(57)【要約】【課題】表示装置の厚みを増大させることなく、精度良くバックライト光の輝度を検出できる。【解決手段】表示装置のバックライト光検出装置１１は、背面側からバックライト光で照射される表示画面と、表示画面の背面に設けられた導光板５と、導光板５の側面に設けられていて導光板５から射出されたバックライト光の一部を通過させる穴部７ａを形成したパネル板金７と、穴部７ａを通過するバックライト光を受光して輝度を検出する光センサ１２と、光センサ１２を支持するセンサ基板１０を係合したセンサホルダー９と、を備えた。センサホルダー９に穴部７ａに嵌合される筒部１３を設けた。導光板５から射出するバックライト光は筒部１３の中空部１３ａを通って光センサ１２で受光する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面の背面に設けられた導光板と、
前記導光板の側部に設けられていて前記導光板から射出されたバックライト光の一部を通過させる穴部を形成した筐体側面と、
前記穴部を通過するバックライト光を受光して輝度を検出する光センサと、
を備えたことを特徴とする表示装置のバックライト光検出装置。
【請求項２】
前記光センサはセンサホルダーに設けられ、前記センサホルダーは前記穴部に嵌合された、中空部を有する筒部を備えている請求項１に記載された表示装置のバックライト光検出装置。
【請求項３】
前記バックライト光の光源は、前記導光板の左右側面または上下面の少なくとも１カ所に設置され、
前記穴部は、前記表示画面を照射する平均的な大きさの輝度を有する前記バックライト光が前記導光板から射出して通過する位置に設けられている請求項１または２に記載された表示装置のバックライト光検出装置。
【請求項４】
前記光センサは前記穴部に対して水平方向に傾斜可能とし、
前記導光板がその厚み方向に移動した場合に、前記バックライト光が前記穴部を通して前記光センサで直接受光できるよう対向する位置に前記光センサを傾斜させるようにした請求項１から３のいずれか１項に記載された表示装置のバックライト光検出装置。
【請求項５】
前記光センサは前記穴部に対して所定距離の基本位置より離れた位置に移動可能とした請求項１から４のいずれか１項に記載された表示装置のバックライト光検出装置。
【請求項６】
光源から導光板を通過するバックライト光が表示画面を透過して画面表示すると共に、
前記バックライト光の一部を前記導光板の厚み方向の側面から筐体側面に形成された穴部を通過させて、光センサで受光して輝度を検出することを特徴とする表示装置のバックライト光検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の各種の表示装置におけるバックライト光の輝度を検出する表示装置のバックライト光検出装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置はエッジライト方式と直下型方式を有している。エッジライト方式の場合、液晶表示パネルの背面に導光板を設けてエッジライトからの光を導光板で反射させて表示画面を照射する。このような液晶表示装置では、光源からのバックライト光を導光板を通して液晶表示パネルに照射する際、その一部の光を光センサで検出し、検出された輝度に応じて光源の光強度を制御することによって表示画面の輝度を適正な高さに維持することが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された液晶表示装置では、導光板の端部に設けた光源からの光を導光板内に導いて液晶表示パネルを透過させる。導光板と光源を覆う筐体のパネルフレーム端部の後側に設けた突部に採光孔を形成し、更にその後方に設けた光検出器のセンサ基板に光センサを設けている。採光孔は光検出器のセンサホルダーから延びる差し込み部を挿入して開口部面積を規制し、導光板から光センサに導入されるバックライト光を制限している。
【０００４】
液晶表示装置を縦置きした場合と横置きした場合とで導光板が移動したとしても、導光板の端部から射出して光センサに入射しようとする強度の高い光や強度のバラつく光を採光孔と開口部とで阻止する。これにより、光センサで受光する光の強度が変動しないようにした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−５３１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した液晶表示装置では、導光板や光源を囲う筐体の背面側に光センサを含む光検出器を設置しているため、液晶表示装置の厚みが増大してしまうという問題がある。
