JP2016118756A - ペーパーのような見掛けをもつ周囲光適応ディスプレイ - Google Patents

ペーパーのような見掛けをもつ周囲光適応ディスプレイ Download PDF

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Abstract

【課題】ディスプレイで画像を表示する改良された方法を提供する。【解決手段】電子装置は、表示ピクセルのアレイを有すると共に、ディスプレイの動作をコントロールするディスプレイコントロール回路を有するディスプレイを備えている。ディスプレイコントロール回路は、異なるモードでディスプレイを動作する。ペーパーモードでは、ディスプレイコントロール回路は、記憶されたスペクトル反射データを使用して、印刷ペーパーシート上に色が現れるかのように表示色を調整する。周囲光レベルがスレッシュホールドより低いときの低光モードでは、ディスプレイから放射される光は、白熱灯光源の見掛けを模擬するように調整される。周囲光レベルがスレッシュホールドを越えるときの明光モードでは、ディスプレイから放射される光は、明るい光で読み易さを最大にするように調整される。【選択図】図６

Description

本発明は、一般的に、ディスプレイを伴う電子装置に関するもので、より詳細には、異なる周囲光条件に適応するディスプレイを伴う電子装置に関する。
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１５年３月３０日に出願された米国特許出願第１４／６７３，６６７号及び２０１４年１２月２３日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６２／０９６，１８８号の優先権を主張するもので、これらは、参考としてここにそのまま援用される。
人間の視覚系統の色彩適応機能は、異なる周囲光条件の下で人間が一定の色認知を一般的に維持できるようにする。例えば、白いペーパーは、異なる周囲光条件の下で照明されたときでも人間の目には白く見える。
従来のディスプレイは、典型的に、異なる周囲光条件又は人間の視覚系統の色彩適応を考慮していない。その結果、ユーザは、異なる周囲光条件の下でディスプレイの望ましからぬ色ずれを認知することがある。例えば、ディスプレイの白ポイントは、屋外の周囲光条件ではユーザにとって白く見えるが、屋内環境においてユーザの目が屋内光源によって発生される暖色系の光に適応するときにはユーザにとって青みを帯びて見える。同様に、寒色系の白い光源のもとでディスプレイから放射される白い光は、寒色系の白い光に適応した見る者にとって赤く見えることがある。
それ故、ディスプレイで画像を表示する改良された方法を提供できることが望まれる。
電子装置は、表示ピクセルのアレイを有すると共にディスプレイの動作をコントロールするディスプレイコントロール回路を有するディスプレイを備えている。ディスプレイコントロール回路は、ディスプレイからの出力を周囲光条件に基づいて適応調整する。
ディスプレイコントロール回路は、周囲光条件に基づいて異なるモードでディスプレイを動作する。例えば、電子装置は、周囲光の輝度及び色を測定する色感知光センサを備えている。ディスプレイコントロール回路は、ディスプレイをどのモードで動作するか周囲光センサデータに基づいて決定する。
ペーパーモードでは、ディスプレイコントロール回路は、記憶されたスペクトル反射データ（例えば、ペーパーに印刷される色の反射スペクトルを表すスペクトル反射データ）を使用して、印刷ペーパーシート上に色が現れるかのように表示色を調整する。これは、例えば、発生されるべき色に関連したスペクトル反射データ、並びに色感知光センサにより測定される周囲光の色及び強度に基づいてピクセルデータを調整することを含む。調整されたピクセルデータは、ピクセルアレイに送られて、望ましい色を発生する。
周囲光レベルがスレッシュホールドより低いときの低光モードでは、ディスプレイから放射される光は、白熱灯光源の見掛けを模擬するように調整される。周囲光レベルがスレッシュホールドを越えるときの明光モードでは、ディスプレイから放射される光は、明るい光で読み易さを最大にするように調整される。ディスプレイのターゲット白ポイントは、ディスプレイがどのモードで動作するかに基づいて選択される。低光モードでは、例えば、ターゲット白ポイントがスペクトルの黄色部分に向かってシフトされて暖色系の白い光を発生し、これは、次いで、夕刻に暖色系の色を表示することにより人間の概日リズムに有益な作用を及ぼすことができる。
本発明の更に別の特徴、その性質及び種々の効果は、添付図面及び好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなろう。
本発明の実施形態による周囲光適応ディスプレイを有するポータブルコンピュータのような電子装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態による周囲光適応ディスプレイを有するセルラー電話又は他のハンドヘルド装置のような電子装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態による周囲光適応ディスプレイを有するタブレットコンピュータのような電子装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態による周囲光適応ディスプレイを有するコンピュータ内蔵のコンピュータモニタのような電子装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態による周囲光適応ディスプレイが設けられた形式の電子装置を含む例示的システムの概略図である。 本発明の実施形態によるディスプレイ及びディスプレイコントロール回路を有する例示的電子装置の概略図である。 異なる周囲光条件に対して人間の視覚系統の色彩的適応を考慮しない従来のディスプレイを使用するときにユーザが望ましからぬ色ずれをどのように認知するかを示す図である。 本発明の実施形態により周囲光条件に基づいて異なる色調整モードでディスプレイがどのように動作するか示す図である。 本発明の実施形態により周囲光条件に基づいて異なる色調整モードで動作するディスプレイの動作に含まれる例示的ステップのフローチャートである。
