CN110168629B - 质感显示装置、质感显示方法和记录介质 - Google Patents

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Abstract

质感显示装置(100)具有：显示部(104)，其在1个像素内具备具有第1扩散角的配光的会聚型元件和具有比第1扩散角大的第2扩散角的配光的扩散型元件；像素信号生成部(102)，其根据显示部(104)中显示的对象的影像数据和质感数据生成像素信号；以及控制部(103)，其根据像素信号对会聚型元件和扩散型元件的发光强度进行控制。

Description

质感显示装置、质感显示方法和记录介质
技术领域
本发明涉及显示显示对象的质感的质感显示装置、质感显示方法和记录介质。
背景技术
近年来，作为影像显示装置，代替CRT(Cathode Ray Tube：阴极射线管)显示器而使用液晶显示器、LED(Light Emitting Diode：发光二极管)显示器和有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)显示器等。
在现有的显示器中，已进行使各像素的发光特性尽可能均匀的光学设计，显示只要在视野角的范围内则从任何角度观看都同样看到的影像(包含动态图像和静态图像)。但是，在现实世界中，根据针对对象(被观察的物体)的观察角度，在对象表面反射后的光的强度不同。因此，根据针对对象的观察角度，对象的外观变化。
在现有的显示器中，无法进行控制以使从显示器表面出射的光的强度根据针对显示器的观察角度而变化，因此，很难如现实世界那样表现显示器中显示的对象的质感(材质感)。例如，在使显示器显示金属或塑料的情况下，在现有的显示器中很难再现其质感。根据这种问题意识，提出了使从显示装置发出的光具有指向性而对观察者(视听者)带来如观看着实际物体那样的印象的显示装置。
在专利文献1中公开了一种质感影像显示装置，其特征在于，具备具有多个光线控制元件的光线控制元件阵列，面板显示器件的多个像素中的1个像素对应于1个光线控制元件，改变与多个像素相同数量的光学元件的朝向，使来自光学元件的光朝向预定的多个出射方向。
此外，在专利文献2中公开了一种显示装置，该显示装置具有影像显示部、指向性控制元件、按照每个指向性控制元件确定光的指向性的指向性规定部、根据输入的影像信号检测亮度较高的分割区域的指向性检测部、以及根据指向性检测部的检测结果对与检测到的分割区域对应的指向性控制元件施加电压信号的指向性控制部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-003166号公报(例如段落0008～0010)
专利文献2：日本特开2009-075461号公报(例如段落0080～0082)
发明内容
发明要解决的课题
但是，根据专利文献1的装置，面板显示器件的多个像素中的1个像素对应于1个光线控制元件，改变与多个像素相同数量的光学元件的朝向，使来自光学元件的光朝向预定的多个出射方向，因此，存在显示装置的分辨率降低这样的课题，以及由于将各像素的亮度分配给各方向而在从各方向观看的情况下显示装置整体的亮度降低这样的课题。
此外，在专利文献2的装置中，使用根据电压信号来规定指向性的指向性控制元件，指向性控制元件使用液晶透镜实现，因此，存在成本升高这样的课题。
本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供能够低成本地制造且能够提高要显示的影像的质感和现场感而不会降低分辨率和亮度的质感显示装置、质感显示方法和记录介质。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的质感显示装置具有：显示部，其具有多个像素，所述多个像素分别具备发出具有第1扩散角的配光的光的会聚型元件和发出具有比所述第1扩散角大的第2扩散角的配光的光的扩散型元件；像素信号生成部，其根据所述显示部中显示的对象的影像数据和包含所述对象的反射特性信息的质感数据，生成包含所述会聚型元件和所述扩散型元件的发光强度信息的像素信号；以及控制部，其根据所述像素信号对所述会聚型元件和所述扩散型元件的发光强度进行控制。
本发明的另一个方式的质感显示方法具有以下步骤：像素信号生成步骤，根据显示部中显示的对象的影像数据和包含所述对象的反射特性信息的质感数据，生成包含会聚型元件和扩散型元件的发光强度信息的像素信号，该显示部具有多个像素，所述多个像素分别具备发出具有第1扩散角的配光的光的所述会聚型元件和发出具有比所述第1扩散角大的第2扩散角的配光的光的所述扩散型元件；以及控制步骤，根据所述像素信号对所述会聚型元件和所述扩散型元件的发光强度进行控制。
