(57)【要約】【課題】複数の発光色をもつ光源により構成される透過型表示装置において、表示される画像の色度を制御することができ、かつ高精度で保つとともに、色度センサに要求される分光感度条件を緩和することにより安価に構成できる透過型表示装置を提供する。【解決手段】異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記光学シャッターより光源側に取り付けられた３つ以上の光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路を備え、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に前記光源から表示面までの分光透過率を乗じ、かつ前記光源から前記光検出装置の取り付け位置までの分光透過率で除した特性またはそれに近似した特性を有している。【選択図】        図１
2004198320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記光学シャッターより光源側に取り付けられた３つ以上の光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路を備え、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に前記光源から表示面までの分光透過率を乗じ、かつ前記光源から前記光検出装置の取り付け位置までの分光透過率で除した特性またはそれに近似した特性を有してなる透過型表示装置。
【請求項２】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記光学シャッターより光源側に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に前記光源から表示面までの分光透過率を乗じ、かつ前記光源から前記光検出装置の取り付け位置までの分光透過率で除したものに、実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有する光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備えてなる透過型表示装置。
【請求項３】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記光学シャッターの表示面側の表示領域外に取り付けられた３つ以上の光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備え、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和である特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記光検出装置が取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる透過型表示装置。
【請求項４】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記混色部から前記光学シャッターを経由する光路を分岐し、表示面に到る光路とは別に前記光学シャッターと同等な分光透過率を有する光学シャッターの小片を経由する光路を設け、該光路上に取り付けられた３つ以上の光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備え、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和である特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記光検出装置が取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる透過型表示装置。
【請求項５】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記光学シャッターの表示面側の表示領域外に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記表示領域外に取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備えてなる透過型表示装置。
【請求項６】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記混色部から前記光学シャッターを経由する光路を分岐し、表示面に到る光路とは別に前記光学シャッターと同等な分光透過率を有する光学シャッターの小片を経由する光路を設け、該光路上に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記表示領域外に取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備えてなる透過型表示装置。
【請求項７】
前記光検出装置が、少なくとも光源のスペクトルの存在する波長領域で分光感度特性を有する請求項１、２、３、４、５または６記載の透過型表示装置。
【請求項８】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記光学シャッターより光源側に取り付けられた３つ以上の光検出装置で検知する工程と、当該検知した光を数値化する工程と、該数値と光検出装置の設計値とから誤差値を求めたのち、該光検出装置から計算された光源の出力の増減分を前回の出力値に積算する工程と、該積算値に基づいて異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含み、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に前記光源から表示面までの分光透過率を乗じ、かつ前記光源から前記光検出装置の取り付け位置までの分光透過率で除した特性またはそれに近似した特性を有してなる透過型表示装置の表示色制御方法。
【請求項９】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記光学シャッターより光源側に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に前記光源から表示面までの分光透過率を乗じ、かつ前記光源から前記光検出装置の取り付け位置までの分光透過率で除したものに、実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有する光検出装置で検知する工程と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含む透過型表示装置の表示色制御方法。
【請求項１０】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記光学シャッターの表示面側の表示領域外に取り付けられた３つ以上の光検出装置で検知する工程と、当該検知した光を数値化する工程と、該数値と光検出装置の設計値とから誤差値を求めたのち、該光検出装置から計算された光源の出力の増減分を前回の出力値に積算する工程と、該積算値に基づいて異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含み、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和である特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記光検出装置が取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる透過型表示装置の表示色制御方法。
