(57)【要約】【課題】完全な暗所や特定色の照明下であっても、ディスプレイ等に表示される画像を正確に視認することができる表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】制御部１００は、外光センサ３により検出された外光の色度及び強度を検出する外光検出部１０２、ターゲット色度で表示部２を照射するために、制御すべき照明光の色の成分を検出する領域検出部１０３、表示部２をターゲット色度およびターゲット輝度で照射するために、領域検出部１０３によって検出された照明光の色成分の輝度の制御量を算出する発光比率算出部１０４、算出された制御量に基づいて照明部４を制御する照明制御部１０５からなる。【選択図】図３
2007148055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を表示する表示手段と、
表示手段に照明光を照射する照明手段と、
外光を検出する外光検出手段と、
照明手段から照射される照明光を制御する制御手段と、
を備えた表示装置であって、
制御手段は、外光検出手段により検出された外光に基づいて、表示手段が予め設定された色合い及び／又は明るさで照射されるように照明光を制御することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
制御手段は、照明光の色成分であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分、外光の色並びに予め設定された表示手段が照射されるべき色に基づいて、制御すべき照明光の色成分を特定する色成分特定手段、
を備え、
色成分特定手段により特定された照明光の色成分を制御することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
制御手段は、照明光の色成分であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分、外光の色並びに予め設定された表示手段が照射されるべき色に基づいて、色成分特定手段によって特定された照明光の色成分の輝度を制御する第１輝度制御手段、
を備えることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
画像情報を表示する表示手段と、
表示手段に照明光を照射する照明手段と、
外光を検出する外光検出手段と、
照明手段から照射される照明光を制御する制御手段と、
を備えた表示装置であって、
制御手段は、外光検出手段により検出された外光の色度を検出する色度検出手段と、
外光検出手段により検出された外光の強度を検出する強度検出手段と、
照明光の輝度を制御する輝度制御手段と、
を備え、
輝度制御手段は、外光の色度及び外光の強度に基づいて、表示手段が予め設定された輝度で照射されるように、照明光の輝度を制御することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、特に反射型の表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用カラー表示装置は、場所を問わずに、鮮明なカラー表示を得られるという利点を有しており、ノートＰＣ、携帯用情報端末等のディスプレイとして広く利用されている。携帯用カラー表示装置は、低消費電力であること、軽量であることなどが要求される。これらの特性を得る為には、バックライトを持たずに外からの照明光を反射する反射型表示装置である事が望ましい。しかし、この反射型表示装置を実現する為には、まだいくつかの技術的課題が残されている。反射型表示装置特有の問題としては、大きく分けると次の２つの問題が存在する。まず、第１の問題は、照明光を反射する為、光利用効率が低いと表示全体が暗くなってしまい、薄暗い場所では表示が見にくい点である。この問題の解決策としては、例えば、以下の特許文献１に、光利用効率の高い特定の分光スペクトル形状を有するカラーフィルターを用いる技術が開示されている。
【０００３】
第２の問題は、照明条件が一定でない為、表示の色バランスの調整が困難な点である。この問題の解決策としては、例えば、以下の特許文献２に、外光の状態に応じて反射型表示装置の駆動電圧をＲ，Ｇ，Ｂ個別に制御することで、ホワイトバランス調整やコントラスト改善を行う技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記いずれの技術においても、外光にある程度の明るさが必要であるため、暗所や特定色の照明下では、表示装置に表示される画像等を正確に視認することが困難である。
