JP2021039278A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディスプレイの使用環境が明るい状況において、消費電力の上昇を抑えつつ、映像の視認性を確保可能な表示装置を実現する。【解決手段】ディスプレイ11を有する表示部1と、照度情報取得部21および補正部25を有する制御部2とを備える表示装置において、照度情報取得部21が外部のセンサV2によりディスプレイ11の使用環境の照度の情報を取得し、当該照度が所定の値以上の場合に、補正部25が映像信号の補正を行う。補正部25は、補正を行う場合、ディスプレイ11に表示される映像のうちユーザへの伝達の優先度が高い高優先部の輝度を維持しつつ、当該優先度が低い低優先度の一部または全部の輝度を小さくするように映像信号を補正する。【選択図】図2
Description
本発明は、表示装置に関する。
近年、OLED(有機発光ダイオード)を各種映像の表示に用いる表示装置が知られている。ここで、OLEDは、累積発光時間や駆動電流量等の影響により、発光効率が低下し、駆動条件が同一であっても発光輝度が徐々に低下する特性を示す。そのため、この種の表示装置では、OLEDの劣化抑制の観点から消費電力を低減することが求められる。このような表示装置としては、例えば、特許文献1に記載のものが挙げられる。
特許文献1に記載の表示装置は、OLEDディスプレイと、外部からの映像信号に基づきOLEDディスプレイへの印加電圧の制御を行う電圧制御部と、電圧制御部からの出力信号のデジタル/アナログ変換後にOLEDディスプレイへ出力するDACとを備える。この表示装置では、電圧制御部は、映像入力信号に基づいて1フレーム毎に輝度積算値を算出した後、当該輝度積算値に応じてゲインを算出すると共に、当該ゲインに基づいて印加電圧の制御を行う。
上記の表示装置は、映像信号に基づいて表示される映像が明るい場合には、DACからOLEDディスプレイに出力されるアナログ信号の振幅を小さくする制御を行うことで、OLEDディスプレイの駆動電流ひいては消費電力を低減可能な構成になっている。
また、この種の表示装置の分野では、例えば外光が入射した場合でも映像の視認性を確保する目的で、OLEDディスプレイの使用環境の明るさに応じて、表示される映像の輝度を調整する機能が求められることがある。例えば、特許文献1に記載の表示装置では、携帯電話機とされた場合、OLEDディスプレイの表示面側に搭載されるカメラの露光時間等により周囲の明るさを推定し、使用環境が明るい場合には、OLEDディスプレイの印加電圧を大きくする制御を行う。
しかしながら、OLEDディスプレイを構成する各画素の印加電圧を単に大きくする制御を行った場合には、映像の輝度が大きくなり、映像の視認性を確保できる一方で、消費電力が上昇してしまい、OLEDの劣化が促進されてしまう。
また、表示される映像には、文字や数値などといったユーザへの伝達の優先度が高いものと、背景や図形といったユーザへの伝達の優先度が低いものとがあり、特に前者の視認性を確保することが求められる。
本発明は、上記の点に鑑み、使用環境が明るい場合において、消費電力の上昇を低減しつつも、映像の視認性、特に映像のうちユーザへの伝達の優先度が高い部分の視認性を確保可能な構成とされた表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の表示装置は、映像を表示するディスプレイ(11)を有する表示部(1)と、ディスプレイの周囲の明るさに応じた信号を出力する外部のセンサ(V2)からディスプレイの周囲の照度の情報を取得する照度情報取得部(21)、および外部から入力される映像信号を補正する補正部(25)を有してなる制御部(2)と、を備え、映像のうちユーザへの伝達の優先度が高い部分を高優先部(P1)とし、高優先部よりも優先度が低い部分を低優先部(P2)として、補正部は、照度が所定の値以上の場合には、高優先部の輝度を維持しつつ、低優先部の一部または全部の輝度が小さくなるように映像信号の補正を行う。