【請求項１１】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記混色部から前記光学シャッターを経由する光路を分岐し、表示面に到る光路とは別に前記光学シャッターと同等な分光透過率を有する光学シャッターの小片を経由する光路を設け、該光路上に取り付けられた３つ以上の光検出装置で検知する工程と、当該検知した光を数値化する工程と、該数値と光検出装置の設計値とから誤差値を求めたのち、該光検出装置から計算された光源の出力の増減分を前回の出力値に積算する工程と、該積算値に基づいて異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含み、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和である特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記光検出装置が取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる透過型表示装置の表示色制御方法。
【請求項１２】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記光学シャッターの表示面側の表示領域外に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記表示領域外に取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる光検出装置で検知する工程と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含む透過型表示装置の表示色制御方法。
【請求項１３】
異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記混色部から前記光学シャッターを経由する光路を分岐し、表示面に到る光路とは別に前記光学シャッターと同等な分光透過率を有する光学シャッターの小片を経由する光路を設け、該光路上に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記表示領域外に取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる光検出装置で検知する工程と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含む透過型表示装置の表示色制御方法。
【請求項１４】
光源と光検出装置を有し、該光検出装置の感光読取値がＡ／Ｄ変換され、その数値化された値をもとに輝度と色度または輝度のみを一定に保つ制御部を有する透過型表示装置であって、輝度または色度を変更させる際、Ａ／Ｄ変換の参照電圧を該当する調光設定比率に比例して変化させる手段を備えてなる透過型表示装置。
【請求項１５】
光源と光検出装置を有し、該光検出装置の感光読取値がＡ／Ｄ変換され、その数値化された値をもとに輝度と色度または輝度のみを一定に保つ制御部を有する透過型表示装置の表示色制御方法であって、輝度または色度を変更させる際、Ａ／Ｄ変換の参照電圧を該当する調光設定比率に比例して変化させる透過型表示装置の表示色制御方法。
【請求項１６】
光検出装置を４つ以上備えた、請求項９、１２または１３記載の透過型表示色制御方法において、光検出装置の感光読取値を１次変換する演算工程に使用される行列要素を、光源の発光比率を変化させて異なった４種類の発光色について測定された、表示面上の視感度３刺激値を行要素とし各色ごと列配置した３行４列の行列に、光検出装置の感光読取値を行要素とし各色ごと列配置した４行４列の行列の逆行列を行列積することによって求められたものであり、かつ４種類の発光色条件のうち少なくとも１つ以上は他とは異なった表示装置の温度条件の下で生成されるものであることを特徴とする透過型表示装置の表示色制御方法およびキャリブレーション方法。
【請求項１７】
光検出装置を４つ備えかつ異なる４種類以上の色をもつ光源を備えた、請求項９、１２または１３記載の透過型表示装置の表示色制御方法において、光検出装置の感光読取値を１次変換する演算工程に使用される行列要素を、光源の発光比率を変化させて異なった４種類の発光色について測定された、表示面上の視感度３刺激値を行要素とし各色ごと列配置した３行４列の行列に、光検出装置の感光読取値を行要素とし各色ごと列配置した４行４列の行列の逆行列を行列積することによって求められたものであることを特徴とする透過型表示装置の表示色制御方法およびキャリブレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透過型表示装置およびその表示色制御方法に関する。さらに詳しくは、異なる発光色をもつ複数の光源を使用してカラー画像を表示する透過型表示装置において、表示される色度を制御し、所望の表示色度を保つことができる透過型表示装置およびその表示色制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の発光色をもつ光源により構成される透過型表示装置は、各色の光源の発光強度を変化させることにより、自由に白色（色温度）が正しく白色として表示されるように調節することができる。この透過型表示装置は、たとえば画像データの数値を演算補正するような表示装置と比較して、階調つぶれなどの欠点を補うことができる。また、この透過型表示装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光スペクトルの幅の狭い光源を用いることにより、色純度の高い表示を得ることができる。
【０００３】
しかし、かかる透過型表示装置では、各色ごとの光源の発光強度または発光スペクトルが温度または経時的な影響で変化すると、表示される画像の色度が変化してしまうことになる。これを補うために、色度センサを用いて、各色ごとの光源の発光強度を調整する必要がある。
【０００４】
ここで用いられる色度センサは、ＣＩＥ１９３１（国際照明委員会発行）で提唱されている視感度（分光）特性（等色関数：ｘ(λ)、ｙ(λ)、ｚ(λ)）に近似したものを使用するのが望ましいが、この特性を高精度でもつセンサは簡単に作り出すことは困難で、色彩輝度計などで使用されているものは、様々な工夫がされている（特許文献１参照）。したがって、このようなセンサは一般的に高価であるため、表示装置ごとに備えることは難しい。また、そのセンサを表示装置の表示面に取り付けることは表示装置を実際に使用する配置上では邪魔になるため、一般的には表示面より光源側の内部に取り付けられることが望ましい。センサを表示装置の内部に取り付けることは、シャッター部の分光透過率特性に対する補正を行なわないことになり、シャッター部の透過率特性が可視光全波長領域にわたり一定ではないため、実際に表示される色とセンサが検出している色とが異なることになる。したがって、いくら色度センサの精度を高くして制御しても、表示される色が、光源の発光強度または色の変化とともに変化してしまうという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−４９７６５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、叙上の事情に鑑み、複数の発光色をもつ光源により構成される透過型表示装置において、表示される画像の色度を制御することができ、かつ高精度で保つとともに、色度センサに要求される分光感度条件を緩和することにより安価に構成できる透過型表示装置およびその表示色制御方法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】