【特許文献１】特開平8-240708号
【特許文献２】特開2000-231092号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本願発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、完全な暗所や特定色の照明下であっても、ディスプレイ等に表示される画像を正確に視認することができる表示装置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】
【０００６】
本願請求項1の発明にかかる表示装置は、画像情報を表示する表示手段と、表示手段に照明光を照射する照明手段と、外光を検出する外光検出手段と、照明手段から照射される照明光を制御する制御手段とを備えた表示装置である。そして、制御手段は、検出された外光に基づいて、表示手段が所定の色合い及び／又は明るさで照らされるように照明光を制御することを特徴とする。
【０００７】
本願請求項1の発明によると、ユーザは完全な暗所や特定の照明下であっても、表示手段に表示される画像情報を正確に視認することができる。
【０００８】
本願請求項２の発明にかかる表示装置では、制御手段は、照明光の色成分であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分、外光の色並びに予め設定された表示手段が照射されるべき色に基づいて、制御すべき照明光の色成分を特定する色成分特定手段を備えている。そして、制御手段は、色成分特定手段により特定された照明光の色成分を制御することを特徴とする。
【０００９】
本願請求項２の発明によると、ユーザは完全な暗所や特定の照明下であっても、所望の色合いで表示手段に表示される画像情報を視認することができる。
【００１０】
本願請求項３の発明にかかる表示装置では、制御手段は、照明光の色成分であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分、外光の色並びに予め設定された表示手段が照射されるべき色に基づいて、色成分特定手段によって特定された照明光の色成分の輝度を制御する第１輝度制御手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
本願請求項３の発明によると、ユーザは完全な暗所や特定の照明下であっても、所望の色合い及び明るさで表示手段に表示される画像情報を視認することができる。
【００１２】
本願請求項４の発明にかかる表示装置は、画像情報を表示する表示手段と、表示手段に照明光を照射する照明手段と、外光を検出する外光検出手段と、照明手段から照射される照明光を制御する制御手段とを備えた表示装置である。そして、制御手段は、外光検出手段により検出された外光の色度を検出する色度検出手段と、外光検出手段により検出された外光の強度を検出する強度検出手段と、照明光の輝度を制御する輝度制御手段とを備えている。そして、輝度制御手段は、外光の色度及び外光の強度に基づいて、表示手段が予め設定された輝度で照射されるように、照明光の輝度を制御することを特徴とする。
【００１３】
本願請求項４の発明によると、ユーザは完全な暗所や特定の照明下であっても、所望の明るさで表示手段に表示される画像情報を視認することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、完全な暗所や特定色の照明下であっても、ディスプレイ等に表示される画像を正確に視認することができる表示装置を提供することができる。
【００１５】
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。
【００１６】
ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を携帯向けの反射型表示装置に実施した形態につき、図面に沿って説明する。
【００１８】
尚、反射型表示装置とは、バックライトを持たず、外光を反射して表示パネルに文字、図形又は画像並びにこれらの組み合わせからなる情報（以下、総称して画像情報と記載する。）を表示する表示装置である。このように反射型表示装置はバックライトを持たず、従って小型・軽量であるため、モバイルＰＣや携帯用情報端末等のカラーディスプレイとして広く利用されている。
