JP2010217771A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境光の色の変化に合わせてユーザーにとって見易い画面を実現可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置であって、第１色の光を発する第１画素回路と、第２色の光を発する第２画素回路と、第３色の光を発する第３画素回路とを有する表示部を備える。また、該画像表示装置は、表示部の周囲における環境光に係る色情報を検出する色検出部と、環境光に係る色情報に応じて、第１、第２、および第３画素回路から発せられる第１、第２、および第３色の光の輝度の比率を設定する設定部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置に関する。

従来より、電流発光を利用した有機ＥＬ(Electroluminescence)素子を備える画像表示装置が知られている。この画像表示装置では、そこに使われている薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）および有機ＥＬ素子の温度特性により、有機ＥＬパネルの温度が変化すると発光輝度が変化する。また、有機ＥＬ素子を長時間発光させることによっても発光輝度が変化する。

この問題に対して、発光輝度の検出結果に応じて発光素子に供給する電流量を調整することで、有機ＥＬ表示装置の輝度の変化を補償する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。また、画素回路の電極に印加される所定の調整用輝度信号に呼応してアノード電極に流れる電流を検出し、その検出結果（検出電流値）と予め規定された基準電流値とを比較して、発光輝度の調整を行う技術も提案されている（例えば、特許文献２）。

特開２００４−２９７１４号公報 特開２００５−７８０１７号公報

ところで、環境光の色温度が変化すると、画面の見え方が変化する。しかしながら、上記特許文献１、２では、状況の変化に応じて発光輝度を一定に維持する手法については述べられているが、環境光の色の変化に応じて画面の見え方を調整する点については全く触れられていない。そして、このような問題は、有機ＥＬパネルに対してだけに限られず、画像表示装置一般に共通する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、環境光の色の変化に合わせてユーザーにとって見易い画面を実現可能な画像表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る画像表示装置は、第１色の光を発する第１画素回路と、第２色の光を発する第２画素回路と、第３色の光を発する第３画素回路とを有する表示部を備える。また、該画像表示装置は、前記表示部の周囲における環境光に係る色情報を検出する色検出部と、前記環境光に係る色情報に応じて、前記第１、第２、および第３画素回路から発せられる前記第１、第２、および第３色の光の輝度の比率を設定する設定部とを備える。

本発明によれば、環境光に係る色情報に応じて、表示部から発せられる光における色の比率を設定することで、環境光の色の変化に合わせてユーザーにとって見易い画面を実現することができる。

一実施形態に係る画像表示装置の機能的な構成を示すブロック図である。 ｘｙ色度図および一定条件を満たす環境光について示す図である。 環境照度と発光用電源電圧との関係を例示する模式図である。 カラー表示モードにおける赤色に係る変換特性を例示する模式図である。 カラー表示モードにおける緑色に係る変換特性を例示する模式図である。 カラー表示モードにおける青色に係る変換特性を例示する模式図である。 環境光に応じた輝度制御の動作フローを示すフローチャートである。 環境光に応じた色制御の動作フローを示すフローチャートである。 一変形例に係る赤色に係る変換特性を例示する模式図である。 一変形例に係る緑色に係る変換特性を例示する模式図である。 一変形例に係る青色に係る変換特性を例示する模式図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

＜画像表示装置の機能的な構成＞
図１で示されるように、本発明の一実施形態に係る画像表示装置１は、主に、照度センサー２、操作部３、色センサー４、制御回路５、電源回路６、演算回路７、色変換部８、および表示部９を備えている。なお、ここでは、入力画像信号が赤色、緑色、青色の３色に係る信号によって構成され、表示部９が、赤色の光を発する発光素子と、緑色の光を発する発光素子と、青色の光を発する発光素子とを備えて構成されているものとする。

照度検出部としての照度センサー２は、表示部９に対して設けられ、該表示部９の周囲の照度（環境照度）を検出する。なお、ここでは、照度センサー２によって、約１／２０秒毎に環境照度が検出される。

操作部３は、各種ボタン等を備えており、ユーザーの操作を受け付けて、該操作に応じた信号を制御回路５に出力する。例えば、操作部３は、ユーザーによる所定の操作に応じて、画像表示装置１のモードを切り替えるための信号を発生し、モード切替部５２に出力する。詳細には、操作部３は、画像表示装置１の発光輝度に係るモード（輝度モード）について、第１状態としての通常応答モードから第２状態としての高速応答モードへの切り替えを指示する信号を発生し、モード切替部５２に出力する。

色検出部としての色センサー４は、表示部９に対して設けられ、表示部９の周囲の光（環境光）に係る色情報を検出する。具体的には、色センサー４は、赤色の光の強度を検出する赤色センサーと、緑色の光の強度を検出する緑色センサーと、青色の光の強度を検出する青色センサーとを有する。そして、赤色センサーで検出された赤色の光の強度を示す信号と、緑色センサーで検出された緑色の光の強度を示す信号と、青色センサーで検出された青色の光の強度を示す信号とが表示色設定部５３に出力される。なお、照度センサー２で環境照度を検出する代わりに、色センサー４の出力を用いた演算によって環境照度に関する照度信号を合成することもできる。この場合は、照度センサー２を使わないため、色センサー４の出力を合成して作った環境照度に関する照度信号が、表示色設定部５３から輝度制御部５１に直接出力される。

制御回路５は、輝度制御部５１、モード切替部５２、表示色設定部５３、および変換テーブル変更部５４を備えている。これらの各部５１〜５４は、専用の電子回路によって実現されても良いし、ＣＰＵ等においてプログラムが実行されることで実現されても良い。