发明效果
根据本发明，能够低成本地制造，能够提高要显示的影像的质感和现场感而不会降低分辨率和亮度。
附图说明
图1是概略地示出本发明的实施方式1的质感显示装置的结构的框图。
图2的(a)和(b)是用于说明在实施方式1中显示于显示部的影像的质感的图。
图3的(a)是示出在实施方式1中利用炮弹型LED构成显示部的情况下的发光元件的配光特性的图，(b)是示出在实施方式1中利用炮弹型LED构成显示部的情况下的1个像素的结构的一例的图。
图4的(a)示出在实施方式1中利用表面安装型LED构成显示部的情况下的发光元件的配光特性的图，(b)是示出在实施方式1中利用表面安装型LED构成显示部的情况下的1个像素的结构的一例的图。
图5的(a)～(d)是示出在实施方式1中配光特性不同的2种发光元件的发光分配的控制的一例的图。
图6的(a)和(b)是示出在实施方式1中现实世界中的反射光的形状的概略的图。
图7的(a)～(c)是示出在实施方式1中具有指向性的反射光的合成方法的一例的图。
图8的(a)～(c)是示出在实施方式1中具有指向性的反射光的合成方法的另一例的图。
图9的(a)和(b)是示出实施方式1中的基于反射光的指向性方向的发光元件的控制的一例的图。
图10是示出实施方式1中的像素信号生成部生成像素信号的动作的流程图。
图11是示出本发明的实施方式2的质感显示装置的概略结构的框图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式的质感显示装置进行说明。另外，以下说明的质感显示装置的发明还能够理解为质感显示方法或质感显示程序的发明。在以下的说明中，镜面反射是指光的入射角和反射角为相同角度的反射。扩散反射是指入射光从反射面向各种方向反射。此外，配光特性是指光源(反射光)的光度相对于角度的变化或分布。扩散角是指从光源射出的光线扩散的角度。
《1》实施方式1
《1-1》实施方式1的结构
图1是概略地示出本发明的实施方式1的质感显示装置100的结构的框图。如图1所示，实施方式1的质感显示装置100具有像素信号生成部102、控制部103、显示部104。此外，质感显示装置100也可以具有信号接收部101和元件排列存储部106。
如图1所示，信号接收部101接收显示对象的质感影像数据D1。质感影像数据D1包含显示对象的影像数据D2和包含显示对象的反射特性信息的质感数据D3。质感影像数据D1例如是表示镜面反射的强度的图像、表示示出扩散反射的物体颜色的图像、表示表面的形状和高度的形状数据以及表示法线的法线图像中的1个以上的数据的组合。
此外，质感影像数据D1还可以包含对象的形状数据和基于表示反射光的方向及其强弱的函数即双向反射率分布函数(BRDF：Bidirectional Reflectance DistributionFunction)或双向散射面反射率分布函数(BSSRDF：Bidirectional Scattering SurfaceReflectance Distribution Function)的数值数据。
信号接收部101读入接收到的质感影像数据D1，向像素信号生成部102发送影像的每帧的图像(帧数据)。信号接收部101可以将接收到的质感影像数据D1存储到内置的存储器中，然后向像素信号生成部102发送帧数据，或者，也可以不经由存储器而向像素信号生成部102发送质感影像数据D1。
像素信号生成部102根据从信号接收部101接收到的包含反射特性信息的质感影像数据D1，生成对各像素进行控制的信号(像素信号)。像素信号例如包含显示对象的像素值和各像素中显示的RGB值。在由像素信号生成部102进行的像素值的设定中，优选观察要显示的影像内的最高亮度和最低亮度与质感显示装置100能够显示的最高亮度和最低亮度的平衡，以数据没有偏差的方式决定分配。
像素信号生成部102在从信号接收部101接收到的质感影像数据D1是表示镜面反射的强度的图像、表示示出扩散反射的物体颜色的图像、表示形状的表面的法线的法线图像、表示表面的形状和高度的形状数据或光源环境参数的情况下，根据质感影像数据D1(影像数据D2和质感数据D3)进行各帧的图形图像的渲染，决定各像素中显示的RGB值。
