表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に設けられ、入射光から第１偏光成分を透過させる偏光手段と、
前記偏光手段の背面側に設けられ、前記表示パネルを照射するバックライトと、
を有する画像表示装置であって、
前記偏光手段の背面側に設けられる輝度センサと、
前記偏光手段が透過させる前記第１偏光成分の偏光方向と直交する方向の第２偏光成分を透過させる偏光子と、
を備え、
前記輝度センサは前記偏光子を透過した光を検出するように設けられることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記輝度センサは、前記バックライトの発光面上に設けられた凹部に配置され、
前記偏光子は、前記凹部の開口部を覆うように設けられる請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記偏光子は、前記輝度センサを覆うように設けられる請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記表示パネルは、入射光から前記第１偏光成分を透過させる偏光板を背面側に有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記バックライトは、面状光源により構成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記バックライトは、複数の点光源により構成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記表示パネルと前記偏光手段の間に光拡散手段を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記バックライトは、光源として有機ＥＬを有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記バックライトは、光源としてＬＥＤを有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記偏光手段は、前記第２偏光成分を反射させる請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記偏光手段は、異方性偏光分離シートである請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記輝度センサは、ＲＧＢセンサである請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記輝度センサによる検出値に基づいて前記バックライトの発光を制御する制御手段を更に備える請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バックライトを用いた画像表示装置がある。例えば、液晶表示装置は、液晶パネルの背面にバックライトを配置した構造が一般的である。液晶表示装置において液晶パネル自体は発光せず、液晶パネル背面からバックライトで照らし、その光を遮光もしくは透過させることによって表示を行っている。そのため、表示画面の輝度を制御するにはバックライトの輝度を正確に制御する必要がある。
【０００３】
以下に、図７について説明する。図７は、従来の一般的なバックライトの構成図である。従来の一般的なバックライト構成は、面状光源１００の上に拡散板１０１が配置され、その上に液晶パネル１０２が配置されている。バックライトの輝度を検出する輝度センサ１０３は、面状光源１００上に配置されている。特許文献１において輝度センサの位置は、液晶パネルの外部か内部と記載されているが、図７の従来のバックライト構成図に図示したように、面状光源１００と同一平面上に等間隔に複数の輝度センサを配置するのが一般的である。
【０００４】
例えば、特許文献１では、バックライトの輝度を検出する輝度センサを備え、その検出結果を元にバックライトを調光し制御する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２では、バックライト制御の精度を向上させるために、バックライトからの光を優先的に輝度センサに入射させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１２０５６号公報