これによれば、外部のセンサからディスプレイの周囲の照度の情報を取得し、当該照度が所定の値以上の場合には、ディスプレイに表示される映像のうちユーザへの伝達の優先度が高い高優先部の視認性を確保するための補正を行う構成とされた表示装置となる。具体的には、補正部は、ディスプレイの周囲の照度が所定の値以上の場合、高優先部の輝度を維持しつつ、高優先部よりもユーザへの伝達度が低い低優先部の一部または全部の輝度を小さくするように映像信号の補正を行う。そのため、ディスプレイの周囲が明るい状況において、消費電力の上昇を抑えつつ、映像の視認性、特に高優先部の視認性を確保できる表示装置となる。
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
(実施形態)
実施形態に係る表示装置S1について、図1〜図5を参照して説明する。表示装置S1は、例えば、屋外のように周囲の明るさの変動が大きい環境において使用されると好適である。本明細書では、例えば図1に示すように、自動車等の移動体Vに表示装置S1が搭載された場合を代表例として説明するが、この車載用途に限定されない。
実施形態に係る表示装置S1について、図1〜図5を参照して説明する。表示装置S1は、例えば、屋外のように周囲の明るさの変動が大きい環境において使用されると好適である。本明細書では、例えば図1に示すように、自動車等の移動体Vに表示装置S1が搭載された場合を代表例として説明するが、この車載用途に限定されない。
(概要)
表示装置S1は、例えば図2に示すように、表示部1と、制御部2とを備える。表示装置S1は、例えば、図示しないネットワークを介して他の車載装置に接続され、表示部1に他の車載装置に対応する各種映像を表示する。表示装置S1は、例えば、移動体Vに搭載される外部の車載センサV2から表示部1が配置される環境の照度情報(明るさ)を取得し、周囲環境の明るさに応じて、表示部1の駆動条件を補正する構成とされている。
表示装置S1は、例えば図2に示すように、表示部1と、制御部2とを備える。表示装置S1は、例えば、図示しないネットワークを介して他の車載装置に接続され、表示部1に他の車載装置に対応する各種映像を表示する。表示装置S1は、例えば、移動体Vに搭載される外部の車載センサV2から表示部1が配置される環境の照度情報(明るさ)を取得し、周囲環境の明るさに応じて、表示部1の駆動条件を補正する構成とされている。
具体的には、表示装置S1は、周囲環境の明るさに応じて、表示部1に表示される映像のうち文字や数値といったユーザへの伝達の優先度が高い情報部分の輝度を維持しつつ、他の部分の一部または全部の輝度を小さくする制御を行う。これにより、表示装置S1は、消費電力の上昇を抑えつつも、映像のうちユーザへの伝達優先度の高い部分と他の部分との輝度比、すなわちコントラスト比を所定以上とすることで、特に伝達優先度の高い部分の視認性を確保可能な構成とされている。
なお、他の車載装置とは、例えば、カーナビゲーション装置、カーエアコン、各種メータ装置、車載カメラやオーディオ装置等の車両に搭載され得る電子装置であるが、これらに限定されるものではない。
車載センサV2は、表示装置S1とは別体であり、表示部1が搭載された環境の明るさ、すなわち照度に対応する信号を制御部2に出力するセンサである。車載センサV2は、例えば任意の照度センサとされ、照度情報の精度ひいては表示装置S1の補正精度を向上させる観点から、表示部1の近傍に配置されることが好ましい。逆に言うと、表示部1は、車載センサV2の近傍に配置されることが好ましい。
(構成要素)
表示部1は、車載用途の場合には、図示しない他の車載装置に対応する各種映像、例えば、限定するものではないが、メータのスピード表示、インジケータ表示、カーエアコンの操作画面における各種情報などを表示する表示体である。表示部1は、例えば図2に示すように、各種映像を表示するディスプレイ11と、駆動回路12とを有してなる。
表示部1は、車載用途の場合には、図示しない他の車載装置に対応する各種映像、例えば、限定するものではないが、メータのスピード表示、インジケータ表示、カーエアコンの操作画面における各種情報などを表示する表示体である。表示部1は、例えば図2に示すように、各種映像を表示するディスプレイ11と、駆動回路12とを有してなる。