電子装置、例えば、セルラー電話、メディアプレーヤ、コンピュータ、セットトップボックス、ワイヤレスアクセスポイント及び他の電子装置は、ディスプレイを備えている。ディスプレイは、視覚情報及び状態データを与えるのに使用され、及び／又はユーザ入力データを収集するのに使用される。
周囲光適応ディスプレイが設けられるタイプの例示的電子装置が図１に示されている。この電子装置１０は、コンピュータ、例えば、コンピュータモニタのようなディスプレイに一体化されるコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、若干小さなポータブル装置、例えば、リストウオッチ装置、ペンダント装置、或いは他のウェアラブル又は小型装置、セルラー電話、メディアプレーヤ、タブレットコンピュータ、ゲーム機、ナビゲーション装置、コンピュータモニタ、テレビジョン、又は他の電子装置である。
図１に示したように、装置１０は、ディスプレイ１４のようなディスプレイを備えている。ディスプレイ１４は、容量性タッチ電極又は他のタッチセンサコンポーネントを合体するタッチスクリーンであるか、或いはタッチ感知でないディスプレイである。ディスプレイ１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、プラズマセル、電気泳動ディスプレイ要素、エレクトロウエッティングディスプレイ要素、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）コンポーネント、或いは他の適当な画像ピクセル構造体から形成された画像ピクセルを含む。有機発光ダイオードピクセルを使用してディスプレイ１４を形成する構成をここでは時々一例として説明する。しかしながら、これは、単なる例示に過ぎない。ディスプレイ１４を形成するのに、必要に応じて、任意の適当な形式のディスプレイ技術が使用されてもよい。
装置１０は、ハウジング１２のようなハウジングを有する。時々、ケースとも称されるハウジング１２は、プラスチック、ガラス、セラミック、繊維組成物、金属（例えば、ステンレススチール、アルミニウム、等）、他の適当な材料、或いは２つ以上のそれら材料の組み合わせで形成される。
ハウジング１２は、ハウジング１２のある部分又は全部が単一構造体として加工され又は成形されるユニボディー構成を使用して形成されるか、或いは複数の構造体（例えば、内部フレーム構造体、ハウジング外面を形成する１つ以上の構造体、等）を使用して形成される。
図１に示すように、ハウジング１２は、複数の部分を有する。例えば、ハウジング１２は、上部１２Ａ及び下部１２Ｂを有する。上部１２Ａを下部１２Ｂに対して回転軸１６の周りで回転できるようにするヒンジを使用して、上部１２Ａが下部１２Ｂに結合される。ハウジングの部分１２Ｂにはキーボード１８のようなキーボード及びタッチパッド２０のようなタッチパッドがマウントされる。
図２の例では、装置１０は、ユーザの手の中に適合するに充分なほど小さいハウジングを使用して実施されている（例えば、図２の装置１０は、セルラー電話のようなハンドヘルド電子装置である）。図２に示すように、装置１０は、ハウジング１２の前部にマウントされたディスプレイ１４のようなディスプレイを備えている。ディスプレイ１４は、アクティブな表示ピクセルで実質的に埋められるか、又はアクティブな部分及びインアクティブな部分を有する。ディスプレイ１４は、ボタン２２を収容する開口及びスピーカポート２４を収容する開口のような開口（例えば、ディスプレイ１４のインアクティブ又はアクティブな部分の開口）を有する。
図３は、電子装置１０がタブレットコンピュータの形態で実施された構成の電子装置１０の斜視図である。図３に示すように、ディスプレイ１４は、ハウジング１２の上面（前面）にマウントされる。ディスプレイ１４には、ボタン２２を収容するための開口が形成される。
図４は、コンピュータモニタへと一体化されたコンピュータの形態で電子装置１０が実施された構成の電子装置１０の斜視図である。図４に示すように、ディスプレイ１４は、ハウジング１２の前面にマウントされる。スタンド２６は、ハウジング１２を支持するのに使用される。
図５は、装置１０の概略図である。図５に示したように、電子装置１０は、ストレージ及び処理回路４０のようなコントロール回路を備えている。ストレージ及び処理回路４０は、１つ以上の異なる形式のストレージ、例えば、ハードディスクドライブストレージ、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ又は他の電気的にプログラム可能なリードオンリメモリ）、揮発性メモリ（例えば、スタティック又はダイナミックランダムアクセスメモリ）、等を含む。ストレージ及び処理回路４０の処理回路は、装置１０の動作をコントロールするのに使用される。処理回路は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、基本帯域プロセッサ集積回路、特定用途向け集積回路、等に基づく。
１つの適当な構成では、ストレージ及び処理回路４０は、装置１０のソフトウェア、例えば、インターネットブラウジングアプリケーション、ｅメールアプリケーション、メディアプレイバックアプリケーション、オペレーティングシステム機能、画像捕獲及び処理のためのソフトウェア、センサデータの収集及び処理に関連した機能を実施するソフトウェア、ディスプレイの輝度及びタッチセンサの機能の調整を行うソフトウェア、等を実行するのに使用される。
外部装置との相互作用をサポートするために、ストレージ及び処理回路４０は、通信プロトコルを実施するのに使用される。ストレージ及び処理回路４０を使用して実施される通信プロトコルは、インターネットプロトコル、ワイヤレスローカルエリアネットワークプロトコル（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）とも称されるＩＥＥＥ ８０２．１１プロトコル）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルのような他の短距離ワイヤレス通信リンクのためのプロトコル、等を含む。
