(57)【要約】【課題】人手を介することなく測光することができ、測光時以外は液晶面上を遮蔽しない液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示部と前記液晶表示の四方を囲むベゼルと、前記ベゼルの角部に設けられて回動可能にとりつけられた軸部と、前記軸部にその端部が接続される可動部と、前記可動部のもう一方の端部の液晶表示部に設けられたセンサー部とを有する測光装置とする。【選択図】図１
2007193355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示部と、前記液晶表示の四方を囲むベゼルと、前記ベゼルに設けられて回動可能にとりつけられた軸部と、前記軸部にその端部が接続される可動部と、可動部のもう一方の端部に設けられたセンサー部とを有し測光時以外の時に液晶表示画面正面を隠さない測光装置。
【請求項２】
液晶表示装置正面の一部を覆う形状を有する可動の測光装置であり、測光時以外の時に液晶表示画面正面を隠さない構造を有する測光装置であって、液晶表示装置背面から参照光を測光時に加え、この参照光を液晶表示装置正面で捉えることで測光することを特徴とする測光装置。
【請求項３】
液晶表示装置正面の一部を覆う形状を有する可動の測光装置であり、測光時以外の時に液晶表示画面正面を隠さない構造を有する測光装置であって、液晶表示装置背面から参照光を測光時に加え、この参照光を液晶表示装置正面で捉えるセンサーと、可動部あるいは不可動部に実装された外光の光量を測光するセンサーの２つのセンサーを有し、測光することを特徴とする測光装置。
【請求項４】
液晶表示装置正面の一部を覆う形状を有する可動の測光装置であり、測光時以外の時に液晶表示画面正面を隠さない構造を有する測光装置であって、液晶表示装置のバックライトから放射される光量を液晶表示装置正面で測光することを特徴とする測光装置。
【請求項５】
液晶表示装置正面の一部を覆う形状を有する可動の測光装置であり、測光時以外の時に液晶表示画面正面を隠さない構造を有する測光装置であって、液晶表示装置のバックライトから放射される光量を液晶表示装置正面で測光するセンサーと、可動部あるいは不可動部に実装された外光の光量を測光するセンサーの２つのセンサーを有し、測光することを特徴とする測光装置。
【請求項６】
液晶表示装置正面の一部を覆う形状を有する可動の測光装置であり、測光時以外の時に液晶表示画面正面を隠さない構造を有する測光装置であって、液晶表示装置背面から参照光を測光時に加えこの参照光を液晶表示装置正面で捉えるセンサーと、バックライトから放射される光量を測光するセンサーの２つのセンサーを有し、測光することを特徴とする測光装置。
【請求項７】
液晶表示装置正面の一部を覆う形状を有する可動の測光装置であり、測光時以外の時に液晶表示画面正面を隠さない構造を有する測光装置であって、液晶表示装置背面から参照光を測光時に加えこの参照光を液晶表示装置正面で捉えるセンサーと、バックライトから放射される光量を測光するセンサーと、可動部あるいは不可動部に実装された外光の光量を測光するセンサーの３つのセンサーを有し、測光することを特徴とする測光装置。
【請求項８】
前記請求項１乃至６いずれかに記載の測光装置において、液晶装置背面からバックライトの光量も同時に測光することを特徴とする測光装置。
【請求項９】
前記請求項１乃至７いずれかに記載の測光装置において、可動部分を手動で動作させ所定の測光位置に移動完了すると自動的に測光開始することを特徴とする測光装置。
【請求項１０】
