JP2011237695A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外光の影響等による色ずれを補正することができる高輝度表示装置を提供する。
【解決手段】 ＣＰＵ３０は、工場出荷時点のバックライトの分光放射輝度が外光の分光放射輝度未満であるき、外光による発色、つまりハーフミラー１２による反射光による発色が、バックライトの照射光のみによる発色に一致するように色補正を行うための補正行列を生成し、生成した補正行列をパラメータ情報として映像信号処理部３３に送り、パラメータ情報に基づいて色補正を行わせる。ＣＰＵ３０は、第２分光放射輝度センサ１８によって検出した外光の分光放射輝度、および工場出荷時点に検出したバックライトの分光放射輝度、ならびにカラーフィルタの分光透過率および等色関数に基づいて、補正行列を生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外光に応じて色補正を行うことができる表示装置に関する。

表示装置は、たとえば屋外設置のデジタルサイネージ、つまり電子看板などの用途では、外光の輝度が表示装置の輝度を上回り、視認性が損なわれる問題がある。また、外光の影響を防ぐために表示装置の輝度を上げると、消費電力およびコストアップになるという問題がある。これらの問題を改善するために、半透過型液晶表示装置が提案されている。

半透過型液晶表示装置は、バックライト型などの透過型液晶表示装置と、反射型液晶表示装置とのハイブリッドタイプの液晶表示装置のことである。半透過型液晶表示装置は、日中は、太陽光などの外光の反射を利用して発色し、曇天時または夜間は、バックライトの透過によって発色するように、モード切換を行う。

静止画および動画などの映像コンテンツは、通常、透過型液晶表示装置を想定して作成されている。したがって、ハーフミラーを有する半透過型液晶表示装置もしくは反射型液晶表示装置は、外光に影響されて、色域およびホワイトバランスが変動し、コンテンツ作成者が意図した色と異なる色で映像コンテンツが表示されることがある。

図１３は、外光の影響による色ずれが発生したときのｘｙ色度６１を示す図である。ｘｙ色度６１は、ＣＩＥ（Commission Internationale de I'Eclairage）で規定されるＸＹＺ表色系のｘｙ色度であり、縦軸はｘｙ色度のｙ色度であり、横軸はｘｙ色度のｘ色度である。色域６０５は、ＣＩＥ１９３１による等色関数の色域である。色域６１１は、外光による発色のときの色域であり、色域６０２は、バックライトによる発色のときの色域である。色域６１１は、色域６０２に対してずれており、色ずれが発生していることを示している。また、外光での白色点６１３は、バックライトでの白色点６０４とずれている。すなわち、バックライト透過時と外光反射時とで発色が異なる。

ハーフミラーを用いる半透過型液晶表示装置では、外光の反射率は、たとえば、外光輝度が数万（ｃｄ／ｍ^２）に対して、数（％）程度となることが知られている。これは、ハーフミラーで外光を反射する過程で、前面の保護ガラス、偏光板、液晶ディスプレイ（以下「ＬＣＤ」という）パネル、カラーフィルタ等を透過する必要があり、吸収・拡散のために光が減衰してしまうことに起因する。すなわち、ハーフミラーを用いる半透過型液晶表示装置は、外光の反射率が低いため、輝度発生効率が低いことになる。

第１の従来の技術として、特許文献１に記載される環境適応型の画像表示システムがある。この環境適応型の画像表示システムは、色光センサで計測された画像表示領域の色光情報に基づいて、プロジェクタの入出力用プロファイルを補正する。具体的には、前処理で色光情報に基づいて求めた基準環境での色空間内の座標値と、実際の視環境での座標値とから補色対となる座標値を演算し、この補色対となる座標値から入出力用プロファイルを補正する。補色対となる座標値は、色空間における実際のプレゼンテーション環境での白色値の座標値の座標位置を示す束縛ベクトルの逆ベクトルを求めることによって得ることができる。

第２の従来の技術として、特許文献２に記載される画像観察装置がある。この画像観察装置は、反射型と透過型とを切り換えることができる。反射型が選択されると、外部センサによって取得した外光の色温度などの外光情報と表示対象である画像データに付加されている情報とに基づいて表示画像の色補正を行う。

第３の従来の技術として、特許文献３に記載される携帯型データ処理装置がある。この携帯型データ処理装置は、半透過型液晶表示デバイスを用いるものであり、半透過型液晶表示デバイスに入射する外部光量を計測するセンサの計測結果に応じて、半透過型液晶表示デバイスの後方から光を照射して液晶表示部にデータを表示させる液晶照明部の輝度を制御する。

第４の従来の技術として、特許文献４に記載される液晶表示制御装置がある。この液晶表示制御装置は、液晶表示部に外部から照射される外光の光量を検出する照明検出部からの照度データに基づいて、バックライト輝度を調整し、照明検出部からの照度データ、および液晶表示部の温度を検出する温度検出部からの温度データに基づいて、コントラストを調整する。

第５の従来の技術として、特許文献５に記載される表示装置がある。この表示装置は、半透過型液晶表示装置であって、表示領域の周縁に設けられる光センサの出力に応じて、表示パネルの照明手段の発光強度を制御するものであり、光センサの分光感度を人の視感度特性に合致させる分光感度調整手段を有する。

特開２００１−３２０７２５号公報 特開２００３−２０９８５５号公報 特開平６−１８８８０号公報 特開平９−３１１３１７号公報 特開２００７−２１２８９０号公報

第１の従来の技術は、プロジェクタに対して用いられるものであり、半透過型あるいは反射型の液晶表示装置に用いられるものではない。また、第２〜４の従来の技術は、いずれも外光の分光特性を用いるものではない。第５の従来の技術は、光センサの分光感度を調整するものであり、外光の分光特性を用いて、視認性を改善するものではない。また、いずれの従来の技術も上述した２つの問題を解決するものではない。

本発明の目的は、外光の影響等による色ずれを補正することができる高輝度表示装置を提供することである。

本発明は、画像情報を表示する表示手段の表示画面の背面側に設けられるバックライト手段が照射する照射光と、前記表示手段と前記バックライト手段との間に設けられるハーフミラーによる反射光もしくは前記表示手段の周縁部に設けられる外光取得手段によって取得される取得外光とを、または前記反射光もしくは前記取得外光を、前記表示手段に設けられるカラーフィルタを透過させることによって画像情報の色を発色させる表示装置であって、
前記照射光の光量、および前記表示手段に外部から照射される外光の光量を、予め定める波長範囲で予め定める波長間隔で表わす分光特性を検出する分光特性検出手段と、
前記表示手段に表示すべき画像情報の色補正を行い、色補正が行われた画像情報を前記表示手段へ供給して、表示させる色補正手段と、
前記分光特性検出手段に前記照射光の光量の分光特性および前記外光の光量の分光特性を検出させ、前記分光特性検出手段に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性に基づいて色補正情報を生成し、生成した色補正情報を前記色補正手段に供給し、供給した色補正情報に基づいて前記色補正手段に表示すべき画像情報の色補正を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とする表示装置である。

また本発明は、前記制御手段は、前記分光特性検出手段に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性、前記表示手段に設けられるカラーフィルタの分光透過率、ならびに等色関数に基づいて、色補正のための補正行列を算出し、算出した補正行列を色補正情報とすることを特徴とする。

また本発明は、前記制御手段は、
前記表示手段に外部から照射される外光の分光特性を予め定める第１の時間間隔ごとに前記分光特性検出手段に検出させ、
前記予め定める第１の時間の開始時点と該予め定める第１の時間の経過時点とでの外光の分光特性の差が予め定める第１の閾値以上であるとき、前記色補正情報を生成することを特徴とする。