入力／出力回路３２は、ユーザ又は外部装置から装置１０へ入力を供給できるようにすると共に、装置１０からユーザ又は外部装置へ出力を供給できるようにするために使用される。
入力／出力回路３２は、ワイヤード及びワイヤレス通信回路３４を含む。この通信回路３４は、１つ以上の集積回路で形成された高周波（ＲＦ）トランシーバ回路、電力増幅回路、低ノイズ入力増幅器、受動的ＲＦコンポーネント、１つ以上のアンテナ、及びＲＦワイヤレス信号を取り扱うための他の回路を含む。ワイヤレス信号は、光を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）送信することもできる。
入力／出力回路３２は、入力／出力装置３６、例えば、図２のボタン２２、ジョイスティック、クリックホイール、スクロールホイール、タッチスクリーン（例えば、図１、２、３又は４のディスプレイ１４は、タッチスクリーンディスプレイである）、他のタッチセンサ、例えば、トラックパッド又はタッチセンサベースのボタン、バイブレータ、オーディオコンポーネント、例えば、マイクロホン及びスピーカ、画像捕獲装置、例えば、画像センサ及びそれに対応するレンズシステムを有するカメラモジュール、キーボード、状態インジケータライト、トーンジェネレータ、キーパッド、並びにユーザ又は他の外部ソースから入力を収集し及び／又はユーザ又は外部装置のための出力を発生する他の装置を含む。
図５のセンサ３８のようなセンサ回路は、周囲光に関する情報を収集するための周囲光センサ、接近センサコンポーネント（例えば、光ベースの接近センサ及び／又は他の構造に基づく接近センサ）、加速度計、ジャイロスコープ、磁気センサ、及び他のセンサ構造体を含む。図５のセンサ３８は、例えば、１つ以上のマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）センサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープ、マイクロホン、力センサ、圧力センサ、容量性センサ、又はマイクロエレクトロメカニカルシステム装置を使用して形成された他の適当な形式のセンサ）を含む。
図６は、装置１０のユーザのための画像をディスプレイ１４のピクセルアレイ９２に表示するのに使用される例示的回路を示す装置１０の図である。図６に示すように、ディスプレイ１４は、アレイ９２のデータラインＤへデータ信号（アナログ電圧）を駆動する列ドライバ回路１２０を有する。ゲートドライバ回路１１８は、アレイ９２のゲートラインＧへゲートライン信号を駆動する。データライン及びゲートラインを使用して、表示ピクセル５２は、ユーザのためにディスプレイ１４に画像を表示するように構成される。ゲートドライバ回路１１８は、ガラス又はプラスチックディスプレイ基板のようなディスプレイ基板に薄膜トランジスタ回路を使用して実施されるか、或いはディスプレイ基板にマウントされ又は柔軟な印刷回路又は他の接続層によってディスプレイ基板に取り付けられる集積回路を使用して実施される。列ドライバ回路１２０は、ディスプレイ基板にマウントされる１つ以上の列ドライバ集積回路を使用して実施されるか、又は他の基板にマウントされた列ドライバ回路を使用して実施される。
装置１０の動作中に、ストレージ及び処理回路４０は、ディスプレイ１４に表示されるべきデータを発生する。この表示データは、グラフィック処理ユニット１２４を使用してタイミングコントローラ集積回路１２６のようなディスプレイコントロール回路へ供給される。
タイミングコントローラ１２６は、経路１２８を使用して列ドライバ回路１２０へデジタル表示データを供給する。列ドライバ回路１２０は、タイミングコントローラ１２６からデジタル表示データを受け取る。列ドライバ回路１２０内のデジタル／アナログコンバータ回路を使用して、列ドライバ回路１２０は、それに対応するアナログ出力信号を、アレイ９２の表示ピクセル５２の列に沿って延びるデータラインＤに供給する。
ストレージ及び処理回路４０、グラフィック処理ユニット１２４、及びタイミングコントローラ１２６は、総体的に、ディスプレイコントロール回路３０と称される。このディスプレイコントロール回路３０は、ディスプレイ１４の動作をコントロールするのに使用される。
各ピクセル５２は、必要に応じて、赤（Ｒ）ピクセル、緑（Ｇ）ピクセル、青（Ｂ）ピクセル、白（Ｗ）ピクセル、又は別の色のピクセルのようなカラーピクセルである。カラーピクセルは、特定の色の光を透過するカラーフィルタエレメントを含むか、又は所与の色の光を放射する放射エレメントで形成される。ピクセル５２は、適当な色のピクセルを含む。例えば、ピクセル５２は、シアン、マゼンタ及びイエローピクセルのパターンを含むか、或いは他の適当なカラーパターンを含む。ここでは、ピクセル５２が赤、緑及び青ピクセルのパターンを含む構成を、時々、一例として説明する。
ディスプレイ１４に関連したディスプレイコントロール回路３０及びその関連薄膜トランジスタ回路は、ピクセル５２を動作する（例えば、ピクセル５２をターンオン及びオフし、ピクセル５２の強度を調整し、等々）ためのデータ信号及びゲートライン信号のような信号を発生するのに使用される。動作中に、ディスプレイコントロール回路３０は、データ信号及びゲート信号の値をコントロールして、各表示ピクセルに関連した光の強度をコントロールし、それにより、ディスプレイ１４に画像を表示する。
ディスプレイコントロール回路３０は、所与のピクセルにより表示されるべき色に対応する赤、緑及び青のピクセル値（ＲＧＢ値又はデジタル表示コントロール値とも称される）を得る。ＲＧＢ値は、各ピクセルの輝度をコントロールするためのアナログ表示信号へ変換される。ＲＧＢ値（例えば、０から２５５までの範囲の値をもつ整数）は、各ピクセルの望ましいピクセル強度に対応する。例えば、０のデジタル表示コントロール値は、「オフ」ピクセルを生じ、一方、２５５のデジタル表示コントロール値は、利用可能な最大電力で動作するピクセルを生じる。