【００１９】
図１及び図２は、それぞれ本発明の実施形態の外観構成の上面図及び側面図である。図１及び図２に示す如く、反射型表示装置１は、画像情報を表示する表示部２、外光を検出する外光センサ３、表示部２に照明光を照射して、表示部２を照らす照明部４、および外光センサ３のオン・オフを切り替えるスイッチ５から成る。照明部４は、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のＬＥＤ等で構成される。外光センサ３は、例えば、フォトダイオードと光学フィルタを組合せたもの等、少なくとも外光の照度および色度を検出できるものであればいかなるセンサでもよい。センサによっては、外光の照度を検出すると、そのまま照度として出力するもの、或いは電気的な信号に変換して出力するもの等、さまざまなものがある。従って、以下では、外光センサ３が外光の照度を検出して出力する信号を外光の強度と記載する。尚、外光センサ３は、照明部４から照射される照明光が届かない位置に設けられている。また、スイッチ５による外光センサ３のオン・オフの切り替えは照明部４とも連動している。即ち、スイッチ５をオンとすると、外光センサ３が動作を開始するとともに照明部４も動作を開始する。スイッチ５をオフとすると、外光センサ３が動作停止するとともに照明部４も動作停止する。
また、反射型表示装置１は、外光の色度や強度に応じて、照明部４から照射される照明光を制御する制御部１００をその内部に備えている。
【００２０】
図３は、制御部１００の構成を示す図である。
【００２１】
制御部１００は、外光センサ３により検出された外光の色度及び強度を検出する外光検出部１０２、表示部４を目標とする色度（以下、ターゲット色度と記載する。）で照射するために、照明光に含まれる色の成分のうち制御すべき色の成分を検出する領域検出部１０３、表示部４をターゲット色度および目標とする輝度（以下、ターゲット輝度と記載する。）で照射するために、領域検出部１０３によって検出された照明光に含まれる色の成分の輝度の制御量を算出する発光比率算出部１０４、算出された制御量に基づいて照明部４を制御する照明制御部１０５からなる。
【００２２】
即ち、反射型表示装置１は、外光の色度および強度を検出し、予め設定されたターゲット色度およびターゲット輝度で表示部２を照射するために、照明光の色度又は輝度を制御するものである。
【００２３】
以下、照明光制御部１００を構成する各部について詳説する。
＜外光検出部１０２＞
外光検出部１０２は、外光センサ３により検出された外光から、外光の色度Ｏｃおよび外光の強度Ｌｏを検出し後述する領域検出部１０３へ出力する。
【００２４】
＜領域検出部１０３＞
領域検出部１０３は、外光検出部１０２から外光の色度Ｏｃおよび外光の強度Ｌｏを取得する。
【００２５】
そして、照明光の色の成分（色成分）のうち、Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成分（以下、照明光の各色成分と記載する。）のそれぞれの色度Ｒｃ、Ｂｃ、Ｇｃ及び外光の色度Ｏｃに基づいて、表示部２をターゲット色度Ｔｃで照射するために、照明光の各色成分のうちの何れの色成分を制御すべきかを決定する。
【００２６】
尚、照明光の色のＲ成分とは、照明光に含まれる色のうち比較的Ｒ（赤）に近い色の成分を意味する。照明光の色のＧ成分および照明光の色のＢ成分についても同様である。また、Ｒ成分の色度Ｒｃ、Ｇ成分の色度ＧｃおよびＢ成分の色度Ｂｃは、既知の値として領域検出部１０３に与えられている。
【００２７】
以下では、領域検出部１０３が、制御すべき照明光の色成分を決定する手法について説明する。
【００２８】
図４は、色度座標系に照明光の各色成分のそれぞれの色度（以下、照明光の各色度と記載する。）Ｒｃ、Ｂｃ、Ｇｃ、外光の色度Ｏｃ及びターゲット色度Ｔｃを図示したものである。
【００２９】
照明光の各色度Ｒｃ、Ｇｃ、Ｂｃの色度座標をそれぞれＲｃ（Ｘｒ，Ｙｒ）、Ｇｃ（Ｘｇ，Ｙｇ）、Ｂｃ（Ｘｂ，Ｙｂ）とし、外光の色度座標をＯｃ（Ｘｏ，Ｙｏ）、ターゲット色度Ｔｃの座標を、Ｔｃ（Ｘｔ，Ｙｔ）とする。
【００３０】
また、図４において、外光の色度Ｏｃと照明光の各色度Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃの座標を結ぶ直線をそれぞれＷＲ，ＷＧ，ＷＢとする。
