JP2000284281A - Liquid crystal display device with light collecting mechanism - Google Patents

Liquid crystal display device with light collecting mechanism

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JP2000284281A
JP2000284281A JP11089246A JP8924699A JP2000284281A JP 2000284281 A JP2000284281 A JP 2000284281A JP 11089246 A JP11089246 A JP 11089246A JP 8924699 A JP8924699 A JP 8924699A JP 2000284281 A JP2000284281 A JP 2000284281A
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light
liquid crystal
crystal display
voltage
contrast ratio
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Japanese (ja)
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Yutaka Marushita
裕 丸下
Makoto Shimizu
真 清水
Makoto Kitagawa
誠 北川
Yusuke Tsutsui
雄介 筒井
Takao Yoshimura
岳雄 吉村
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • G02—OPTICS
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133618—Illuminating devices for ambient light

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent visibility from deteriorating in a liquid crystal display(LCD) with a light collecting mechanism in the case external light quantity is varied. SOLUTION: A light receiving element 1 directly receives external light, turns on and off a light source 114 corresponding to its output and opens and closes a cover 121. Another light receiving element 2 is located inside a casing 120 of an LCD toward a backlight and receives external light introduced through a light collecting part 115 and internal light emitted by the light source 114. The LCD panel 100 automatically varies its brightness and contrast ratio corresponding to the output of the light receiving element 2 so as to improve its visibility.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集光機構を備えた
液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display (LCD) provided with a light collecting mechanism.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＬＣＤは、電圧制御により表示画像が作
成され、小型、薄型、低消費電力などの利点があり、Ｏ
Ａ機器、ＡＶ機器などの分野で実用化が進んでいる。図
１３はＬＣＤパネルの断面図である。第１のガラス基板
１０１上に各画素毎に画素電極１０２が形成され、これ
を覆って配向膜１０３が形成される。対向する第２のガ
ラス基板１０４上には複数の画素電極１０２に対向して
共通電極１０５が形成され、これを覆って配向膜１０６
が形成される。第１及び第２のガラス基板１０１、１０
４の間には、液晶１０７が封入されている。2. Description of the Related Art LCDs have advantages in that a display image is created by voltage control, small, thin, and low power consumption.
Practical application is progressing in the fields of A equipment, AV equipment, and the like. FIG. 13 is a sectional view of the LCD panel. A pixel electrode 102 is formed for each pixel on a first glass substrate 101, and an alignment film 103 is formed to cover the pixel electrode 102. A common electrode 105 is formed on the opposing second glass substrate 104 so as to face the plurality of pixel electrodes 102.
Is formed. First and second glass substrates 101, 10
Liquid crystal 107 is sealed between the four.

【０００３】液晶１０７は電気光学的に異方性を有して
いるので、画素電極１０２と共通電極１０５の間に電圧
を印加して液晶に電界を形成すると、電界強度に従って
光の透過率が変化する。この性質を利用し、画素毎に異
なる電圧を印加してその透過率を変化させ、背後から照
光部、いわゆるバックライトによって照らすことで、所
望の輝度を呈した画素の集合体として表示画像が作成さ
れる。Since the liquid crystal 107 has electro-optical anisotropy, when a voltage is applied between the pixel electrode 102 and the common electrode 105 to form an electric field in the liquid crystal, the light transmittance is changed according to the electric field intensity. Change. Utilizing this property, a different image is applied to each pixel to change its transmittance, and illuminated from behind by an illuminating unit, a so-called backlight, to create a display image as an aggregate of pixels with the desired luminance Is done.

【０００４】特に、携帯ＴＶ、ハンディビデオカメラ等
においてモニターとして用いられる場合には、屋外で使
用することが多く、豊富な外光を利用して表示画面の可
視化を図ることで総消費電力を大幅に低減した集光機構
付ＬＣＤが開発されている。In particular, when used as a monitor in a portable TV, a handy video camera, or the like, it is often used outdoors, and abundant external light is used to visualize a display screen, thereby greatly increasing the total power consumption. An LCD with a light-condensing mechanism that has been reduced to a low level has been developed.

【０００５】図１４はこのような集光機構付ＬＣＤの側
断面図である。ＬＣＤパネル１００に隣接して導光板１
１１、拡散部１１２、反射部１１３、光源１１４、集光
部１１５を備える照光部１１０、いわゆるバックライト
１１０が設置されている。ＬＣＤパネル１００及びバッ
クライト１１０は筐体１２０に覆われており、ＬＣＤパ
ネル１００の表示領域と集光部１１５が筐体１２０から
露出している。FIG. 14 is a side sectional view of such an LCD with a light condensing mechanism. Light guide plate 1 adjacent to LCD panel 100
An illumination unit 110 including a diffusion unit 112, a reflection unit 113, a light source 114, and a light collection unit 115, a so-called backlight 110 is provided. The LCD panel 100 and the backlight 110 are covered by the housing 120, and the display area of the LCD panel 100 and the light collector 115 are exposed from the housing 120.

【０００６】ＬＣＤパネル１００は上述した断面構造を
有し、また、制御回路を有しており、映像信号が入力さ
れるとそれに応じて各画素電極毎に印加する電圧を制御
して液晶の透過率を変化させる。The LCD panel 100 has the above-described cross-sectional structure, and has a control circuit. When a video signal is input, the voltage applied to each pixel electrode is controlled in accordance with the input video signal to transmit the liquid crystal. Change the rate.

【０００７】光源１１４は、背後にリフレクタ１１６を
配置したＬＥＤ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素
子、蛍光ランプ等である。導光板１１１はアクリル樹脂
やポリカーボネイト、ガラス等の透明材料が用いられ
る。拡散部１１２及び反射部１１３は、各々導光板１１
１の前面及び背面に設けられているが、導光板１１１に
拡散加工もしくは乱反射加工を施して一体化したもので
も良い。集光部１１５は、筐体１２０から露出した領域
から太陽光や室内の照明光のような外光をバックライト
１１０内に採り入れる。集光部１１５は、導光部１１１
に光学的に接続され、例えば導光板１１１と別体のレン
ズ、あるいは、導光板１１１と一体でレンズ加工された
ものが用いられる。[0007] The light source 114 is an LED, an EL (electroluminescence) element, a fluorescent lamp, or the like, having a reflector 116 disposed behind it. The light guide plate 111 is made of a transparent material such as acrylic resin, polycarbonate, or glass. The diffusion unit 112 and the reflection unit 113 are respectively provided on the light guide plate 11.
Although the light guide plate 111 is provided on the front surface and the back surface, the light guide plate 111 may be integrated by performing diffusion processing or irregular reflection processing. The light collector 115 takes in external light such as sunlight or indoor illumination light from the region exposed from the housing 120 into the backlight 110. The condensing unit 115 includes the light guiding unit 111
For example, a lens separate from the light guide plate 111 or a lens processed integrally with the light guide plate 111 is used.

【０００８】光源１１４から発せられた内部光、あるい
は、集光部１１５より採り入れられた外光は、導光板１
１１に伝えられ、反射部１１３にて乱反射される。乱反
射された光は、拡散部１１２にて一部が拡散され、ＬＣ
Ｄパネル１００に照射される。残りは再び反射部１１３
の方に反射される。このように、内部光あるいは集光部
１１５より導光板１１１へ導入された外光は、拡散部１
１２と反射部１１３間を往復しながら減衰して、図面水
平方向に進んでいく。ＬＣＤパネル１００は、自身で発
光することができず、このように背後から照射される光
を透過し、その透過率を制御して画像を表示する。[0008] The internal light emitted from the light source 114 or the external light taken in from the light collector 115 is
11 and is irregularly reflected by the reflector 113. The diffusely reflected light is partially diffused by the diffusion unit 112, and LC
The D panel 100 is irradiated. The rest is the reflection part 113 again.
It is reflected toward. As described above, the internal light or the external light introduced into the light guide plate 111 from the condensing unit 115 is transmitted to the diffusing unit 1.
The light attenuates while reciprocating between the reflector 12 and the reflector 113, and travels in the horizontal direction in the drawing. The LCD panel 100 cannot emit light by itself, and thus transmits light emitted from behind, and controls the transmittance to display an image.

