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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024158761
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】表示装置、光学モジュール及び電子機器
(51)【国際特許分類】
G09G 3/3233 20160101AFI20241031BHJP
G02B 27/02 20060101ALI20241031BHJP
H04N 5/70 20060101ALI20241031BHJP
G09G 3/20 20060101ALI20241031BHJP
G09G 5/02 20060101ALI20241031BHJP
G09G 5/00 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
G09G3/3233
G02B27/02 Z
H04N5/70 B
G09G3/20 612U
G09G3/20 611A
G09G3/20 631V
G09G3/20 680A
G09G3/20 680C
G09G3/20 642J
G09G3/20 650M
G09G5/02 B
G09G5/00 550X
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023074268
(22)【出願日】2023-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】西沢 和夫
【テーマコード（参考）】
2H199
5C058
5C080
5C182
5C380
【Ｆターム（参考）】
2H199CA04
2H199CA06
2H199CA12
2H199CA25
2H199CA30
2H199CA42
2H199CA45
2H199CA47
2H199CA48
2H199CA53
2H199CA67
2H199CA68
2H199CA75
2H199CA77
2H199CA87
5C058AA12
5C058AB02
5C058BA26
5C058BA35
5C080AA06
5C080BB05
5C080CC03
5C080DD22
5C080DD26
5C080EE30
5C080JJ02
5C080JJ03
5C080JJ05
5C080JJ07
5C080KK02
5C080KK43
5C080KK47
5C182AA02
5C182AA06
5C182AB02
5C182AB08
5C182AB35
5C182AC03
5C182BC22
5C182CA01
5C182CA37
5C182DA44
5C182DA53
5C182DA66
5C380AA01
5C380AB06
5C380AB18
5C380AB34
5C380AC05
5C380AC08
5C380AC11
5C380AC12
5C380BA01
5C380BA11
5C380BA45
5C380BB15
5C380CB17
5C380CC26
5C380CC33
5C380CC39
5C380CC63
5C380CD013
5C380DA01
5C380DA07
5C380EA02
5C380EA12
5C380FA03
5C380FA09
5C380FA21
5C380FA24
5C380GA18
(57)【要約】
【課題】表示装置の小型化を実現する。
【解決手段】表示装置は、複数の画素を有するパネルと、複数の画素の各々が表示する色に関する第１色空間における第１色情報と、１画素当たりの消費電流との関係を示す第１テーブルを記憶する記憶部と、第１色空間とは異なる第２色空間における第２色情報によって複数の画素の各々が表示する色を指定する入力画像データに基づいて、パネルに表示される出力画像を示す出力画像データを生成する信号処理部と、を備え、信号処理部は、入力画像データに含まれる第２色情報を、１画素単位で第１色情報に変換し、１画素単位で得られた第１色情報と、第１テーブルとに基づいて、パネルの総消費電流を算出する。
【選択図】図８
【解決手段】表示装置は、複数の画素を有するパネルと、複数の画素の各々が表示する色に関する第１色空間における第１色情報と、１画素当たりの消費電流との関係を示す第１テーブルを記憶する記憶部と、第１色空間とは異なる第２色空間における第２色情報によって複数の画素の各々が表示する色を指定する入力画像データに基づいて、パネルに表示される出力画像を示す出力画像データを生成する信号処理部と、を備え、信号処理部は、入力画像データに含まれる第２色情報を、１画素単位で第１色情報に変換し、１画素単位で得られた第１色情報と、第１テーブルとに基づいて、パネルの総消費電流を算出する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素を有するパネルと、
前記複数の画素の各々が表示する色に関する第１色空間における第１色情報と、１画素当たりの消費電流との関係を示す第１テーブルを記憶する記憶部と、
前記第１色空間とは異なる第２色空間における第２色情報によって前記複数の画素の各々が表示する色を指定する入力画像データに基づいて、前記パネルに表示される出力画像を示す出力画像データを生成する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、
前記入力画像データに含まれる前記第２色情報を、１画素単位で前記第１色情報に変換し、
前記１画素単位で得られた前記第１色情報と、前記第１テーブルとに基づいて、前記パネルの総消費電流を算出する、
表示装置。
前記複数の画素の各々が表示する色に関する第１色空間における第１色情報と、１画素当たりの消費電流との関係を示す第１テーブルを記憶する記憶部と、
前記第１色空間とは異なる第２色空間における第２色情報によって前記複数の画素の各々が表示する色を指定する入力画像データに基づいて、前記パネルに表示される出力画像を示す出力画像データを生成する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、
前記入力画像データに含まれる前記第２色情報を、１画素単位で前記第１色情報に変換し、
前記１画素単位で得られた前記第１色情報と、前記第１テーブルとに基づいて、前記パネルの総消費電流を算出する、
表示装置。
【請求項2】
前記第１色空間は、ＨＳＶ色空間であり、
前記第１色情報は、色相、彩度、及び明度の３つの成分を含み、
前記記憶部は、前記明度が変更される割合を示す明度変更率と、前記色相との関係を示す第２テーブルをさらに記憶し、
前記信号処理部は、前記パネルの前記総消費電流が閾値以上の場合に、
前記入力画像データに含まれる前記第２色情報を、前記１画素単位で前記第１色情報に変換し、
前記１画素単位で、前記第１色情報に含まれる前記色相に対応する前記明度変更率を前記第２テーブルから取得し、
前記１画素単位で、前記明度変更率に基づいて前記第１色情報に含まれる前記明度を変更し、
前記１画素単位で、前記明度が変更された前記第１色情報を、前記第２色情報に変換することにより、前記出力画像データを生成する、
請求項１に記載の表示装置。
前記第１色情報は、色相、彩度、及び明度の３つの成分を含み、
前記記憶部は、前記明度が変更される割合を示す明度変更率と、前記色相との関係を示す第２テーブルをさらに記憶し、
前記信号処理部は、前記パネルの前記総消費電流が閾値以上の場合に、
前記入力画像データに含まれる前記第２色情報を、前記１画素単位で前記第１色情報に変換し、
前記１画素単位で、前記第１色情報に含まれる前記色相に対応する前記明度変更率を前記第２テーブルから取得し、
前記１画素単位で、前記明度変更率に基づいて前記第１色情報に含まれる前記明度を変更し、
前記１画素単位で、前記明度が変更された前記第１色情報を、前記第２色情報に変換することにより、前記出力画像データを生成する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
前記第２テーブルに含まれる前記明度変更率のうち、１２０°の色相に対応する明度変更率が最大値に設定され、３００°の色相に対応する明度変更率が最小値に設定される、
請求項２に記載の表示装置。
請求項２に記載の表示装置。
【請求項4】
前記信号処理部は、
前記入力画像データに基づいて入力画像のエッジ強度を算出し、
前記出力画像データに基づいて前記出力画像のエッジ強度を算出し、
前記出力画像の前記エッジ強度が、前記入力画像の前記エッジ強度より大きい場合に、前記第２テーブルに含まれる前記明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率を第１所定量だけ上げ、
前記出力画像の前記エッジ強度が、前記入力画像の前記エッジ強度より小さい場合に、前記第２テーブルに含まれる前記明度変更率のうち、前記３００°の色相に対応する明度変更率を第２所定量だけ下げる、
請求項２に記載の表示装置。
前記入力画像データに基づいて入力画像のエッジ強度を算出し、
前記出力画像データに基づいて前記出力画像のエッジ強度を算出し、
前記出力画像の前記エッジ強度が、前記入力画像の前記エッジ強度より大きい場合に、前記第２テーブルに含まれる前記明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率を第１所定量だけ上げ、
前記出力画像の前記エッジ強度が、前記入力画像の前記エッジ強度より小さい場合に、前記第２テーブルに含まれる前記明度変更率のうち、前記３００°の色相に対応する明度変更率を第２所定量だけ下げる、
請求項２に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第２色空間は、ＲＧＢ色空間であり、
