(57)【要約】【課題】照明から放射される光によって表示装置に表示される画像の視認性が損なわれることを抑制することができる表示システム及び照明システムを提供する。【解決手段】光を放射する照明１０と、複数の異なる色の光を出射し、照明１０から放射される光の一部が照射される表示装置２０と、表示装置２０の表示面に設けられ、表示装置２０から出射される光の一部を透過させる第１のバンドパスフィルタ２１と、を備え、照明１０から放射される光のスペクトル分布におけるピーク波長は、表示装置２０から出射される光のスペクトル分布における複数のピーク波長の間にあり、第１のバンドパスフィルタ２１の透過率の波長に対する極小値は、照明１０から放射される光のスペクトル分布におけるピーク波長の近傍の波長領域にある。【選択図】図１
2011075738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する照明と、
複数の異なる色の光を出射するとともに、前記照明から放射される光の一部が照射される表示装置と、
前記表示装置の表示面に設けられ、前記表示装置から出射される光の一部を透過させる第１のバンドパスフィルタと、を備え、
前記照明から放射される光のスペクトル分布におけるピーク波長は、前記表示装置から出射される光のスペクトル分布における複数のピーク波長の間にあり、
前記第１のバンドパスフィルタの透過率の波長に対する極小値は、前記照明から放射される光のスペクトル分布における前記ピーク波長±１５ｎｍ以内の波長領域にあることを特徴とする表示システム。
【請求項２】
前記第１のバンドパスフィルタは、単一のフィルムからなることを特徴とする請求項１に記載の表示システム。
【請求項３】
前記第１のバンドパスフィルタは、前記表示装置から出射される光の、前記複数の色の各々に対応した、複数のカラーフィルターからなることを特徴とする請求項１に記載の表示システム。
【請求項４】
前記照明における光の放射面に設けられ、前記照明から放射される光の一部を透過させる第２のバンドパスフィルタを有し、
前記第２のバンドパスフィルタの透過率の波長に対する極大値は、前記第１のバンドパスフィルタの透過率の前記極小値±１５ｎｍ以内の波長領域にあることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示システム。
【請求項５】
前記表示装置は、前記複数の色に対応する、カラー表示を行う複数の発光色の何れかの発光色の光を放射する発光素子を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の表示システム。
【請求項６】
前記発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子からなることを特徴とする請求項５に記載の表示システム。
【請求項７】
複数の異なる色の光を出射する表示装置が設けられた環境を照明する照明システムであって、
光を放射して前記環境を照明する光源を有する照明と、
前記表示装置の表示面に設けられ、前記表示装置から出射される光の一部を透過させる第１のバンドパスフィルタと、を備え、
前記照明から放射される光のスペクトル分布におけるピーク波長は、前記表示装置から出射される光のスペクトル分布における複数のピーク波長の間にあり、
前記第１のバンドパスフィルタの透過率の波長に対する極小値は、前記表示装置から出射される光のスペクトル分布における前記ピーク波長±１５ｎｍ以内の波長領域にあることを特徴とする照明システム。
【請求項８】
前記第１のバンドパスフィルタは、単一のフィルムからなることを特徴とする請求項７に記載の照明システム。
【請求項９】
前記第１のバンドパスフィルタは、前記表示装置から出射される光の、前記複数の色の各々に対応した、複数のカラーフィルターからなることを特徴とする請求項７に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記照明における光の放射面に設けられ、前記照明から放射される光の一部を透過させる第２のバンドパスフィルタを有し、
前記第２のバンドパスフィルタの透過率の波長に対する極大値は、前記第１のバンドパスフィルタの透過率の前記極小値±１５ｎｍ以内の波長領域にあることを特徴とする請求項７に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示システム及び照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の表示装置には、ＬＣＤディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、プラズマディスプレイ等がある。また、有機ＥＬディスプレイ等も開発されている。
【０００３】