【０００９】この構成では、晴れの日の屋外のような外
光が豊富な環境では、光源１１４を消灯して、集光部１
１５からの光のみによってＬＣＤパネル１００への照光
を行い、屋内のような外光が不十分な環境では、光源１
１４を点灯することで明るい表示画面を得るといった使
い方が可能となる。従って、消費電力の大きな光源１１
４の使用頻度が低下するので、総消費電力が低減され
る。In this configuration, in an environment where the outside light is abundant, such as outdoors on a sunny day, the light source 114 is turned off and the light collecting section 1 is turned off.
The light from the LCD panel 100 is illuminated only by the light from the light source 15.
Turning on 14 makes it possible to use a bright display screen. Therefore, the light source 11 having large power consumption
4, the frequency of use is reduced, so that the total power consumption is reduced.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ＬＣＤパネル１００の
表示品位は、コントラスト比と表示輝度に大きく依存す
る。コントラスト比は、透過率が最大となったときと最
小となったときの透過率の比である。コントラスト比が
高いほど画面はくっきりと見える。表示輝度は、画面の
明るさであり、液晶の最大透過率とバックライトの照度
によって決定する。バックライトの照度は、外光を採り
入れているときは、外光の明るさによって変動する。The display quality of the LCD panel 100 largely depends on the contrast ratio and the display luminance. The contrast ratio is a ratio of the transmittance when the transmittance becomes the maximum and the transmittance when the transmittance becomes the minimum. The higher the contrast ratio, the sharper the screen. The display luminance is the brightness of the screen and is determined by the maximum transmittance of the liquid crystal and the illuminance of the backlight. The illuminance of the backlight varies depending on the brightness of the external light when the external light is employed.

【００１１】液晶の透過率は画素電極１０２と共通電極
１０５とに印加される電位差によって制御されるが、従
来、ＬＣＤパネル１００へ供給される液晶駆動信号の電
圧印加範囲は、外光量が変化しても不変であった。Although the transmittance of the liquid crystal is controlled by the potential difference applied to the pixel electrode 102 and the common electrode 105, conventionally, the voltage application range of the liquid crystal drive signal supplied to the LCD panel 100 varies depending on the amount of external light. It was still unchanged.

【００１２】また、外光量が少ない環境下では、光源１
１４を点灯することにより、表面輝度を補っていた。し
かし、例えばＬＣＤを晴れた日の屋外を基準として輝度
やコントラストを設定すると、光源１１４の照度は、外
光に比較すると低い。このため、ＬＣＤの十分な輝度を
得るには、光源１１４の光量を晴れた日の屋外の外光に
匹敵する程度に多くする必要があり、消費電力を十分に
低減することができなかった。逆に、光源１１４を点灯
し、外光を遮断した時を基準として輝度やコントラスト
比を設定すると、例えば晴れた日の屋外などでは外光量
が過剰となって、液晶の透過率を最低として黒を表示し
ようとしても光を遮断しきれず、また、白を表示すると
きは透過光が強くなりすぎ、視認性が低下するという問
題がある。In an environment where the amount of external light is small, the light source 1
By turning on No. 14, the surface luminance was supplemented. However, for example, when the brightness and contrast of the LCD are set on the basis of the outdoors on a sunny day, the illuminance of the light source 114 is lower than that of the external light. For this reason, in order to obtain a sufficient brightness of the LCD, the light amount of the light source 114 needs to be increased to a level comparable to the outside light on a sunny day, and the power consumption cannot be reduced sufficiently. Conversely, when the light source 114 is turned on and the brightness and contrast ratio are set based on the time when the external light is blocked, the amount of external light becomes excessive when outdoors on a sunny day, for example, and the transmittance of the liquid crystal is minimized and the black level is reduced. However, there is a problem in that the light cannot be completely blocked when trying to display, and the transmitted light becomes too strong when displaying white, and the visibility is reduced.

【００１３】そこで本発明は、外光を採り入れる集光機
構付ＬＣＤにおいて、外光量に応じて自動的にＬＣＤパ
ネルの表示特性を変化させて視認性を向上させる事を目
的とする。Accordingly, an object of the present invention is to improve visibility by automatically changing the display characteristics of an LCD panel according to the amount of external light in an LCD with a light collecting mechanism that takes in external light.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために成され、一対の基板の対向面に形成された
液晶駆動用の電極に電圧を所定電圧範囲で印加して液晶
の透過率を制御することにより表示を行う液晶表示パネ
ルと、液晶表示パネルに隣接して設置され、外光を採り
入れる集光部及び光を発する光源を備えた液晶表示パネ
ルに光を照射する照光部とを有する液晶表示装置におい
て、照光部が液晶表示パネルに照射する光の強度に応じ
て出力する受光部を有し、受光部の出力に応じて液晶表
示パネルの表示特性が変化する集光機構付液晶表示装置
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and applies a voltage within a predetermined voltage range to a liquid crystal driving electrode formed on the opposing surfaces of a pair of substrates by applying a voltage to the liquid crystal. A liquid crystal display panel that performs display by controlling the transmittance, and an illuminating unit that is installed adjacent to the liquid crystal display panel and irradiates the liquid crystal display panel with a condensing unit that takes in external light and a light source that emits light. A light-collecting mechanism that has a light-receiving unit that outputs in accordance with the intensity of light emitted from the illuminating unit to the liquid-crystal display panel, and that changes the display characteristics of the liquid-crystal display panel according to the output of the light-receiving unit A liquid crystal display device.

【００１５】受光部は液晶表示パネルの基板上に、照光
部の方を向いて形成されている。The light receiving section is formed on the substrate of the liquid crystal display panel so as to face the illuminating section.

【００１６】また、受光部の出力に応じて液晶表示パネ
ルの最低透過率もしくはコントラスト比を変動させる。Further, the minimum transmittance or the contrast ratio of the liquid crystal display panel is changed according to the output of the light receiving section.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】図１（ａ）は、本発明の第１の実
施形態にかかる集光機構付ＬＣＤの側断面図、図１
（ｂ）はその平面図である。従来のＬＣＤと同様、ＬＣ
Ｄパネル１００に隣接して導光板１１１、拡散部１１
２、反射部１１３、光源１１４、集光部１１５を備える
照光部１１０、いわゆるバックライト１１０が設置され
ている。ＬＣＤパネル１００及びバックライト１１０は
筐体１２０に覆われており、ＬＣＤパネル１００の表示
領域と集光部１１５が筐体１２０から露出している。カ
バー１２１は、開閉自在に設置され、閉じると集光部１
１５を覆うことができる。FIG. 1A is a side sectional view of an LCD with a light collecting mechanism according to a first embodiment of the present invention.
(B) is a plan view thereof. Like conventional LCD, LC
The light guide plate 111 and the diffusion unit 11 are adjacent to the D panel 100.
2. An illuminating unit 110 including a reflecting unit 113, a light source 114, and a condensing unit 115, a so-called backlight 110 is provided. The LCD panel 100 and the backlight 110 are covered by the housing 120, and the display area of the LCD panel 100 and the light collector 115 are exposed from the housing 120. The cover 121 is installed so as to be openable and closable.
15 can be covered.

