(57)【要約】【課題】反射型表示体の反射特性に関わらず色調を良好に再現可能な照明システム、照明装置、及び、反射型表示体を提供すること。【解決手段】第１実施形態の照明システムは、反射型表示装置１と、反射型表示装置１の表示面１ａに照明光を照射する照明装置２と、を備えて構成される。反射型表示装置１と照明装置２は相互に通信可能であり、照明装置２は反射型表示装置１から識別情報を受信する。さらに、照明装置２は、反射型表示装置１の識別情報と、当該反射型表示装置１に照射すべき照明光の情報と、の対応テーブルを有しており、これに基づき照射光の制御情報を設定する。この照射光は、反射光の強度が全波長成分において略均一となるように設定されたものであり、これにより反射型表示装置の反射特性や分光特性によらず色調が良好に再現される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型表示体の表示面に照明装置から光を照射する照明システムであって、
前記表示面から反射する反射光の強度又は強度の波長分布に関する反射光情報を取得する反射光情報取得手段と、
前記反射光情報取得手段により取得した反射光情報に応じて、前記表示面に照射する照明光の強度又は強度の波長分布を設定する照明光制御情報決定手段と、
を備えることを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記反射光情報取得手段は、
前記反射光情報として前記反射型表示体の識別情報を送信する送信手段と、前記送信手段により送信された前記識別情報を受信する受信手段と、を備えて構成され、
前記照明光制御情報決定手段は、
前記反射型表示体の識別情報と、当該反射型表示体の表示面に照射すべき前記照明光の強度又は強度の波長分布についての照明光情報と、の対応関係を記憶した対応関係記憶手段をさらに備え、
前記対応関係記憶手段に記憶している対応関係に基づいて、前記受信手段により取得した反射型表示体の識別情報に対応する照明光情報を選択し、当該表示面に照射する照明光の強度又は強度の波長分布を設定することを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
【請求項３】
前記反射光情報取得手段は、前記反射光の強度又は強度の波長分布を検出する反射光センサとして構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記反射光情報は、前記表示面の各領域から反射する反射光の強度又は強度の波長分布に関する情報であり、
前記照明光制御情報決定手段は、前記反射光情報に応じて、当該各領域に照射する照明光の強度又は強度の波長分布をそれぞれ設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の照明システム。
【請求項５】
反射型表示体の表示面に光を照射する照明装置であって、
前記表示面から反射する反射光の強度又は強度の波長分布に関する反射光情報を受信する反射光情報受信手段と、
前記反射光情報受信手段により受信した反射光情報に応じて、当該表示面に照射する照明光の強度又は強度の波長分布を設定する照明光制御情報決定手段と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
反射型表示体の表示面に光を照射する照明装置であって、
前記表示面から反射する反射光の強度又は強度の波長分布を検出する反射光センサと、
前記反射光センサの検出信号に応じて、当該表示面に照射する照明光の強度又は強度の波長分布を設定する照明光制御情報決定手段と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
自己の表示面で反射する反射光の強度又は強度の波長分布に関する反射光情報を外部に送信する送信手段を備えたことを特徴とする反射型表示体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示対象の色調の再現性を高めることができる照明システム、照明装置、及び、反射型表示体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、電子ペーパーと呼ばれる紙に近い表示特性を有する表示装置の実用化が進められている。その大きな特徴は、反射型表示を行うことである。反射型表示装置は、バックライトを有する透過型液晶表示装置や、ＥＬディスプレイなどの自発光型表示装置に比べ、外光を拡散的に反射する紙に近い表示方式であり、読みやすく目にやさしい表示が可能といわれている。
