JP2012191308A - 表示色調整制御装置及びｌｅｄ表示色調整システム - Google Patents

Abstract

【課題】 周囲環境の変化に対して、常に標準的な表示色（色濃度）に色調整制御する。
【解決手段】 周囲環境の状況を検出する輝度センサー１及び色度センサー２と、所定の周囲環境下の輝度センサーの出力及び色度センサーの出力から輝度固定値及びＣＩＥ表色系におけるｘref値,ｙref値,ｚref値を取得し記憶する基礎データテーブル１３ａと、輝度センサーの現在出力に相当する輝度値及び色度センサーの現在出力に相当するＣＩＥ表色系におけるｘ値，ｙ値，ｚ値に変換する入力データ変換手段１４Ａと、これら変換輝度値及び変換ｘ値，ｙ値，ｚ値と輝度固定値及びｘref値,ｙref値,ｚref値とに基づいて、輝度及び色に関する補正信号を求める色補正信号取得演算手段１４Ｂと、得られた輝度及び色に関する補正信号を用いて、画像表示すべきＲ・Ｇ・Ｂのｘ値，ｙ値，ｚ値を補正して出力する表示データ出力手段１４Ｃとを備えた表示色調整制御装置である。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、表示色調整制御装置及びＬＥＤ表示色調整システムに関する。

従来、ＬＥＤ表示体に表示された画像の表示色（色濃度）調整は、人間が視覚的に認識し、所望とする鮮やかな色となるように調整しているが、各人の好みも有り、人為的なバラツキが生じている。

そこで、最近，ＬＥＤ表示体の近傍に輝度センサーを設置し、輝度センサーから得られる検出輝度に基づいてＬＥＤ表示体に表示される画像全体の明暗を制御し、色調整することが行われている。

特許第４３１３０３２号公報

しかしながら、以上のようなＬＥＤ表示体の色調整技術は、ＬＥＤ表示体の設置場所によって大きく異なってくる。一般に、ＬＥＤ表示体は、個々の表示特性が存在することから、ＬＥＤ表示体に入力された色と表示体に表示される画像の表示色とが異なるだけでなく、ＬＥＤ表示体の設置される周囲の環境光の影響を受ける結果、ＬＥＤ表示体に入力された色と表示体に表示される画像の表示色とがさらに大きく異なってくる。そのため、輝度センサーの出力に基づいてＬＥＤ表示体の輝度制御を行っても、周囲環境の影響を避けることが難しく、ＬＥＤ表示体に表示される画像の色が適切に表現できない。

特に、ＬＥＤ表示体の設置場所が屋外である場合、季節（春・秋等）、天候（晴・曇等）、一日の中でも朝・昼・夕方によって周囲環境が異なることによって画像の表示色が変化するが、それに合わせて人為的または輝度制御だけでは、表示画像の色調整を正確に行うことは困難である。

そこで、本表示色調整制御装置及びＬＥＤ表示色調整システムは、周囲環境の変化に応じて適切な表示色（色濃度）となるように色調整することにある。

上記課題を解決するために、実施形態によれば、周囲環境の影響を受けて変化する表示色を色調整する表示色調整制御装置であって、周囲環境の状況を検出する輝度センサー及び色度センサーと、予め通常の周囲環境下で得られる前記輝度センサーの出力及び前記色度センサーの出力から得られる輝度固定値及びＣＩＥ表色系におけるｘref値,ｙref値,ｚref値を取得して記憶する基礎データテーブルと、前記輝度センサーの現在出力に相当する輝度値及び前記色度センサーの現在出力に相当するＣＩＥ表色系におけるｘ値，ｙ値，ｚ値に変換する入力データ変換手段と、これら変換輝度値及び変換ｘ値，ｙ値，ｚ値と前記基礎データテーブルの輝度固定値及びｘref値,ｙref値,ｚref値とに基づいて、前記輝度及び色に関する補正信号を求める色補正信号取得演算手段と、この色補正信号取得演算手段で得られた輝度及び色に関する補正信号を用いて、画像表示すべきＲ・Ｇ・Ｂのｘ値，ｙ値，ｚ値を補正して出力する画像表示データ出力手段とを備えた表示色調整制御装置である。

各実施形態に係る表示色調整制御装置を含むＬＥＤ表示色調整システムの全体構成を示す概念図。 データベースに記憶される基礎データテーブルの一例図。 図１に示す第１の実施形態としての表示色調整制御装置における一連の処理手順を説明するフロー図。 第２の実施形態を説明するための機能ブロック及びデータベースの内部データを示す図。 データベースに記憶される環境基礎データテーブルの一例図。 図４に示す第２の実施形態としての表示色調整制御装置における一連の処理手順を説明するフロー図。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は実施形態に係る色調整制御装置を含むＬＥＤ表示体の色調整システムの全体構成を示す概念図である。