また本発明は、前記制御手段は、
前記バックライト手段からの照射光の分光特性を、予め定める時点、および該予め定める時点の後予め定める第２の時間間隔ごとに、前記分光特性検出手段に検出させ、
前記予め定める時点での分光特性と前記予め定める第２の時間間隔での分光特性との差が予め定める第２の閾値以上であるとき、前記予め定める時点での分光特性および前記予め定める第２の時間間隔での分光特性に基づいて、前記予め定める第２の閾値である分光特性の照射光によって発色する画像情報の色を、前記予め定める時点における照射光によって発色する画像情報の色に一致させるための色補正情報を生成し、生成した色補正情報を、前記色補正手段に供給することを特徴とする。

また本発明は、前記制御手段は、
前記分光特性検出手段によって検出した外光の分光特性が示す光量が、前記分光特性検出手段によって検出した照射光の分光特性が示す光量未満であるとき、前記バックライト手段に照射光を照射させ、
前記分光特性検出手段に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性に基づいて、前記照射光と前記反射光もしくは前記取得外光とを前記カラーフィルタに透過させるときに発色する画像情報の色を、前記バックライト手段からの照射光のみを前記カラーフィルタに透過させることによって発色する画像情報の色に一致させるための色補正情報を生成することを特徴とする。

また本発明は、前記制御手段は、前記予め定める波長範囲について前記予め定める波長間隔で、２つの分光特性が示すそれぞれの光量の差を算出し、算出した差の合計の平均を、該２つの分光特性の差とすることを特徴とする。

また本発明は、前記分光特性は、可視光領域における波長ごとに表わされる輝度特性であることを特徴とする。

また本発明は、前記照射光および前記取得外光を拡散する拡散板をさらに含み、
前記分光特性検出手段は、拡散板によって拡散された光の分光特性を検出することを特徴とする。

また本発明は、前記バックライト手段が照射する照射光の一部を前記分光特性検出手段に導く光ファイバをさらに含むことを特徴とする。

また本発明は、前記光ファイバは、前記外光取得手段によって取得される取得外光を前記分光特性検出手段に導くことを特徴とする。

また本発明は、前記表示手段、前記バックライト手段および前記ハーフミラーを含む半透過型液晶表示装置であることを特徴とする。

また本発明は、前記表示手段、前記バックライト手段および前記外光取得手段を含む透過型液晶表示装置であり、
前記外光取得手段は、外光取得用の開口部であり、
前記バックライト手段は、外光を導く導光板を含むことを特徴とする。

本発明によれば、画像情報を表示する表示手段の表示画面の背面側に設けられるバックライト手段が照射する照射光と、前記表示手段と前記バックライト手段との間に設けられるハーフミラーによる反射光もしくは前記表示手段の周縁部に設けられる外光取得手段によって取得される取得外光とを、または前記反射光もしくは前記取得外光を、前記表示手段に設けられるカラーフィルタを透過させることによって画像情報の色を発色させるにあたって、分光特性検出手段は、前記照射光の光量、および前記表示手段に外部から照射される外光の光量を、予め定める波長範囲で予め定める波長間隔で表わす分光特性を検出する。色補正手段は、前記表示手段に表示すべき画像情報の色補正を行い、色補正が行われた画像情報を前記表示手段へ供給して、表示させる。そして、制御手段は、前記分光特性検出手段に前記照射光の光量の分光特性および前記外光の光量の分光特性を検出させ、前記分光特性検出手段に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性に基づいて色補正情報を生成し、生成した色補正情報を前記色補正手段に供給し、供給した色補正情報に基づいて前記色補正手段に表示すべき画像情報の色補正を行わせる。

したがって、外光の影響等による色ずれを補正することができる。特に、表示装置、たとえば半透過型液晶表示装置もしくは取得外光にて高輝度化を可能とした透過型液晶表示装置を使用するデジタルサイネージにて、分光特性検出手段、たとえば分光輝度センサによって、外光およびバックライトからの照射光の分光特性を検出し、検出した分光特性に基づいて色補正を行うことによって、外光の影響もしくはバックライトの経時変化による視認性の低下を防ぎ、半透過型液晶表示装置もしくは透過型液晶表示装置で、バックライト照射モード、外光モード、およびバックライト照射および外光モードでの色ずれおよび輝度不足の問題を改善することができる。

また、外光の影響を受ける屋外設置の場合およびバックライト照射に依存する屋内設置の場合のいずれでも、同じ画像を表示しても色ずれが発生しないので、観察者に対して色再現性における違和感を与えることがなく、屋外設置および屋内設置を兼用することができる表示装置とすることができる。

また本発明によれば、前記制御手段は、前記分光特性検出手段に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性、前記表示手段に設けられるカラーフィルタの分光透過率、ならびに等色関数に基づいて、色補正のための補正行列を算出し、算出した補正行列を色補正情報とする。したがって、より正確に色ずれの補正を行うことができる色補正情報である補正行列を算出することができる。

また本発明によれば、前記制御手段は、前記表示手段に外部から照射される外光の分光特性を予め定める第１の時間間隔ごとに前記分光特性検出手段に検出させる。そして、前記予め定める第１の時間の開始時点と該予め定める第１の時間の経過時点とでの外光の分光特性の差が予め定める第１の閾値以上であるとき、前記色補正情報を生成する。したがって、外光の時間変化に伴う性能低下による表示色の色ずれの程度が小さい場合には、色補正を行うための演算処理を省略することができるので、画面表示に遅延が起きない。

また本発明によれば、前記制御手段は、前記バックライト手段からの照射光の分光特性を、予め定める時点、および該予め定める時点の後予め定める第２の時間間隔ごとに、前記分光特性検出手段に検出させる。そして、前記予め定める時点での分光特性と前記予め定める第２の時間間隔での分光特性との差が予め定める第２の閾値以上であるとき、前記予め定める時点での分光特性および前記予め定める第２の時間間隔での分光特性に基づいて、前記予め定める第２の閾値である分光特性の照射光によって発色する画像情報の色を、前記予め定める時点における照射光によって発色する画像情報の色に一致させるための色補正情報を生成し、生成した色補正情報を前記色補正手段に供給する。

したがって、表示装置に使用されるバックライトによる照射光に経年変化による変化が発生しても、経年変化分の色補正を行うことによって、バックライトの性能低下に起因する色ずれを抑制し、表示装置の工場出荷当時の状態と同等の発色表示を維持することができる。

また本発明によれば、前記制御手段は、前記分光特性検出手段によって検出した外光の分光特性が示す光量が、前記分光特性検出手段によって検出した照射光の分光特性が示す光量未満であるとき、前記バックライト手段に照射光を照射させる。そして、前記分光特性検出手段に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性に基づいて、前記照射光と前記反射光もしくは前記取得外光とを前記カラーフィルタに透過させるときに発色する画像情報の色を、前記バックライト手段からの照射光のみを前記カラーフィルタに透過させることによって発色する画像情報の色に一致させるための色補正情報を生成する。

したがって、外光の輝度が不足する場合に、バックライトによる照射光によって輝度を補充して、バックライトによる照射光と外光とを合せた光によって画像情報の色を発色することができる。バックライトによる照射光および外光の分光特性に基づいて、色補正を行うための色補正情報、たとえば補正行列を求めて色補正を行うので、バックライトによる照射光のみのときと同等の発色表示を得ることができる。

また本発明によれば、前記制御手段は、前記予め定める波長範囲について前記予め定める波長間隔で、２つの分光特性が示すそれぞれの光量の差を算出し、算出した差の合計の平均を、該２つの分光特性の差とする。したがって、輝度が波長に依存して変化しても、２つの分光特性の差を求めることができる。