【０００３】
しかし、反射型表示方式は、外光を利用する表示方式ゆえに、表示画像の色表現は外光に依存する問題がある。
室内で反射型表示装置を使用する場合、外光（環境光）としては、日光の他、白熱灯や蛍光灯等、波長特性の異なる光が混在しており、外光の波長特性と強度は、その環境により千差万別といってよい。例えば、白熱電球による光は、長波長側の強度が高いため、他の光源を使用する場合に比べ、表示画像は赤みがかってしまう。
【０００４】
このような問題を解決するには、直接照明手段を反射型表示装置の近くに置いて、外光の波長分布を補正する手段が考えられる。例えば、表示面に近接してフロントライトを設ける方法がある（特許文献１など）。
【特許文献１】特開平１０−１４２６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようにフロントライトを設けると、表示画像にモアレが発生したり、表示画像が奥まって見えるなど、フロントライトが無い場合に比べ、反射型表示装置の表示品位が低下する課題がある。
【０００６】
また、反射型表示装置の外部の近傍に蛍光灯スタンドなどの直接照明手段を配置して反射型表示装置の表示面を照明する方法もある。しかし、照明手段の照明光の特性と表示体の分光反射特性や反射率特性の兼合いによっては、表示画像の色味が不自然になったり、反射が強すぎたりまたは弱すぎる場合がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、反射型表示体の反射特性に関わらず色調を良好に再現可能な照明システム、照明装置、及び、反射型表示体を提供するものである。
【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、本発明の一態様に係る照明システムは、反射型表示体の表示面に照明装置から光を照射する照明システムであって、前記表示面から反射する反射光の強度又は強度の波長分布に関する反射光情報を取得する反射光情報取得手段と、前記反射光情報取得手段により取得した反射光情報に応じて、前記表示面に照射する照明光の強度又は強度の波長分布を設定する照明光制御情報決定手段と、を備えることを特徴とする。
このように、反射型表示体の反射特性やその分光特性に応じて、照明光の強度やその波長分布を調整することで、反射型表示体の反射特性やその分光特性に関わらず、どのような反射型表示体においても同様な色調を再現でき、表示品位が向上する。
【０００８】
本発明の一態様に係る照明システムは、前記反射光情報取得手段は、前記反射光情報として前記反射型表示体の識別情報を送信する送信手段と、前記送信手段により送信された前記識別情報を受信する受信手段と、を備えて構成され、前記照明光制御情報決定手段は、前記反射型表示体の識別情報と、当該反射型表示体の表示面に照射すべき前記照明光の強度又は強度の波長分布についての照明光情報と、の対応関係を記憶した対応関係記憶手段をさらに備え、前記対応関係記憶手段に記憶している対応関係に基づいて、前記受信手段により取得した反射型表示体の識別情報に対応する照明光情報を選択し、当該表示面に照射する照明光を設定することを特徴とする。
【０００９】
このように、反射特性や分光特性は反射型表示体に固有のものであるので、反射型表示体の識別情報と関連付けることで、ユーザに意識させることなく、色調を良好に再現できる。
本発明の一態様に係る照明システムは、前記反射光情報取得手段は、前記反射光の強度又は強度の波長分布を検出する反射光センサとして構成されることを特徴とする。
【００１０】
このように反射光センサを用いれば、各種の反射型表示体に対応できるだけでなく、環境光の状態にも対応できる。
本発明の一態様に係る照明システムは、前記反射光情報は、前記表示面の各領域から反射する反射光の強度又は強度の波長分布に関する情報であり、前記照明光制御情報決定手段は、前記反射光情報に応じて、当該各領域に照射する照明光の強度又は強度の波長分布をそれぞれ設定することを特徴とする。
【００１１】
表示面の部分的な反射特性や分光特性の相違も検出して対応できるので、より一層色調の再現性を高めることができる。