ディスプレイ11は、例えば図1に示すように、移動体V(車両)のインストルメントパネルV1に搭載されるが、この搭載位置に限定されない。表示部1は、例えば、センターインフォメーションディスプレイ(CID)、各種メータを表示するメータ表示体や電子ミラー等として用いられる。ディスプレイ11は、OLEDディスプレイとされ、湾曲板状や平板状等の任意の形状で搭載される。
なお、OLEDディスプレイは、例えば、可撓性のある任意の基板上にOLEDとその駆動用のTFT(薄膜トランジスタ)が積層されてなる。可撓性のある任意の基板は、可撓性を有する材料、例えば、ポリイミド等の樹脂材料によりなるフィルムやフレキシブルガラス等により構成される。任意の基板には、例えば、水分や酸素の透過率が小さい無機材料等によりバリア層が形成され、その上にTFTとOLEDとが積層される。OLEDは、例えば、一対の電極間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などが順次積層されてなり、電圧を印加することで発光する構成とされる。OLEDディスプレイは、OLEDで構成された、例えば赤色、緑色および青色の発光色の異なる3つの副画素を有してなる主画素が、平面視にてある一方向および当該一方向に直交する直交方向に沿って繰り返し配列されてなる。TFTは、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を備え、ゲート電極の電圧調整により電流のオンオフを制御可能な素子であり、OLEDの駆動制御等に用いられる。OLEDやTFT並びにOLEDディスプレイの構成やこれらの材料などについては、公知であるため、本明細書ではそれらの詳細の説明を省略する。OLEDの構成については、上記の例に限られず、任意の構成が採用され得る。
駆動回路12は、図示しない配線によりディスプレイ11および制御部2に接続されており、例えば図2に示すように、制御部2からの映像信号が入力されると、当該映像信号に対応する駆動信号をディスプレイ11に出力する。駆動回路12は、例えば、図示しない任意の回路基板上にCPU、ROM、RAMやI/O等が搭載されてなる電子制御ユニットである。
制御部2は、駆動回路12と同様に、図示しない任意の回路基板上にCPU、ROM、RAMやI/O等が搭載されてなる電子制御ユニットであり、図示しない任意の外部電源に接続されている。制御部2は、例えば図2に示すように、照度情報取得部21、記憶部22、コンテンツ分類部23、補正演算部24および補正部25を有してなる。制御部2は、外部からの映像信号が入力されると共に、照度情報取得部21で取得した周囲環境の照度情報に基づき、当該映像信号を補正し、補正後の映像信号を表示部1に出力する。制御部2は、図示しない集積回路(IC)を備え、表示部1の周囲環境の明るさに応じて、ディスプレイ11での映像表示のための映像信号を補正する役割を果たすものであり、「描画IC」とも称され得る。制御部2は、例えば、図示しない他の車載装置やその制御ECU等にも接続されており、他の車載装置から映像信号や他の各種信号が入力される。
照度情報取得部21は、外部の車載センサV2からディスプレイ11の周囲環境の照度情報を取得する。照度情報取得部21は、例えば、車載センサV2からの出力信号に応じた電気信号を補正演算部24に出力する。照度情報取得部21からの出力信号(以下、便宜的に「照度信号」という)は、補正演算部24における補正量の演算に用いられる。
記憶部22には、コンテンツ分類部23、補正演算部24や補正部25で実行される各種プログラムや各種データが予め格納されている。これらの各種プログラムや各種データは、必要に応じて、図示しないCPUにより読み込まれ、または実行される。
コンテンツ分類部23は、ディスプレイ11に表示される映像のうち文字や数字などのユーザへの伝達優先度が高い部分と、背景や図形などのユーザへの伝達優先度が低い部分とを分類する。
以下、説明の簡略化のため、便宜的に、映像のうちユーザへの伝達の優先度が高い部分を「高優先部」と称し、ユーザへの伝達の優先度が低い部分を「低優先部」と称する。
