JP5096674B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、照射される光を反射することで表示を行う反射型デバイスを用いた表示装置に関するものである。

従来の照射される光を反射することで表示を行う反射型デバイスを用いた表示装置は、反射型デバイスと、この反射型デバイスを駆動する駆動回路と、外部接続されたパソコン等から受け取った画像データの送信制御および照明の制御を行う制御部とから構成される。
ここで、照明の制御としては、タイマーにより指定された時刻になると自動的に電源がＯＮ、ＯＦＦになる制御等がある。自発光ではない反射型デバイスでは、照射される光によりその内容を表示するため、照射される光の少ない夜間は、単一色の照明を利用して画像の表示を行う。

特開平１１−３２６８７６号公報（第５〜１０頁、図１）

従来の反射型デバイスを用いた表示装置は、以上のように構成されているので、他のＬＥＤ等の表示装置と比較して、表示状態が照明手段の性能により支配され、画像データによっては表現力が不足していた。例えば、赤みの強い色温度３５００Ｋの照明では、赤色は良く見えるが青色が悪く見え、青みの強い９３００Ｋの照明では、逆に赤色が悪く見えるなどの色再現が悪くなるという問題があった。
特許文献１では、外光の色成分を検知し、この色成分に応じて表示信号の階調補正を行うものが示されている。
しかし、この特許文献１は、外光に合わせた表示信号の補正に留まっており、表示装置が備える照明を利用して色再現範囲を拡張させるものではなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、反射型デバイスに照射する照明を、画像に適したようにする表示装置を得ることを目的としている。

この発明に係わる表示装置においては、外光を反射することで表示を行う反射型デバイスを用いた表示装置において、異なる色温度を有する複数の照明手段、反射型デバイスに表示される画像データを表示画面内の所定領域での色成分の構成比に基づき分析する評価手段、及びこの評価手段による画像データの分析結果に基づき、照明手段を選択する照明選択手段を備え、画像データには、表示画面上の位置及びサイズを指定した属性データが付加され、評価手段は、属性データによって指定された表示画面上の領域を所定領域として分析を行うものである。

この発明は、以上説明したように、外光を反射することで表示を行う反射型デバイスを用いた表示装置において、異なる色温度を有する複数の照明手段、反射型デバイスに表示される画像データを表示画面内の所定領域での色成分の構成比に基づき分析する評価手段、及びこの評価手段による画像データの分析結果に基づき、照明手段を選択する照明選択手段を備え、画像データには、表示画面上の位置及びサイズを指定した属性データが付加され、評価手段は、属性データによって指定された表示画面上の領域を所定領域として分析を行うので、注目させるべき所定領域に適した照明を用いることで、表示画像の表現力を向上させることができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による表示装置を示す構成図である。
図１において、照射される光を反射することで表示を行う反射型デバイス１は、駆動回路２によって駆動され、画像を表示する。制御部３は、外部接続されたパソコンなどから受け取る画像データを駆動回路２へ送信するための制御及び照明４の制御を行う。照明４（照明手段）は、例えばそれぞれ色温度の異なる任意の種類と、数を有し、これを制御部３により選択されて使用される。ここでは照明ａ４−１、照明ｂ４−２、照明ｃ４−３の３種類を有し、例えば照明ａ４−１は、色温度９０００Ｋ、照明ｂ４−２は、色温度６０００Ｋ、照明ｃ４−３は、色温度３０００Ｋとしている。

次に、動作について説明する。
反射型デバイス１には、色合いの異なる各種の画像が表示される。本発明では、複数の色温度の異なる照明を選択してあるいは組み合わせて使用することで、画像の色合いに合わせて、適切な照明を設定する。例えば、画面の青色を強調するには、９０００Ｋの照明ａ４−１が、緑色を強調するには６０００Ｋの照明ｂ４−２が、赤色を強調するには３０００Ｋの照明ｃ４−３が、それぞれ用いられる。
また、組み合わせの例としては、緑色と青色の表現力を向上させたい場合、色温度６０００Ｋの照明ｂ４−２と、色温度９０００Ｋの照明ａ４−１を使用することで実現可能となる。
実施の形態１では、上述の照明の選択や組み合わせについて、制御部３へ入力することにより、人為的に行うことを想定している。

なお、照明は、本実施の形態１のように、複数の照明を設けても良いし、一つの照明（例えば、照明内に複数のランプを装備する照明）で、色や強度が可変の照明を使用しても良い。