【００１８】外見上従来のＬＣＤと異なるのは、筐体１
２０の集光部１１５と同じ側面に受光素子１が設けられ
ている点である。受光素子１は、筐体１２０より外部に
露出し、外光の光量に応じた出力を行う。図２は本実施
形態で用いたフォトダイオードよりなる受光素子１の外
光量に対する出力電圧の変化を示す。フォトダイオード
の特性は、外光が２００ルクスを越えるあたりからと出
力電圧が増加し始め、１０キロルクス前後でのグラフの
傾きである電圧変化率が最大となり、１００キロルクス
程度まで電圧が上昇し続ける。受光素子１としては他
に、フォトトランジスタ、イメージセンサ、太陽電池等
を使用することができる。受光素子１の出力に応じ、光
源１１４は点灯、消灯し、カバー１２１が開閉される。What is different from the conventional LCD in appearance is the case 1
20 in that the light receiving element 1 is provided on the same side surface as the light condensing section 115. The light receiving element 1 is exposed to the outside from the housing 120 and performs an output according to the amount of external light. FIG. 2 shows a change in the output voltage with respect to the external light amount of the light receiving element 1 composed of the photodiode used in the present embodiment. Regarding the characteristics of the photodiode, the output voltage starts to increase when the external light exceeds 200 lux, and the voltage change rate, which is the slope of the graph around 10 klux, becomes the maximum, and the voltage continues to increase to about 100 klux. In addition, a phototransistor, an image sensor, a solar cell, or the like can be used as the light receiving element 1. According to the output of the light receiving element 1, the light source 114 is turned on and off, and the cover 121 is opened and closed.

【００１９】また、第２の受光素子２が、バックライト
１１０に隣接した筐体１２０内部に設けられている。第
２の受光素子２は受光素子１と同様、フォトダイオード
やフォトトランジスタ等よりなり、バックライト１１０
上にＬＣＤパネル１００と並んで設置されている。第２
の受光素子２は図１（ａ）で下を向いて設置され、図３
に示すように、例えばＬＣＤパネル１００のガラス基板
１０４上で、液晶１０７の封止部１０８の外側領域に画
素電極１０２や、それを駆動するためのＴＦＴ等と共に
作り込まれている。受光素子２の構造は（特にフォトト
ランジスタであれば）、ＴＦＴと類似した構造であるの
で、ＴＦＴと共に作り込めば製造工程が併用できる。受
光素子２は、集光部１１５から取り込んだ外光と光源１
１４が発する内部光を受光して、ＬＣＤパネル１００に
照射される照射光量を測定する。受光素子２の出力に応
じ、ＬＣＤパネル１００は表示輝度やコントラスト比を
変化させる。Further, the second light receiving element 2 is provided inside the housing 120 adjacent to the backlight 110. Like the light receiving element 1, the second light receiving element 2 includes a photodiode, a phototransistor, and the like.
It is installed alongside the LCD panel 100 above. Second
The light receiving element 2 of FIG. 1 is installed facing downward in FIG.
As shown in FIG. 7, for example, on a glass substrate 104 of an LCD panel 100, a pixel electrode 102 and a TFT for driving the pixel electrode 102 are formed in a region outside a sealing portion 108 of a liquid crystal 107. The structure of the light receiving element 2 (especially a phototransistor) is similar to that of a TFT. The light receiving element 2 includes the external light taken in from the light collector 115 and the light source 1.
The internal light emitted by 14 is received, and the amount of light applied to LCD panel 100 is measured. The LCD panel 100 changes the display brightness and the contrast ratio according to the output of the light receiving element 2.

【００２０】第２の受光素子２の出力電圧特性は、例え
ば外光量が１００キロルクスの時に光源１１４を点灯し
た状態で、出力電圧が最大値（Ｖ4）になるように設定
され、その概形は、図２に示した特性図とほぼ同様に変
化する。最大値を出力する受光量は、ＬＣＤパネル１０
０に照射される照射光量の最大値であるとよいが、最大
の照射光量値は、集光部１１５の集光効率、導光板１１
１の導光効率、光源１１４の発光効率などによって変化
するため、ここに一概に記すことはできない。The output voltage characteristic of the second light receiving element 2 is set so that the output voltage becomes the maximum value (V 4 ) with the light source 114 turned on when the external light quantity is 100 klux, for example. Changes substantially similarly to the characteristic diagram shown in FIG. The maximum amount of received light is determined by the LCD panel 10
The maximum value of the amount of light irradiated to the light guide plate 11 may be the maximum value of the amount of light irradiated to the light guide plate 11.
Since the light guide efficiency changes depending on the light guide efficiency of the light source 1, the light emission efficiency of the light source 114, and the like, it cannot be described here.

【００２１】光源１１４のオンオフや、カバー１２１の
開閉のように、外光量によって直接制御すべき動作は、
第１の受光素子１の出力に応じて制御され、表示輝度及
びコントラスト比の調整のようにＬＣＤパネル１００へ
の照射光によって制御すべき動作はは第２の受光素子２
の出力に応じて制御される。なぜならば、表示輝度やコ
ントラスト比は、外光量よりも、採り入れた外光と光源
１１４が発する内部光とを合わせた光、即ちＬＣＤパネ
ル１００の照射光量そのものに応じて変化させた方がよ
り正確に制御できるからである。Operations to be directly controlled by the external light amount, such as turning on / off the light source 114 and opening / closing the cover 121, are as follows.
The operation which is controlled according to the output of the first light receiving element 1 and which should be controlled by the irradiation light to the LCD panel 100 such as the adjustment of the display luminance and the contrast ratio is the second light receiving element 2
It is controlled according to the output of. This is because the display luminance and the contrast ratio are more accurate when changed in accordance with the combined light of the external light taken in and the internal light emitted from the light source 114, that is, the irradiation light amount of the LCD panel 100, rather than the external light amount. Because it can be controlled in

【００２２】以下に本実施形態の集光機構付ＬＣＤの動
作について図４（ａ）に示す５つの場合に分けて説明す
る。The operation of the LCD with a light condensing mechanism according to the present embodiment will be described below in five cases as shown in FIG.

【００２３】まず、晴れた日の炎天下のような過剰にに
明るい環境（例えば５０キロルクス以上）では、集光部
１１５より採り入れる外光のみで充分にＬＣＤを視認で
きる。従ってこの時はカバー１２１を開き、光源１１４
は消灯し、消費電力を低減する。採り入れた外光量は、
過剰に多くなるので、このままでは画素電極１０２に印
加する電圧を制御して液晶の透過率を最低として（即ち
黒を表示して）もなお若干の光が透過してしまう。そこ
で、過剰に明るい環境では、ＬＣＤは自動的に全体の透
過率の変動領域を低くシフトさせて表示輝度を低下させ
る。また、周囲の明るさに目が順応しているので、コン
トラスト比は低下させた方が視認しやすい。そこで、Ｌ
ＣＤはコントラスト比を自動的に低下させる。First, in an excessively bright environment (for example, 50 kilolux or more) such as under a scorching sun on a sunny day, the LCD can be sufficiently viewed only by external light taken in from the light collector 115. Therefore, at this time, the cover 121 is opened and the light source 114 is opened.
Goes off, reducing power consumption. The external light intensity adopted
Since the amount is excessive, even if the voltage applied to the pixel electrode 102 is controlled to minimize the transmittance of the liquid crystal (that is, display black), a small amount of light will still be transmitted. Thus, in an excessively bright environment, the LCD automatically shifts the entire transmittance variation region to a lower position to lower the display brightness. In addition, since the eyes adapt to the surrounding brightness, the lower the contrast ratio, the easier it is to visually recognize. Then, L
CD automatically lowers the contrast ratio.

【００２４】次に、晴れた日の屋外のような明るい環境
（例えば５キロルクス〜５０キロルクス未満）では、外
光量が減少するので液晶の最大透過率を高めて表示輝度
を高めると共に、コントラスト比を高くして表示をくっ
きりと映し出し、視認しやすくする。カバー１２１は開
いたままで、光源１１４も消灯のままである。Next, in a bright environment such as outdoors on a sunny day (for example, less than 5 klux to less than 50 klux), since the amount of external light decreases, the maximum transmittance of the liquid crystal is increased to increase the display luminance and to increase the contrast ratio. Raise the height to clearly show the display and make it easier to see. The cover 121 remains open and the light source 114 remains off.