高優先部としては、車載用途の場合、例えば、車両の速度、カーエアコンの設定温度や風量、外気温、ナビゲーション装置におけるメッセージなどが挙げられ、文字、数字および記号のいずれか1つを含むテキスト情報とされる。低優先部としては、高優先部とは異なるもの、例えば、映像のうち背景部分や高優先部を囲む図形などのようにそれ自体に情報が含まれないものが挙げられる。高優先部は、後述するAPLの値にもよるが、少なくともディスプレイ11の周囲環境の照度が所定以上の場合には、低優先部よりも高い輝度で表示される。
なお、「ディスプレイ11の周囲環境の照度が所定以上の場合」とは、例えばディスプレイ11のうち映像が表示される面(映像表示面)に直射日光が入射した状況などのように、映像の視認性が低下する程度の外光が映像表示面に照射されている場合を意味する。この所定以上の照度についての閾値は、例えば限定するものではないが、ディスプレイ11の映像表示面の照度として、250ルクス以上となる外光の光量として設定され得る。この閾値は、ディスプレイ11の映像表示面の反射率により変わるため、上記の数値に限定されるものではなく、適宜変更され得る。
ディスプレイ11に表示される映像コンテンツが予め決定している場合には、コンテンツ分類部23は、例えば、記憶部22に格納された当該映像コンテンツに対応する分類データに基づいて、高優先部と低優先部とを分類する。コンテンツ分類部23は、高優先部と低優先部とを分類した後、その分類に応じた信号を補正演算部24に出力する。
なお、テキスト情報であっても高優先部と低優先部とに分類されてもよく、この場合には、その優先度の高低のレベルは、例えば、以下のように設定され得る。交通法規や安全に関わる表示内容が最も高いレベルとされ、交通情報等のドライバーの運転行動を支援するための表示内容がこれに続くレベルとされ、エンターテイメント情報等のドライバーが快適に運転行動を行うための表示内容が最も低いレベルに設定され得る。つまり、例えば、車両速度や車両の異常情報等といったユーザの安全に直結する内容については高優先部として分類・設定され、エンターテイメント情報等といったユーザの安全にほとんど影響しない内容については低優先部として分類・設定されてもよい。
補正演算部24は、補正部25が外部からの映像信号を補正する際の補正量を演算する。具体的には、補正演算部24は、映像のうち高優先部を所定以上の輝度に維持しつつ、周囲環境の明るさに応じて、低優先部の輝度を調整する補正量を演算する。補正演算部24は、高優先部と低優先部とのコントラスト比が、ディスプレイ11の周囲が明るいときには大きく、ディスプレイ11の周囲が暗いときには小さくなる補正量を演算する。これにより、外光などによりディスプレイ11の周囲が明るいときには、高優先部の輝度を維持しつつ、低優先部の一部または全部の輝度を下げてコントラスト比を大きくすることで、消費電力の上昇を抑えつつ、高優先部の視認性を確保できる。この補正量の演算の詳細については、後述する。
補正部25は、補正演算部24により演算された補正量に基づき、外部から制御部2に入力される映像信号を補正し、補正後の映像信号を表示部1に出力する。補正部25は、例えば、補正演算部24が演算した補正量と、記憶部22に格納された補正用プログラムとにより映像信号の補正を行う。補正後の映像信号は、表示部1の駆動回路12に出力され、ディスプレイ11の映像表示に用いられる。
以上が、表示装置S1の基本的な構成である。
(補正量の演算)
次に、補正演算部24による補正量の演算について、図3〜図5を参照して説明する。
次に、補正演算部24による補正量の演算について、図3〜図5を参照して説明する。
以下の説明では、分かり易くして理解を助けるため、図4、図5に示すように、映像のうち高優先部が固定されている場合を代表例として説明する。また、図4、図5に示すように、説明の便宜上、ディスプレイ11に表示される映像を「映像P」と称し、映像Pのうち高優先部を「高優先部P1」と称し、低優先部を「低優先部P2」と称する。図4(a)、(b)では、低優先部P2の明るさの違いを表現するため、断面を示すものではないが、低優先部P2にハッチングを施している。