前記１乃至９いずれか一つに記載の測光装置を搭載した液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光量制御機能を備えた液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置を実現するための光量の測光技術ならびに較正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は家庭用のテレビ、コンピュータ、テレビ電話などに数多く使用されてきている。このような液晶表示装置はバックライトを備えるものが多い。特に印刷業や医療用などでは再現性を要求されるためフォトデテクターを液晶表示装置の背面に設けてバックライトの光量を測光してバックライトの光量の制御を行っている。さらに液晶パネルは使用温度や経時劣化により光の透過伝達特性が非線型で大きく変化するため最近は液晶前面からの測光も行いバックライトならびに液晶の光量制御を行っており、そのイメージセンサーやフォトデテクターを液晶表示装置とは分離された可動のセンサーを表示画面に近づけて手動で較正したり、あるいは液晶前面の一部を覆って固定したセンサーで較正することが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のように液晶前面の光量測光を液晶表示装置とは分離された可動のセンサーで測光する場合、最近のような一箇所で多量の液晶表示装置を使用しているような印刷あるいは医療現場では、その測光作業は大変な人的作業となり不便である。一方、固定したセンサーで測光する場合は、画面の一部の表示が常に犠牲となり、画面全体を有効表示できない問題を抱えている。また、いずれの方法においても、液晶装置前面に現れるバックライトからの光の光量を測光しようとするものであるが、明るい部屋での測光では外乱光の影響を受け、かならずしも正確な光量の測光にはなっていない。このいずれの問題をも解決した測光方法ならびに較正方法が望まれている。
【０００４】
従って本発明の目的は人手を介することなく測光することができ、測光時以外は液晶面上を遮蔽しない液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の測光装置では、測光時のみに液晶表示装置正面の一部を覆い測光時以外の時には液晶表示画面正面を隠さない可動の構造を持ち、液晶表示装置本体に組み込まれた構造の測光装置に施すことが本発明の第一の手段である。こうすることで、手動でなくコンピュータ制御で自動で測光することが可能となる。第二の手段は、液晶表示装置背面から参照光を測光時に加え、この参照光を液晶表示装置正面で捉え測光することで外乱光に影響されない測光が可能となる。第三の手段は、液晶表示装置正面の測光と同時に液晶表示装置の周囲光の照度も同時に測光することで現在の外乱光状況も同時に知ることが可能となる。第四の手段は、液晶表示装置正面の測光と同時に液晶表示装置背面でバックライトの光量を測光することで、液晶パネルの光の透過伝達特性をも同時に知ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して、詳細に説明する。
【０００７】
（実施の形態１）
図１は、本発明における第１の実施の形態の測光装置の全体構成図である。四角形の液晶面とその周囲を囲うベゼル４からなる液晶表示装置１の４隅の内の少なくとも１隅に移動可動に測光装置２が配置されている。測光装置は測光時に液晶表示装置正面に移動され、測光が終われば測光装置は液晶面の角部を中心とした円を描き３で示す矢印方向に回転移動し、ベゼル４の中に格納される。
【０００８】
図２は本発明における第１の実施の形態の測光装置の詳細図である。液晶表示装置正面を向いたセンサー２４を搭載した測光装置可動部２３は、ベゼル２５内に位置する軸２２を中心にマイクロモーター２１の駆動回路で回転可能に配置され、測光時には図２実線位置に移動し、測光時以外には破線２６の位置に収納される。この可動方法により、測光時以外ではベゼル２５内に測光装置可動部は隠れ液晶表示部の邪魔にならない。測光時には液晶表示装置正面をセンサーが覆うことになり測光が可能となる。
【０００９】
（実施の形態２）
