(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶パネルの配設周囲の照度に応じ、液晶表示装置のバックライトユニットの光源としての内蔵光源と外光光源とを自動的に選別・調整して、液晶パネルの輝度を調整し、良好な視認性を得るとともに低消費電力の車載用液晶表示装置を提供する。【解決手段】表示観察面を備えた透過型の液晶パネル２と、液晶パネル２の反表示観察面に対向させて配設された導光板８、導光板８に出射する内蔵光源９および外光光源１０、外光光源１０の光量を調整する調光手段１６および／または内蔵光源９の光量を調整する調光手段１５を備えるバックライトユニット７と、液晶パネル２の表示観察面における周囲照度を測定する照度検出器１７と、液晶パネル２の輝度を測定するパネル輝度検出器１８と、照度検出器１７およびパネル輝度検出器１８の検出結果により、バックライトユニット７の調光手段１５，１６を制御して照明光の光量を調整可能とされた制御手段２０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示観察面を備えた透過型の液晶パネルと、
前記液晶パネルの反表示観察面に対向させて配設された導光板、前記液晶パネルの照明光となる光を前記導光板に出射する内蔵光源および外光光源、前記外光光源の光量を調整する調光手段および／または前記内蔵光源の光量を調整する調光手段を備えるバックライトユニットと、
前記液晶パネルの表示観察面における周囲照度を測定する照度検出器と、
前記液晶パネルの輝度を測定するパネル輝度検出器と、
前記照度検出器およびパネル輝度検出器の検出結果により、前記バックライトユニットの調光手段を制御して前記照明光の光量を調整可能とされた制御手段と、
を備えることを特徴とする車載用液晶表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、パネル輝度検出器の検出結果が前記照度検出器が検出した照度に対応する輝度として不適正であることを検出したら、バックライトユニットの内蔵光源の光量および／または外光光源の光量を調整し、液晶パネルの輝度を適正な輝度とする制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の車載用液晶表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記液晶パネルの照明光となる光の光量を増やす調整を行なう際には、外光光源の調整のみで液晶パネルの輝度を照度検出器が検出した照度に対応させた適正な輝度とすることができない場合に前記内蔵光源の光量を調整し、前記液晶パネルの照明光となる光の光量を減らす調整を行なう際には、内蔵光源の調整のみで液晶パネルの輝度を照度検出器が検出した照度に対応させた適正な輝度とすることができない場合に前記外光光源の光量を調整する制御を行なうことを特徴とする請求項２に記載の車載用液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、視認性を担保するべく、周囲の明るさに応じて液晶パネルの表示画面の輝度を自動調整可能とされたバックライトユニットを備える車載用液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のコンソールに配設された各種計器やナビゲーションシステム等の表示部として、液晶パネルの背面側にバックライトユニットが配設された液晶表示装置が利用されている。
【０００３】
前記バックライトユニットは、前記液晶パネルの背面に導光板を配設するとともに前記導光板の側端面に光源としての複数個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を配設し、このＬＥＤの出射光を導光板内に導いて前記導光板の表面から照明光として液晶パネルヘ出射させるように構成されている。
【０００４】
ところで、液晶表示装置には、従来から消費電力の削減を図る要請がある。  単に、低消費電力とするためには、バックライトの輝度を低くすれば、電源における消費電力を低減することができる。しかしながら、透過型の液晶表示装置においては、バックライトの輝度を低くすると、液晶パネルの表示画面での輝度及びコントラスト等の表示品質に直接的に影響を与えてしまうことになる。従って、表示品質を維持し或いは更に向上しなければならない現状において、消費電力を抑えるために単に光量を低くすることはできない。
【０００５】
そこで、液晶表示装置に集光機能を付加し、ＬＥＤによるバックライトの光量を補うことで、消費電力を低く抑えつつ明るい表示を可能とするための構成が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１に開示された液晶表示装置は、小型の撮影装置に用いられる液晶表示装置を例示し、利用者が、集光機能により取り込まれる太陽光の光量が、液晶表示装置の表示画面における撮影対象を認識できる程度の光量以上であり、実用上問題がないと判断したときに、バックライトを消灯させて低消費電力化を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−６８９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、車載用液晶表示装置においては、自動車がトンネル内を通過する時など、利用者（運転者）がその都度太陽光を利用した表示の可否を判断して、バックライトユニットの光源をＬＥＤ等のバックライトと外光とを切換える操作を行なうことは現実的ではなく、自動車の運転操作の安全面からも不適である。