【００２５】次に、曇った日や昼間の室内などのように
薄暗く、外光量のみで表示を行うには外光量が不足して
いる環境（例えば１キロルクス〜５キロルクス未満）で
は、外光を採り入れると共に補助的に光源１１４を点灯
する。ところが、採り入れた外光と光源１１４との両方
を用いて表示を行うため、これらを合わせた光量は例え
ば暗い環境で光源１１４を点灯している時に比較して多
くなるので、表示輝度及び、コントラスト比を低下させ
る。Next, in an environment such as a cloudy day or a room in the daytime where the display is only dim and the amount of external light is insufficient (for example, 1 kilolux to less than 5 kilolux), the external light is The light source 114 is turned on in addition to the adoption. However, since the display is performed using both the external light and the light source 114 taken in, the combined light amount becomes larger than when the light source 114 is turned on in a dark environment, for example, so that the display brightness and the contrast are increased. Decrease the ratio.

【００２６】次に、夜間に明かりをつけた室内のように
暗い環境（５００ルクス〜１キロルクス未満）では、照
射光が過剰ではなくなるので、再び輝度及びコントラス
トを高める。Next, in a dark environment (500 lux to less than 1 kilolux) such as a room lit at night, the illumination light is no longer excessive, so that the brightness and contrast are increased again.

【００２７】そして、夜間の屋外のように極めて暗く、
外光量が極めて少ない環境（５キロルクス未満）では、
集光部１１５を露出する事によって採り入れることがで
きる外光よりも光源１１４の光が外部に漏洩する事によ
る光量の低下の方が大きいので、集光部１１５にカバー
１２１をかぶせ、光源１１４の光のみによって表示を行
う。光源１１４の光のみで表示を行うので、表示輝度及
びコントラスト比は高める。And it is extremely dark like outdoors at night,
In an environment with very little external light (less than 5 klux),
The light amount of the light from the light source 114 leaks out more than the external light that can be taken in by exposing the light collecting unit 115, so that the light amount is reduced. Display is performed only by light. Since display is performed using only the light from the light source 114, the display luminance and the contrast ratio are increased.

【００２８】以上の動作は、受光素子１によって光源１
１４の点灯消灯を制御し、受光素子２によって表示輝度
及びコントラスト比を調整する事によって実現できる。
つまり、受光素子１は外光を測定し、これに応じて受光
素子１の出力が一定値を越えるとカバー１２１が閉じら
れ、別の一定値を越えると光源１１４が消灯される。そ
して、受光素子２はＬＣＤパネル１００に照射される照
射光量、即ち外光と内部光の合計した光量を測定し、こ
れに応じて受光素子２の出力が一定値を越えるとコント
ラスト比、表示輝度を調整する。The above operation is performed by the light receiving element 1
14 can be realized by controlling the turning on / off of 14 and adjusting the display luminance and the contrast ratio by the light receiving element 2.
That is, the light receiving element 1 measures external light, and accordingly, when the output of the light receiving element 1 exceeds a certain value, the cover 121 is closed, and when the output exceeds another certain value, the light source 114 is turned off. The light receiving element 2 measures the amount of light applied to the LCD panel 100, that is, the total amount of external light and internal light. When the output of the light receiving element 2 exceeds a certain value, the contrast ratio and the display brightness are measured. To adjust.

【００２９】このように、受光素子２を用いてコントラ
スト比及び表示輝度を制御することによって、より細か
く、正確な制御ができるようになる。また、場合分けは
図４（ｂ）に示すように、４つに分けてもよく、さらに
コントラスト比や表示輝度に関しては、照射光量に応じ
てリニアに制御してもよい。コントラスト比や表示輝度
を制御する照射光量の値を適切に設定すれば、４つの場
合分けにすることができる。As described above, by controlling the contrast ratio and the display luminance using the light receiving element 2, finer and more accurate control can be performed. In addition, as shown in FIG. 4B, the cases may be divided into four cases, and the contrast ratio and the display luminance may be controlled linearly according to the irradiation light amount. By appropriately setting the value of the irradiation light amount for controlling the contrast ratio and the display luminance, it is possible to divide into four cases.

【００３０】一般的に、光源１１４や、集光部１１５の
近くは光量が多く、その中央は光量が少なくなる。ま
た、光源１１４を消灯している時は、集光部１１５の近
くが明るく、光源１１４の近くは暗い。逆に、集光部１
１５のカバー１２１を閉じ、光源１１４のみで表示を行
っているときは、光源１１４近くが明るく、集光部１１
５近くが最も暗い。従って、第２の受光素子２を配置す
る位置は、図１（ｂ）に図示したように光源１１４と集
光部１１５の中間に配置するのがよい。Generally, the amount of light is large near the light source 114 and the condensing unit 115, and the amount of light is small at the center. When the light source 114 is turned off, the light near the light collector 115 is bright and the light near the light source 114 is dark. Conversely, the condensing unit 1
When the display 121 is closed and the display is performed only by the light source 114, the area near the light source 114 is bright and the light condensing unit 11 is closed.
Near 5 is the darkest. Accordingly, the position where the second light receiving element 2 is disposed is preferably disposed between the light source 114 and the light condensing section 115 as shown in FIG.

【００３１】ＬＣＤパネル１００としては、ポリシリコ
ン等の多結晶半導体を用いた薄膜トランジスタを用い、
表示画素部分と、その周辺の駆動回路を同一基板上に一
体的に作り込んだドライバー内蔵型を採用することが望
ましい。これにより、ドライバーＩＣの外付けが不要と
なるので、表示画面の周囲の額縁部が縮小され、いっそ
うの小型化、軽量化が達成されるので、携帯用に最適な
ＬＣＤが得られる。更に、この場合、駆動回路と同一基
板上に受光素子１及び２を一体化することができる。As the LCD panel 100, a thin film transistor using a polycrystalline semiconductor such as polysilicon is used.
It is desirable to adopt a built-in driver type in which a display pixel portion and a peripheral drive circuit are integrally formed on the same substrate. This eliminates the need for an external driver IC, so that the frame around the display screen is reduced, and further miniaturization and weight reduction are achieved, so that an optimal LCD for portable use is obtained. Further, in this case, the light receiving elements 1 and 2 can be integrated on the same substrate as the drive circuit.

【００３２】次に、上述した動作を実現するための具体
的回路に関して例示して説明する。図５は、本発明の第
１の実施形態の集光機構付ＬＣＤに用いる制御回路を示
すブロック図である。外部から受けた外部信号を処理す
る信号処理回路１１、信号処理回路１１にて処理された
映像信号が入力され、このコントラスト比を最適化する
コントラスト比調整回路１２、コントラスト比が調整さ
れた映像信号が入力され、この表示輝度を最適化する輝
度調整回路１３、表示輝度が調整された映像信号が入力
され、これに応じて画素電極１０２に印加する電圧を制
御して画面表示を行うＬＣＤパネル１００、内部光を発
する光源１１４、外光を受光する受光素子１、集光部よ
り採り入れられた外光及び光源１１４が発した内部光を
受光する第２の受光素子２、レベル調整回路１４、第１
の判定回路１５、第２の判定回路１６、第３の判定回路
１７、第４の判定回路１８、集光部を覆うカバー１２
１、カバー１２１を駆動するカバー駆動装置２０を有し
ている。ＬＣＤパネル１００、光源１１４、カバー１２
１及び受光素子１、２はそれぞれ図１に示したものに対
応する。Next, a specific circuit for realizing the above-described operation will be described by way of example. FIG. 5 is a block diagram showing a control circuit used in the LCD with a light-gathering mechanism according to the first embodiment of the present invention. A signal processing circuit 11 for processing an external signal received from the outside, a video signal processed by the signal processing circuit 11, a contrast ratio adjusting circuit 12 for optimizing the contrast ratio, and a video signal with an adjusted contrast ratio Is input, a brightness adjustment circuit 13 for optimizing the display brightness, an image signal whose display brightness is adjusted is input, and an LCD panel 100 for controlling a voltage applied to the pixel electrode 102 and displaying a screen in response to the input. , A light source 114 for emitting internal light, a light receiving element 1 for receiving external light, a second light receiving element 2 for receiving external light taken in from the condensing section and internal light emitted by the light source 114, a level adjusting circuit 14, 1
Determination circuit 15, second determination circuit 16, third determination circuit 17, fourth determination circuit 18, and cover 12 covering light collector
1. It has a cover driving device 20 for driving the cover 121. LCD panel 100, light source 114, cover 12
Reference numeral 1 and light receiving elements 1 and 2 correspond to those shown in FIG.