変更部としての輝度制御部５１は、照度センサー２によって検出される環境照度に応じて、電源回路６から表示部９に含まれる３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに供給される電源電圧（発光用電源電圧）を制御する。この制御により、表示部９に含まれる３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂが発光する輝度が変更される。ここで言う発光用電源電圧の変更による発光素子の発光輝度の変更とは、データ上では同じ画像であっても、画像の明るさを増減させるような制御を意味している。ここで変更される電源電圧としては、画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに供給される電源電圧だけでなく、後述する所謂Ｘドライバの電源電圧や、Ｘドライバの基準電圧などを含ませても良い。なお、輝度制御部５１は、モード切替部５２からの信号の入力に応じて、通常応答モードまたは高速応答モードにおける処理を行う。なお、Ｘドライバの基準電圧とは、デジタルデータと出力電圧とを対応させるときに基準となる電圧のことをいう。

切替部としてのモード切替部５２は、操作部からの信号の入力に応じて、画像表示装置１の輝度モードを、画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂの発光輝度の変更が行われる頻度が相互に異なる通常応答モードまたは高速応答モードに設定する。そして、モード切替部５２は、通常応答モードまたは高速応答モードに設定されている旨を示す信号を、輝度制御部５１に対して出力する。なお、通常応答モードおよび高速応答モードの何れか一方に設定されている旨を示す情報が、適宜メモリ等に記憶される。モード切替部５２は、操作部３からの入力が無くても、条件が揃えば通常応答モードまたは高速応答モードを切り替えてもよい。例えば、環境照度が中くらいで、環境照度の変化が大きいときだけ高速応答モードにして、そのほかの場合は通常応答モードにするといった切り替えが可能である。このような自動制御をする場合には、操作部３は、切り替え条件の設定をするために使われる。

通常応答モードでは、輝度制御部５１により、照度センサー２によって検出される環境照度に応じた画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂの発光輝度の変更が、第１頻度である約１秒毎に行われる。また、高速応答モードでは、輝度制御部５１により、照度センサー２によって検出される環境照度に応じた画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂの発光輝度の変更が、第１頻度よりも高頻度の第２頻度である約１／２０秒毎に行われる。

設定部としての表示色設定部５３は、環境光に係る色情報（環境光色情報）に応じて、表示部９を構成する３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂから発せられる３色の光の輝度の比率を設定することで、表示部９における表示色を設定する。具体的には、表示色設定部５３は、環境光色情報が一定条件を満たす場合には、画像表示装置１の表示色に係るモード（表示色モード）を、一定色表示モードに設定する。また、表示色設定部５３は、環境光色情報が一定条件を満たさない場合には、表示色モードを、カラー表示モードに設定する。

ここで言う環境光色情報に係る「一定条件」とは、色センサー４によって検出される環境光の色が白色から大きく外れており、環境光に係る赤、緑、青色のうちの少なくとも１つの色成分が他の色成分と比較して大幅に低い条件である。詳細には、表示部９に表示する画像を色温度が約６５００度の白色とするための赤、緑、青の３色の光の輝度の比率をａ_w，ｂ_w，ｃ_wとし、表示部９に表示する画像を環境光に合わせた色とするための赤、緑、青の３色の光の輝度の比率をａ_s，ｂ_s，ｃ_sとした場合に、３軸の直交座標系において、原点から第１座標（ａ_w，ｂ_w，ｃ_w）までのベクトルと原点から第２座標（ａ_s，ｂ_s，ｃ_s）までのベクトルとの内積が、０．５以下となる条件である。但し、ここでは、ａ_w＋ｂ_w＋ｃ_w＝ａ_s＋ｂ_s＋ｃ_s＝１の関係が成立しているものとする。

なお、一定条件を満たす光は、赤、緑、青の３色の配合が偏った光であるため、以下では、一定条件を満たす光のことを適宜「偏色光」と称する。このような一定条件を満たすか否かを判断する明確な基準により、環境光の色が白色から大きく外れている偏色光であることが精度良く識別されることになる。

図２で示されるように、ｘｙ色度図では、可視光の色が馬蹄状の領域で示され、該領域では、右方に行けば赤(Ｒ)色の比率が高くなり、左上に行けば緑(Ｇ)色の比率が高くなり、左下に行けば青(Ｂ)色の比率が高くなる。そして、赤、緑、青の３色が適度に配合されると、点ＷＨで示される白色となる。そして、例えば、ｘｙ色度図において、環境光の色が、白色を示す点ＷＨから大きく外れた領域ＡＲ_m（図２のハッチング部）に属する様な場合には、環境光が一定条件を満たすものと言える。

なお、このような一定条件を満たす環境光としては、図２の領域ＡＲ_Naに属するナトリウムランプが発する黄色の光等が挙げられる。なお、環境光が、特徴的なある色成分によって構成される黄色の光である場合に、表示色設定部５３において、環境光が、ナトリウムランプから発せられる特定の色成分からなる一定条件を満たす光であるとして判定するようにしても良い。

また、表示色設定部５３では、画像表示装置１の表示色モードが一定色表示モードに設定されている場合には、３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂから発せられる３色の光の輝度の比率が、環境光色情報に合わせた一定の比率に設定される。すなわち、表示部９に表示される画像が、一定の色度で輝度が増減されるものとなる。また、画像表示装置１の表示色モードがカラー表示モードに設定されている場合には、入力画像信号の白色に係る画素データが、環境光に対応する色の画素データとなるように、３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂから発せられる３色の光の輝度の比率が調整されることで、所謂ホワイトバランスが調整される。

また、表示色設定部５３は、表示色モードを一定色表示モードに設定した場合には、演算回路７に対して、一定色表示モードに応じた演算内容の実行を指示する信号（演算実行信号）を出力する。