図３は、本発明における第２の実施の形態の測光装置において、画像信号の較正を行う方法を示したものである。ベゼル３７に装着された測光装置可動部３１上のフォトデテクター３２を液晶表示装置３６表面に移動し、発光ダイオードまたは半導体レーザ３３を液晶パネル背面側の反射板３５の一部に開けた窓から表示側に向けて設置する。ここでフォトデテクター３２はシリコンＰＮダイオードを用い、発光ダイオード３３はＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）の４種を並べて用いる。映像信号入力端子３８６より較正用の１１ビットの階段状の信号（図８−ａ参照）を入力する。この階段の時間幅は１ミリ秒とした。最初はこの信号を後で述べる変換テーブル３８９を参照せず、そのまま液晶駆動回路３８４に入力し、液晶表示装置の透過状態を変化させる。バックライト駆動回路３８７もこの時点では３９０の輝度量は参照せず初期値として任意の初期値を使う。
【００１０】
変調信号発生器３８１は周波数の異なる正弦波（例えば、それぞれ１００ＫＨｚ，２００ＫＨｚ，３００ＫＨｚ，４００ＫＨｚの４種類）の信号、または擬似ランダム系列の中から直交する４つのパターンなどである。（例えば、アダマール行列から得られる表１に示すような１６ｂｉｔの系列が得られる。参考文献：「ＭＡＴＬＡＢ／ＳｉｍｕｌｉｎｋによるＣＤＭＡ」、真田幸俊著、東京電機大学出版局）
【００１１】
【表１】
2007193355.tif 000003
【００１２】
これらの系列は積和演算を行えば、異なる系列間ではゼロになる。無論、周波数の異なる正弦波も周期の最小公倍数程度の区間で積分すればゼロとなるのは自明である。即ちこれらは全て直交する性質を持っている。１をｏｎ、−１をｏｆｆとするようなパルス変調信号を作り、４つの発光ダイオードに割り当てる。ここで、最小パルスの時間幅は１マイクロ秒とした。これらの変調信号は駆動回路３８２を通して、各発光ダイオード３３に入力し、光変調信号を発生する。この光変調信号を液晶パネル背面側より表示側へ向けて設けられたフォトデテクター３２で検出する。フォトデテクターからの検出信号は相関検出回路３８３に入力される。変調信号が正弦波の場合、相関検出回路３８３はロックインアンプとみなせて、同一の周波数で同期を取ることで、周囲の雑音を除外して光変調信号の振幅を検出できる。変調信号が擬似ランダム系列の場合における相関検出回路の動作を説明する。サンプリング周波数１０ＭＨｚで、ＡＤ変換した数値と擬似ランダム系列との相関を取る。このような相関を取るには例えば擬似ランダム系列の１を＋１に、０を−１として（アダマール系列では上のままでよい）、ＡＤ変換でサンプリングされた数値と積を取り、擬似ランダム系列の周期の整数倍の時間に渡って累積を求めることで相関値が得られる。ＲＧＢＷの４色に割り当てた周波数や擬似ランダム系列は、それぞれが直交するので、同時に測定した場合でも各々の発光ダイオードに対して独立に透過係数を算出することができる。このような手順を次の映像信号の階段状態で繰り返し、最後の階調となる階段まで行えば、図８−ｂに示すような階段状の較正信号に対する液晶の光透過特性が１つの色に対して得られる。図８−ｂに見られる歪んだ伝達カーブは液晶が温度や劣化の程度によって伝達特性が異なる性質があるためである。これをＣＰＵ３８８に入力し、表示装置に要望される所定の最大強度で規格化し、較正のための階段状の映像信号と比較し、その変換テーブル（ＬＵＴ，  Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）と適正輝度量を作成する。得られた変換テーブルを映像信号変換回路３８５、輝度量をバックライト駆動回路３８７に入力し、第１次のＬＵＴに基づく変換回路を生成する。これ以降は図８−ｃに示すような流れで、再度、較正用の１１ビットの階段状の信号を映像信号入力端子に入力し、同様の手順に従って第２次のＬＵＴを作成し、第２次の変換回路を生成する。これを繰り返すことで所定の伝達特性に漸近してゆく。この誤差が最小になるようになった時点のＬＵＴ変換回路の生成ならびにバックライト駆動回路への輝度量をもって較正を終了する。フォトデテクターではバックライトの光量も同時に検出され、バックグラウンド雑音が大きくなるので、バックライトをＯＦＦにして検出精度を高めることもできるが、本方法は光変調信号を復調する際にバックグラウンド成分は相関検出時に除去されるので、バックライトのＯＮ状態でもＬＵＴ生成が可能である。本方法はカラーの各色についての較正についての手順で述べたが、モノクロ表示について較正が行えることは言うまでもない。