【００３３】フォトダイオードである受光素子１は外光
量に応じて、図２に示す出力電圧を発生する。この出力
電圧は、用いる素子の仕様によって最大電圧値がまちま
ちである。例えば本実施形態で用いた受光素子１の出力
電圧は１００キロルクスで最大の出力Ｖ4（約０．１
Ｖ）となる。レベル調整回路１４ａは、受光素子１の出
力電圧を論理回路に最適な電圧値、例えば最大値を５Ｖ
とするような適当なレベルのアナログ信号電圧に変換
し、外光量信号として出力する。即ち、本実施形態にお
いて、レベル調整回路１４ａは入力電圧をリニアに５／
Ｖ4倍するオペアンプである。The light receiving element 1 as a photodiode generates an output voltage shown in FIG. 2 according to the amount of external light. This output voltage has a maximum voltage value that varies depending on the specifications of the element used. For example, the output voltage of the light receiving element 1 used in the present embodiment is a maximum output V 4 (about 0.1
V). The level adjustment circuit 14a adjusts the output voltage of the light receiving element 1 to a voltage value optimal for the logic circuit, for example, 5V
And converts it to an appropriate level of analog signal voltage, and outputs it as an external light amount signal. That is, in the present embodiment, the level adjustment circuit 14a linearly changes the input voltage to 5 /
This is an operational amplifier that multiplies V by 4 .

【００３４】受光素子２は、外光と内部光を合わせた
光、即ち照光部１１０のＬＣＤパネル１００に対する照
射光を受け、所定の電圧を出力する。レベル調整回路１
４ｂは、この出力電圧を適当なレベルのアナログ信号電
圧に変換し、照射光量信号として出力する。The light receiving element 2 receives the combined light of the external light and the internal light, that is, the irradiation light of the illuminating section 110 to the LCD panel 100, and outputs a predetermined voltage. Level adjustment circuit 1
4b converts this output voltage into an analog signal voltage of an appropriate level and outputs it as an irradiation light amount signal.

【００３５】照射光量信号はそれぞれ第１、第２の判定
回路１５，１６に、外光量信号はそれぞれ第３、第４の
判定回路１７，１８に供給される。それぞれの判定回路
は、レベル調整回路１４ａ、ｂより得られた信号をそれ
ぞれに入力されるリファレンス電圧Ｖrefと比較して照
射光量信号や、外光量信号が上回った場合、第１の判定
回路１５はコントラスト比調整回路１２へ、第２の判定
回路１６は輝度調整回路１３へ、第３の判定回路１７は
光源１１４の点灯スイッチへ、第４の判定回路１８はカ
バー駆動装置２０へそれぞれ出力する。The irradiation light amount signal is supplied to first and second determination circuits 15 and 16, respectively, and the external light amount signal is supplied to third and fourth determination circuits 17 and 18, respectively. Each of the determination circuits compares the signals obtained from the level adjustment circuits 14a and 14b with the reference voltage Vref input thereto, and when the irradiation light amount signal or the external light amount signal exceeds the first determination circuit 15, To the contrast ratio adjustment circuit 12, the second determination circuit 16 to the brightness adjustment circuit 13, the third determination circuit 17 to the lighting switch of the light source 114, and the fourth determination circuit 18 to the cover drive device 20, respectively. .

【００３６】まず、表示輝度の調整動作について説明す
る。判定回路１６には、表示輝度を変化させる照射光量
が受光された時の受光素子２の出力電圧をレベル調整し
た電圧がリファレンス電圧Ｖref1として入力されてい
る。判定回路１６は照射光量信号がＶref1を越えると輝
度調整信号BCを輝度調整回路１３に出力する。輝度調整
回路１３は輝度調整信号BCに応じてＬＣＤパネルに入力
される映像信号をシフトさせ、表示輝度を下げる。First, the operation of adjusting the display luminance will be described. A voltage obtained by adjusting the output voltage of the light receiving element 2 when the irradiation light amount for changing the display luminance is received is input to the determination circuit 16 as the reference voltage Vref1 . The determination circuit 16 outputs a brightness adjustment signal BC to the brightness adjustment circuit 13 when the irradiation light amount signal exceeds Vref1 . The brightness adjustment circuit 13 shifts the video signal input to the LCD panel according to the brightness adjustment signal BC to lower the display brightness.

【００３７】図６は輝度調整回路１３の具体的回路の例
である。輝度調整回路１３はコンデンサ３１と、トラン
ジスタ３２、電源３３、抵抗３４を有する。コンデンサ
３１に映像信号が入力され、入力された電圧によってト
ランジスタ３２のチャネルの導通が変化し、それに応じ
て電源３３から流れる電流が変化し、これを出力とす
る。輝度調整回路１３は更にクランプ信号CLPによって
開閉するスイッチ３５と、輝度調整信号BCによって切り
替わるスイッチ３６と、第１の電圧を出力する定電圧源
３７と、第１の電圧よりも高い第２の電圧を出力する第
２の定電圧源３８を有する。クランプ信号CLPは水平ブ
ランキング期間中に出力され、この間のみスイッチ３５
はオンされる。スイッチ３６は第１、第２の定電圧源３
７、３８を輝度調整信号BCに応じて切り換え、水平ブラ
ンキング期間の間、どちらかの電圧をトランジスタ３２
のゲートに重ね、クランプレベルとする。クランプレベ
ルとは、画素電極と共通電極に印加する電圧範囲の最低
値を決定する電圧値である。第１の定電圧源が接続され
ている時のクランプレベルを第１のクランプレベルVc
lp1、第２の定電圧源が接続されているときのクランプ
レベルを第２のクランプレベルVclp2とする。FIG. 6 shows an example of a specific circuit of the luminance adjustment circuit 13. The brightness adjustment circuit 13 includes a capacitor 31, a transistor 32, a power supply 33, and a resistor. A video signal is input to the capacitor 31, the conduction of the channel of the transistor 32 changes according to the input voltage, and the current flowing from the power supply 33 changes accordingly, and this is output. The luminance adjustment circuit 13 further includes a switch 35 that opens and closes with the clamp signal CLP, a switch 36 that switches with the luminance adjustment signal BC, a constant voltage source 37 that outputs a first voltage, and a second voltage that is higher than the first voltage. Is output. The clamp signal CLP is output during the horizontal blanking period.
Is turned on. The switch 36 is connected to the first and second constant voltage sources 3.
7 and 38 are switched according to the brightness adjustment signal BC, and either voltage is applied to the transistor 32 during the horizontal blanking period.
To the clamp level. The clamp level is a voltage value that determines a minimum value of a voltage range applied to the pixel electrode and the common electrode. The clamp level when the first constant voltage source is connected to the first clamp level V c
Let lp1 be the second clamp level V clp2 when the second constant voltage source is connected.