補正演算部24は、例えば、外部からの映像信号に基づいて1フレーム毎のAPL、すなわち1フレームにおける映像全体の平均輝度に相当する値を算出する。このAPLは、例えば図3に示すように、映像Pの輝度調整に用いられるゲインに関連付けされている。
例えば、APLが所定の値a(aは任意の正の数)以下である場合、すなわち映像P全体の明るさが所定以下の場合には高いゲインが算出され、図4(a)に示すように、映像Pは、高優先部P1が最も明るく、低優先部P2が暗い状態となる。なお、このときの高優先部P1の輝度をL1とし、低優先部P2の輝度をL0とすると、輝度の関係は、L1>L0となる。
一方、APLが所定の値b(bはaよりも大きい任意の数)である場合、すなわち映像P全体の明るさが大きくなった場合には低いゲインが算出される。この場合、映像Pは、例えば図4(b)に示すように、高優先部P1の輝度L1を維持したまま、低優先部P2の輝度がL0よりも大きく、かつL1よりも小さいL2の状態となる。
なお、高優先部P1における輝度L1は、APLに基づいて、例えば補正演算部24により決定される。また、低優先部P2における輝度は、ディスプレイ11の周囲環境の照度が所定以下の場合には、APLのみに基づいて決定され、当該照度が所定以上の場合には、例えば、高優先部P1の輝度と、照度に対応した後述するコントラスト比とに基づいて決定される。また、補正演算部24は、コンテンツ分類部23からの信号に基づき、映像Pのうち高優先部P1および低優先部P2を識別し、これらの輝度およびその補正量を演算する。
補正演算部24は、例えば、照度情報取得部21からの照度信号に基づき、ディスプレイ11の周囲環境の照度データを取得すると共に、その照度に合わせた高優先部P1と低優先部P2との輝度のコントラスト比を決定する。例えば、このコントラスト比を決定するためのデータテーブルなどを予め記憶部22に格納しておき、補正演算部24は、照度信号が入力されたときに、当該データテーブルなどを読み込むことで照度に対応したコントラスト比を決定し得る。
なお、高優先部P1と低優先部P2との輝度のコントラスト比は、例えば、図5に示すように、照度に応じて、高優先部P1の視認性を確保するために必要な比率として、照度と関連付けされている。このコントラスト比を決定するためのデータについては、例えば、人の眼による官能評価等の任意の方法により取得できる。
つまり、補正演算部24は、例えば、APLに基づいて高優先部P1の輝度L1を決定し、ディスプレイ11の周囲の照度が所定の値以上の場合には、照度信号に基づいてコントラスト比を決定して、これらの値に基づいて低優先部P2の輝度を算出する。そして、補正演算部24は、高優先部P1および低優先部P2を決定した輝度にするための映像信号の補正量を演算する。
例えば、補正前の映像信号に基づいて算出されたAPLがbである場合において、照度情報取得部21から得られた照度が所定の値以上であるとき、補正演算部24は、映像Pが図4(b)から図4(a)の状態となるように補正量を演算する。この補正量に基づいて補正部25が映像信号を補正することで、ディスプレイ11に表示される映像Pは、高優先部P1の輝度がL1のまま、低優先部P2の輝度がL2からL0に下がり、輝度のコントラスト比が大きくなる。また、高優先部P1の輝度を維持したまま、低優先部P2の輝度を下げる制御が行われるため、消費電力の上昇は起きない。
したがって、ディスプレイ11の周囲が明るくなったとき、高優先部P1の輝度が一定以上に維持しつつも、コントラスト比が大きくなり、消費電力の上昇を抑え、映像のうち特にユーザへの伝達の優先度が高い部分の視認性を確保することができる。
なお、照度情報取得部21から得られた照度が所定の値未満であるとき、補正前の映像信号にもよるが、補正演算部24は、低優先部P2が例えば図4(b)に示すように一定以上の輝度とされるように補正量を演算してもよい。これは、高輝度の高優先部P1に対して、低優先部P2を黒に近い色とすることよりも、低優先部P2を所定以上の輝度とし、黒とは異なる明るい色とすることのほうが、意匠性の観点から好まれる傾向にあるためである。