如图1所示，像素信号生成部102具有配光设定部105。配光设定部105根据光源环境参数、镜面反射光的强度和方向，决定显示部104的配光特性不同的元件的发光强度(或发光比例)。由配光设定部105决定的元件的发光强度包含在像素信号中。像素信号生成部102对控制部103发送已生成的像素信号。
控制部103具有根据从像素信号生成部102接收到的像素信号使显示部104的发光元件发光并驱动质感显示装置100的功能。如图1所示，控制部103具有影像显示控制部107和亮度控制部108。影像显示控制部107具有对显示部104中显示的影像进行控制的功能。亮度控制部108具有对显示部104中的亮度进行控制的功能。
显示部104具有呈矩阵状配置的多个像素。各像素是组合配光特性不同的2种以上的元件(会聚型元件和扩散型元件)而构成的，2种以上的元件有规则地配置。元件排列存储部106具有存储显示部104中配置的元件的排列的功能。在像素信号生成部102生成像素信号时参照元件排列存储部106存储的元件的排列。
图2的(a)和(b)是用于说明在实施方式1中显示于显示部104的影像的质感的图。这里，图2的(a)和(b)示出实施方式1的质感显示装置100的显示部104中显示的影像的例子。在图2的(a)和(b)中，在显示部104显示影像，此外，示出从3个方向(右侧、中央、左侧)观看显示部104的情况下的该影像的外观。
图2的(a)的显示部104中显示的影像包含表面没有光泽的球，图2的(b)的显示部104中显示的影像包含表面具有光泽(亮点)的球。在现实世界中，光的反射方式根据物体的特性、表面的形状和光源的特性而不同。例如，纸具有全方位的反射特性(扩散反射特性)，但是，金属具备具有指向性的反射特性(镜面反射特性)。
图2的(a)所示的表面没有光泽的球是具有全方位的反射特性(以下称作扩散反射特性)的物体的例子，图2的(b)所示的表面具有光泽的球是具备具有指向性的反射特性(以下称作镜面反射特性)的物体的例子。
如图2的(a)所示，在显示部104中显示的影像包含表面没有光泽的球的情况下，在从画面的左侧观看的情况下、从画面的中心(正前方)观看的情况下和从画面的右侧观看的情况下，影像的外观不怎么变化。这样，表面没有光泽的球具有扩散反射特性，因此，从任何角度观看，外观都不怎么变化。
另一方面，如图2的(b)所示，在显示部104中显示的影像包含表面具有光泽(亮点)的球的情况下，在从画面的左侧观看的情况下，在右侧看到亮点，在从画面的中心观看的情况下，在中央看到亮点，在从画面的右侧观看的情况下，在左侧看到亮点。这样，表面具有光泽的球具有镜面反射特性，因此，亮点的位置根据观看角度而变化。在现实世界中，根据这样观看影像的角度，影像的外观(质感)有时不同。
另外，显示部104中显示的影像不限于如图2的(a)和(b)那样一样的纹理图像，也可以是在相同影像内具有多个纹理和对象的一般影像，此外，不限于计算机图形，也可以是自然画。
图3的(a)是示出在实施方式1中利用炮弹型LED构成显示部104的情况下的发光元件的配光特性的图，图3的(b)是示出在实施方式1中利用炮弹型LED构成显示部104的情况下的1个像素的结构的一例的图。图3的(a)和(b)是示出使用能够用1个元件发出RGB(红、绿、蓝)中的任意一个颜色的发光元件(1in1型)20、21的情况的图。
如图3的(a)和(b)所示，在利用炮弹型LED构成显示部104的情况下，组合在呈现RGB中的任意一个颜色的元件中具有分别不同的配光特性的发光元件而构成1个像素(像素30)。
在图3的(a)中，发光元件20是具有会聚型的配光特性的会聚型元件。会聚型是指发光元件的配光的扩散角较窄的类型。在图3的(a)中，发光元件20具有配光特性20a。如图3的(a)所示，发光元件20的配光特性20a的扩散角(第1扩散角)20b较窄，当稍微偏离光轴的中心时，无法观测发光元件20的光。因此，具有会聚型的配光特性的发光元件20用作用于表现具有指向性的反射特性(镜面反射特性)的元件。
在图3的(a)中，发光元件21是具有扩散型的配光特性的扩散型元件。扩散型是指发光元件的配光的扩散角较宽的类型。在图3的(a)中，发光元件21具有配光特性21a。如图3的(a)所示，发光元件21的配光特性21a的扩散角(第2扩散角)21b比发光元件20的配光特性20a的扩散角20b宽，即使大幅偏离光轴的中心，也能够观测发光元件21的光。因此，具有扩散型的配光特性的发光元件21用作用于表现全方位的反射特性(扩散反射特性)的元件。
