(57)【要約】【課題】  照度依存性が抑制された反射型表示装置、および反射型表示装置の制御回路を提供する。【解決手段】  反射型表示装置は、照度を検出する照度検出手段と、照度検出手段によって検出された照度に応じて元画像データの彩度を補正する彩度補正手段と、彩度補正手段によって彩度が補正された画像データに基づいて画像を表示する表示素子と、を備える。彩度補正手段は、照度検出手段によって検出された照度が所定値以下の場合、彩度を低下させてもよい。照度検出手段によって検出された照度に応じて元画像データのコントラストを補正するコントラスト補正手段を備えていてもよい。【選択図】  図２
2011112727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照度を検出する照度検出手段と、
前記照度検出手段によって検出された照度に応じて元画像データの彩度を補正する彩度補正手段と、
前記彩度補正手段によって彩度が補正された画像データに基づいて画像を表示する表示素子と、を備えることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２】
前記彩度補正手段は、前記照度検出手段によって検出された照度が所定値以下の場合、彩度を低下させることを特徴とする請求項１記載の反射型表示装置。
【請求項３】
前記彩度補正手段は、前記照度検出手段によって検出された照度が低いほど、彩度をより低下させることを特徴とする請求項２記載の反射型表示装置。
【請求項４】
前記彩度補正手段は、前記照度検出手段によって検出された照度が、所定の範囲で所定時間以上継続された場合に、彩度を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項５】
前記彩度補正手段は、前記照度検出手段によって検出された照度が所定値以下の場合、彩度を補正しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項６】
前記照度検出手段によって検出された照度に応じて前記元画像データのコントラストを補正するコントラスト補正手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項７】
前記コントラスト補正手段は、前記照度検出手段によって検出された照度が所定値以下の場合、コントラストを強調することを特徴とする請求項６記載の反射型表示装置。
【請求項８】
前記コントラスト補正手段は、前記照度検出手段によって検出された照度が低いほど、コントラストをより強調することを特徴とする請求項７記載の反射型表示装置。
【請求項９】
前記照度検出手段は、色成分ごとに照度を検出し、
前記彩度補正手段は、前記照度検出手段によって検出された照度が最も大きい色成分の補色成分の重み付けを大きくして補正することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項１０】
前記彩度補正手段または前記コントラスト補正手段は、前記照度検出によって検出された照度の変化があってかつ前記照度の変化が設定された期間を継続されている場合に、前記補正を実行し、
前記照度の変化を検出するための照度範囲の区分は、低照度ほど細分化されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項１１】
前記表示素子は、メモリ性を有する表示素子であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項１２】
前記表示素子は、コレステリック液晶を用いた表示素子であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項１３】
前記表示素子は、異なる反射色を呈する複数の表示素子の積層構造を有することを特徴とする請求項１２記載の反射型表示装置。
【請求項１４】
照度を検出する照度検出手段によって検出された照度に応じて元画像データの彩度を補正する彩度補正手段と
前記検出された照度に応じて元画像データのコントラストを補正するコントラスト補正手段と、を備えることを特徴とする反射型表示装置の制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型表示装置、および、反射型表示装置の制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各企業および大学などにおいて、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーの利用が期待されている応用分野として、電子書籍を筆頭に、モバイル端末機器のサブディスプレイやＩＣカードの表示部など、多様な応用形態が提案されている。電子ペーパーの有力な方式の１つに、コレステリック液晶がある。コレステリック液晶は、半永久的な表示保持（メモリ性）や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像度といった優れた特徴を有している。
【０００３】
コレステリック液晶は、カイラルネマティック液晶とも称されることがあり、ネマティック液晶にキラル性の添加剤（カイラル材）を比較的多く（数十％）添加することにより、ネマティック液晶の分子がらせん状のコレステリック相を形成する液晶である。コレステリック液晶表示装置は、この液晶分子の配向状態を利用して表示を行う。