これらは、各カラーチャンネルが８つの専用ビットを有する例に過ぎないことが明らかである。別の実施形態では、カラーチャンネル当たりより多数のビット又はより少数のビットが使用される。例えば、各色は、必要に応じて、６つの専用ビットを有してもよい。このタイプの構成では、ＲＧＢ値は、０から６４までの範囲の１組の整数である。各カラーチャンネルが８つの専用ビットを有する構成は、ここでは、一例として説明される。
図６に示したように、ディスプレイコントロール回路３０は、入力／出力回路３２から情報を収集し、周囲光条件に基づいて表示光をどのように調整するか適応的に決定する。例えば、ディスプレイコントロール回路３０は、色感知周囲光センサ４２のような１つ以上の光センサ（例えば、周囲光センサ、光メータ、カラーメータ、色温度計、及び／又は他の光センサ）からの光情報、クロック、カレンダー、及び／又は他の時間ソースからの時間情報、位置検出回路（例えば、グローバルポジショニングシステム受信回路、ＩＥＥＥ８０２．１１トランシーバ回路又は他の位置検出回路）からの位置情報、タッチスクリーン（例えば、タッチスクリーンディスプレイ１４）又はキーボードのようなユーザ入力装置からのユーザ入力情報、等を収集する。ディスプレイコントロール回路３０は、ディスプレイ１４から放射される表示光を入力／出力回路３２からの情報に基づき調整する。
カラー光センサ及びカメラのような光センサは、異なる方向からの光を検出するために、必要に応じて、電子装置１０上の異なる位置に分散される。加速度計及び／又はジャイロスコープのような他のセンサは、異なる光センサからのセンサデータをどのように重み付けするか決定するのに使用される。例えば、電子装置１０がディスプレイ１４を上に向けてテーブルに平らに配置されたことをジャイロスコープセンサのデータが指示する場合には、電子装置１０は、（例えば、電子装置１０の裏面における）後部光センサによって収集される光センサデータを使用してはならないと決定する。
ディスプレイコントロール回路３０は、ディスプレイ１４からの出力を、周囲光条件に基づいて適応的に調整するように構成される。ディスプレイ１４からの出力を調整する際に、ディスプレイコントロール回路３０は、人間の視覚系統の色彩適応機能を考慮に入れる。これは、例えば、ユーザの目が曝される光の特性を決定することを含む。
図７は、人間の視覚の色彩適応を考慮しない従来のディスプレイを使用する作用を示す図である。シナリオ４６Ａでは、ユーザ４４は、発光体５０（例えば、太陽光）のもとでペーパー４８のような外部物体を見ている。ユーザ４４の視覚は、周囲光条件の色及び輝度に適応する。発光体５０のもとでは、ペーパー４８は、ユーザ４４にとって白く見える。シナリオ４６Ｂは、ユーザが発光体５４（例えば、寒色系の白い光を放射する蛍光灯光源）の周囲光に適応した後にペーパー４８から反射する光及び装置１００のディスプレイ１４０からの光をどのように認知するか示している。ペーパー４８は、ユーザ４４にとって依然白く見えるが、装置１００が人間の視覚の色彩適応を考慮していないので、ディスプレイ１４０は、ユーザ４４にとって変色して（例えば、赤みを帯びて）醜く見える。
ディスプレイ１４の認知される変色を回避するため、図６のディスプレイコントロール回路３０は、周囲光条件に基づいてディスプレイ１４からの出力を調整し、ユーザの視覚が異なる周囲光条件に適応するときでも望ましい認知見掛けを維持するようにする。
ディスプレイコントロール回路３０は、周囲光のみによって照明される拡散反射物体の見掛けを模擬するようにディスプレイ１４から放射される光の色及び輝度を調整する。あるシナリオでは、ディスプレイ１４は、ペーパーの印刷シートと区別がつかない。
周囲光で物体を見るときに、ユーザの目に到達する光のスペクトルは、周囲発光体及び物体の反射スペクトルの関数である。従って、周囲光によって照明される拡散反射物体の見掛けを模擬するために、ディスプレイコントロール回路３０は、色感知光センサ４２（図６）を使用して周囲光の輝度及び色を決定する。次いで、ディスプレイが再現を試みる色の既知の反射振舞い（例えば、装置１０に記憶された既知の反射データ）を使用して、ディスプレイコントロール回路３０は、表示画像が拡散反射物体の見掛けを模擬するように表示光の色及び輝度を調整する。
ある周囲光条件では、拡散反射物体の見掛けを模擬することが望まれない。例えば、表示光がユーザの周りの主たる照明源であるような低い光レベルでは、屋内光源の見掛けを模擬することが望ましい。明るい照明条件では、読み易さを最大にすることが望ましい。
これらの異なるシナリオに対処するため、ディスプレイコントロール回路３０は、周囲光条件に基づいて異なるモードでディスプレイ１４を動作する。所与の表示モードにおいて、ディスプレイコントロール回路３０は、所与の結果を達成するように表示光を調整する。
図８は、周囲光条件に基づきディスプレイ１４を異なるモードでどのように動作するか示す図である。図８のｘ軸は、照度(illuminance)（例えば、ディスプレイ１４又はペーパーの断片のような物体に入射する周囲光の強度）を表す。図８のｙ軸は、輝度(luminance)を表す。曲線６０は、発光体の強度が変化するときにペーパーのような拡散反射物体の輝度がどのように変化するか示す。曲線６２は、発光体の強度が変化するときにディスプレイ１４の輝度がどのように変化するか示す。
ディスプレイ１４に入射する周囲光の強度は、電子装置１０の光センサ、例えば、図６の色感知光センサ４２又は装置１０の他の適当な光センサにより測定される。ディスプレイコントロール回路３０は、光センサの情報（例えば、周囲光強度情報）を使用して、ディスプレイ１４をどんなモードで動作すべきか決定する。ディスプレイコントロール回路３０は、次いで、その決定された表示モードに基づき到来する表示データに色及び／又は強度調整を適用する。
ここで時々例示的な例として説明される１つの適当な構成では、ディスプレイコントロール回路３０は、周囲光レベルがＬ０とＬ１との間にあることを光センサ４２が指示するときには「低光モード」で、周囲光レベルがＬ１とＬ２との間にあることを光センサ４２が指示するときには「ペーパーモード」で、そして周囲光レベルがＬ２より高いことを光センサ４２が指示するときには「明光モード」で、ディスプレイ１４を動作する。