変換テーブル変更部５４は、表示色設定部５３で設定された３色の光の輝度の比率に応じて、色変換部８の変換テーブルを変更する。

電源部としての電源回路６は、電源（例えば、バッテリー等のＤＣ電源）から供給される電力を、輝度制御部５１の制御に応じて、表示部９に含まれる３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに対して発光に必要な発光用電源電圧として供給する。この電源回路６は、変圧器を備え、輝度制御部５１からの環境照度に応じた制御信号に応答して、変圧器（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ）により、表示部９の各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに対して供給する電力を変更する。すなわち、各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに含まれる発光素子の両極間に印加される発光用電源電圧を変更する。なお、電源回路６が制御する電圧は発光用電源電圧に限らない。Ｘドライバの電源電圧や、Ｘドライバの基準電圧を同時に変更することにより、精度が良くて、消費電力の少ない制御をすることも可能である。つまり、輝度が高いときは、発光用電源電圧が高く、Ｘドライバの出力電圧も高いため、Ｘドライバには所定の電源電圧を与える必要があるが、輝度が下がってくると、Ｘドライバの出力電圧を低くすることで、Ｘドライバの消費電力を少なくすることができる。また、Ｘドライバの基準電圧を低くすることで、出力電圧の刻みを小さくすることができ、精度のよい制御が可能となる。

なお、画像表示装置１において、１秒間に６０フレームを表示する動画が可視的に出力される場合には、輝度モードが通常応答モードに設定されていれば、１秒毎、すなわち６０のフレームが表示される毎に発光用電源電圧が変更される。また、輝度モードが高速応答モードに設定されていれば、約１／２０秒毎、すなわち３つのフレームが表示される毎に発光用電源電圧が変更される。そして、発光用電源電圧の変更は、１フレーム分の発光期間と次の１フレーム分の発光期間との間に行われる。この発光用電源電圧の変更により、表示部９における消費電流が変更される。

演算回路７は、表示色設定部５３から演算実行信号が入力された場合、すなわち画像表示装置１の表示色モードが一定色表示モードに設定されている場合に、輝度算出部において、入力画像信号が示す赤色、緑色、青色の３色に係る信号から、下式(１)に従って、輝度Ｙを算出する。

Ｙ＝０．２９９Ｌ_IR＋０．５８７Ｌ_IG＋０．１１４Ｌ_IB ・・・(１)

上式(１)では、入力画像信号が示す赤色の階調（赤色入力階調）がＬ_IR、入力画像信号が示す緑色の階調（緑色入力階調）がＬ_IG、入力画像信号が示す青色の階調（青色入力階調）がＬ_IBでそれぞれ示されている。なお、ここでは、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBは、それぞれ最大値が１であるものとする。例えば、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBが、６ビットで表される場合には、赤、緑、青色入力階調は、それぞれ０／６３，１／６３，２／６３，・・・，６３／６３の６４段階の階調で表される。輝度Ｙは、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBと同様な階調で表される。そして、演算回路７では、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBの値が輝度Ｙの値に置き換えられて、色変換部８に出力される。

また、演算回路７は、表示色設定部５３から演算実行信号が入力されていない場合、すなわち画像表示装置１の表示色モードがカラー表示モードに設定されている場合には、入力画像信号に対して演算を施すことなく、そのまま該入力画像信号を色変換部８に対して出力する。

色変換部８は、演算回路７から入力される画像信号を受け付けて、変換テーブルに応じた変換を行う。色変換部８では、例えば、６ビットの赤色入力階調が１０ビットの赤色の階調（赤色出力階調）Ｌ_ORに変換され、６ビットの緑色入力階調が１０ビットの緑色の階調（緑色出力階調）Ｌ_OGに変換され、６ビットの青色入力階調が１０ビットの青色の階調（青色出力階調）Ｌ_OBに変換される。なお、変換テーブルは、不揮発性のメモリ等に保持され、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBと赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBとの関係が関連付けられた情報を保持する。なお、赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBを示す信号は、色変換部８から表示部９に付与される。

具体的には、色変換部８では、画像表示装置１の表示色モードがカラー表示モードに設定されている状態では、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBが、赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBに変換される。ここでは、上述した環境光に応じたホワイトバランスの調整が加味されたγ変換が行われる。また、画像表示装置１の表示色モードが一定色表示モードに設定されている状態では、表示色設定部５３で設定された３色の光の輝度の比率が維持されつつ、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBが、該赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBから求まる輝度Ｙに応じた赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBに変換される。

表示部９は、略長方形の輪郭を有し、例えば、有機材料に電流を流すことで材料自らが発光する自発光型の発光素子（有機発光ダイオード）を有する。表示部９には、第１色としての赤色の光（例えば、約６１０〜７５０ｎｍの範囲に含まれる波長の光）をそれぞれ発する多数の第１画素回路としての画素回路９１Ｒ、第２色としての緑色の光（例えば、約５００〜５６０ｎｍの範囲に含まれる波長の光）をそれぞれ発する多数の第２画素回路としての画素回路９１Ｇ、および第３色としての青色の光（例えば、約４３５〜４８０ｎｍの範囲に含まれる波長の光）をそれぞれ発する多数の第３画素回路としての画素回路９１Ｂが配列されている。具体的には、多数の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂは、例えば、マトリックス状に配列される。そして、各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに、発光素子（ここでは、有機発光ダイオード）が含まれている。