【００３８】図７は、本発明の集光機構付ＬＣＤの画素
電極と共通電極の間に印加される電圧ＶLCと液晶の透過
率Ｔの関係を示している。図７（ａ）は印加電圧が０Ｖ
の時に透過率が最大となるノーマリホワイトモードの場
合、図７（ｂ）は印加電圧が０Ｖの時に透過率が最小と
なるノーマリブラックモードの場合である。まずノーマ
リーホワイトの場合について述べる。周囲が暗く、外光
量信号がリファレンス電圧Vref1を越えていないとき、
スイッチ３６は第１の定電圧源３７を接続しており、第
１のクランプレベルVclp1となっている。そして、電圧
ＶLCはVR1の範囲で印加されている。VR1の最低値は第１
のクランプレベルVclp1によって決定される。この時、
液晶の透過率はTR1の範囲で変化する。今、外光量が増
え、輝度調整信号BCが出力されると、輝度調整回路１３
では、より高い電圧源３８に切り替わり、クランプレベ
ルが高く変動してVclp2になる。電圧ＶLCの印加する変
動幅は変わらないので、電圧ＶLCはVR2の範囲にシフト
する。これによって、液晶の透過率はTR2の範囲で変化
するように切り替わり、透過率が全体に低くシフトす
る。従って、ＬＣＤの表示輝度が低下させることができ
る。ノーマリーブラックの場合は、スイッチ３６の開閉
動作を逆に設定して、図７（ｂ）に示すように、外光量
が少ないときVR1で電圧ＶLCを印加し、外光量が所定値
を越えるとクランプレベルを下げ、電圧印加範囲をVR1
からVR2へシフトさせることによって表示輝度を低下さ
せる。FIG. 7 shows the relationship between the voltage VLC applied between the pixel electrode and the common electrode of the LCD with a light-condensing mechanism of the present invention and the transmittance T of the liquid crystal. FIG. 7A shows that the applied voltage is 0 V.
7B shows the case of the normally white mode in which the transmittance becomes maximum, and FIG. 7B shows the case of the normally black mode in which the transmittance becomes minimum when the applied voltage is 0V. First, the case of normally white will be described. When the surroundings are dark and the external light amount signal does not exceed the reference voltage Vref1 ,
The switch 36 is connected to a first constant voltage source 37, and has a first clamp level V clp1 . The voltage VLC is applied in the range of VR1. The lowest value of VR1 is 1st
Is determined by the clamp level V clp1 . At this time,
The transmittance of the liquid crystal changes in the range of TR1. Now, when the external light amount increases and the brightness adjustment signal BC is output, the brightness adjustment circuit 13
Then, the voltage is switched to the higher voltage source 38, and the clamp level fluctuates to Vclp2 . Since the fluctuation range of the applied voltage VLC does not change, the voltage VLC shifts to the range of VR2. As a result, the transmittance of the liquid crystal is switched so as to change in the range of TR2, and the transmittance shifts to a low level as a whole. Therefore, the display brightness of the LCD can be reduced. For normally black, and set the opening and closing operation of the switch 36 to reverse, as shown in FIG. 7 (b), the voltage V LC applied with VR1 when the amount of external light is small, the amount of external light exceeds a predetermined value And lower the clamp level, and set the voltage application range to VR1.
The display brightness is reduced by shifting the display brightness to VR2.

【００３９】次にコントラスト比調整動作について説明
する。判定回路１５には、コントラスト比を変化させる
照射光量を受光した時の受光素子２の出力電圧をレベル
調整した電圧がリファレンス電圧Ｖref2として入力され
ている。本実施形態において、Ｖref2はVref1に等し
い。判定回路１５は照射光量信号がＶref2を越えるとコ
ントラスト比調整信号CCをコントラスト比調整回路１２
に出力する。コントラスト比調整回路１２はコントラス
ト比調整信号CCに応じてＬＣＤパネルに入力される映像
信号振幅を縮小し、コントラスト比を下げる。Next, the contrast ratio adjusting operation will be described. A voltage obtained by adjusting the level of the output voltage of the light receiving element 2 when receiving the irradiation light amount that changes the contrast ratio is input to the determination circuit 15 as the reference voltage Vref2 . In this embodiment, V ref2 is equal to V ref1 . When the irradiation light amount signal exceeds Vref2 , the judgment circuit 15 outputs the contrast ratio adjustment signal CC to the contrast ratio adjustment circuit 12.
Output to The contrast ratio adjustment circuit 12 reduces the amplitude of the video signal input to the LCD panel according to the contrast ratio adjustment signal CC, and lowers the contrast ratio.

【００４０】図８（ａ）はコントラスト比調整回路１２
の具体的回路の例である。まず、コントラスト比調整回
路はオペアンプ４１、負帰還をかける抵抗値R1の抵抗４
２、抵抗値R2の抵抗４３及び４４、コントラスト比調整
信号CCによって切り替わるスイッチ４５を有する。コン
トラスト比調整信号CCが入力されてスイッチ４５が接続
されると抵抗４３と４４が並列になり、オペアンプの増
幅率が低下する。図８（ｂ）に示す回路によっても同様
の動作とする事ができる。FIG. 8A shows a contrast ratio adjusting circuit 12.
3 is an example of a specific circuit. First, the contrast ratio adjusting circuit includes an operational amplifier 41 and a resistor 4 having a resistance value R1 for applying negative feedback.
2. It has resistors 43 and 44 having a resistance value R2 and a switch 45 which is switched by a contrast ratio adjustment signal CC. When the contrast ratio adjustment signal CC is input and the switch 45 is connected, the resistors 43 and 44 become parallel, and the amplification factor of the operational amplifier decreases. The same operation can be performed by the circuit shown in FIG.

【００４１】図９は、本発明の集光機構付ＬＣＤの駆動
方法を示す印加電圧ＶLCと透過率Ｔの関係を示してい
る。図９（ａ）はノーマリホワイトモードの場合、図９
（ｂ）はノーマリブラックモードの場合である。まずノ
ーマリーホワイトの場合について述べる。周囲が暗く、
照射光量信号がリファレンス電圧Vref2を越えていない
とき、スイッチ４５は開いており、オペアンプ４１は第
１の増幅率となっている。この時、電圧ＶLCはVR1の範
囲で印加され、液晶の透過率はTR1の範囲で変化する。
今、外光量が増え、コントラスト比調整信号CCが出力さ
れると、コントラスト比調整回路１２のスイッチ４５が
オンしてオペアンプ４１の増幅率を低下させる。これに
よって電圧ＶLCの印加する変動幅が縮小する。クランプ
レベルは変化しないので、電圧ＶLCはVR3の範囲に縮小
する。これによって、液晶の透過率はTR3の範囲で変化
するように切り替わり、透過率の変動範囲が縮小する。
従って、ＬＣＤのコントラスト比を低下させることがで
きる。ノーマリーブラックの場合は、図９（ｂ）に示す
ように、外光量が少ないときVR1で電圧ＶLCを印加し、
外光量が所定値を越えると、電圧印加範囲をVR1からVR3
へ縮小することによってコントラスト比を低下させる。FIG. 9 shows the relationship between the applied voltage VLC and the transmittance T in the method of driving the LCD with a light-condensing mechanism according to the present invention. FIG. 9A shows a case of the normally white mode.
(B) shows the case of the normally black mode. First, the case of normally white will be described. The surroundings are dark,
When the irradiation light amount signal does not exceed the reference voltage Vref2 , the switch 45 is open and the operational amplifier 41 has the first amplification factor. At this time, the voltage VLC is applied in the range of VR1, and the transmittance of the liquid crystal changes in the range of TR1.
Now, when the external light amount increases and the contrast ratio adjustment signal CC is output, the switch 45 of the contrast ratio adjustment circuit 12 is turned on, and the amplification factor of the operational amplifier 41 is reduced. As a result, the fluctuation range of the applied voltage VLC is reduced. Since the clamp level does not change, the voltage VLC is reduced to the range of VR3. As a result, the transmittance of the liquid crystal is switched so as to change in the range of TR3, and the variation range of the transmittance is reduced.
Therefore, the contrast ratio of the LCD can be reduced. In the case of normally black, as shown in FIG. 9B, when the external light amount is small, the voltage VLC is applied at VR1 and
When the external light amount exceeds a predetermined value, the voltage application range is changed from VR1 to VR3.
To reduce the contrast ratio.