【０００４】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、コレステリック液晶の状態を説明する図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）を参照して、コレステリック液晶を利用した表示素子は、上側基板１１０と、コレステリック液晶層１２０と、下側基板１３０と、を有する。コレステリック液晶には、図１０（ａ）のように入射光を反射するプレーナ状態と、図１０（ｂ）の入射光を透過するフォーカルコニック状態と、がある。これらの状態は、無電界下でも安定してその状態が保持される。
【０００５】
プレーナ状態の時には、液晶分子のらせんピッチに応じた波長の光を反射する。反射が最大となる波長λは、液晶の平均屈折率ｎ、らせんピッチｐから次の式で表される。
λ＝ｎ・ｐ
一方、反射帯域Δλは、液晶の屈折率異方性Δｎにより大きく異なる。
【０００６】
プレーナ状態の時には、入射光が反射するので「明」状態、すなわち白を表示することができる。一方、フォーカルコニック状態の時には、下側基板１３の下に光吸収層を設けることにより、液晶層を透過した光が吸収されるので「暗」状態、すなわち黒を表示することができる。
【０００７】
次に、コレステリック液晶を利用した表示素子の駆動方法を説明する。電極間に所定の高電圧（例えば±３６Ｖ）を印加して、コレステリック液晶中に相対的に強い電界を発生させると、液晶分子のらせん構造は完全にほどけて、すべての分子が電界の方向に従うホメオトロピック状態になる。次に、液晶分子がホメオトロピック状態の時に、印加電圧を高電圧から所定の低電圧（例えば±４Ｖ以内）に急激に低下させて、液晶中の電界を急激にほぼゼロにすると、液晶のらせん軸は電極に垂直になり、らせんピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態になる。
【０００８】
一方、電極間に所定の低電圧（例えば±２４Ｖ）を印加して、コレステリック液晶中の相対的に弱い電界を発生させると、液晶分子のらせん構造が完全には解けない状態になる。この状態において、印加電圧を急激に低下させて、液晶中の電界を急激にほぼゼロにするか、あるいは強い電界を印加して緩やかに電界を除去した場合は、液晶分子のらせん軸が電極に平行になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態になる。また、中間的な強さの電界を印加して、急激に電界を除去すると、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在し、中間調の表示が可能となる。
【０００９】
以上説明した電圧応答特性に基づく駆動方法の原理について説明する。図１１（ａ）、図１１（ｃ）および図１１（ｅ）は、電圧パルスの波形を示す。図１１（ｂ）、図１１（ｄ）および図１１（ｆ）は、図１１（ａ）、図１１（ｃ）および図１１（ｅ）の電圧パルスをそれぞれ印加した時のパルス応答特性を示す。図１１（ａ）は、電圧値が±３６Ｖで、パルス幅が数十ｍｓの電圧パルスを示す。図１１（ｃ）は、オン（ＯＮ）時の電圧値が±２０Ｖで、オフ（ＯＦＦ）時の電圧値が±１０Ｖで、パルス幅が２ｍｓの電圧パルスを示す。図１１（ｅ）は、オン（ＯＮ）時の電圧値が±２０Ｖで、オフ（ＯＦＦ）時の電圧値が±１０Ｖで、パルス幅が１ｍｓの電圧パルスを示す。図１１（ｂ）、図１１（ｄ）および図１１（ｆ）において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は反射率（％）を表す。ここで使用する電圧パルスは、液晶の駆動パルスとしてよく知られているように、イオン分極などによる液晶の劣化を防止するために、正極性と負極性のパルスを組み合わせている。
【００１０】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）を参照して、パルス幅が大きい場合には、初期状態がプレーナ状態だと、電圧をある範囲に上げると、フォーカルコニック状態となり、さらに電圧を上げると、再度プレーナ状態となる。初期状態がフォーカルコニック状態だと、パルス電圧を上げるにつれて次第にプレーナ状態になる。
【００１１】
パルス幅が大きい場合に、初期状態がプレーナ状態とフォーカルコニック状態のいずれでも必ずプレーナ状態になるパルス電圧は、図１１（ｂ）では±３６Ｖである。また、この中間のパルス電圧では、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態になり、中間調が得られる。
【００１２】
一方、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）を参照して、パルス幅が２ｍｓの場合には、初期状態がプレーナ状態では、パルス電圧が±１０Ｖでは反射率は変化しないが、それ以上大きな電圧になるとプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態になり、反射率が低下する。反射率の低下量は電圧が大きくなるに従って大きくなるが、±３６Ｖよりさらに大きな電圧になると反射率の低下量は一定となる。これは、初期状態がプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態でも同じである。従って、初期状態がプレーナ状態である場合に、パルス幅が２ｍｓでパルス電圧が±２０Ｖの電圧パルスを１回印加すると、反射率はある程度低下する。このようにしてプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態で反射率が少し低下した状態で、パルス幅が２ｍｓでパルス電圧が±２０Ｖの電圧パルスをさらに印加すると、反射率はさらに低下する。これを繰り返すと、反射率は所定値まで低下する。