ここで、Ｒｃ（Ｘｒ，Ｙｒ）、Ｇｃ（Ｘｇ，Ｙｇ）、Ｂｃ（Ｘｂ，Ｙｂ）を結ぶ直線で囲まれた領域は、照明部４によって表現可能な色度の領域を表しており、この領域を領域Ｓとする。領域Ｓを直線ＷＲ，ＷＧ，ＷＢで３分割した領域をそれぞれ領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃとする。
【００３１】
まず、領域検出部１０３は、各直線ＷＲ，ＷＧ，ＷＢを表す式を算出する。
【００３２】
一般に、２点（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）を結ぶ直線は次式（数１）で表すことができる。
【００３３】
【数１】
2007148055.tif 000003
【００３４】
従って、各直線ＷＲ、ＷＧ、ＷＢは次式（数２）により表すことができる。
【００３５】
【数２】
2007148055.tif 000004
【００３６】
次に、各直線ＷＲ、ＷＧ、ＷＢとターゲット色度Ｔｃの色度座標との位置関係から、ターゲット色度Ｔｃが属する領域を特定する。
【００３７】
図５は、各直線ＷＲ、ＷＧ、ＷＢの延長線が領域Ｓを細分化し、新たな領域を形成することを示す図である。
【００３８】
図５において、直線ＷＲ、ＷＧ、ＷＢの各延長線が、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃをそれぞれ２分する領域を領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ｂ１、領域Ｂ２、領域Ｃ１、領域Ｃ２とする。そして、ターゲット色度Ｔｃ（Ｘｔ，Ｙｔ）の属する領域を以下の手順で特定する。
【００３９】
（１）上記（数２）の各直線式に、ターゲット色度Ｔｃのｘ座標Ｘｔを代入し、ＷＲ（Ｘｔ）、ＷＧ（Ｘｔ）、ＷＢ（Ｘｔ）を算出する。
【００４０】
（２）ＷＲ（Ｘｔ）、ＷＧ（Ｘｔ）、ＷＢ（Ｘｔ）とターゲット色度Ｔｃのｙ座標Ｙｔとの大小関係を判定する。
【００４１】
（３）判定された大小関係と図６に示す真理値表からターゲット色度Ｔｃ（Ｘｔ，Ｙｔ）が属する領域を特定するとともに、制御すべき照明光の色成分を特定する。
【００４２】
例えば、大小関係の結果、Ｙｔ＜ＷＲ（Ｘｔ）、Ｙｔ＜ＷＧ（Ｘｔ）、Ｙｔ＜ＷＢ（Ｘｔ）である場合、図６の真理値表によると、ターゲット色度Ｔｃは細分化領域Ａ２に属し、同時に領域Ａに属すると判定される。そして、この結果、制御すべき照明光の色成分はＲ成分およびＢ成分であると特定される。
【００４３】
尚、図６の真理値表は、例えば、真理値テーブルとして領域検出部１０３に備えられる。また、制御すべき照明光の色成分の特定方法については、上記方法に限られるものではない。
【００４４】
＜発光比率算出部１０４＞
発光比率算出部１０４は、領域検出部１０３から外光の色度Ｏｃおよび外光の強度Ｌｏおよび照明光の色成分のうち制御すべき色成分の色度を取得する。そして、これら取得結果とあらかじめ設定されているターゲット輝度Ｌｔから制御すべき照明光の色成分に要求される輝度を算出する。
【００４５】
照明光の各色度がＲｃ（Ｘｒ，Ｙｒ）、Ｇｃ（Ｘｇ，Ｙｇ）、Ｂｃ（Ｘｂ，Ｙｂ）、照明光の各色成分の輝度がＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂであるとき、ターゲット色度Ｔｃ（Ｘｔ，Ｙｔ）、ターゲット輝度Ｌｔとすると、表示部２をターゲット色度およびターゲット輝度で照射する場合には、次式（数３）の関係が成立する。
【００４６】
【数３】
2007148055.tif 000005
【００４７】
そして、例えば、領域検出部１０３によりターゲット色度Ｔｃが領域Ａに属し、制御すべき照明光の色成分がＲ成分及びＢ成分であると特定された場合には、上記式（数３）において、Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）及びＬｇを、それぞれ外光の色度Ｏｃ（Ｘｏ，Ｙｏ）及び外光の強度Ｌｏで置換した次式（数４）の関係が成立する。
【００４８】
【数４】
2007148055.tif 000006
【００４９】
照明光の色のＲ成分およびＢ成分の輝度Ｌｒ及びＬｂを導出するために、上式（数４）を変形すると次式（数５）となる。
【００５０】
【数５】
2007148055.tif 000007
【００５１】