また、電子ペーパーのような反射型表示装置と、反射型表示装置に光を照射する照明装置とを備え、表示装置に表示する情報に応じて照明光を設定する表示システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８６２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の表示装置では、照明光が表示装置の表示面で反射し、視認性を損なうという問題があった。
一方、表示装置の表示内容に応じて照明光を変化させると、同一の照明下で読書や学習をする妨げとなる。
【０００６】
本発明の課題は、照明から放射される光によって表示装置に表示される画像の視認性が悪くなることを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の態様は、表示システムであって、光を放射する照明と、複数の異なる色の光を出射するとともに、前記照明から放射される光の一部が照射される表示装置と、前記表示装置の表示面に設けられ、前記表示装置から出射される光の一部を透過させる第１のバンドパスフィルタと、を備え、前記照明から放射される光のスペクトル分布におけるピーク波長は、前記表示装置から出射される光のスペクトル分布における複数のピーク波長の間にあり、前記第１のバンドパスフィルタの透過率の波長に対する極小値は、前記照明から放射される光のスペクトル分布における前記ピーク波長±１５ｎｍ以内の波長領域にあることとした。
【０００８】
好ましくは、前記第１のバンドパスフィルタは、単一のフィルムからなる。
また、好ましくは、前記第１のバンドパスフィルタは、前記表示装置から出射される光の、前記複数の色の各々に対応した、複数のカラーフィルターからなる。
好ましくは、前記照明における光の放射面に設けられ、前記照明から放射される光の一部を透過させる第２のバンドパスフィルタを有し、前記第２のバンドパスフィルタの透過率の波長に対する極大値は、前記第１のバンドパスフィルタの透過率の前記極小値±１５ｎｍ以内の波長領域にある。
好ましくは、前記表示装置は、前記複数の色に対応する、カラー表示を行う複数の発光色の何れかの発光色の光を放射する発光素子を備える。
好ましくは、前記発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子からなる。
【０００９】
本発明の他の態様は、複数の異なる色の光を出射する表示装置が設けられた環境を照明する照明システムであって、光を放射して前記環境を照明する光源を有する照明と、
前記表示装置の表示面に設けられ、前記表示装置から出射される光の一部を透過させる第１のバンドパスフィルタと、を備え、前記照明から放射される光のスペクトル分布におけるピーク波長は、前記表示装置から出射される光のスペクトル分布における複数のピーク波長の間にあり、前記第１のバンドパスフィルタの透過率の波長に対する極小値は、前記表示装置から出射される光のスペクトル分布における前記ピーク波長±１５ｎｍ以内の波長領域にあることとした。
【００１０】
好ましくは、前記第１のバンドパスフィルタは、単一のフィルムからなる。
また、好ましくは、前記第１のバンドパスフィルタは、前記表示装置から出射される光の、前記複数の色の各々に対応した、複数のカラーフィルターからなる。
好ましくは、前記照明における光の放射面に設けられ、前記照明から放射される光の一部を透過させる第２のバンドパスフィルタを有し、前記第２のバンドパスフィルタの透過率の波長に対する極大値は、前記第１のバンドパスフィルタの透過率の前記極小値±１５ｎｍ以内の波長領域にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、照明から放射される光によって表示装置に表示される画像の視認性が損なわれることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る表示システムを適用した部屋１００Ａを示す模式図である。
【図２】バンドパスフィルタ２１の分光反射率の理想的な波長特性を示すグラフである。
【図３】バンドパスフィルタ２１の分光透過率の理想的な波長特性を示すグラフである。
【図４】有機ＥＬディスプレイのＲＧＢ３色の発光素子から出射される光の輝度の波長特性の一例を示すグラフである。
【図５】照明１０Ａから放射される光の分光波長特性を示す。
【図６】バンドパスフィルタ１３の分光透過率を示すグラフである。
【図７】蛍光灯分光特性を示すグラフである。
【図８】照明１０Ａの照度と表示装置２０のコントラスト比との関係を示すグラフである。
【図９】照明１０Ａの照度と表示装置２０のコントラスト比との関係を示すグラフである。
【図１０】ｘｙ表示の色再現範囲を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る表示システムを適用した部屋１００Ｂを示す模式図である。
【図１２】バンドパスフィルタ１５の分光透過率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１の実施形態に係る表示システムを適用した部屋１００Ａを示す模式図である。