本発明の透過型表示装置は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記光学シャッターより光源側に取り付けられた３つ以上の光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路を備え、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に前記光源から表示面までの分光透過率を乗じ、かつ前記光源から前記光検出装置の取り付け位置までの分光透過率で除した特性またはそれに近似した特性を有してなることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の透過型表示装置は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記光学シャッターより光源側に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に前記光源から表示面までの分光透過率を乗じ、かつ前記光源から前記光検出装置の取り付け位置までの分光透過率で除したものに、実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有する光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備えてなることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の透過型表示装置は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記光学シャッターの表示面側の表示領域外に取り付けられた３つ以上の光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備え、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和である特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記光検出装置が取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の透過型表示装置は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記混色部から前記光学シャッターを経由する光路を分岐し、表示面に到る光路とは別に前記光学シャッターと同等な分光透過率を有する光学シャッターの小片を経由する光路を設け、該光路上に取り付けられた３つ以上の光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備え、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和である特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記光検出装置が取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなるなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の透過型表示装置は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記光学シャッターの表示面側の表示領域外に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記表示領域外に取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備えてなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の透過型表示装置は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置であって、前記混色部から前記光学シャッターを経由する光路を分岐し、表示面に到る光路とは別に前記光学シャッターと同等な分光透過率を有する光学シャッターの小片を経由する光路を設け、該光路上に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記表示領域外に取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる光検出装置と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ光源制御回路とを備えてなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の透過型表示装置の表示色制御方法は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記光学シャッターより光源側に取り付けられた３つ以上の光検出装置で検知する工程と、当該検知した光を数値化する工程と、該数値と光検出装置の設計値とから誤差値を求めたのち、該光検出装置から計算された光源の出力の増減分を前回の出力値に積算する工程と、該積算値に基づいて異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含み、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に前記光源から表示面までの分光透過率を乗じ、かつ前記光源から前記光検出装置の取り付け位置までの分光透過率で除した特性またはそれに近似した特性を有してなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の透過型表示装置の表示色制御方法は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記光学シャッターより光源側に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に前記光源から表示面までの分光透過率を乗じ、かつ前記光源から前記光検出装置の取り付け位置までの分光透過率で除したものに、実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有する光検出装置で検知する工程と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の透過型表示装置の表示色制御方法は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記光学シャッターの表示面側の表示領域外に取り付けられた３つ以上の光検出装置で検知する工程と、当該検知した光を数値化する工程と、該数値と光検出装置の設計値とから誤差値を求めたのち、該光検出装置から計算された光源の出力の増減分を前回の出力値に積算する工程と、該積算値に基づいて異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含み、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和である特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記光検出装置が取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の透過型表示装置の表示色制御方法は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記混色部から前記光学シャッターを経由する光路を分岐し、表示面に到る光路とは別に前記光学シャッターと同等な分光透過率を有する光学シャッターの小片を経由する光路を設け、該光路上に取り付けられた３つ以上の光検出装置で検知する工程と、当該検知した光を数値化する工程と、該数値と光検出装置の設計値とから誤差値を求めたのち、該光検出装置から計算された光源の出力の増減分を前回の出力値に積算する工程と、該積算値に基づいて異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含み、前記光検出装置の分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和である特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記光検出装置が取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の透過型表示装置の表示色制御方法は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記光学シャッターの表示面側の表示領域外に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記表示領域外に取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる光検出装置で検知する工程と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の透過型表示装置の表示色制御方法は、異なる発光色をもつ複数の光源を備えるとともに、該光源より発せられる光を混色部を通して光学シャッターにより制御し、カラー画像を映し出す透過型表示装置の表示色制御方法であって、前記光源から発せられる光を混色したのち、前記混色部から前記光学シャッターを経由する光路を分岐し、表示面に到る光路とは別に前記光学シャッターと同等な分光透過率を有する光学シャッターの小片を経由する光路を設け、該光路上に４つ以上取り付けられ、分光感度が、視感度分光特性の実数倍の和に実数を加えた特性またはそれに近似した特性を有するとともに、前記表示領域外に取り付けられる位置に前記光学シャッターの表示領域と同じ特性を有する光学シャッターが設けられてなる光検出装置で検知する工程と、該光検出装置の感光読取値を、光検出装置の数をｎとおいた場合３行ｎ列の行列により３つの値に１次変換する演算部と、その３つの演算結果を一定に保つように、異なる色の光源の発光強度を制御して表示色度を一定に保つ工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明の透過型表示装置は、光源と光検出装置を有し、該光検出装置の感光読取値がＡ／Ｄ変換され、その数値化された値をもとに輝度と色度または輝度のみを一定に保つ制御部を有する透過型表示装置であって、輝度または色度を変更させる際、Ａ／Ｄ変換の参照電圧を該当する調光設定比率に比例して変化させる手段を備えてなることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の透過型表示装置の表示色制御方法は、光源と光検出装置を有し、該光検出装置の感光読取値がＡ／Ｄ変換され、その数値化された値をもとに輝度と色度または輝度のみを一定に保つ制御部を有する透過型表示装置の表示色制御方法であって、輝度または色度を変更させる際、Ａ／Ｄ変換の参照電圧を該当する調光設定比率に比例して変化させることを特徴とする。
【００２１】
本発明の透過型表示装置の表示色制御方法およびキャリブレーション方法は、光検出装置を４つ以上備えた透過型表示色制御方法において、光検出装置の感光読取値を１次変換する演算工程に使用される行列要素を、光源の発光比率を変化させて異なった４種類の発光色について測定された、表示面上の視感度３刺激値を行要素とし各色ごと列配置した３行４列の行列に、光検出装置の感光読取値を行要素とし各色ごと列配置した４行４列の行列の逆行列を行列積することによって求められたものであり、かつ４種類の発光色条件のうち少なくとも１つ以上は他とは異なった表示装置の温度条件の下で生成されるものである。
【００２２】
また、本発明の透過型表示装置の表示色制御方法およびキャリブレーション方法は、光検出装置を４つ備えかつ異なる４種類以上の色をもつ光源を備えた透過型表示装置の表示色制御方法において、光検出装置の感光読取値を１次変換する演算工程に使用される行列要素を、光源の発光比率を変化させて異なった４種類の発光色について測定された、表示面上の視感度３刺激値を行要素とし各色ごと列配置した３行４列の行列に、光検出装置の感光読取値を行要素とし各色ごと列配置した４行４列の行列の逆行列を行列積することによって求められたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の透過型表示装置およびその表示色制御方法を説明する。
【００２４】
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１にかかわる透過型表示装置を示すブロック図である。図１に示されるように、本発明の実施の形態１にかかわる透過型表示装置は、複数、たとえば少なくとも３つの色から構成される光源１００を備え、それらの光は混色部４００により充分に混ぜ合わされたのち、シャッター制御回路６００により駆動される光学シャッター５００、たとえば液晶パネルを通ることによりカラー画像が映し出される。前記光源１００は光源制御回路２００によりそれぞれの色の発光強度（発光比率）が制御されている。また、この光源制御回路２００には、少なくとも３つのセンサからなる光検出装置３００が接続されている。この光検出装置３００は充分に光源の色が混色された場所に取り付けられている。また、この３つの光検出装置３００としては、それぞれ少なくともフォトダイオードや光電子倍増管などの受光素子と各色のカラーフィルターとを組合わせたセンサａ、ｂ、ｃから構成されるものを用いることができる。
【００２５】
つぎに本発明において使用するセンサに必要とされる特性について説明する。本実施の形態１では、簡単のために光源の色としては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を用いて説明しているが、本発明の機能を得るためには、他の色の組合せであってもよく、４色以上であってもよい。
【００２６】
まず、どのように光源１００のスペクトルが変化しても、その変化を正確に色情報として検出するには、センサの分光感度は視感度（分光）特性、すなわちＣＩＥ１９３１（国際照明委員会発行）で提唱されている３刺激値の等色関数（ｘ(λ)、ｙ(λ)、ｚ(λ)）に等しいものである必要がある。
【００２７】
しかし、一般的に等色関数に近似したセンサは入手が困難であり、一般的に高価であるため、表示装置ごとに取り付けて制御するのは困難である。
【００２８】
また、理想的にはセンサを表示面に取り付けることにより表示される色そのものを検出することが望ましい。しかし、一般的に表示装置を使用する場合、配置上邪魔になるため、シャッターより光源側の表示装置の内部に取り付けるのが一般的である。しかし、この場合、視認される表示面の発光はシャッターや光学フィルムのようなデバイスを光が通過するが、通常、それらの分光透過率特性が可視光波長領域にわたり一定ではないため、センサに検出される光の色と表示される光の色とは異なるという問題がある。
【００２９】
ここで、表示したときに白色と視認される白色温度の３刺激値をＸ、Ｙ、Ｚとし、異なる感光特性を有するセンサａ、ｂ、ｃの感光読取値をそれぞれＳａ、Ｓｂ、Ｓｃとすると、１次変換行列Ｍを用いて、つぎの式（１）に示すように、Ｘ、Ｙ、ＺとＳａ、Ｓｂ、Ｓｃは一意的に結びつく。１次変換行列Ｍは、理想的には単位行列であり、その場合は、安定な逆行列をもつ。
