(57)【要約】【課題】ホトセンサは、同じ外光であっても検出される照度出力特性に、ばらつきがあり、また、対数特性センサの場合には、対数／リニア変換処理を行う必要がある。【解決手段】ホトセンサ１００からのアナログ電流１０６をＡＤ変換回路１０１にてデジタル照度データ１０７に変換する。キャリブレーション回路１０２は、デジタル照度データ１０７のオフセットと傾きを調整すると共に、対数特性センサの場合には、デジタル照度データ１０７をリニア変換して、補正後の照度データ１０８を出力する。この照度データ１０８に基づいて、ＬＣＤドライバ１０３は表示パネル１０５を駆動し、バックライト１０４はその輝度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外光を検出するセンサを備えた表示装置において、
前記センサのばらつきを補正するキャリブレーション回路を設け、
前記キャリブレーション回路から出力される照度データの出力特性がリニアであることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記センサから出力される照度データの出力特性が、対数特性又はリニア特性であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
前記センサから出力される照度データの出力特性が対数特性である場合に、前記キャリブレーション回路は、前記センサから出力される照度データを、目標とする対数特性の照度データへ補正し、補正後の対数特性の照度データをリニア特性へ変換することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の表示装置において、
前記センサのばらつきは、最小検出照度におけるオフセットと出力される照度データの傾きであることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の表示装置において、
前記センサは、ＴＦＴで構成され、そのゲートとソースとを接続したダイオード接続のＴＦＴであることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の表示装置において、
前記センサは、ＴＦＴで構成され、そのゲートを制御することによって、最小検出照度におけるオフセットを調整することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の表示装置において、
前記キャリブレーション回路は、予め測定された照度データを、目標とする出力特性の照度データと比較し、その差分に基づいて、前記センサの照度データを補正するためのオフセットと傾きを算出することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
マトリクス状に複数の画素が配置された表示パネルと、前記画素を駆動するＬＣＤドライバと、前記表示パネルを照射するバックライトと、外光を検出するセンサとを備えた表示装置において、
前記センサのばらつきを補正するキャリブレーション回路を設け、
前記キャリブレーション回路から出力されるリニアな照度データに基づいて、前記ドライバは前記画素を駆動すると共に前記バックライトの輝度を制御することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の表示装置において、
前記キャリブレーション回路は、前記センサからの照度データをリニアに変換するリニア変換回路と、リニアに変換された照度データのばらつきを補正するためのばらつき補正パラメータ設定回路と、このばらつき補正パラメータ設定回路で設定されたパラメータを用いてリニアに変換された照度データのオフセットを調整するオフセット調整回路と、前記ばらつき補正パラメータ設定回路で設定されたパラメータを用いてオフセットが調整された照度データの傾きを調整する傾き調整回路とを備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示装置において、
前記ばらつき補正パラメータ設定回路で設定されたパラメータをＲＯＭに書き込むことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の表示装置において、