如图3的(b)所示，在利用炮弹型LED构成显示部104的情况下，例如，分别各使用4个R(Red)、B(Blue)、G(Green)的发光元件。在R的发光元件中，分别各使用2个会聚型的发光元件和扩散型的发光元件。在B的发光元件中，分别各使用2个会聚型的发光元件和扩散型的发光元件。在G的发光元件中，分别各使用2个会聚型的发光元件和扩散型的发光元件。在图3的(b)中，会聚型的发光元件通过阴影表示，扩散型的发光元件通过空心表示。
在图3的(b)中，B的发光元件31、G的发光元件33、R的发光元件35是会聚型的发光元件，B的发光元件32、G的发光元件34、R的发光元件36是扩散型的发光元件。另外，图3的(b)示出发光元件的排列方式的一例，发光元件的数量、排列方式和形状不限于图3的(b)所示的例子。
此外，发光元件不仅可以以光轴相对于显示部104的显示面呈直角角度的方式安装，还可以以使光轴相对于显示面倾斜的方式安装。通过以使光轴相对于显示部104的显示面倾斜的方式安装发光元件，能够更加多样地表现发光元件的配光特性。
图4的(a)是示出在实施方式1中利用表面安装型LED构成显示部104的情况下的发光元件24、25的配光特性的图，图4的(b)是示出在实施方式1中利用表面安装型LED构成显示部104的情况下的1个像素(像素40)的结构的一例的图。图4的(a)和(b)是示出使用能够用1个元件发出RGB这3个颜色的发光元件(3in1型)24、25的情况的图。
如图4的(a)和(b)所示，发光元件24是具有会聚型的配光特性的会聚型元件，发光元件25是具有扩散型的配光特性的扩散型元件。如图4的(a)和(b)所示，发光元件24具有扩散角24b较窄的配光特性24a，发光元件25具有扩散角25b较宽的配光特性25a。
如图4的(a)和(b)所示，在利用表面安装型LED构成显示部104的情况下，也组合具有扩散角24b较窄的配光特性24a的发光元件24和具有扩散角25b较宽的配光特性25a的发光元件25而构成1个像素(像素40)。
如图4的(a)所示，发光元件24的配光特性24a的扩散角(视野角)24b较窄，当稍微偏离光轴的中心时，无法观测发光元件24的光。因此，具有会聚型的配光特性的发光元件24用作用于表现具有指向性的反射特性(镜面反射特性)的发光元件。
此外，如图4的(a)所示，发光元件25的配光特性25a的扩散角25b较宽，因此，即使大幅偏离光轴的中心，也能够观测发光元件25的光。因此，具有扩散型的配光特性的发光元件25用作用于表现全方位的反射特性(扩散反射特性)的发光元件。
如图4的(b)所示，显示部104的1个像素使用配光特性不同的2种发光元件而构成。如图4的(b)所示，在显示部104的1个像素中配置有会聚型的发光元件24和扩散型的发光元件25。另外，图4的(b)所示的发光元件的数量、排列方式和形状是一例，发光元件的数量、排列方式和形状不限于图4的(b)所示的例子。
图5的(a)～(d)是示出在实施方式1中配光特性不同的2种发光元件24、25的发光分配的控制的一例的图。图5的(a)～(d)示出使发光元件24、25发光的比例(发光分配)变化而使反射光的指向性变化的情况。图5的(a)示出反射光的扩散性为最大的控制(扩散MAX)，图5的(d)示出反射光的指向性为最大的控制(指向性MAX)。
另外，由控制部103进行发光元件24、25的发光分配的控制。此外，在图5的(a)～(d)中，发光元件24是图4的(a)和(b)所示的会聚型的发光元件，发光元件25是图4的(a)和(b)所示的扩散型的发光元件。
图5的(a)是示出显示具有扩散反射特性的反射光的情况下的发光分配例的图。如图5的(a)所示，在显示具有扩散反射特性的反射光的情况下，仅使扩散型的发光元件25发光，不使会聚型的发光元件24发光。因此，关于发光分配，会聚型的发光元件24为0％，扩散型的发光元件25为100％。
图5的(b)是示出在混合显示扩散反射特性和镜面反射特性双方的情况下显示接近扩散反射特性的反射光的情况下的发光分配例的图。如图5的(b)所示，在混合显示扩散反射特性和镜面反射特性的情况下，使扩散型的发光元件25和会聚型的发光元件24双方发光。此外，为了成为接近扩散反射特性的发光分配，例如，使会聚型的发光元件24以40％的发光分配发光，使扩散型的发光元件25以60％的发光分配发光。
图5的(c)是示出在混合显示扩散反射特性和镜面反射特性双方的情况下显示接近镜面反射特性的反射光的情况下的发光分配例的图。如图5的(c)所示，在混合显示扩散反射特性和镜面反射特性的情况下，为了成为接近镜面反射特性的发光分配，例如，使会聚型的发光元件24以70％的发光分配发光，使扩散型的发光元件25以30％的发光分配发光。