【００３０】
【数１】
2004198320.tif 000003
【００３１】
このため、センサａ、ｂ、ｃの感光読取値を、表示されるＸ、Ｙ、Ｚが白色と視認されるように３つの光源１００の発光強度（発光比率）を制御することにより、光源１００のスペクトルがどのように変化しても表示画像の色温度を一定に保つことができる。
【００３２】
ここで、用いる光源１００のスペクトルをＣ(λ)とし、これは異なる色の光源１００のスペクトルを足し合わせたものとする。また、パネルに表示される白色のスペクトルは、混色部４００と光学シャッター５００を通った光であり、表示面に映し出される光のスペクトルをＤ(λ)とすると、
Ｄ(λ)＝ｋ(λ)Ｃ(λ)                    （２）
と表わすことができる。ここで、ｋ(λ)は、混色部４００と光学シャッター５００の分光透過率であり、たとえば別の光学フィルムなどを使用している場合はそれも含んだ分光透過率である。また、センサａ、ｂ、ｃへ入射する光のスペクトルＳ(λ)を、
Ｓ(λ)＝ｋ′(λ)Ｃ(λ)                  （３）
とする。ここで、ｋ′(λ)は、３つの光源１００からセンサａ、ｂ、ｃまでに光が透過する部分の分光透過率である。したがって、前記式（２）と式（３）からＣ(λ)を消去すると、つぎの式（４）の関係が成り立つ。
【００３３】
【数２】
2004198320.tif 000004
【００３４】
ここで、
Ｐ(λ)＝ｋ(λ)／ｋ′(λ)                （５）
と定義する。Ｐ(λ)は任意の光源を用いて２つの分光透過率ｋ(λ)、ｋ′(λ)のそれぞれを測定することにより求めることができ、主として光学シャッター５００の分光透過率に依存している。
【００３５】
前記センサａ、ｂ、ｃの分光感度をＳａ(λ)、Ｓｂ(λ)、Ｓｃ(λ)とおくと、前記式（１）は、
【００３６】
【数３】
2004198320.tif 000005
【００３７】
と表すことができる。ここで、本実施の形態１において、簡潔に説明するため、左辺の絶対値を求めるための定数は省略する。左辺における積分範囲は可視光波長範囲であり、右辺における積分範囲はセンサ感度範囲である。センサａ、ｂ、ｃの分光感度Ｓａ(λ)、Ｓｂ(λ)、Ｓｃ(λ)は、たとえば受光素子にカラーフィルターを重ねて構成する場合、受光素子の分光感度特性にカラーフィルターの分光透過率を乗じたものとなる。ここで、行列Ｍの逆行列Ｍ-1をつぎの式（７）で定義する。
【００３８】
【数４】
2004198320.tif 000006
【００３９】
これにより、前記式（６）はつぎの式（８）のようになる。
【００４０】
【数５】
2004198320.tif 000007
【００４１】
そして、この式（８）に前記式（４）と式（５）を代入することにより、つぎの式（９）を得ることができる。
【００４２】
【数６】
2004198320.tif 000008
【００４３】
ここで、センサａ、ｂ、ｃの分光感度が可視光波長領域以外で０の場合または光源のスペクトルが可視光以外に存在しない場合、積分範囲は等しくなるので、前記式（９）の右辺と左辺を比較すると、どのようなＳ（λ）に対しても式（９）を成立させる条件として、つぎの式（１０）をあげることができる。
【００４４】
【数７】
2004198320.tif 000009
【００４５】
これが３つのセンサａ、ｂ、ｃの分光感度Ｓａ(λ)、Ｓｂ(λ)、Ｓｃ(λ)に必要とされる条件となる。
【００４６】
すなわち式（１０）からわかるように、各３つのセンサａ、ｂ、ｃの分光感度Ｓａ(λ)、Ｓｂ(λ)、Ｓｃ(λ)は、３つの視感度（分光）特性（等色関数：ｘ(λ)、ｙ(λ)、ｚ(λ)）の定数倍の足し合わせに、Ｐ(λ)＝ｋ(λ)／ｋ′(λ)の項により、光源１００から表示面までの分光透過率ｋ(λ)を乗じ、さらに光源１００からセンサａ、ｂ、ｃのの取り付け位置までの分光透過率ｋ′(λ)で除したものである。また、前記の定数は、それを３行３列の行列とした場合、その行列が逆行列をもつように選定したものである。
【００４７】
ただし、この３つのセンサａ、ｂ、ｃの取り付け位置が離れているなどの理由により、それぞれのセンサａ、ｂ、ｃの取り付け位置でｋ′(λ)が異なる場合、すなわち混色部４００での混色に位置依存性があり、それぞれのセンサａ、ｂ、ｃにスペクトルの異なる光が入射される場合は、Ｐ(λ)はセンサａ、ｂ、ｃごとに同じではない。このため、３つのセンサａ、ｂ、ｃのあいだのＰ(λ)の違いが目標とする発光強度の制御精度よりも大きい場合は、Ｐ(λ)を各センサａ、ｂ、ｃの取り付け位置について計算または実測し、それをそれぞれ用いることが望ましい。
【００４８】
前記式（１０）の関係により、式（７）に示す逆行列Ｍ-1の定数は任意に選ぶことができるので、センサａ、ｂ、ｃの分光感度Ｓａ(λ)、Ｓｂ(λ)、Ｓｃ(λ)を視感度（分光）特性ｘ(λ)、ｙ(λ)、ｚ(λ)に厳密に近似する必要はなく、センサや光学シャッターの分光特性について自由に広い範囲で製作することができる。また、センサａ、ｂ、ｃを表示面側に取り付ける場合や、Ｐ(λ)が一定である場合または波長による変化が無視できるほど小さい場合、センサａ、ｂ、ｃの分光感度Ｓａ(λ)、Ｓｂ(λ)、Ｓｃ(λ)は、単純に視感度（分光）特性ｘ(λ)、ｙ(λ)、ｚ(λ)の定数倍の足し合わせでよく、製作が容易である。
【００４９】
実際のセンサａ、ｂ、ｃとしては、前述したようにフォトダイオードや光電子倍増管などの受光素子を用いて、特性を前記式（１０）を満たせばよく、色ガラスフィルター、蒸着干渉フィルター、またはさらに安価な合成樹脂製のカラーフィルターなどを組み合わせて使用することができる。
【００５０】
光検出装置３００、すなわちセンサの特性設計にあたっては、たとえばセンサと既存のフィルターを組み合わせて使用する場合、その分光透過率の積が前記式（１０）を満足するような設計は、式（１０）の係数が１次結合であるので、最小２乗法により、容易に、かつ一意的に求めることができる。それにより求めた係数を用いた式（１０）の関数と、実際のフィルターを組み合わせた光検出装置の分光感度特性（以下、センサ特性という）を比較し、偏差の最も少ないものを選定すればよい。
【００５１】
また、新たにフィルターを設計する場合は、実現可能なセンサ特性を予測し、同様に式（１０）の係数を求め、試作したセンサ特性と式（１０）を比較するとともに、係数を再計算し、必要とされる精度になるまで繰り返す。
【００５２】
また、使用する光源１００がＬＥＤのようなスペクトルの範囲が狭く限られている場合は、スペクトルが存在する波長領域の範囲内のみについて前記式（１０）に合わせればよい。
【００５３】
つぎに、本発明の透過型表示装置の表示色制御方法について説明する。図２は本発明の透過型表示装置における光源制御回路のブロック図である。なお、図２において、特記のない矢印はすべて数値のやりとりである。３つの光源Ｒ、Ｇ、Ｂから出た光は、混色されたのち、３つのセンサａ、ｂ、ｃにより検知される。センサａ、ｂ、ｃが光−電流変換素子である場合は、電流−電圧変換を行ない、電圧値をそれぞれＡ／Ｄコンバーターに入力して数値化する。当該数値を以後センサ読取値と呼ぶことにする。センサａ、ｂ、ｃの設定値から、センサ読取値を減算し、その誤差値を計算する。誤差値は、比例制御と積分制御に入力し、それぞれ積分制御定数と比例制御定数を乗算して足し合わせる。ついでこの足し合わせたセンサａ、ｂ、ｃの演算値についてそれぞれの値を、つぎの式（１１）で与えられる変微分乗数行列で１次変換し、それぞれ光源Ｒ、Ｇ、Ｂの出力値の増減分に変換する。
【００５４】
【数８】
2004198320.tif 000010
【００５５】