前記第２色情報は、赤色画素値、緑色画素値、及び青色画素値の３つの成分を含む、
請求項１に記載の表示装置。
前記第２色情報は、赤色画素値、緑色画素値、及び青色画素値の３つの成分を含む、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置と、
前記表示装置の前記パネルから出射される画像光を投射する投射光学系と、
前記投射光学系から投射される前記画像光を所定の位置まで導き、前記所定の位置から虚像光として出射する導光装置と、
を備える光学モジュール。
前記表示装置の前記パネルから出射される画像光を投射する投射光学系と、
前記投射光学系から投射される前記画像光を所定の位置まで導き、前記所定の位置から虚像光として出射する導光装置と、
を備える光学モジュール。
【請求項7】
請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置を備える電子機器。
【請求項8】
請求項６に記載の光学モジュールを備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置、光学モジュール及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から自発光型の表示パネルとして、ＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）パネルが知られている。特許文献１には、ＯＬＥＤパネルに流れる電流を検出する電流センサーを、ＯＬＥＤパネルまたは電源基板上に設け、電流センサーから得られる電流値に基づいて、パネル駆動電圧を制御する表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０２１／２２０８５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の従来技術では、表示パネルの負荷を推定するために、表示パネルに流れる電流を検出する電流センサーを設ける必要があるため、表示装置の小型化が困難である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一つの態様の表示装置は、複数の画素を有するパネルと、前記複数の画素の各々が表示する色に関する第１色空間における第１色情報と、１画素当たりの消費電流との関係を示す第１テーブルを記憶する記憶部と、前記第１色空間とは異なる第２色空間における第２色情報によって前記複数の画素の各々が表示する色を指定する入力画像データに基づいて、前記パネルに表示される出力画像を示す出力画像データを生成する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記入力画像データに含まれる前記第２色情報を、１画素単位で前記第１色情報に変換し、前記１画素単位で得られた前記第１色情報と、前記第１テーブルとに基づいて、前記パネルの総消費電流を算出する。
【0006】
本発明の一つの態様の光学モジュールは、上記態様の表示装置と、前記表示装置の前記表示パネルから出射される画像光を投射する投射光学系と、前記投射光学系から投射される前記画像光を所定の位置まで導き、前記所定の位置から虚像光として出射する導光装置と、を備える。
【0007】
本発明の一つの態様の電子機器は、上記態様の表示装置を備える。
【0008】
本発明の一つの態様の電子機器は、上記態様の光学モジュールを備える。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】ヘッドマウントディスプレイがユーザーに装着された状態を示す図である。
【図2】ヘッドマウントディスプレイの斜視図である。
【図3】第１光学モジュールの概略構成の一例を示す平面図である。
【図4】表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図5】表示パネルの概略構成の一例を示す平面図である。
【図6】赤色画素が有する画素回路の概略構成の一例を示す等価回路図である。
【図7】信号処理部が実行する第１テーブル生成処理を示すフローチャートである。
【図8】信号処理部が実行する消費電流算出処理を示すフローチャートである。
【図9】信号処理部が実行する明度変更処理を示すフローチャートである。
【図10】明度変更率テーブルの一例を示す図である。
【図11】信号処理部が実行する第２テーブル調整処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならせている場合がある。
【0011】
１．電子機器
本実施形態では、本開示の電子機器として、映像と目前の景色との両方を見ることができるシースルー型のヘッドマウントディスプレイ１００を例示する。以下の説明では、ヘッドマウントディスプレイ１００を「ＨＭＤ１００」と略称する場合がある。
本実施形態では、本開示の電子機器として、映像と目前の景色との両方を見ることができるシースルー型のヘッドマウントディスプレイ１００を例示する。以下の説明では、ヘッドマウントディスプレイ１００を「ＨＭＤ１００」と略称する場合がある。
【0012】
図１は、ＨＭＤ１００がユーザーＭに装着された状態を示す図である。図１に示すように、ＨＭＤ１００は、眼鏡のようにユーザーＭの頭部に装着される。ＨＭＤ１００は、通信ケーブル１５０を介して、不図示の映像供給装置と通信する。例えば、映像供給装置として、パーソナルコンピューター、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)プレイヤー、スマートフォン、及びタブレット端末等が挙げられる。
【0013】
ＨＭＤ１００は、通信ケーブル１５０を介して、映像供給装置から映像信号を受信する。例えば、通信ケーブル１５０は、ＨＤＭＩ(High-Definition Multimedia Interface：登録商標)規格に従って映像信号を伝送するＨＤＭＩケーブルである。または、通信ケーブル１５０は、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)Ｔｙｐｅ－Ｃ規格に従って映像信号を伝送するＵＳＢケーブルでもよい。上記のように、映像信号の伝送と共に直流電圧の給電が可能な通信ケーブル１５０を用いることにより、ＨＭＤ１００にバッテリーを内蔵する必要がないため、ＨＭＤ１００の軽量化を実現できる。
【0014】
ＨＭＤ１００は、映像供給装置から通信ケーブル１５０を介して供給される映像信号に基づいて、ユーザーＭに映像として認識される虚像を形成する。また、ＨＭＤ１００は、外界光をユーザーＭの眼球に導くことにより、ユーザーＭに目前の景色も視認させる。
【0015】
図２は、ＨＭＤ１００の斜視図である。図２に示すように、ＨＭＤ１００は、眼鏡のような形状を有するフレーム１２０と、フレーム１２０の内部に組み込まれる光学モジュール１１１と、を備える。光学モジュール１１１は、光学エンジンモジュールと呼ばれる場合がある。
【0016】
フレーム１２０は、ユーザーＭの耳にＨＭＤ１００を掛けるための一対のテンプル部１２２Ａ及び１２２Ｂを備える。光学モジュール１１１は、左眼用の第１光学モジュール１１１Ａと、右眼用の第２光学モジュール１１１Ｂと、を備える。通信ケーブル１５０は、第１光学モジュール１１１Ａに接続される。第１光学モジュール１１１Ａは、映像供給装置から通信ケーブル１５０を介して供給される映像信号に基づいて、ユーザーＭに映像として認識される左眼用の虚像を形成する。
【0017】
例えば、第１光学モジュール１１１Ａは、不図示のＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)ケーブルを介して、第２光学モジュール１１１Ｂと通信可能に接続される。第１光学モジュール１１１Ａは、左眼用の虚像と同期して右眼用の虚像が形成されるように、第２光学モジュール１１１Ｂに制御信号を送信する。第２光学モジュール１１１Ｂは、第１光学モジュール１１１Ａから送信される制御信号に基づいて、ユーザーＭに映像として認識される右眼用の虚像を形成する。
【0018】
第１光学モジュール１１１Ａと第２光学モジュール１１１Ｂとは、ほぼ同じ構成を有しており、双方の各構成要素は左右対称に配置されている。そのため、以下では、第１光学モジュール１１１Ａを代表的に用いて、光学モジュール１１１の構成について説明する。
【0019】
２．光学モジュール
図３は、第１光学モジュール１１１Ａの概略構成の一例を示す平面図である。図３において、相互に直交する座標軸としてＸＹＺ軸を付し、軸に沿った各矢印が指す方向を＋方向とし、＋方向と反対の方向を－方向とする。
図３は、第１光学モジュール１１１Ａの概略構成の一例を示す平面図である。図３において、相互に直交する座標軸としてＸＹＺ軸を付し、軸に沿った各矢印が指す方向を＋方向とし、＋方向と反対の方向を－方向とする。
【0020】
Ｘ方向は、ＨＭＤ１００を装着するユーザーＭの前後方向に相当する。Ｙ方向は、ユーザーＭの左右方向に相当する。Ｚ方向は、ユーザーＭの上下方向に相当する。本実施形態において、－Ｙ方向を左側、＋Ｙ方向を右側、＋Ｘ方向を前側、－Ｘ方向を後側ということがある。さらに、＋Ｚ方向から見ることを平面視あるいは平面的という。
【0021】
図３に示すように、第１光学モジュール１１１Ａは、表示装置１０と、投射光学系１５と、導光装置２０と、を備える。表示装置１０は、映像供給装置から通信ケーブル１５０を介して供給される映像信号に基づいて画像を表示する。表示装置１０は、画像に対応する画像光Ｇを投射光学系１５に出射する。すなわち、画像を表示するとは、画像光Ｇを出射することである。表示装置１０は、表示パネル１１と、制御基板１２と、を備える。