また本発明によれば、前記分光特性は、可視光領域（３８０〜７８０（ｎｍ））における波長ごとに表わされる輝度特性であるので、波長ごとに補正することができ、より正確に色ずれを補正することができる。

また本発明によれば、前記照射光および前記取得外光を拡散する拡散板をさらに含む。そして、前記分光特性検出手段は、拡散板によって拡散された光の分光特性を検出するので、局所的に輝度の強弱があっても適正な輝度を検出することができる。

また本発明によれば、前記バックライト手段が照射する照射光の一部を前記分光特性検出手段に導く光ファイバをさらに含むので、分光特性検出手段を離して設けても、光の減衰を抑えることができる。

また本発明によれば、前記光ファイバは、前記外光取得手段によって取得される取得外光を前記分光特性検出手段に導くので、取得外光についても光の減衰を抑えることができる。

また本発明によれば、表示装置は、前記表示手段、前記バックライト手段および前記ハーフミラーを含む半透過型液晶表示装置である。したがって、バックライト手段による照射光と反射外光とによる半透過型液晶表示装置として実現するとともに、外光による視認性の低下を防止し、外光による色ずれおよび輝度変化を抑制することができる。

また本発明によれば、表示装置は、前記表示手段、前記バックライト手段および前記外光取得手段を含む透過型液晶表示装置であり、前記外光取得手段は、外光取得用の開口部であり、前記バックライト手段は、外光を導く導光板を含む。したがって、バックライト手段による照射光と、開口部および導光板による取得外光とによる透過型液晶表示装置として実現するとともに、外光による視認性の低下を防止し、外光による色ずれおよび輝度変化を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態である半透過型液晶表示装置１の外観を模式的に示す側面図である。 半透過型液晶表示装置１の構成を示すブロック図である。 外光およびバックライトの光源分光輝度の一例を示すグラフ５１である。 ＬＣＤモジュール１１のカラーフィルタの分光透過率の一例を示すグラフ５２である。 カラーフィルタ透過時におけるバックライト１３の照射光の分光特性の一例を示すグラフ５３である。 カラーフィルタ透過時における外光の分光特性の一例を示すグラフ５４である。 等色関数の視感度特性を示すグラフ５５である。 外光の変化を検出するための評価方法を説明するための図である。 バックライト１３を消灯して色補正を行う第１の色補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 バックライト１３を併用して色補正を行う第２の色補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 半透過型液晶表示装置１で色補正を行ったときのｘｙ色度６０を示す。 本発明の第２の実施形態である透過型液晶表示装置２の外観を模式的に示す側面図である。 外光の影響による色ずれが発生したときのｘｙ色度６１を示す図である。

図１は、本発明の第１の実施形態である半透過型液晶表示装置１の外観を模式的に示す側面図である。図１（ａ）は、半透過型液晶表示装置１を側面からみた外観図である。表示装置である半透過型液晶表示装置１は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：略称ＬＣＤ）モジュール１１、ハーフミラー１２、バックライト１３、拡散板１４，１７、光ファイバ１５、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８を含んで構成される。

表示手段であるＬＣＤモジュール１１は、たとえば液晶パネルによって構成され、画像情報を表示する。ＬＣＤモジュール１１は、図示しないカラーフィルタを有し、背後からの光を、カラーフィルタを透過させることによって、表示する画像情報の色を発色する。ハーフミラー１２は、ＬＣＤモジュール１１の背後、つまりＬＣＤモジュール１１の表示画面の背面側に配置される。ハーフミラー１２は、ＬＣＤモジュール１１を透過してくる太陽光あるいは照明からの照明光などの外光を反射し、反射光をＬＣＤモジュール１１の背後から表示画面、つまり前面方向へ透過させる。

バックライト手段であるバックライト１３は、ハーフミラー１２の背後に配置される。すなわち、ＬＣＤモジュール１１の前面側から、ＬＣＤモジュール１１、ハーフミラー１２およびバックライト１３がこの順序で配列される。バックライト１３は、図示しない光源を有し、該光源が発する照射光をハーフミラー１２の方向に照射し、照射光をハーフミラー１２の背後からＬＣＤモジュール１１の前面方向に透過させる。

拡散板１４は、ＬＣＤモジュール１１の画面の面方向に、バックライト１３の下側に設けられ、バックライト１３の光源が発する照射光を拡散、透過させることで、光ファイバ１５に供給する。光ファイバ１５は、拡散板１４から供給された照射光を第１分光放射輝度センサ１６に導いて、第１分光放射輝度センサ１６に供給する。

第１分光放射輝度センサ１６は、光ファイバ１５から供給された照射光、つまりバックライト１３の照射光の分光特性を検出する検出装置である。スペクトルである分光特性は、光の光量、つまり輝度を、予め定める波長範囲で予め定める波長間隔で表わす特性である。予め定める波長範囲は、たとえば３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲であり、予め定める波長間隔は、たとえば１ｎｍの波長間隔である。

拡散板１７は、ＬＣＤモジュール１１の前面側から拡散板１７に照射される外光を拡散、透過することで、第２分光放射輝度センサ１８に供給する。第２分光放射輝度センサ１８は、拡散板１７の背後に隣接して設けられ、拡散板１７から供給される外光の分光特性を検出する検出装置である。拡散板１７および第２分光放射輝度センサ１８は、ＬＣＤモジュール１１の画面の面方向に、ＬＣＤモジュール１１の上側に配置される。拡散板１４，１７は、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８に対し、直接光入射による損傷防止、および各種結像による測定精度低下防止の目的で設けたものであり、必ずしも本構成に限られるものではない。

図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した構成とは異なる光ファイバ１５ａおよび分光放射輝度センサ１６ａの例を示す模式的に示す図である。図１（ｂ）に示した構成では、図１（ａ）に示した光ファイバ１５、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８に代えて、光ファイバ１５ａ、分光放射輝度センサ１６ａおよび電子シャッター１９ａ，１９ｂを用いる。

光ファイバ１５ａは、拡散板１４を通じて得られた照射光を分光放射輝度センサ１６ａに導いて供給するとともに、拡散板１７を通じて得られた外光を分光放射輝度センサ１６ａに導いて供給する。光ファイバ１５ａは、電子シャッター１９ａを介して拡散板１４に接続されるとともに、電子シャッター１９ｂを介して拡散板１７に接続される。電子シャッター１９ａ，１９ｂは、同時に開放されることはなく、両方閉じているか、いずれか１つのみが開放される。

分光放射輝度センサ１６ａは、光ファイバ１５から供給される入射光の分光特性を検出する検出装置である。分光放射輝度センサ１６ａは、電子シャッター１９ａが開放しているときは、拡散板１４を通じて得られた照射光の分光特性を検出し、電子シャッター１９ｂが開放しているときは、拡散板１７を通じて得られた外光の分光特性を検出する。

第１分光放射輝度センサ１６、第２分光放射輝度センサ１８および分光放射輝度センサ１６ａは、たとえば回折格子を用いるポリクロメータ方式の分光放射輝度計、あるいはフィルタ方式の色彩輝度計によって構成される。ポリクロメータ方式の分光放射輝度計は、測定対象の光をレンズで集光し、集光した光をグレーティング、つまり回折格子で波長ごとに分離し、波長ごとの輝度を複数のフォトセンサ、たとえばフォトダイオードアレイで測定するものである。フィルタ方式の色彩輝度計は、ポリクロメータ方式の分光放射輝度計よりも精度が劣る。第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８、または分光放射輝度センサ１６ａは、分光特性検出手段である。