Ｌ１は、約８．４ ｌｕｘ、約８．５ ｌｕｘ、約８．５ ｌｕｘ、８．０ ｌｕｘより高い、又は８．０ ｌｕｘより低い。Ｌ２は、約８５０ ｌｕｘ、約９００ ｌｕｘ、約８００ ｌｕｘ、８００ ｌｕｘより高い、又は８００ ｌｕｘより低い。
ペーパーモードでは、ディスプレイコントロール回路３０は、表示画像の見掛けがペーパーのような拡散反射物体の見掛けを模擬するように表示光を調整する。これは、例えば、色感知光センサ４２を使用して周囲光の輝度及び色を決定し、次いで、ディスプレイが再現を試みる色の既知の反射振舞いを使用して、表示光の色及び輝度を調整し、表示画像が拡散反射物体の見掛けを模擬するようにすることを含む。図８に示すように、周囲光レベルＬ１とＬ２との間で、ディスプレイ１４の輝度に対応する曲線６２は、所与の発光体のもとでペーパーの輝度に対応する曲線６０に厳密に一致する。
ほとんどの周囲光条件では（例えば、照度値Ｌ１とＬ２との間）、印刷ペーパーの見掛けを模擬するようにディスプレイ１４を動作することは、望ましい動作モードである。しかしながら、薄暗い照明条件又は非常に明るい照明条件では、ディスプレイ１４で他の効果を達成することが望ましい。これらの異なる周囲光条件を考慮するために、ディスプレイコントロール回路３０は、周囲光レベルがＬ１より低いときには低光モードで、そして周囲光レベルがＬ２より高いときには明光モードで、ディスプレイ１４を動作する。
低光モードでは、印刷ペーパーの見掛けを模擬することは望ましくない。というのは、周囲光が表示画像を充分に照明するには暗過ぎるからである。例えば、周囲光レベルがＬ１より下がると、ペーパーの輝度がＤ０に接近する。又、薄暗い周囲光においてディスプレイ１４もＤ０に接近する場合には、ユーザは、ディスプレイ１４のテキストを読んだり画像を見たりすることが困難であると分かる。むしろ、ディスプレイ１４から放射される光がユーザ付近の主たる照明源でありそして適応すべき外部照明源がないので、ディスプレイコントロール回路３０は、ディスプレイ１４を自己照明の低光モード（時々「ランプモード」とも称される）へ移行させる。低光モードでは、ディスプレイ１４の白ポイントは、望ましい白ポイントにセットされ、そして表示輝度レベルは、Ｄ１のような望ましい最小値又はそれ以上に保持される。Ｄ１は、例えば、約２．４ ｎｉｔ、約２．５ ｎｉｔ、約３．０ ｎｉｔ、３．０ ｎｉｔより高い、又は３．０ ｎｉｔより低い。
ディスプレイの白ポイントは、通常、ディスプレイがフルパワーで全ての利用可能な表示色を発生するときにディスプレイにより発生される色を表す１組の色度座標により定義される。校正中の修正の前に、ディスプレイの白ポイントは、そのディスプレイの「ネーティブ白ポイント」と称される。ディスプレイ間の製造上の相違のために、ディスプレイのネーティブ白ポイントは、ディスプレイを校正する前は、ディスプレイの望ましい（ターゲット）白ポイントとは異なる。ターゲット白ポイントは、基準の白（例えば、標準ディスプレイにより発生される白、インターナショナル・コミッション・オン・イルミネーション（ＣＩＥ）のＤ６５発光体のような標準発光体に関連した白、ディスプレイの中心に発生される白）に関連した１組の色度値によって定義される。一般的に、任意の適当な白ポイントがディスプレイのためのターゲット白ポイントとして使用される。
図８の表示モードを使用して、ターゲット白ポイントは、必要に応じて、ディスプレイ１４の動作中に動的に調整される。例えば、ターゲット白ポイントに関連した色度値は、周囲光の色及び輝度に基づいてシフトする。従って、低光モードの白ポイントは、ペーパーモードの白ポイントとは異なり、及び／又は明光モードの白ポイントとも異なる。低光モードの白ポイントは、ユーザの好みに基づいて決定され（例えば、ユーザにより手動でセットされ）、及び／又は他の情報に基づいて決定される。
必要に応じて、低光モードの白ポイントは、人間の概日リズムに対する有益な効果を達成するように調整される。人間の概日系統は、異なる光波長に対して異なる応答をする。例えば、ユーザが特定範囲内のピーク波長を有する青い光に曝されると、ユーザの概日系統が活性化され、そしてメラトニンの発生が抑制される。他方、ユーザがこの波長範囲外の光に曝されるか、又は青い光が抑制されるときには（例えば、赤い光に比して）、ユーザのメラトニン発生が高まり、夜間であることを身体に知らせる。
従来のディスプレイは、人間の概日リズムのスペクトル感度を考慮していない。例えば、あるディスプレイは、１日の時刻に関わらず概日系統をトリガーするスペクトル特性を有する光を放射し、これは、次いで、睡眠の質に悪影響を及ぼす。
対照的に、周囲光がレベルＬ１より下がったときに（例えば、夜にユーザが屋内にいるときに）ディスプレイを低光モードで動作することにより、ディスプレイ１４の中性ポイントは、暗い周囲光条件において暖色系となる（例えば、スペクトルの黄色部分への傾向となる）。従って、ユーザが夕刻に家にいる（例えば、暖色系の周囲光で読書している）ときには、ディスプレイ１４から放射される青い光は、ディスプレイが周囲光条件に適応するときに抑制される。青い光の減少は、次いで、ユーザのメラトニン発生の抑制を減少し（又はあるシナリオでは、ユーザのメラトニン発生を高め）、良い睡眠を促進する。
しかしながら、これは、単なる例示に過ぎない。一般的に、ディスプレイ１４の白ポイント、及びディスプレイ１４により表示される中性色の特性は、低光モードにおいて望ましい形態で調整される。外部光源からの周囲光は、ユーザの視覚の色彩適応に著しい効果を与えるほど充分に明るいものではないから、ディスプレイ１４の色及び輝度は、自由に調整される（例えば、ユーザの好みに基づき、１日の時刻に基づき、等々）。図８に示すように、Ｌ１より低い周囲光レベルにおけるディスプレイ１４の輝度は、Ｌ１より低い周囲光レベルにおけるペーパーの輝度より高い。