【０００９】
また、車載用液晶表示装置においては、周囲が明るい場所でも十分な品質の液晶表示を行う必要がある。そして、そのためには、十分な輝度のバックライトが必要である。
【００１０】
つまり、車載用液晶表示装置においては、１０万ルクス程度の大変に明るい照度の太陽光が表示画面に照射されるような場合も想定される。その場合、液晶パネルの表示画面は相対的に輝度が低下し、非常に見にくい表示画面となる。この対策として、従来は、バックライトユニットのＬＥＤの電流を増加させたり、ＬＥＤの配設数を予め増加させて導光板への入射光の光量を増加させることが提案されていたが、いずれも消費電力の増加を伴ない、低消費電力の要請に反するものであった。
【００１１】
本発明の目的は、液晶パネルの配設周囲の照度に応じ、液晶表示装置のバックライトユニットの光源としての内蔵光源と外光光源とを自動的に選別・調整して、液晶パネルの輝度を調整し、良好な視認性を得ることができる表示を行なうとともに、低消費電力の要請に応えることのできる車載用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】
【００１２】
前記の課題を解決するため、本発明の車載用液晶表示装置は、表示観察面を備えた透過型の液晶パネルと、前記液晶パネルの反表示観察面に対向させて配設された導光板、前記液晶パネルの照明光となる光を前記導光板に出射する内蔵光源および外光光源、前記外光光源の光量を調整する調光手段および／または前記内蔵光源の光量を調整する調光手段を備えるバックライトユニットと、前記液晶パネルの表示観察面における周囲照度を測定する照度検出器と、前記液晶パネルの輝度を測定するパネル輝度検出器と、前記照度検出器およびパネル輝度検出器の検出結果により、前記バックライトユニットの調光手段を制御して前記照明光の光量を調整可能とされた制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、前記制御手段は、パネル輝度検出器の検出結果が前記照度検出器が検出した照度に対応する輝度として不適正であることを検出したら、バックライトユニットの内蔵光源の光量および／または外光光源の光量を調整し、液晶パネルの輝度を適正な輝度とする制御を行なうことを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記制御手段は、前記液晶パネルの照明光となる光の光量を増やす調整を行なう際には、外光光源の調整のみで液晶パネルの輝度を照度検出器が検出した照度に対応させた適正な輝度とすることができない場合に前記内蔵光源の光量を調整し、前記液晶パネルの照明光となる光の光量を減らす調整を行なう際には、内蔵光源の調整のみで液晶パネルの輝度を照度検出器が検出した照度に対応させた適正な輝度とすることができない場合に前記外光光源の光量を調整する制御を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車載用液晶表示装置によれば、その周囲照度の変化に応じて、最適な輝度を確保し、常に良好な視認性の表示を行なうことができる。また、外光光源を優先させてバックライトユニットから出射される照明光として用いる構成とすることで、低消費電力化をはかることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の車載用液晶表示装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態に係る車載用液晶表示装置（以下、単に、液晶表示装置という）１は、公知の構成とされた透過型の液晶パネル２を備えている。すなわち、前記液晶パネル２は、周辺シール材４を介して圧着された一対の透明基板３（３Ａ，３Ｂ）を有しており、一対の透明基板３のうち、表示観察面側に配置された透明基板３Ａの内面には、透明電極（図示せず）が形成されている。また、反表示観察面側に配置された透明基板３Ｂの内面には、カラーフィルタ層、平滑化層および透明電極（いずれも図示せず）が順次積層されている。そして、各透明基板３Ａ，３Ｂに形成された透明電極上には配向膜（図示せず）が設けられている。また、各透明基板３Ａ，３Ｂの相互に対向する面における周辺部分には前記周辺シール材４が配設されており、この周辺シール材４によって囲繞された空間内には、液晶（図示せず）および複数のスペーサ（図示せず）が配設されている。
【００１８】