本実施形態によれば、ディスプレイ11の周囲の明るさに応じて、映像Pのうち高優先部P1の輝度を一定以上に維持しつつ、低優先部P2の輝度を下げ、これらの輝度のコントラスト比を大きくする制御が行われる表示装置S1となる。これにより、ディスプレイ11の周囲が明るく、映像Pが見えづらい状況になったとしても、消費電力の上昇を抑えつつ、映像Pの視認性、特に高優先部P1の視認性を向上させることが可能となる。
(他の実施形態)
本発明は、実施例に準拠して記述されたが、本発明は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範疇や思想範囲に入るものである。
本発明は、実施例に準拠して記述されたが、本発明は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範疇や思想範囲に入るものである。
(1)例えば、上記実施形態では、制御部2が、周囲が明るいときには、映像のうち低優先部の全部の領域について輝度を下げることでコントラスト比を大きくし、高優先部の視認性を確保する制御を行う例について説明した。しかしながら、表示装置S1は、ディスプレイ11の周囲が明るくなったときに、消費電力の上昇を抑えつつも、高優先部の視認性を確保できる構成であればよく、上記の制御に限定されない。
具体的には、制御部2は、低優先部の全域ではなく、一部の領域の輝度を下げる制御を実行してもよい。例えば、制御部2は、低優先部のうち高優先部に隣接する部分を含む所定の範囲のみ輝度を下げる制御を実行してもよい。このような制御によっても、消費電力の上昇抑制と高優先部の視認性確保とを両立可能な表示装置S1となる。
(2)上記実施形態では、ディスプレイ11の環境の照度に応じた信号を出力する車載センサV2(照度センサ)を表示装置S1と別体とされた例について説明したが、当該センサが制御部2に内蔵されてもよい。この場合、制御部2は、ディスプレイ11の近傍に配置されることが好ましい。
1 表示部
11 ディスプレイ
2 制御部
21 照度情報取得部
25 補正部
P1 高優先部
P2 低優先部
V 移動体(自動車)
V2 車載センサ(照度センサ)
11 ディスプレイ
2 制御部
21 照度情報取得部
25 補正部
P1 高優先部
P2 低優先部
V 移動体(自動車)
V2 車載センサ(照度センサ)
Claims (5)
- 映像を表示するディスプレイ(11)を有する表示部(1)と、
前記ディスプレイの周囲の明るさに応じた信号を出力する外部のセンサ(V2)から前記ディスプレイの周囲の照度の情報を取得する照度情報取得部(21)、および外部から入力される映像信号を補正する補正部(25)を有してなる制御部(2)と、を備え、
前記映像のうちユーザへの伝達の優先度が高い部分を高優先部(P1)とし、前記高優先部よりも前記優先度が低い部分を低優先部(P2)として、
前記補正部は、前記照度が所定の値以上の場合には、前記高優先部の輝度を維持しつつ、前記低優先部の一部または全部の輝度が小さくなるように前記映像信号の補正を行う、表示装置。 - 前記補正部は、前記照度が所定の値以上の場合には、前記低優先部のうち前記高優先部に隣接する部分を含む一部の領域の輝度が小さくなるように前記映像信号の補正を行う、請求項1に記載の表示装置。
- 前記高優先部は、文字、数字、記号のいずれか1つを含むテキスト情報であり、
前記低優先部は、テキスト情報とは異なるものである、請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記ディスプレイは、OLEDディスプレイである、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の表示装置。
- 前記表示部および前記制御部は、自動車(V)に搭載されており、
前記センサは、前記自動車に搭載された照度センサである、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の表示装置。
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2019
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