JP2003215533A - 情報表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外光入射角の如何によらず視認性を確保す
る。 【解決手段】 液晶表示面を介して情報を表示する表示
部１６と、液晶表示面の背面及び／又は側面から照明光
を照射するフロントライト１６２と、液晶表示面へ入射
する外部入射光の入射角を求める第１の照度センサ２４
及び第２の照度船さ２６と、動作プログラムに基づき動
作して、表示部１６及びフロントライト１６２を制御す
るＣＰＵ１１とを備え、ＣＰＵ１１は、第１の照度セン
サ２４及び第２の照度センサ２６により求めた入射角に
基づき、フロントライト１６２から照射する照明光の輝
度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示素
子、又はハイブリッド液晶表示素子により液晶表示面を
形成する情報表示装置に関し、特に携帯型の情報端末に
適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、いわゆるモバイルコンピュータや
ＰＤＡ等の携帯に適した情報端末（以下、携帯情報端末
という）が広く開発されている。これらの携帯情報端末
は、軽量化、薄型化を実現する観点より、液晶ディスプ
レイを採用する。

【０００３】液晶ディスプレイは、光変調素子として反
射型液晶表示素子や、反射光とバックライトの透過光を
併用するハイブリッド液晶表示素子を用いる。これらの
液晶表示素子は、図９に示すように液晶表示面に対して
外光入射角が垂直、又は垂直からややずらした角度であ
る場合に、視認性が最も良くなることが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の携帯情報端末は、その持ち運びの便利さから、勤務先
や自宅等、特定の場所に限らず様々な場所で使用され
る。特に携帯情報端末を自動車に設置する場合には、図
１０に示すように液晶表示面に対して外光入射角が低く
なるような傾きで使用する場合が多く、上述の液晶表示
面に対して外光入射角が常時ほぼ垂直になるとは限らな
い。

【０００５】外光入射角が垂直から大幅にずれると、液
晶表示素子の反射光量が低くなり、その結果視認性の悪
化が顕著になるという問題点が生じる。

【０００６】そこで、本発明は上述したような実情に鑑
みて提案されたものであり、液晶ディスプレイを採用す
る情報表示装置において、外光入射角の如何によらず視
認性を確保できる情報表示装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、外光入射角
に応じて変化する液晶表示素子の反射光量に着目し、外
光入射角の如何を問わずに、常時視認性を確保できる情
報表示装置を発明した。

【０００８】すなわち、本発明に係る情報表示装置は、
上述の課題を解決するために、液晶表示面を介して情報
を表示する表示手段と、上記液晶表示面の背面及び／又
は側面から照明光を照射する照明手段と、上記液晶表示
面に対して外部から入射する光の入射角を検出する入射
角検出手段と、動作プログラムに基づき動作して、上記
表示手段及び上記照明手段を制御する制御手段とを備
え、上記制御手段は、上記入射角検出手段により検出し
た入射角に基づき、上記照明手段から照射する照明光の
輝度出力を制御することを特徴とする。

【０００９】この情報表示装置は、液晶表示面に対して
外部から入射する光の入射角を検出し、検出した入射角
に基づいて照明手段から照射する照明光の輝度出力を制
御する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１１】本発明は、例えば図１に示すような携帯情
報端末１に適用される。この図１において、携帯情報端
末１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、
データバス１２と、ＲＯＭ１３と、ＤＲＡＭ１４と、グ
ラフィックコントローラ１５と、表示部１６と、ＰＷＭ
ドライバ１７と、表示部用コンバータ１８と、電源ボタ
ン１９と、バッテリー２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２
１と、操作ボタン２２と、ＬＥＤ２３と、第１の照度セ
ンサ２４と、第１のＡ／Ｄコンバータ２５と、第２の照
度センサ２６と、第２のＡ／Ｄコンバータ２７と、レギ
レータ２８と、赤外線通信コントローラ２９とを備え
る。

【００１２】ＣＰＵ１１は、携帯情報端末１全体を制御
する中央演算ユニットであり、データバス１２を介し
て、実行すべき制御プログラムを格納するＲＯＭ１３、
及びデータの蓄積や展開等に使用する作業領域としての
ＤＲＡＭ１４に接続される。また、このＣＰＵ１１は、
第１の照度センサ２４又は／及び第２の照度センサ２６
により検出された外部入射光に基づき、データバス１２
及びグラフィックコントローラ１５を介して表示部１６
を制御する。さらにこのＣＰＵ１１は、ユーザに開示す
る情報をグラフィックコントローラ１５等を介して表示
部１６へ送信する。

【００１３】なお、上述のＲＯＭ１３は、制御プログラ
ムに加えて、地図データや住所に基づいて緯度、経度を
演算するデータベースを格納する。またＤＲＡＭ１４
は、主電源のＯＮ／ＯＦＦの如何に関わらず、個人用管
理データを常時格納する。