【００１３】
（実施の形態３）
図４は、本発明における第３の実施の形態の測光装置において、画像信号の較正を行う方法を示したものである。ベゼル４７前面にフォトデテクター４２２を設置し、その出力信号を４２３増幅器とＡＤコンバーターを経由してデジタル値にしてＣＰＵ４８８に送る。ベゼル４７に装着された測光装置可動部４１上のフォトデテクター４２１を液晶表示装置４６表面に移動し、発光ダイオードまたは半導体レーザ４３を液晶パネル背面側の反射板４５の一部に開けた窓から表示側に向けて設置する。ここでフォトデテクター４２１、４２２はシリコンＰＮダイオードを用い、発光ダイオード４３はＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）の４種を並べて用いる。映像信号入力端子４８６より較正用の１１ビットの階段状の信号（図８−ａ参照）を入力する。この階段の時間幅は１ミリ秒とした。最初はこの信号を後で述べる変換テーブル４８９を参照せず、そのまま液晶駆動回路４８４に入力し、液晶表示装置の透過状態を変化させる。バックライト駆動回路４８７もこの時点では４９０の輝度量は参照せず任意の初期値を使う。
【００１４】
変調信号発生器４８１は周波数の異なる正弦波（例えば、それぞれ１００ＫＨｚ，２００ＫＨｚ，３００ＫＨｚ，４００ＫＨｚの４種類）の信号、または擬似ランダム系列の中から直交する４つのパターンなどである。（例えば、アダマール行列から得られる表２に示すような１６ｂｉｔの系列が得られる。参考文献：「ＭＡＴＬＡＢ／ＳｉｍｕｌｉｎｋによるＣＤＭＡ」、真田幸俊著、東京電機大学出版局）
【００１５】
【表２】
2007193355.tif 000004
【００１６】
これらの系列は積和演算を行えば、異なる系列間ではゼロになる。無論、周波数の異なる正弦波も周期の最小公倍数程度の区間で積分すればゼロとなるのは自明である。即ちこれらは全て直交する性質を持っている。１をｏｎ、−１をｏｆｆとするようなパルス変調信号を作り、４つの発光ダイオードに割り当てる。ここで、最小パルスの時間幅は１マイクロ秒とした。これらの変調信号は駆動回路４８２を通して、各発光ダイオード４３に入力し、光変調信号を発生する。この光変調信号を液晶パネル背面側より表示側へ向けて設けられたフォトデテクター４２１で検出する。フォトデテクターからの検出信号は相関検出回路４８３に入力される。変調信号が正弦波の場合、相関検出回路４８３はロックインアンプとみなせて、同一の周波数で同期を取ることで、周囲の雑音を除外して光変調信号の振幅を検出できる。変調信号が擬似ランダム系列の場合における相関検出回路の動作を説明する。サンプリング周波数１０ＭＨｚで、ＡＤ変換した数値と擬似ランダム系列との相関を取る。このような相関を取るには例えば擬似ランダム系列の１を＋１に、０を−１として（アダマール系列では上のままでよい）、ＡＤ変換でサンプリングされた数値と積を取り、擬似ランダム系列の周期の整数倍の時間に渡って累積を求めることで相関値が得られる。ＲＧＢＷの４色に割り当てた周波数や擬似ランダム系列は、それぞれが直交するので、同時に測定した場合でも各々の発光ダイオードに対して独立に透過係数を算出することができる。このような手順を次の映像信号の階段状態で繰り返し、最後の階調となる階段まで行えば、図８−ｂに示すような階段状の較正信号に対する液晶の光透過特性が１つの色に対して得られる。図８−ｂに見られる歪んだ伝達カーブは液晶が温度や劣化の程度によって伝達特性が異なる性質があるためである。この信号と、４２２フォトデテクターで得られた液晶前面の周囲照度をＣＰＵ４８８に入力し、表示装置に要望される所定の最大強度で規格化し、較正のための階段状の映像信号と比較し、その変換テーブル（ＬＵＴ，  Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）と適正輝度量を作成する。