図１に示すように、部屋１００Ａの天井１０１には、照明１０Ａとしてシーリングライトが設けられている。照明１０Ａは、光源１１と、光源１１を覆うカバー１２とからなる。光源１１は、例えば白熱灯である。カバー１２の外側面には、バンドパスフィルタ１３が設けられている。
【００１４】
部屋１００Ａ内の床１０２上には、表示装置２０が配置されている。表示装置２０は、カラー表示を行うＲＧＢ３色の発光色の発光素子を備える画素がマトリクス状に配置されてなる。表示装置２０としては、例えば有機ＥＬディスプレイ等が挙げられる。
表示装置２０の表示面には、バンドパスフィルタ２１が設けられている。
図２にバンドパスフィルタ２１の分光反射率の理想的な波長特性を、図３にバンドパスフィルタ２１の分光透過率の理想的な波長特性を示す。なお、分光反射率は、バンドパスフィルタ２１の正面に測定装置を置き、測定装置を通るバンドパスフィルタ２１の法線に対して斜め４５°の位置にハロゲンランプ、キセノンランプ等の光源を配置して測定した。また、図４は表示装置が有機ＥＬディスプレイであるときのＲＧＢ３色の発光素子から出射される光の輝度の波長特性（スペクトル分布）の一例を示すグラフである。なお、輝度はピーク波長における輝度を１とする相対値で示している。
【００１５】
バンドパスフィルタ２１は、約４１２ｎｍ（青色光）、約５２０ｎｍ（緑色光）、約６４０ｎｍ（赤色光）に分光反射率、分光透過率のピーク（極大値）がある。このピークは、図４に示す表示装置２０の３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光素子から放射される光の波長のスペクトル分布のピーク（極大値）波長にほぼ一致する。
【００１６】
また、図２、図３に示すように、バンドパスフィルタ２１は、約４９０ｎｍ、約５９５ｎｍに分光反射率、分光透過率の極小値を有する。このため、バンドパスフィルタ２１は、約４９０ｎｍ、約５９５ｎｍ近傍の光を吸収する。この極小値の波長は、照明１０Ａから放射される光のピーク波長とほぼ一致する。
図５に照明１０Ａから放射される光の分光波長特性（スペクトル分布）を示す。なお、縦軸は放射エネルギーの相対値であり、任意単位である。図５に示すように、シーリングライトから放射される光は、約４８０ｎｍ、約５９０ｎｍにスペクトル分布のピーク（極大値）波長がある。このような照明１０Ａは、例えば光源１１に白熱灯を用いた場合に、図６に示すような分光透過率を示すバンドパスフィルタ１３を用いることで得ることができる。この場合、バンドパスフィルタ２１の分光透過率が極小値となる波長は約４９０ｎｍ、５９５ｎｍであり、照明１０Ａから放射される光のスペクトル分布におけるピーク波長は約４８０ｎｍ、５９０ｎｍであるから、バンドパスフィルタ２１の分光透過率が極小値となる波長は、概ね、照明１０Ａから放射される光のスペクトル分布におけるピーク波長±１５ｎｍ以内の波長領域にあるということができる。
【００１７】
図２、図３に示す特性を示すバンドパスフィルタ２１や図６に示す特性を示すバンドパスフィルタ１３は、例えば単一のフィルムからなり、例えばアゾ色素等、透過領域以外の波長の光を吸収する色素を用いて形成することができる。また液晶用に用いられる顔料（或いは染料）を用いて、その吸収波長を調整し、基材に分散することにより形成することもできる。更に、薄膜干渉を用いて形成することもできる。この場合には、例えば特開２００３−３３７３３７号公報に記載されているように、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２の薄膜を複数層積層して形成することもできるし、フッ素系アクリレート樹脂と無機高屈折率微粒子含有アクリレート樹脂とを多層薄膜塗布工程によって複数層を積層して形成することもできる。
【００１８】
このように、本発明の表示システムでは、照明１０Ａから放射される光のピーク波長が、表示装置２０から出射される光のピーク波長の間にあり、表示装置２０の表示面に設けられたバンドパスフィルタ２１が表示装置２０から出射される光のピーク波長の近傍に反射率及び透過率の極大値を有し、照明１０Ａから放射される光のピーク波長の近傍に反射率及び透過率の極小値を有する。このため、照明１０Ａから放射される光によって表示装置２０に表示される画像のコントラスト比が低下することや色再現範囲が狭くなることを抑えることができる。
【００１９】
また、照明１０Ａにより充分な輝度が得られるため、部屋１００Ａ内での読書や学習が妨げられることがない。
また、表示装置２０の輝度を上げずに視認性を改善することができるので、全体として省電力とすることができる。さらに、表示装置２０の表示面に反射防止膜として円偏光板を設ける必要がないので、表示装置２０のコストダウンや工程簡略化を図ることができる。
【００２０】