【００１３】
図１１（ｅ）および図１１（ｆ）を参照して、パルス幅が１ｍｓの場合には、パルス幅が２ｍｓの場合と同様に、電圧パルスを印加することにより反射率が低下するが、反射率の低下具合はパルス幅が２ｍｓの場合と比べて小さい。
【００１４】
以上のことから、数十ｍｓのパルス幅で３６Ｖのパルスを印加すればプレーナ状態になり、２ｍｓ程度のパルス幅で十数Ｖから２０Ｖ程度のパルスを印加すればプレーナ状態からプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態になって反射率が低下し、反射率の低下量は、パルスの累積時間に関係すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−２３１０９２号公報
【特許文献２】特開２００６−２８５０６３号公報
【特許文献３】特開２００４−３５４８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
電子ペーパーには、このコレステリック液晶のほか、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式等の多様な方式が提案されている。コレステリック液晶をはじめとした電子ペーパーは、表示のメモリ性を有しており、電力が供給されない状態で画像の表示を半永久的に保持してメモリ表示することができる。これにより、同一の画像を長時間メモリ表示するといった使い方に好適である。しかしながら、これらのような反射型の表示装置の表示は周辺光に依存するため、暗い環境になると視認性が大きく低下するという問題があった。このような周辺光に起因する問題を改善するための技術が、以下の特許文献１〜３に開示されている。
【００１７】
特許文献１は、ゲスト−ホスト型液晶などをはじめとした反射型表示装置を開示している。この反射型表示装置は、光検出手段と駆動制御部とを具備し、以下の２通り制御を行う。（１）検出した光が白バランスを確保できない特性だった場合に、駆動制御部を調整して白バランスを極力保持する。（２）コントラスト重視の表示としたい場合に、ＲＧＢの各成分とも最大限の電圧を印加するように電圧増幅を行うモードを備える。
【００１８】
しかしながら、特許文献１は、以下の課題を有している。（ａ）モードを、通常表示（または白バランス確保）かコントラスト重視かの二極モードとしている。（ｂ）モードを２つの極端な表示モードに切り分けているため、コントラスト重視とすることで情報の欠落等の不適切な表示となる可能性を含んでいる。
【００１９】
特許文献２は、発光型のディスプレイパネルにおいて、ブライトネス強調処理および色信号強調処理および色相制御処理を行う視認性改善信号処理を実施することを開示している。具体的に言うと、（１）所定照度以上の場合に、平均輝度レベルが低い（画像が暗い）または照度信号レベルが高い（周辺が明るい）ほど、ブライトネス調整および色ゲイン調整を強めるように制御する。（２）所定照度以下の場合に、平均輝度レベルが低い（画像が暗い）または照度信号レベルが低い（周辺が暗い）ほど、ブライトネス調整および色ゲイン調整を強めるよう制御する。更にはプルキンエ現象を補償するために、赤色を強調した映像処理を施す。
【００２０】
特許文献２の技術は、発光型に係るものであるため、周辺が暗いほど色ゲイン調整を強めるのが見映えに有利である。これに対して、反射型表示においては、周辺が暗いほど色味情報が有利になるとは言えない。
【００２１】
特許文献３は、携帯型電子機器の外部照度を検出し、検出した外部照度に応じて輝度／コントラスト／色合いの３つを調整制御する技術を開示している。しかしながら、特許文献３の技術では、どのように輝度／コントラスト／色合いを調整するか具体的な方法について言及されておらず、電子ペーパーのような反射型表示に最適な調整手段を推定するのが困難である。
【００２２】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、照度依存性が抑制された反射型表示装置およびその制御回路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】
【００２３】
上記課題を解決するために、明細書開示の反射型表示装置は、照度を検出する照度検出手段と、照度検出手段によって検出された照度に応じて元画像データの彩度を補正する彩度補正手段と、彩度補正手段によって彩度が補正された画像データに基づいて画像を表示する表示素子と、を備えるものである。
【００２４】
上記課題を解決するために、明細書開示の反射型表示装置の制御回路は、環境照度を検出する照度検出手段によって検出された照度に応じて元画像データの彩度を補正する彩度補正手段、を備えるものである。
【発明の効果】
【００２５】
明細書開示の反射型表示装置およびその制御回路によれば、照度依存性を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１に係る積層型の表示装置に含まれる表示素子の模式的断面図である。