また、液晶表示装置１は、この液晶パネル２の反表示観察面側に配置され、前記液晶パネル２に対し、後述する光源の光を照射光として照射するバックライトユニット７を備えている。
【００１９】
前記バックライトユニット７は、前記液晶パネル２の背面となる反表示観察面と対向させて配設される導光板８を備えている。そして、本実施形態において、前記バックライトユニット７は、前記導光板８の表面から照明光として前記液晶パネル２ヘ出射させる光の光源として、内蔵光源９と、外光光源１０との２通りの光源を備えている。
【００２０】
前記内蔵光源９は、前記導光板８の側端面に配設された複数個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１からなり、このＬＥＤ１１の出射光が導光板８の内部に導かれ、前記導光板８の表面から照明光として液晶パネル２ヘ出射するように構成されている。なお、内蔵光源９としては、このＬＥＤ１１に限るものではなく、白熱球や蛍光管等、その種類に特に制限はなく、その配設位置も、導光板の側端部に限るものでもない。
【００２１】
また、前記外光光源１０は、外光を取り入れるための採光口１２と、その採光口１２から入射した外光を前記導光板８へ導くための光伝送手段１３とを備え、この採光口１２から採り入れた外光が導光板８の内部に導かれ、前記導光板８の表面から照明光として液晶パネル２ヘ出射するように構成されている。なお、前記光伝送手段１３は、例えば、採光口１２と導光板８とを繋ぐ導光管、ミラー、プリズム、光ファイバ等を例示することができるが、その種類に特に制限はない。
【００２２】
また、バックライトユニット７は、調光手段１４として、前記内蔵光源９の光量を調整するための第１調光手段１５（制御回路）と、前記外光光源１０の光量を調整するための第２調光手段１６とを備えており、前記第１調光手段１５によって、内蔵光源９の明るさが制御され、第２調光手段１６によって、外光光源１０の明るさが制御されるように構成されている。
【００２３】
例えば、第１調光手段１５は、光源の電気回路に配設された電圧調整用のドライバであってもよく、単に、内蔵光源９を点灯、消灯するだけのスイッチであってもよい。
【００２４】
第２調光手段１６としては、様々な態様が考えられる。例えば、光伝送手段１３として導光管を用いる場合は、前記導光管を開閉可能なシャッタ式の機構をもって第２調光手段１６とし、単に外光の採光を外光光源１０として利用するか、しないかを切換えてもよい。また、光伝送手段１３としてミラーやプリズムを利用する場合は、第２調光手段１６として、前記採光口１２から導光板８に至る光路上に１枚の外光調整用液晶パネルを介在させるとともに、その外光調整用液晶パネルの駆動電気回路に電圧調整用のドライバを配設し、外光調整用液晶パネルの光透過率を電圧（電気信号）で変化させて、外光光源１０の光量を調整するようにすることもできる。光伝送手段１３として光ファイバを用いる場合も同様に、電気信号を用いて光量を絞るようにすることもできる。
【００２５】
さらに、液晶表示装置１は、液晶パネル２の表示観察面の照度を測定する照度検出器１７、液晶パネル２の表示観察面の輝度を測定するパネル輝度検出器１８、並びに、前記照度検出器１７およびパネル輝度検出器１８の検出結果を勘案してバックライトユニット７の調光手段１４を制御可能とされた制御手段（コントローラ）２０を備える。
【００２６】
前記照度検出器１７は、液晶パネル２の表示観察面側において、表示観察面の周囲に照射される外光の照度（周囲照度）を測定するフォトダイオード等のセンサである。
【００２７】
また、パネル輝度検出器１８は、液晶パネル２の表示観察面側において、液晶パネル２を通して発光される光の輝度を測定するフォトダイオード等のセンサである。透過型液晶パネル２においては、液晶パネル２の反表示観察面とバックライトユニット７との間に配設されていてもよい。
【００２８】
前記制御手段２０は、照度検出器１７およびパネル輝度検出器１８とそれぞれ電気回路を介して接続されている。そして、パネル輝度検出器１８が検出した輝度と、照度検出器１７が検出した照度とを参照し、その結果に基づいて、バックライトユニット７の調光手段１４を制御し、液晶パネル２の表示を視認しやくするように構成されている。
【００２９】
本実施形態において、前記制御手段２０は、パネル輝度検出器１８の検出結果が前記照度検出器１７が検出した照度に対応する輝度として不適正であることを検出したら、バックライトユニット７の内蔵光源９の光量および／または外光光源１０の光量を調整し、液晶パネル２の輝度を適正な輝度とする制御を行なう。具体的には、前記制御手段２０は、良好な視認性を得るための表示観察面の照度に対応させた液晶パネル２の輝度の許容範囲（以下、理想輝度範囲という）を求め、パネル輝度検出器１８の検出結果が、照度検出器１７が検出した照度に対応させた前記理想輝度範囲にあるか否かを判断し、その結果に基づいて、内蔵光源９の明るさを前記第１調光手段１５によって制御し、また、外光光源１０の明るさを第２調光手段１６によって制御することができる。
【００３０】
