(57)【要約】【課題】本発明は、周囲照度条件に関わらず視認方向にて最適な階調−輝度特性が得られる液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明による液晶表示装置は、画像を表示する表示領域７およびその周縁部と、周縁部に配置され、表示領域７に配置される画素と同一構成である光検出用画素９と、周縁部に光検出用画素９と所定の位置関係で配置され、光検出用画素９から入射された光を検出する照度センサ１１と、照度センサ１１にて検出された照度値に基づいて、表示領域７における表示画像の階調−輝度特性を変換する変換回路１７とを備える。【選択図】図２
2011227424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示領域およびその周縁部と、
前記周縁部に配置され、前記表示領域に配置される画素と同一構成である光検出用画素と、
前記周縁部に前記光検出用画素と斜めに対面する所定の位置関係で配置され、前記光検出用画素から入射された光を検出する照度センサと、
前記照度センサにて検出された照度値に基づいて、前記表示領域における表示画像の階調−輝度特性を変換する変換回路と、
を備える、液晶表示装置。
【請求項２】
前記画像を視認する視認位置は前記表示領域に対して特定位置に規定され、
前記光検出用画素と前記照度センサとの前記所定の位置関係は、前記表示領域と前記視認位置との位置関係と相似関係であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記光検出用画素と前記照度センサとの前記表示領域面方向の距離ｄは、
前記表示領域の中心を通る当該表示領域に対する垂線と前記視認位置方向とのなす角度をθ（０°＜θ＜９０°）、前記光検出用画素の配置位置から前記照度センサの配置面に直交するまでの距離をｔとすると、
ｄ＝ｔ×ｔａｎθ  ・・・  （１）
であることを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記光検出用画素と前記照度センサとの前記表示領域面方向の距離ｄは、
前記表示領域の中心を通る当該表示領域に対する垂線と前記視認位置方向とのなす角度をθ（０°＜θ＜９０°）し、前記光検出用画素の配置位置から前記照度センサの配置面に直交するまでの距離をｔ、空気層の屈折率をｎ、前記距離ｔ間に配置されたカラーフィルタ基板の屈折率をｎ’とすると、
ｄ＝ｔ×｛［（ｎ／ｎ’）2×（ｓｉｎθ）2］／［１−（ｎ／ｎ’）2×（ｓｉｎθ）2］｝0.5  ・・・  （２）
であることを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記光検出用画素と前記照度センサとの間に配置されたカラーフィルタ基板と、
前記カラーフィルタ基板の前記照度センサ側の面、および前記光検出用画素側の面のそれぞれに、交互配列状に設けられた光反射層および光吸収層をさらに備え、
前記光検出用画素からの光は、前記カラーフィルタ基板内にて前記光反射層で複数回反射した後に前記照度センサに入射されることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記照度センサは、２次元イメージセンサであることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記照度センサは、一の前記光検出用画素に対してその上下左右のいずれか一の位置、または、複数の位置に配置されることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記周縁部の複数の異なる箇所において前記光検出用画素および前記照度センサの組をそれぞれ備えることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、周囲外光が変化する環境下で視認可能な液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲外光が存在する環境下で液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）の表示画像を視認する場合において、表示画像の輝度が一定のとき、表示画像の視認性は、周囲が非常に明るい場合には表示画像は暗く感じられ、周囲が暗い場合には表示画像はまぶしく（明るく）感じられ、いずれの場合も視認性が悪くなる。そこで、良好な視認性を得るために、周囲環境の明るさ（周囲照度）を照度センサによって検出して、周囲照度が高い場合にはバックライトの輝度を高くし、周囲照度が低い場合にはバックライトの輝度を低くする技術が適用されている。
【０００３】
しかし、直射日光下など非常に明るい周囲環境下でＬＣＤを視認する場合などにおいて、バックライトの輝度を高くすることによって良好な視認性を得ることには限界があり、また消費電力が高くなるといった問題があった。
【０００４】
このような問題の対策として、ＬＣＤの各画素内に透過部および反射部を設けた半透過型ＬＣＤや、透過型の液晶パネルとバックライトとの間に半透過層を設けた、いわゆる微反射型ＬＣＤなど、周囲外光を利用した反射特性と、バックライト光を利用した透過特性との両方の特性を有するＬＣＤが有用である。
【０００５】
半透過型ＬＣＤの表示画像は、上記の通り、周囲外光の反射成分とバックライト光の透過成分とを所定の比率で合わせた光によって表示されており、周囲照度が低い場合には透過成分が主体となった光を用い、周囲照度が高い場合には反射成分が主体となった光を用いている。しかし、周囲照度が高い場合には反射成分が主体となるため、表示画像の中間階調が明るく（輝度が高く）視認されてしまう。従って、同一の表示画像であっても、周囲照度によって異なった輝度の画像として視認されてしまう。また、上述の微反射型ＬＣＤにおいても、半透過型ＬＣＤとは傾向は異なるが、周囲照度によって階調−相対輝度特性は変化する。
【０００６】
上記の問題に対して、従来では、周囲環境の明るさを照度センサによって検出し、検出した値に応じて液晶に印加される階調電圧を変化させたり、表示画像のデータを変換したりすることによって階調−輝度特性を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−４０４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来では、照度センサによって周囲照度を検出して階調−輝度特性を制御しているが、半透過型ＬＣＤの反射成分の視野角特性は均質ではなく、特定の角度プロファイルを有している。また、観測者の視認方向は、表示画像に対して垂線方向（例えば、表示画像の真正面）とは限らず、表示装置の用途や設置場所によって異なる。従って、周囲照度の値に関わらず、反射成分の特性は周囲照度条件や視認条件によって変化するため、最適な階調−輝度特性の制御が困難であった。
【０００９】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、周囲照度条件に関わらず視認方向にて最適な階調−輝度特性が得られる液晶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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明による液晶表示装置は、画像を表示する表示領域およびその周縁部と、周縁部に配置され、表示領域に配置される画素と同一構成である光検出用画素と、周縁部に光検出用画素と所定の位置関係で配置され、光検出用画素から入射された光を検出する照度センサと、照度センサにて検出された照度値に基づいて、表示領域における表示画像の階調−輝度特性を変換する変換回路とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、周縁部に配置され、表示領域に配置される画素と同一構成である光検出用画素と、周縁部に光検出用画素と所定の位置関係で配置され、光検出用画素から入射された光を検出する照度センサと、照度センサにて検出された照度値に基づいて、表示領域における表示画像の階調−輝度特性を変換する変換回路とを備えるため、周囲照度条件に関わらず視認方向にて最適な階調−輝度特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１による液晶表示装置および当該液晶表示装置に設けられた光検出領域を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１による図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１による図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１による液晶表示装置と視認者との位置関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１による液晶表示装置のブロック図である。