図１（ａ）に示した構成では、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８の２つの分光放射輝度センサを用いているが、図１（ｂ）に示した構成は、１つの分光放射輝度センサ１６ａのみでよく、分光放射輝度センサの数を低減することができる。

図２は、半透過型液晶表示装置１の構成を示すブロック図である。半透過型液晶表示装置１は、図１（ａ）に示した第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８の他に、中央処理装置（Central Processing Unit：略称ＣＰＵ）３０、図示しない記憶装置、入力端子３１、アナログデジタル（以下「ＡＤ」という）変換処理部３２、映像信号処理部３３、ドライバ処理部３４および液晶パネル／光源部３５を含んで構成される。

制御手段であるＣＰＵ３０は、図示しない記憶装置に記憶されるプログラムを実行することによって、映像信号処理部３３、ドライバ処理部３４および液晶パネル／光源部３５を制御する。図示しない記憶装置は、たとえば半導体メモリによって構成され、ＣＰＵ３０によって実行されるプログラム、およびＣＰＵ３０が該プログラムを実行するときに用いる情報を記憶する。

入力端子３１は、テレビジョン放送などを受信する受信装置が出力する画像情報、画像情報を録画および再生する録画再生装置によって再生された画像情報、あるいはコンピュータが再生した画像情報などが、アナログ信号として入力される端子である。ＡＤ変換処理部３２は、入力端子に入力されたアナログ信号の画像情報を、アナログ信号からデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号の画像情報を映像信号処理部３３に送る。ここで、入力端子３１から入力される画像情報はデジタル信号であってもよい。この場合は、ＡＤ変換処理部３２は不要となる。

色補正手段である映像信号処理部３３は、ＣＰＵ３０からの命令によって、ＡＤ変換処理部３２から受け取る画像情報の色補正を行い、色補正を行った画像情報をドライバ処理部３４に送る。色補正については、後述する。ドライバ処理部３４は、映像信号処理部３３から受け取った画像情報を、デジタル信号からアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号の画像情報を液晶パネル／光源部３５に送る。また、ドライバ処理部３４は、液晶パネル／光源部３５に対する制御、たとえばＬＣＤモジュール１１、つまり液晶パネルにおける赤緑青（Red Green Blue：略称ＲＧＢ）駆動制御、およびバックライト１３の輝度調整制御などの制御を行う。

液晶パネル／光源部３５は、図１（ａ）に示したＬＣＤモジュール１１、ハーフミラー１２およびバックライト１３を含んで構成される。液晶パネル／光源部３５は、ハーフミラー１２からの反射光のみを、またはハーフミラー１２からの反射光およびバックライト１３からの照射光を、ＬＣＤモジュール１１のカラーフィルタを透過させ、画像情報の色を発色させる。第１分光放射輝度センサ１６は、検出した分光特性をＣＰＵ３０に送る。第２分光放射輝度センサ１８は、検出した分光特性をＣＰＵ３０に送る。以下、分光特性のことを、分光放射輝度ともいう。

ＣＰＵ３０は、第１分光放射輝度センサ１６から受け取った分光放射輝度、および第２分光放射輝度センサ１８から受け取った分光放射輝度、ならびに後述するカラーフィルタの分光透過率、ハーフミラーの分光反射率、およびＸＹＺ表色系の後述する等色関数に基づいて、映像信号処理部３３に行わせる色補正に必要な色補正情報であるパラメータ情報を生成する。ＣＰＵ３０は、生成したパラメータ情報を映像信号処理部３３に送る。映像信号処理部３３は、受け取ったパラメータ情報に基づいて、ＡＤ変換処理部３２から受け取る画像情報に対して色補正を行う。第１分光放射輝度センサ１６から受け取った分光放射輝度は、バックライト１３からの照射光の分光放射輝度であり、以下、単に、バックライトの分光放射輝度あるいはバックライトの分光特性ともいう。

図３は、外光およびバックライトの光源分光輝度の一例を示すグラフ５１である。グラフ５１は、縦軸が輝度であり、横軸は波長（ｎｍ）である。光源分光輝度は、外光およびバックライト１３などの光源の分光放射輝度のことである。輝度は、最大輝度に対する百分率（％）表示である。バックライトの光源分光輝度は、バックライト１３などの光源の分光放射輝度のことである。グラフ５１は、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍまでの波長範囲で、波長１ｎｍごとに、バックライト１３からの照射光の輝度（以下、単に、バックライトの輝度という）を第１分光放射輝度センサ１６によって測定したバックライトの光源分光輝度５１１、および外光の輝度を第２分光放射輝度センサ１８によって測定した外光の光源分光輝度５１２を示している。説明を簡略化するため、ハーフミラー１２の分光反射率は、１００％としており、以下の説明でも同様である。

バックライトの光源分光輝度５１１は、波長ごとに測定したバックライトの輝度のうち最大の輝度を１００％として、各波長での外光の輝度を表わしている。また、外光の光源分光輝度５１２は、波長ごとに測定した外光の輝度のうち最大の輝度を１００％として、各波長での外光の輝度を表わしている。外光の光源分光輝度５１２は、最大輝度に対して広い範囲で高い輝度となっているが、バックライトの光源分光輝度５１１は、最大輝度近辺を除く範囲で低い輝度となっている。

ＣＰＵ３０は、バックライト分光輝度行列Ｌ１および外光分光輝度行列Ｌ２を生成する。バックライト分光輝度行列Ｌ１は、第１分光放射輝度センサ１６によって測定したバックライトの光源分光輝度５１１が示す波長ごとの輝度を表す行列である。外光分光輝度行列Ｌ２は、外光の輝度を第２分光放射輝度センサ１８によって測定した外光の光源分光輝度５１２が示す波長ごとの輝度を表す行列である。具体的には、バックライト分光輝度行列Ｌ１および外光分光輝度行列Ｌ２は、いずれも、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍまでの波長範囲で、波長１ｎｍ刻みの波長での輝度を表す４０１行×１列の行列である。

図４は、ＬＣＤモジュール１１のカラーフィルタの分光透過率の一例を示すグラフ５２である。縦軸が透過率であり、横軸は波長（ｎｍ）である。グラフ５２は、カラーフィルタに照射する白色光の輝度を１００％としたとき、カラーフィルタを透過させた白色光を、ＲＧＢ系の赤、緑および青の３つの色に分離した各色の輝度を、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍまでの波長範囲で、波長１ｎｍごとに、透過率として百分率（％）表示したグラフである。

分光透過率５２１は、赤色の光の透過率である。分光透過率５２２は、緑色の光の透過率である。分光透過率５２３は、青色の光の透過率である。ＬＣＤモジュール１１のカラーフィルタの分光透過率は、装置に組み込まれる前に、予め専用の測定装置で測定されたものであり、測定結果であるカラーフィルタの分光透過率は、工場出荷前に図示しない記憶装置に記憶させておく。

ＣＰＵ３０は、半透過型液晶表示装置１の電源が投入された直後、図示しない記憶装置からカラーフィルタの分光透過率を読み出し、分光透過率行列Ｃを生成する。分光透過率行列Ｃは、赤色の光の分光透過率５２１、緑色の光の分光透過率５２２および青色の光の分光透過率５２３が示す波長ごとの輝度を表す行列である。具体的には、分光透過率行列Ｃは、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍまでの波長範囲で、波長１ｎｍ刻みの波長での輝度を、赤色の光について４０１行１列、緑色の光について４０１行１列、青色の光について４０１行１列の合計３列で表わす４０１行３列の行列である。