ＬＥＤ表示色調整システムは、色度センサー１及び輝度センサー２を含む表示色調整制御装置３と、ＬＥＤコントローラ４と、ＬＥＤ表示体５を含む構成である。

色度センサー１は、光の色の特性を表す概念であって、色相と彩度を合わせたデータ，つまり、ＣＩＥ表色系におけるｘ−ｙ直交座標のｘ，ｙ数値に相当するデータを取り出すセンサーである。色度センサー１は、ＬＥＤ表示体５の設置場所周辺であって、ＬＥＤ表示体５の表示色が周囲環境の影響を平均的に受け易い場所に設置される。

輝度センサー２は、色度センサー１と同様の考えのもとに設置されるが、色度センサー１を含めて、周囲環境の影響を平均的に受け易い場所、取付位置、取付方法等を試行しながら設置される。

これら色度センサー１及び輝度センサー２は表示色調整制御装置３に直接またはハブ（集線装置）を介して接続される。

表示色調整制御装置３は、ＬＥＤ表示体５に表示する画像データを管理し提供する機能を有し、ハード的には、必要なデータや制御指示を入力するキーボード，マウス等の入力部１１と、プログラムメモリ１２と、データベース１３と、ＣＰＵで構成される色調整制御部１４と、表示部１５とを含む。

プログラムメモリ１２には色補正信号を取得する色補正信号取得用プログラムが記憶される。

データベース１３には、少なくとも基礎データテーブル１３ａ，センサー関連データ記憶部１３ｂ及び画像表示データ記憶部１３ｃが設けられている。

基礎データテーブル１３ａには、通常の周囲環境下で多数の人がＬＥＤ表示体５の画像を認識したときに標準（平均）的な値と認めるに相当する輝度センサー１の出力の輝度固定値と同じくその周囲環境下での色度センサー２の出力から得られるＣＩＥ表色系におけるｘ値,ｙ値,ｚ値をそれぞれｘref値,ｙref値,ｚref値として格納するテーブルである(図２参照)。なお、輝度固定値やＣＩＥ表色系におけるｘref値,ｙref値,ｚref値は、例えば季節ごとに可変しても構わない。

色調整制御部１４は、入力データ変換手段１４Ａ、補正信号取得演算手段１４Ｂ及び画像表示データ出力手段１４Ｃが設けられている。

入力データ変換手段１４Ａは、色度センサー１及び輝度センサー２の各出力から輝度相当データ及びＣＩＥ表色系でのｘ−ｙ直交座標のｘ，ｙ，ｚ値に相当するデータに変換する機能を有する。

補正信号取得演算手段１４Ｂは、前述したｘref値,ｙref値,ｚref値のデータと入力データ変換手段１４Ａで変換されたｘ，ｙ，ｚ値に相当するデータとから色補正信号（色補正係数）α，β，γを取得する。

画像表示データ出力手段１４Ｃは、ｘ，ｙ，ｚに対応する色補正信号α，β，γを用いて、画像表示データとなる各Ｒ・Ｇ・Ｂのｘ，ｙ，ｚデータを補正し、例えば１６進数データに変換し、ＬＥＤコントローラ４に送信する。

ＬＥＤコントローラ４は、ＬＥＤ表示体５に対してＲＧＢに関するデジタル表示画像データ（映像信号）を送出する機能を持っている。

ＬＥＤ表示体５は、ＬＥＤコントローラ４から送られてくるＲＧＢに関するデジタル表示画像データに応じてＲ色系ＬＥＤ群、Ｇ色系ＬＥＤ群、Ｂ色系ＬＥＤ群を駆動制御するＬＥＤ駆動制御部を備え、所要の画像表示データを表示する。

一般に、ＬＥＤ表示体５は屋内に設置されるが、本実施形態においては、周囲環境の影響を受けてＬＥＤ表示体５の画像表示色が変化することを回避することから、屋外に設置した場合に特に有効なものである。

次に、以上のようなＬＥＤ表示色調整システムの作用について、図３を参照して説明する。

ＬＥＤ表示色調整システムにおける表示色調整制御装置３の色調整制御部１４は、動作が開始すると、色補正信号取得用プログラムに従い、入力データ変換手段１４Ａを実行する。この入力データ変換手段１４Ａは、先ず、初期化処理を実行する（Ｓ１）。この初期化処理は、センサー関連データ記憶部１３ｃに記憶される例えば前回取得された各センサー１，２などの出力データなど、不要なデータを消去する処理である。