液晶表示装置の厚みを増大させないためには背面に代えて側面に光センサを設置することが考えられるが、導光板は熱膨張したり水を含んで膨張したりするため厚み方向や長手方向に移動することがあり、光センサで精度良くバックライト光の輝度を検出することが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、表示装置の厚みを増大させることなく、精度良くバックライト光の輝度を検出できるようにした表示装置のバックライト光検出装置及び検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による表示装置のバックライト光検出装置は、表示画面の背面に設けられた導光板と、導光板の側部に設けられていて導光板から射出されたバックライト光の一部を通過させる穴部を形成した筐体側面と、穴部を通過するバックライト光を受光して輝度を検出する光センサと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明による表示装置のバックライト光検出方法は、光源から導光板を通過するバックライト光が表示画面を透過して画面表示すると共に、バックライト光の一部を導光板の厚み方向の側面から筐体側面に形成された穴部を通過させて、光センサで受光して輝度を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る表示装置のバックライト光検出装置によれば、光センサや穴部を有する筐体側面を導光板の側面に設けたため、表示装置の厚みを増大させることがない。しかも、バックライト光は穴部を通過して光センサで受光されるために余分な光を遮断して精度良く輝度を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による液晶表示装置を背面側からみた斜視図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の側端部におけるＡ−Ａ線水平断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は実施形態による導光板とエッジライトの配置構成とバックライト光の平均的輝度を読み取れる位置を示す模式図である。
【図４】図２に示すバックライト光検出装置の光路図である。
【図５】導光板が厚み方向に移動した場合のバックライト光検出装置の光路図である。
【図６】第二実施形態によるバックライト光検出装置の光路図であり、（ａ）は導光板が穴部に近い場合、（ｂ）は導光体が穴部から遠い場合、（ｃ）は光センサを穴部から遠ざけた場合の光路図である。
【図７】導光板が穴部に近い場合のバックライト光検出装置の光路図である。
【図８】導光板が穴部から遠い場合のバックライト光検出装置の光路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態による表示装置１のバックライト光検出装置を図１〜図８を参照して説明する。
図１は実施形態による表示装置１を背面側から見た斜視図である。本実施形態による表示装置１は、例えばテレビ画面や電子看板等のディスプレイとして使用するものである。表示装置１は、例えば四角形板状をなす薄型の液晶表示パネル(図示せず)と、液晶表示パネルの四周の縁部を囲うベゼル（枠体）２と、ベゼル２に係合させて液晶表示パネルの背面側を被覆するリアカバー３と、を備えている。
ベゼル２とリアカバー３とで液晶表示パネルの筐体を構成している。表示パネルの背面（裏面）側には、リアカバー３の中央に表示パネルを駆動制御するメイン基板や電源基板等の高電圧部が収容された比較的厚みの大きい突出部３ａが形成されている。突出部３ａの四周は比較的薄型の周縁薄肉部３ｂが形成されている。
【００１３】
図２は、図１に示す表示装置１の周縁薄肉部３ｂのＡ−Ａ線水平断面図を示すものである。図２は、表示装置１の表裏面に設けられた液晶表示パネルとリアカバー３を含まない筐体内の要部断面を表している。図２において、液晶表示パネルの背面側に導光板５が配設されている。導光板５は例えば略四角形板状、図１及び図２に示す例では略長方形板に形成されている。導光板５の例えば短辺をなす左右の側面５ａの一方には長手方向に沿って図示しない光源がエッジライト１５として備えられている。或いは、導光板５の長辺をなす上面５ｂまたは下面５ｃに図示しない光源がエッジライト１５として備えられている(図３参照)。光源にはＬＥＤ等が用いられている。