図５は、カラーフィルタ透過時におけるバックライト１３の照射光の分光特性の一例を示すグラフ５３である。縦軸が輝度であり、横軸は波長（ｎｍ）である。グラフ５３は、カラーフィルタに照射する白色光の輝度を１００％としたとき、カラーフィルタを透過させたバックライト１３の照射光を赤、緑および青の３つの色に分離した各色の輝度を、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍまでの波長範囲で、波長１ｎｍごとに百分率（％）表示したグラフである。

分光特性５３１は、赤色の光の特性である。分光特性５３２は、緑色の光の特性である。分光特性５３３は、青色の光の特性である。

グラフ５３の赤色の光の分光特性５３１、緑色の光の分光特性５３２および青色の光の分光特性５３３は、図３に示したバックライトの光源分光輝度５１１と、図４に示した赤色の光の分光透過率５２１、緑色の光の分光透過率５２２および青色の光の分光透過率５２３とから求めることができる。具体的には、ＣＰＵ３０は、バックライト分光輝度行列Ｌ１と分光透過率行列Ｃの各行列要素同士を乗算した行列、つまりＬ１×Ｃの演算結果の行列を求める。Ｌ１×Ｃの演算結果の行列の値をプロットしたものがグラフ５３である。

図６は、カラーフィルタ透過時における外光の分光特性の一例を示すグラフ５４である。縦軸が輝度であり、横軸は波長（ｎｍ）である。グラフ５３は、カラーフィルタに照射する白色光の輝度を１００％としたとき、カラーフィルタを透過させた外光を赤、緑および青の３つの色に分離した各色の輝度を、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍまでの波長範囲で、波長１ｎｍごとに百分率（％）表示したグラフである。

分光特性５４１は、赤色の光の特性である。分光特性５４２は、緑色の光の特性である。分光特性５４３は、青色の光の特性である。

グラフ５４の赤色の光の分光特性５４１、緑色の光の分光特性５４２および青色の光の分光特性５４３は、図３に示した外光の光源分光輝度５１２と、図４に示した赤色の光の分光透過率５２１、緑色の光の分光透過率５２２および青色の光の分光透過率５２３とから求めることができる。具体的には、ＣＰＵ３０は、外光分光輝度行列Ｌ２と分光透過率行列Ｃの各行列要素同士を乗算した行列、つまりＬ２×Ｃの演算結果の行列を求める。Ｌ２×Ｃの演算結果の行列の値をプロットしたものがグラフ５４である。

図７は、等色関数の視感度特性を示すグラフ５５である。縦軸は三刺激値であり、横軸は波長（ｎｍ）である。図７に示した等色関数は、ＸＹＺ表示色系の等色関数であり、規格ＣＩＥ（Commission Internationale de I'Eclairage）１９３１で規定される測色標準観測者の等色関数であり、２°視野の視感度特性で規定される関数である。

赤色の光の視感度特性５５１は、波長約４００ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲で、三刺激値が波長約４３０ｎｍ付近で最大の約０．４になる凸型、および波長約５００ｎｍ〜約６８０ｎｍの範囲で、三刺激値が波長約５９０ｎｍ付近で最大の約１．１になる凸型の２つのピークを持つ視感度特性である。緑色の光の視感度特性５５２は、波長約４２０ｎｍ〜約６８０ｎｍの範囲で、三刺激値が波長約５６０ｎｍ付近で最大の約１．０になる凸型の視感度特性である。青色の光の視感度特性５５３は、波長３８０ｎｍ〜約５５０ｎｍの範囲で、三刺激値が波長約４５０ｎｍ付近で最大の約１．８になる凸型の視感度特性である。

ＣＰＵ３０は、等色関数を表す等色関数行列Ｓを生成する。具体的には、ＣＰＵ３０は、表示装置の電源が投入された直後、図示しない記憶装置から等色関数の視感度特性を読み出し、読み出した等色関数の視感度特性に基づいて等色関数行列Ｓを生成する。等色関数行列Ｓは、赤色の光の視感度特性５５１、緑色の光の視感度特性５５２および青色の光の視感度特性５５３が示す波長ごとの三刺激値を表す行列である。等色関数行列Ｓは、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍまでの波長範囲で、波長１ｎｍ刻みの波長での輝度を、赤色の光について４０１行１列、緑色の光について４０１行１列、青色の光について４０１行１列の合計３列で表わす４０１行３列の行列である。

入力端子３１から入力される画像情報の色信号を、ＲＧＢ系で関数ｆ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で表わし、関数ｆ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で表わされる色信号をバックライト１３による照射光で発色させたときの色信号を、ＸＹＺ表色系で関数ｇ１（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で表わし、その変換行列をＭで表わすと、式（１）の関係が成立する。
ｇ１（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝ｆ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）・Ｍ …（１）

ここで、「・」は行列同士の乗算を表わす演算記号である。同様に、関数ｆ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で表わされる色信号を外光で発色させたときの色信号を、ＸＹＺ表色系で関数ｇ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で表わし、その変換行列をＮで表わすと、式（２）の関係が成立する。
ｇ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝ｆ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）・Ｎ …（２）

変換行列Ｍは、等色関数行列Ｓを用いて式（３）で表わされ、変換行列Ｎは、等色関数行列Ｓを用いて式（４）で表わされる。
Ｍ＝（Ｓ^ｔ・Ｌ１×Ｃ）^ｔ …（３）
Ｎ＝（Ｓ^ｔ・Ｌ２×Ｃ）^ｔ …（４）

ここで、「×」は行列の要素同士の乗算を表わす演算記号である。また、「^ｔ」は転置行列を表わす演算記号である。変換行列Ｍ，Ｎは、３行３列の行列である。

外光で発色させたときの色信号を表わす関数ｇ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、バックライト１３による照射光で発色させたときの色信号を表わす関数ｇ１（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に一致させれば、外光で発色させたときの色信号が、バックライト１３による照射光で発色させたときの色信号に一致する。外光で発色させたときの色信号を表わす関数ｇ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を関数ｇ１（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に一致させるための補正行列をＡとすると、式（５）の関係が成立する。
ｇ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ）・Ａ＝ｇ１（Ｘ，Ｙ，Ｚ） …（５）

式（２）の両辺の各項に行列（Ｎ^−１・Ｍ）を右側から乗算すると、式（２）は、式（６）となる。ここで、「^−１」は逆行列を表わす演算記号である。
ｇ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ）・Ｎ^−１・Ｍ＝ｆ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）・Ｎ・Ｎ^−１・Ｍ
＝ｆ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）・Ｍ …（６）

式（６）は、式（１）から式（７）に変形することができる。
ｇ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ）・Ｎ^−１・Ｍ＝ｇ１（Ｘ，Ｙ，Ｚ） …（７）

式（５）と式（７）とから、補正行列Ａは、Ａ＝Ｎ^−１・Ｍとなる。
ＣＰＵ３０は、補正行列Ａをパラメータ情報として映像信号処理部３３に送る。映像信号処理部３３は、受け取ったパラメータ情報に基づいて色補正を行う。具体的には、映像信号処理部３３は、画像情報が表す画像を構成する各画素に対して補正行列Ａを右側から乗算して、色補正を行う。

図８は、外光の変化を検出するための評価方法を説明するための図である。縦軸は分光放射輝度実測値（ｍＷ／（ｓｒ・ｍ^２・ｎｍ））であり、横軸は波長（ｎｍ）である。

図８（ａ）は、時点ｔ１での輝度を波長ごとに表す分光放射輝度５６１、および時点ｔ２での輝度を波長ごとに表す分光放射輝度５６２を示している。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した分光放射輝度５６１および分光放射輝度５６２のうち範囲５７の部分を拡大した図である。時点ｔ２は、時点ｔ１から、たとえば予め定める第１の時間が経過した時点である。