【図２】本実施例に係る表示装置の構成を説明するための図である。
【図３】駆動回路の全体構成を説明するためのブロック図である。
【図４】駆動回路によって実行されるフローチャートの一例を説明するための図である。
【図５】照度（ルクス（ｌｘ））とｉｌｌｕｍｉ値との対数的関係を説明するための図である。
【図６】コントラストの強調の一例を説明するための図である。
【図７】彩度の低減とコントラストとの関係を説明するためのイメージ図である。
【図８】表示の更新を行うか否かを判定するフローチャートの一例を説明するための図である。
【図９】実施例２に係る表示装置の機能ブロック図である。
【図１０】コレステリック液晶の状態を説明する図である。
【図１１】電圧パルスの波形およびパルス応答特性を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、実施例１に係る反射型の表示装置１００に含まれる表示素子１０の模式的断面図である。表示装置１００は、一例として、カラー電子ペーパ等に用いられる。図１を参照して、表示素子１０は、上側基板１１と、上側基板１１の下側に設けられた上側電極１４と、下側基板１３と、下側基板１３の上側に設けられた下側電極１５と、シール材１６と、を含んでいる。また、光を入射させる側とは反対側の下側基板１３の下（外面）には、必要に応じて可視光吸収層１７が設けられている。
【００２９】
上側基板１１と下側基板１３とは、電極が対向するように配置され、間に液晶層１２を封入した後にシール材１６で封止される。なお、液晶層１２内にスペーサが配置されていてもよい。上側電極１４および下側電極１５には、駆動回路１８から電圧パルス信号が印加され、それにより液晶層１２に電圧が印加される。液晶層１２は、コレステリック相を示すコレステリック液晶組成物であり、液晶層１２に電圧を印加して、液晶層１２の液晶分子をプレーナ状態またはフォーカルコニック状態にして表示を行う。
【００３０】
上側基板１１および下側基板１３は、いずれも透光性を有しているが、下側基板１３は不透光性でもよい。透光性を有する基板としては、ガラス基板があるが、ガラス基板以外にも、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネート）などのフィルム基板を使用してもよい。
【００３１】
上側電極１４および下側電極１５は、透明電極である。この透明電極として、例えば、インジウム錫酸化物(ＩＴＯ：Indium Tin Oxide)が代表的であるが、その他インジウム亜鉛酸化物(ＩＺＯ：Indium Zinc Oxide)などの透明導電膜を使用することができる。
【００３２】
上側電極１４は、上側基板１１上に互いに平行な複数の帯状の上側透明電極として形成されている。下側電極１５は、下側基板１３上に互いに平行な複数の帯状の下側透明電極として形成されている。上側基板１１および下側基板１３は、基板に垂直な方向から見た場合に、上側電極と下側電極が交差するように配置され、交差部分に画素が形成されている。
【００３３】
電極上には絶縁性のある薄膜が形成されている。この薄膜が厚いと、駆動電圧を高くする必要があり、ＳＴＮ用などの汎用ドライバで駆動回路を構成するのが難しくなる。逆に、薄膜がないと、リーク電流が増加するため、消費電力が増大するという問題を生じる。なお、薄膜の比誘電率は約５であって液晶の比誘電率よりもかなり低いため、薄膜の厚さは約０．３μｍ以下とするのが好ましい。なお、この絶縁性薄膜は、ＳｉＯ２の薄膜、あるいは配向安定化膜として知られているポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの有機膜で実現できる。
【００３４】
なお、上側基板１１と下側基板１３との間に、基板間ギャップを均一化するために、スペーサが設けられていてもよい。スペーサとして、樹脂製または無機酸化物製の球体を用いることができる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングされた固着スペーサを用いることもできる。スペーサによって形成されるセルギャップは、４μｍ〜６μｍ程度であることが好ましい。この範囲よりも小さいと、反射率が低下して表示が暗くなり、高いしきい値急峻性を期待しにくくなる。一方、この範囲よりも大きいと高いしきい値急峻性を確保できるが、駆動電圧が上昇して汎用部品による駆動が困難になる。
【００３５】
液晶層１２を構成するコレステリック液晶は、ネマティック液晶混合物にカイラル材を１０ｗｔ％〜４０ｗｔ％添加して形成されている。カイラル材の添加率はネマティック液晶成分とカイラル材との合計量を１００ｗｔ％としたときの値である。ネマティック液晶としては従来公知の各種のものを用いることができるが、液晶層１２の駆動電圧を比較的低くするには、誘電率異方性Δεが１５≦Δε≦２５であることが好ましい。誘電率異方性Δεがこの範囲より大きいと液晶層１２の駆動電圧自体は低くなるが比抵抗が小さくなる。このため、特に高温時に、表示素子１０の消費電力が増大してしまうため好ましくない。また、コレステリック液晶の屈折率異方性Δｎの値は、０．１８≦Δｎ≦０．２６であることが好ましい。屈折率異方性Δｎがこの範囲より小さいと、プレーナ状態での各液晶層１２の反射率が低くなり、この範囲より大きいと、液晶層１２はフォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなるほか、粘度も高くなり、応答速度が低下する。