導光板５における液晶表示パネルと反対側の面には反射板（図示せず）が配設され、導光板５に入射する光を反射させて液晶表示パネルに向かわせている。光源と導光板５と反射板とでバックライトを構成している。
【００１４】
導光板５の光源を設けない側の短辺の側面５ａにはその屋外側に空間６を介してパネル板金７が設置されている。パネル板金７は例えばリアカバー３またはベゼル２に連結されて導光板５を囲っており、筐体側面に含まれる。パネル板金７には、光源から導光板５を経由して液晶表示パネルに向かう光の一部が進入する穴部７ａが形成されている。
パネル板金７の外側には略板状のセンサホルダー９とセンサ基板１０とが互いに係合した状態で重ねて配設されており、センサ基板１０には導光板５から液晶表示パネルを透過するバックライト光の輝度を測定するための光センサ１２が実装されている。
【００１５】
光センサ１２の前側に配設されたセンサホルダー９には、略板状部分に直交する方向に突出する筒部１３が形成されている。この筒部１３は内側に中空部１３ａが貫通孔として形成され、しかもパネル板金７の穴部７ａに嵌合している。筒部１３に形成された中空部１３ａの中心線の延長上にセンサ基板１０に装着された光センサ１２が固定されている。
そのため、導光板５の側面５ａからパネル板金７の穴部７ａに向かう一部のバックライト光は、筒部１３の中空部１３ａを通過して光センサ１２で受光され、その光量から導光板５から表示パネルに向かうバックライト光の輝度を検出できる。
なお、穴部７ａを設けたパネル板金７、筒部１３を設けたセンサホルダー９、センサ基板１０に実装された光センサ１２は、バックライト光検出装置１１を構成する。
【００１６】
センサ基板１０の外側はリアカバー３の周縁部に形成された側面カバー３ｃで覆われている。側面カバー３ｃの更に外側には液晶表示パネルの周縁部の外側を囲うベゼル２の側面２ａが設けられている。
なお、導光板５と光源としてのエッジライト１５と光センサ１２との位置関係を図３によって説明する。パネル板金７に形成した穴部７ａと光センサ１２を設置すべき位置として、エッジライト１５からの光が導光板５及び反射面を通過して表示パネルの全面を透過する輝度の平均値(平均的な輝度という)をバックライト光として受光できる位置が好ましい。
【００１７】
図３（ａ）〜（ｆ）は、長方形板状の導光板５と光源としてのエッジライト１５との位置関係と、エッジライト１５から射出して導光板５と反射面を介して表示パネルを透過する光の平均的な輝度の光を、穴部７ａを通して光センサ１２で読み取れる位置との関係を示す図である。即ち、導光板５から出射するバックライト光を受光するために、穴部７ａ及び光センサ１２の設置すべき位置を示す図である。
【００１８】
例えば、図３（ａ）において、エッジライト１５を導光板５の長辺の上面５ｂに設置した場合、導光板５を透過する光の平均的な輝度を読み取れる平均輝度のラインＬを破線で示すと導光板５の短辺の中心位置になる。なお、ラインＬは導光板５の側面５ａにおいて長手方向の中央であると共に幅方向(厚み方向)中央の中心位置から射出するバックライト光であることが好ましい。図３（ｂ）〜（ｆ）の場合も同様である。
この場合、導光板５から平均輝度のバックライト光が出射するラインＬの延長上に穴部７ａと光センサ１２を設置することが好ましい。そのため、本実施形態では、図２及び図４に示すように、このラインＬの延長線上の領域Ｐにパネル板金７の穴部７ａ及びセンサホルダー９の筒部１３を配設し、更にその外側の所定長さの位置（これを基準位置という）に光センサ１２を設置した。
【００１９】
他の例として、図３（ｂ）では、導光板５の長辺の下面５ｃにエッジライト１５を設置した場合、同様に平均的な輝度を読み取れるラインＬは短辺の中心位置になる。ラインＬの延長線上に穴部７ａと光センサ１２を設置することが好ましい。図３（ｃ）、（ｄ）において、導光板５の短辺の左右の側面５ａのいずれかにエッジライト１５を設置した場合には長辺の中央位置に光の平均的な輝度を読み取れるラインＬが位置し、その延長線上に穴部７ａと光センサ１２を設けることが好ましい。
【００２０】