图5的(d)是示出显示具有镜面反射特性的反射光的情况下的发光分配例的图。如图5的(d)所示，在显示具有镜面反射特性的反射光的情况下，仅使会聚型的发光元件24发光。因此，关于发光分配，会聚型的发光元件24为100％，扩散型的发光元件25为0％。
另外，如图5的(b)或(c)所示，在混合显示镜面反射特性和扩散反射特性的情况下，指向性的强弱由会聚型的发光元件的发光强度表示，关于色调，设从正面观看显示部104时为正来进行调整。在从斜向观看显示部时，在由于设置有种类不同的发光元件而产生影像的着色的情况下，也可以通过改变相同像素内的会聚型和扩散型的发光元件的色调来进行校正。
图6的(a)和(b)是示出在实施方式1中现实世界中的反射光的形状的概略的图。图6的(a)是示出物体表面具有扩散反射特性的情况下的扩散反射光的形状的概略的图，图6的(b)是示出物体表面具有镜面反射特性的情况下的镜面反射光的形状的概略的图。在图6的(a)和(b)中，示出入射光在物体表面的反射点O反射的状况。此外，图6的(a)和(b)中的Q1、Q2表示反射角。
如图6的(a)所示，在物体表面具有扩散反射特性，反射光是扩散反射光的情况下，在反射点O反射的光以反射点O为中心均等地反射。在图6的(a)中，在反射角Q1反射的光的反射强度RQ1由连结点Q1和反射点O的直线的长度表示。此外，在反射角Q2反射的光的反射强度RQ2由连结点Q2和反射点O的直线的长度表示。如图6的(a)所示，反射角Q1的反射强度RQ1比反射角Q2的反射强度RQ2大。
像素信号生成部102在根据质感影像数据D1中包含的反射特性信息判断为物体表面具有图6的(a)这样的扩散反射特性的情况下，生成仅使扩散型的发光元件发光的像素信号。
如图6(b)所示，在物体表面具有镜面反射特性，反射光是镜面反射光的情况下，在反射点O反射的光成为具有指向性的反射光。图6的(b)中的反射角P1表示指向性较弱的角度，图6的(b)中的反射角P2表示指向性最强的角度。此外，图6的(b)中的反射角P1是与图6的(a)中的反射角Q1相同的角度，图6的(b)中的反射角P2是与图6的(a)中的反射角Q2相同的角度。
在镜面反射光中，在指向性较强的角度以外的角度中，与扩散反射光相比光衰减。因此，图6的(b)的反射角P1的反射强度RP1比图6的(a)的反射角Q1的反射强度RQ1小。在反射强度RP1与反射强度RQ1之间，
反射强度RP1＝反射强度RQ1×OP1/OQ1
的关系成立。这里，OP1是图6的(b)中的点O到点P1的长度所示的反射光强度，OQ1是图6的(b)中的点O到点Q1的长度所示的反射光强度。因此，当设扩散反射光的反射强度RQ1为1(第1阈值)时，反射强度RP1成为1以下的值。
在镜面反射光中，在指向性较强的角度中，与扩散反射光相比反射强度增加。因此，图6的(b)的反射角P2的反射强度RP2比图6的(a)的反射角Q2的反射强度RQ2大。在反射强度RP2与反射强度RQ2之间，
反射强度RP2＝反射强度RQ2×OP2/OQ2
的关系成立。这里，OP2是图6的(b)中的点O到点P2的长度所示的反射光强度，OQ2是图6的(b)中的点O到点Q2的长度所示的反射光强度。因此，当设扩散反射光的反射强度RQ2为1时，反射强度RP2成为比1大的值。
图7的(a)～(c)是示出在实施方式1中具有指向性的反射光的合成方法的一例的图。在图7的(a)～(c)中示出使用扩散型的发光元件和会聚型的发光元件对具有指向性的实际的反射光进行合成的方法。
图7的(a)是示出具有指向性的实际的反射光的形状的概略的图，图7的(b)是示出扩散型的发光元件的配光特性的图，图7的(c)是示出会聚型的发光元件的配光特性的图。在图7的(b)和(c)中示出对图7的(a)所示的实际的反射光进行分解后的状况。
如图7的(a)所示，具有指向性的实际的反射光在指向性最强的角度P2具有最大的反射强度RP2，在指向性最强的角度以外的角度(例如角度P1)具有反射强度RP1。图7的(a)中的角度Q1、P1、P2与图6的(b)中的角度Q1、P1、P2相同。
具有指向性的实际的反射光能够如图7的(b)和(c)所示被分解，使用扩散型的发光元件和会聚型的发光元件进行合成。该情况下，像素信号生成部102生成表示扩散型的发光元件和会聚型的发光元件的发光强度的像素信号，控制部103根据像素信号对显示部104的发光元件进行控制。通过这样进行控制，能够表现具有指向性的实际的反射光。