また、表示部９は、複数の画像信号線と、複数の走査信号線とを有する。各画像信号線は、発光輝度に対応する各出力画像信号（具体的には、赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBを示す出力画像信号）を対応する各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに対して供給する。なお、画像信号線に対する各出力画像信号の付与は、表示部９の一辺（長辺または短辺）に沿って配置されている所謂Ｘドライバによって行われる。各走査信号線は、複数の画像信号線に対して略直交するように設けられ、各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに走査信号を供給する。この走査信号は、各画像信号線を介して各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに出力画像信号を供給するタイミングを制御する信号である。なお、走査信号線に対する各走査信号の付与は、表示部９の他の一辺（短辺または長辺）に沿って配置されている所謂Ｙドライバによって行われる。

なお、制御回路５、演算回路７および色変換部８の全部および一部の構成については、専用の電子回路等のハードウェア構成によって実現されても良いし、ＣＰＵでプログラムが実行されることで機能的に実現されても良い。

＜環境照度に応じた発光用電源電圧の変更＞
図３では、横軸が環境照度の常用対数（つまり、ｌｏｇ₁₀（環境照度））を示し、縦軸が発光用電源電圧を示す。そして、環境照度と発光用電源電圧との関係が太線Ｃｖ_DDで示されている。図３で示されるように、環境照度が所定の第０基準照度（例えば、１０００ルクス）Ｃ₀よりも高い場合は、発光用電源電圧は最大値Ｖ_MAX付近の略一定値に設定される。

環境照度が所定の第０基準照度Ｃ₀以下であり且つ所定の第１基準照度Ｃ₁（例えば、１００ルクス）よりも高い場合は、環境照度の低下に応じて、発光用電源電圧が単調に低減される。更に、環境照度が所定の第１基準照度Ｃ₁以下であり且つ所定の第２基準照度Ｃ₂（例えば、１０ルクス）よりも高い場合も、環境照度の低下に応じて、発光用電源電圧が単調に低減される。

このような発光用電源電圧の制御により、環境照度が所定の第０基準照度Ｃ₀以下であり且つ所定の第２基準照度Ｃ₂よりも高い場合は、環境照度の低下に応じて、表示部９の発光輝度が低減されることで、発光輝度が環境照度に応じた値に設定される。したがって、画像表示装置１の周辺の光量が少ないときには、発光輝度が低減されて、画面の眩しさが防止されるとともに、消費電力の低減が図られる。

環境照度が所定の第２基準照度Ｃ₂以下である場合は、環境照度の変化に拘わらず、発光用電源電圧は最小値Ｖ_MIN付近の略一定値に設定される。このような発光用電源電圧の制御により、画像表示装置１の周囲が極端に暗くなった場合でも、ユーザーが画像を視認可能な程度の発光輝度が確保される。

＜カラー表示モードにおける処理内容＞
環境光の色が白色または白色に近い場合には、環境光は、物体の色を正しく表現できる性質（演色性）が比較的高い光である。このような環境光としては、太陽や蛍光灯の光等が挙げられる。ところで、人間の目は周囲の光の色を白とみなす性質があるため、画像を色温度一定で表示していても、環境光の色温度が低い場合には画面は青みがかって見え、環境光の色温度が高い場合には画面は赤みがかって見えてしまう。このような違和感を解消するために、カラー表示モードでは、画像のホワイトバランスを環境光に合わせて出力する。

このホワイトバランスの補正では、環境光に係る色情報に基づき、該環境光を構成する赤、緑、青の各色成分に応じて、各画素のデータの赤、緑、青の各色成分のレベルの比率が変換される。具体的には、色変換部８において、入力画像信号に含まれる画素のデータ（画素データ）の赤、緑、青の各色成分のうち、環境光において相対的に強度が高い色成分に対応する画素データの色成分が相対的に高められ、環境光において相対的に強度が低い色成分に対応する画素データの色成分が相対的に低減される。画像表示装置１の表示色モードがカラー表示モードに設定されている場合には、表示部９で表示される白色が、環境光に対応する色となるように、いわゆるホワイトバランスが調整される。

例えば、環境光が白色である場合、色変換部８におけるγ変換では、赤、緑、青色の何れの画素データについても、図４〜図６の破線の曲線Ｃ_R0，Ｃ_G0，Ｃ_B0で示されるように、入力と出力との関係が略同一となる。また、環境光が赤味がかった色である場合、色変換部８におけるγ変換では、図４〜図６の実線の曲線Ｃ_R1，Ｃ_G1，Ｃ_B1で示されるように、緑および青色の画素データの階調と比較して、赤色の画素データの階調が相対的に高められるような入力と出力との関係となる。つまり、色変換部８での変換における各色成分の入力と出力との関係を示す曲線の最大値が、環境光の色温度に合わせて変更される。

なお、色変換部８では、変換のルールを示すテーブル（変換テーブル）に基づいて、画素データの階調が増減されるような画素データの変換が行われる。この変換テーブルについては、例えば、図４〜図６の破線の曲線Ｃ_R0，Ｃ_G0，Ｃ_B0で示される基準となる変換ルールを示すテーブル（基準テーブル）をメモリに記憶させておき、該基準テーブルが、環境光色情報に応じて変更されるようにしても良い。ここでは、色変換部８から出力される画素データの赤、緑、青色出力階調がＬ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBとなっている。そして、変換後の画素データを含む出力画像信号が表示部９に対して出力され、赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBに基づいた画像の表示が表示部９で行われる。

＜一定色表示モードにおける処理内容＞
環境光の色が白色から大きく外れている場合には、環境光は、物体の色を正しく表現できる性質（演色性）が低い光である。この様な環境光としては、ロウソクの炎の光の様な色温度が極端に低い光、ナトリウムランプが発する黄色の光、暗室の赤味がかった暗い光、および水銀灯の青い光等が挙げられる。ところで、このような環境光に応じて、画像のホワイトバランスを大幅に変更することは困難である。つまり、環境光を構成する赤、緑、青色の成分のバランスが、白色のものから大きくずれている場合には、画像のホワイトバランスを環境光に合わせて出力することが困難となる。