入力データ変換手段１４Ａは、初期化処理後（Ｓ１）、輝度センサー２の出力を取り込み（Ｓ２）、従来の一般的な変換式等により単位面積当たりの明るさを表す輝度値（カンデラ値ｃｄ／ｍ2）に変換し（Ｓ３）、センサー関連データ記憶部１３ｂに一時的に記憶する。なお、輝度センサー２の出力がアナログの場合にはデジタル変換値とし、色調整制御部１４で処理可能な信号にする。

引き続き、入力データ変換手段１４Ａは、色度センサー１の出力を取り込むと（Ｓ４）、従来の一般的な変換式等によりＣＩＥ表色系におけるｘ−ｙ直交座標のｘ値，ｙ値に相当するデータに変換する。このとき、ｚ座標は、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１の関係にあるので、変換されたｘ値，ｙ値からｚ値を求めることができる（Ｓ５）。ここで、求めた各ｘ値，ｙ値，ｚ値はセンサー関連データ記憶部１３ｂに一時的に記憶する。

さらに、表示色調整制御装置３の色調整制御部１４は、補正信号取得演算手段１４Ｂを実行する。

補正信号取得演算手段１４Ｂは、基礎データテーブル１３ａの輝度固定値とデータ変換された輝度値との偏差に相当する分だけ，つまり輝度固定値よりも周囲環境の変換輝度値が大きい場合、＋偏差相当分だけ高くする補正輝度として取得する（Ｓ６）。

また、補正信号取得演算手段１４Ｂは、変換された各ｘ値,ｙ値,ｚ値を基礎データテーブル１３ａの各ｘref値,ｙref値,ｚref値でそれぞれ個別に除算し、ｘ値に対する色補正信号α、ｙ値に対する色補正信β、ｚ値に対する色補正信号γを取得する（Ｓ７，Ｓ８）。

しかる後、色調整制御装置３の色調整制御部１４は、画像表示データ出力手段１３Ｃを実行する。

画像表示データ出力手段１３Ｃは、画像表示データ記憶部１３ｃから所望とする画像表示データとなるＲ・Ｇ・Ｂのｘ値，ｙ値，ｚ値を例えば１６進数に変換して出力するが、補正信号取得演算手段１４Ｂから輝度補正信号や色補正信号α，β，γを受けると、所望とする画像表示データの輝度を輝度補正信号を用いて補正し（Ｓ９）、また画像表示データを構成する３原色であるＲＧＢの色光の強さとなる各Ｒ・Ｇ・Ｂのｘ，ｙ，ｚにそれぞれ個別に色補正信号α，β，γを乗算などして補正処理を行う（Ｓ１０）。

そして、補正された各Ｒ・Ｇ・Ｂのｘ，ｙ，ｚを例えば１６進数に変換し、ＬＥＤコントローラ４に送信する（Ｓ１１）。

さらに、継続処理するか否かを判断し（Ｓ１２）、継続処理する場合にはステップＳ１に戻り、同様の処理を繰り返し実行する。

従って、以上のような実施の形態によれば、通常の周囲環境下で多数の人がＬＥＤ表示体５の画像を認識したときに標準（平均）値と認めるに相当する輝度センサー１の出力である輝度固定値と同じく色度センサー２の出力であるＣＩＥ表色系におけるｘref値,ｙref値,ｚref値とを基準とし、任意の時間に輝度センサー１及び色度センサー２で得られる輝度値及びｘ値，ｙ値，ｚ値との相対関係から例えばｘ値に対する色補正信号α、ｙ値に対する色補正信号β、ｚ値に対する色補正信号γを得るので、周囲環境の変化に対して当該色補正信号α，β、γを用いて、画像の色濃度を自動的に調整することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るＬＥＤ表示体の色調整システムは、図１と同様であるので、ここではその重複する説明は省略する。

第２の実施形態において特に異なるところは、図４に示すように表示色調整制御装置３の色調整制御部１４としては新たに環境条件判定手段１４Ｄを設けたこと、また、データベース１３には新たに図５に示すような環境基礎データテーブル１３ｄが設けられている。

環境条件判定手段１４Ｄは、例えば入力部１１から入力される分類分けされた特定の１つの環境条件データの従い、現在の周囲環境を判定することにある。

この環境基礎データテーブル１３ｃは、季節・気候・朝昼夕における各周囲環境条件下で多数の人がＬＥＤ表示体５の画像を認識したときに標準（平均）値と認めるに相当する輝度センサー１の出力の輝度固定値と、同じくその周囲環境下での色度センサー２の出力から得られるＣＩＥ表色系におけるｘ，ｙ，ｚ値を基準となるｘref値,ｙref値,ｚref値として取得し、分類分けされた周囲環境条件ごとに設定していく。