明るい周囲光（例えば、屋外、直射日光、等）では、ディスプレイ１４の動作モードをペーパーモードから異なる動作モードへ変更することも望まれる。例えば、Ｌ２より上の周囲光レベルでは、ペーパーの輝度は、Ｄ２を越えるが、ペーパーの見掛けに一致させるためにディスプレイ１４で輝度Ｄ２を越えることは望ましくなく又は実際的でない。むしろ、ディスプレイコントロール回路３０は、表示画像の輝度及びコントラストを高めることにより読み易さを最大にするようにディスプレイ１４を動作する。あるシナリオでは、これは、周囲光レベルがＬ２を越えるときにＤ２以下の輝度レベルでディスプレイ１４を動作することを含む。Ｄ２は、約２４０ ｎｉｔ、約２５０ ｎｉｔ、約２３０ ｎｉｔ、２３０ ｎｉｔより低い、又は２３０ ｎｉｔより高い。
図９は、周囲光条件に基づきディスプレイ１４からの出力を調整するのに含まれる例示的ステップのフローチャートである。
ステップ３００において、ディスプレイコントロール回路３０は、ディスプレイ１４により表示されるべき表示色を指示する到来ピクセル値を受け取る。これは、例えば、表示データのフレームにおいてピクセルにより表示されるべき色に対応する赤、緑及び青のピクセル値（ＲＧＢ値又はデジタルディスプレイコントロール値とも称される）を含む表示データのフレームを受け取ることを含む。
ステップ３０２において、ディスプレイコントロール回路３０は、図６の色感知光センサ４２のような１つ以上の光センサ（例えば、周囲光センサ、光メータ、カラーメータ、色温度計、及び／又は他の光センサ）からの光情報を収集する。これは、例えば、光センサ４２を使用して周囲光の輝度及び色特性を測定することを含む。
ステップ３０４において、ディスプレイコントロール回路３０は、周囲光の輝度に基づいて表示モードを決定する。周囲光レベルがスレッシュホールド輝度より低い（例えば、図８の照度値Ｌ１より低い）ときには、ディスプレイコントロール回路３０は、ディスプレイ１４を低光モードにセットし、そして処理は、ステップ３０６へ進む。
ステップ３０６において、ディスプレイコントロール回路３０は、ディスプレイ１４を低光モードで動作する。低光モードでは、ディスプレイ１４から放射される光が、ユーザ付近の主たる照明源であり、適応すべき外部照明源はない。ステップ３０６は、ディスプレイ１４のターゲット白ポイントに関連した色度値を調整することを含む。低光モードでは、ディスプレイ１４のターゲット白ポイントは、望ましい白ポイントにセットされ、そして表示輝度レベルは、暗い照明条件でも読み易さを保証するために望ましい最小値以上に（例えば、図８の輝度値Ｄ１より高く）保持される。低光モードの白ポイントは、ユーザの好みに基づいて決定され（例えば、ユーザにより手動でセットされ）、及び／又は他の情報に基づいて決定される。
必要に応じて、低光モードの白ポイントは、人間の概日リズムに対する有益な効果を達成するように調整される。これは、例えば、薄暗い周囲光条件においてディスプレイ１４の中性ポイントをより暖色系となるように調整することを含む（例えば、スペクトルの黄色部分への傾向となる）。低光モードの中性ポイントは、ディスプレイ１４から放射される光が典型的な屋内光源の色及び輝度特性に一致するように（例えば、白熱電灯又は他の望ましい光源の見掛けを模擬するように）調整される。従って、ユーザが夕刻に家にいる（例えば、暖色系の周囲光で読書している）ときには、ディスプレイ１４から放射される青い光は、ディスプレイが周囲光条件に適応するときに抑制される。青い光の減少は、次いで、ユーザのメラトニン発生の抑制を減少し（又はあるシナリオでは、ユーザのメラトニン発生を高め）、良い睡眠を促進する。
しかしながら、これは、単なる例示に過ぎない。一般的に、ディスプレイ１４の白ポイント、及びディスプレイ１４により表示される中性色の特性は、低光モードにおいて望ましい形態で調整される。外部光源からの周囲光は、ユーザの視覚の色彩適応に著しい効果を与えるほど充分に明るいものではないから、ディスプレイ１４の色及び輝度は、望ましい照明効果を達成するように自由に調整される（例えば、ユーザの好みに基づき、１日の時刻に基づき、等々）。
ステップ３０４において周囲光レベルが所与の値範囲内にある（例えば、図８の照度値Ｌ１とＬ２との間にある）と決定された場合には、ディスプレイコントロール回路３０がディスプレイ１４をペーパーモードにセットし、そして処理はステップ３０８へ進む。
ステップ３０８において、ディスプレイコントロール回路３０は、印刷ペーパーの見掛けを模擬するように表示光を調整する。ユーザが拡散反射物体を認知する仕方は、周囲光の色及び輝度、並びに物体のスペクトル反射率に依存するが、ディスプレイコントロール回路３０は、ステップ３０２で収集された周囲光の輝度及び色情報に基づくと共に、ディスプレイ１４が再現しようとする色の既知の反射率振舞いに基づいて（例えば、ステップ３００で受け取られるピクセルデータに基づくと共に、記憶されたスペクトル反射データに基づいて）表示光を調整する。
異なる色の反射率振舞いを示す反射率情報は、電子装置１０（例えば、記憶及び処理回路４０）に記憶され、そしてステップ３０８において表示光をどのように調整すべきか決定するのに使用される。例えば、印刷ペーパー断片上の赤い画像から反射する光は、第１形式の発光体のもとでの第１の色特性及び第２形式の発光体のもとでの第２の色特性を有する。この形式のスペクトル反射情報を使用して、ディスプレイコントロール回路３０は、所与の発光体のもとで拡散反射物体を模擬するように表示色をどのように調整すべきか決定する。これは、例えば、第１組のＲＧＢピクセル値を使用して第１の発光体のもとで所与の画像を表示すること、及び第２組のＲＧＢピクセル値を使用して第２の発光体のもとで同じ画像を表示することを含む。第１及び第２の発光体は、同じ輝度を有するが、若干異なる色特性を有し、これは、センサ４２により検出されそしてステップ３０８で考慮される。
ステップ３０４において、周囲光レベルが所与のスレッシュホールド（例えば、図８の輝度値Ｌ２）を越えると決定された場合には、ディスプレイコントロール回路３０は、ディスプレイ１４を明光モードにセットし、そして処理は、ステップ３１０へ進む。