ここで、ＩR、ＩG、ＩBは、光源Ｒ、Ｇ、Ｂの発光強度を設定するための値である。センサａ、ｂ、ｃから計算された光源Ｒ、Ｇ、Ｂの出力の増減分を、それぞれ光源Ｒ、Ｇ、Ｂごとの前回に出力していた出力値に積算し、出力制御回路に入力する。出力制御回路は、電圧や電流、またはパルス幅変調のような、光源の発光強度を制御するのに使われている方式（物理量）により出力電力を調整し、光源Ｒ、Ｇ、Ｂの発光量を調整する。そして、出力された光は、再びセンサａ、ｂ、ｃに入射され、同じ制御が繰り返されることにより、表示される輝度や色度が所望の値に保持される。
【００５６】
前記式（１１）の行列要素は、使用する光源Ｒ、Ｇ、Ｂの発光強度が、出力回路に入力する出力値に対して線形である場合、
【００５７】
【数９】
2004198320.tif 000011
【００５８】
が成り立つ。したがって、任意の異なる３種類の光源Ｒ、Ｇ、Ｂの各出力をセンサａ、ｂ、ｃで読み取り、行列演算して出力指令値ＩR、ＩG、ＩBを求めることができる。最も簡単な例では、光源Ｒのみ点灯時、光源Ｇのみ点灯時および光源Ｂのみ点灯時のそれぞれのセンサ読取値が前記式（１１）の行列の列要素となる。
【００５９】
使用する光源１００のスペクトルが、表示装置の使用期間において大きく変わらなければ、前記式（１１）の行列要素は、定数として使用しても結果にあまり影響はしない。しかし、スペクトルが大きく変動する場合または非常に高い精度で制御を行なう必要がある場合は、適宜キャリブレーションを行なうことにより、この行列要素を修正するとよい。または３回以上の制御ループにおいて、ＩR、ＩG、ＩBの値が異なる３種類であり、かつそのときのセンサ読取値を列要素にとった３行３列の行列の行列式が０でない場合、その行列の逆行列を求めることにより、前記式（１２）に３つの独立条件を与えることができるので、リアルタイムに式（１１）の行列要素を求めることができる。
【００６０】
また、設定したい輝度や色度から、図２におけるセンサａ、ｂ、ｃそれぞれのセンサ設定値を求めるには、これも任意の異なる３種類の色のＸＹＺ値を表示面から外部の分光色度計などによって測定し、そのときセンサ読取値も記録しておくことにより、前記式（１）から行列Ｍの要素が求まるので、その逆行列を用いて式（１）の逆変換により決定することができる。
【００６１】
本実施の形態では、たとえば前記式（７）の１行目の要素が、（０．５、０．５、０）である場合、センサａは３刺激値のうち、ＸとＹの両方を感知することになる。これはＸについて、センサａの感度が約半分になることを意味し、精度の低下を招いてしまう。したがって、このような場合には、図３に示されるような回路を用い、オフセット電圧Ｗ１とゲインＷ２を適切に調節することにより解決できる。なお、図３において、Ｗ３、Ｗ４はそれぞれセンサからの電圧およびＡ／Ｄコンバータへの電圧信号を示す。
【００６２】
また、本発明に用いられるような表示装置においては、色度（白色温度）や、輝度をユーザが自由に変更できることも利点となる。色度の変更はセンサａ、ｂ、ｃの設定値の比率を変更することにより実現できる。また、輝度の変更はセンサａ、ｂ、ｃの設定値全体に比例的に係数をかけることにより実現できる。
【００６３】
ただし、デジタル的にこれを行なう際問題が生じる。たとえば簡単のためにＡ／Ｄ変換が１００の分解能をもっているとする。輝度最大時のＡ／Ｄ変換後の値を１００近傍に設定すると、たとえば１０％の輝度が欲しい場合、Ａ／Ｄ変換後の値は１０程度となり、もともと１／１００の分解能設定ができたものが１／１０の分解能となってしまう。この状態では、白色温度設定のためのセンサａ、ｂ、ｃの比率は１０％単位となり、設定できる色が大幅に離散的になってしまう。
【００６４】
つぎにこれを解決する手段を説明する。一般的にＡ／Ｄ変換の回路構成は、図４のようになっているが、輝度を１０％にしたい場合は、Ａ／Ｄ変換のフルスケール電圧に対応するＡ／Ｄ参照電圧（入力端子６１０）を最大輝度時の１０％にするとよい。これにより、センサの設定値は最大輝度時の、分解能１００のまま、かつ輝度は自動的に１０％とすることができる。参照電圧を動的に変更する手段は、ＰＷＭ出力の可能なマイクロコンピューターを制御に用いる場合、ＰＷＭ出力に積分回路を通したものを用いることができるし、デジタル値で抵抗値の変化する半導体素子を用いることもできる。なお、図４において、６２０はセレクト、６３０は比較器、６４０はＡ／Ｄ制御部、６５０はセンサ入力および６６０はＡ／Ｄ変換値である。
【００６５】
また、輝度のみならず、色度の変更に対しても同様のことができる。たとえば、センサａ、ｂ、ｃの比率がそれぞれ１００％、１００％、５０％の場合、ｃセンサのみ制御の分解能が低くなるため、ｃセンサのＡ／Ｄ変換に際して、該当するＡ／Ｄ参照電圧を５０％にすることにより、他センサと同程度の分解能が得られる。その状態でさらに輝度を１０％としたい場合は、センサａ、ｂ、ｃのＡ／Ｄ変換に該当するＡ／Ｄ参照電圧を１０％、１０％、５％としてやればよい。
【００６６】
本実施の形態によれば、前記式（１０）に示されるように、センサの分光感度Ｓａ(λ)、Ｓｂ(λ)、Ｓｃ(λ)を視感度（分光）特性ｘ(λ)、ｙ(λ)、ｚ(λ)に厳密に合わせる必要なしに、非常に広い自由度でセンサの感度設計が可能である。これは安価な合成樹脂製のフィルターをも使用可能であることを意味し、表示装置のコストを下げることもできる。なお、本実施の形態では、表示される色とセンサ取り付け位置に入射する色との誤差も考慮しているため、高精度に制御することができる。
【００６７】
実施の形態２
実施の形態１では、精度の高い制御を行なうために、センサに必要とされる条件を明示し、さらには条件の自由度が大きいことから、広い自由度でセンサの設計をすることができる方法を述べた。本実施の形態では、式（１０）で表わされるセンサ特性をより広く拡張する方法を説明する。
【００６８】
前記式（１０）によれば、各式の視感度（分光）特性にかかっている定数、すなわち式（７）の行列要素は、数式的には逆行列をもてば任意の数であってよいことを意味している。したがって、この要素は負の値もとり得る。しかし、その負の値のとり方次第では、式（１０）のセンサ特性に数値的に負の領域が生じてしまう。実際のセンサ特性は、必ず正の値をもった特性であるので、そのような特性は現実のセンサの特性とは一致しないことになる。
【００６９】
そこで、４つのセンサａ、ｂ、ｃ、ｄについて、前記式（１０）のように任意のオフセットパラメーターａc、ｂc、ｃc、ｄcを用いてセンサ特性Ｓａ(λ)、Ｓｂ(λ)、Ｓｃ(λ) 、Ｓｄ(λ)をつぎの式（１３）のように定義する。
【００７０】
【数１０】
2004198320.tif 000012
【００７１】
このような特性のセンサであれば、それぞれのセンサ感度において視感度（分光）特性にかかっている係数を負に選定しても、オフセットパラメーターによりセンサ感度のすべての波長領域または光源スペクトルの存在する領域にわたり、正の値をとることができる。すなわち、実施の形態１に比べてはるかに広い範囲でセンサを選定または設計することができる。そのため、安価なセンサおよびカラーフィルターを使用することができ、表示装置のトータルコストを低減することができる。
【００７２】
ここで、このような特性のセンサを使用した場合の実際の制御を説明する。前記式（１３）を用いて、Ｓ′a(λ)、Ｓ′b(λ)、Ｓ′c(λ)をつぎの式（１４）のように計算する。
【００７３】
【数１１】
2004198320.tif 000013
【００７４】
ここで、
【００７５】
【数１２】
2004198320.tif 000014
【００７６】