時点ｔ２における分光放射輝度から時点ｔ１における分光放射輝度の差分は、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの区間で波長１ｎｍごとの各波長における差分（絶対値）の合計の平均（以下「相加平均」という）ｅｎで表わすものとする。すなわち、各波長における輝度値の差分（絶対値）をｅｉ（ｉ＝１〜４０１）で表わすと、相加平均ｅｎは、式（８）で表わされる。

図８（ｂ）には、波長１６１ｎｍでの差分ｅ１６１および波長１７１ｎｍでの差分ｅ１７１を代表に示している。

ＣＰＵ３０は、予め定める第１の時間間隔ごと、たとえば１時間ごとに、外光の分光放射輝度を検出し、相加平均ｅｎが予め定める第１の閾値である第１評価判定値、たとえば時点ｔ１の最大の輝度の１０％以上であるとき、外光が変化したと判定し、新たにパラメータ情報を算出し、算出したパラメータ情報を映像信号処理部３３に送り、パラメータ情報に基づいて色補正を行わせる。

ＣＰＵ３０は相加平均ｅｎが第１評価判定値以上であるときのみ補正行列を演算するので、毎回パラメータ情報を生成する必要がなく、補正行列を演算する必要がないとき、処理時間を短縮することができる。

また、ＣＰＵ３０は、予め定める第１の時間間隔ごとに、外光の分光放射輝度を検出し、検出した外光の分光放射輝度（Ｗ／（ｓｒ・ｍ^２・ｎｍ））から輝度値（ｃｄ／ｍ^２）に換算し、バックライトの分光放射輝度から輝度値に換算した値に対し、第２評価判定値以上の比率、たとえば、外光の輝度がバックライトの輝度の２倍以上の比率であるとき、バックライト１３を消灯し、外光のみで表示する。バックライトの輝度値に対する外光の輝度値の比率が第２評価判定値未満であるとき、バックライト１３を点灯し、外光およびバックライト１３の照射光で表示する。分光放射輝度から輝度値への換算は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおける分光放射輝度の積分値により得られる。

図９は、バックライト１３を消灯して色補正を行う第１の色補正処理の処理手順を示すフローチャートである。第１の色補正処理は、外光の輝度に応じて、外光のみで表示するか否かを切り換える場合の処理である。ＣＰＵ３０は、半透過型液晶表示装置１の電源が投入され、動作可能状態になると、ステップＡ１に移る。また、外光の分光放射輝度が工場出荷時点のバックライトの分光放射輝度未満になったときも、ステップＡ１に移る。

ステップＡ１では、ＣＰＵ３０は、液晶パネル／光源部３５にバックライト１３の点灯を指示し、バックライト１３を点灯する。ステップＡ２では、ＣＰＵ３０は、予め定める第１の時間間隔ごとに、第２分光放射輝度センサ１８によって外光の分光放射輝度を検出する。ステップＡ３では、ＣＰＵ３０は、外光の分光放射輝度が工場出荷時点のバックライトの分光放射輝度よりも大きいとき、ステップＡ４に進む。外光の分光放射輝度が工場出荷時点のバックライトの分光放射輝度以下であるとき、ステップＡ１に戻る。

ステップＡ４では、ＣＰＵ３０は、液晶パネル／光源部３５にバックライト１３の消灯を指示し、バックライト１３を消灯する。ステップＡ５では、ＣＰＵ３０は、外光による発色、つまりハーフミラー１２による反射光による発色が、バックライト１３の照射光のみによる発色に一致するように、ＸＹＺ表色系の補正演算処理、つまりパラメータ情報の生成を行う。そして、生成したパラメータ情報を映像信号処理部３３に送り、パラメータ情報に基づいて色補正を行わせて、第１の色補正処理を終了する。

図１０は、バックライト１３を併用して色補正を行う第２の色補正処理の処理手順を示すフローチャートである。第２の色補正処理は、外光の輝度に依存せず、常にバックライト１３を併用する場合の処理である。ＣＰＵ３０は、半透過型液晶表示装置１の電源が投入され、動作可能状態になると、ステップＢ１に移る。また、予め定める第１の時間が経過するたびに、ステップＢ１に移る。

ステップＢ１では、ＣＰＵ３０は、第２分光放射輝度センサ１８によって外光の分光放射輝度を検出する。ステップＢ２では、ＣＰＵ３０は、第１分光放射輝度センサ１６によってバックライトの分光放射輝度を検出する。ステップＢ３では、ＣＰＵ３０は、外光およびバックライト１３を併用したときの発色が、工場出荷時点のバックライト１３の照射光のみによる発色に一致するように、ＸＹＺ表色系の補正演算処理、つまりパラメータ情報の生成を行う。そして、生成したパラメータ情報を映像信号処理部３３に送り、パラメータ情報に基づいて色補正を行わせて、第２の色補正処理を終了する。

この場合、上述の式（４）はバックライト分光輝度行列Ｌ１および外光分光輝度行列Ｌ２を用いて、式（９）のように表わされることになる。
Ｎ’＝（Ｓ^ｔ・（Ｌ１＋Ｌ２）×Ｃ）^ｔ …（９）

この結果、補正行列Ａ’＝Ｎ’^−１・Ｍとなる。ここで、「＋」は行列同士の加算を表わす演算記号である。

バックライト１３の経時変化を考慮する場合は、ＣＰＵ３０は、バックライト１３について、予め定める時点、たとえば工場出荷時点、および該予め定める時点の後予め定める第２の時間間隔、たとえば１か月ごとに、第１分光放射輝度センサ１６によって分光放射輝度を検出する。そして、検出した分光放射輝度と工場出荷時点の分光放射輝度との差分（絶対値）の相加平均ｅｎが、予め定める第２の閾値である第３評価判定値、たとえば工場出荷時点の最大の輝度の１０％以上であるとき、バックライト１３に経時変化があったと判定する。バックライト１３に経時変化があったと判定すると、ＣＰＵ３０は、検出したバックライトの分光放射輝度、および工場出荷時点のバックライトの分光放射輝度に基づいて、バックライト１３に経時変化に伴う色ずれを補正するための補正行列Ｂを生成する。バックライトの経時変化により、Ｌ１→Ｌ１’に変化したとすると、上述の式（３）を変形し、式（１０）の補正行列Ｍ’も考慮することになる。
Ｍ’＝（Ｓ^ｔ・Ｌ１’×Ｃ）^ｔ …（10）

この結果、経時変化を考慮した補正行列Ｂは、Ｂ＝Ｎ^−１・Ｍ’ ^−１・Ｍとなる。ステップＢ３では、この経時変化補正行列Ｂをパラメータ情報として映像信号処理部３３に送り、パラメータ情報に基づいて色補正を行わせて、第２の色補正処理を終了する。

図１１は、半透過型液晶表示装置１で色補正を行ったときのｘｙ色度６０を示す。ｘｙ色度６０は、ＣＩＥで規定されるＸＹＺ表色系のｘｙ色度であり、縦軸はｘｙ色度のｙ色度であり、横軸はｘｙ色度のｘ色度である。色域６０５は、ＣＩＥ１９３１による等色関数の色域である。

色域６０１は、半透過型液晶表示装置１で、外光での発色に対して色補正を行ったとき色域であり、色域６０２は、バックライト１３のみの発色のときの色域である。色域６０１の境界線と色域６０２の境界線とは一致しているので実際には重なるが、図１２ではわかりやすくするために、ずらして示している。また、半透過型液晶表示装置１で外光での発色に対して色補正を行ったときの白色点６０３は、バックライト１３のみの白色点６０４と一致している。