そこで、画像表示装置１の表示色モードが一定色表示モードに設定されている場合には、演算回路７の輝度算出部において、入力画像信号が示す赤、緑、青の３色に係る信号、具体的には赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBから、上式(１)に従って、輝度Ｙが算出される。そして、この輝度に比例した環境光に合わせた一定色の光の強弱で画像の表示が実現される。以下、環境光に合わせた一定色によって輝度に比例した光の強弱で画像を表示する方法について説明する。

色センサー４によって求まるｘｙ色度図における環境光の色を示す座標を（ｘ_E，ｙ_E）とすれば、一定色表示モードでは、この座標（ｘ_E，ｙ_E）の色の光の強弱だけで画像の表示が行われる。ここで、赤色の有機発光ダイオードの蛍光体が発する光の色を示す座標を（ｘ_R，ｙ_R）、緑色の有機発光ダイオードの蛍光体が発する光の色を示す座標を（ｘ_G，ｙ_G）、青色の有機発光ダイオードの蛍光体が発する光の色を示す座標を（ｘ_B，ｙ_B）とすれば、環境光の色を示す座標（ｘ_E，ｙ_E）は、下式(２)，(３)で示される。なお、係数ａ₁，ｂ₁，ｃ₁については、下式(４)で示されるように、係数ａ₁，ｂ₁，ｃ₁の総和が１となる。

ｘ_E＝ａ₁×ｘ_R＋ｂ₁×ｘ_G＋ｃ₁×ｘ_B ・・・(２)
ｙ_E＝ａ₁×ｙ_R＋ｂ₁×ｙ_G＋ｃ₁×ｙ_B ・・・(３)
ａ₁＋ｂ₁＋ｃ₁＝１ ・・・(４)

ここで、表示色設定部５３において、色センサー４によって検出される環境光色情報からｘ_E，ｙ_Eの値が求められ、ｘ_R，ｙ_R，ｘ_G，ｙ_G，ｘ_B，ｙ_Bの値については、有機発光ダイオードの材質によって予め求められる。そして、表示色設定部５３において、ｘ_E，ｙ_E，ｘ_R，ｙ_R，ｘ_G，ｙ_G，ｘ_B，ｙ_Bの値が上式(２)〜(４)に代入されるような演算が行われることで、係数ａ₁，ｂ₁，ｃ₁が算出される。そして、色変換部８における変換後の赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBについては、係数ａ₁，ｂ₁，ｃ₁を用いて下式(５)〜(７)で示される。

Ｌ_OR＝ａ₁×Ｙ ・・・(５)
Ｌ_OG＝ｂ₁×Ｙ ・・・(６)
Ｌ_OB＝ｃ₁×Ｙ ・・・(７)

変換後の画素データを含む出力画像信号については、表示部９に対して出力され、赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBに基づいた画像の表示が表示部９で行われる。このような画像の表示によって、この輝度に比例した環境光に合わせた光の強弱で画像の表示が実現される。

＜画像表示装置の動作フロー＞
図７および図８は、画像表示装置１の動作フローを示す図である。具体的には、図７では、環境照度に応じた発光用電源電圧の変更に係る動作フローが示され、図８では、環境光色情報に応じた画像の表示に係る動作フローが示されている。なお、図７および図８で示される２つの動作フローは、操作部３における所定の操作に応じて、入力画像信号に応じた画像の可視的な出力の開始が指示されることでそれぞれ開始され、同時に並行して実行される。

図７のステップＳ１では、輝度制御部５１により、画像表示装置１が高速応答モードに設定されているか否か判定される。ここで、画像表示装置１が高速応答モードに設定されていない場合には、ステップＳ２に進み、画像表示装置１が高速応答モードに設定されている場合には、ステップＳ５に進む。

ステップＳ２では、照度センサー２により、環境照度が測定される。

ステップＳ３では、輝度制御部５１により、環境照度が所定回数（ここでは２０回）測定されたか否か判定される。ここで、環境照度が所定回数測定されていなければ、ステップＳ２に戻り、環境照度が所定回数測定されていれば、ステップＳ４に進む。つまり、環境照度が所定回数測定されるまで、ステップＳ２とステップＳ３の処理が繰り返される。

ステップＳ４では、輝度制御部５１によって、所定回数測定された環境照度の平均値が算出される。

ステップＳ５では、照度センサー２により、環境照度が測定される。

ステップＳ６では、ステップＳ４から進んで来た場合には、輝度制御部５１により、ステップＳ４で算出された環境照度の平均値に応じて、電源回路６から表示部９に含まれる３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに供給される発光用電源電圧が制御される。一方、ステップＳ５から進んで来た場合には、輝度制御部５１により、ステップＳ５で検出された環境照度に応じて、電源回路６から表示部９に含まれる３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに供給される発光用電源電圧が制御される。なお、この制御により、表示部９に含まれる３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂが発光する輝度が変更されることになる。なお、ステップＳ６の処理が終了すると、ステップＳ１に戻る。