【特許文献２】特開２００８−１５３０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、液晶表示装置を屋外などの高照度環境で使用すると、本来バックライトの輝度のみを検出するべき輝度センサに表示面側から外光が入射し、バックライトの輝度が高くなったと誤検出してしまうことがある。輝度が高いと検出された部分のバックライトは、周囲が高照度環境でありながら、誤った検出結果によって発光輝度を落とされ表示画面の視認性が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、高照度環境であっても輝度センサがバックライトの輝度を正しく検出し適切な輝度で表示することが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、透過型の表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に設けられ、入射光から第１偏光成分を透過させる偏光手段と、
前記偏光手段の背面側に設けられ、前記表示パネルを照射するバックライトと、
を有する画像表示装置であって、
前記偏光手段の背面側に設けられる輝度センサと、
前記偏光手段が透過させる前記第１偏光成分の偏光方向と直交する方向の第２偏光成分を透過させる偏光子と、
を備え、
前記輝度センサは前記偏光子を透過した光を検出するように設けられることを特徴とする画像表示装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高照度環境であっても輝度センサがバックライトの輝度を正しく検出し適切な輝度で表示することが可能な画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の画像表示装置の構成図
【図２】実施例１のバックライトにおける光の透過及び反射を説明するための図
【図３】実施例１の輝度センサ測定結果
【図４】実施例２の画像表示装置の構成図
【図５】実施例２のバックライトにおける光の透過及び反射を説明するための図
【図６】実施例２の輝度センサ測定結果
【図７】従来のバックライト構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下に、本発明の実施例１について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施例１にかかる画像表示装置の構成図である。この画像表示装置は、液晶パネル２０２と、液晶パネル２０２の背面側に設けられる異方性偏光分離シート（以下ＤＢＥＦ（商標）と記載する）２０１と、ＤＢＥＦ２０１の背面側に設けられる面状光源２００と、を有する。液晶パネル２０２は透過型の表示パネルである。ＤＢＥＦ（Dual Brightness Enhancement Film）２０１は入射光から第１偏光成分を透過させ、第１偏光成分の偏光方向と直交する第２偏光成分を反射させる。ＤＢＥＦは、反射型偏光性フィルムとも呼ばれる。面状光源２００は、例えば有機ＥＬなどの発光素子を面状に配置した光源であり、液晶パネル２０２を照射するバックライトである。有機ＥＬで構成される面光源は、ＥＬシートとも呼ばれ、全面が均一に発光する。バックライトの輝度を検出する輝度センサ２０４は、ＤＢＥＦ２０１の背面側に設けられる。本実施例では輝度センサ２０４は、面状光源２００の発光面上に凹部を設けその中に配置されている。前記凹部の開口部を覆うように、ＤＢＥＦ２０１が透過させる第１偏光成分の偏光方向と直交する方向の第２偏光成分を透過させる偏光子であるＳ波偏光板２０３が配置されている。すなわち、この構成により、輝度センサ２０４は、Ｓ波偏光板２０３を透過した光を検出するように設けられている。
【００１３】
ここで、一般的な液晶パネル２０２は、Ｐ波偏光板である下側偏光板を備えている。これは、入射光から前記ＤＢＥＦ２０１が透過させる偏光成分を同じ偏光成分を透過させる偏光板である。ＤＢＥＦ２０１は、屈折率の異なる薄膜を多層構造にすることで、Ｓ偏光は反射しＰ偏光は透過する機能を持っている。面状光源２００は、有機ＥＬなどの均一な面発光が可能なものが好ましい。輝度センサ２０４は、ＲＧＢセンサを用いても良い。本実施例のＳ波偏光板２０３については、輝度センサ２０４の開口部にフィルムとして貼り付けることにより輝度センサ２０４を覆うようにするなど、輝度センサ２０４に入射する光がＳ波偏光板２０３を必ず通過するような構造であればよい。輝度センサ２０４による検出値はバックライトの面状光源２００の発光を制御する制御部２１０に入力される。制御部２１０は輝度センサ２０４から入力される輝度の検出値に基づいて、例えばムラ補正のようなバックライトの輝度制御を行う。