前記リニア変換回路とばらつき補正パラメータ設定回路は、ＲＯＭに格納されたリニア変換用のパラメータを用いることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の表示装置において、
前記センサが対数特性の場合には、センサからの照度データをリニア変換した照度データを選択し、前記センサがリニア特性の場合には、センサからの照度データを選択するセレクタを設けたことを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
マトリクス状に複数の画素が配置された表示パネルと、前記画素を駆動するＬＣＤドライバと、前記表示パネルを照射するバックライトと、外光を検出するセンサとを備えた表示装置において、
前記センサのばらつきを補正するキャリブレーション回路を設け、
前記キャリブレーション回路から出力されるリニアな照度データに基づいて、前記ドライバは前記画素を駆動すると共に前記バックライトの輝度を制御し、
前記キャリブレーション回路から出力される制御電圧に基づいて、前記センサを制御することを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の表示装置において、
前記キャリブレーション回路は、前記センサからの照度データをリニアに変換するリニア変換回路と、リニアに変換された照度データのばらつきを補正するためのばらつき補正パラメータ設定回路と、このばらつき補正パラメータ設定回路で設定されたパラメータを用いてリニアに変換された照度データのオフセットをフィードバック調整するフィードバックオフセット調整回路と、前記ばらつき補正パラメータ設定回路で設定されたパラメータを用いてオフセットが調整された照度データの傾きを調整する傾き調整回路とを備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の表示装置において、
前記フィードバックオフセット調整回路は、前記センサのオフセットを制御する制御電圧を出力することを特徴とする表示装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載の表示装置において、
前記センサは、ＴＦＴで構成され、そのゲート電圧、ソース電圧、ドレイン電圧のいずれかの電圧を制御することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外光センサ（例えば、ホトセンサ）を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周辺照度に応じてバックライトの輝度や表示映像を制御する目的で、ホトセンサによって外光照度を検出する方法が注目されている。下記特許文献１には、周囲の照度を計測して照度情報を出力する照度検出手段と、この照度情報に応じて、表示装置の表示輝度を制御する手段と、キーボードのバックライト輝度を制御する手段を備え、環境光の状態を検出して、情報機器の表示装置やキーボードの点灯照度を制御して、使用者が快適に使用することができることが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２６５４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ホトセンサは、個体間やその他の要因で、同じ外光であっても検出される照度出力特性に、ばらつきが生じるため、出荷時に、ばらつき補正を行う必要がある。また、ホトセンサの照度出力特性には、リニア特性と対数特性が存在し、対数特性センサの場合には、対数／リニア変換処理を行う必要がある。
【０００４】
そこで、本発明は、外光を検出するセンサのばらつき補正とリニア変換処理を一連の過程として行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、個々の表示装置に備えられた外光を検出するセンサ（例えば、ホトセンサ）のばらつきを補正するキャリブレーション回路を設け、その入力の信号特性に関わらずその出力をリニアとすることを特徴とする。なお、ホトセンサのばらつきとは、例えば、ホトセンサへの最小検出照度におけるホトセンサから出力される照度データのばらつき（オフセットのばらつき）であり、また、ホトセンサへの検出照度を何点か変えた場合のホトセンサから出力される照度データの傾きのばらつきである。
【０００６】