次に、第２の実施形態におけるＬＥＤ表示色調整システムの作用について、図６を参照して説明する。

表示色調整制御装置３の色調整制御部１４においては、図３と略同じ処理を実行するものであって、入力データ変換手段１４Ａは、初期化処理後（Ｓ２１）、図３のステップＳ２〜Ｓ５と同様な処理を行う（Ｓ２２〜Ｓ２５）。

しかる後、色調整制御部１４は環境条件判定手段１４Ｄを実行する（Ｓ２６，Ｓ２７）。

環境条件判定手段１４Ｄは、表示部１５に環境要求メッセージを表示し、入力部１１から例えば春期・晴・昼間を含む現在の周囲環境データを受け取るか、あるいは表示部１５に周囲環境条件項目データを表示し、その中から現在の周囲環境条件項目データの１つのクリック選択によって受け取るか、あるいはオペレータが予め所定時間（５時間）ごとにデータベース１３に現在の周囲環境条件データを設定することにより、現在の周囲環境を判定する。

すなわち、環境条件判定手段１４Ｄは、具体的には、色度センサー１の出力からｘ値，ｙ値，ｚ値を求めた後（Ｓ２５）、現在の周囲環境に関する指示があるか否か，つまり前述するように入力部１１から現在の周囲環境条件データを受け取ったか、クリックにより現在の周囲環境条件データの１つを受け取るか、あるいはオペレータによって既にデータベース１３に設定されている周囲環境条件データに基づき（Ｓ２６）、イエスであれば、その入力された周囲環境条件データを現在の周囲環境として確定する（Ｓ２７）。

色調整制御部１４は、現在の周囲環境が確定した後（Ｓ２７）、補正信号取得演算手段１４Ｂを実行する。

補正信号取得演算手段１４Ｂは、図３のステップＳ６〜Ｓ８と同様な処理を行う（Ｓ２８〜Ｓ３０）。すなわち、補正信号取得演算手段１４Ｂは、環境基礎データテーブル１３ｄの現在周囲環境に対応する輝度固定値とデータ変換された輝度値との偏差に相当する分だけ，つまり輝度固定値よりも周囲環境の変換輝度値が大きい場合、＋偏差相当分だけ高くする輝度補正信号を取得する（Ｓ２８）。

また、補正信号取得演算手段１４Ｂは、変換された各ｘ値,ｙ値,ｚ値を環境基礎データテーブル１３ｄの現在周囲環境に対応する各ｘref値,ｙref値,ｚref値でそれぞれ個別に除算し、ｘ値に対する色補正信号α、ｙ値に対する色補正信号β、ｚ値に対する色補正信号γを取得する（Ｓ２９，Ｓ３０）。

さらに、表示色調整制御装置３の色調整制御部１４は画像表示データ出力手段１３Ｃを実行する。

画像表示データ出力手段１３Ｃは、画像表示データ記憶部１３ｃから所望とする画像表示データとなるＲ・Ｇ・Ｂのｘ値，ｙ値，ｚ値を例えば１６進数に変換して出力するが、補正信号取得演算手段１４Ｂから輝度補正信号や色補正信号α，β，γを受けると、所望とする画像表示データの輝度を輝度補正信号を用いて補正し（Ｓ３１）、また画像表示データを構成する３原色であるＲＧＢの色光の強さとなる各Ｒ・Ｇ・Ｂのｘ，ｙ，ｚにそれぞれ個別に色補正信号α，β，γを乗算などして補正処理を行う（Ｓ３２）。

そして、補正された各Ｒ・Ｇ・Ｂのｘ，ｙ，ｚを例えば１６進数に変換し、ＬＥＤコントローラ４に送信する（Ｓ３３）。

さらに、継続処理するか否かを判断し（Ｓ３４）、継続処理する場合にはステップＳ２１に戻り、同様の処理を繰り返し実行する。

従って、以上のような実施形態によれば、その時々の周囲環境を考慮しつつ、ｘ値に対する色補正信号α、ｙ値に対する色補正信号β、ｚ値に対する色補正信号γを得るので、周囲環境の変化に応じた色補正信号α，β、γを用いて、画像の色濃度を自動的に調整することができる。