実施の形態１によれば、複数の色温度の異なる照明を選択してあるいは組み合わせて使用することで、画像の色合いに合わせて、適切な照明を選択することができ、各種の画像に対する照明の質を適正化することにより、色の再現を強調することができ、従来よりも表示画像で広い色再現範囲を感じさせることができる。
すなわち、画像に適した照明を用いることで色再現範囲を拡張させ、表示画像の表現力を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、複数の色温度の異なる照明を備えたが、実施の形態２は、画像に合わせて照明の適切な設定を行うために、制御部３に画像データの分析を行う評価部（評価手段）と、この分析結果により照明を選択する照明選択部（照明選択手段）を設けた。
以下、この発明の実施の形態２を図により説明する。
図２は、この発明の実施の形態２による表示装置を示す構成図である。
図２において、１〜４は図１におけるものと同一のものである。図２では、制御部３に、画像データの分析を行う評価部３１と、使用する照明の選択や組合せの設定を行う照明選択部３２を設けている。評価部３１により、表示する画像データをあらかじめ分析し、照明選択部３２により、分析結果に基づいて使用する照明の設定を行う。
図３は、この発明の実施の形態２による表示装置の動作を示すフローチャートである。
図３のスペクトル強度分布のグラフは、横軸に、ＲＧＢの割合を変えて作成したスペクトルを示し、表示の３点以外にもＲＧＢの割合を変えた点が連続しているものとする。縦軸には、それぞれのＲＧＢの割合に対応する実際の画像データ中の画素数をカウントした値（カウント数）を示している。このカウント数により、赤領域が多いか、青領域が多いかを判定する。

次に、動作について説明する。
図３において、まず、外部接続されたパソコンなどから制御部３に画像データが入力される（ステップＳ１）。次に、評価部３１にて入力された画像データの分析を行う。この分析では、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の割合に応じたスペクトル（例 ＲＧＢ各色８ビットで表現されたデータの場合、Ｒ２５５ Ｇ０ Ｂ０等を連続的に作成する。）を事前に作成しておき（図３のグラフの横軸にする。）、表示する画像データがどのスペクトル（ＲＧＢの割合）を多く含んでいるかを画素毎にカウントし、算出する（ステップＳ２）。
次いで、評価部３１で分析された画像データに基づいて、照明選択部３２にて使用する照明を決定する（ステップＳ３）。これは、例えば、画像データ分析の結果、画像のスペクトル強度分布が長波長側に偏り、赤領域の分布が多い画像（例えば全体の５０％以上の画素が赤領域を含む。）である場合、色温度３０００Ｋの照明ｃ４−３が選択される。反対に画像のスペクトル強度分布が短波長側に偏り、青領域の分布が多い画像（例えば５０％以上）の場合、色温度９０００Ｋの照明ａ４−１が選択される。画像のスペクトル分布が各波長にわたって均等に分布する場合、色温度６０００Ｋの照明ｂ４−２が選択される。
使用する照明が決定されると、制御部３にて照明に対し、照明点灯の信号を送信する（ステップＳ４）。その後、画像データの表示を行う（ステップＳ５）。

実施の形態２によれば、以上のように、表示する画像データによって使用する照明を自動選択することで、容易に表示画像の色再現が良くなり、表現力を向上させることができる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による表示装置の動作を示すフローチャートである。
実施の形態２では、画像データのスペクトル強度分布を分析したが、実施の形態３は、さほど大型ではない表示装置に対する照明として、ＲＧＢに鋭いスペクトルを持つＬＥＤのような光源を照明として利用する場合についてのものである。

この場合では、図４のステップＳ２で、表示する画像データをＲＧＢ色成分の構成比に基づいて分析する。画像データは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の成分を持ち、各成分のデータ量（Ｒ：０〜２５５、Ｇ：０〜２５５、Ｂ：０〜２５５）を全ての画素においてカウントすることで算出できる。
例えば、Ｒのデータ量が全体の５割以上を占める場合、赤っぽい画像と判断され、赤の表現に有利な色温度３０００Ｋの照明ｃ４−３を選択する。Ｂのデータ量が全体の５割以上を占める場合、青っぽい画像と判断され、青の表現に有利な色温度９０００Ｋの照明ａ４−１を選択する。
なお、図４のステップＳ１、Ｓ３〜Ｓ５は、図３におけるものと同じ動作を行う。