【図６】本発明の実施形態１による表示画像の階調−相対輝度特性を示す図である。
【図７】本発明の実施形態２による図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図８】本発明の実施形態２による図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図９】本発明の実施形態３による図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態３による図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図１１】前提技術による半透過型ＬＣＤにおける周囲照度に対する表示輝度の変化の一例を示す図である。
【図１２】前提技術による半透過型ＬＣＤにおける階調−相対輝度特性の一例を示す図である。
【図１３】前提技術による半透過型ＬＣＤにおいて視認される表示画像の階調−相対輝度特性の一例を示す図である。
【図１４】前提技術による半透過型ＬＣＤをθの方向から視認する場合における光源との位置関係を示す図である。
【図１５】前提技術による半透過型ＬＣＤにおける照度センサと光源との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。
【００１４】
〈前提技術〉
まず初めに、本発明の前提となる技術について説明する。
【００１５】
図１１は、前提技術による半透過型ＬＣＤにおける周囲照度に対する表示輝度の変化の一例を示す図である。前述の通り、半透過型ＬＣＤでは、周囲照度が低い場合には透過成分が主体となった光を用い、周囲照度が高い場合には反射成分が主体となった光を用いている。従って、図１１に示すように、周囲照度が高くなっても反射成分の効果によって十分に高い表示輝度を得ることができる。
【００１６】
図１２は、前提技術による半透過型ＬＣＤにおける階調−相対輝度特性の一例を示す図である。図１２に示すように、（Ｔ）は透過成分、（Ｒ）は反射成分の階調−相対輝度特性をそれぞれ示している。透過成分と反射成分とでは光学経路が異なるため、階調−相対輝度特性も異なっている。ＬＣＤにて視認される表示画像は、反射成分と透過成分とを所定の比率で合わせたものであり、例えば図１２の破線で示すように、透過成分である（Ｔ）と反射成分である（Ｒ）との間の特性となる。
【００１７】
しかし、前述の通り、周囲照度が高い場合には反射成分が主体となるため、表示画像の中間階調が明るく（輝度が高く）視認されてしまい、同一の表示画像であっても、周囲照度によって異なった輝度の画像として視認されてしまうという問題があった。このような問題の対策として、従来では照度センサによって周囲環境の明るさを検出し、検出結果に基づいて階調−輝度特性を制御していたが、周囲照度の値に関わらず、反射成分の特性が周囲外光の条件や視認条件によって変化するため、最適な階調−輝度特性の制御が困難であった。
【００１８】
図１３は、前提技術による半透過型ＬＣＤにおいて視認される表示画像の階調−相対輝度特性の一例を示す図である。図１３に示すように、（Ｔ）は透過成分、（Ｒ）は反射成分の階調−相対輝度特性をそれぞれ示している。種々の周囲外光が存在する環境下において、表示画像では、周囲外光の強度や、照射方向または視認方向によって透過成分と反射成分との比率が変化する。図１３に示す（Ａ）および（Ｂ）は、透過成分と反射成分とが混在する場合における階調−相対輝度特性を示しており、（Ａ）は（Ｂ）よりも反射成分が大きい場合の階調−相対輝度特性である。
【００１９】
図１４は、前提技術による半透過型ＬＣＤをθの方向から視認する場合における光源との位置関係を示す図である。図１４では、例えば太陽光のような平行性の高い光が、表示面の垂線に対して角度φ１または角度φ２の方向からＬＣＤの表示面に照射され、前記垂線に対して角度θの方向から視認者が視認する場合における、光源と視認者との位置関係を示している。また、図１４において、φ１≒θ、φ２＜θであるとする。角度θの方向から視認される表示画像には反射成分と透過成分とが含まれているが、ＬＣＤの反射特性が入射光に対して正反射方向に指向性を有する場合は、角度φ１の方向からの入射光の方が、角度φ２の方向からの入射光よりも反射成分の比率が大きくなる。