另外，在图7的(c)中，会聚型的发光元件以其光轴相对于物体表面倾斜的方式进行设置。因此，在通过图7所示的方法对具有指向性的反射光进行合成的情况下，以会聚型的发光元件的光轴相对于显示部104的显示面倾斜的方式将会聚型的发光元件设置在显示部104中。
图8的(a)～(c)是示出在实施方式1中具有指向性的反射光的合成方法的另一例的图。在图7的(a)～(c)中，假设会聚型的发光元件的光轴相对于显示部104(物体表面)倾斜设置的情况。与此相对，在图8的(a)～(c)中，与图7的(a)～(c)不同，以会聚型的发光元件的光轴相对于物体表面垂直的方式进行设定。此外，在图8的(c)中，会聚型的发光元件的光轴配置在反射点O的右侧。
该情况下，通过调整会聚型的发光元件的反射强度RP2，也能够使用会聚型的发光元件和扩散型的发光元件对实际的反射光进行合成。因此，在通过图8的(a)～(c)所示的方法对具有指向性的反射光进行合成的情况下，以会聚型的发光元件的光轴相对于显示部104的显示面呈垂直角度的方式将会聚型的发光元件设置在显示部104中。
图9的(a)和(b)是示出实施方式1中的基于反射光的指向性方向的发光元件的控制的一例的图。图9的(a)是示出XYZ坐标系下的反射光的方向向量的图，图9的(b)是示出XYZ坐标系的XY平面中的发光元件的不同类型的配置位置的图。图9的(a)和(b)示出假设各组合2个能够用1个元件表现RGB的发光元件来构成1个像素的情况(图4的情况)的情况。此外，设图9的(a)和(b)的XY平面是显示部104的显示面。
如图9的(a)和(b)所示，在XYZ坐标系的XY平面上配置有会聚型的发光元件241、242和扩散型的发光元件251、252。如图9的(a)所示，会聚型的发光元件241配置在XY平面中的(-x、-y)的位置，会聚型的发光元件242配置在XY平面中的(+x、+y)的位置，扩散型的发光元件251配置在XY平面中的(-x、+y)的位置，扩散型的发光元件252配置在XY平面中的(+x、-y)的位置。
此外，图9的(a)和(b)中的XY平面以X＝-Y的边界线为界划分为区域A和区域B。在图9的(a)和(b)中，区域A由空心表示，区域B由阴影表示。如图9的(a)和(b)所示，会聚型的发光元件242位于区域A内，会聚型的发光元件241位于区域B内。
在图9的(a)中，利用向量(X、Y、Z)＝(x、y、z)表示在特定像素中计算出的反射强度是比扩散反射光的反射强度大的值的情况下的该像素中的反射光的指向性方向。如图9的(a)所示，表示反射光的指向性方向(第1方向)的(x、y)的值位于XY平面中的区域A的范围内。
该情况下，进行使在XY平面中配置于区域A内的会聚型的发光元件242(第1会聚型元件)和扩散型的发光元件251、252发光的控制。而且，不使配置于区域B内的会聚型的发光元件241(第2会聚型元件)发光。由此，能够表现位于区域A的范围内的反射光的指向性方向。
与此相对，在表示反射光的指向性方向的(x、y)的值位于XY平面中的区域B的范围内的情况下，进行使位于区域B内的会聚型的发光元件241和扩散型的发光元件251、252发光的控制。而且，不使配置在区域A内的会聚型的发光元件242发光。由此，能够表现位于区域B的范围内的反射光的指向性方向。
在反射光的指向性方向(x、y)位于X＝-Y的边界线上的情况下，可以使会聚型的发光元件241、242双方发光。该情况下，优选在各发光元件中调整发光强度。
如上所述结合反射光的指向性方向来选择使之发光的会聚型的发光元件，能够表现显示对象的反射光的指向性方向，能够使要显示的像素的反射方向变化。
图10是示出实施方式1中的像素信号生成部102生成像素信号的动作的流程图。在图10中，假设用于对与图9的(a)和(b)所示的像素构造相同的像素构造进行处理的情况。因此，在显示部104的1个像素中配置有2个会聚型的发光元件241、242和2个扩散型的发光元件251、252。
首先，在步骤S1中，根据输入的质感影像数据D1计算各像素的反射光的方向和反射强度。接着，处理进入步骤S2，在设扩散反射光的反射强度为1时，判断在步骤S1中计算求出的反射强度的最大值是否是比1大的值。
如果反射强度的最大值是1以下的值(步骤S2：否)，则判断为反射光是扩散反射光而进入步骤S3的处理，使扩散型的发光元件251、252发光，不使会聚型的发光元件241、242发光。
在步骤S2中判断的反射强度是比1大的值的情况下(步骤S2：是)，处理进入步骤S4，在步骤S4中判断反射光的指向性方向。