得られた変換テーブルを映像信号変換回路４８５、輝度量をバックライト駆動回路４８７に入力し、第１次のＬＵＴに基づく変換回路を生成する。これ以降は図８−ｃに示すような流れで、再度、較正用の１１ビットの階段状の信号を映像信号入力端子に入力し、同様の手順に従って第２次のＬＵＴを作成し、第２次の変換回路を生成する。これを繰り返すことで所定の伝達特性に漸近してゆく。この誤差が最小になるようになった時点のＬＵＴ変換回路の生成ならびにバックライト駆動回路への輝度量をもって較正を終了する。フォトデテクター４２１ではバックライトの光量も同時に検出され、バックグラウンド雑音が大きくなるので、バックライトをＯＦＦにして検出精度を高めることもできるが、本方法は光変調信号を復調する際にバックグラウンド成分は相関検出時に除去されるので、バックライトのＯＮ状態でもＬＵＴ生成が可能である。本方法はカラーの各色についての較正についての手順で述べたが、モノクロ表示について較正が行えることは言うまでもない。
【００１７】
（実施の形態４）
図５は、本発明における第４の実施の形態の測光装置において、画像信号の較正を行う方法を示したものである。ベゼル５７に装着された測光装置可動部５１上のフォトデテクター５２１を液晶表示装置５６表面に移動する。ここでフォトデテクター５２１はシリコンＰＮダイオードを用いる。映像信号入力端子５８６より較正用の１１ビットの階段状の信号（図８−ａ参照）を入力する。この階段の時間幅は１ミリ秒とした。最初はこの信号を後で述べる変換テーブル５８９を参照せず、そのまま液晶駆動回路５８４に入力し、液晶表示装置の透過状態を変化させる。バックライト駆動回路５８７もこの時点では５９０の輝度量は参照せず初期値として任意の初期値を使う。バックライトからの光を液晶パネル表示側へ向けて設けられたフォトデテクター５２１で検出する。フォトデテクターからの輝度信号は５２２増幅器とＡＤコンバーターを通してデジタル信号に変換され５８８ＣＰＵに入力される。この入力信号を最小値から最後の階調となる階段まで行えば、図８−ｂに示すような階段状の較正信号に対する液晶の光透過特性が得られる。図８−ｂに見られる歪んだ伝達カーブは液晶が温度や劣化の程度によって伝達特性が異なる性質があるためである。この信号をＣＰＵ５８８に入力し、表示装置に要望される所定の最大強度で規格化し、較正のための階段状の映像信号と比較し、その変換テーブル（ＬＵＴ，  Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）と適正輝度量を作成する。得られた変換テーブルを映像信号変換回路５８５、輝度量をバックライト駆動回路５８７に入力し、第１次のＬＵＴに基づく変換回路を生成する。これ以降は図８−ｃに示すような流れで、再度、較正用の１１ビットの階段状の信号を映像信号入力端子に入力し、同様の手順に従って第２次のＬＵＴを作成し、第２次の変換回路を生成する。これを繰り返すことで所定の伝達特性に漸近してゆく。この誤差が最小になるようになった時点のＬＵＴ変換回路の生成ならびにバックライト駆動回路への輝度量をもって較正を終了する。この方法は液晶がカラー表示でも、モノクロ表示についても較正が行えることは言うまでもない。
【００１８】
（実施の形態５）
図６は、本発明における第５の実施の形態の測光装置において、画像信号の較正を行う方法を示したものである。ベゼル６７前面にフォトデテクター６２２を設置し、その出力信号を６２３増幅器とＡＤコンバーターを経由してデジタル値にしてＣＰＵ６８８に送る。ベゼル６７に装着された測光装置可動部６１上のフォトデテクター６２１と６２４を液晶表示装置６６表面に移動し、発光ダイオードまたは半導体レーザ６３を液晶パネル背面側の反射板６５の一部に開けた窓から表示側に向けて設置する。ここでフォトデテクター６２１、６２２、６２４はシリコンＰＮダイオードを用い、発光ダイオード６３はＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）の４種を並べて用いる。映像信号入力端子６８６より較正用の１１ビットの階段状の信号（図８−ａ参照）を入力する。この階段の時間幅は１ミリ秒とした。最初はこの信号を後で述べる変換テーブル６８９を参照せず、そのまま液晶駆動回路６８４に入力し、液晶表示装置の透過状態を変化させる。バックライト駆動回路６８７もこの時点では６９０の輝度量は参照せず初期値として任意の初期値を使う。