【0022】
例えば、表示パネル１１は、不図示のＦＰＣケーブルを介して制御基板１２と電気的に接続される。また、制御基板１２に配置された不図示のコネクターに通信ケーブル１５０が接続される。図３において、制御基板１２から表示パネル１１に向かう矢印は、制御基板１２から表示パネル１１に出力される電気信号を表している。
【0023】
例えば、表示パネル１１は、自発光型の電気光学装置である。自発光型の電気光学装置とは、バックライトなどの光源を必要とせずに、外部から与えられた電気的エネルギーによって自ら光を発生する装置である。一例として、表示パネル１１は、ＯＬＥＤを発光素子として備えるＯＬＥＤパネルである。
【0024】
詳細は後述するが、制御基板１２は、映像供給装置から供給される映像信号に基づいて、表示パネル１１に画像を表示させるのに必要な電気信号を生成して表示パネル１１に出力する。表示パネル１１は、制御基板１２から供給される電気信号に基づいて画像を表示し、画像に対応する画像光Ｇを投射光学系１５に出射する。
【0025】
なお、図３において、表示パネル１１及び制御基板１２は、ＸＹ平面に対して直立する状態で配置されているが、この配置はあくまで一例であり、第１光学モジュール１１１Ａにおいて表示パネル１１及び制御基板１２をどのように配置するかは、第１光学モジュール１１１Ａの構造上の制約に応じて適宜決定され得る。表示装置１０の詳細については後述する。
【0026】
投射光学系１５は、表示パネル１１から出射される画像光Ｇを導光装置２０の入射部２２に投射する。図３では、１枚のレンズから構成される投射光学系１５を例示しているが、投射光学系１５は、レンズ及びミラー等の複数の光学素子から構成されてもよい。
【0027】
導光装置２０は、投射光学系１５から投射される画像光Ｇを所定の位置まで導き、所定の位置から虚像光として出射する。後述するように、例えば、所定の位置とは、光取出しユニット３１が配置された位置である。導光装置２０は、投射光学系１５から投射される画像光Ｇを虚像光としてユーザーＭの左眼ＭＥに向けて出射するとともに、外界から入射される外界光ＳＬを透過させる。導光装置２０は、導光体２１と、入射部２２と、光取出しユニット３１と、を備える。
【0028】
導光体２１は、光透過性を有する板状の導光部材から構成される。入射部２２は、光透過性を有する三角プリズム状の部材から構成される。例えば、導光体２１及び入射部２２は、ガラス又はプラスチック等から構成される。本実施形態において、導光体２１及び入射部２２の屈折率は、ほぼ等しい。
【0029】
入射部２２は、投射光学系１５から投射される画像光Ｇを取り込む光入射面２２ａと、取り込んだ画像光Ｇを反射して導光体２１の内部に導く反射面２２ｂと、を有する。例えば、反射面２２ｂは、プリズム形状の表面にアルミ蒸着膜を形成したものであり、入射した画像光Ｇを反射し、その光路を導光体２１の内部に向けて折り曲げる。これにより、画像光Ｇは、入射部２２から導光体２１へと入射する。
【0030】
導光体２１は、ユーザーＭの左右方向、すなわちＹ方向に延びる。導光体２１は、射出瞳ＳＭの中心を通る光軸ＡＸに対して傾斜するように配置されている。具体的には、導光体２１の左側端部が、導光体２１の右側端部よりも後側に位置するように、導光体２１は傾斜している。言い換えれば、導光体２１は、ユーザーＭの左側に向かうに従ってユーザーＭの顔に近づくように傾斜している。射出瞳ＳＭの位置は、ユーザーＭの左眼ＭＥの位置に対応する。
【0031】
導光体２１は、互いに平行な一対の第１面２１ａ及び第２面２１ｂを有する。第１面２１ａ及び第２面２１ｂは、互いに平行な平面であるため、外界光ＳＬに関して拡大またはフォーカスズレを生じさせない。第１面２１ａ及び第２面２１ｂは、導光体２１の内部を伝播する画像光Ｇを全反射させる全反射面として機能し、画像光Ｇを少ない損失で光取出しユニット３１に導く。
【0032】
導光体２１に入射した画像光Ｇは、第１面２１ａに入射することで全反射される。そして、画像光Ｇは、第２面２１ｂに入射して全反射される。画像光Ｇは、第１面２１ａと第２面２１ｂとの間で１回以上全反射されることにより、導光体２１の内部において左側から右側に向かって伝播し、光取出しユニット３１に到達する。
【0033】
光取出しユニット３１は、導光体２１の第１面２１ａに配置され、導光体２１から画像光Ｇを射出瞳ＳＭに向けて取り出す。光取出しユニット３１は、導光体２１の第１面２１ａに沿って延びる板状の部材から構成される。光取出しユニット３１は、透明部材３１ａと、透明部材３１ａの内部に埋め込まれた複数のハーフミラー３１ｂと、を有する。透明部材３１ａの屈折率は、導光体２１の屈折率とほぼ等しい。これにより、光取出しユニット３１と導光体２１との境界面で画像光Ｇが反射されることが抑制される。
【0034】
各ハーフミラー３１ｂは、Ｚ方向に延び、透明部材３１ａの内部において所定のピッチで配置されている。各ハーフミラー３１ｂは、光軸ＡＸに対して傾斜するように配置されている。具体的には、ハーフミラー３１ｂの後側端部３１ｂ１が、ハーフミラー３１ｂの前側端部３１ｂ２よりも右側に位置するように、ハーフミラー３１ｂは傾斜している。光取出しユニット３１の両端に位置する第１エッジ３３及び第２エッジ３４は、ハーフミラー３１ｂに対して平行となるように形成されている。
【0035】
導光体２１の内部を伝播する画像光Ｇは、ハーフミラー３１ｂによって所定の角度で反射されることにより、光取出しユニット３１から射出瞳ＳＭに向かう平行光束として出射される。光取出しユニット３１から出射された画像光Ｇは、虚像光としてユーザーＭの左眼ＭＥに入射し、左眼ＭＥの網膜で結像する。このように、画像光Ｇが左眼ＭＥの網膜で結像することにより、第１光学モジュール１１１Ａによって形成された虚像が、映像としてユーザーＭに認識される。
【0036】
また、導光体２１の第２面２１ｂに入射した外界光ＳＬは、導光体２１の内部を通過し、導光体２１の第１面２１ａから射出瞳ＳＭに向かって出射される。導光体２１の第１面２１ａから出射された外界光ＳＬは、ユーザーＭの左眼ＭＥに入射し、左眼ＭＥの網膜で結像する。このように、外界光ＳＬが左眼ＭＥの網膜で結像することにより、ユーザーＭは、外界、すなわち目前の景色をシースルーで視認できる。
【0037】
以上のように、光学モジュール１１１を備えるＨＭＤ１００を装着したユーザーＭは、映像供給装置から供給される映像信号に基づく映像と、目前の景色との両方を見ることができる。なお、本実施形態で説明した導光装置２０の構成は、あくまで一例であり、例えば、特開２０１５－７２４３８号公報に記載された構成を導光装置２０の構成として採用してもよい。
【0038】
３．表示装置
以下、図４から図１１を参照しながら表示装置１０について詳細に説明する。
図４は、表示装置１０の概略構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、表示装置１０は、表示パネル１１と、制御基板１２と、を備える。既に説明したように、例えば、表示パネル１１は、ＯＬＥＤパネルであり、不図示のＦＰＣケーブルを介して制御基板１２と電気的に接続される。
以下、図４から図１１を参照しながら表示装置１０について詳細に説明する。
図４は、表示装置１０の概略構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、表示装置１０は、表示パネル１１と、制御基板１２と、を備える。既に説明したように、例えば、表示パネル１１は、ＯＬＥＤパネルであり、不図示のＦＰＣケーブルを介して制御基板１２と電気的に接続される。
【0039】
図５は、表示パネル１１の概略構成の一例を示す平面図である。図５に示すように、表示パネル１１は、複数の画素４０と、２つの駆動回路５０と、複数の実装端子６０と、を備える。画素４０及び駆動回路５０は、回路領域Ｗ１に配置され、実装端子６０は、実装領域Ｗ２に配置される。
【0040】
複数の画素４０は、回路領域Ｗ１に含まれる表示領域Ｗ３においてマトリクス状に配置される。複数の画素４０は、それぞれ、赤色画素４０Ｒと、緑色画素４０Ｇと、青色画素４０Ｂと、を副画素として含む。赤色画素４０Ｒは、赤色の光を出射する。緑色画素４０Ｇは、緑色の光を出射する。青色画素４０Ｂは、青色の光を出射する。
【0041】
２つの駆動回路５０は、回路領域Ｗ１において表示領域Ｗ３の外側に配置される。以下の説明では、２つの駆動回路５０の一方を「第１駆動回路５１」と呼称し、２つの駆動回路５０の他方を「第２駆動回路５２」と呼称する場合がある。第１駆動回路５１は、表示領域Ｗ３の左側に配置される。第２駆動回路５２は、表示領域Ｗ３の下側に配置される。
【0042】
回路領域Ｗ１には、表示パネル１１の水平方向に延在する複数の走査線７１と、各走査線７１に対応して水平方向に延在する複数の制御線７２と、表示パネル１１の垂直方向に延在する複数のデータ線７３と、が配置される。第１駆動回路５１は、各走査線７１及び各制御線７２と電気的に接続される。第２駆動回路５２は、各データ線７３と電気的に接続される。
【0043】
各実装端子６０は、不図示のＦＰＣケーブルを介して制御基板１２と電気的に接続される。制御基板１２から出力される第１制御信号、第２制御信号、電源電圧、及びコモン電圧は、それぞれに対応する実装端子６０を介して表示パネル１１に入力される。第１制御信号は、第１駆動回路５１の動作を制御するための信号である。第２制御信号は、第２駆動回路５２の動作を制御するための信号である。電源電圧及びコモン電圧は、後述の発光素子４４に駆動電流を流すために使用される電圧である。
【0044】
第１駆動回路５１は、実装端子６０を介して制御基板１２から供給される第１制御信号に従って動作することにより、各走査線７１及び各制御線７２に所定のタイミングで所定の電圧を印加する。第２駆動回路５２は、実装端子６０を介して制御基板１２から供給される第２制御信号に従って動作することにより、各データ線７３に所定のタイミングで所定の電圧を印加する。
【0045】
【0046】
図６に示すように、赤色画素４０Ｒの画素回路は、選択トランジスター４１と、駆動トランジスター４２と、発光制御トランジスター４３と、発光素子４４と、保持容量４５と、を有する。例えば、選択トランジスター４１、駆動トランジスター４２及び発光制御トランジスター４３は、それぞれ、Ｐチャネル型ＴＦＴ（Thin Film Transistor）である。
【0047】
選択トランジスター４１のゲート電極は、走査線７１と電気的に接続される。駆動トランジスター４２のゲート電極は、選択トランジスター４１のソース領域及びドレイン領域を介して、データ線７３と電気的に接続される。発光制御トランジスター４３のゲート電極は、制御線７２と電気的に接続される。
【0048】
発光素子４４は、赤色の光を出射する発光素子である。例えば、発光素子４４は、発光層がアノードとカソードとによって挟持される構成を有するＯＬＥＤである。緑色画素４０Ｇの画素回路は、緑色の光を出射する発光素子４４を有する。青色画素４０Ｂの画素回路は、青色の光を出射する発光素子４４を有する。
【0049】
発光素子４４のアノードは、駆動トランジスター４２のソース領域及びドレイン領域と、発光制御トランジスター４３のソース領域及びドレイン領域とを介して、電源配線８１と電気的に接続される。発光素子４４のカソードは、コモン配線８２と電気的に接続される。電源配線８１には、実装端子６０を介して制御基板１２から供給される電源電圧が印加される。コモン配線８２には、実装端子６０を介して制御基板１２から供給されるコモン電圧が印加される。
【0050】
保持容量４５は、駆動トランジスター４２のゲート電圧を保持するためのコンデンサーである。保持容量４５の一方の電極は、駆動トランジスター４２のゲート電極と電気的に接続される。保持容量４５の他方の電極は、電源配線８１と電気的に接続される。なお、保持容量４５として、駆動トランジスター４２のゲート電極に寄生する容量を用いてもよい。または、保持容量４５として、表示パネル１１を構成するシリコン基板において互いに異なる導電層で絶縁層を挟持することによって形成される容量を用いてもよい。
【0051】
上記のように構成された画素回路において、走査線７１に印加される電圧がハイレベルのとき、選択トランジスター４１はオフ状態である。一方、走査線７１に印加される電圧がローレベルのとき、選択トランジスター４１はオン状態となる。選択トランジスター４１がオン状態にあるとき、データ線７３と電源配線８１との間の電位差によって保持容量４５が充電される。
【0052】
制御線７２に印加される電圧がハイレベルのとき、発光制御トランジスター４３はオフ状態である。発光制御トランジスター４３がオフ状態にあるとき、発光素子４４のアノードは、駆動トランジスター４２と電気的に切断された状態にあるため、発光素子４４に駆動電流は流れない。すなわち、発光制御トランジスター４３がオフ状態にあるとき、発光素子４４は発光しない。
【0053】
一方、制御線７２に印加される電圧がローレベルのとき、発光制御トランジスター４３はオン状態となる。発光制御トランジスター４３がオン状態にあるとき、駆動トランジスター４２を介して発光素子４４に駆動電流が流れるため、発光素子４４は発光する。発光素子４４が発光することにより、赤色画素４０Ｒが発光し、赤色画素４０Ｒから赤色の光が出射される。
【0054】
発光素子４４に流れる駆動電流は、駆動トランジスター４２のゲート電圧に依存する。駆動トランジスター４２のゲート電圧は、保持容量４５によって保持される電圧と等しい。従って、保持容量４５によって保持される電圧に応じた電流値を有する駆動電流が、発光素子４４に流れる。
【0055】
発光素子４４の発光輝度は、駆動電流の値と、発光素子４４の発光期間とに依存する。駆動電流の値は、データ線７３に印加される電圧を調整することによって制御できる。発光素子４４の発光期間は、発光制御トランジスター４３がオン状態である期間、すなわち制御線７２に印加される電圧がローレベルである期間を調整することによって制御できる。言い換えれば、赤色画素４０Ｒの明るさは、データ線７３に印加される電圧と、制御線７２に印加される電圧がローレベルである期間とを調整することによって制御できる。緑色画素４０Ｇ及び青色画素４０Ｂの明るさについても同様である。
【0056】
【0057】
制御基板１２に供給される映像信号は、フレームメモリー２１０に入力される。フレームメモリー２１０は、映像信号に含まれる画像データを１フレーム単位で記憶する。例えば、フレームメモリー２１０は、ＤＤＲ(Double Data Rate)メモリーである。以下の説明では、映像信号に含まれる画像データを入力画像データと呼称する場合がある。すなわち、フレームメモリー２１０は、入力画像データを１フレーム単位で記憶する。
【0058】
信号処理部２２０は、記憶部２３０に予め記憶されたプログラムに従って、各種の処理を実行する。例えば、信号処理部２２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又はＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーである。
【0059】
信号処理部２２０の機能の一部または全部は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の回路によって構成されてもよい。信号処理部２２０は、各種の処理を並列的または逐次的に実行する。
【0060】
記憶部２３０は、信号処理部２２０に各種処理を実行させるのに必要なプログラム及び各種設定データなどを記憶する不揮発性メモリーと、信号処理部２２０が各種処理を実行する際にデータの一時保存先として使用される揮発性メモリーとを含む。例えば、記憶部２３０は、不揮発性メモリーとしてフラッシュメモリー等を含み、揮発性メモリーとしてＲＡＭ(Random Access Memory)等を含む。
【0061】
記憶部２３０は、消費電流テーブルと、明度変更率テーブルと、を予め記憶する。消費電流テーブルは、複数の画素４０の各々が表示する色に関する第１色空間における第１色情報と、１画素当たりの消費電流との関係を示すテーブルデータである。本実施形態において、第１色空間は、ＨＳＶ色空間であり、第１色情報は、色相（Ｈ：Ｈｕｅ）、彩度（Ｓ：Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）、及び明度（Ｖ：Ｖａｌｕｅ）の３つの成分を含む。すなわち、本実施形態において、消費電流テーブルは、色相、彩度、及び明度と、１画素当たりの消費電流との関係を示すテーブルデータである。消費電流テーブルは、第１テーブルの一例である。
【0062】
明度変更率テーブルは、明度が変更される割合を示す明度変更率と、色相との関係を示すテーブルデータである。明度変更率テーブルは、第２テーブルの一例である。明度変更率テーブルの具体例については後述する。
【0063】
信号処理部２２０は、第１色空間とは異なる第２色空間における第２色情報によって複数の画素４０の各々が表示する色を指定する入力画像データに基づいて、表示パネル１１に表示される出力画像を示す出力画像データを生成する。すなわち、映像信号に含まれる１フレーム分の入力画像データは、複数の画素４０のそれぞれの色を指定する第２色情報を含む。
【0064】
本実施形態において、第２色空間は、ＲＧＢ色空間であり、第２色情報は、赤色画素値、緑色画素値、及び青色画素値の３つの成分を含む。赤色画素値とは、赤色画素４０Ｒの明るさを指定する値である。緑色画素値とは、緑色画素４０Ｇの明るさを指定する値である。青色画素値とは、青色画素４０Ｂの明るさを指定する値である。各画素値は、階調値と呼ばれる場合もある。以下の説明では、入力画像データに含まれる１画素分の第２色情報をＲＧＢデータと呼称する場合がある。
【0065】
パネル駆動部２４０は、信号処理部２２０から出力される出力画像データに基づく出力画像が表示パネル１１に表示されるように、第１制御信号及び第２制御信号を生成して表示パネル１１に出力する。また、図４では図示していないが、パネル駆動部２４０は、通信ケーブル１５０を介して給電される直流電圧から電源電圧及びコモン電圧を生成して表示パネル１１に出力する機能も有する。
【0066】
以下、図７を参照しながら、消費電流テーブルを生成する方法の一例を説明する。
図７は、信号処理部２２０が実行する第１テーブル生成処理を示すフローチャートである。例えば、信号処理部２２０は、ＨＭＤ１００の製造工程において、ＨＭＤ１００が完成した状態、すなわちＨＭＤ１００に表示装置１０が組み込まれた状態で、第１テーブル生成処理を実行する。また、信号処理部２２０が第１テーブル生成処理を実行するとき、表示パネル１１に流れる電流を検出する電流センサーが、表示パネル１１、またはパネル駆動部２４０に設置される。
図７は、信号処理部２２０が実行する第１テーブル生成処理を示すフローチャートである。例えば、信号処理部２２０は、ＨＭＤ１００の製造工程において、ＨＭＤ１００が完成した状態、すなわちＨＭＤ１００に表示装置１０が組み込まれた状態で、第１テーブル生成処理を実行する。また、信号処理部２２０が第１テーブル生成処理を実行するとき、表示パネル１１に流れる電流を検出する電流センサーが、表示パネル１１、またはパネル駆動部２４０に設置される。
【0067】
図７に示すように、信号処理部２２０は、まず、色相が０°、明度が０％、彩度が１００％である第１色情報によって全ての画素４０の色を指定するＨＳＶ画像データを生成する（ステップＳ１）。