【００４２】次に光源１１４の点灯消灯とカバー１２１
の開閉動作について図５を用いて説明する。判定回路１
７には、光源の点灯消灯を切り換える外光量（本実施形
態においては５キロルクス）の時の受光素子１の出力電
圧Ｖ1をレベル調整した電圧５×Ｖ1／Ｖ4がリファレン
ス電圧Ｖref3として入力されている。判定回路１７は外
光量信号がＶref3を越えると光源１１４を消灯するスイ
ッチ信号SWを光源１１４の電源１９に出力する。電源１
９はスイッチ信号SWに応じて光源１１４への電圧供給を
停止して光源１１４を消灯する。判定回路１８には、カ
バー１２１の開閉を切り換える外光量（本実施形態にお
いては５００ルクス）の時の受光素子１の出力電圧Ｖ0
をレベル調整した電圧５×Ｖ0／Ｖ4がリファレンス電圧
Ｖref4として入力されている。判定回路１７は外光量信
号がＶref4を越えるとカバー開閉信号OCをカバー駆動装
置２０に出力する。カバー駆動装置２０は開閉信号OCに
応じてカバー１２１を開き、集光部１１５を露出する。Next, turning on / off the light source 114 and the cover 121
Will be described with reference to FIG. Judgment circuit 1
Reference numeral 7 denotes a voltage 5 × V 1 / V 4 obtained by level-adjusting the output voltage V 1 of the light receiving element 1 at the time of an external light quantity (5 klux in the present embodiment) for switching on and off of the light source. Has been entered. The determination circuit 17 outputs a switch signal SW for turning off the light source 114 to the power source 19 of the light source 114 when the external light amount signal exceeds Vref3 . Power supply 1
Numeral 9 stops the voltage supply to the light source 114 according to the switch signal SW and turns off the light source 114. The output voltage V 0 of the light receiving element 1 at the time of the external light amount (500 lux in the present embodiment) for switching the opening and closing of the cover 121 is provided to the determination circuit 18.
Voltage 5 × V 0 / V 4 that level adjustment is input as the reference voltage V ref4 a. The determination circuit 17 outputs a cover opening / closing signal OC to the cover driving device 20 when the external light amount signal exceeds Vref4 . The cover driving device 20 opens the cover 121 according to the opening / closing signal OC and exposes the light collector 115.

【００４３】なお、図５において、第１の判定回路１５
と第２の判定回路１６とを共通とし、輝度調整信号BCと
コントラスト比調整信号C/Cとを共通とし、回路構成を
簡略化してもよい。In FIG. 5, the first judgment circuit 15
And the second determination circuit 16 may be shared, and the luminance adjustment signal BC and the contrast ratio adjustment signal C / C may be shared, thereby simplifying the circuit configuration.

【００４４】図１０は、本発明の第１の実施形態の集光
機構付ＬＣＤに用いる制御回路を示すブロック図であ
る。信号処理回路１１、リニアコントラスト比調整回路
３１、リニア輝度調整回路３２、ＬＣＤパネル１００、
光源１１４、受光素子１、２、レベル調整回路１４、判
定回路１７、判定回路１８、カバー１２１、カバー駆動
装置２０を有している。ＬＣＤパネル１００、バックラ
イト１１４、カバー１２１及び受光素子１、２はそれぞ
れ図１に示したものに対応する。FIG. 10 is a block diagram showing a control circuit used in the LCD with a light collecting mechanism according to the first embodiment of the present invention. Signal processing circuit 11, linear contrast ratio adjustment circuit 31, linear brightness adjustment circuit 32, LCD panel 100,
It has a light source 114, light receiving elements 1 and 2, a level adjustment circuit 14, a determination circuit 17, a determination circuit 18, a cover 121, and a cover drive device 20. The LCD panel 100, the backlight 114, the cover 121, and the light receiving elements 1, 2 respectively correspond to those shown in FIG.

【００４５】図５の回路との違いはリニアコントラスト
比調整回路３１とリニア輝度調整回路３２が受光素子２
の出力に応じてリニアに動作する点である。The difference from the circuit of FIG. 5 is that the linear contrast ratio adjusting circuit 31 and the linear brightness adjusting circuit 32
Is to operate linearly in accordance with the output of.

【００４６】リニアコントラスト比調整回路３１は例え
ば図１１に示す回路構成で、電圧制御増幅器４６を有す
る。電圧制御増幅器４６は、制御電圧が入力され、制御
電圧に応じて増幅率が変動する増幅器である。本実施形
態において、制御電圧は、受光素子１の出力をリニアに
増幅して得られる。従って、映像信号は、受光素子１の
出力にリニアに応じて増幅率が変動し、これに応じて画
素電極に印加される電圧の電圧範囲が変動するので、図
８のコントラスト比調整回路１２の説明と同様の原理に
よって、コントラスト比を変動させることができる。The linear contrast ratio adjustment circuit 31 has, for example, a circuit configuration shown in FIG. The voltage control amplifier 46 is an amplifier to which a control voltage is input and whose amplification factor changes according to the control voltage. In the present embodiment, the control voltage is obtained by linearly amplifying the output of the light receiving element 1. Therefore, the amplification ratio of the video signal varies linearly with the output of the light receiving element 1, and the voltage range of the voltage applied to the pixel electrode varies accordingly. The contrast ratio can be changed by the same principle as described.

【００４７】リニア輝度調整回路３２は、例えば図１２
に示す回路構成で、受光素子１の出力をリニアに増幅し
てクランプレベルを変動させる。クランプレベルを変動
させると、画素電極に印加される電圧の電圧範囲がシフ
トし、図６の輝度調整回路１３の説明と同様の原理によ
って、表示輝度を変動させることができる。The linear brightness adjustment circuit 32 is, for example,
In the circuit configuration shown in (1), the output of the light receiving element 1 is linearly amplified to vary the clamp level. When the clamp level is changed, the voltage range of the voltage applied to the pixel electrode is shifted, and the display brightness can be changed according to the same principle as the description of the brightness adjustment circuit 13 in FIG.

【００４８】光源１１４の点灯消灯とカバー１２１の開
閉動作については図５の回路と同様である。The turning on / off of the light source 114 and the opening / closing operation of the cover 121 are the same as those in the circuit of FIG.

【００４９】このように、本発明は、外光量に応じて、
光源１１４の点灯／非点灯の切換を自動的に行うと共
に、ＬＣＤパネル１００の照射光量に応じてコントラス
ト比や表示輝度を制御するもので、外光が少ない環境下
では、光源１１４を点灯するとともに、ＬＣＤパネル１
００のコントラスト比と表示輝度が高められる。従っ
て、照光部１１０の照度が低下しても、高コントラスト
比の表示画面が得られ、視認性が向上する。As described above, according to the present invention, according to the external light amount,
The light source 114 is turned on / off automatically, and the contrast ratio and the display brightness are controlled in accordance with the amount of light emitted from the LCD panel 100. In an environment with little external light, the light source 114 is turned on and off. , LCD panel 1
The contrast ratio of 00 and the display brightness are increased. Therefore, even if the illuminance of the illuminating unit 110 decreases, a display screen with a high contrast ratio is obtained, and the visibility is improved.

【００５０】特に、光源１１４の点灯／非点灯の切り換
えは、外光を直接受光する第１の受光部１の出力に応じ
て行い、コントラスト比や表示輝度の調整は、ＬＣＤパ
ネルの照射光を受光する第２の受光部２の出力に応じて
行うので、より正確で細かな制御ができる。In particular, switching on / off of the light source 114 is performed in accordance with the output of the first light receiving unit 1 which directly receives external light, and adjustment of the contrast ratio and display luminance is performed by adjusting the irradiation light of the LCD panel. Since the detection is performed in accordance with the output of the second light receiving unit 2 for receiving light, more accurate and detailed control can be performed.