【００２０】
一方、図１５は、前提技術による半透過型ＬＣＤにおける照度センサ３０と光源との位置関係を示す図であるが、図１５に示すように、照度センサ３０の検出面を画像表示面と平行な位置に設置すると、検出される照度の大きさは、角度φ１の方向からの入射光よりも角度φ２の方向からの入射光の方が大きくなる。ＬＣＤでは、照度が大きいほど強くなる反射成分の輝度を下げるために階調を補正するよう階調−輝度特性の制御を行うため、照度が大きく検出される角度φ２の方向からの入射光の方が反射成分が多いと判定され、中間階調を低下させるよう階調−輝度特性の制御を行う。
【００２１】
このように、図１４では角度φ１の方向からの入射光の方が角度φ２の方向からの入射光よりも反射成分の比率が大きくなるのに対して、図１５では角度φ２の方向からの入射光の方が反射成分の比率が大きくなっている。すなわち、図１５に示すように設置されている照度センサ３０では、図１４に示すような角度φ１の方向からの入射光の方が反射成分の比率が大きくなるという現象を検出できていない。従って、周囲外光の条件に対して最適な階調−輝度特性の制御ができないという問題があった。
【００２２】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、以下に詳細を説明する。
【００２３】
〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１による液晶表示装置および当該液晶表示装置に設けられた光検出領域を示す図である。図１に示すように、液晶表示装置の表示領域外（周縁部）には、光検出領域８が設けられている。光検出領域８には、表示領域内に形成される表示画素と同一構成である、反射部９１および透過部９２を有する光検出用画素９が形成されている。また、周縁部に光検出用画素９と所定の位置関係で配置され、光検出用画素９から入射された光を検出する照度センサ１１が設けられている。
【００２４】
なお、本実施形態による液晶表示装置は、周囲外光を反射させて画面を表示させる反射部と、バックライトからの光を透過させて画面を表示させる透過部との両方を１つの画素内に有する半透過型液晶表示装置（以下、ＬＣＤとも称する）であるものとする。また、本実施形態１において、視認者は表示画像をＬＣＤの右方向から視認することを想定しており（図４参照）、光検出領域８における照度センサ１１は、光検出用画素９に対して表示領域とは反対側（図１では光検出用画素９の右側）に設けられているものとする。
【００２５】
図２は図１のＡ−Ａ断面を示す図であり、図３は図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。図２および図３に示すように、カラーフィルタ基板１の表面側にはカラーフィルタ側偏光板２が設けられており、カラーフィルタ基板１の裏面側には液晶層５、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板３、ＴＦＴ側偏光板４が順次設けられている。液晶層５は、カラーフィルタ基板１とＴＦＴ基板３との間に液晶を封入して形成されており、ＴＦＴ側偏光板４の裏面側に設けられたバックライト６から光が照射される。また、表示領域７は表示画素が形成された領域であり、光検出用画素９の反射部９１および透過部９２は表示領域７の外（周縁部）の光検出領域８に形成されている。
【００２６】
光検出領域８において、カラーフィルタ基板１のバックライト６側には遮光層１０が形成されており、遮光層１０の光検出用画素９が形成される箇所には、表示領域７に形成される画素と同じ大きさの開口部が設けられている。照度センサ１１は、受光面１２がカラーフィルタ側偏光板２側になるようにカラーフィルタ側偏光板２に密着設置されており、受光面１２は光検出用画素９の形成箇所に設けた遮光層１０の開口部と同程度の面積になるようにしている。また、照度センサ１１の中心位置は、光検出用画素９の中央部を通る垂線Ｈと直交するカラーフィルタ側偏光板２との交点から、表示領域７とは反対側（ＬＣＤの端部側）に所定の距離ｄだけずらすように設定されている。すなわち、距離ｄは、光検出用画素９と照度センサ１１との前記表示領域面方向の距離である。ここで、距離ｄは、カラーフィルタ基板１とカラーフィルタ側偏光板２との厚さの和（光検出用画素９の配置位置から照度センサ１１の配置面に直交するまでの距離）をｔとすると、