【0068】
続いて、信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データをＲＧＢ画像データに変換する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データに含まれる第１色情報を、ＲＧＢ色空間における第２色情報に変換することにより、ＲＧＢ画像データを生成する。ＨＳＶ色空間における第１色情報を、ＲＧＢ色空間における第２色情報に変換する方法は公知であるので、説明は省略する。
【0069】
続いて、信号処理部２２０は、ＲＧＢ画像データに基づくＲＧＢ画像を表示パネル１１に表示しながら、表示パネル１１の消費電流を測定する（ステップＳ３）。具体的には、信号処理部２２０は、ステップＳ２で得られたＲＧＢ画像データを、出力画像データとしてパネル駆動部２４０に出力する。
【0070】
パネル駆動部２４０は、出力画像データに基づく出力画像が表示パネル１１に表示されるように、第１制御信号及び第２制御信号を生成して表示パネル１１に出力する。これにより、ステップＳ２で得られたＲＧＢ画像データに基づくＲＧＢ画像が、表示パネル１１に表示される。信号処理部２２０は、表示パネル１１にＲＧＢ画像が表示される期間に、電流センサーによって検出された電流値を、表示パネル１１の消費電流として取得する。信号処理部２２０は、上記のように消費電流を取得すると、消費電流を画素４０の総数で除算することにより、１画素当たりの消費電流を算出する。
【0071】
信号処理部２２０は、上記のように１画素当たりの消費電流を取得すると、色相、明度及び彩度と、１画素当たりの消費電流との関係を示すデータを記憶部２３０に保存する（ステップＳ４）。１回目のステップＳ４が実行されたとき、０°の色相、０％の明度、及び１００％の彩度の組み合わせと、１画素当たりの消費電流との関係を示すデータが記憶部２３０に保存される。
【0072】
続いて、信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの明度を１％増やす（ステップＳ５）。そして、信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの明度が１００％以下か否かを判定する（ステップＳ６）。
【0073】
信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの明度が１００％以下である場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ２に戻って、明度が１％増えたＨＳＶ画像データをＲＧＢ画像データに変換した後、再び、ステップＳ３及びステップＳ４を実行する。これにより、２回目のステップＳ４が実行されたとき、０°の色相、１％の明度、及び１００％の彩度の組み合わせと、１画素当たりの消費電流との関係を示すデータが記憶部２３０に保存される。信号処理部２２０は、上記のようなステップＳ２からステップＳ６の処理を、ＨＳＶ画像データの明度が１００％となるまで繰り返す。
【0074】
信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの明度が１００％を越えた場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ＨＳＶ画像データの明度を０％にリセットし（ステップＳ７）、ＨＳＶ画像データの色相を２°増やす（ステップＳ８）。つまり、１回目のステップＳ８が実行されたとき、色相が２°、明度が０％、彩度が１００％であるＨＳＶ画像データが生成される。
【0075】
続いて、信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの色相が３６０°以下か否かを判定する（ステップＳ９）。信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの色相が３６０°以下である場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ステップＳ２に戻って、明度が０％にリセットされ、且つ色相が２°増えたＨＳＶ画像データをＲＧＢ画像データに変換した後、再び、ＨＳＶ画像データの明度が１００％となるまで、ステップＳ２からステップＳ６の処理を繰り返す。
【0076】
信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの明度が１００％を越えると、再び、ＨＳＶ画像データの明度を０％にリセットすると共に、ＨＳＶ画像データの色相を２°増やす（ステップＳ７及びＳ８）。信号処理部２２０は、上記のようなステップＳ２からステップＳ９の処理を、ＨＳＶ画像データの色相が３６０°となるまで繰り返す。
【0077】
信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの色相が３６０°を越えた場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ＨＳＶ画像データの色相を０°にリセットし（ステップＳ１０）、ＨＳＶ画像データの彩度を１％減らす（ステップＳ１１）。つまり、１回目のステップＳ１１が実行されたとき、色相が０°、明度が０％、彩度が９９％のＨＳＶ画像データが生成される。
【0078】
続いて、信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの彩度が０％以上か否かを判定する（ステップＳ１２）。信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの彩度が０％以上である場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ２に戻って、色相が０°にリセットされ、明度が０％にリセットされ、且つ彩度が１％減ったＨＳＶ画像データをＲＧＢ画像データに変換した後、再び、ＨＳＶ画像データの明度が１００％となるまで、ステップＳ２からステップＳ６の処理を繰り返す。
【0079】
信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの明度が１００％を越えると、再び、ＨＳＶ画像データの明度を０％にリセットすると共に、ＨＳＶ画像データの色相を２°増やす（ステップＳ７及びＳ８）。信号処理部２２０は、上記のようなステップＳ２からステップＳ９の処理を、ＨＳＶ画像データの色相が３６０°となるまで繰り返す。
【0080】
そして、信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの色相が３６０°を越えると、再び、ＨＳＶ画像データの色相を０°にリセットすると共に、ＨＳＶ画像データの彩度を１％減らす（ステップＳ１０及びＳ１１）。信号処理部２２０は、上記のようなステップＳ２からステップＳ１２の処理を、ＨＳＶ画像データの彩度が０％となるまで繰り返す。
【0081】
信号処理部２２０は、ＨＳＶ画像データの彩度が０％未満となった場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、第１テーブル生成処理を終了する。信号処理部２２０が第１テーブル生成処理を終了したとき、記憶部２３０において、色相、明度及び彩度の全組み合わせと、１画素当たり消費電流との関係を示す消費電流テーブルが完成する。
なお、上記の説明では、信号処理部２２０が自らＨＳＶ画像データを生成する例を説明したが、外部装置によってＨＳＶ画像データを表示装置１０に供給してもよい。
なお、上記の説明では、信号処理部２２０が自らＨＳＶ画像データを生成する例を説明したが、外部装置によってＨＳＶ画像データを表示装置１０に供給してもよい。
【0082】
次に、図８を参照しながら、ＨＭＤ１００がユーザーＭによって使用されているときに、信号処理部２２０が実行する消費電流算出処理について説明する。図８は、信号処理部２２０が実行する消費電流算出処理を示すフローチャートである。信号処理部２２０は、図８に示される消費電流算出処理を１フレーム単位で実行する。
【0083】
信号処理部２２０は、ＨＭＤ１００がユーザーＭによって使用されているとき、すなわち表示装置１０が通常動作状態にあるときに、図８に示される消費電流算出処理を１フレーム単位で実行することにより、表示パネル１１の総消費電流を算出する。また、後述するように、信号処理部２２０は、算出した総消費電流に基づいて、表示パネル１１の消費電力を下げるための明度変更処理を実行するか否かを判定する。
【0084】
図８に示すように、信号処理部２２０は、フレームメモリー２１０に格納される１フレーム分の入力画像データから１画素分のＲＧＢデータを取得する（ステップＳ２１）。既に説明したように、ＲＧＢデータは、赤色画素値、緑色画素値及び青色画素値を含む第２色情報である。
【0085】
信号処理部２２０は、ステップＳ２１で取得した１画素分のＲＧＢデータをＨＳＶデータに変換する（ステップＳ２２）。ＨＳＶデータは、１画素分の第２色情報に対応する第１色情報である。そして、信号処理部２２０は、記憶部２３０に保存されている消費電流テーブルを参照することにより、ＨＳＶデータに含まれる色相、明度及び彩度の組み合わせに対応する１画素当たりの消費電流を取得する（ステップＳ２３）。
【0086】
信号処理部２２０は、１フレーム分の消費電流を取得したか否かを判定する（ステップＳ２４）。信号処理部２２０は、１フレーム分の消費電流を取得していないと判定した場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、ステップＳ２１に戻って、フレームメモリー２１０に格納される１フレーム分の入力画像データから別の１画素分のＲＧＢデータを取得する。そして、信号処理部２２０は、再び、ステップＳ２２及びステップＳ２３を実行することにより、別の１画素分のＲＧＢデータから変換されたＨＳＶデータに対応する１画素当たりの消費電流を取得する。