【００３６】
図２は、本実施例に係る表示装置１００の構成を説明するための図である。図２を参照して、表示装置１００は、青（ブルー）の反射色を呈する表示素子１０Ｂ、緑（グリーン）の反射色を呈する表示素子１０Ｇ、および、赤（レッド）の反射色を呈する表示素子１０Ｒのパネル素子が積層された構造を有する。表示素子１０Ｒの下側には可視光吸収層１７が設けられている。また、表示素子１０Ｇの光入射面側には、照度センサ１９が設けられている。照度センサ１９は、例えば、フォトダイオード等の受光素子からなる。なお、照度センサ１９の配置箇所は、特に限定されるものではなく、表示装置１００の環境照度を検出可能な箇所に配置される。
【００３７】
３枚の表示素子１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒは、図１の表示素子と同様の構成を有するが、波長特性が異なっている。表示素子１０Ｂの液晶材料、カイラル材、およびカイラル材の含有率は、反射の中心波長が青色（約４８０ｎｍ）になるように選択される。表示素子１０Ｇの液晶材料、カイラル材、およびカイラル材の含有率は、反射の中心波長が緑色（約５５０ｎｍ）になるように選択される。表示素子１０Ｒの液晶材料、カイラル材、およびカイラル材の含有率は、反射の中心波長が赤色（約６３０ｎｍ）になるように選択される。照度センサ１９は、表示装置１００がさらされる環境照度を検出し、その検出結果をブルー層用の駆動回路１８Ｂ、グリーン層用の駆動回路１８Ｇおよびレッド層用の駆動回路１８Ｒに与える。表示素子１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒは、駆動回路１８Ｂ、駆動回路１８Ｇおよび駆動回路１８Ｒによって、それぞれ駆動される。
【００３８】
図３は、駆動回路１８の全体構成を説明するためのブロック図である。図３においては、一例として、表示素子１０が、Ａ４判ＸＧＡ仕様で、１０２４×７６８画素を有する場合を表わしている。駆動回路１８は、電源２１、昇圧部２２、電圧切替部２３、電圧安定、セグメントドライバ２９、およびＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器３０を含む。
【００３９】
電源２１は、例えば３Ｖ〜５Ｖの電圧を出力する。昇圧部２２は、ＤＣ−ＤＣコンバータなどのレギュレータにより、電源２１からの入力電圧を３６Ｖ〜４０Ｖに昇圧する。この昇圧レギュレータは、専用ＩＣが広く使用されており、そのＩＣにはフィードバック電圧を設定することにより、昇圧電圧を調整する機能を有している。従って、抵抗による分圧などにより生成した複数の電圧を選択してフィードバック端子に供給するように構成することで、昇圧電圧を変化させることが可能である。
【００４０】
電圧切替部２３は、抵抗分割などにより各種の電圧を生成する。電圧切替部２３におけるリセット電圧と階調書込み電圧のスイッチングには、高耐圧のアナログスイッチを用いてもよいが、トランジスタによる単純なスイッチング回路を使用することも可能である。電圧安定部２４は、電圧切替部２３から供給される各種の電圧を安定化させるために、オペアンプのボルテージフォロア回路を使用することが望ましい。オペアンプは、容量性負荷に対して強い特性を有するものを使用するのが望ましい。なお、オペアンプに接続する抵抗を切り替えることにより増幅率を切り替える構成が広く知られている。したがって、この構成を使用すれば、電圧安定部２４から出力する電圧を容易に切り替えることが可能である。
【００４１】
源振クロック部２５は、動作の基本となる基本クロックを発生する。分周部２６は、基本クロックを分周して、後述する動作に必要な各種クロックを生成する。制御回路２７は、基本クロック、各種クロックおよび画像データＤに基づいて制御信号を生成して、コモンドライバ２８およびセグメントドライバ２９に送信する。
【００４２】
コモンドライバ２８は、制御回路２７の指示に従って、７６８本のスキャンラインを駆動する。セグメントドライバ２９は、制御回路２７の指示に従って、１０２４本のデータラインを駆動する。ＲＧＢの各画素に与える画像データが異なるため、セグメントドライバ２９は各データラインを独立して駆動する。コモンドライバ２８は、ＲＧＢのラインを共通に駆動する。本実施例では、ドライバＩＣとして、汎用の２値出力のＳＴＮドライバを使用した。ドライバＩＣとして、様々なものが使用可能である。
【００４３】
セグメントドライバ２９へ入力する画像データは、フルカラーの原画像を誤差拡散法によりＲＧＢ各１６階調の４０９６色のデータに変換した、４ビットのデータＤ０−Ｄ３である。この階調変換として、高い表示品質を得られる方法が好ましく、誤差拡散法のほかにブルーノイズマスク法などが使用できる。また、階調変換の前後に、コントラスト強調処理などの画質向上処理を行うこともできる。照度センサ１９は、表示装置１００の環境照度をアナログ電流に変換する。照度センサ１９が出力するアナログ電流は、Ａ／Ｄ変換器３０によってデジタル信号に変換されて制御回路２７に入力される。
【００４４】