【００１９】
変調信号発生器６８１は周波数の異なる正弦波（例えば、それぞれ１００ＫＨｚ，２００ＫＨｚ，３００ＫＨｚ，４００ＫＨｚの４種類）の信号、または擬似ランダム系列の中から直交する４つのパターンなどである。（例えば、アダマール行列から得られる表３に示すような１６ｂｉｔの系列が得られる。参考文献：「ＭＡＴＬＡＢ／ＳｉｍｕｌｉｎｋによるＣＤＭＡ」、真田幸俊著、東京電機大学出版局）
【００２０】
【表３】
2007193355.tif 000005
【００２１】
これらの系列は積和演算を行えば、異なる系列間ではゼロになる。無論、周波数の異なる正弦波も周期の最小公倍数程度の区間で積分すればゼロとなるのは自明である。即ちこれらは全て直交する性質を持っている。１をｏｎ、−１をｏｆｆとするようなパルス変調信号を作り、４つの発光ダイオードに割り当てる。ここで、最小パルスの時間幅は１マイクロ秒とした。これらの変調信号は駆動回路６８２を通して、各発光ダイオード６３に入力し、光変調信号を発生する。この光変調信号を液晶パネル背面側より表示側へ向けて設けられたフォトデテクター６２１で検出する。フォトデテクターからの検出信号は相関検出回路６８３に入力される。変調信号が正弦波の場合、相関検出回路６８３はロックインアンプとみなせて、同一の周波数で同期を取ることで、周囲の雑音を除外して光変調信号の振幅を検出できる。変調信号が擬似ランダム系列の場合における相関検出回路の動作を説明する。サンプリング周波数１０ＭＨｚで、ＡＤ変換した数値と擬似ランダム系列との相関を取る。このような相関を取るには例えば擬似ランダム系列の１を＋１に、０を−１として（アダマール系列では上のままでよい）、ＡＤ変換でサンプリングされた数値と積を取り、擬似ランダム系列の周期の整数倍の時間に渡って累積を求めることで相関値が得られる。ＲＧＢＷの４色に割り当てた周波数や擬似ランダム系列は、それぞれが直交するので、同時に測定した場合でも各々の発光ダイオードに対して独立に透過係数を算出することができる。このような手順を次の映像信号の階段状態で繰り返し、最後の階調となる階段まで行えば、図８−ｂに示すような階段状の較正信号に対する液晶の光透過特性が１つの色に対して得られる。図８−ｂに見られる歪んだ伝達カーブは液晶が温度や劣化の程度によって伝達特性が異なる性質があるためである。この信号と、６２２フォトデテクターで得られた液晶前面の周囲照度、ならびに６２５増幅器とＡＤコンバーターを経由して６２４フォトデテクターで得られたバックライト輝度信号をＣＰＵ６８８に入力し、表示装置に要望される所定の最大強度で規格化し、較正のための階段状の映像信号と比較し、その変換テーブル（ＬＵＴ，  Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）と適正輝度量を作成する。得られた変換テーブルを映像信号変換回路６８５、輝度量をバックライト駆動回路６８７に入力し、第１次のＬＵＴに基づく変換回路を生成する。これ以降は図８−ｃに示すような流れで、再度、較正用の１１ビットの階段状の信号を映像信号入力端子に入力し、同様の手順に従って第２次のＬＵＴを作成し、第２次の変換回路を生成する。これを繰り返すことで所定の伝達特性に漸近してゆく。この誤差が最小になるようになった時点のＬＵＴ変換回路の生成ならびにバックライト駆動回路への輝度量をもって較正を終了する。フォトデテクター６２１ではバックライトの光量も同時に検出され、バックグラウンド雑音が大きくなるので、バックライトをＯＦＦにして検出精度を高めることもできるが、本方法は光変調信号を復調する際にバックグラウンド成分は相関検出時に除去されるので、バックライトのＯＮ状態でもＬＵＴ生成が可能である。本方法はカラーの各色についての較正についての手順で述べたが、モノクロ表示について較正が行えることは言うまでもない。なお６２１と６２４のフォトデテクターを一つのデテクターとしてもなんら変わりは無い。