【００５１】上記実施形態ではいずれもＬＣＤパネル１
００を透過型とし、照光部はいわゆるバックライトで、
ＬＣＤパネル１００の背面に設置する形態について説明
したが、ＬＣＤパネル１００を反射型や反透過型とし、
照光部をいわゆるフロントライトとしてＬＣＤパネル１
００の前面に配置しても同様に実施する事ができる。In the above embodiments, the LCD panel 1
00 is a transmissive type, the illuminating part is a so-called backlight,
Although the mode of installation on the back of the LCD panel 100 has been described, the LCD panel 100 may be of a reflective type or an anti-transmissive type,
LCD panel 1 with illuminating part as so-called front light
The same operation can be carried out even if it is arranged at the front of 00.

【００５２】以上の実施の形態では、携帯ＴＶ、ハンデ
ィビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等、屋外で使用
することが多い、携帯機器に適している。The above embodiments are suitable for portable devices, such as portable TVs, handy video cameras, and digital still cameras, which are often used outdoors.

【００５３】[0053]

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、照光部が
液晶表示パネルに照射する光の強度に応じて出力する受
光部を有し、この受光部の出力に応じて液晶表示パネル
の表示特性が変化するので、最適な表示環境で表示する
ことができる。As is apparent from the above description, the illuminating section has a light receiving section for outputting the light in accordance with the intensity of the light applied to the liquid crystal display panel. Changes, so that an image can be displayed in an optimal display environment.

【００５４】また、受光部は液晶表示パネルの基板上
に、照光部の方を向いて形成されているので、液晶を駆
動する電極などと共に基板に作り込むことができるの
で、別途部品として受光素子を組み込むよりも製造コス
トが低く、設置スペースが小さくすむ。Since the light receiving portion is formed on the substrate of the liquid crystal display panel so as to face the illuminating portion, the light receiving portion can be formed on the substrate together with the electrodes for driving the liquid crystal. The manufacturing cost is lower and the installation space is smaller than the case of incorporating.

【００５５】特に、請求項３に記載の発明によれば、外
光量に応じて液晶の最低透過率を変動させ、請求項４に
記載の発明によれば、外光量に応じて液晶表示パネルの
コントラスト比を変動させるので、切り換えの操作を行
うことなく、常に最適の表示環境で画面表示を行うこと
ができる。In particular, according to the third aspect of the present invention, the minimum transmittance of the liquid crystal is changed according to the external light amount. According to the fourth aspect of the present invention, the liquid crystal display panel is changed according to the external light amount. Since the contrast ratio is changed, it is possible to always perform screen display in an optimal display environment without performing a switching operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施形態にかかる集光機構付ＬＣＤ
の側断面図及び平面図である。FIG. 1 is an LCD with a light collecting mechanism according to an embodiment of the present invention.
3 is a side sectional view and a plan view of FIG.

【図２】本発明に用いた受光素子の出力特性図である。FIG. 2 is an output characteristic diagram of a light receiving element used in the present invention.

【図３】本発明の受光素子２の形成位置を例示した断面
図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a formation position of a light receiving element 2 of the present invention.

【図４】本発明の実施形態の動作状態を外光量によって
場合分けした図である。FIG. 4 is a diagram in which an operation state according to the embodiment of the present invention is classified according to an external light amount.

【図５】本発明の実施形態の駆動回路を示すブロック図
である。FIG. 5 is a block diagram showing a drive circuit according to the embodiment of the present invention.

【図６】輝度調整回路の具体的一例である。FIG. 6 is a specific example of a luminance adjustment circuit.

【図７】本発明の液晶への印加電圧と透過率との関係を
示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a voltage applied to a liquid crystal of the present invention and transmittance.

【図８】コントラスト比調整回路の具体的一例である。FIG. 8 is a specific example of a contrast ratio adjustment circuit.

【図９】本発明の液晶への印加電圧と透過率との関係を
示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a voltage applied to a liquid crystal of the present invention and transmittance.

【図１０】本発明の第１の実施形態のリニアに変動する
駆動回路を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a linearly varying drive circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図１１】リニアコントラスト比調整回路の具体的一例
である。FIG. 11 is a specific example of a linear contrast ratio adjustment circuit.

【図１２】リニア輝度調整回路の具体的一例である。FIG. 12 is a specific example of a linear luminance adjustment circuit.

【図１３】ＬＣＤパネルの側断面図である。FIG. 13 is a side sectional view of the LCD panel.

【図１４】従来の集光機構付ＬＣＤの側断面図である。FIG. 14 is a side sectional view of a conventional LCD with a light-condensing mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，２：受光素子、１００：ＬＣＤパネル、１１０：バ
ックライト、１１４：光源、１１５：集光部1, 2: light receiving element, 100: LCD panel, 110: backlight, 114: light source, 115: light condensing unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 誠 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 筒井 雄介 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 吉村 岳雄 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA14Z FA15Z FA41X FA41Z FA48X FA48Z FA50Z FD22 GA11 LA13 LA16 5G435 AA00 AA01 AA18 BB12 BB15 DD10 DD14 EE02 EE14 EE27 EE30 FF03 FF06 FF07 FF08 GG24  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Kitagawa 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Yusuke Tsutsui 2-5-2 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takeo Yoshimura 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka F-term (reference) 2H091 FA14Z FA15Z FA41X FA41Z FA48X FA48Z FA50Z FD22 GA11 LA13 LA16 5G435 AA00 AA01 AA18 BB12 BB15 DD10 DD14 EE02 EE14 EE27 EE30 FF03 FF06 FF07 FF08 GG24

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】一対の基板の対向面に形成された液晶駆動
用の電極に電圧を所定電圧範囲で印加して液晶の透過率
を制御することにより表示を行う液晶表示パネルと、該
液晶表示パネルに隣接して設置され、外光を採り入れる
集光部及び光を発する光源を備え、前記液晶表示パネル
に光を照射する照光部とを有する液晶表示装置におい
て、前記照光部が前記液晶表示パネルに照射する光の強
度に応じて出力する受光部を有し、該受光部の出力に応
じて前記液晶表示パネルの表示特性が変化することを特
徴とする集光機構付液晶表示装置。1. A liquid crystal display panel which performs display by controlling a transmittance of liquid crystal by applying a voltage within a predetermined voltage range to electrodes for driving liquid crystal formed on opposing surfaces of a pair of substrates, and the liquid crystal display. A liquid crystal display device, which is provided adjacent to the panel and includes a condensing unit that takes in external light and a light source that emits light, and an illuminating unit that irradiates the liquid crystal display panel with light. A liquid crystal display device with a light-collecting mechanism, comprising: a light-receiving unit that outputs light according to the intensity of light applied to the liquid crystal panel; and a display characteristic of the liquid crystal display panel changes according to the output of the light-receiving unit. 【請求項２】 前記受光部は前記液晶表示パネルの基板
上に、前記照光部の方を向いて形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の集光機構付液晶表示装置。2. The liquid crystal display device with a light-condensing mechanism according to claim 1, wherein the light receiving section is formed on a substrate of the liquid crystal display panel so as to face the illuminating section. 【請求項３】 前記受光部の出力に応じて前記液晶表示
パネルの最低透過率を変動させることを特徴とする請求
項１に記載の集光機構付液晶表示装置。3. The liquid crystal display device with a light-collecting mechanism according to claim 1, wherein a minimum transmittance of the liquid crystal display panel is changed according to an output of the light receiving unit. 【請求項４】 前記受光部の出力に応じて前記液晶表示
パネルのコントラスト比を変動させることを特徴とする
請求項１に記載の集光機構付液晶表示装置。4. The liquid crystal display device with a condensing mechanism according to claim 1, wherein a contrast ratio of the liquid crystal display panel is changed according to an output of the light receiving unit.
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