【0087】
信号処理部２２０は、上記のステップＳ２１からステップＳ２４までの処理を、１フレーム分の消費電流を取得するまで繰り返す。これにより、１フレーム分の入力画像データに含まれる全画素のＲＧＢデータから変換されたＨＳＶデータに対応する１画素当たりの消費電流が得られる。
【0088】
信号処理部２２０は、１フレーム分の消費電流を取得したと判定した場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、ステップＳ２１からステップＳ２４までの処理を繰り返すことで得られた１画素当たりの消費電流の総和を、表示パネル１１の総消費電流として算出する（ステップＳ２５）。
【0089】
そして、信号処理部２２０は、１画素当たりの消費電流の総和、すなわち表示パネル１１の総消費電流が閾値以上か否かを判定する（ステップＳ２６）。総消費電流と比較される閾値は、ユーザーＭが任意の値に設定できる構成としてもよい。信号処理部２２０は、総消費電流が閾値未満である場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、図８の消費電流算出処理を終了する。
【0090】
一方、信号処理部２２０は、総消費電流が閾値以上である場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、総消費電流が閾値以上となる状態が所定期間継続したか否かを判定する（ステップＳ２７）。例えば、所定期間とは、５フレームに相当する期間である。この所定期間は、ユーザーＭが任意の値に設定できる構成としてもよい。
【0091】
信号処理部２２０は、総消費電流が閾値以上となる状態が所定期間継続していないと判定した場合（ステップＳ２７：ＮＯ）、図８の消費電流算出処理を終了する。
【0092】
一方、信号処理部２２０は、総消費電流が閾値以上となる状態が所定期間継続したと判定した場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、次フレームから明度変更処理を開始することを決定する（ステップＳ２８）。
【0093】
上記の説明から理解されるように、信号処理部２２０は、入力画像データに含まれるＲＧＢデータ（第２色情報）を、１画素単位でＨＳＶデータ（第１色情報）に変換し、１画素単位で得られたＨＳＶデータと、消費電流テーブルとに基づいて、表示パネル１１の総消費電流を算出する。
【0094】
表示パネル１１の総消費電流が閾値以上となる状態が所定期間継続した場合、表示パネル１１の消費電力が高い状態が所定期間継続したことを意味する。信号処理部２２０は、上記のように、表示パネル１１の消費電力が高い状態が所定期間継続した場合に、次フレームから、表示パネル１１の消費電力を下げるための明度変更処理を実行する。
【0095】
【0096】
図９に示すように、信号処理部２２０は、明度変更処理を開始すると、まず、フレームメモリー２１０に格納される１フレーム分の入力画像データから１画素分のＲＧＢデータを取得する（ステップＳ３１）。そして、信号処理部２２０は、ステップＳ３１で取得した１画素分のＲＧＢデータをＨＳＶデータに変換する（ステップＳ３２）。
【0097】
続いて、信号処理部２２０は、記憶部２３０に記憶されている明度変更率テーブルを参照することにより、ＨＳＶデータに含まれる色相の値に対応する明度変更率を取得する（ステップＳ３３）。
【0098】
図１０は、明度変更率テーブルの一例を示す図である。図１０において、横軸は色相を示し、縦軸は明度変更率を示す。図１０に示すように、明度変更率テーブルに含まれる明度変更率のうち、１２０°の色相に対応する明度変更率が最大値１００％に設定され、３００°の色相に対応する明度変更率が最小値に設定される。１２０°の色相は、緑色に対応する。すなわち、明度変更率テーブルにおいて、色相が緑色から離れるほど、明度を低下させるように明度変更率が設定される。
【0099】
人間の眼の明るさの感度特性は、緑色に敏感である。従って、上記のように、色相が緑色から離れるほど、明度を低下させるように明度変更率が設定されることにより、ユーザーＭが体感する輝度低下感を抑制しながら、表示パネル１１の消費電力を下げることができる。
【0100】
３００°の色相に対応する明度変更率の最小値は、特に限定されないが、表示品質と消費電力とのバランスを考慮した値に設定することが好ましく、また、ユーザーＭが自由に設定できる構成としてもよい。１２０°の色相から３００°の色相までの区間における明度変更率の設定値についても、特に限定されないが、表示品質と消費電力とのバランスを考慮して、この区間における明度変更率の設定値を決定することが好ましく、また、ユーザーＭが自由に設定できる構成としてもよい。
【0101】
例えば、図１０に示すように、１２０°の色相から１８０°の色相までの区間では、色が緑色に固定されるため、この区間では明度変更率を１００％に設定してもよい。また、図１０に示すように、１８０°の色相から２４０°の色相までの区間では、緑色がゼロに向かって徐々に減少するため、この区間では明度変更率を１００％から徐々に下げてもよい。また、図１０に示すように、２４０°の色相から３００°の色相までの区間では、緑色がゼロになるため、この区間では明度変更率を最小値に設定してもよい。
【0102】
以下、図９に戻って説明を続ける。
信号処理部２２０は、上記のように、ＨＳＶデータに含まれる色相の値に対応する明度変更率を取得した後、明度変更率に基づいて、ＨＳＶデータに含まれる明度を変更する（ステップＳ３４）。具体的には、信号処理部２２０は、ＨＳＶデータに含まれる明度の値に明度変更率を乗算することにより、ＨＳＶデータに含まれる明度を変更する。
信号処理部２２０は、上記のように、ＨＳＶデータに含まれる色相の値に対応する明度変更率を取得した後、明度変更率に基づいて、ＨＳＶデータに含まれる明度を変更する（ステップＳ３４）。具体的には、信号処理部２２０は、ＨＳＶデータに含まれる明度の値に明度変更率を乗算することにより、ＨＳＶデータに含まれる明度を変更する。
【0103】
続いて、信号処理部２２０は、ステップＳ３４の処理によって変更された明度の値と、オリジナルの色相及び彩度の値を含むＨＳＶデータをＲＧＢデータに変換する（ステップＳ３５）。そして、信号処理部２２０は、ステップＳ３５の処理によって得られたＲＧＢデータをパネル駆動部２４０に転送する（ステップＳ３６）。
【0104】
信号処理部２２０は、１フレーム分の明度変更が完了したか否かを判定する（ステップＳ３７）。信号処理部２２０は、１フレーム分の明度変更が完了したと判定した場合（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、今回フレームでの明度変更処理を終了する。
【0105】
一方、信号処理部２２０は、１フレーム分の明度変更が完了していないと判定した場合（ステップＳ３７：ＮＯ）、ステップＳ３１に戻って、フレームメモリー２１０に格納される１フレーム分の入力画像データから別の１画素分のＲＧＢデータを取得する。
【0106】
そして、信号処理部２２０は、再び、ステップＳ３２からステップＳ３４を実行することにより、別の１画素分のＲＧＢデータから変換されたＨＳＶデータに含まれる明度を変更する。そして、信号処理部２２０は、再び、ステップＳ３４の処理によって変更された明度の値と、オリジナルの色相及び彩度の値を含むＨＳＶデータをＲＧＢデータに変換して、パネル駆動部２４０に転送する。
【0107】
信号処理部２２０は、上記のステップＳ３１からステップＳ３７までの処理を、１フレーム分の明度変更が完了するまで繰り返す。これにより、１フレーム分の入力画像データに含まれる全画素分のＲＧＢデータが、ＨＳＶ色空間において明度が変更されたＲＧＢデータに変換されて、パネル駆動部２４０に転送される。言い換えれば、信号処理部２２０は、上記の明度変更処理を実行することにより、入力画像データに基づいて、ＨＳＶ色空間において明度が変更された出力画像データを生成してパネル駆動部２４０に出力する。
【0108】
パネル駆動部２４０は、信号処理部２２０から出力される出力画像データに基づく出力画像が表示パネル１１に表示されるように、第１制御信号及び第２制御信号を生成して表示パネル１１に出力する。これにより、表示パネル１１には、入力画像データが示す入力画像と比較して、明度、すなわち輝度が低い出力画像が表示される。
【0109】
上記の説明から理解されるように、信号処理部２２０は、表示パネル１１の総消費電流が閾値以上の場合に、以下の処理を実行する。
すなわち、信号処理部２２０は、入力画像データに含まれるＲＧＢデータ（第２色情報）を、１画素単位でＨＳＶデータ（第１色情報）に変換する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、ＨＳＶデータに含まれる色相に対応する明度変更率を明度変更率テーブルから取得する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、取得した明度変更率に基づいてＨＳＶデータに含まれる明度を変更する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、明度が変更されたＨＳＶデータを、ＲＧＢデータに変換することにより、出力画像データを生成する。