その際、前記理想輝度範囲を予めデータテーブルとして参照可能に記憶・管理しておき、照度検出器１７が照度を検出する都度、このデータテーブルを参照し、パネル輝度検出器１８の検出結果を照合し、適宜、内蔵光源９の明るさおよび／または外光光源１０の明るさを、前記第１調光手段１５および／または第２調光手段１６によって制御するようにしてもよい。
【００３１】
このように、液晶パネル２の表示観察面の照度との関係を考慮して、液晶パネル２の表示観察面の輝度を調整することで、常に液晶パネル２の良好な視認性を確保することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態において、前記制御手段２０は、バックライトユニット７から液晶パネル２へ照射される光として、外光光源１０を内蔵光源９に優先させて利用する制御を行なう。
【００３３】
つまり、前記制御手段２０は、前記液晶パネル２の照明光となる光の光量を増やす調整を行なう際には、外光光源１０の調整のみで液晶パネル２の輝度を照度検出器１７が検出した照度に対応させた適正な輝度とすることができない場合に、前記内蔵光源９の光量を調整することとする。逆に、前記液晶パネル２の照明光となる光の光量を減らす調整を行なう際には、内蔵光源９の調整のみで液晶パネル２の輝度を照度検出器１７が検出した照度に対応させた適正な輝度とすることができない場合に、前記外光光源１０の光量を調整する制御を行なう。
【００３４】
具体的には、前記第２調光手段１６が、外光を外光光源１０として利用するか、しないかを切換える機構であれば、外光を利用するように切換える。
【００３５】
また、外光の光量を調整可能なものであれば、採光口１２から採り入れた光を全て利用する。そして、その外光光源１０のみを利用した状態で液晶パネル２の表示観察面の輝度が、液晶パネル２の表示観察面の照度との関係において良好な視認性を得るために必要な輝度に足りない場合に、内蔵光源９を補充的に駆動させる。
【００３６】
このように、外光光源１０を優先させてバックライトユニット７に用いる構成とすることで、低消費電力化の要請に応えることができる。
【００３７】
そして、刻々と変化する液晶パネル２の周囲照度を前記照度検出器１７が測定し、制御手段２０は、パネル輝度検出器１８が測定する液晶パネル２の輝度が、前記液晶パネル２の周囲照度に対応する液晶パネル２の輝度として、良好な視認性を得るために適切な輝度であるか否かを判断し、不適正なものであれば、バックライトユニット７の調光手段１４を制御して照明光の光量を調整し、光量調整の結果を、前記輝度検出器が測定する液晶パネル２の輝度として制御手段２０へフィードバックさせ、また、前記照度検出器１７が測定した液晶パネル２の周囲照度に対応する液晶パネル２の輝度として、良好な視認性を得るために適切な輝度であるか否かを判断するといった制御管理を繰り返し行うことで、本実施形態の車載用液晶表示装置は、その周囲照度の変化に応じて、最適な輝度を確保し、常に良好な視認性の表示を行なうことができる。
【００３８】
例えば、本実施形態の液晶表示装置１は、液晶パネル２の表示観察面の照度が低いとき、すなわち、液晶パネル２の周囲環境が暗いときは、利用できる外光の光量にも限りがあるが、液晶パネル２の表示を視認するために必要な輝度を得るに足りない分の明るさ（光量）のみを内蔵光源９で補うことで、過分な電力を使うことなく、良好な視認性を確保することができる。
【００３９】
また、液晶パネル２の表示観察面の照度が極めて高いとき、すなわち、液晶パネル２の周囲環境が眩しい程に明るいときには、液晶パネル２の表示画面も高い輝度としなければ良好な視認性を確保することが難しく、採光口１２から採り入れる外光のみの光量では足りない場合も想定されるが、その場合にも、液晶パネル２の表示を視認するために必要な輝度を得るに足りない分の明るさ（光量）を内蔵光源９で補うことで、過度な電力を使うことなく、良好な視認性を確保することができる。そして、バックライトユニット７から出射され、液晶パネル２内を透過する光が、表示観察面を照射する光よりも勝ることで表示観察面の表示を視認し易くすることができる。
【００４０】
さらに、例えば、液晶パネル２の表示観察面が日陰に向いており、照度検出器１７が検出する照度は低いが、採光口１２には直射光が差し込んでおり、外光光源１０として十分な光量が確保できる場合等には、外光光源１０の明るさを第２調光手段１６が制御してその光量を絞ることにより、適正な輝度（２００ｃｄ／ｍ２程度）とすることができ、内蔵光源９を全く利用することなく、良好な視認性を確保することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  液晶表示装置
２  液晶パネル
３  透明基板
３Ａ  （表示観察面側）透明基板
３Ｂ  （反表示観察面側）透明基板
４  周辺シール材
７  バックライトユニット
８  導光板
９  内蔵光源
１０  外光光源
１１  ＬＥＤ
１２  採光口
１３  光伝送手段
１４  調光手段
１５  第１調光手段
１６  第２調光手段
１７  照度検出器  
１８  パネル輝度検出器
２０  制御手段
【図１】
2013156491.tif 000003