図４は、駆動回路１８によって実行されるフローチャートの一例を説明するための図である。図４を参照して、照度センサ１９は、表示装置１００の環境照度をアナログ電流に変換する（ステップＳ１）。次に、Ａ／Ｄ変換器３０は、照度センサ１９が出力するアナログ電流をデジタル信号に変換する（ステップＳ２）。次いで、制御回路２７は、Ａ／Ｄ変換器３０の出力値に基づいて、元画像データの彩度の補正処理を行う（ステップＳ３）。次に、制御回路２７は、元画像データのコントラストの補正処理を行う（ステップＳ４）。
【００４５】
次いで、制御回路２７は、ステップＳ３で得られた彩度とステップＳ４で得られたコントラストとから補正画像データを生成する（ステップＳ５）。次に、コモンドライバ２８およびセグメントドライバ２９は、ステップＳ５で生成された補正画像データに基づいて、表示素子１０を駆動する。それにより、表示素子１０は、画像の表示を更新する（ステップＳ６）。
【００４６】
以下、ステップＳ３およびステップＳ４の詳細について説明する。まず、照度センサ１９が検出する照度について説明する。照度は、ｉｌｌｕｍｉ値に対応させることができる。ｉｌｌｕｍｉ値は、例えば、０〜１の範囲の値である。なお、環境と照度との関係の一例を表１に示す。表１の例では、晴天の屋外においてｉｌｌｕｍｉ値を「１」とし、暗室においてｉｌｌｕｍｉ値を「０」とすることができる。
【００４７】
【表１】
2011112727.tif 000003
【００４８】
なお、ｉｌｌｕｍｉ値は、照度が１０００００ルクス以上であれば「１」とし、０．１ルクス以下であれば「０」としてもよい。また、照度が低くなるほど目の感度が高くなるため、照度とｉｌｌｕｍｉ値との対応は、対数的であると好適である。図５は、照度（ルクス（ｌｘ））とｉｌｌｕｍｉ値との対数的関係を説明するための図である。図５において、横軸が照度を表し、縦軸がｉｌｌｕｍｉ値を表す。
【００４９】
制御回路２７は、照度センサ１９によって検出された照度が低い場合には、彩度を低下させる補正処理を行う。それにより、暗環境において人間の視覚が明度軸の感度により一層支配されやすくなるという性質を利用して、暗環境での視認性低下を抑制することができる。すなわち、照度依存性を抑制することができる。
【００５０】
また、制御回路２７は、照度センサ１９によって検出された照度が低い場合には、コントラストを強調させる補正処理を行ってもよい。この場合、暗環境での視認性低下をより抑制することができる。図６（ａ）および図６（ｂ）は、コントラストの強調の一例を説明するための図である。図６（ａ）は、通常時（明環境）でのコントラストを表している。図６（ａ）においては、入力画素値と出力画素値とが一致している。これに対して、暗環境では、制御回路２７は、図６（ｂ）のように、暗い部分をより暗くしかつ明るい部分をより明るくする補正処理を行ってもよい（例えば、トーンカーブのＳ字化、ヒストグラム変換など）。
【００５１】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、彩度の低下とコントラストとの関係を説明するためのイメージ図である。図７（ａ）は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間におけるａ＊ｂ＊平面を表している。図７（ａ）においては、中心に近づくほど彩度が小さくなり（色味が弱くなり）、外側ほど彩度が大きくなる（色味が強くなる）。制御回路２７は、屋外等の照度が大きい環境においては彩度をａ＊ｂ＊平面で外側の値に設定し、暗室等の照度が小さい環境においては彩度をａ＊ｂ＊平面で中心側の値に設定する。
【００５２】
図７（ｂ）は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間を表している。図７（ｂ）を参照して、制御回路２７は、彩度を小さく制御するにつれて、表示装置１００の画像データの分布を明度軸方向に沿って縦長に変換する。それにより、彩度の低下とともにコントラストを強調することができる。このように彩度およびコントラストを補正することによって、暗環境での視認性低下を抑制することができる。
【００５３】
以下、照度センサ１９において検出されたｉｌｌｕｍｉ値に応じて彩度補正処理およびコントラスト補正処理を行うコードの一例について説明する。なお、下記コードで「ｉｌｌｕｍｉ」は、照度センサ１９によって検出された照度に対応するｉｌｌｕｍｉ値である。以下の演算処理において、OrgPix.R[ ]、OrgPix.G[ ]、およびOrgPixB[ ]は、それぞれ、入力画像（元画像）データのＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を示す。また、xsizeおよびysizeは、それぞれ、元画像データの水平画素数および垂直画素数を示す。また、OutPix.R[ ]、OutPix.G[ ]、およびOutPix.B[ ]は、それぞれ、最終的な出力画像データのＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を示す。monochroPixは、入力画像（元画像）から変換したモノクロ画素値であり、その後の彩度補正処理に用いる。TmpPix.R[ ]、TmpPix.G[ ]、およびTmpPix.B[ ]は、彩度補正処理まで終了した段階での画像データであり、その後、コントラスト補正処理に用いる。ganma_01〜10[ ]は、彩度補正処理に続いてコントラスト補正処理に用いる行列であり、ここではS字補正を行うための変換値が格納されている。
【００５４】
//■ステップ1：色味情報を減らす（モノクロに近づける）
for(j=0;j<ysize;j++){