実施の形態３によれば、ＬＥＤのような光源を照明とした場合に、画像データの中で高い割合で用いられている色成分において表示画像の色再現が良くなり、表現力を向上することが可能となる。

実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による表示装置の動作を示すフローチャートである。
実施の形態３では、画像データ全体にわたる色成分の構成比の分析結果に基づいて、照明を選択した。これに対し、実施の形態４は、注目させるべき個所（所定領域）のＲＧＢ色成分の構成比に基づいて分析するものである。

すなわち、図５のステップＳ２において、画面の注目させるべき個所で、表示する画像データのＲＧＢ色成分の構成比を分析し、色成分の分布状態を分析する。例えば、画像の注目させるべき主要テーマが中央部にある場合、あらかじめ注目ポイントとなる中央部の座標アドレスを評価部３１にて設定しておくことにより、中央部の色成分の構成比を分析することで、画像の注目させるべきポイントでの色の分布を判定し、最も高い分布を示す色を判定する。ステップＳ３では、この最も高い分布を示す色に基づき、照明を選択する。
なお、図５のステップＳ１、Ｓ４、Ｓ５は、図３におけるものと同じ動作を行う。

実施の形態４によれば、これにより、画像データの各色成分の分布において、例えば、画面の中央に最も高い分布を示す色成分と同配色の色温度の照明を選択することで、注目させるべき箇所の色再現が良くなり表現力を向上することが可能となる。

実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５による表示装置の画像データを示す図である。
図６において、画像データ５には、注目ポイントのアドレスを指定する属性データ６が付加されている。
実施の形態４では、画像の中央部での色成分の構成比に基づき分析する例を示したが、画像により注目ポイントは、画面上において位置やサイズが変化する場合があり、実施の形態５は、これに対処するものである。

実施の形態５では、図６に示すように、画像データ５の入力段階で、各画像について注目ポイントとして、画面上の位置およびサイズを座標アドレスにより指定する。この注目ポイントを指定する座標アドレスは、属性データ６として画像データ５に付加しておく。
評価部３１は、入力された画像データ５に付加された属性データ６によって指定された領域（注目ポイント）において、色成分の構成比の分析を行う。評価部３１で分析された注目ポイントのデータに基づいて、照明選択部３２により、使用する照明を設定する。
なお、画像の注目させるべきポイントは、画面上の位置およびサイズを可変にすることができる。

実施の形態５によれば、これにより、画像の最も強調させたいポイントに最適な照明が選択され、色再現が良くなり表現力を向上することができる。

実施の形態６．
図７は、この発明の実施の形態６による表示装置の画像データを示す図である。
図７において、画像データ５には、照明の種類を選択するための属性データ６が付加されている。
実施の形態５では、画像の注目ポイントを指定し、その情報を属性データとして画像データに付加し、評価部の分析にて使用する照明を選択したが、実施の形態６は、意識的に照明を選択し、表示する画像のイメージを変化させたい場合についてのものである。

実施の形態６では、図７に示すように、画像データ５に事前に照明の種類を属性データ６として付加しておく。すなわち、画像データ５の作成段階で、作成者が画像により使用したい照明を定義する。定義された照明情報を属性データ６として、画像データ５に付加する。評価部３１は、この属性データ６に基づき、照明を選択する選択情報を照明選択部３２に出力する。そして、表示の際は、属性データ６に基づいた照明を照明選択部３２により選択して画像を表示するようにする。これによって、作成者が意識的に照明を選択し、表示する画像のイメージを変化させることができる。

実施の形態６によれば、属性データに基づいて照明を選択して画像を表示することにより、評価部の画像データの分析結果に依存することなく、作成者の好みに応じたイメージを演出することが可能となる。

実施の形態７．
図８は、この発明の実施の形態７による表示装置の画像データを示す図である。
図８において、画像データ５には、照明のスポットライトを選択する属性データ６が付加されている。
実施の形態４、５では、画像の注目すべきポイントでの色成分の構成比を判定することにより、注目すべきポイントに応じた照明の種類を選択したが、実施の形態７は、事前に準備する照明の中に、表示装置の特定の領域に強い照度分布をもつスポットライトを準備し、このスポットライトを任意に選択するようにした。