また、図３（ｅ）において、導光板５の短辺の左右両側の側面５ａにエッジライト１５を設置した場合も長辺の中央位置に光の平均的な輝度を読み取れる平均輝度のラインＬが位置し、その延長線上に穴部７ａと光センサ１２を設けることが好ましい。同様に図３（ｆ）において、導光板５の長辺の上面５ｂ及び下面５ｃにエッジライト１５を設置した場合も短辺の中央位置に光の平均的な輝度を読み取れるラインＬが位置し、その延長線上に穴部７ａと光センサ１２を設けることが好ましい。
このように穴部７ａを形成する位置は、エッジライト１５の設置位置に依存し、平均的な輝度のラインＬ上、またはその近傍の領域Ｐが好ましい。また、導光板５の奥行き方向の位置ズレを考慮して、穴部７ａは導光板５が穴部７ａの中心にくるように設置する
なお、穴部７ａ及び光センサ１２を設置する領域Ｐは、平均輝度のラインＬの延長上外側だけに限定されることなく、ラインＬ上の任意の領域Ｐに設置できる。
【００２１】
また、図５において、表示装置１のバックライト光検出装置１１は穴部７ａ及び筒部１３に対する導光板５の移動や位置ずれを考慮して、センサホルダー９及びセンサ基板１０を穴部７ａに対して水平方向に傾斜可能または回動可能に形成しておくものとする。更に、センサホルダー９の傾斜作動を許容するように、穴部７ａの内径を筒部１３の外径より若干大きく形成しておくものとする。
これにより、導光板５の厚み方向に位置ずれに対して、センサホルダー９及びセンサ基板１０が傾斜作動可能になるため、穴部７ａに嵌合する筒部１３と光センサ１２を導光板５の側面５ａに対向させることができ、バックライト光を直接受光できる。
【００２２】
本第一実施形態による表示装置１のバックライト光検出装置１１は上述した構成を備えており、次にその作用としてバックライト光検出方法を図４及び図５に基づいて説明する。
バックライト式の表示装置１において、光源であるエッジライト１５から射出するバックライト光はその上面５ｂを介して導光板５に入射され、直接または反射面を介して液晶表示パネルを透過して画像を表示する。そして、一部のバックライト光は反射して平均的な輝度の光としてラインＬに沿って導光板５から側面５ａの中心位置を通過し、パネル板金７の穴部７ａに嵌合されたセンサホルダー９の筒部１３の中空部１３ａ内を通過して光センサ１２に入射する。
【００２３】
しかも、筒部１３によって中空部１３ａを通過する光の量を絞り込む、即ち周辺光を筒部１３でカットすることができて、余分な光を遮断する。
光センサ１２はセンサホルダー９の筒部１３の中心にくるように位置させておく。これにより、導光板５から射出したバックライト光はセンサホルダー９の筒部１３を通って直接光センサ１２に受光される。光センサ１２で受光される光の光量から輝度が算出される。この輝度は、導光板５の全体を通過する光の平均的な輝度である。
【００２４】
なお、導光板５は固定保持されておらず、熱変形や膨張等によってその厚み方向(水平方向)や奥行き方向(水平方向)に微少移動することがある。図５に示すように、パネル板金７の穴部７ａ及びセンサホルダー９の筒部１３に対して導光板５が例えばその厚み方向(水平方向)に微少移動した場合、穴部７ａ及び筒部１３に対して導光板５の中心位置を通るラインＬ上のバックライト光が大きくずれてしまい、光センサ１２で直接受光できないことがある。
【００２５】
この場合には、図５に示すように、厚み方向にずれた導光板５の側面５ａの中心位置及び固定保持されたパネル板金７の穴部７ａに対してセンサホルダー９及びセンサ基板１０を傾斜させて角度調整を行う。これによって、穴部７ａに対して筒部１３及び光センサ１２を適宜角度傾斜させて固定し、移動した導光板５の側面５ａの中心位置に対向させる。これにより、導光板５の側面５ａから射出するラインＬ上のバックライト光は筒部１３の中空部１３ａを通って光センサ１２で直接受光できる。そのため、光センサ１２でバックライト光の輝度を精度良く測定できる。
【００２６】
上述のように、第一実施形態による表示装置１のバックライト光検出装置１１及び検出方法によれば、表示装置１の側面にバックライト光検出装置１１を取り付けたため、表示装置１の厚みを増大させることなく光センサ１２でバックライト光の輝度を検出できる。
しかも、導光板５がその厚み方向に移動した場合でも、センサホルダー９の筒部１３及びセンサ基板１０に装着した光センサ１２を傾斜させて対向配置させることで導光板５から射出する光を筒部１３を通して直接光センサ１２で受光できる。
【００２７】
なお、本発明は上述の実施形態による表示装置１のバックライト光検出装置１１及び検出方法に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。次に本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明する。