【００１４】
次に図２は、本発明の実施例１にかかるバックライトの構成概略図に光のベクトルを矢印で表した図である。矢印向きは光の向きを、矢印内の文字はＰ偏光かＳ偏光かを表している。
【００１５】
面状光源２００から出た面状光源発光光３００は、全ての方向の偏光成分を均一に含む無偏光であり、面状光源２００から液晶パネル２０２方向（表示画面側）に向かって発光する。面状光源発光光３００は、ＤＢＥＦ２０１によって、Ｐ偏光成分は透過し、Ｓ偏光成分は反射する。ＤＢＥＦ２０１によって反射したＤＢＥＦ反射光３０２は、Ｓ偏光であり、ＤＢＥＦ２０１から面状光源２００の方向へ進む。ＤＢＥＦ反射光３０２は、面状光源２００の表面で反射する。面状光源２００で反射した光源反射光３０４は、反射時に散乱しＳ偏光成分だけでなくＰ偏光成分も含む光になり、液晶パネル２０２方向へ進む。光源反射光３０４は、ＤＢＥＦ２０１により再び、Ｐ偏光成分は透過し、Ｓ偏光成分は反射する。ＤＢＥＦ２０１によって反射した光源反射光３０４のＳ偏光成分であるＤＢＥＦ反射光３０５は、面状光源２００とＤＢＥＦ２０１の間で反射を繰り返すうちに散乱し、Ｐ偏光成分はＤＢＥＦ２０１を通過する。
【００１６】
ＤＢＥＦ２０１を透過したＤＢＥＦ透過光３０１,３０３はＰ偏光であり、液晶パネル
２０２に備えられた下側偏光板を透過し表示画面に出ていく。
【００１７】
ＤＢＥＦ２０１によるＤＢＥＦ反射光３０２の一部は、面状光源２００上に設けられた凹部に設置されたＳ波偏光板２０３を透過し、輝度センサ２０４に入射する。
【００１８】
外光３０７は、太陽や照明などの光である。外光３０７は液晶パネル２０２の表示画面側から入射し、液晶パネル２０２の下側偏光板によりＰ偏光になる。液晶パネル２０２を透過した液晶透過外光３０８はＤＢＥＦ２０１の方向へ進みＤＢＥＦ２０１を透過する。ＤＢＥＦ２０１を透過したＤＢＥＦ透過外光３０９は、面状光源２００の方向に進む。ＤＢＥＦ透過外光３０９は、Ｐ偏光なので輝度センサ２０４上部に設けられたＳ波偏光板２０３により遮光される。以上により面状光源２００からの光だけを輝度センサ２０４に入射させ、外光の光を遮光することができる。
【００１９】
以上の本実施例の構成を用いて、表示画面側から一定の輝度の光源で表示装置を照らし、Ｓ波偏光板２０３が有る状態と無い状態とで輝度センサ２０４によりバックライトの輝度を測定した。測定結果を図３のグラフに示す。図３のＳ波偏光板無し測定値４００とＳ波偏光板有り測定値４０１より、Ｓ波偏光板２０３が有ることで、輝度センサ２０４への外光の影響を１０％以下にまで抑えることができることが分かる。
【００２０】
以上により、本発明を適用することで輝度センサへの外光の入射を抑制し、バックライトからの光を選択的に輝度センサに入射させ、高照度環境であっても輝度センサがバックライトの輝度を正しく検出することができる。従って、高照度環境であっても輝度センサによる測定値に基づくバックライト制御により適切な輝度で表示することができる。
【００２１】
（実施例２）
本発明の実施例２では、光の拡散構造を必要とする点光源を使用した場合であっても、本発明を適用できることを説明する。
以下に、本発明の実施例２について図面を用いて説明する。
【００２２】
図４は、本発明の実施例２にかかる画像表示装置の構成図である。点光源５００の上にＤＢＥＦ５０１が配置され、その上に拡散板５０２、レンズシート５０３、液晶パネル５０４の順に配置される。バックライトの輝度を検出する輝度センサ５０７は、点光源５００上に凹部を設けその中に配置されている。凹部に覆いかぶさるようにＳ波偏光板５０６
が配置されている。
【００２３】
ここで、点光源５００は、ＬＥＤを同一平面上に等間隔に複数個配置したものである。面状光源２００と異なり、点光源５００はＬＥＤの直上は輝度が高く、ＬＥＤとＬＥＤの間は輝度が低いという輝度のムラがある。点光源５００は、輝度のムラを解消するために拡散構造を必要とする。レンズシート５０３は、表面に鋸型やかまぼこ型のプリズムを有したシートであり、前方へ光を集める集光効果がある。レンズシート５０３は、ＬＥＤの拡散した光を効率的に液晶パネル５０４に集めるために配置している。輝度センサ５０７による検出値はバックライトの点光源５００の発光を制御する制御部５１０に入力される。制御部５１０は輝度センサ５０７から入力される輝度の検出値に基づいて、例えばムラ補正のようなバックライトの輝度制御を行う。
【００２４】
図１の実施例1のバックライト構成図と異なる点は、点光源５００が均一な輝度の面状