【００１４】グラフィックコントローラ１５は、ＣＰＵ
１１による制御に基づき、表示部１６への絵画処理を実
行する。このグラフィックコントローラ１５は、ＰＷＭ
ドライバ１７を介して、表示部１６におけるコントラス
ト、輝度の調整を行う。

【００１５】表示部１６は、液晶表示素子１６１と、フ
ロントライト１６２と、タッチパネル１６３とからな
り、ユーザが携帯情報端末１と対話するためのインター
フェースである。

【００１６】液晶表示素子１６１は、例えば、反射型液
晶表示素子や、反射光とバックライトの透過光を併用す
るハイブリッド液晶表示素子からなる光変調素子であ
り、ユーザに対して情報を表示する液晶表示面を構成す
る。この液晶表示素子１６１は、液晶表示面に対して外
光入射角が低くなるような傾きで使用すると、反射光量
は低くなり、その結果視認性が悪化する。このためフロ
ントライト１６２により液晶表示面を照明することによ
り、液晶表示の視認性を確保する。

【００１７】タッチパネル１６３は、押下されるエリア
に応じて出力する電圧を変化させる抵抗膜型パネルであ
る。このタッチパネル１６３は、液晶表示素子１６１に
表示されるメニューや操作アイコン等のエリアに応じて
ユーザから押下され、また手書き文字認識を行う場合に
は、入力タブレットとして使用される。

【００１８】表示部用コンバータ１８は、ＣＰＵ１１及
びタッチパネル１６３に接続され、タッチパネル１６３
からの出力電圧を検知してディジタルデータに変換し、
ＣＰＵ１１に伝達する。

【００１９】電源ボタン１９は、携帯情報端末１の外部
に配され、ユーザにより押下されたときに、ＣＰＵ１１
に対して電源入力する旨を通知する。

【００２０】バッテリー２０は、携帯情報端末１全体の
駆動電源を供給するために内蔵されるユニットである。
このバッテリー２０は、例えばリチウム２次電池で構成
される場合もある。バッテリー２０からの電源の供給
は、上述の電源ボタン１９の押下入力を検知したＣＰＵ
１１に基づき制御される。

【００２１】ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、ＣＰＵ１１
による制御に基づき、バッテリー２０から供給される電
源を、携帯情報端末１を構成する各デバイスに必要な電
源電圧に変換する。また、このＤＣ／ＤＣコンバータ２
１は、フロントライト１６２に対して照明用の電源を供
給する。

【００２２】操作ボタン２２は、表示部１６による表示
内容を変更する場合に押下入力するためのボタンであ
る。すなわち、この操作ボタン２２を押下することによ
り、予め定めた表示内容へ、例えば予定表を表示する状
態から地図を表示する状態へ、変更することができる。

【００２３】ＬＥＤ２３は、携帯情報端末１の状態をユ
ーザに知らせるための発光素子であり、例えば電源入力
時に点灯し、また電源切断時に消灯する。

【００２４】第１の照度センサ２４は、携帯情報端末１
に対して外部から入射する光の照度を検出するための受
光素子である。この第１の照度センサ２４は、検出結果
を第１のコンバータ２５を介してＣＰＵ１１へ送信す
る。

【００２５】第２の照度センサ２６は、上述の第１の照
度センサ２４と異なる方向を検出方向とするように配さ
れ、携帯情報端末１に対して外部から入射する光の照度
を検出するための受光素子である。この第２の照度セン
サ２６は、検出結果を第２のコンバータ２７を介してＣ
ＰＵ１１へ送信する。

【００２６】レギレータ２８は、電源切断状態におい
て、ＣＰＵ１１やＤＲＡＭ１４等のバックアップが必要
なデバイスに対して電源を供給する。

【００２７】赤外線通信コントローラ２９は、外部装置
と光通信によりデータを送受信するためのコントローラ
である。この赤外線通信コントローラ２９は、外部装置
と送受信するデータを、接続されたデータバス１２を介
してＣＰＵ１１等と入出力する。なお、携帯情報端末１
は、外部装置とＵＳＢを介してデータを送受信するため
のインターフェースを備える場合もある。

【００２８】次に携帯情報端末１の外形について図２を
参照して説明する。

【００２９】携帯情報端末１の外形寸法は、例えば幅７
１.０ｍｍ、高さ１１８.５ｍｍ、奥行きが１６.８ｍｍ
と、容易に持ち運びできるサイズに設定される。ユーザ
は、図２に示すように携帯情報端末１の外部から、タッ
チパネル１６３や、電源ボタン１９や、操作ボタン２２
等を介して操作することができる。