すなわち、図８に示すように、画像データ５の作成段階で、作成者が必要に応じて、例えば、注目すべきポイントを他の領域よりも強い照度で照明するスポットライトを定義する。定義されたスポットライトの情報を属性データ６として画像データ５に付加すると、評価部３１によりこの情報が照明選択部３２に伝えられ、照明選択部３２による照明の設定が行われる。表示の際は、属性データ６に基づいたスポットライトが選択されて、画像が表示される。
なお、スポットライトは、他の照明と組み合わせることにより、多様な表現力で表示が可能となる。

実施の形態７によれば、スポットライトにより、注目すべきポイントを他の領域よりも強い照度で照明し、際立たせることができる。

実施の形態８．
図９は、この発明の実施の形態８による表示装置を示す構成図である。
図９において、１〜４、３１、３２は図２におけるものと同一のものである。図９では、照明が発する光以外の光である外光外光のスペクトル分布を分析する外光分析センサ７を設け、この外光分析センサ７からの分析結果が評価部３１に入力される。
上述の各実施の形態は、いずれも、照明単独で表示装置の照明を最適化する例について示したが、実際の表示装置では、昼間は太陽光など照明以外の外光が入力されるので、これの利用も重要であり、実施の形態８は、この外光の利用についてのものである。

図９に示すように、太陽光のスペクトル分布は、１日の時間帯によって変化するので、外光を分析する外光分析センサ７を表示装置に装備させ、この外光分析センサ７によりスペクトル分布の分析を行い、分析結果を評価部３１に出力する。評価部３１では、自身の行った画像データの分析結果と、外光分析センサ７のスペクトル分布の分析結果とに基づき、照明選択部３２へ照明４の選択情報を出力する。
これにより、照明選択部３２で照明を設定することにより、外光に不足する色成分を照明により補うようにすることができる。すなわち、外光に加えて制御部３で、適切な照明を選択し、外光と照明の組み合わせにより、明るく高画質の表示を実現するようにする。

実施の形態８によれば、外光分析センサ７を表示装置に装備したことにより、外光に加えて適切な照明を選択し、外光と照明の組み合わせにより明るく高画質の表示を実現することができる。

この発明の実施の形態１による表示装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による表示装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による表示装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による表示装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４による表示装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５による表示装置の画像データを示す図である。 この発明の実施の形態６による表示装置の画像データを示す図である。 この発明の実施の形態７による表示装置の画像データを示す図である。 この発明の実施の形態８による表示装置を示す構成図である。

符号の説明

１ 反射型デバイス、２ 駆動回路、３ 制御部、３１ 評価部、
３２ 照明選択部、４ 照明、４−１ ９０００Ｋの照明、
４−２ ６０００Ｋの照明、４−３ ３０００Ｋの照明、５ 画像データ、
６ 属性データ、７ 外光分析センサ。

Claims (4)

1. 外光を反射することで表示を行う反射型デバイスを用いた表示装置において、
   異なる色温度を有する複数の照明手段、
   上記反射型デバイスに表示される画像データを表示画面内の所定領域での色成分の構成比に基づき分析する評価手段、
   及びこの評価手段による上記画像データの分析結果に基づき、上記照明手段を選択する照明選択手段を備え、
   上記画像データには、表示画面上の位置及びサイズを指定した属性データが付加され、
   上記評価手段は、上記属性データによって指定された表示画面上の領域を上記所定領域として上記分析を行うことを特徴とする表示装置。
2. 外光を反射することで表示を行う反射型デバイスを用いた表示装置において、
   異なる色温度を有する複数の照明手段、
   及び上記反射型デバイスに表示される画像データには、上記照明手段の種類を示す属性データが付加され、この付加された属性データに基づき、上記照明手段を選択する照明選択手段を備えたことを特徴とする表示装置。
3. 外光を反射することで表示を行う反射型デバイスを用いた表示装置において、
   表示画面内の特定領域を他の領域よりも強い照度で照射することができるように構成されたスポットライトを含み、異なる色温度を有する複数の照明手段、
   及び上記照明手段を選択する照明選択手段を備え、
   上記反射型デバイスに表示される画像データには、上記スポットライトを選択する属性データが付加され、
   上記照明選択手段は、上記属性データに基づき、上記スポットライトを選択し、上記特定領域に他の領域よりも強い照度で照射させることを特徴とする表示装置。
4. 上記照明手段が発する光以外の光である外光を分析する外光分析センサを備え、上記評価手段は、上記画像データの分析結果と上記外光分析センサによる分析結果とに基づき、上記照明手段の選択情報を上記照明選択手段に出力することを特徴とする請求項１記載の表示装置。

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