なお、通常応答モードに設定されている場合には、約１秒毎にステップＳ６における発光用電源電圧の設定が行われる。また、高速応答モードに設定されている場合には、約１／２０秒毎にステップＳ６における発光用電源電圧の設定が行われる。つまり、通常応答モードでは、約１秒毎といった比較的低い頻度で環境照度の変化に応じて表示部９における発光輝度の変更が行われる。一方、高速応答モードでは、約１／２０秒毎といった比較的高い頻度で環境照度の変化に応じて表示部９における発光輝度の変更が行われる。したがって、高速応答モードでは、コンサート会場等、照明によって環境照度が頻繁に変化するような環境においても、環境照度の変化に追従して表示部９の発光輝度が変更される。なお、ステップＳ６における発光用電源電圧の設定は、増加方向又は減少方向というように細かな調整を繰り返して最適値に近づく制御が行われる。このような制御をすることによって、画面の輝度が急に大きく変化して刺激的な画像になることを抑制している。人間の目は明るさに対する順応が速く、暗さに対する順応が遅いので、この輝度調整も、輝度を増加させるときは速く、輝度を減少させるときは遅くすることが望ましい。

図８のステップＳ１１では、色センサー４により、環境光色情報が検出される。なお、このルーチンは、モード切替部５２が能動状態にあるときにのみ動作する。モード切替部５２は操作部３からの指示により、表示画面の色温度を可変にするか、一定色表示モードを可能にするかを個別に選ぶことができる。

ステップＳ１２では、表示色設定部５３により、ステップＳ１１で検出された環境光色情報に基づいて、環境光が一定条件を満たす偏色光であるか否か判定される。ここで、環境光が偏色光でなければ、ステップＳ１３に進み、環境光が偏色光であれば、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１３では、表示色設定部５３により、画像表示装置１の表示色モードがカラー表示モードに設定される。

ステップＳ１４では、表示色設定部５３により、ステップＳ１１で検出された環境光色情報に基づいて、色温度の決定が行われる。

ステップＳ１５では、表示色設定部５３により、ステップＳ１４において決定された色温度に応じて、入力画像信号の白色に係る画素データが、環境光に対応する色の画素データとなるように、３色の光の輝度の比率が決定される。

ステップＳ１６では、変換テーブル変更部５４により、ステップＳ１５で決定された３色の光の輝度の比率に応じて、色変換部８の変換テーブルが変更される。

ステップＳ１７では、外部から演算回路７に対して入力画像信号が入力される。なお、ここでは、表示色モードがカラー表示モードに設定されているため、演算回路７では入力画像信号に対して演算が施されることなく、そのまま該入力画像信号が色変換部８に対して出力される。

ステップＳ１８では、表示色設定部５３により、画像表示装置１の表示色モードが一定色表示モードに設定される。

ステップＳ１９では、表示色設定部５３により、ステップＳ１１で検出された環境光色情報に応じて、表示部９を構成する３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂから発せられる３色の光の輝度の比率、すなわち表示色が設定される。

ステップＳ２０では、変換テーブル変更部５４により、ステップＳ１９で決定された３色の光の輝度の比率に応じて、色変換部８の変換テーブルが変更される。

ステップＳ２１では、外部から演算回路７に対して入力画像信号が入力される。

ステップＳ２２では、演算回路７の輝度算出部により、入力画像信号が示す赤、緑、青の３色に係る信号から、上式(１)に従って輝度Ｙが算出される。このとき、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBの値がそれぞれ輝度Ｙの値に置き換えられた画像信号が、色変換部８に出力される。

ステップＳ２３では、色変換部８により、演算回路７から入力される画像信号が、変換テーブルに応じて出力画像信号に変換される。ここでは、ステップＳ１７から進んできた場合には、ステップＳ１６で設定された変換テーブルに応じて、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBが、赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBに変換されるような処理が行われる。これにより、環境光に応じたホワイトバランスの調整が加味されたγ変換が行われる。また、ステップＳ２２から進んできた場合には、ステップＳ２０で設定された変換テーブルに応じて、赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBが、該赤、緑、青色入力階調Ｌ_IR，Ｌ_IG，Ｌ_IBから求まる輝度Ｙに応じた赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBに変換されるような処理が行われる。そして、赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBに係る出力画像信号が、表示部９に対して出力される。

ステップＳ２４では、表示部９により、ステップＳ２３で色変換部８から入力される出力画像信号に基づいた画像の表示が行われる。

なお、画像表示装置１の表示色モードがカラー表示モードに設定されている場合には、白色が環境光に対応する色に置き換えられるように、３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂから発せられる３色の光の輝度の比率が調整されることで、ホワイトバランスが調整された画像が表示部９に表示される。また、画像表示装置１の表示色モードが一定色表示モードに設定されている場合には、３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂから発せられる３色の光の輝度の比率が環境光色情報に合わせた一定の比率で維持されつつ、表示部９に表示される画像が一定の色度で輝度が増減されるものとなる。

以上のように、本実施形態に係る画像表示装置１では、環境光色情報に応じて、表示部９から発せられる光における色の比率が設定される。これにより、環境光の色の変化に合わせてユーザーにとって見易い視認性の高い画面を実現することができる。また、色センサー４によって検出される環境光の色が白色から大きく外れている一定条件を満たす場合に、３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂから発せられる３色の光の輝度の比率が、環境光色情報に合わせた一定の比率に設定される。これにより、偏った色の環境光の下であっても、ユーザーが見易い視認性の高い画面の実現が可能となる。

また、照度センサー２によって検出される表示部９の周囲の照度に応じて、表示部９に含まれる３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂが発光する輝度が変更される。これにより、環境光の照度の変化に追従して、画面の輝度が変化するため、ユーザーが見易い視認性の高い画面の実現が可能となる。特に、環境照度に応じて、電源回路６から表示部９の各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに対して供給される発光用電源電圧が制御されることで、表示部９の各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂの輝度が変更される。これにより、比較的容易に環境照度に応じて画面の輝度を変化させることができる。