【００３０】また、この図２に示す例において、第１の
照度センサ２４は、液晶表示面の前方から入射する外光
を検出できる位置に設け、第２の照度センサ２６は、液
晶表示面の上下方向から入射する外光を検出できる位置
に設けている。すなわち、この第１の照度センサ２４及
び第２の照度センサ２６は、方向角差が９０°になるよ
うに配される。

【００３１】次に、本発明を適用した携帯情報端末１の
具体的な処理手順について説明する。

【００３２】ユーザが携帯情報端末１を使用する際に、
先ず第１の照度センサ２４及び第２の照度センサ２６に
より入射する外光の照度を検出する。外光に対する液晶
表示面の傾きにより、第１の照度センサ２４及び第２の
照度センサ２６により検出する照度は異なるため、第１
の照度センサ２４の検出照度をＸｆ、第２の照度センサ
２６の検出照度をＸｕとしたとき、検出照度比Ｘｕ／Ｘ
ｆは、液晶表示面における外光入射角の関数として表す
ことができる。

【００３３】すなわち、この照度比Ｘｕ／Ｘｆを常に検
出することにより、外光入射角をリアルタイムに検出す
ることができる。また、この外光入射角に対するフロン
トライト１６２の最適な輝度出力Ｂｒを予め設定するこ
とにより、フロントライト１６２の輝度出力をリアルタ
イムに制御することができる。

【００３４】図３は、照度比Ｘｕ／Ｘｆに対して予め設
定したフロントライト１６２の輝度出力Ｂｒを示してい
る。この図３において、第１の照度センサ２４及び第２
の照度センサ２６との方向角差は９０°になっていると
ころ、照度比Ｘｕ／Ｘｆに対して、輝度出力Ｂｒは線形
の関係になっている。

【００３５】例えば、第１の照度センサ２４の検出照度
が高く、また第２のセンサ２６の検出照度が低くなるに
つれて、換言すれば照度比Ｘｕ／Ｘｆが小さくなるにつ
れて、外光入射角は、図４に示すように垂直に近づく。
かかる場合には、液晶表示素子１６１の視認性が十分に
確保されることから、フロントライト１６２の輝度出力
Ｂｒは低くてすむ。従って、図３に示すように、照度比
Ｘｕ／Ｘｆの値が小さい場合に、フロントライト１６２
の輝度出力Ｂｒが低くなるように設定しておけば、液晶
表示素子１６１の視認性を常時確保できるように制御す
ることができる。

【００３６】一方、第１の照度センサ２４の検出照度が
低く、また第２の照度センサ２６の検出照度が高くなる
につれて、換言すれば照度比Ｘｕ／Ｘｆが大きくなるに
つれて、外光入射角は、図５に示すように低くなる。か
かる場合には、液晶表示素子１６１の視認性が確保され
ず、フロントライト１６２による照明が必須となり、輝
度出力Ｂｒを高くする必要がある。すなわち、図３に示
すように、照度比Ｘｕ／Ｘｆの値が大きい場合に、フロ
ントライト１６２の輝度出力Ｂｒが高くなるように設定
しておけば、液晶表示素子１６１の視認性を常時確保で
きるように制御することができる。

【００３７】この図３に示す輝度出力Ｂｒは、Ｘｕ／Ｘ
ｆに対して線形であるが、例えば、第１の照度センサ２
４と第２の照度センサ２６との方向角差や搭載位置、さ
らには使用環境等に応じて自在に変更可能であり、非線
形であっても良い。

【００３８】このように、本発明を適用した携帯情報端
末１は、液晶表示面に対して外部から入射する光の入射
角を検出し、検出した入射角に基づいて照明手段から照
射する照明光の輝度出力を制御する。これにより本発明
を適用した情報表示装置１は、外光入射角の如何によら
ず視認性を確保することができる。また、液晶表示素子
１６１に対する外光の反射が十分である場合には、フロ
ントライト、バックライトの輝度出力を落とすことがで
き、携帯情報端末１全体の消費電力の低減を図ることが
できる。

【００３９】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではない。例えば、第１の照度センサ２４及
び第２の照度センサ２６の代替として、携帯情報端末１
に搭載した図示しない加速度センサを用いることも可能
である。この図示しない加速度センサを備えた携帯情報
端末１は、液晶表示面の加速度を検出し、検出した加速
度に応じて液晶表示面の傾きを算出する。そしてこの算
出した傾きに応じて外光入射角を予測し、フロントライ
ト１６２の輝度出力Ｂｒを制御して常時視認性を確保す
ることができる。

【００４０】また、この図示しない加速度センサのみで
は、フロントライト１６２の輝度における最小出力を担
保することができない場合があるため、更に上述の第１
の照度センサ２４又は／及び第２の照度センサ２６を併
用することも可能である。これにより、実際の照度が明
確になり、図６に示すようにフロントライト１６２の輝
度の最小値Ｂｒ０を保証することも可能である。