for(i=0;i<xsize;i++){
Byte monochroPix
= OrgPix.R[i+j*xsize]*1/3 + OrgPix.G[i+j*xsize]*1/3 + OrgPix.B[i+j*xsize]*1/3;
//モノクロ表示への一般的な変換式を適用
//このRGB比率は上記に限らないが、ここでは簡便に１／３に固定する
//出力画素値を計算  …モノクロ画素値を重み付けして加算
TmpPix.R[i+j*xsize]
= OrgPix.R[i+j*xsize] * illumi + monochroPix * (1-illumi);
TmpPix.G[i+j*xsize]
= OrgPix.G[i+j*xsize]* illumi + monochroPix * (1-illumi);
TmpPix.B[i+j*xsize]
= OrgPix.B[i+j*xsize]* illumi + monochroPix * (1-illumi);
}
}
//■ステップ2：明度・コントラストを強調（図5）
Byte ganma_01[256] = {…};//S字補正のための行列01（要素数が多いため非表示）
Byte ganma_02[256] = {…};//S字補正のための行列02（要素数が多いため非表示）
Byte ganma_03[256] = {…};//S字補正のための行列03（要素数が多いため非表示）
…
Byte ganma_10[256] = {…};//S字補正のための行列10（要素数が多いため非表示）
//検出した照度に応じて、S字補正のための行列を使い分ける
//照度が低いほど、S字補正を強くする
if(illumi<0.1){//「illumi」値が0.1未満の場合
for(j=0;j<ysize;j++){
for(i=0;i<xsize;i++){
OutPix.R[i+j*xsize] = ganma_01[TmpPix.R[i+j*xsize]];
OutPix.G[i+j*xsize] = ganma_01[TmpPix.G[i+j*xsize]];
OutPix.B[i+j*xsize] = ganma_01[TmpPix.B[i+j*xsize]];
}
}
}
else if(illumi>=0.1 && illumi<0.2){// 「illumi」値が0.1以上0.2未満の場合
for(j=0;j<ysize;j++){
for(i=0;i<xsize;i++){
OutPix.R[i+j*xsize] = ganma_02[TmpPix.R[i+j*xsize]];
OutPix.G[i+j*xsize] = ganma_02[TmpPix.G[i+j*xsize]];
OutPix.B[i+j*xsize] = ganma_02[TmpPix.B[i+j*xsize]];
}
}
}
…
else{//その他＝「illumi」値が0.9以上の場合
for(j=0;j<ysize;j++){
for(i=0;i<xsize;i++){
OutPix.R[i+j*xsize] = ganma_10[TmpPix.R[i+j*xsize]];
OutPix.G[i+j*xsize] = ganma_10[TmpPix.G[i+j*xsize]];
OutPix.B[i+j*xsize] = ganma_10[TmpPix.B[i+j*xsize]];
}
}
}
【００５５】
上記コードによれば、照度センサ１９が検出する照度が低いほど、彩度をより低下させることができる。それにより、照度センサ１９の検出値に応じて、彩度補正値を適正化することができる。また、照度センサ１９が検出する照度が低いほど、コントラストをより強調することができる。それにより、照度センサ１９の検出値に応じて、コントラストの補正値を適正化することができる。
【００５６】
頻繁に照度が変化した場合に、その都度、表示の更新を行うと逆に使い勝手が低下することも考えられる。そこで、照度に変化があってかつその変化が所定期間継続されている場合に、上記の彩度およびコントラストの補正処理を行って表示の更新を行ってもよい。例えば、表２のように、照度の範囲を複数に区分する。環境照度がある区分から他の区分に変化し、かつ変化後の区分に一定時間維持された場合に、表示の更新を行ってもよい。なお、照度の区分は、低照度ほど細分化されていることが好ましい。低照度ほど、彩度の変化に応じて視認性が大きく変化するからである。
【００５７】
【表２】
2011112727.tif 000004
【００５８】
また、所定の照度以下では、画像を補正しても視認されない場合があるため、表示の更新を行わなくてもよい。また、表示装置１００をバッグ等に収容されている場合においては画像の補正が必要ないため、表示の更新を行わなくてもよい。例えば、表２のＲａｎｇｅ１の場合に表示の更新を行わなくてもよい。
【００５９】
図８は、表示の更新を行うか否かを判定するフローチャートの一例を説明するための図である。図８を参照して、照度センサ１９は、表示装置１００の環境照度を検出する（ステップＳ１１）。次に、制御回路２７は、ステップＳ１１において検出された照度が設定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において「Ｎｏ」と判定された場合、制御回路２７は、表示の更新を行わない（ステップＳ１６）。
【００６０】