また、モード切替部５２により、画像表示装置１の輝度モードが通常応答モードから高速応答モードに切り替えられる。これにより、環境照度が頻繁に変化するような環境においても、環境照度の変化に追従して表示部９の発光輝度が変更される。更に、ユーザーによる操作部３の操作に応じて、モード切替部５２により、画像表示装置１の輝度モードが通常応答モードから高速応答モードに切り替えられる。これにより、ユーザーの好みに応じて、画像表示装置１の輝度モードを通常応答モードから高速応答モードに切り替えることができる。なお、人間の目は明るさに対する順応が速く、暗さに対する順応が遅いので、この輝度調整も、輝度を上げるときは速く、輝度を下げるときは遅くすることが望ましい。

＜変形例＞
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

◎例えば、上記実施形態では、画像表示装置１の表示色モードが一定色表示モードに設定された状態では、３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂから発せられる３色の光の輝度の比率が、環境光色情報に合わせた一定の比率に設定されたが、これに限られない。例えば、３種類の画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂから発せられる３色の光の輝度の比率が、環境光の色の補色に合わせた一定の比率に設定されても良い。このような構成では、人間の目が環境光の色の補色を黒とみなす性質がある性質を利用している。以下、環境光の色の補色に合わせた一定色によって輝度に比例した光の強弱で画像を表示する方法について説明する。

ここで、色センサー４によって求まるｘｙ色度図における環境光の色を示す座標を（ｘ_E，ｙ_E）、白色を示す座標を（ｘ₀，ｙ₀）、赤色の有機発光ダイオードの蛍光体が発する光の色を示す座標を（ｘ_R，ｙ_R）、緑色の有機発光ダイオードの蛍光体が発する光の色を示す座標を（ｘ_G，ｙ_G）、青色の有機発光ダイオードの蛍光体が発する光の色を示す座標を（ｘ_B，ｙ_B）とすれば、環境光の色の座標（ｘ_E，ｙ_E）と環境光の色の補色を示す座標（ｘ_C，ｙ_C）との中点が、白色を示す座標（ｘ₀，ｙ₀）であるため、環境光の色の補色を示す座標（ｘ_C，ｙ_C）は、下式(８)，(９)で示される。

ｘ_C＝２×ｘ₀−ｘ_E ・・・(８)
ｙ_C＝２×ｙ₀−ｙ_E ・・・(９)

また、環境光の補色を示す座標（ｘ_C，ｙ_C）は、下式(１０)，(１１)で示され、係数ａ₂，ｂ₂，ｃ₂については、下式(１２)で示されるように、係数ａ₂，ｂ₂，ｃ₂の総和が１となる。

ｘ_C＝ａ₂×ｘ_R＋ｂ₂×ｘ_G＋ｃ₂×ｘ_B ・・・(１０)
ｙ_C＝ａ₂×ｙ_R＋ｂ₂×ｙ_G＋ｃ₂×ｙ_B ・・・(１１)
ａ₂＋ｂ₂＋ｃ₂＝１ ・・・(１２)

ここで、表示色設定部５３において、色センサー４によって検出される環境光色情報からｘ_E，ｙ_Eの値が求められ、ｘ_R，ｙ_R，ｘ_G，ｙ_G，ｘ_B，ｙ_Bの値については、有機発光ダイオードの材質によって予め求められ、白色の座標に係るｘ₀，ｙ₀については、理論上求められる。そこで、表示色設定部５３において、ｘ₀，ｙ₀，ｘ_E，ｙ_E，ｘ_R，ｙ_R，ｘ_G，ｙ_G，ｘ_B，ｙ_Bの値が上式(８)〜(１２)に代入されるような演算が行われることで、係数ａ₂，ｂ₂，ｃ₂が算出される。そして、色変換部８における変換後の出力画像信号に係る赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBについては、上式(１)で求まる輝度Ｙと係数ａ₂，ｂ₂，ｃ₂とを用いて下式(１３)〜(１５)で示される。

Ｌ_OR＝ａ₂×（１−Ｙ） ・・・(１３)
Ｌ_OG＝ｂ₂×（１−Ｙ） ・・・(１４)
Ｌ_OB＝ｃ₂×（１−Ｙ） ・・・(１５)

変換後の画素データを含む出力画像信号については、表示部９に対して出力され、赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBに基づいた画像の表示が表示部９で行われる。このような画像の表示によって、輝度に比例した環境光の色の補色に合わせた光の強弱で画像の表示が実現される。そして、このような構成により、環境光の色の変化に合わせてユーザーにとって見易い視認性の高い画面を実現することができる。

更に、画像表示装置１の表示色モードが一定色表示モードに設定された状態で、画像が高輝度になるにつれて環境光の色に合わせた一定色が強調され、画像が低輝度になるにつれて環境光の色の補色に合わせた一定色が強調されるような画像の表示が実現されても良い。このような構成では、色変換部８における変換後の出力画像信号に係る赤、緑、青色出力階調Ｌ_OR，Ｌ_OG，Ｌ_OBについては、例えば、輝度Ｙと、係数ａ₁，ａ₂，ｂ₁，ｂ₂，ｃ₁，ｃ₂とを用いて下式(１６)〜(１８)で示される。

Ｌ_OR＝ａ₁×Ｙ＋ａ₂×（１−Ｙ） ・・・(１６)
Ｌ_OG＝ｂ₁×Ｙ＋ｂ₂×（１−Ｙ） ・・・(１７)
Ｌ_OB＝ｃ₁×Ｙ＋ｃ₂×（１−Ｙ） ・・・(１８)