光源ではない点とＤＢＥＦ５０１と液晶パネル５０４の間に、光拡散のための構造として拡散板５０２とレンズシート５０３が配置されている点である。
【００２５】
次に図５は、本発明実施例２にかかるバックライトの構成概略図に光のベクトルを矢印で表した図である。矢印向きは光の向きを、矢印内の文字はＰ偏光かＳ偏光かを表している。
【００２６】
点光源５００から出た点光源発光光６００は、全ての方向の偏光を均一に含む無偏光であり、点光源５００から液晶パネル５０４方向（表示画面側）に向かって発光される。点光源発光光６００は、ＤＢＥＦ５０１によって、Ｐ偏光成分は透過し、Ｓ偏光成分は反射する。ＤＢＥＦ５０１によって反射したＤＢＥＦ反射光６０２は、Ｓ偏光であり、ＤＢＥＦ５０１から点光源５００の方向へ進む。ＤＢＥＦ反射光６０２は、点光源５００の表面で反射する。点光源５００で反射した光源反射光６０４は、反射時に散乱しＳ偏光だけでなくＰ偏光も含む光になり、液晶パネル５０４方向へ進む。光源反射光６０４は、ＤＢＥＦ５０１により再び、Ｐ偏光成分は透過し、Ｓ偏光成分は反射する。ＤＢＥＦ５０１によって反射した光源反射光６０４のＳ偏光成分であるＤＢＥＦ反射光６０５は、点光源５００とＤＢＥＦ５０１の間で反射を繰り返すうちに散乱し、Ｐ偏光成分はＤＢＥＦ５０１を通過する。
【００２７】
ＤＢＥＦ５０１を透過したＤＢＥＦ透過光６０１,６０３はＰ偏光であり、拡散板５０
２、レンズシート５０３を透過する。ＤＢＥＦ透過光６０１,６０３は、拡散板５０２を
透過する際に散乱を起こし、Ｐ偏光だけでなく微少なＳ偏光も含む拡散板透過光６０６になる。拡散板透過光６０６は、レンズシート５０３を透過し、集光されてレンズシート透過光６０７になる。レンズシート透過光６０７に含まれるＰ偏光は液晶パネル５０４に備えられた下側偏光板を透過し表示画面に出ていく。
【００２８】
ＤＢＥＦ５０１によるＤＢＥＦ反射光６０２の一部は、点光源５００上に設けられた凹部に設置されたＳ波偏光板５０６を透過し、輝度センサ５０７に入射する。
【００２９】
外光６０９は、太陽や照明などの光である。外光６０９は液晶パネル５０４の表示画面側から入射し、液晶パネル５０４の下側偏光板によりＰ偏光になる。液晶パネル５０４を透過した液晶透過外光６１０は、レンズシート５０３の方向へと進みレンズシート５０３を透過する。レンズシート５０３を透過したレンズシート透過外光６１１は、拡散板５０２の方向へ進み、拡散板５０２を透過する。レンズシート透過外光６１１は、拡散板５０２を透過する際に散乱を起こし、Ｐ偏光だけでなく微少なＳ偏光も含む拡散板透過外光６１２になる。拡散板透過外光６１２は、ＤＢＥＦ５０１の方向へ進みＤＢＥＦ５０１を透過する。ＤＢＥＦ５０１を透過したＤＢＥＦ透過外光６１３は、点光源５００の方向に進
む。ＤＢＥＦ透過外光６１３は、大部分がＰ偏光なので輝度センサ５０７上部に設けられたＳ波偏光板５０６により大部分を遮光される。以上により点光源５００からの光が優先的に輝度センサ５０７に入射するとともに、表示画面外側から入射した外光の大部分を輝度センサ５０７に対して遮光することができる。
【００３０】
以上の本実施例の構成を用いて、表示画面側から一定の輝度の光源で表示装置を照らし、Ｓ波偏光板５０６が有る状態と無い状態とで輝度センサ５０７によりバックライトの輝度を測定した。測定結果を図６のグラフに示す。図６のＳ波偏光板無し測定値７００とＳ波偏光板有り測定値７０１より、Ｓ波偏光板５０６が有ることで、輝度センサ５０７への外光の影響を５０％以下にまで抑えることができることが分かる。
【００３１】
本実施例によれば、光の拡散構造を必要とする点光源を使用した場合であっても、輝度センサへの外光の入射を抑制し、バックライトからの光を選択的に輝度センサに入射させ、高照度環境であっても輝度センサがバックライトの輝度を正しく検出することができる。従って、高照度環境であっても輝度センサによる測定値に基づくバックライト制御により適切な輝度で表示することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１００、２００  面状光源
１０２、２０２、５０４  液晶パネル
１０３、２０４、５０７  輝度センサ
２０１、４０２、５０１、７０４  ＤＢＥＦ
２０３、５０６  Ｓ波偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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