ｄ＝ｔ×ｔａｎθ  ・・・  （１）
となるように照度センサ１１が設置されている。式（１）中の角度θは、ＬＣＤの中心を通る垂線Ｈと視認方向とのなす角度（表示領域７の中心を通る当該表示領域７に対する垂線と視認位置方向とのなす角度）であり、その範囲は０°＜θ＜９０°である。なお、本実施形態１において、視認位置はＬＣＤの表示領域に対して特定位置に規定されているものとする。
【００２７】
なお、上記の説明では、カラーフィルタ基板１、カラーフィルタ側偏光板２、および空気の屈折率は考慮されていないが、実際にはこれらの屈折率を考慮して、スネルの法則に基づいて照度センサ１１の位置を設定する。具体的には、垂線Ｈとカラーフィルタ側偏光板２との交点と、照度センサ１１の中心位置との距離ｄ’（光検出用画素９と照度センサ１１との表示領域面方向の距離）は、
ｄ’＝ｔ×ｔａｎθ’  ・・・  （２）
となり、θ’は、
ｓｉｎθ’＝（ｎ／ｎ’）×ｓｉｎθ  ・・・  （３）
であるため、
ｄ’＝ｔ×｛［（ｎ／ｎ’）2×（ｓｉｎθ）2］／［１−（ｎ／ｎ’）2×（ｓｉｎθ）2］｝0.5  ・・・  （４）
となる。ここで、ｎは空気層の屈折率、ｎ’はカラーフィルタ基板１の屈折率（詳しくは、カラーフィルタ基板１、カラーフィルタ側偏光板２の各々の屈折率に対して、各々の厚みの重み付けを行った平均的な屈折率）である。
【００２８】
次に、光検出領域８における動作について図２および図３を用いて説明する。
【００２９】
図２では、周囲外光のうちの、表示領域７内の画素に入射する光と同様に光検出用画素９に入射した光は、光検出用画素９の反射部９１にて反射され、当該反射光のうちの角度θの方向に反射された光のみが照度センサ１１によって検出される。一方、図３では、バックライト６から光検出用画素９に入射した光は、光検出用画素９の透過部９２を透過し、当該透過光のうちの角度θの方向に透過した光のみが照度センサ１１によって検出される。このように、照度センサ１１によって検出される光は、表示画像に対する視認方向（図４に示す角度θ）と同一方向の光であり、照度センサ１１によって検出される光には、反射部９１にて反射された光の成分（反射成分）と透過部９２を透過した光の成分（透過成分）とが含まれ、これらの反射成分と透過成分との比率は、視認者が視認する表示画像の反射成分と透過成分との比率と同一となる。すなわち、画像を視認する視認位置は表示領域７に対して特定位置に規定され、光検出用画素９と照度センサ１１との所定の位置関係は、表示領域７と視認位置との位置関係と相似関係となる。
【００３０】
次に、照度センサ１１によって検出される照度の大きさ（照度値）に基づく、液晶表示装置の制御方法について図５および図６を用いて説明する。
【００３１】
図５は、本発明の実施形態１による液晶表示装置のブロック図である。図５に示すように、照度センサ１１によって検出された照度値に基づく信号は、Ａ／Ｄ変換回路１３にてＡ／Ｄ変換された後、タイミングコントロール回路１７（変換回路）にて照度値に基づいて表示画像の階調−相対輝度特性を制御（変換）した後に表示領域に出力する。タイミングコントロール回路１７は、データ変換テーブル１４、データ変換回路１５、同期信号制御回路１６を備えており、照度値に基づいて表示画像の階調−相対輝度特性を制御する回路である。
【００３２】
図６は、本発明の実施形態１による表示画像の階調−相対輝度特性を示す図である。例えば、周囲照度が略ゼロの場合における階調−相対輝度特性（ｔ）に対して、周囲照度がＬａ、Ｌｂ、Ｌｃと変化したときの階調−相対輝度特性が各々（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と変化したときに、各々の階調−相対輝度特性を（ｔ）に近い特性となるように制御する場合について説明する。
【００３３】
図６に示すように、照度がＬａの場合において、階調Ｇ（ｔ）での相対輝度が、周囲照度が略ゼロの場合にはＢ（ｔ）であるが照度がＬａの場合にはＢ（ａ）となるため、相対輝度をＢ（ａ）からＢ（ｔ）にするために、階調をＧ（ｔ）からＧ（ａ）に読み替える。同様に、照度がＬｂの場合において、階調Ｇ（ｔ）での相対輝度がＢ（ｂ）となるため、相対輝度をＢ（ｂ）からＢ（ｔ）にするために、階調をＧ（ｔ）からＧ（ｂ）に読み替える（変換される）。上記読み替えは、図５に示されるデータ変換回路１５にて行われる。
【００３４】