本発明の一態様に係る照明装置は、反射型表示体の表示面に光を照射する照明装置であって、前記表示面から反射する反射光の強度又は強度の波長分布に関する反射光情報を受信する反射光情報受信手段と、前記反射光情報受信手段により受信した反射光情報に応じて、当該表示面に照射する照明光の強度又は強度の波長分布を設定する照明光制御情報決定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様に係る照明装置は、反射型表示体の表示面に光を照射する照明装置であって、前記表示面から反射する反射光の強度又は強度の波長分布を検出する反射光センサと、前記反射光センサの検出信号に応じて、当該表示面に照射する照明光の強度又は強度の波長分布を設定する照明光制御情報決定手段と、を備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る反射型表示体は、自己の表示面で反射する反射光の強度又は強度の波長分布に関する反射光情報を外部に送信する送信手段を備えたことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
図１は第１実施形態の照明システムの外観を示す図、図２は第１実施形態の照明システムの内部構成を示すブロック図、図３（ａ）は照明光源２１の構造例を示す外観図、図３（ｂ）は（ａ）に示す３色ＬＥＤユニット３の構造を示す図、図３（ｃ）は３色ＬＥＤユニット３の等価回路図、図４は照明システムの各装置の動作を説明するフローチャート、図５は反射型表示装置の反射率の波長分布を示すグラフ、図６は照明光制御テーブルを示す図である。
【００１４】
第１実施形態の照明システムは、反射型表示装置１と、反射型表示装置１の表示面１ａに照明光を照射する照明装置２と、を備えて構成される。
図１の反射型表示装置１は、コレステリック液晶方式の表示体１１が表示面１ａを外側に向けた状態で筺体１ｂの平面視中央部に組み込まれている。内部構成は、図２に示すように、表示体１１と、表示体駆動回路１２と、表示体駆動制御回路１３と、通信部１４と、表示体識別情報記憶部１５と、を備えたものとなっている。この反射型表示装置１が、本発明の反射型表示体に相当する。
【００１５】
表示体１１は、上記のようにコレステリック液晶方式であり、図示しないが、コレステリック液晶分子を挟持するようにして、透明電極、ガラス基板、光吸収層などが積層されてなる。この液晶分子は配向状態によって光の反射率が異なり、例えば、プレーナ配向では入射光を反射するため反射光の色が表示され、フォーカルコニック配向では入射光を略透過し、その透過光が光吸収層に吸収されるため黒表示となる。このため、バックライト等を用いなくても、反射率の違いにより、表示面１ａに目的の画像が表示される。また、配向状態は上記透明電極を介して電圧を印加することで制御することができるが、配向状態は安定しているため電圧を印加しない時にも表示状態を維持でき、一度書換えた表示内容は電力を消費することなく維持できる。表示体駆動回路１２は、各画素領域に所定の書き換え電圧を印加する回路であり、表示体駆動制御回路１３は、表示体駆動回路１２を制御する回路である。
【００１６】
通信部１４は、照明装置２と無線（例えば、赤外線）で通信する機能を備える。本実施形態では、表示体識別情報記憶部１５に記憶する表示体１１の識別情報を照明装置２に送信する。この通信部１４が本発明の送信手段に相当する。
照明装置２は、照明光源２１と、光源駆動回路２２と、照明光制御情報決定部２３と、上記反射型表示装置１側の通信部１４と無線で通信する通信部（本発明の受信手段に相当）２４と、を備えて構成される。
【００１７】
照明光源２１は、光源駆動回路２２からの指令値に応じた照明光を出力する。本実施形態では、図３に示すように、３色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ユニット３をアレイ状に配置して構成されている。この３色ＬＥＤユニット３は、高輝度の赤色ＬＥＤ３ｒ、緑色ＬＥＤ３ｇ及び青色ＬＥＤ３ｂを１つのパッケージに集積したものであり、３色のＬＥＤ３ｒ，３ｇ，３ｂはそれぞれカソード側が接地し、アノード側が光源駆動回路２２に接続している。この３色ＬＥＤユニット３が発光すると、それぞれのＬＥＤ３ｒ，３ｇ，３ｂが互いに近距離に配置されているため、３色が適度に混合して自然な２次色又は原色の照明光が出力される。
【００１８】
