JP5153182B2

JP5153182B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP5153182B2
Application number: JP2007086478A
Authority: JP
Inventors: 隆一郎礒部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: JP2008242354A

Description

本発明は光強度センサを有する表示装置に関する。

近年、携帯電話やミュージックプレイヤーなど小型フラットパネルディスプレイを備えた携帯機器の普及が進みつつある。このような携帯機器は真夏の直射日光下など非常に環境照度の大きい場所で使われることがあり、搭載されるフラットパネルディスプレイにも高輝度で画像を表示することが求められる。一方、室内の利用時においてはこのような高輝度での表示は必要がない。このため低消費電力等の観点から周囲の環境照度に応じてディスプレイの輝度を調整することを特徴とした表示装置が特許文献１において開示されている。

特開平５−２４１５１２号公報

屋外での利用が想定される携帯機器では、外光による画質への妨害を防ぐために反射防止膜を最表面に施すことがあり得る。このような反射防止膜は人間の視感度がもっとも高い緑に相当する波長５５０ｎｍ付近の光の反射を抑えるべく設計されることが多く、それ以外の波長の光は反射を防止できないことがあり得る。

そのため、表示画像に反射光の青や紫の成分が重畳されることがあり、表示品位の低下を生じることがあり得る。

また屋外では外光は照度だけでなく色味も変化する。例えば正午近くの太陽光は昼光色や昼白色と呼ばれる色味であるが、夕方は赤みを帯びた光となる。このような場所でディスプレイが表示する白色を観察した場合、人間の視覚は周囲光の色温度に影響される。

そのため、ディスプレイが同じ白色表示を行ったとして周囲光の状況の違いによって不自然な色合いの白色表示として感じる場合があり得る。

本発明はこのような課題を鑑みて行われるものであって、その目的は良好な色味を実現できる表示装置を提供することにある。

上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る表示装置は、
有機ＥＬ素子が表示素子として用いられる表示パネルと、
環境光の赤色成分、緑色成分、青色成分の各色成分の光強度を検出する光強度センサと、を備え、
前記光強度センサが検出した前記環境光の各色成分の光強度を基に、前記表示パネルに入力される各色成分の映像信号が独立に制御され、
前記各色成分の映像信号は、前記表示パネルが白色を表示するときの色温度が、前記表示パネルの表面での前記環境光の反射光の色調を打ち消し、かつ、前記環境光の色温度よりも２５００Ｋから３５００Ｋ高くなるように制御されることを特徴とする。

本発明に係る表示装置は、良好な色味を実現できる。

表示装置の表面における外光の反射に関する波長特性は、表示装置の表面の材質や表面処理により定まる。そのため、外光の分光特性を何らかの形で検出できれば、反射光の分光特性は算出することができる。

本発明は、この知見に基づきなされたものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

＜第１の実施形態＞
本実施形態の表示装置は、自発光型の有機ＥＬ素子を表示素子として基板上に形成されて成る表示装置である。

この表示装置は、図１に示すように、環境光の光強度を検出するＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各色それぞれの光強度センサを備えており、前記光強度センサが検出した情報を基に、複数の色信号が独立に制御される構成とされている。

具体的に云うと、Ｒ光強度センサ１は環境光の赤色成分の光強度に応じたレベルの信号を出力し、この信号はＡ／Ｄ変換機７により赤色信号Ｒｉｎ４に変換されＬＵＴ９に出力される。Ｇ光強度センサ２及びＢ光強度センサ３においても同様にそれぞれ緑色信号Ｇｉｎ５及び青色信号Ｂｉｎ６がＬＵＴ９に出力される。