このように、キャリブレーション回路からの出力をリニアとすることで、外光に応じた以後の回路の制御、例えば、ＬＣＤドライバやバックライトの制御が簡略化される。
【発明の効果】
【０００７】
以上、本発明によると、次の（１）（２）（３）の効果を奏する。
（１）外光を検出するセンサの個体間ばらつきの補正とリニア変換処理によって、ホトセンサの出力特性を全て一様なリニア特性とできるため、後段の回路ブロックにおいて照度データの特性を考慮する必要がない。
（２）数点の照度を事前に測定することで、ばらつき補正を行うことができるため、製品出荷時におけるばらつき補正処理の負担が少ない。
（３）外光を検出するセンサの個体間ばらつきの補正とリニア変換処理を一連の過程として行うことで、リニア変換処理のパラメータを複数保持する必要がなく、回路規模を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本実施例の表示装置の概略図である。図１において、表示装置の周辺外光を検出するホトセンサ１００は、周辺外光に応じてアナログ電流１０６を出力する。このアナログ電流１０６は、ＡＤ変換回路１０１にて、デジタル照度データ１０７に変換される。ここで、ホトセンサ１００は、基本的には表示パネル１０５と同じガラス基板上に設置される。ＡＤ変換回路１０１から出力されるデジタル照度データ１０７は、キャリブレーション回路１０２で補正され、補正後の照度データ１０８を出力する。この補正後の照度データ１０８に基づいて、ＬＣＤ（液晶表示装置）ドライバ１０３は、表示パネル１０５にマトリクス状に配置された複数の液晶画素を駆動するための画像信号を処理したり、表示パネル１０５を照射するバックライト１０４の輝度を制御したりする。
【００１０】
図２は、図１に示すホトセンサ１００の一般的な構成図である。図２において、ホトセンサ１００は、アモルファスシリコン又は低温ポリシリコンプロセスのＴＦＴ２００で構成される。このＴＦＴ２００は、そのドレイン２０１が電源ＶＤＤに接続され、ゲートとソースが接続されたダイオード接続となっている。ダイオード接続されたＴＦＴ２００からの出力電流Ｉｏは周辺の光の明るさ（照度）によって増減する。
【００１１】
図３は、図１に示すキャリブレーション回路１０２のブロック図である。図３において、キャリブレーション回路１０２は、主に、ばらつき補正パラメータ設定回路３００と、オフセット調整回路３０１と、傾き調整回路３０２と、ホトセンサが対数特性の場合に、リニア特性へと変換するリニア変換回路３０３で構成される。
【００１２】
まず、ホトセンサ１００のばらつき補正処理は、ばらつき補正パラメータ設定回路処理部３００と、オフセット調整回路３０１と、傾き調整回路３０２とを用いて行う。
【００１３】
このばらつき補正処理は、キャリブレーション回路１０２から出力される補正後の照度データ１０８の特性を予め目標とする特性に設定し、キャリブレーション回路１０２に入力されるＡＤ変換回路１０１からのデジタル照度データ１０７を、予め目標とする特性に均一化するために、オフセット調整回路３０１でのオフセット調整処理、傾き調整回路３０２での傾き調整処理の２段階の過程で行う。
【００１４】
この際、ばらつき補正パラメータ設定回路３００によって、予めｎ（ｎ≧１）点の照度における照度データを測定し、その測定結果からオフセット調整処理用及び傾き調整処理用のパラメータを算出して、ＲＯＭ＿Ａ３０４に書き込む。ｎ点の設定方法は、ＲＯＭ＿Ｂ３０５に格納されているリニア変換用のパラメータを用いて設定する。なお、補正精度を高めるためにはｎを増やせばよいが、ｎを増やすと回路規模が増加する。よって、ｎは１０点以下であるのが好ましい。
【００１５】
次に、リニア変換回路３０３は、ホトセンサが対数特性の場合に、デジタル照度データ１０７をリニア特性へと変換する。セレクタ３０６は、ホトセンサが対数特性の場合には、リニア変換回路３０３の出力を選択し、ホトセンサがリニア特性の場合には、デジタル照度データ１０７を選択する。ＲＯＭ＿Ｂ３０５には、対数特性からリニア特性とするためのリニア変換用のパラメータが格納されている。この選択は、外部のＭＰＵによって選択してもよいし、レジスタを設け、レジスタに値を設定することによって選択してもよい。
【００１６】