在表示反射光的指向性方向的向量(X、Y、Z)＝(x、y、z)的(x、y)位于图9的(a)和(b)的区域A的范围内的情况下，处理进入步骤S5，在步骤S5中，使扩散型的发光元件251、252和会聚型的发光元件242发光。
在表示反射光的指向性方向的向量(X、Y、Z)＝(x、y、z)的(x、y)位于图9的(a)和(b)的区域B的范围内的情况下，处理进入步骤S6，在步骤S6中，使扩散型的发光元件251、252和会聚型的发光元件241发光。
在表示反射光的指向性方向的向量(X、Y、Z)＝(x、y、z)的(x、y)位于图9的(a)和(b)的区域A与区域B的边界线上的情况下，处理进入步骤S7，在步骤S7中，使扩散型的发光元件251、252和会聚型的发光元件241、242发光。
如上所述，控制部103根据由像素信号生成部102生成的像素信号(像素信号中包含的每个像素的RGB值和发光比例等)，选择配置于显示部104的配光特性不同的多个发光元件并使其发光。通过直接驱动发光元件，能够进行响应速度较快的控制。因此，不仅能够应对静态图像，还能够应对动态图像，能够高速且高精细地控制配光。
《1-2》实施方式1的效果
如上所述，根据实施方式1的质感显示装置100，结合显示对象的反射特性来调整配光特性不同的发光元件的发光强度，由此对各像素的颜色和光的扩散进行控制。由此，能够根据观看质感显示装置100的角度而使质感显示装置100中显示的对象的外观变化，能够提高要显示的影像的质感和现场感。
根据实施方式1的质感显示装置100，在1个像素内组合使用配光特性不同的发光元件。由此，不需要使用透镜等追加部件，因此，与现有技术相比，能够降低追加成本。
根据实施方式1的质感显示装置100，以1个像素为单位直接驱动发光元件。由此，不仅能够应对静态图像，还能够应对动态图像，能够高速且高精细地控制配光。
根据实施方式1的质感显示装置100，发光元件不仅能够以光轴相对于显示部104的显示面垂直的方式进行安装，还能够以光轴相对于显示部104的显示面倾斜的方式进行安装。由此，能够更加多样地表现对象的反射特性，能够提高要显示的影像的质感和现场感。
根据实施方式1的质感显示装置100，像素信号生成部102根据接收到的包含反射特性信息的质感影像数据D1，生成对各像素进行控制的信号。由此，能够输入各种反射特性进行表现。
根据实施方式1的质感显示装置100，关于实际的反射光，能够使用扩散型的发光元件和会聚型的发光元件如图7的(a)～(c)或图8的(a)～(c)那样进行合成。通过进行这种控制，能够表现具有指向性的实际的镜面反射光或实际的扩散反射光。
《2》实施方式2
图11是示出本发明的实施方式2的质感显示装置200的概略结构的框图。如图11所示，实施方式2的质感显示装置200与实施方式1的质感显示装置100的不同之处在于具有指向性检测部201。上述以外的结构与实施方式1的质感显示装置100相同，因此省略说明。
在实施方式2中，信号接收部101接收的输入数据仅是显示对象的影像数据D2，不包含显示对象的质感数据D3。信号接收部101读入接收到的影像数据D2，向指向性检测部201发送各帧的影像信号。
指向性检测部201检测在接收到的影像数据D2中反射光的指向性较强的区域，生成质感数据D3。由指向性检测部201生成的质感数据D3与影像数据D2一起发送到像素信号生成部102。像素信号生成部102根据接收到的质感数据D3和影像数据D2，生成使得扩散型或会聚型的发光元件发光的像素信号。
根据实施方式2的质感显示装置200，检测在接收到的影像数据D2中反射光的指向性较强的区域，生成质感数据D3。因此，在未接收质感数据D3作为输入数据的情况下，也能够显示显示对象的质感。
《3》变形例
本发明能够应用于能够用1个像素显示RGB的显示器即液晶显示器、有机EL显示器、LED显示器等显示器。此外，还能够应用于由用1个像素示出R、G、B等单色的发光元件构成的LED显示器。
能够应用本发明的显示装置的形状不限于平面显示器。本发明还能够应用于曲面或球体等异形显示器。
标号说明