【００４１】また、フロントライト１６２の輝度出力を
制御する場合のみならず、液晶表示素子背面から照明す
るバックライトの輝度出力を制御することにより、視認
性を常時確保することも可能である。

【００４２】更に本発明では、上記第１のセンサ及び第
２のセンサの代替として、例えば図７に示すように、液
晶表示面に対して鉛直方向に形成された凹部の底面に配
された第３の照度センサを用いることも可能である。こ
の第３の照度センサは、外光入射角が９０°である場合
に限り、外光源から出射される光が凹部底面に配された
第３の照度センサに直進するため、高い検出照度を得る
ことができる。一方、外光入射角が９０°から少しでも
ずれると、図８に示すように、外光は、第３の照度セン
サに直進せず、検出照度が極度に低下してしまう。

【００４３】すなわち、外光入射角に対する検出照度の
変化が顕著な第３の照度センサを１つ用いることによ
り、第１の照度センサ２４と第２の照度センサ２６を双
方用いる場合と同程度の精度で外光入射角を求めること
ができる。これにより、使用するセンサの数の削減を図
ることができ、更なる効率化を図ることができる。な
お、この第３の照度センサの検出照度と求める外光入射
角の関係は、凹部の深さにより、また凹部の径により、
制御可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る情報表示装置は、液晶表示面に対して外部から入射す
る光の入射角を検出し、検出した入射角に基づいて照明
手段から照射する照明光の輝度出力を制御する。

【００４５】これにより本発明は、外光入射角の如何に
よらず視認性を確保することができ、ひいては、液晶表
示素子に対する外光の反射が十分である場合には、フロ
ントライト等の輝度出力を抑えることで消費電力の低減
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した携帯情報端末のブロック構成
図である。

【図２】本発明を適用した携帯情報端末の外形を説明す
るための図である。

【図３】照度比Ｘｕ／Ｘｆに対して予め設定したフロン
トライトの輝度出力Ｂｒを示した図である。

【図４】照度比Ｘｕ／Ｘｆが小さくなる場合における外
光入射角について説明するための図である。

【図５】照度比Ｘｕ／Ｘｆが大きくなる場合における外
光入射角について説明するための図である。

【図６】加速度センサと照度センサを併用する場合にお
ける、加速度センサ検出値と、予め設定した輝度出力Ｂ
ｒを示した図である。

【図７】液晶表示面に対して鉛直方向に形成された凹部
の底面に配された第３の照度センサを配する場合につい
て示した図である。

【図８】入射角が９０°からずれた外光を第３の照度セ
ンサにより検出する場合について説明するための図であ
る。

【図９】液晶表示面に対して外光が垂直、又は垂直から
ややずれた角度で入射する場合について示した図であ
る。

【図１０】携帯情報端末を液晶表示面に対して外光入射
角が低くなるような傾きで使用する場合について説明す
るための図である。

【符号の説明】

１ 携帯情報端末、１１ ＣＰＵ、１２ データバス、
１３ ＲＯＭ、１４ＤＲＡＭ、１５ グラフィックコン
トローラ、１６ 表示部、１７ ＰＷＭドライバ、１８
表示部用コンバータ、１９ 電源ボタン、２０ バッ
テリー、２１ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２ 操作ボタ
ン、２３ ＬＥＤ、２４ 第１の照度センサ、２５ 第
１のＡ／Ｄコンバータ、２６ 第２の照度センサ、２７
第２のＡ／Ｄコンバータ、２８ レギレータ、２９
赤外線通信コントローラ、１６１ 液晶表示素子、１６
２ フロントライト、１６３ タッチパネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示面を介して情報を表示する表示
   手段と、 上記液晶表示面の背面及び／又は側面から照明光を照射
   する照明手段と、 上記液晶表示面へ入射する外部入射光の入射角を求める
   入射角検出手段と、 動作プログラムに基づき動作して、上記表示手段及び上
   記照明手段を制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、上記入射角検出手段により求めた入射
   角に基づき、上記照明手段から照射する照明光の輝度を
   制御することを特徴とする情報表示装置。
2. 【請求項２】 上記入射角検出手段は、上記外部入射光
   について２方向から検出した照度に基づき、上記入射角
   を求めることを特徴とする請求項１記載の情報表示装
   置。
3. 【請求項３】 上記入射角検出手段は、上記液晶表示面
   の加速度を検出し、検出した加速度に応じて上記液晶表
   示面の傾きを算出し、当該算出した傾きに応じて上記入
   射角を求めることを特徴とする請求項１記載の情報表示
   装置。
4. 【請求項４】 上記入射角検出手段は、上記液晶表示面
   の法線方向に形成された凹部の底面に配された、上記外
   部入射光の照度を検出するセンサであることを特徴とす
   る請求項１記載の情報表示装置。