【００２８】
次に本発明の第二実施形態による表示装置１のバックライト光検出装置１８について図６乃至図８により説明する。
本発明の表示装置１のバックライト光検出装置１１において、導光板５はその厚み方向だけでなく、厚み方向に直交する奥行き方向(図中、左右方向)に移動する場合がある。
例えば、図６（ａ）において、導光板５が筒部１３や光センサ１２に近い位置にある場合、導光板５の側面５ａから射出し、筒部１３の中空部１３ａを通過して光センサ１２に届く光量が増加する。図６（ｂ）において、導光板５が筒部１３から離れた位置(奥行き方向)に動いた場合には、導光板５から筒部１３の中空部１３ａを通過して光センサ１２に届く光量が減少してしまう。図６（ｃ）において、光センサ１２を筒部１３から遠ざけた場合も導光板５から光センサ１２に届く光量が減少してしまう。
これらの場合、導光板５から光センサ１２までの距離が増減変化するため、光センサ１２が正常な光量を測定することができず、光量から正確な輝度を算出することに支障をきたす可能性がある。
【００２９】
本第二実施形態による表示装置１のバックライト光検出装置１８はこのような場合にも対処可能としたものである。
図７に示す本第二実施形態によるバックライト光検出装置１８において、穴部７ａに嵌合した筒部１３に対する光センサ１２の位置を第一実施形態の基準位置よりも所定距離だけ遠くに設定した。これにより、導光板５の側面５ａから射出した光が光センサ１２に届く光量は減少するが、導光板５がその厚み方向に直交する奥行き方向（水平方向）に接近または離間するように移動したとしても、光センサ１２で受光する光量の変化を低減することができる。
光強度は距離の２乗に反比例して低減するため、光センサ１２の位置を筒部１３から奥行方向に遠ざけることで、導光板５が筒部１３に対して接近または離間することにより光センサ１２で受光する光量の増減量を減少させることができる。
【００３０】
図７において、導光板５の筒部１３に対する距離が変化しない状態で、筒部１３に対する光センサ１２の距離を基準位置から遠ざけた場合、導光板５から射出して筒部１３の中空部１３ａを通過して光センサ１２に届くバックライト光の光量が減少する。
また、図８において、筒部１３に対して光センサ１２までの距離を図７と同様に所定距離遠ざけた位置に設定した状態で、導光板５が筒部１３から奥行き方向に遠ざかった場合、光センサ１２で受光する光量は減少する。しかし、光センサ１２を遠ざけなかった場合と比較して、光センサ１２で受光する光量の低減幅は小さい。そのため、光センサ１２を筒部１３から遠ざけた場合には、光センサ１２を遠ざけなかった場合と比較して、導光板５が奥行き方向に移動したとしても受光する光量の最大値と最小値の差は小さくなる。
【００３１】
従って、本第二実施形態による表示装置１のバックライト光検出装置１８によれば、表示装置１の厚みを増大させない上に、光センサ１２の位置を基準位置から所定距離遠ざけたことで、導光板５が筒部１３に対して離間または接近する方向にずれた場合による光センサ１２で受光する光量の増減の影響を十分に低減できる。
【００３２】
なお、上述した各実施形態では、パネル板金７に穴部７ａを形成し、この穴部７ａにセンサホルダー９の筒部１３を嵌合させ、筒部１３の中空部１３ａを通して光センサ１２で受光できるバックライト光を規制するようにした。しかし、筒部１３は必ずしも設けなくてもよい。この場合、バックライト光は穴部７ａによって光センサ１２で受光する光量が規制される。
また、上述した各実施形態では、バックライト光検出装置１１、１８を導光板５の左右何れかの側面５ａに設けたが、これに代えて上面５ｂまたは下面５ｃに設けてもよい。本発明において、導光板５の側面５ａや上面５ｂや下面５ｃは側部に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１  表示装置
２  ベゼル
３  リアカバー
５  導光板
５ａ  側面
７  パネル板金
７ａ  穴部
９  センサホルダー
１０  センサ基板
１１、１８  バックライト光検出装置
１２  光センサ
１３  筒部
１３ａ  中空部
【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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