【００２２】
（実施の形態６）
図７は、本発明における第６の実施の形態の測光装置において、画像信号の較正を行う方法を示したものである。ベゼル７７前面にフォトデテクター７２２を設置し、その出力信号を７２３増幅器とＡＤコンバーターを経由してデジタル値にしてＣＰＵ７８８に送る。ベゼル７７に装着された測光装置可動部７１上のフォトデテクター７２１と７２４を液晶表示装置７６表面に移動し、発光ダイオードまたは半導体レーザ７３を液晶パネル背面側の反射板７５の一部に開けた窓から表示側に向けて設置する。さらに、反射板７５の一部に開けた窓から表示画面に向けて７２６フォトデテクターを設置し、その輝度信号を７２７増幅器とＡＤコンバーターにてデジタル化して７８８ＣＰＵに送る。ここでフォトデテクター７２１と７２２、７２４、７２６はシリコンＰＮダイオードを用い、発光ダイオード７３はＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）の４種を並べて用いる。映像信号入力端子７８６より較正用の１１ビットの階段状の信号（図８−ａ参照）を入力する。この階段の時間幅は１ミリ秒とした。最初はこの信号を後で述べる変換テーブル７８９を参照せず、そのまま液晶駆動回路７８４に入力し、液晶表示装置の透過状態を変化させる。バックライト駆動回路７８７もこの時点では７９０の輝度量は参照せず初期値として任意の初期値を使う。
【００２３】
変調信号発生器７８１は周波数の異なる正弦波（例えば、それぞれ１００ＫＨｚ，２００ＫＨｚ，３００ＫＨｚ，４００ＫＨｚの４種類）の信号、または擬似ランダム系列の中から直交する４つのパターンなどである。（例えば、アダマール行列から得られる表４に示すような１６ｂｉｔの系列が得られる。参考文献：「ＭＡＴＬＡＢ／ＳｉｍｕｌｉｎｋによるＣＤＭＡ」、真田幸俊著、東京電機大学出版局）
【００２４】
【表４】
2007193355.tif 000006
【００２５】
これらの系列は積和演算を行えば、異なる系列間ではゼロになる。無論、周波数の異なる正弦波も周期の最小公倍数程度の区間で積分すればゼロとなるのは自明である。即ちこれらは全て直交する性質を持っている。１をｏｎ、−１をｏｆｆとするようなパルス変調信号を作り、４つの発光ダイオードに割り当てる。ここで、最小パルスの時間幅は１マイクロ秒とした。これらの変調信号は駆動回路７８２を通して、各発光ダイオード７３に入力し、光変調信号を発生する。この光変調信号を液晶パネル背面側より表示側へ向けて設けられたフォトデテクター７２１で検出する。フォトデテクターからの検出信号は相関検出回路７８３に入力される。変調信号が正弦波の場合、相関検出回路７８３はロックインアンプとみなせて、同一の周波数で同期を取ることで、周囲の雑音を除外して光変調信号の振幅を検出できる。変調信号が擬似ランダム系列の場合における相関検出回路の動作を説明する。サンプリング周波数１０ＭＨｚで、ＡＤ変換した数値と擬似ランダム系列との相関を取る。このような相関を取るには例えば擬似ランダム系列の１を＋１に、０を−１として（アダマール系列では上のままでよい）、ＡＤ変換でサンプリングされた数値と積を取り、擬似ランダム系列の周期の整数倍の時間に渡って累積を求めることで相関値が得られる。ＲＧＢＷの４色に割り当てた周波数や擬似ランダム系列は、それぞれが直交するので、同時に測定した場合でも各々の発光ダイオードに対して独立に透過係数を算出することができる。このような手順を次の映像信号の階段状態で繰り返し、最後の階調となる階段まで行えば、図８−ｂに示すような階段状の較正信号に対する液晶の光透過特性が１つの色に対して得られる。