ステップ３１０において、ディスプレイコントロール回路３０は、ディスプレイ１４上の画像のコントラスト及び輝度を高めることで読み易さを最大にするように表示光を調整する。
一実施形態によれば、ディスプレイの表示ピクセルのアレイに画像を表示する方法において、ディスプレイコントロール回路で、ディスプレイにより発生されるべき色を示すピクセルデータを得；色感知光センサで、周囲光の色及び強度を決定し；記憶されたスペクトル反射データを使用してディスプレイにより発生されるべき色のターゲット反射率特性を決定し、そのターゲット反射率特性は、周囲光の色及び強度に特有のものであり；及びディスプレイコントロール回路で、周囲光の色、周囲光の強度、ディスプレイにより発生されるべき色、及びターゲット反射率特性に基づいてピクセルデータを調整する；ことを含む方法が提供される。
別の実施形態によれば、前記スペクトル反射データは、ペーパーに印刷される色の反射スペクトルを表す。
別の実施形態によれば、前記方法は、調整されたピクセルデータを表示ピクセルのアレイに与え；及び表示ピクセルのアレイで、その調整されたピクセルデータを受け取るのに応答して色を発生する；ことを含む。
別の実施形態によれば、表示ピクセルのアレイにより発生される色は、ペーパーに印刷される色の見掛けを模擬する。
別の実施形態によれば、前記方法は、前記色感知光センサで、周囲光の強度がスレッシュホールド強度より低いことを検出し；及び前記ディスプレイコントロール回路で、周囲光の強度がスレッシュホールド強度より低いことを検出するのに応答して、表示モードを第１の動作モードから第２の動作モードへ切り換える；ことを含む。
別の実施形態によれば、前記表示モードを第１の動作モードから第２の動作モードへ切り換えることは、ディスプレイの白ポイントを調整することを含む。
別の実施形態によれば、前記ディスプレイの白ポイントを調整することは、ユーザの好みに基づいてディスプレイの白ポイントを調整することを含む。
別の実施形態によれば、前記ディスプレイの白ポイントを調整することは、ディスプレイの白ポイントを第１の白ポイントから第２の白ポイントへシフトすることを含む。
別の実施形態によれば、第２の白ポイントは、第１の白ポイントよりも黄色に近い。
別の実施形態によれば、ディスプレイが第２の動作モードで動作するときにディスプレイから放射される光は、白熱光源から放射される光の見掛けを模擬する。
一実施形態によれば、表示ピクセルのアレイを有するディスプレイと、周囲光の色及び強度を測定する色感知光センサと、表示ピクセルのアレイにより発生されるべき色を示すピクセルデータを得、そして周囲光の色、周囲光の強度、及び表示ピクセルのアレイにより発生されるべき色に基づいてピクセルデータを調整するディスプレイコントロール回路とを備えた電子装置が提供される。
別の実施形態によれば、ディスプレイコントロール回路は、複数の色についてのスペクトル反射情報を記憶し、そしてディスプレイコントロール回路は、そのスペクトル反射情報に基づいてピクセルデータを調整する。
別の実施形態によれば、表示ピクセルのアレイにより発生される色は、ペーパーに印刷される色の見掛けを模擬する。
別の実施形態によれば、ディスプレイは、異なる表示モードで動作でき、ディスプレイコントロール回路は、周囲光の強度に基づきどのモードでディスプレイを動作するか決定し、そしてディスプレイのターゲット白ポイントは、表示モードごとに異なる。
別の実施形態によれば、ディスプレイコントロール回路は、周囲光の強度が第１のスレッシュホールド強度より低いときには第１の表示モードで、周囲光の強度が第１のスレッシュホールド強度と第２のスレッシュホールド強度との間であるときには第２の表示モードで、そして周囲光の強度が第２のスレッシュホールド強度より高いときには第３の表示モードで、ディスプレイを動作する。
一実施形態によれば、ディスプレイの表示ピクセルのアレイに画像を表示する方法において、ディスプレイコントロール回路で、ディスプレイを第１の表示モードで動作することを含み、該第１の表示モードでのディスプレイの動作は、ペーパーに印刷される色の見掛けを模擬するように色を表示することを含み；及びディスプレイコントロール回路で、ディスプレイを第２の表示モードで動作することを含み、該第２の表示モードでのディスプレイの動作は、白熱光源を模擬するようにディスプレイから放射される光の色を調整することを含む。
別の実施形態によれば、前記方法は、色感知周囲光センサで、周囲光の強度を決定し；及びディスプレイコントロール回路で、ディスプレイを第１表示モードで動作するか又は第２表示モードで動作するかを周囲光の強度に基づいて決定する；ことを含む。
別の実施形態によれば、前記方法は、周囲光の強度がスレッシュホールド強度より高いとの決定に応答して、ディスプレイを第１の表示モードで動作することを含む。
別の実施形態によれば、前記方法は、周囲光の強度がスレッシュホールド強度より低いとの決定に応答して、ディスプレイを第２の表示モードで動作することを含む。
別の実施形態によれば、前記方法は、ディスプレイのターゲット白ポイントを第１の表示モードにおいて第１組の色度座標にセットし；及びディスプレイのターゲット白ポイントを第２の表示モードにおいて第２組の色度座標にセットする；ことを含み、前記第２組の色度座標は、前記第１組の色度座標とは異なる。
以上、本発明の原理を例示したが、当業者であれば、本発明の範囲及び精神から逸脱せずに種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。以上の実施形態は、個々に具現化されてもよいし、又は組み合わせて具現化されてもよい。
１０：電子装置
１２：ハウジング
１２Ａ：上部
１２Ｂ：下部
１４：ディスプレイ
１８：キーボード
２０：タッチパッド
２２：ボタン
２４：スピーカポート
２６：スタンド
３２：入力／出力回路
３４：通信装置
３６：入力／出力装置
３８：センサ
４０：ストレージ及び処理回路
４２：色感知光センサ
１１８：ゲートドライバ
１２０：列ドライバ
１２４：グラフィック処理ユニット
１２６：タイミングコントローラ

Claims (20)