上記のデータの読み替えを、各照度条件において各階調について行う。読み替えに用いられる階調データは、実際のＬＣＤにて予め照度条件を変化させながら階調−輝度特性を測定しておき、タイミングコントロール回路１７のデータ変換テーブル１４に保存されている。
【００３５】
以上のことから、本実施形態１による構成によれば、表示画像に対する視認方向と同一の角度の方向の光の照度を照度センサ１１によって検出することができる。従って、周囲外光の強度や照射方向など、周囲照度条件に関わらず視認方向にて最適な階調−輝度特性が得られるため、当該階調−輝度特性に基づいて表示画像を制御することによって、視認者は最適な表示画像を視認することができる。
【００３６】
なお、本実施形態１では、視認者がＬＣＤの表示画像を右方向から視認することを想定し、照度センサ１１を光検出用画素９に対して表示領域とは反対側（図１では光検出用画素９の右側）に設けたが、表示画像をＬＣＤの左方向から視認する場合は、照度センサ１１を光検出用画素９に対して表示領域側（図１では光検出用画素９の左側）に設ける。また、表示画像をＬＣＤの上方向から視認する場合は、照度センサ１１を光検出用画素９に対して上側に設け、表示画像をＬＣＤの下方向から視認する場合は、照度センサ１１を光検出用画素９の下側に設ける。さらに、上記の光検出用画素９と照度センサ１１との位置関係を複数組み合わせて設けることによって、当該複数の視認方向に対して最適な表示画像を視認することができる。すなわち、照度センサ１１は、一の光検出用画素９に対してその上下左右のいずれか一の位置、または、複数の位置に配置される。
【００３７】
また、本実施形態１では、光検出領域をＬＣＤの表示領域外（周縁部）の右側に配置して説明したが、右側に限らず左側、上側、下側のいずれか、または複数の位置に設けてもよく、各位置（右側、左側、上側、下側）に複数の光検出領域を設けてもよい。すなわち、周縁部の複数の異なる箇所において光検出用画素および照度センサの組をそれぞれ備えてもよい。
【００３８】
また、本実施形態１では、液晶表示装置として半透過型の場合について説明したが、微反射型、透過型、反射型の場合であっても適用可能である。
【００３９】
〈実施形態２〉
本発明の実施形態２では、カラーフィルタ基板１の表面および裏面に光反射層および光吸収層をそれぞれ設けたことを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４０】
図７は図１のＡ−Ａ断面を示す図であり、図８は図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。図７および図８に示すように、光反射層１８，１９，２０，２１および光吸収層２２，２３，２４，２５は、カラーフィルタ基板１の表面および裏面に設けられている。すなわち、光反射層１８，１９，２０，２１および光吸収層２２，２３，２４，２５は、光検出用画素９と照度センサ１１との間に配置されたカラーフィルタ基板１の照度センサ１１側の面、および光検出用画素９側の面のそれぞれに、交互配列状に設けられている。また、光反射層１８，１９，２０，２１および光吸収層２２，２３，２４，２５は、それぞれ表示領域内に形成される画素の大きさと略同程度としており、それぞれ（光反射層、光吸収層）の形成位置は、図４に示すように、ＬＣＤの中心を通る垂線Ｈと視認方向とのなす角度をθとすると、光検出用画素９の反射部９１にて反射された光、および透過部９２を透過した光が、角度θで光反射層１８，１９，２０，２１を反射した後に、角度θで照度センサ１１に入射するような位置に形成されている。本実施形態２では、図７および図８に示すように、光反射層をカラーフィルタ基板１の両面にそれぞれ２箇所ずつの合計４箇所に形成している。なお、本実施形態２では、光反射層および光吸収層を合計４箇所ずつ形成しているが、合計４箇所に限らず複数箇所に設けてもよい。
【００４１】
次に、光検出領域８における動作について図７および図８を用いて説明する。
【００４２】