図８−ｂに見られる歪んだ伝達カーブは液晶が温度や劣化の程度によって伝達特性が異なる性質があるためである。この信号と、７２２フォトデテクターで得られた液晶前面の周囲照度、ならびに７２５増幅器とＡＤコンバーターを経由して７２４フォトデテクターで得られたバックライト輝度信号、７２７増幅器とＡＤコンバーターを経由して７２６フォトデテクターで得られたバックライト背面輝度信号をＣＰＵ４８８に入力し、表示装置に要望される所定の最大強度で規格化し、較正のための階段状の映像信号と比較し、その変換テーブル（ＬＵＴ，  Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）と適正輝度量を作成する。得られた変換テーブルを映像信号変換回路７８５、輝度量をバックライト駆動回路７８７に入力し、第１次のＬＵＴに基づく変換回路を生成する。これ以降は図８−ｃに示すような流れで、再度、較正用の１１ビットの階段状の信号を映像信号入力端子に入力し、同様の手順に従って第２次のＬＵＴを作成し、第２次の変換回路を生成する。これを繰り返すことで所定の伝達特性に漸近してゆく。この誤差が最小になるようになった時点のＬＵＴ変換回路の生成ならびにバックライト駆動回路への輝度量をもって較正を終了する。フォトデテクター７２１ではバックライトの光量も同時に検出され、バックグラウンド雑音が大きくなるので、バックライトをＯＦＦにして検出精度を高めることもできるが、本方法は光変調信号を復調する際にバックグラウンド成分は相関検出時に除去されるので、バックライトのＯＮ状態でもＬＵＴ生成が可能である。本方法はカラーの各色についての較正についての手順で述べたが、モノクロ表示について較正が行えることは言うまでもない。なお７２１と７２４のフォトデテクターを一つのデテクターとしてもなんら変わりは無い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明を用いると、人手を介することなく精度の高い測光をおこなうことができ、また、測光しないときにディスプレイを遮蔽することがない。よって、高い階調性や再現性を要求される医療用液晶ディスプレイやデザイン用の高精度・光階調度の液晶ディスプレイにおいて極めて工業価値が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置の第１の実施例を示す部分拡大図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置の第２の実施例の構成図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置の第３の実施例の構成図である。
【図５】本発明に係る液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置の第４の実施例の構成図である。
【図６】本発明に係る液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置の第５の実施例の構成図である。
【図７】本発明に係る液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置の第６の実施例の構成図である。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の測光装置並びに液晶表示装置であって（ａ）は映像信号のグラフ、（ｂ）は相関量グラフ、（ｃ）は光強度変化グラフである。
【図１】
2007193355.tif 000007
【図２】
2007193355.tif 000008
【図３】
2007193355.tif 000009
【図４】
2007193355.tif 000010
【図５】
2007193355.tif 000011
【図６】
2007193355.tif 000012
【図７】
2007193355.tif 000013
【図８】
2007193355.tif 000014