図４は、ＡＤ変換回路１０１によって得られたホトセンサ１００からの照度データ特性に関するグラフである。図４（１）が照度に対しての照度データが単調に増加するリニア特性であり、図４（２）が照度に対しての照度データが対数グラフのような特性となる対数特性である。このように、ホトセンサ１００には、リニア特性と対数特性があるが、本実施例では、後段のＬＣＤドライバ１０３などで演算に利用し易いリニア特性となるように照度データ特性を補正する。
【００１７】
図５は、ＡＤ変換後の照度データ１０７における、対数特性のホトセンサ１００のばらつきを示した図である。図５（１）に示すように、対数特性のホトセンサでは、目標とする照度データの出力特性６００に対して、例えば、実際の照度データの出力特性６０１のように照度データがばらつく。なお、上記の目標とする照度データとは、ＲＯＭ＿Ｂ３０５に格納されているリニア変換用のパラメータを用いたリニア変換処理によって、照度と補正後の照度データ１０８が１対１で対応するリニア特性へと変換することが可能な対数特性の照度データとする。この図５（１）を、横軸を目標とする照度データに変えてグラフを再プロットすると、目標とする照度データの出力特性６００と実際の照度データの出力特性６０１の間には、図５（２）に示すような線形に近い特性がある。
ホトセンサが対数特性の場合には、目標とする照度データの出力特性も対数特性を使用し、ホトセンサがリニア特性の場合には、目標とする照度データの出力特性もリニア特性を使用するのが好ましい。
【００１８】
図６は、図３に示すばらつき補正パラメータ設定回路３００において、セレクタ３０６から出力される実際の照度データを予め測定する点を示した図である。図６では、直線状の点、例えば、３点（Ａ’点，Ｂ’点，Ｃ’点）の照度データを測定する。なお、Ａ’点は、オフセットを測定するために、検出照度レンジの最小値である最小検出照度とするのが好ましいが、Ａ’点，Ｂ’点，Ｃ’点から最小値を推測できる場合は、Ａ’点は最小検出照度でなくてもよい。ばらつき補正パラメータ設定回路３００は、Ａ’点，Ｂ’点，Ｃ’点で測定した実際の照度データを、ＲＯＭ＿Ｂ３０５に格納されている同じ照度データにおける目標とする照度データ（Ａ点，Ｂ点，Ｃ点）と比較し、ホトセンサ１００のオフセットと傾きを検出し、オフセットパラメータと傾きパラメータを生成して、ＲＯＭ＿Ａ３０４に書き込む。このオフセットパラメータはオフセット調整回路３０１で利用され、傾きパラメータは傾き調整回路３０２で利用される。目標とする出力特定は、予め測定した点から推測できる最大検出照度に一致又は類似（所定範囲内）する最大照度を持つ出力特定を選択してもよいし、予め測定した点に近似した対数特性又はリニア特性を近似演算によって算出してもよい。
【００１９】
図７は、オフセット調整回路３０１でのオフセット調整処理方法の説明図である。図７において、Ａ’点の実際の照度データを目標とする照度データであるＡ点に合わせるために、Ａ’点とＡ点と間の照度データの差であるオフセット（Ａ’−Ａ）を、実際の照度データの出力特性６０１から一様に減算して、オフセット調整後の照度データの出力特性８００とする。このオフセット（Ａ’−Ａ）は、図６で説明したように、オフセットパラメータとして、既にＲＯＭ＿Ａ３０４に格納されているので、オフセット調整回路３０１は、このオフセットパラメータを用いて、セレクタ３０６から出力される実際の照度データのオフセットを調整する。
【００２０】
図９は、傾き調整回路３０２での傾き調整方法の説明図である。図９において、オフセット調整後の照度データの出力特性８００に、傾きとしての係数γと乗算を行い、オフセット調整後の照度データの出力特性８００の傾きを、目標値とする照度データの出力特性６００の傾きに合わせる。ただし、オフセット調整後の照度データの出力特性８００は、完全な直線とはならないため、係数γは各測定点間で切り換える。ここでは、Ａ’点とＢ’点との間の係数をγ０とし、Ｂ’点とＣ’点との間の係数をγ１とし、Ｃ’点からの係数をγ２とした。これら傾きとしての係数γは、図６で説明したように、傾きパラメータとして、既にＲＯＭ＿Ａ３０４に格納されているので、傾き調整回路３０２は、この傾きパラメータを用いて、オフセット調整回路３０１から出力される照度データの傾きを調整して出力する。
【実施例２】
【００２１】
図９は、本実施例の表示装置の概略図である。図９において、図１に示すＡＤ変換回路１０１、ＬＣＤドライバ１０３、バックライト１０４、表示パネル１０５は共通である。本実施例では、キャリブレーション回路１００１が、ＤＡ変換回路１００２への制御信号１００４を生成し、ＤＡ変換回路１００２は、ホトセンサ１０００に印加する電圧１００３を変化させる。