（その他の実施形態）
（１） 前述した第２の実施形態では、オペレータからの何らかの入力指示や入力設定により現在の周囲環境条件データを入手するようにしたが、例えば任意の時刻（例えばステップＳ２６の処理時点）において、図１に示すようにネットワーク２１を介して気象情報サービス提供会社２２からＬＥＤ表示体５の設置地域の現在の周囲環境のデータを入手するようにしてもよい。

（２） また、上記実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…色度センサー、２…輝度センサー、３…表示色調整制御装置、４…ＬＥＤコントローラ、５…ＬＥＤ表示体、１１…入力部、１３…データベース、１３ａ…基礎データテーブル、１３ｂ…センサー関連データ記憶部、１３ｃ…画像表示データ記憶部、１３ｄ…環境基礎データテーブル、１４…色調整制御部、１４Ａ…入力データ変換手段、１４Ｂ…補正信号取得演算手段、１４Ｃ…画像表示データ出力手段、１４Ｄ…環境条件判定手段、１５…表示部、２１…ネットワーク、２２…気象情報サービス提供会社。

Claims (5)

1. 周囲環境の影響を受けて変化する表示色を色調整する表示色調整制御装置において、
   周囲環境の状況を検出する輝度センサー及び色度センサーと、
   予め通常の周囲環境下で得られる前記輝度センサーの出力及び前記色度センサーの出力から得られる輝度固定値及びＣＩＥ表色系におけるｘref値,ｙref値,ｚref値を取得して記憶する基礎データテーブルと、
   前記輝度センサーの現在出力に相当する輝度値及び前記色度センサーの現在出力に相当するＣＩＥ表色系におけるｘ値，ｙ値，ｚ値に変換する入力データ変換手段と、
   これら変換輝度値及び変換ｘ値，ｙ値，ｚ値と前記基礎データテーブルの輝度固定値及びｘref値,ｙref値,ｚref値とに基づいて、前記輝度及び色に関する補正信号を求める色補正信号取得演算手段と、
   この色補正信号取得演算手段で得られた輝度及び色に関する補正信号を用いて、画像表示すべきＲ・Ｇ・Ｂのｘ値，ｙ値，ｚ値を補正して出力する表示データ出力手段と
   を備えたことを特徴とする表示色調整制御装置。
2. 周囲環境の影響を受けて変化する表示色を色調整する表示色調整制御装置において、
   周囲環境の状況を検出する輝度センサー及び色度センサーと、
   複数の周囲環境ごとに分け、当該各周囲環境下で得られる前記輝度センサーの出力及び前記色度センサーの出力から得られる輝度固定値及びＣＩＥ表色系におけるｘref値,ｙref値,ｚref値を取得して記憶する環境基礎データテーブルと、
   前記輝度センサーの現在出力に相当する輝度値及び前記色度センサーの現在出力に相当するＣＩＥ表色系におけるｘ値，ｙ値，ｚ値に変換する入力データ変換手段と、
   外部から入力される現在の周囲環境に関する環境条件データに基づき、現在の周囲環境を判定する環境条件判定手段と、
   前記変換輝度値及び変換ｘ値，ｙ値，ｚ値と前記判定された環境基礎データテーブルの現在環境に対応する輝度固定値及びｘref値,ｙref値,ｚref値とに基づいて、前記輝度及び色に関する補正信号を求める色補正信号取得演算手段と、
   この色補正信号取得演算手段で得られた輝度及び色に関する補正信号を用いて、画像表示すべきＲ・Ｇ・Ｂのｘ値，ｙ値，ｚ値を補正して出力する表示データ出力手段と
   を備えたことを特徴とする表示色調整制御装置。
3. 前記環境条件判定手段は、外部の気象情報サービス提供会社から提供される周囲環境条件データから現在の周囲環境を判定することを特徴とする請求項２に記載の表示色調整制御装置。
4. 前記複数の周囲環境は、季節、天候及び朝，昼，夕方のうち、少なくとも春・秋、天候、朝・昼に分類分けした周囲環境であることを特徴とする請求項２に記載の表示色調整制御装置。
5. 周囲環境の影響を受けて変化する表示色を色調整するＬＥＤ表示色調整システムにおいて、
   前記請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載する構成の表示色調整制御装置と、
   この色調整制御装置から出力される補正されたＲ・Ｇ・Ｂのｘ値，ｙ値，ｚ値に従ってＲ・Ｇ・Ｂの画像信号を出力するＬＥＤコントローラと、
   このＬＥＤコントローラから出力されるＲ・Ｇ・Ｂの画像信号を表示するＬＥＤ表示体と
   を備えたことを特徴とするＬＥＤ表示色調整システム。

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