とおくと、式（１４）は式（１０）と実質的に同じものになる。したがって、本実施の形態では、式（１３）をもつ、または近似した４つのセンサ読取値を式（１４）にしたがってオフセットパラメーターで除算し、それぞれ第４のセンサで計算した値を減算することにより、式（１０）の関係が得られるので、それ以後は式（１４）の計算で求められたセンサ読取値の補正値Ｓ′a、Ｓ′b、Ｓ′cを、実施の形態１で説明したセンサ読取値として制御することにより表示画像の色を一定に保つことができる。すなわち図２にあるブロック図において、各センサ電圧をＡ／Ｄ変換したのちの数値に、補正値Ｓ′a、Ｓ′b、Ｓ′cを用いるだけでよく、それ以後の制御は実施の形態１とまったく同じである。
【００７７】
本実施の形態では、４つのセンサを用いて、各センサａ、ｂ、ｃのセンサ読取値をセンサｄのセンサ読取値により補正した。しかし、センサａをセンサｂで補正するなど、どのセンサからどのセンサの読取値を使用して補正してもよい。補正値の式（１０）からのずれおよび計算上の量子化誤差を考慮して演算対象を決定するとよい。ただし、式（１５）における各係数は、それを３行３列の行列要素とした場合、行列式が０でない（逆行列をもつ）ように選定しなければならない。
【００７８】
また、オフセットパラメーターが０または非常に小さいセンサを選定または設計する場合、式（１４）の演算はできないが、このようなセンサの場合は何もこのような演算をする必要がなく、それ自身式（１０）を満たしているので、そのままセンサ読取値の補正値として使用することができる。
【００７９】
すなわち、もう少し一般的な表現に拡張すると、式（１４）は
【００８０】
【数１３】
2004198320.tif 000015
【００８１】
と書くことができるので、４つ以上のセンサの数をｎとした場合、３行ｎ列の行列Ｓ′で１次変換すればよいことになる。ただし、変換行列の各行の値は、それぞれ変換されるセンサ特性のオフセットパラメーターの値のみを変換した際にその結果が０になるように選定する必要がある。すなわち、数式的に書くと、
【００８２】
【数１４】
2004198320.tif 000016
【００８３】
を満たすよう設定すればよいことになる。
【００８４】
ここで３行ｎ列の行列で１次変換する工程は、もちろん、工程の簡略化のために、Ｓ′の要素が０または非常に小さい部分は、計算しなくてもよい。
【００８５】
実際のセンサの選定および設計にあたり、前記式（１３）は各係数に関して１次式であるので、これも最小二乗法などにより実際に使用するセンサ特性にふさわしいパラメーターを一意的に決定することができる。また、ＬＥＤのような、スペクトル領域がある範囲に限られている場合は、重み関数などを用いて計算するとよい。
【００８６】
本実施の形態では、各パラメーターをセンサ特性の計算により求めることができるが、実際の製品では個体間のばらつきを考慮し、測定により求めるほうがよい。式（１３）を行列で表示すると
【００８７】
【数１５】
2004198320.tif 000017
【００８８】
となるので、任意の異なる４つの色を表示させたときのＸＹＺ値とセンサ読取値を記録し、式（１８）の方程式を解くことにより各係数を求めることができる。
【００８９】
本実施の形態では、実施の形態１における３つのセンサに対して１つの補正用センサを加え、この第４の補正用センサを用いて、前記３つのセンサのいずれかまたはすべてに補正をあたえる一般的な方法を示した。
【００９０】
本実施の形態で示した一般的な補正方法を、補正用センサと補正対象センサの対について見ると、その対については、それぞれの感光読取値の定数倍を加算して補正ずみのセンサの感光読取値として算出し、補正の不要なセンサの感光読取値はそのまま使用することになる。また、実施の形態１と同様、センサが複数の３刺激値を検出する場合や、オフセットパラメーターが大きいことに起因するＡ／Ｄコンバーターの精度低下については、図３のような回路を用いて、オフセット電圧およびゲインを適切に調節することにより解決できる。
【００９１】
また、本実施の形態では、式（１６）の演算をＡ／Ｄ変換を行なったのちの数値を用いて行なっているが、定数倍の増幅器ののちに、差動増幅器を置くことにより、アナログ値を用いて行なうこともできる。
【００９２】
さらには、調光や色度の変更によるＡ／Ｄ変換の精度低下については、実施の形態１同様Ａ／Ｄ変換の参照電圧を変化させてやることによっても解決できる。
【００９３】
本実施の形態では、センサに必要とされる条件を大幅に緩和し、色を保持する精度は保ちつつ、表示装置のコスト低減およびセンサ設計の自由度を拡大する効果がある。
【００９４】
実施の形態３
実施の形態２においては、式（１３）の特性をもつ４つ以上のセンサを用いた場合の制御方法について説明したが、センサを４つに限った際の別の制御方法を説明する。
【００９５】
式（１３）を行列表示すると、
【００９６】
【数１６】
2004198320.tif 000018
【００９７】
となり、両辺に式（３）のセンサへ入射する光のスペクトルＳ(λ)をかけると、左辺はセンサの感光読み取り値（Ｓa，Ｓb，Ｓc，Ｓd）となり、右辺は式（４）の関係からシャッター部を通して表示面に出てくる光の３刺激値（ＸD，ＹD，ＺD）となるので、
【００９８】
【数１７】
2004198320.tif 000019
【００９９】
と変形できる。ここで、式（２０）の１次変換行列が逆行列をもつようにセンサを選定しておくと、逆変換により、
【０１００】
【数１８】
2004198320.tif 000020
【０１０１】
と書くことができる。また、余分な要素を排除すると、
【０１０２】
【数１９】
2004198320.tif 000021
【０１０３】
となる。
【０１０４】
実施の形態２では式（１９）における変換行列はセンサ特性から計算により求めたが、センサ特性の個体差が大きい場合、各々のセンサ特性を測定し変換行列を求める必要がある。しかし、センサが４つである場合は、簡単な実測から変換行列を求めることができ、固体ばらつきの影響を打ち消すことができる。
【０１０５】
式（２１）の左辺はシャッターを通して標準色度計によって測定できる値であるので、任意の異なる４色（１，２，３，４）についてＸD，ＹD，ＺDと、４つのセンサ読み取り値を記録すると、式（２２）は、
【０１０６】
【数２０】
2004198320.tif 000022
【０１０７】
となり、センサ読み取り値からシャッターを通した光のＸＹＺ値への変換行列を得ることができる。
【０１０８】
ただし、ここでいう任意の４色とは、シャッター部は白表示に固定しておき、光源の発光比率を変更させて作り出す色のことである。さらに、光源の色が３色の場合、式（２２）の変換を行なうためには数学的に４つの異なる任意の色のうち、少なくとも一つは光源のスペクトルが変化したものを使用する必要がある。例を挙げると、光源を赤、緑、青で構成した場合、その発光強度を（ＩR，ＩG，ＩB）とすると、第１から第３の色は、それぞれ点灯直後の温度が低い状態で（ＩR，ＩG，ＩB）＝（１，０，０），（０，１，０），（０，０，１）を用い、第４の色は、しばらくエージングして温度上昇させたのち、（ＩR，ＩG，ＩB）＝（１，１，１）を測定するとよい。ここでいう３色の光源とは、たとえば、赤の光源を５個用いておりかつそれらに色の個体差があって全て異なっている場合、５色と数えるのではなく、光源の発光強度を独立に制御する数のうち同じ色を排除した数である。すなわち、赤、緑、青それぞれ５個光源がありそれぞれ個体差により色が異なっていても、制御する数が赤、緑、青の３系統である場合は３色と数える。
【０１０９】