図１２は、本発明の第２の実施形態である透過型液晶表示装置２の外観を模式的に示す側面図である。表示装置である透過型液晶表示装置２は、ＬＣＤモジュール２１、バックライト２２、拡散板２３、光ファイバ２４および分光放射輝度センサ２５を含んで構成される。ＬＣＤモジュール２１、拡散板２３、光ファイバ２４および分光放射輝度センサ２５は、それぞれ図１（ａ）に示したＬＣＤモジュール１１、拡散板１４、光ファイバ１５および第１分光放射輝度センサ１６と同じ構成であり、重複を避けるために説明は省略する。

バックライト２２は、たとえばエッジライト式のバックライトによって構成され、図示しない光源および図示しない導光板を含んで構成される。バックライト２２は、バックライト２２の周縁部２２１に、ＬＣＤモジュール２１の前面側から到来する外光を取り入れる外光取入口２２２が設けられる。外光取得手段である外光取入口２２２から取り入れられた外光は、導光板に供給される。また、バックライト２２の光源から発せられる照射光も導光板に供給される。バックライト２２は、外光取入口２２２から取り入れられた外光、および光源が発する照射光を、導光板から出射し、ＬＣＤモジュール２１の背後からＬＣＤモジュール２１の前面側に透過させる。外光取入口２２２から取り入れられた外光は、取得外光である。

拡散板２３は、ＬＣＤモジュール２１の画面の面方向にバックライト２２の下側に設けられ、導光板に接続される。拡散板２３は、導光板から出射される外光取入口２２２から取り入れられた外光、および光源が発する照射光を拡散、透過することで、外光および照射光を光ファイバ２４に供給する。分光放射輝度センサ２５は、光ファイバ２４から供給される外光および照射光の分光特性を検出する。

透過型液晶表示装置２の構成は、図２に示した半透過型液晶表示装置１の構成と、以下を除き同じ構成である。透過型液晶表示装置２は、図２に示した第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８の代わりに、分光放射輝度センサ２５を用いる。また、液晶パネル／光源部３５は、図１２に示したＬＣＤモジュール２１およびバックライト２２を含んで構成され、ハーフミラー１２は含まない。

ＣＰＵ３０は、図１０に示した第２の色補正処理と同じで処理を行うので、重複を避けるために説明は省略する。また、外光の分光放射輝度を測定するとき、バックライト２２を消灯して、外光のみの分光放射輝度を検出して、第１の色補正処理と同じ処理を行うことも可能である。

図１２に示した透過型液晶表示装置２は、図１（ａ）に示した半透過型液晶表示装置１に比して、ハーフミラー１２がなく、また分光放射輝度センサの数を２つから１つとしたものであり、部品点数が少なく、より安価に実現することができる。

また、図１（ａ）に示したハーフミラー１２は、外光がＬＣＤモジュール１１によって減衰するので、ハーフミラー１２による反射光は弱いが、図１２に示した透過型液晶表示装置２では、外光取入口２２２を設けて、外光自体をバックライトとして利用できるようにしたものであるので、ハーフミラー１２による反射光よりも強い光をＬＣＤモジュール２１に供給することができる。

上述した実施形態では、相加平均を用いて、外光の変化およびバックライト１３の経時変化を検出したが、代表的な波長、たとえば波長５５０ｎｍでの輝度に基づいて判定することも可能である。

このように、画像情報を表示するＬＣＤモジュール１１の表示画面の背面側に設けられるバックライト１３が照射する照射光と、ＬＣＤモジュール１１とバックライト１３との間に設けられるハーフミラー１２による反射光もしくはＬＣＤモジュール１１の周縁部に設けられる外光取入口２２２によって取得される取得外光とを、または前記反射光もしくは前記取得外光を、ＬＣＤモジュール１１に設けられるカラーフィルタを透過させることによって画像情報の色を発色させるにあたって、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８は、前記照射光の光量、およびＬＣＤモジュール１１に外部から照射される外光の光量を、予め定める波長範囲で予め定める波長間隔で表わす分光特性を検出する。映像信号処理部３３は、ＬＣＤモジュール１１に表示すべき画像情報の色補正を行い、色補正が行われた画像情報をＬＣＤモジュール１１へ供給して、表示させる。そして、ＣＰＵ３０は、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８に前記照射光の光量の分光特性および前記外光の光量の分光特性を検出させ、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性に基づいてパラメータ情報を生成し、生成したパラメータ情報を映像信号処理部３３に供給し、供給したパラメータ情報に基づいて映像信号処理部３３に表示すべき画像情報の色補正を行わせる。透過型液晶表示装置２の場合、ＬＣＤモジュール１１は、２１であり、バックライト１３はバックライト２２であり、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８は、分光放射輝度センサ２５であり、以下についても同様である。

したがって、外光の影響等による色ずれを補正することができる。特に、表示装置、たとえば半透過型液晶表示装置１もしくは取得外光にて高輝度化を可能とした透過型液晶表示装置２を使用するデジタルサイネージにて、分光特性検出手段、たとえば分光輝度センサによって、外光およびバックライト１３からの照射光の分光特性を検出し、検出した分光特性に基づいて色補正を行うことによって、外光の影響もしくはバックライト１３の経時変化による視認性の低下を防ぎ、半透過型液晶表示装置１もしくは透過型液晶表示装置２で、バックライト照射モード、外光モード、およびバックライト照射および外光モードでの色ずれおよび輝度不足の問題を改善することができる。

また、外光の影響を受ける屋外設置の場合およびバックライト照射に依存する屋内設置の場合のいずれでも、同じ画像を表示しても色ずれが発生しないので、観察者に対して色再現性における違和感を与えることがなく、屋外設置および屋内設置を兼用することができる表示装置とすることができる。

さらに、ＣＰＵ３０は、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性、ＬＣＤモジュール１１に設けられるカラーフィルタの分光透過率、ならびに等色関数に基づいて、色補正のための補正行列を算出し、算出した補正行列をパラメータ情報とする。したがって、より正確に色ずれの補正を行うことができるパラメータ情報である補正行列を算出することができる。

さらに、ＣＰＵ３０は、ＬＣＤモジュール１１に外部から照射される外光の分光特性を予め定める第１の時間間隔ごとに第２分光放射輝度センサ１８に検出させる。そして、前記予め定める第１の時間の開始時点と該予め定める第１の時間の経過時点とでの外光の分光特性の差が予め定める第１の閾値以上であるとき、パラメータ情報を生成する。したがって、外光の時間変化に伴う性能低下による表示色の色ずれの程度が小さい場合には、色補正を行うための演算処理を省略することができるので、画面表示に遅延が起きない。

さらに、ＣＰＵ３０は、バックライト１３からの照射光の分光特性を、予め定める時点、および該予め定める時点の後予め定める第２の時間間隔ごとに、第１分光放射輝度センサ１６に検出させる。そして、前記予め定める時点での分光特性と前記予め定める第２の時間間隔での分光特性との差が予め定める第２の閾値以上であるとき、前記予め定める時点での分光特性および前記予め定める第２の時間間隔での分光特性に基づいて、前記予め定める第２の閾値である分光特性の照射光によって発色する画像情報の色を、前記予め定める時点における照射光によって発色する画像情報の色に一致させるための色補正情報を生成し、生成した色補正情報を映像信号処理部３３に供給する。

したがって、表示装置に使用されるバックライト１３による照射光に経年変化による変化が発生しても、経年変化分の色補正を行うことによって、バックライト１３の性能低下に起因する色ずれを抑制し、表示装置の工場出荷当時の状態と同等の発色表示を維持することができる。