図７では、周囲外光のうちの、表示領域７内の画素に入射する光と同様に光検出用画素９に入射した光は、光検出用画素９の反射部９１にて反射され、当該反射光のうちの角度θの方向に反射された光のみが、光反射層１８，１９，２０，２１と順次反射した後に照度センサ１１によって検出される。一方、図８では、バックライト６から光検出用画素９に入射した光は、光検出用画素９の透過部９２を透過し、当該透過光のうちの角度θの方向に透過した光のみが、光反射層１８，１９，２０，２１と順次反射した後に照度センサ１１によって検出される。すなわち、光検出用画素９からの光は、カラーフィルタ基板１内にて光反射層で複数回反射した後に照度センサ１１に入射される。このように、照度センサ１１によって検出される光は、表示画像に対する視認方向（図４に示す角度θ）と同一方向の光であり、照度センサ１１によって検出される光には、反射部９１にて反射された光の成分（反射成分）と透過部９２を透過した光の成分（透過成分）とが含まれ、これらの反射成分と透過成分との比率は、視認者が視認する表示画像の反射成分と透過成分との比率と同一となる。
【００４３】
照度センサ１１によって検出された照度値に基づく信号は、実施形態１と同様に、予め算出して図５のデータ変換テーブル１４に設定しておいた階調−輝度特性の読み替え階調データに基づいて変換する。
【００４４】
以上のことから、本実施形態２による構成によれば、表示画像に対する視認方向と同一の角度の方向の光の照度を照度センサ１１によって検出することができる。従って、周囲外光の強度や照射方向など、周囲照度条件に関わらず視認方向にて最適な階調−輝度特性が得られるため、当該階調−輝度特性に基づいて表示画像を制御することによって、視認者は最適な表示画像を視認することができる。また、光反射層１８，１９，２０，２１および光吸収層２２，２３，２４，２５を備えるため、照度センサ１１を光検出用画素９から離れた位置に設置することができる。従って、光検出用画素９のカラーフィルタ基板１側に遮光物（例えば、照度センサ１１）がなくなるため、周囲外光の入射方向の制約および光検出方向（視認方向）の制約が小さくなる。すなわち、照度センサ１１を光検出用画素９に対して上下左右のいずれの側にも配置することができ、視認方向によって照度センサ１１の設置が制限されることがなくなる。
【００４５】
なお、本実施形態２では、視認者がＬＣＤの表示画像を右方向から視認することを想定し、照度センサ１１を光検出用画素９に対して表示領域とは反対側（図１では光検出用画素９の右側）に設けたが、表示画像をＬＣＤの左方向から視認する場合は、照度センサ１１を光検出用画素９に対して表示領域側（図１では光検出用画素９の左側）に設ける。また、表示画像をＬＣＤの上方向から視認する場合は、照度センサ１１を光検出用画素９に対して上側に設け、表示画像をＬＣＤの下方向から視認する場合は、照度センサ１１を光検出用画素９の下側に設ける。さらに、上記の光検出用画素９と照度センサ１１との位置関係を複数組み合わせて設けることによって、当該複数の視認方向に対して最適な表示画像を視認することができる。
【００４６】
また、本実施形態２では、光検出領域をＬＣＤの表示領域外（周縁部）の右側に配置して説明したが、右側に限らず左側、上側、下側のいずれか、または複数の位置に設けてもよく、各位置（右側、左側、上側、下側）に複数の光検出領域を設けてもよい。
【００４７】
また、本実施形態２では、液晶表示装置として半透過型の場合について説明したが、微反射型、透過型、反射型の場合であっても適用可能である。
【００４８】
〈実施形態３〉
本発明の実施形態３では、照度センサとして２次元イメージセンサを備えることを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４９】
図９は図１のＡ−Ａ断面を示す図であり、図１０は図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。図９に示すように、２次元イメージセンサ２６は、受光面１２がカラーフィルタ側偏光板２側になるようにカラーフィルタ側偏光板２に密着設置されている。なお、２次元イメージセンサ２６としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：電化結合素子）方式のセンサアレイや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補性金属酸化膜半導体）方式のセンサアレイなどを用いることができる。
【００５０】
実施形態１，２では、光検出用画素９と照度センサ１１との位置関係が固定されているため、視認方向と一致した光を検出することはできるが、ＬＣＤに対する視認者からの視認方向が予め想定された一方向に限られていた。一方、本実施形態３では２次元イメージセンサ２６を用いているため、受光面は一点ではなく面になるため光の検出位置が受光面内で任意に選択でき、ＬＣＤに対する視認者からの視認方向が一方向のみではなく、ある程度自由な方向（表示画面に対して所定の角度範囲内にある視認方向）に対して本発明の効果を得ることができる。