光源駆動回路２２は、照明光制御情報決定部２３からの赤色輝度値、緑色輝度値、及び、青色輝度値の出力に従って、当該輝度値を出力するように各３色ＬＥＤユニット３の各ＬＥＤ３ｒ，３ｇ，３ｂを駆動する。この駆動方式は特に限定されないが、例えば上記輝度の指令値に応じ、所定のデューティー比のパルスをＬＥＤに出力するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｉｏｎ）回路を用いて駆動する。
【００１９】
照明光制御情報決定部２３は、反射型表示装置１から通信部２４を介して識別情報を受信すると、当該識別情報に対応する反射型表示装置１に、照射すべき照明光の強度の波長分布情報を取得する。具体的には、照明光制御情報決定部２３は、ＲＯＭ等の記憶装置（図示せず）の予め記憶された図６に示すような照明光制御テーブルを参照して決定する。図６の照明光制御テーブルには、表示体１１の識別情報としての識別番号と、照明光の強度の波長分布情報としての各ＬＥＤ３ｒ，３ｇ，３ｂのゲインと、の対応関係が規定される。したがって、照明光制御情報決定部２３は、表示体１１に照射すべき照明光が規定される各ゲインを得られるように、各輝度値を設定して、光源駆動回路２２に出力する。この照明光制御情報決定部２３による処理は、例えば、マイクロプロセッサなどの演算回路によるプログラムの実行によって実現する。
【００２０】
次に、上記構成の照明システムの各装置の動作及び効果について説明する。
まず、反射型表示装置１が照明装置２へ表示体１１の識別情報を送信し、照明装置２がこれを受信する（ステップＳ００１）。次に、照明光制御情報決定部２３において、図６の照明光制御テーブルを参照し、表示体識別信号を基に照明光の制御情報を決定する（ステップＳ００２）。例えば、表示体識別番号が”０００１”である場合、図６より、Ｒ（赤色）強度を０．９、Ｇ（緑色）強度を０．７、Ｂ（青色）強度を１とする。ここで、“Ｂ強度を１”とは青色光源の照明光量を最大にすることを示し、赤色光源の照明光量をその０．９倍、緑色光源の照明光量を０．７倍にすることを示す。そして、これらの値に応じて各輝度値を設定し、光源駆動回路２２に出力し、光源駆動回路２２が当該各輝度値に応じたパルスを印加することで、目的の照明光が反射型表示装置１の表示面１ａに照射される。ここで、照明装置２を点灯させない場合には、識別番号”０００１”の反射型表示装置１は、図５に示すように波長が中間的な成分（緑色）の反射率が大きく、その両側の短い成分（青色）と長い成分（赤色）の反射率が落ち込み、緑色が強く表示される偏った反射特性である。しかし、照明装置２を点灯させれば、反射光の波長成分の偏りを均一にするように、すなわち強度の小さい成分は比較的強く、強度の大きい成分は比較的弱く、照明光が設定されるので、偏りが改善され、表示面１ａに自然な色調で画像が表示される。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態と略同様の構成であるが、反射光センサ２５が照明装置２に追加された点、また通信部１４，２４間で送受する情報が異なっている。以下、この点を中心に説明する。
図７は第２実施形態の照明システムの外観を示す図、図８は第２実施形態の照明システムの内部構成を示すブロック図、図９は照明システムの各装置の動作を説明するフローチャート、図１０は照明消灯時と照明点灯時における反射型表示装置の反射光強度の波長分布を示すグラフである。
【００２２】
反射光センサ２５は、図７に示すように反射型表示装置１の表示面１ａの対向位置に、照明装置２の反射板２６の長手方向に沿って設けられており、表示面１ａから反射する反射光を受け、反射光の強度の波長分布を検出する。具体的には、反射光を各波長成分に分光する分光フィルタと、分光した各波長成分のエネルギーを電気信号に変換する光電変換素子と、光電変換素子からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ等を備えて構成される。また、本実施形態では、反射光センサ２５は、表示面１ａの２以上の領域から反射する各反射光の強度の波長分布を検出可能である。また、反射型表示装置１側の通信部１４は、本実施形態では、照明装置２側の通信部２４からの指令を受信して、当該指令に基づき、表示体駆動制御回路１３に動作をさせることができる構成となっている。
【００２３】
次に、上記第２実施形態の照明システムの各装置の動作及び作用効果について、図９のフローチャートを用いて説明する。