ステップＳ１２において「Ｙｅｓ」と判定された場合、制御回路２７は、表２の照度区分が変化したか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において「Ｎｏ」と判定された場合、制御回路２７は、表示の更新を行わない（ステップＳ１６）。ステップＳ１３において「Ｙｅｓ」と判定された場合、制御回路２７は、その照度区分が所定時間（例えば３０秒等）以上継続されているか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において「Ｎｏ」と判定された場合、制御回路２７は、表示の更新を行わない（ステップＳ１６）。ステップＳ１４において「Ｙｅｓ」と判定された場合、制御回路２７は、彩度およびコントラストの補正処理を行い、コモンドライバ２８およびセグメントドライバ２９を制御して表示の更新を行う（ステップＳ１５）。
【００６１】
図８のフローチャートによれば、不要な表示の更新が抑制される。なお、電子ペーパー等の静止画用途の表示装置においては表示の更新を頻繁に行わなくてもよいので、図８のフローチャートは、所定周期（例えば数秒程度）で実行されればよい。
【００６２】
なお、本実施例においては、ＲＧＢの３色の表示装置について述べたが、それに限られない。例えば、黄色成分と青色成分とを含む２色の表示装置についても、本実施例を適用することができる。
【実施例２】
【００６３】
照度センサは各色成分の照度を個別に検出してもよい。図９は、実施例２に係る表示装置１０１の機能ブロック図である。表示装置１０１が実施例１に係る表示装置１００と異なる点は、各色成分ごとに照度センサを備える点である。表示装置１０１は、赤色の照度を検出する照度センサ１９Ｒ、緑色の照度を検出する照度センサ１９Ｇ、および、青色の照度を検出する照度センサ１９Ｂを備えている。
【００６４】
例えば、夕暮れ時、ロウソク近く等の周辺光の赤みが強い場合には、赤色の補色である青色および緑色の比率を高くしてもよい。また、緑色成分および青色成分がない赤暗い周辺光の場合、元画像データの緑色成分および青色成分は見えなくなるので、緑色成分および青色成分の比率を重点的に高くしてもよい。ただし、完全に補色成分のみに依存した補正を行うと、例えば真っ赤な周辺光の場合には赤文字が見えにくくなってしまう。したがって、ＲＧＢ成分共通のバイアスを設定しておくことが好ましい。
【００６５】
以下、各色成分ごとに照度を検出する場合の彩度補正処理およびコントラスト補正処理を行うコードの一例について説明する。なお、下記コードでは、上記のＲＧＢ成分共通のバイアスを、一例として１／９に設定してある。なお、コントラストの補正コードは、実施例１と同様であってもよい。
【００６６】
//■ステップ1：色味情報を減らす（モノクロに近づける）
for(j=0;j<ysize;j++){
for(i=0;i<xsize;i++){
Byte monochroPix
= OrgPix.R[i+j*xsize]* [1/9+(illumi_G + illumi_B)/3] + OrgPix.G[i+j*xsize]* [1/9+(illumi_R + illumi_B)/3] + OrgPix.B[i+j*xsize]* [1/9+(illumi_R + illumi_G)/3];
//周辺光の色比率を考慮してモノクロ変換する
//このRGB比率は上記に限らないが、簡便に固定とする
//出力画素値を計算  …モノクロ画素値を重み付けして加算
TmpPix.R[i+j*xsize]
= OrgPix.R[i+j*xsize] * illumi_All + monochroPix * (1-illumi_All);
TmpPix.G[i+j*xsize]
= OrgPix.G[i+j*xsize]* illumi_All + monochroPix * (1-illumi_All);
TmpPix.B[i+j*xsize]
= OrgPix.B[i+j*xsize]* illumi_All + monochroPix * (1-illumi_All);
}
}
【００６７】
上記コードによれば、特定の色成分の照度が高い場合には、その補色成分の比率を高くすることができる。例えば、赤色成分の照度が最も高い場合には、青色成分および緑色成分の比率を高くすることができる。また、ＲＧＢ成分共通のバイアスが設定されているので、特定の色成分が見えにくくなることが抑制される。
【００６８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  表示素子
１１  上側基板
１２  液晶層
１３  下側基板
１４  上側電極
１５  下側電極
１６  シール材
１７  可視光吸収層
１８  駆動回路
１９  照度センサ
１００  表示装置
【図１】
2011112727.tif 000005
【図２】
2011112727.tif 000006
【図３】
2011112727.tif 000007
【図４】
2011112727.tif 000008
【図５】
2011112727.tif 000009
【図６】
2011112727.tif 000010
【図７】
2011112727.tif 000011
【図８】
2011112727.tif 000012
【図９】
2011112727.tif 000013
【図１０】
2011112727.tif 000014
【図１１】
2011112727.tif 000015