【００５１】
次に、光検出領域８における動作について図９および図１０を用いて説明する。
【００５２】
図９では、周囲外光のうちの、表示領域７内の画素に入射する光と同様に光検出用画素９に入射した光は、光検出用画素９の反射部９１にて反射されて２次元イメージセンサ２６によって検出される。一方、図１０では、バックライト６から光検出用画素９に入射した光は、光検出用画素９の透過部９２を透過して２次元イメージセンサ２６によって検出される。
【００５３】
ここで、例えば、図９および図１０に示すように、ＬＣＤの中心を通る垂線に対して角度θ１から視認する場合は、
ｄ＝ｔ×ｔａｎθ１  ・・・  （５）
で決定される２次元イメージセンサ２６の受光面１２の位置Ｐ１点の光強度を検出する。
【００５４】
また、例えば、ＬＣＤの中心を通る垂線に対して角度θ２から視認する場合は、
ｄ＝ｔ×ｔａｎθ２  ・・・  （６）
で決定される２次元イメージセンサ２６の受光面１２の位置Ｐ２点の光強度を検出する。
【００５５】
上記のように、２次元イメージセンサ２６の受光面１２のＰ１点、Ｐ２点にて検出される光は、表示画像に対する視認方向（θ１、θ２）と同一方向の光であり、２次元イメージセンサ２６によって検出される光には、反射部９１にて反射された光の成分（反射成分）と透過部９２を透過した光の成分（透過成分）とが含まれ、これらの反射成分と透過成分との比率は、視認者が視認する表示画像の反射成分と透過成分との比率と同一となる。
【００５６】
２次元イメージセンサ２６によって検出された照度値に基づく信号は、実施形態１，２と同様に、予め算出して図５のデータ変換テーブル１４に設定しておいた階調−輝度特性の読み替え階調データに基づいて変換する。
【００５７】
以上のことから、本実施形態３による構成によれば、周囲照度条件に関わらず表示画面に対して所定の角度範囲内にある視認方向にて最適な階調−輝度特性が得られるため、当該階調−輝度特性に基づいて表示画像を制御することによって、視認者は最適な表示画像を視認することができる。
【００５８】
なお、本実施形態３では、視認者がＬＣＤの表示画像を右方向から視認することを想定し、２次元イメージセンサ２６を光検出用画素９に対して表示領域とは反対側（図１では光検出用画素９の右側）に設けたが、表示画像をＬＣＤの左方向から視認する場合は、２次元イメージセンサ２６を光検出用画素９に対して表示領域側（図１では光検出用画素９の左側）に設ける。また、表示画像をＬＣＤの上方向から視認する場合は、２次元イメージセンサ２６を光検出用画素９に対して上側に設け、表示画像をＬＣＤの下方向から視認する場合は、２次元イメージセンサ２６を光検出用画素９の下側に設ける。さらに、上記の光検出用画素９と２次元イメージセンサ２６との位置関係を複数組み合わせて設けることによって、当該複数の視認方向に対して最適な表示画像を視認することができる。
【００５９】
また、本実施形態３では、光検出領域８をＬＣＤの表示領域外（周縁部）の右側に配置して説明したが、右側に限らず左側、上側、下側のいずれか、または複数の位置に設けてもよく、各位置（右側、左側、上側、下側）に複数の光検出領域を設けてもよい。
【００６０】
また、本実施形態３では、液晶表示装置として半透過型の場合について説明したが、微反射型、透過型、反射型の場合であっても適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  カラーフィルタ基板、２  カラーフィルタ側偏光板、３  ＴＦＴ基板、４  ＴＦＴ側偏光板、５  液晶層、６  バックライト、７  表示領域、８  光検出領域、９  光検出用画素、９１  反射部、９２  透過部、１０  遮光層、１１  照度センサ、１２  受光面、１３  Ａ／Ｄ変換回路、１４  データ変換テーブル、１５  データ変換回路、１６  同期信号制御回路、１７  タイミングコントロール回路、１８，１９，２０，２１  光反射層、２２，２３，２４，２５  光吸収層、２６  ２次元イメージセンサ、３０  照度センサ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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