まず、照明装置２が照明光を消灯し、環境光（外光）のみが表示体１１へ入射するようにする（ステップＳ１０１）。次に、照明装置２が反射型表示装置１に対して、全面白表示指令を送信する。これを受信した反射型表示装置１は一定時間、表示状態を全画面白状態にする。これは、照明装置２において、表示体１１からの反射光を測定するため、表示体１１の表示面１ａ全面を光反射状態にするためである（ステップＳ１０２）。次に、照明装置２に設けられた反射光センサ２５を用いて、表示体１１反射光の分光特性を測定する。照明は消灯しているので、環境光の反射光のみを測定される（ステップＳ１０３）。次に、照明光の制御情報を決定する（ステップＳ１０４）。このとき、図１０のように、照明後の表示体反射光の分光特性が平坦（白色光）に近づくように、照明光源２１のＲＧＢ各強度を決定する。また、上記のように第２実施形態の反射光センサ２５は、表示面１ａの２以上の領域について反射光強度の波長分布を検出できることから、各領域について分光特性が平坦になるように、照明光源２１のＲＧＢ各強度を決定する。そして、各領域に対応する３色ＬＥＤユニット３を駆動し、当該決定したＲＧＢ各強度で各領域に照明光を照射する（ステップＳ１０５）。
【００２４】
以上のように、反射型表示装置１の光反射特性が全波長領域で均一でない場合にも、当該光反射特性と環境光に応じて、照明光波長特性と照明光強度を変化させることで、反射型表示装置１の表示品位を高めることができる。また、表示面１ａの各領域に照射する照明光の波長特性や強度を調節することで、より色調の再現性を高めることができる。なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５を繰り返して、より照明後の表示体反射光の分光特性が平坦（白色光）に近づく様に、照明光源のＲＧＢ各強度を補正してもよい。
【００２５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば、反射型表示装置１における表示体１１はコレステリック液晶方式に限るものではなく、電気泳動方式の表示体などの場合にも本発明を適用できる。また、上記実施形態のように電子ペーパー状の反射型表示体に限られず、例えば、街頭広告のような比較的大型の反射型表示体を照明光を照射する場合にも適用可能である。また、例えば、反射型表示体は、情報を鉛筆などで記した紙などであってもよい。この場合、例えば、紙にＩＣタグなどを設け、これに紙の反射特性を特定可能な識別情報を記憶させれば、識別情報を本発明の照明装置に送信することができる。また、照明光源２１は、ＬＥＤに限るものではなく、色構成はＲＧＢ３色に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態の照明システムの外観を示す図である。
【図２】第１実施形態の照明システムの内部構成を示すブロック図でる。
【図３】照明光源を示す図である。
【図４】照明システムの各装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】反射型表示装置の反射率の波長分布を示すグラフである。
【図６】照明光制御テーブルを示す図である。
【図７】第２実施形態の照明システムの外観を示す図である。
【図８】第２実施形態の照明システムの内部構成を示すブロック図である。
【図９】照明システムの各装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】照明消灯時と照明点灯時における反射型表示装置の反射光強度の波長分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１     反射型表示装置、１ａ 表示面、１ｂ  筐体、１１    表示体、１２  表示体駆動回路、１３    表示体駆動制御回路、１４    通信部、１５  表示体識別情報記憶部、２       照明装置、２１       照明光源、２２       光源駆動回路、２３   照明光制御情報決定部、２４     通信部、２５  反射光センサ、２６   反射板、３    ３色ＬＥＤユニット、３ｂ       青色ＬＥＤ、３ｇ     緑色ＬＥＤ、３ｒ     赤色ＬＥＤ
【図１】
2007286234.tif 000003
【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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