すなわち、信号処理部２２０は、入力画像データに含まれるＲＧＢデータ（第２色情報）を、１画素単位でＨＳＶデータ（第１色情報）に変換する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、ＨＳＶデータに含まれる色相に対応する明度変更率を明度変更率テーブルから取得する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、取得した明度変更率に基づいてＨＳＶデータに含まれる明度を変更する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、明度が変更されたＨＳＶデータを、ＲＧＢデータに変換することにより、出力画像データを生成する。
【0110】
上記のように、信号処理部２２０が明度変更処理を実行することにより、表示パネル１１の消費電力を下げることができる。しかしながら、入力画像データに含まれるＲＧＢデータによっては、明度変更率テーブルによって規定される色相と明度変更率との関係が、ＲＧＢデータから変換されたＨＳＶデータに適合せず、表示パネル１１に表示される出力画像に対して、ユーザーＭが違和感を持つ可能性がある。
【0111】
この問題に対処するために、信号処理部２２０は、明度変更率テーブルの内容をリアルタイムで調整する第２テーブル調整処理を実行する。図１１は、信号処理部２２０が実行する第２テーブル調整処理を示すフローチャートである。信号処理部２２０は、１フレーム単位で、明度変更処理と並行して第２テーブル調整処理を実行する。
【0112】
図１１に示すように、信号処理部２２０は、入力画像データに基づいて、入力画像のエッジ強度を算出する（ステップＳ４１）。そして、信号処理部２２０は、明度変更処理によって得られた出力画像データに基づいて、出力画像のエッジ強度を算出する（ステップＳ４２）。
【0113】
信号処理部２２０は、出力画像のエッジ強度が、入力画像のエッジ強度より大きいか否かを判定する（ステップＳ４３）。信号処理部２２０は、出力画像のエッジ強度が、入力画像のエッジ強度より大きい場合（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、明度変更率テーブルに含まれる明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率を第１所定量だけ上げる（ステップＳ４４）。第１所定量は、特に限定されないが、ユーザーＭによって自由に設定できる構成としてもよい。
【0114】
一方、信号処理部２２０は、出力画像のエッジ強度が、入力画像のエッジ強度より小さい場合（ステップＳ４３：ＮＯ）、明度変更率テーブルに含まれる明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率を第２所定量だけ下げる（ステップＳ４５）。第２所定量は、特に限定されないが、ユーザーＭによって自由に設定できる構成としてもよい。
【0115】
信号処理部２２０が上記の第２テーブル調整処理を、明度変更処理と並行して１フレーム単位で実行することにより、明度変更率テーブルに含まれる明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率が、入力画像及び出力画像のそれぞれのエッジ強度に応じてリアルタイムに調整される。これにより、表示パネル１１に表示される出力画像に対して、ユーザーＭが違和感を持つことを抑制できる。
【0116】
（本実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態の表示装置１０は、複数の画素４０を有する表示パネル１１と、複数の画素１１の各々が表示する色に関する第１色空間における第１色情報と、１画素当たりの消費電流との関係を示す消費電流テーブルを記憶する記憶部２３０と、第１色空間とは異なる第２色空間における第２色情報によって複数の画素４０の各々が表示する色を指定する入力画像データに基づいて、表示パネル１１に表示される出力画像を示す出力画像データを生成する信号処理部２２０と、を備える。
信号処理部２２０は、入力画像データに含まれる第２色情報を、１画素単位で第１色情報に変換し、１画素単位で得られた第１色情報と、消費電流テーブルとに基づいて、表示パネル１１の総消費電流を算出する。
以上説明したように、本実施形態の表示装置１０は、複数の画素４０を有する表示パネル１１と、複数の画素１１の各々が表示する色に関する第１色空間における第１色情報と、１画素当たりの消費電流との関係を示す消費電流テーブルを記憶する記憶部２３０と、第１色空間とは異なる第２色空間における第２色情報によって複数の画素４０の各々が表示する色を指定する入力画像データに基づいて、表示パネル１１に表示される出力画像を示す出力画像データを生成する信号処理部２２０と、を備える。
信号処理部２２０は、入力画像データに含まれる第２色情報を、１画素単位で第１色情報に変換し、１画素単位で得られた第１色情報と、消費電流テーブルとに基づいて、表示パネル１１の総消費電流を算出する。
【0117】
上記のように本実施形態の表示装置１０では、入力画像データに含まれる第２色情報を、１画素単位で第１色情報に変換し、１画素単位で得られた第１色情報と、消費電流テーブルとに基づいて、表示パネル１１の総消費電流を算出する。従って、本実施形態の表示装置１０によれば、従来技術のように、表示パネル１１の負荷を推定するために、表示パネル１１に流れる電流を検出する電流センサーを設ける必要がないため、表示装置１０の小型化を実現できる。
【0118】
本実施形態の表示装置１０において、第１色空間は、ＨＳＶ色空間であり、第１色情報は、色相、彩度、及び明度の３つの成分を含む。
記憶部２３０は、明度が変更される割合を示す明度変更率と、色相との関係を示す明度変更率テーブルをさらに記憶する。
信号処理部２２０は、表示パネル１１の総消費電流が閾値以上の場合に、以下の処理を実行する。
すなわち、信号処理部２２０は、入力画像データに含まれるＲＧＢデータ（第２色情報）を、１画素単位でＨＳＶデータ（第１色情報）に変換する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、ＨＳＶデータに含まれる色相に対応する明度変更率を明度変更率テーブルから取得する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、取得した明度変更率に基づいてＨＳＶデータに含まれる明度を変更する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、明度が変更されたＨＳＶデータを、ＲＧＢデータに変換することにより、出力画像データを生成する。
記憶部２３０は、明度が変更される割合を示す明度変更率と、色相との関係を示す明度変更率テーブルをさらに記憶する。
信号処理部２２０は、表示パネル１１の総消費電流が閾値以上の場合に、以下の処理を実行する。
すなわち、信号処理部２２０は、入力画像データに含まれるＲＧＢデータ（第２色情報）を、１画素単位でＨＳＶデータ（第１色情報）に変換する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、ＨＳＶデータに含まれる色相に対応する明度変更率を明度変更率テーブルから取得する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、取得した明度変更率に基づいてＨＳＶデータに含まれる明度を変更する。
信号処理部２２０は、１画素単位で、明度が変更されたＨＳＶデータを、ＲＧＢデータに変換することにより、出力画像データを生成する。
【0119】
上記のような本実施形態の表示装置１０によれば、表示パネル１１の総消費電流が閾値以上の場合、すなわち、表示パネル１１の消費電力が高い場合に、出力画像データに基づいて表示パネル１１に表示される出力画像の明度が、明度変更率テーブルに従って変更されるため、表示パネル１１の消費電力を下げることができる。
【0120】
本実施形態の表示装置１０において、明度変更率テーブルに含まれる明度変更率のうち、１２０°の色相に対応する明度変更率が最大値に設定され、３００°の色相に対応する明度変更率が最小値に設定される。
【0121】
１２０°の色相は、緑色に対応する。人間の眼の明るさの感度特性は、緑色に敏感である。従って、上記のように、色相が緑色から離れるほど、明度を低下させるように明度変更率が設定されることにより、ユーザーＭが体感する輝度低下感を抑制しながら、表示パネル１１の消費電力を下げることができる。
【0122】
本実施形態の表示装置１０において、信号処理部２２０は、以下の処理を実行する。すなわち、信号処理部２２０は、入力画像データに基づいて入力画像のエッジ強度を算出する。信号処理部２２０は、出力画像データに基づいて出力画像のエッジ強度を算出する。信号処理部２２０は、出力画像のエッジ強度が、入力画像のエッジ強度より大きい場合に、明度変更率テーブルに含まれる明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率を第１所定量だけ上げる。信号処理部２２０は、出力画像のエッジ強度が、入力画像のエッジ強度より小さい場合に、明度変更率テーブルに含まれる明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率を第２所定量だけ下げる。
【0123】
信号処理部２２０が上記の処理を実行することにより、明度変更率テーブルに含まれる明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率が、入力画像及び出力画像のそれぞれのエッジ強度に応じてリアルタイムに調整される。これにより、表示パネル１１に表示される出力画像に対して、ユーザーＭが違和感を持つことを抑制できる。