このエージング後の測定値を用いるというキャリブレーション方法は単に式（２２）を成り立たせるためのみならず、たとえばシャッター部の分光透過率特性が温度変化する場合においても、温度変化前後の測定値を用いているため、シャッター部の温度変化も含んだパラメーター設定ができる効果もある。完全に全ての温度範囲でシャッター部の温度変化を含めて制御できるわけではないが、少なくとも、キャリブレーションに用いた温度状態および発光強度においては、センサ読み取り値を式（２１）によって１次変換した値は、シャッターを通して測定される実際のＸＹＺ値と同じになる。このことは、たとえば表示装置の使用温度範囲が０℃から５０℃である場合、０℃と５０℃についてこのキャリブレーションを行なうと、その中間の温度範囲ではセンサの温度特性により目標とする表示色と実際の表示色の色差に若干ずれが生じる場合があるが、色差は温度を横軸にとると一般的に上に凸または下に凸の形となり、最大ずれの大きさを縮めることができるのである。
【０１１０】
制御方法自体は、キャリブレーションにより式（２１）の変換行列が求まっているため、４つのセンサの感光読み取り値を式（２１）によって１次変換し、変換後の上３行までの値を一定に保つ制御を実施の形態１と同様に行なうだけでよい。すなわち、１次変換の演算部は、式（２１）の変換行列の上から３行目までの３行４列で行なうとよい。また、本方式では、変換後の値がそのまま表示色の３刺激値となっているため、センサ設定値に３刺激値を設定することができる。もちろん、実施の形態１および２においても、３刺激値からセンサ設定値または逆も計算することができる。
【０１１１】
４つのセンサを用いて、異なる４色以上の光源で構成した場合、式（２３）における行列要素の計算は、エージング後の値を用いなくても計算することができるが、もちろんエージング後の値を用いて、温度変化による影響を吸収するパラメーター設定をしてやることもできる。
【０１１２】
本実施の形態では、実施の形態２と同一のセンサ条件であるため、センサ設計および選定が容易で、安価に製作できるとともに、高精度で表示色を保ちかつキャリブレーションによりシャッター部およびセンサの温度特性の影響を軽減する効果がある。
【０１１３】
実施の形態４
前記実施の形態１および２では、光学シャッターが一定でない分光透過率をもち、かつそれ自体は温度や経時変化の影響で変化しないことを前提に説明した。実施の形態３では、温度変化の影響を小さく抑える手法を説明した。しかし、光学シャッターは温度変化や経時変化をするものが多い。たとえば変化が、温度のみである場合で、かつその変化の仕方が予めわかっているのであれば、温度をモニタリングし、適切な関数またはルックアップテーブルなどにより光源色の補正を行なうことができる。しかし、一般的には、複雑な変化をするものや、個体間のばらつきが大きいものなど、簡単に制御できない場合も多い。
【０１１４】
本実施の形態では、光学シャッターの分光透過率が変化する場合の制御方法について説明する。図５は本発明の実施の形態４にかかわる透過型表示装置を示すブロック図である。光学シャッター５００の分光透過率が非常に複雑かつ無視できないほど変化する場合、表示される色を直接検出し、光源制御によって色を一定に保つ必要がある。この場合、図６に示すように、光学シャッター５００の表示領域７００の外側に、表示領域７００と同じ特性を有するシャッター（図示せず）を設け、その場所に３つの光検出装置３００であるセンサａ、ｂ、ｃを取り付けることにする。これにより、表示に影響することなく、センサａ、ｂ、ｃによる色度検出が可能となる。
【０１１５】
この場合、センサａ、ｂ、ｃに必要とされる分光感度の条件は、実施の形態１における式（１０）および実施の形態２における式（１３）において、Ｐ(λ)＝１（一定）としたものである。すなわち、式（１０）は式（２４）となり、式（１３）は式（２５）となる。
【０１１６】
【数２１】
2004198320.tif 000023
【０１１７】
【数２２】
2004198320.tif 000024
【０１１８】
式（２４）または式（２５）のどちらを選定するかは、初めに式（２４）を目標にセンサを選定または設計し、目標とするセンサの発光強度の精度内に入らない場合は、式（２５）の方を選定するとよい。
【０１１９】
この場合、センサを取り付けておいたシャッターを白表示するようにしておくと、実施の形態１および２とまったく同様の制御により、白色度を一定に保つことができる。
【０１２０】
式（２３）の方を選定し、かつセンサの数が５つ以上ではなく４つである場合においては、実施の形態３と同様のキャリブレーションが行なえることになる。本実施の形態の構成では、シャッターの温度変化は考慮する必要がないが、このキャリブレーションはセンサの温度特性がある場合にその影響を小さくすることができるのである。
【０１２１】
また、構造的な制約などで表示面側ではなく、表示装置の内部に取り付ける場合は、光検出装置の前に混色部４００から表示面Ｆまでの分光透過率と同じ特性をもったフィルターが必要となる。図７の例では、混色部から出た光は、光学フィルム８００と光学シャッター５００によりスペクトルが変化するが、同様にフィルター９００ａに光学フィルム８００の小片を、またフィルター９００ｂに光学シャッター５００の小片を挿入することにより前述と同等の特性を得ることができる。たとえば、光学シャッター５００を液晶パネルで形成する場合、液晶パネルの製造プロセスにおいて、同じ基板上の空きエリアにフィルター挿入用の小片パネルを同じ条件で形成すればよい。ただし、フィルター９００ａは、光学シャッター５００が白表示をした状態と同じ透過スペクトルをもっている必要がある。これにより、たとえば光学シャッター５００が大きな温度変化や経時変化をする場合においても、フィルター９００ａが同様の変化をするため、光検出装置３００は仮想的に表示面と同じ光を検出することになり、表示される色を一定に保つことができるのである。
【０１２２】
本実施の形態では、光学シャッターの分光透過率がさまざまな要因により変化する場合においても、センサに必要とされる分光感度条件を緩和し、非常に広い自由度でセンサを選定し、設計することができる。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、表示色度を高精度に保つことができる。また、光検出装置の分光感度条件を緩和することにより、広い自由度で光検出装置を選定し、設計することができる。このため、安価に透過型表示装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１、２にかかわる透過型表示装置を示すブロック図である。
【図２】図１における光源を制御するための方法を説明する構成のブロック図である。
【図３】本発明にかかわるＡ／Ｄコンバーターの精度を上げるための回路例である。
【図４】Ａ／Ｄ変換の回路構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３にかかわる透過型表示装置を示すブロック図である。
【図６】実施の形態３における光学シャッターおよびセンサの取り付け位置を示す平面である。
【図７】実施の形態３にかかわる他の透過型表示装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
ａ、ｂ、ｃ    センサ
１００    光源
２００    光源制御回路
３００    光検出装置
４００    混色部
５００    光学シャッター
６００    シャッター制御回路
６１０    入力端子
６２０    セレクタ
６３０    比較器
６４０    Ａ／Ｄ制御部
７００    表示領域
８００    光学フィルム
９００ａ、９００ｂ  フィルター
【図１】
2004198320.tif 000025
【図２】
2004198320.tif 000026
【図３】
2004198320.tif 000027
【図４】
2004198320.tif 000028
【図５】
2004198320.tif 000029
【図６】
2004198320.tif 000030
【図７】
2004198320.tif 000031