ここで、図２、図３の特性を示すバンドパスフィルタ２１及び図５の特性を示す照明１０Ａを用いてコントラスト比、色再現範囲について計算した。比較のため、図７に示す分光特性を示す蛍光灯を用いた。
図８、図９に照明１０Ａの照度と表示装置２０のコントラスト比との関係を示す。また、図１０にｘｙ表示の色再現範囲を示す。
なお、計算に用いた表示装置２０のＸＹＺ表色系での発光特性を表１に示す。この値は標準的なものである。
【表１】
2011075738.tif 000003
【００２１】
色再現範囲の計算に用いたｘ、ｙは以下の式（１）、（２）で表される。
【数１】
2011075738.tif 000004
・・・（１）
【数２】
2011075738.tif 000005
・・・（２）
ここで、Ｘ、Ｙ、ＺはＸＹＺ表色系を意味しており、以下の式（３）、（４）、（５）で表される。
【数３】
2011075738.tif 000006
・・・（３）
【数４】
2011075738.tif 000007
・・・（４）
【数５】
2011075738.tif 000008
・・・（５）
ここで、Ｅは表示装置２０の表示面における照明の照度［ｌｘ］であり、Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０は暗室での値（Ｅ＝０）を意味している。また、ρＸ、ρＹ、ρＺは、以下の式（６）、（７）で表される。
【数６】
2011075738.tif 000009
・・・（６）
【数７】
2011075738.tif 000010
・・・（７）
【数８】
2011075738.tif 000011
・・・（８）
ここで、ｘ’、ｙ’はＣＩＥ等色関数である。ρ（λ）は図２に示した分光反射率、Ｓ（λ）は図５に示した分光波長特性である。
【００２２】
図８、図９に示すように、表示装置２０の表示面における照明の照度を高くしていくと、表示面のコントラストが低下していくが、同じコントラスト比となる照度は、図７の特性を示す蛍光灯を照明１０Ａに用いた場合よりも、本実施例の場合の方が照度を高くすることができる。図９に示すように、コントラスト比が１０となる照度を許容照度と定義すると、蛍光灯の場合には３６００［ｌｘ］であるのに対して、本実施例では５９００［ｌｘ］にまで増大した。
【００２３】
また、図１０に示すように、照明がある場合の表示装置２０の色再現範囲は、照明がない場合の色再現範囲（ＲＧＢ＿０ｌｘ）より狭くなるが、同じ６０００ｌｘの照度の場合で比較すると、蛍光灯の場合の色再現範囲（ＲＧＢ＿６０００ｌｘ（蛍光灯））より実施例の色再現範囲（ＲＧＢ＿６０００ｌｘ（実施例））の方が広くなることがわかる。
【００２４】
〔第２実施形態〕
図１１は本発明の第２の実施形態に係る表示システムを適用した部屋１００Ｂを示す模式図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
本実施形態においては、照明１０Ｂの光源として太陽光等の外光が用いられている。そして、カバー１２の代わりに部屋１００Ｂの壁１０３に窓１４が設けられ、窓１４にバンドパスフィルタ１５が貼り付けられている。
【００２５】
バンドパスフィルタ１５には、図１２に示すような分光透過率を示すものを用いることができる。このようなバンドパスフィルタ１５は、バンドパスフィルタ１３、２１と同様に形成することができる。
【００２６】
このようなバンドパスフィルタ１５を用いると、光源として外光を用いた場合に、照明１０Ｂから放射される光は図５に示すような分光波長特性となる。このため、本実施形態においても、照明１０Ｂから放射される光によって表示装置２０に表示される画像のコントラスト比が低下することや色再現範囲が狭くなることを抑えることができる。
【００２７】
なお、以上の実施形態においては、表示装置２０として有機ＥＬディスプレイを想定したが、本発明はこれに限ることはなく、例えばＲＧＢのカラーフィルターが各画素に配置された透過型カラーＬＣＤを用いることもできる。この場合、ＲＧＢのカラーフィルターは実質的に図２、図３に示すバンドパスフィルタ２１の特性に類似しているため、ＲＧＢのカラーフィルターを図１におけるバンドパスフィルタ２１と見なすことができる。
その他、ＣＲＴディスプレイ、プラズマディスプレイを用いることもできる。
【００２８】
また、以上の実施形態においては、屋内についてのみ説明したが、本発明はこれに限らず、屋外の表示装置と夜間の照明に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１０Ａ、１０Ｂ  照明
１１  光源
１２  カバー
１３、１５、２１  バンドパスフィルタ
１４  窓
２０  表示装置
１００Ａ、１００Ｂ  部屋
【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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