【００２２】
図１０は、図９に示すホトセンサ１０００とキャリブレーション回路１００１の構成図である。図１０において、ホトセンサ１０００として用いたＴＦＴ１１００のゲート１１０２をＤＡ変換回路１００２から制御できる構成とする。ここでは、ＤＡ変換回路１００２からＴＦＴ１１００のゲート１１０２への電圧１００３を制御しているが、ＴＦＴ１１００のドレイン１１０１又はソース１１０３への電圧を制御してもよい。キャリブレーション回路１１０１は、実施例１でのオフセット調整回路３０１をフィードバックオフセット調整回路１１０４に変更した以外は、実施例１と同じ構成である。ホトセンサ１０００は、そのゲート１１０２の電圧１００３が変化すると出力電流Ｉｏが変化し、ＡＤ変換回路１０１の出力１０７が増減する。この特性を利用して、フィードバックオフセット調整回路１１０４では、ホトセンサ１０００に印加する電圧を制御することで、オフセット調整を行う。
【００２３】
図１１は、図１０に示すフィードバックオフセット調整回路１１０４のフローチャートである。図１１に示すループ処理は、図６に示すＡ’点での実際の照度データとＡ点での最小検出照度である目標とする照度データとが一致するまで、フィードバックオフセット調整回路１１０４は、出力する制御電圧１００４を微調整する。このループ処理によって、微調整された制御電圧１００４を、図１０に示すＤＡ変換回路１００２に入力し、その出力電圧１００３を徐々に変化させることで、ＴＦＴ１１００のゲート１１０２への電圧が徐々に変化する。このようにして、ホトセンサ１０００からの出力電流Ｉｏを変化させることで、ホトセンサ１０００のオフセット調整を行うことができる。
【００２４】
図１２は、図１０に示すフィードバックオフセット調整回路１１０４のタイミングチャートである。図１２において、オフセット調整タイミングパルスに同期して、フィードバックオフセット調整回路１１０４は出力電圧１００４を出力し、この出力電圧１００４に基づいて、ホトセンサ１０００のゲートへの電圧１００３が制御される。次に、照度データサンプリングパルスに同期して、フィードバックオフセット調整回路１１０４の入力電圧１０７をサンプリングし、目標とする照度データの電圧と比較する。この比較動作を繰り返しながら、フィードバックオフセット調整回路１１０４の入力電圧が目標とする照度データの電圧に一致するまで、フィードバック制御を行う。
尚、本発明は、液晶表示装置に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る表示装置の実施例１の概略図。
【図２】図１に示すホトセンサ１００の一般的な構成図。
【図３】図１に示すキャリブレーション回路１０２のブロック図。
【図４】ホトセンサ１００の照度データ特性に関するグラフ。
【図５】リニア変換回路３０３でのリニア変換方法の説明図。
【図６】図３に示すばらつき補正パラメータ設定回路３００での測定点を示した図。
【図７】オフセット調整回路３０１でのオフセット調整処理方法の説明図。
【図８】傾き調整回路３０２での傾き調整方法の説明図。
【図９】本発明に係る表示装置の実施例２の概略図。
【図１０】図９に示すホトセンサ１０００とキャリブレーション回路１００１の構成図。
【図１１】図１０に示すフィードバックオフセット調整回路１１０４のフローチャート。
【図１２】図１０に示すフィードバックオフセット調整回路１１０４のタイミングチャート。
【符号の説明】
【００２６】
１００…ホトセンサ、１０１…ＡＤ変換回路、１０２…キャリブレーション回路、１０３…ＬＣＤドライバ、１０４…バックライト、１０５…表示パネル、２００…ＴＦＴ、３００…ばらつき補正パラメータ設定回路、３０１…オフセット調整回路、３０２…傾き調整回路、３０３…リニア変換回路、３０４…ＲＯＭ＿Ａ、３０５…ＲＯＭ＿Ｂ、３０６…セレクタ、１０００…ホトセンサ、１００１…キャリブレーション回路、１００２…ＤＡ変換回路、１１０４…フィードバックオフセット調整回路。
【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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