20：1in1型的会聚型的发光元件；21：1in1型的扩散型的发光元件；20a：1in1型的会聚型的发光元件的配光特性；21a：1in1型的扩散型的发光元件的配光特性；24：3in1型的会聚型的发光元件；25：3in1型的扩散型的发光元件；24a：3in1型的会聚型的发光元件的配光特性；25a：3in1型的扩散型的发光元件的配光特性；30：由1in1型的发光元件构成的1个像素；31：1in1型的会聚型的发光元件(B)；32：1in1型的扩散型的发光元件(B)；33：1in1型的会聚型的发光元件(G)；34：1in1型的扩散型的发光元件(G)；35：1in1型的会聚型的发光元件(R)；36：1in1型的扩散型的发光元件(R)；40：由3in1型的发光元件构成的1个像素；100：质感显示装置；101：信号接收部；102：像素信号生成部；103：控制部；104：显示部；105：配光设定部；106：元件排列存储部；107：影像显示控制部；108：亮度控制部；200：质感显示装置；201：指向性检测部；D1：质感影像数据；D2：影像数据；D3：质感数据。

Claims (6)

1.一种质感显示装置，该质感显示装置具有：
显示部，其具有多个像素，所述多个像素分别具备发出具有第1扩散角的配光的光的会聚型元件和发出具有比所述第1扩散角大的第2扩散角的配光的光的扩散型元件；
像素信号生成部，其根据所述显示部中显示的对象的影像数据和包含所述对象的反射特性信息的质感数据，生成包含所述会聚型元件和所述扩散型元件的发光强度信息的像素信号；以及
控制部，其根据所述像素信号对所述会聚型元件和所述扩散型元件的发光强度进行控制，
其中，所述质感数据包含表示所述对象的反射光的多个方向的信息和表示多个反射强度的信息，该多个反射强度分别表示所述对象在所述多个方向上的反射光的强度，
所述控制部在所述多个反射强度的最大值为第1阈值以下的值时，进行使所述扩散型元件发光且不使所述会聚型元件发光的控制，在所述最大值为比所述第1阈值大的值时，进行使所述会聚型元件和所述扩散型元件发光的控制。
2.根据权利要求1所述的质感显示装置，其中，
所述多个像素分别具有作为所述会聚型元件的第1会聚型元件和第2会聚型元件，
所述控制部在所述最大值为比所述第1阈值大的值时，进行选择所述第1会聚型元件和所述第2会聚型元件中的任意一方并使其发光的控制。
3.根据权利要求2所述的质感显示装置，其中，
所述第1会聚型元件在所述多个像素中的1个像素内配置在所述反射强度为最大的第1方向侧，所述第2会聚型元件在所述像素内配置在所述第1方向的相反侧，
所述控制部在所述最大值为比所述第1阈值大的值时，进行使所述第1会聚型元件发光且不使所述第2会聚型元件发光的控制。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的质感显示装置，其中，
所述质感显示装置还具有指向性检测部，该指向性检测部检测所述对象的所述影像数据中的反射光的指向性较强的区域，根据检测到的所述区域生成所述质感数据。
5.一种质感显示方法，该质感显示方法具有以下步骤：
像素信号生成步骤，根据显示部中显示的对象的影像数据和包含所述对象的反射特性信息的质感数据，生成包含会聚型元件和扩散型元件的发光强度信息的像素信号，该显示部具有多个像素，所述多个像素分别具备发出具有第1扩散角的配光的光的所述会聚型元件和发出具有比所述第1扩散角大的第2扩散角的配光的光的所述扩散型元件；以及
控制步骤，根据所述像素信号对所述会聚型元件和所述扩散型元件的发光强度进行控制，
其中，所述质感数据包含表示所述对象的反射光的多个方向的信息和表示多个反射强度的信息，该多个反射强度分别表示所述对象在所述多个方向上的反射光的强度，
在所述控制步骤中，在所述多个反射强度的最大值为第1阈值以下的值时，进行使所述扩散型元件发光且不使所述会聚型元件发光的控制，在所述最大值为比所述第1阈值大的值时，进行使所述会聚型元件和所述扩散型元件发光的控制。
6.一种记录有质感显示程序的记录介质，该质感显示程序使计算机执行以下步骤：
像素信号生成步骤，根据显示部中显示的对象的影像数据和包含所述对象的反射特性信息的质感数据，生成包含会聚型元件和扩散型元件的发光强度信息的像素信号，该显示部具有多个像素，所述多个像素分别具备发出具有第1扩散角的配光的光的所述会聚型元件和发出具有比所述第1扩散角大的第2扩散角的配光的光的所述扩散型元件；以及
控制步骤，根据所述像素信号对所述会聚型元件和所述扩散型元件的发光强度进行控制，
其中，所述质感数据包含表示所述对象的反射光的多个方向的信息和表示多个反射强度的信息，该多个反射强度分别表示所述对象在所述多个方向上的反射光的强度，
在所述控制步骤中，在所述多个反射强度的最大值为第1阈值以下的值时，进行使所述扩散型元件发光且不使所述会聚型元件发光的控制，在所述最大值为比所述第1阈值大的值时，进行使所述会聚型元件和所述扩散型元件发光的控制。
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