上記式（数５）により、照明光の色のＲ成分の輝度Ｌｒ及びＢ成分の輝度Ｌｂを算出することができる。
発光比率算出部１０４は、算出した制御すべき照明光の色成分の輝度を後述の照明制御部１０５へ出力する。
【００５２】
＜照明制御部１０５＞
照明制御部１０５は、発光比率算出部で算出された、制御すべき照明光の色成分の輝度に基づいて、照明部４を制御し照明光を照射させる。
以上、本発明の実施形態に係る反射型表示装置１は、外光の強度および色度を検出し、予め設定されたターゲット色度およびターゲット輝度で表示部２を照射するために、照明光の色度と輝度を制御するものである。
これにより、ユーザは、完全な暗所や特定色の照明下であっても、表示部２に表示される画像情報を正確に視認することができる。
【００５３】
（実施形態の変形例）
上記実施形態では、制御部１００をハードウェアで実現しているが、これをソフトウェアプログラムによって実現することとしてもよい。具体的には、反射型表示装置１にＣＰＵやＤＳＰ等のプロセッサおよびメモリやハードディスク等の記憶手段を備える。そして、制御部１００における外光検出部１０２、領域検出部１０３、発光比率算出部１０４及び照明制御部１０５をソフトウェアプログラムで構成する。該ソフトウェアプログラムを記憶手段にロードし、これをプロセッサで実行することにより、制御部１００の機能を実現することができる。
【００５４】
図７は、反射型表示装置１に備えられたプロセッサが、制御部１００における各部のプログラムを実行する際のフローチャートを示している。
【００５５】
ステップＳ２０１では、外光センサ３により検出された外光から、外光の色度Ｏｃおよび外光の強度Ｌｏを検出する。
【００５６】
ステップＳ２０２では、照明部４から照射されている照明光の各色度Ｒｃ、Ｂｃ、Ｇｃ及び外光の色度Ｏｃに基づいて、表示部２をターゲット色度Ｔｃで照射するために、照明光の色のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分のうちの何れを制御すべきかを決定する。
【００５７】
ステップＳ２０３では、照明光の各色成分のうち制御すべき色成分の色度、外光の色度Ｏｃ、外光の強度Ｌｏから制御すべき照明光の色成分に要求される輝度を算出する。
ステップＳ２０４では、算出された、制御すべき照明光の色成分の輝度に基づいて、照明部４を制御し、照明光を照射させる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について詳説したが、本発明は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【００５９】
例えば、上記実施形態の制御部１００をハードウェアで実現しており、上記実施形態の変形例では、制御部１００をソフトウェアプログラムで実現した例を示しているが、これらの制御部１００の各部を、ハードウェアとソフトウェアを組み合わせて実現することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態の一つである反射型表示装置の外観の上面図である。
【図２】本発明の実施形態の一つである反射型表示装置の外観の側面図である。
【図３】本発明の実施形態の一つである反射型表示装置の構成を示す図である。
【図４】照明光の色の成分の色度、外光の色度およびターゲット色度の位置関係を示す色度座標系である。
【図５】照明光の色の成分の色度、外光の色度およびターゲット色度の位置関係を示す色度座標系である。
【図６】制御すべき照明光の色の成分を判定するために使用する真理値表である。
【図７】制御部１００をソフトウェアプログラムで構成し、これをプロセッサで実行する際の、実行手順であるフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１  反射型表示装置
２  表示部
３  外光センサ
４  照明部
５  スイッチ
１００  制御部
１０２  外光検出部
１０３  領域検出部
１０４  発光比率算出部
１０５  照明制御部
【図１】
2007148055.tif 000008
【図２】
2007148055.tif 000009
【図３】
2007148055.tif 000010
【図４】
2007148055.tif 000011
【図５】
2007148055.tif 000012
【図６】
2007148055.tif 000013
【図７】
2007148055.tif 000014