また、画像表示装置１の表示色モードが一定色表示モードに設定された状態で、高輝度の画像を環境光の色に合わせた一定色で表し、中程度の輝度の画像を環境光の色に合わせた一定色と環境光の色の補色に合わせた一定色とで表し、低輝度の画像を環境光の色の補色に合わせた一定色で表しても良い。例えば、環境光が赤味がかった色である場合、環境光の色に合わせた一定色が赤色となり、環境光の色の補色に合わせた一定色が青緑となる。そして、色変換部８における変換では、図９〜図１１の実線の曲線Ｃ_R2，Ｃ_G2，Ｃ_B2で示されるように、高輝度になればなる程、赤色出力階調Ｌ_ORが上昇するような画素データの変換が施され、緑色出力階調Ｌ_OGおよび青色出力階調Ｌ_OBが低下するような画素データの変換が施される。逆に、低輝度になればなる程、赤色出力階調Ｌ_ORが低下するような画素データの変換が施され、緑色出力階調Ｌ_OGおよび青色出力階調Ｌ_OBが上昇するような画素データの変換が施される。

◎また、上記実施形態では、環境照度に応じて、電源回路６から表示部９の各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂに対して供給される発光用電源電圧が制御されることで、表示部９の各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂの輝度が変更されたが、これに限られない。例えば、色変換部８における変換、すなわち変換テーブルの変更によって、表示部９の各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂの輝度が変更されても良いし、１フレーム分の表示期間に占める発光時間の割合、すなわちデューティの変更によって、表示部９の各画素回路９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂの輝度が変更されても良い。

◎また、上記実施形態では、画像表示装置１の輝度モードについては、通常応答モードと高速応答モードの２段階の輝度モードが設けられていたが、これに限られない。例えば、３段階以上の輝度モードが設けられても良い。

◎また、上記実施形態では、図３で示されたように、環境照度の変化に応じて、発光用電源電圧が連続的に変更されたが、これに限られない。例えば、照度が複数（例えば、１２個）の値の範囲（照度範囲）に区分され、メモリ等に各照度範囲に対して発光用電源電圧が対応付けられたテーブルが格納されており、照度センサー２によって実測された環境照度が属する照度範囲に対応付けられている発光用電源電圧が採用されるような構成であっても良い。

◎また、上記実施形態では、有機発光ダイオードが採用された画像表示装置１を例示して説明したが、これに限られない。本発明の思想は、例えば、無機材料によって構成される発光ダイオードを備える自ら光を発するタイプ（自発光型）の表示部、液晶表示装置、プラズマディスプレイ装置、およびブラウン管の表示装置等といった種々の画像表示装置一般に適用可能である。

◎なお、上記実施形態および上記変形例をそれぞれ構成する一部の構成が、矛盾しない範囲で適宜組み合わされても良い。

１ 画像表示装置
２ 照度センサー
３ 操作部
４ 色センサー
５ 制御回路
６ 電源回路
７ 演算回路
８ 色変換部
９ 表示部
５１ 輝度制御部
５２ モード切替部
５３ 表示色設定部
５４ 変換テーブル変更部
９１Ｂ，９１Ｇ，９１Ｒ 画素回路

Claims (8)

1. 第１色の光を発する第１画素回路と、第２色の光を発する第２画素回路と、第３色の光を発する第３画素回路とを有する表示部と、
   前記表示部の周囲における環境光に係る色情報を検出する色検出部と、
   前記環境光に係る色情報に応じて、前記第１、第２、および第３画素回路から発せられる前記第１、第２、および第３色の光の輝度の比率を設定する設定部と、
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記設定部が、
   前記環境光に係る色情報が一定条件を満たす場合に、前記第１、第２、および第３画素回路から発せられる前記第１、第２、および第３色の光の輝度の比率を、前記環境光に係る色情報に合わせた比率に設定することを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像表示装置であって、
   前記設定部が、
   前記環境光に係る色情報が一定条件を満たす場合に、前記第１、第２、および第３画素回路から発せられる前記第１、第２、および第３色の光の輝度の比率を、前記環境光の補色に合わせた比率に設定することを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の画像表示装置であって、
   前記一定条件が、
   ３軸の直交座標系において、原点を基準とした白色の画像を前記表示部で表示するための前記第１、第２、および第３色の光の輝度の比率を示す第１座標（ａ_w，ｂ_w，ｃ_w）までのベクトルと、前記表示部で表示する画像を前記環境光に合わせた色とするための前記第１、第２、および第３色の光の輝度の比率を示す第２座標（ａ_s，ｂ_s，ｃ_s）までのベクトルとの内積が、０．５以下である条件を含むことを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載の画像表示装置であって、
   前記表示部の周囲の照度を検出する照度検出部と、
   前記照度検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度に応じて、前記第１、第２、および第３画素回路の輝度を変更する変更部と、
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載の画像表示装置であって、
   前記第１、第２、および第３画素回路に対して発光に必要な電圧を供給する電源部、
   を更に備え、
   前記変更部が、
   前記照度検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度に応じて、前記電源部から前記第１、第２、および第３画素回路に対して供給される電圧を制御することで、前記第１、第２、および第３画素回路の輝度を変更することを特徴とする画像表示装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の画像表示装置であって、
   前記変更部によって、第１頻度で、前記照度検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度に応じて前記第１、第２、および第３画素回路の輝度を変更する第１状態から、前記変更部によって、前記第１頻度よりも高い頻度の第２頻度で、前記照度検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度に応じて前記第１、第２、および第３画素回路の輝度を変更する第２状態に切り替える切替部、
   を更に備えることを特徴とする画像表示装置。
8. 請求項７に記載の画像表示装置であって、
   前記第１状態から前記第２状態への切り替えを指示する信号を発生させるためのユーザーの操作を受け付ける操作部、
   を更に備えることを特徴とする画像表示装置。

Images