さらに、ＣＰＵ３０は、第２分光放射輝度センサ１８によって検出した外光の分光特性が示す光量が、第１分光放射輝度センサ１６によって検出した照射光の分光特性が示す光量未満であるとき、バックライト１３に照射光を照射させる。そして、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性に基づいて、前記照射光と前記反射光もしくは前記取得外光とを前記カラーフィルタに透過させるときに発色する画像情報の色を、バックライト１３からの照射光のみを前記カラーフィルタに透過させることによって発色する画像情報の色に一致させるためのパラメータ情報を生成する。

したがって、外光の輝度が不足する場合に、バックライト１３による照射光によって輝度を補充して、バックライト１３による照射光と外光とを合せた光によって画像情報の色を発色することができる。バックライト１３による照射光および外光の分光特性に基づいて、色補正を行うためのパラメータ情報、たとえば補正行列を求めて色補正を行うので、バックライト１３による照射光のみのときと同等の発色表示を得ることができる。

さらに、ＣＰＵ３０は、前記予め定める波長範囲について前記予め定める波長間隔で、２つの分光特性が示すそれぞれの光量の差を算出し、算出した差の合計の平均を、該２つの分光特性の差とする。したがって、輝度が波長に依存して変化しても、２つの分光特性の差を求めることができる。

さらに、分光特性は、可視光領域（３８０〜７８０（ｎｍ））における波長ごとに表わされる輝度特性であるので、波長ごとに補正することができ、より正確に色ずれを補正することができる。

さらに、照射光および取得外光を拡散する拡散板１４，１７をさらに含む。そして、第１分光放射輝度センサ１６および第２分光放射輝度センサ１８は、拡散板１４，１７によって拡散された光の分光特性を検出するので、局所的に輝度の強弱があっても適正な輝度を検出することができる。

さらに、バックライト１３が照射する照射光の一部を第１分光放射輝度センサ１６に導く光ファイバ１５をさらに含むので、第１分光放射輝度センサ１６を離して設けても、光の減衰を抑えることができる。

さらに、光ファイバ２４は、外光取得用の開口部によって取得される取得外光を分光放射輝度センサ２５に導くので、取得外光についても光の減衰を抑えることができる。

さらに、表示装置は、ＬＣＤモジュール１１、バックライト１３およびハーフミラー１２を含む半透過型液晶表示装置である。したがって、バックライト１３による照射光と反射外光とによる半透過型液晶表示装置として実現するとともに、外光による視認性の低下を防止し、外光による色ずれおよび輝度変化を抑制することができる。

さらに、表示装置は、ＬＣＤモジュール２１、バックライト２２および外光取入口２２２を含む透過型液晶表示装置２であり、外光取入口２２２は、外光取得用の開口部であり、バックライト２２は、外光を導く導光板を含む。したがって、バックライト２２による照射光と、開口部および導光板による取得外光とによる透過型液晶表示装置として実現するとともに、外光による視認性の低下を防止し、外光による色ずれおよび輝度変化を抑制することができる。

１ 半透過型液晶表示装置
２ 透過型液晶表示装置
１１，２１ ＬＣＤモジュール
１２ ハーフミラー
１３，２２ バックライト
１４，１７，２３ 拡散板
１５，１５ａ，２４ 光ファイバ
１６ 第１分光放射輝度センサ
１６ａ，２５ 分光放射輝度センサ
１８ 第２分光放射輝度センサ
３０ ＣＰＵ
３１ 入力端子
３２ ＡＤ変換処理部
３３ 映像信号処理部
３４ ドライバ処理部
３５ 液晶パネル／光源部

Claims (12)

1. 画像情報を表示する表示手段の表示画面の背面側に設けられるバックライト手段が照射する照射光と、前記表示手段と前記バックライト手段との間に設けられるハーフミラーによる反射光もしくは前記表示手段の周縁部に設けられる外光取得手段によって取得される取得外光とを、または前記反射光もしくは前記取得外光を、前記表示手段に設けられるカラーフィルタを透過させることによって画像情報の色を発色させる表示装置であって、
   前記照射光の光量、および前記表示手段に外部から照射される外光の光量を、予め定める波長範囲で予め定める波長間隔で表わす分光特性を検出する分光特性検出手段と、
   前記表示手段に表示すべき画像情報の色補正を行い、色補正が行われた画像情報を前記表示手段へ供給して、表示させる色補正手段と、
   前記分光特性検出手段に前記照射光の光量の分光特性および前記外光の光量の分光特性を検出させ、前記分光特性検出手段に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性に基づいて色補正情報を生成し、生成した色補正情報を前記色補正手段に供給し、供給した色補正情報に基づいて前記色補正手段に表示すべき画像情報の色補正を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とする表示装置。
2. 前記制御手段は、前記分光特性検出手段に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性、前記表示手段に設けられるカラーフィルタの分光透過率、ならびに等色関数に基づいて、色補正のための補正行列を算出し、算出した補正行列を色補正情報とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記制御手段は、
   前記表示手段に外部から照射される外光の分光特性を予め定める第１の時間間隔ごとに前記分光特性検出手段に検出させ、
   前記予め定める第１の時間の開始時点と該予め定める第１の時間の経過時点とでの外光の分光特性の差が予め定める第１の閾値以上であるとき、前記色補正情報を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記制御手段は、
   前記バックライト手段からの照射光の分光特性を、予め定める時点、および該予め定める時点の後予め定める第２の時間間隔ごとに、前記分光特性検出手段に検出させ、
   前記予め定める時点での分光特性と前記予め定める第２の時間間隔での分光特性との差が予め定める第２の閾値以上であるとき、前記予め定める時点での分光特性および前記予め定める第２の時間間隔での分光特性に基づいて、前記予め定める第２の閾値である分光特性の照射光によって発色する画像情報の色を、前記予め定める時点における照射光によって発色する画像情報の色に一致させるための色補正情報を生成し、生成した色補正情報を、前記色補正手段に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
5. 前記制御手段は、
   前記分光特性検出手段によって検出した外光の分光特性が示す光量が、前記分光特性検出手段によって検出した照射光の分光特性が示す光量未満であるとき、前記バックライト手段に照射光を照射させ、
   前記分光特性検出手段に検出させた照射光の分光特性および外光の分光特性に基づいて、前記照射光と前記反射光もしくは前記取得外光とを前記カラーフィルタに透過させるときに発色する画像情報の色を、前記バックライト手段からの照射光のみを前記カラーフィルタに透過させることによって発色する画像情報の色に一致させるための色補正情報を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の表示装置。
6. 前記制御手段は、前記予め定める波長範囲について前記予め定める波長間隔で、２つの分光特性が示すそれぞれの光量の差を算出し、算出した差の合計の平均を、該２つの分光特性の差とすることを特徴とする請求項３または４に記載の表示装置。
7. 前記分光特性は、可視光領域における波長ごとに表わされる輝度特性であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の表示装置。
8. 前記照射光および前記取得外光を拡散する拡散板をさらに含み、
   前記分光特性検出手段は、拡散板によって拡散された光の分光特性を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の表示装置。
9. 前記バックライト手段が照射する照射光の一部を前記分光特性検出手段に導く光ファイバをさらに含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の表示装置。
10. 前記光ファイバは、前記外光取得手段によって取得される取得外光を前記分光特性検出手段に導くことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 前記表示手段、前記バックライト手段および前記ハーフミラーを含む半透過型液晶表示装置であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の表示装置。
12. 前記表示手段、前記バックライト手段および前記外光取得手段を含む透過型液晶表示装置であり、
    前記外光取得手段は、外光取得用の開口部であり、
    前記バックライト手段は、外光を導く導光板を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の表示装置。

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