  1. ディスプレイの表示ピクセルのアレイに画像を表示する方法において、
    ディスプレイコントロール回路で、前記ディスプレイにより発生されるべき色を示すピクセルデータを得；
    色感知光センサで、周囲光の色及び強度を決定し；
    記憶されたスペクトル反射データを使用して前記ディスプレイにより発生されるべき色のターゲット反射率特性を決定し、そのターゲット反射率特性は、周囲光の色及び強度に特有のものであり；及び
    前記ディスプレイコントロール回路で、周囲光の色、周囲光の強度、ディスプレイにより発生されるべき色、及びターゲット反射率特性に基づいてピクセルデータを調整する；
    ことを含む方法。
  2. 前記スペクトル反射データは、ペーパーに印刷される色の反射スペクトルを表す、請求項１に記載の方法。
  3. 前記調整されたピクセルデータを前記表示ピクセルのアレイに与え；及び
    前記表示ピクセルのアレイで、前記調整されたピクセルデータを受け取るのに応答して色を発生する；
    ことを更に含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記表示ピクセルのアレイにより発生される色は、ペーパーに印刷される色の見掛けを模擬する、請求項３に記載の方法。
  5. 前記色感知光センサで、周囲光の強度がスレッシュホールド強度より低いことを検出し；及び
    前記ディスプレイコントロール回路で、周囲光の強度がスレッシュホールド強度より低いことを検出するのに応答して、表示モードを第１の動作モードから第２の動作モードへ切り換える；
    ことを更に含む請求項１に記載の方法。
  6. 前記表示モードを第１の動作モードから第２の動作モードへ切り換えることは、ディスプレイの白ポイントを調整することを更に含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記ディスプレイの白ポイントを調整することは、ユーザの好みに基づいてディスプレイの白ポイントを調整することを含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記ディスプレイの白ポイントを調整することは、ディスプレイの白ポイントを第１の白ポイントから第２の白ポイントへシフトすることを含む、請求項６に記載の方法。
  9. 前記第２の白ポイントは、前記第１の白ポイントよりも黄色に近い、請求項８に記載の方法。
  10. 前記ディスプレイが第２の動作モードで動作するときに前記ディスプレイから放射される光は、白熱光源から放射される光の見掛けを模擬する、請求項５に記載の方法。
  11. 表示ピクセルのアレイを有するディスプレイと；
    周囲光の色及び強度を測定する色感知光センサと；
    表示ピクセルのアレイにより発生されるべき色を示すピクセルデータを得、そして周囲光の色、周囲光の強度、及び表示ピクセルのアレイにより発生されるべき色に基づいてピクセルデータを調整するディスプレイコントロール回路と；
    を備えた電子装置。
  12. 前記ディスプレイコントロール回路は、複数の色についてのスペクトル反射情報を記憶し、そして前記ディスプレイコントロール回路は、そのスペクトル反射情報に基づいてピクセルデータを調整する、請求項１１に記載の電子装置。
  13. 前記表示ピクセルのアレイにより発生される色は、ペーパーに印刷される色の見掛けを模擬する、請求項１２に記載の電子装置。
  14. 前記ディスプレイは、異なる表示モードで動作でき、前記ディスプレイコントロール回路は、周囲光の強度に基づきどのモードでディスプレイを動作するか決定し、そして前記ディスプレイのターゲット白ポイントは、表示モードごとに異なる、請求項１１に記載の電子装置。
  15. 前記ディスプレイコントロール回路は、周囲光の強度が第１のスレッシュホールド強度より低いときには第１の表示モードで、周囲光の強度が第１のスレッシュホールド強度と第２のスレッシュホールド強度との間であるときには第２の表示モードで、そして周囲光の強度が第２のスレッシュホールド強度より高いときには第３の表示モードで、前記ディスプレイを動作する、請求項１４に記載の電子装置。
  16. ディスプレイの表示ピクセルのアレイに画像を表示する方法において、
    ディスプレイコントロール回路で、ディスプレイを第１の表示モードで動作することを含み、該第１の表示モードでのディスプレイの動作は、ペーパーに印刷される色の見掛けを模擬するように色を表示することを含み；及び
    ディスプレイコントロール回路で、ディスプレイを第２の表示モードで動作することを含み、該第２の表示モードでのディスプレイの動作は、白熱光源を模擬するようにディスプレイから放射される光の色を調整することを含む、方法。
  17. 色感知周囲光センサで、周囲光の強度を決定し；及び
    ディスプレイコントロール回路で、ディスプレイを第１表示モードで動作するか又は第２表示モードで動作するかを周囲光の強度に基づいて決定する；
    ことを含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 周囲光の強度がスレッシュホールド強度より高いとの決定に応答して、前記ディスプレイを第１の表示モードで動作することを含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 周囲光の強度がスレッシュホールド強度より低いとの決定に応答して、前記ディスプレイを第２の表示モードで動作することを含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記ディスプレイのターゲット白ポイントを第１の表示モードにおいて第１組の色度座標にセットし；及び
    前記ディスプレイのターゲット白ポイントを第２の表示モードにおいて第２組の色度座標にセットする；
    ことを含み、前記第２組の色度座標は、前記第１組の色度座標とは異なる、請求項１６に記載の方法。
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