【0124】
本実施形態の表示装置１０において、第２色空間は、ＲＧＢ色空間であり、第２色情報は、赤色画素値、緑色画素値、及び青色画素値の３つの成分を含む。
一般的に、表示装置１０に供給される映像信号に含まれる入力画像データは、ＲＧＢ色空間における第２色情報によって各画素４０の色を指定するデータであることが多いため、第２色空間をＲＧＢ色空間とすることにより、表示装置１０の汎用性を高めることができる。
一般的に、表示装置１０に供給される映像信号に含まれる入力画像データは、ＲＧＢ色空間における第２色情報によって各画素４０の色を指定するデータであることが多いため、第２色空間をＲＧＢ色空間とすることにより、表示装置１０の汎用性を高めることができる。
【0125】
本実施形態の光学モジュール１１１は、表示装置１０と、表示装置１０の表示パネル１１から出射される画像光Ｇを投射する投射光学系１５と、投射光学系１５から投射される画像光Ｇを所定の位置まで導き、所定の位置から虚像光として出射する導光装置２０と、を備える。
上記のように、本実施形態の光学モジュール１１１は、小型化を実現できる表示装置１０を備える。つまり、本実施形態によれば、光学モジュール１１１の小型化を実現できる。
上記のように、本実施形態の光学モジュール１１１は、小型化を実現できる表示装置１０を備える。つまり、本実施形態によれば、光学モジュール１１１の小型化を実現できる。
【0126】
本実施形態の電子機器の一例であるＨＭＤ１００は、光学モジュール１１１を備える。
上記のように、ＨＭＤ１００は、小型化を実現できる光学モジュール１１１を備える。従って、本実施形態によれば、ＨＭＤ１００の小型化を実現できる。
上記のように、ＨＭＤ１００は、小型化を実現できる光学モジュール１１１を備える。従って、本実施形態によれば、ＨＭＤ１００の小型化を実現できる。
【0127】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、以下のような変形例が考えられる。
【0128】
（１）上記実施形態では、１枚の表示パネル１１を備える表示装置１０を例示した。本開示はこれに限定されず、複数の表示パネルを備える表示装置を、光学モジュール１１１の表示装置として採用してもよい。この場合、例えば、表示装置は、赤色画素のみを有する第１表示パネルと、緑色画素のみを有する第２表示パネルと、青色画素のみを有する第３表示パネルとの３つの表示パネルを備える。また、この場合、表示装置は、第１表示パネルから出射される赤色の画像光と、第２表示パネルから出射される緑色の画像光と、第３表示パネルから出射される青色の画像光とを合成して、カラーの画像光を生成するダイクロイックプリズムを備える。ダイクロイックプリズムから出射されるカラーの画像光が、投射光学系１５に入射される。
【0129】
（２）上記実施形態では、光学モジュール１１１が、左眼用の第１光学モジュール１１１Ａと、右眼用の第２光学モジュール１１１Ｂと、を備える形態を例示した。本開示はこれに限定されず、光学モジュール１１１は、第１光学モジュール１１１Ａと第２光学モジュール１１１Ｂとのいずれか一方のみを備えてもよい。
【0130】
（３）上記実施形態では、光学モジュール１１１を備える電子機器、すなわち表示装置１０を備える電子機器として、ＨＭＤ１００を例示した。本開示はこれに限定されず、表示装置１０を備える電子機器として、パーソナルコンピューター用のディスプレイ装置、プロジェクター、スマートフォン、及びタブレット端末などが挙げられる。
【0131】
〔本開示のまとめ〕
以下、本開示のまとめを付記する。
以下、本開示のまとめを付記する。
【0132】
（付記１）複数の画素を有するパネルと、前記複数の画素の各々が表示する色に関する第１色空間における第１色情報と、１画素当たりの消費電流との関係を示す第１テーブルを記憶する記憶部と、前記第１色空間とは異なる第２色空間における第２色情報によって前記複数の画素の各々が表示する色を指定する入力画像データに基づいて、前記パネルに表示される出力画像を示す出力画像データを生成する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記入力画像データに含まれる前記第２色情報を、１画素単位で前記第１色情報に変換し、前記１画素単位で得られた前記第１色情報と、前記第１テーブルとに基づいて、前記パネルの総消費電流を算出する、表示装置。
【0133】
付記１に記載の表示装置では、入力画像データに含まれる第２色情報を、１画素単位で第１色情報に変換し、１画素単位で得られた第１色情報と、第１テーブルとに基づいて、パネルの総消費電流を算出する。従って、付記１に記載の表示装置によれば、パネルの負荷を推定するために、パネルに流れる電流を検出する電流センサーを設ける必要がないため、表示装置の小型化を実現できる。
【0134】
（付記２）前記第１色空間は、ＨＳＶ色空間であり、前記第１色情報は、色相、彩度、及び明度の３つの成分を含み、前記記憶部は、前記明度が変更される割合を示す明度変更率と、前記色相との関係を示す第２テーブルをさらに記憶し、前記信号処理部は、前記パネルの前記総消費電流が閾値以上の場合に、前記入力画像データに含まれる前記第２色情報を、前記１画素単位で前記第１色情報に変換し、前記１画素単位で、前記第１色情報に含まれる前記色相に対応する前記明度変更率を前記第２テーブルから取得し、前記１画素単位で、前記明度変更率に基づいて前記第１色情報に含まれる前記明度を変更し、前記１画素単位で、前記明度が変更された前記第１色情報を、前記第２色情報に変換することにより、前記出力画像データを生成する、付記１に記載の表示装置。
【0135】
付記２に記載の表示装置によれば、パネルの総消費電流が閾値以上の場合、すなわち、パネルの消費電力が高い場合に、出力画像データに基づいてパネルに表示される出力画像の明度が、第２テーブルに従って変更されるため、パネルの消費電力を下げることができる。
【0136】
（付記３）前記第２テーブルに含まれる前記明度変更率のうち、１２０°の色相に対応する明度変更率が最大値に設定され、３００°の色相に対応する明度変更率が最小値に設定される、付記２に記載の表示装置。
【0137】
１２０°の色相は、緑色に対応する。人間の眼の明るさの感度特性は、緑色に敏感である。従って、付記３のように、色相が緑色から離れるほど、明度を低下させるように明度変更率が設定されることにより、表示装置を利用するユーザーが体感する輝度低下感を抑制しながら、パネルの消費電力を下げることができる。
【0138】
（付記４）前記信号処理部は、前記入力画像データに基づいて入力画像のエッジ強度を算出し、前記出力画像データに基づいて前記出力画像のエッジ強度を算出し、前記出力画像の前記エッジ強度が、前記入力画像の前記エッジ強度より大きい場合に、前記第２テーブルに含まれる前記明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率を第１所定量だけ上げ、前記出力画像の前記エッジ強度が、前記入力画像の前記エッジ強度より小さい場合に、前記第２テーブルに含まれる前記明度変更率のうち、前記３００°の色相に対応する明度変更率を第２所定量だけ下げる、付記２または３に記載の表示装置。
【0139】
付記４に記載の表示装置によれば、信号処理部が上記の処理を実行することにより、第２テーブルに含まれる明度変更率のうち、３００°の色相に対応する明度変更率が、入力画像及び出力画像のそれぞれのエッジ強度に応じてリアルタイムに調整される。これにより、パネルに表示される出力画像に対して、ユーザーが違和感を持つことを抑制できる。
【0140】
（付記５）記第２色空間は、ＲＧＢ色空間であり、前記第２色情報は、赤色画素値、緑色画素値、及び青色画素値の３つの成分を含む、付記１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
【0141】
一般的に、表示装置に供給される映像信号に含まれる入力画像データは、ＲＧＢ色空間における第２色情報によって各画素の色を指定するデータであることが多いため、第２色空間をＲＧＢ色空間とすることにより、表示装置の汎用性を高めることができる。
【0142】
（付記６）付記１から５のいずれか一項に記載の表示装置と、前記表示装置の前記パネルから出射される画像光を投射する投射光学系と、前記投射光学系から投射される前記画像光を所定の位置まで導き、前記所定の位置から虚像光として出射する導光装置と、を備える光学モジュール。
【0143】
付記６に記載の光学モジュールは、小型化を実現できる表示装置を備える。つまり、付記６によれば、光学モジュールの小型化を実現できる。
【0144】
（付記７）付記１から５のいずれか一項に記載の表示装置を備える電子機器。
【0145】
付記７に記載の電子機器は、小型化を実現できる表示装置を備える。つまり、付記７によれば、電子機器の小型化を実現できる。
【0146】
（付記８）請求項６に記載の光学モジュールを備える電子機器。
【0147】
付記８に記載の電子機器は、小型化を実現できる光学モジュールを備える。従って、付記８によれば、電子機器の小型化を実現できる。
【符号の説明】
【0148】
１００…ヘッドマウントディスプレイ（電子機器）、１１１…光学モジュール、１１１Ａ…第１光学モジュール、１１１Ｂ…第２光学モジュール、１２０…フレーム、１０…表示装置、１１…表示パネル、１２…制御基板、１５…投射光学系、２０…導光装置、４０…画素、４０Ｒ…赤色画素、４０Ｇ…緑色画素、４０Ｂ…青色画素、２１０…フレームメモリー、２２０…信号処理部、２３０…記憶部、２４０…パネル駆動部、１５０…通信ケーブル、Ｍ…ユーザー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】