ＬＵＴ９に出力された情報は、前記ＬＵＴ９で以下のように処理される。

上記のＲＧＢの各色の色信号は、各々の色成分の強度を示すものであり、これを以下の＜数１＞によってＣＩＥ１９３１表色系にて定義されるＸＹＺ表色系に変換する。

なお、＜数１＞中のａ１１からａ３３までの各係数は、Ｒ光強度センサ１、Ｇ光強度センサ２、Ｂ光強度センサ３の分光特性に応じて適切に設定すればよい。

次に、得られたＸＹＺの値を用いて、＜数２＞により色度座標ｘｙｚを求める。

さらに、表示パネル８の表面反射率をｒとし、＜数１＞のＸＹＺの値を用いて、＜数３＞により表示パネル８表面での環境光の反射光Ｘ’Ｙ’Ｚ’の値を求める。

この表面反射による妨害を打ち消すように、ＲＧＢ映像信号の変換係数である変換関数ｆ_r（Ｋ）、ｆ_g（Ｋ）、ｆ_b（Ｋ）を設定する。

ＬＵＴ９において設定された変換関数ｆ_r（Ｋ）、ｆ_g（Ｋ）、ｆ_b（Ｋ）を、表示パネル８に電源を供給する電源装置に出力し、表示パネル８に入力されるＲＧＢ映像信号Ｒｖｉｄｅｏ、Ｇｖｉｄｅｏ、Ｂｖｉｄｅｏを変調する。

すなわち、ＲＧＢ映像信号であるＲｖｉｄｅｏ、Ｇｖｉｄｅｏ、Ｂｖｉｄｅｏを、変換関数ｆ_r（Ｋ）、ｆ_g（Ｋ）、ｆ_b（Ｋ）を用いて、＜数４＞によりそれぞれＲ’ｖｉｄｅｏ、Ｇ’ｖｉｄｅｏ、Ｂ’ｖｉｄｅｏに変換する。

この変換関数ｆ_r（Ｋ）、ｆ_g（Ｋ）、ｆ_b（Ｋ）は、上述したように表面反射による妨害を打ち消すように設定されている。つまり、各色の光強度センサ１〜３が検出した光強度により算出された表示パネル８表面での反射光の色調を打ち消すように、白色表示時の色温度が制御されている。そのため、外光による反射光が存在する場合でも本来表示するべき色味で表示することができる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態の表示装置は、複数の色の光源（図示せず）を内蔵したバックライト１０を備えた背面発光型の表示装置である。

この表示装置は、図２に示すように、環境光の光強度を検出するＲＧＢの各色それぞれの光強度センサを備えており、前記光強度センサが検出した情報を基に複数の色の光源の光強度が独立に変調される構成とされている。

具体的に云うと、表示装置の表示パネル８とバックライト１０とは積層されており、表示パネル８にはＲＧＢ映像信号であるＲｖｉｄｅｏ、Ｇｖｉｄｅｏ、Ｂｖｉｄｅｏが入力され、対応した画像が表示される。

バックライト１０には、内部にＲＧＢ各色に応じた光源がそれぞれ内蔵されており、各光源の強度を変えることでバックライト１０の色温度を変化させることができる。

各光源の強度は、例えばＬＥＤ光源を用いた場合は電流変調によって変化させることができる。そこで、本実施形態の表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、ＬＵＴ９において設定された変換関数ｆ_r（Ｋ）、ｆ_g（Ｋ）、ｆ_b（Ｋ）を、バックライト１０に電源を供給する電源装置に出力する。そして、バックライト１０のＲＧＢ各光源に対応した電源電流１１、１２、１３の電流量を環境光の色温度に応じて変調し、バックライト１０の色温度を調整する。

これにより、バックライト１０中の光源より射出した光は表示パネル８により変調され、本来表示するべき色味で表示することができる。

＜第３の実施形態＞
上記第１、第２の実施形態は、様々な環境光に対応するべくＲＧＢ各色独立した光強度センサを備えた表示装置について説明した。しかし、例えば屋外で利用するのは主に日中になるなど、利用環境がある程度想定でき、環境光の波長特性を仮定できる場合には、図３に示すように想定される環境光に応じた波長特性をもつ光強度センサを一つだけ用い、構造を簡略化してもよい。つまり、光強度センサを少なくとも一つ備えていればよい。

＜第４の実施形態＞
上記第１〜第３の実施形態は、外光による反射光を算出するために光強度センサ及びＡ／Ｄ変換機を備えているが、この構成をそのまま用いて外光の色温度を算出することができる。つまり、光強度センサが検出した環境光のそれぞれの色の光強度を基に前記環境光の色調を算出し、算出された環境光の色調に応じて白色表示時の色温度を制御する。

具体的に云うと、上記＜数２＞により得られたｘｙｚ値と色温度との関係は「色彩工学」（太田登：１９９３，東京大学出版会）に例示されているように１対１に対応するので、光強度センサにより環境光の色温度Ｋを算出する。

次に、ＲＧＢ映像信号であるＲｖｉｄｅｏ、Ｇｖｉｄｅｏ、Ｂｖｉｄｅｏを、上記環境光の色温度Ｋから導かれた変換関数ｆ_r（Ｋ）、ｆ_g（Ｋ）、ｆ_b（Ｋ）を用いて、＜数３＞によりそれぞれＲ’ｖｉｄｅｏ、Ｇ’ｖｉｄｅｏ、Ｂ’ｖｉｄｅｏに変換する。変換関数ｆ_r（Ｋ）、ｆ_g（Ｋ）、ｆ_b（Ｋ）は、Ｒｖｉｄｅｏ、Ｇｖｉｄｅｏ、Ｂｖｉｄｅｏが最大値をとった際に、表示パネル８表面の白色表示の色温度Ｋ’が検出された環境光の色温度Ｋよりも２５００Ｋから３５００Ｋ程度高くなるよう設定する。人間の視覚は環境光の色温度により白色表示の感じ方が変化するが、環境光の色温度に対して２５００Ｋから３５００Ｋ高い色温度での白色表示を観察した場合に良好な白色表示に感じる場合が多いからである。なお、室内での消費電力を抑制するために、低照度の環境では表示輝度を抑制した、変換関数ｆ_r（Ｋ）、ｆ_g（Ｋ）、ｆ_b（Ｋ）を設定してもよい。

次に、想定される全ての環境光のＲＧＢ色信号４、５、６の組み合わせに対して変換係数ｆ_r（Ｋ）、ｆ_g（Ｋ）、ｆ_b（Ｋ）の値を算出し、ＬＵＴ９内のメモリ（図示せず）に保存する。これは出荷前に予め演算しておくことで実際の回路を簡略化するためである。若しくは、ある特定の環境光のＲＧＢ値に応じた計算値の組み合わせを複数用意し、ＬＵＴ９内に設けられた演算器により他の組み合わせを補間により生成してもよい。

なお、上記第１〜第４の実施形態の表示装置の表面に反射防止膜を備えていると、より好ましい。

ＲＧＢ各色それぞれの光強度センサを備えた場合の自発光型の表示装置のブロック図である。ＲＧＢ各色それぞれの光強度センサを備えた場合の背面発光型の表示装置のブロック図である。１つの光強度センサを備えた場合の表示装置のブロック図である。

符号の説明

１Ｒ光強度センサ
２Ｇ光強度センサ
３Ｂ光強度センサ
４赤色信号Ｒｉｎ
５緑色信号Ｇｉｎ
６青色信号Ｂｉｎ
７Ａ／Ｄ変換機
８表示パネル
９ＬＵＴ（ルックアップテーブル）
１０バックライト
１１Ｒ電源電流
１２Ｇ電源電流
１３Ｂ電源電流

Claims

有機ＥＬ素子が表示素子として用いられる表示パネルと、
環境光の赤色成分、緑色成分、青色成分の各色成分の光強度を検出する光強度センサと、を備え、
前記光強度センサが検出した前記環境光の各色成分の光強度を基に、前記表示パネルに入力される各色成分の映像信号が独立に制御され、
前記各色成分の映像信号は、前記表示パネルが白色を表示するときの色温度が、前記表示パネルの表面での前記環境光の反射光の色調を打ち消し、かつ、前記環境光の色温度よりも２５００Ｋから３５００Ｋ高くなるように制御されることを特徴とする表示装置。
前記光強度センサが検出した前記環境光の各色成分の光強度を基に、前記環境光の色調が算出され、
算出された前記環境光の色調を基に、前記環境光の色温度が算出されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記各色成分の映像信号を、前記環境光の反射光に基づいて設定された変換関数にて変換することで、前記環境光の反射光の色調を打ち消すことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
前記表示装置の表面に反射防止膜を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置。