JP5403512B2 - Light source brightness determination method and light source light emission method of display device - Google Patents
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Description
本発明は、高齢者や色弱者といった対象者の視感に合わせた表示装置の光源明るさ決定方法及び光源発光方法に関する。 The present invention relates to a light source brightness determination method and a light source light emission method for a display device in accordance with the visual perception of a target person such as an elderly person or a color weak person.
システムバス、システムキッチン、洗面化粧台などに設置されるリモコン(遠隔操作装置)や操作パネルには、表示のための光源が設けられることがある。
また、高齢者や色弱者の視感に合わせて表示を変える技術として、特許文献1〜4に記載された技術が知られている。
なお、色弱者は、色覚障害者等とも呼ばれている。
A light source for display may be provided on a remote control (remote operation device) or an operation panel installed in a system bath, a system kitchen, a vanity, or the like.
Moreover, the technique described in patent documents 1-4 is known as a technique which changes a display according to the aged person's or a visually impaired person's visual sensation.
In addition, the color deficient is also called a color blind person.
特許文献1には、互いに異なる色調で色付けられた各モード設定ボタンの中から選択されたモード設定ボタンに割り当てられた色調で操作画面を表示する画面表示方法が開示されている。従って、モード設定ボタン操作に応じて操作画面の色が変わることになる。 Patent Document 1 discloses a screen display method for displaying an operation screen in a color tone assigned to a mode setting button selected from among mode setting buttons colored in different color tones. Therefore, the color of the operation screen changes according to the mode setting button operation.
特許文献2に開示された技術は、色覚障害者に固有の2種類の色差を算出し、色認知特性データベースから色覚健常者の色認知に関する心理尺度値を参照し、3種類の色差と心理尺度値に関する一定の基準を満たす色を検索し、色覚障害者が識別できない色を検索された色で置き換えるものである。従って、色覚健常者用に設計された色が変わることになる。
なお、特許文献2には、輝度軸とθ軸とを非線形的に伸縮させることは記載されているが、具体的にどの程度輝度軸を伸縮させるのかは記載されていない。
The technique disclosed in Patent Document 2 calculates two types of color differences specific to color blind persons, refers to psychological scale values related to color recognition of healthy color blind persons from a color recognition characteristic database, and uses three types of color differences and psychological scales. A color that satisfies a certain criterion regarding the value is searched, and a color that cannot be identified by a color blind person is replaced with the searched color. Therefore, the color designed for the color blind person will change.
Note that Patent Document 2 describes that the luminance axis and the θ-axis are nonlinearly expanded / contracted, but does not describe how much the luminance axis is specifically expanded / contracted.
特許文献3には、頭部又は顔面に取り付けられる画像表示装置を有する画像表示システムが開示されている。この画像表示システムは、色覚障害者が認識し難い色の領域を検出し、この領域のエッジ領域を検出し、このエッジ領域に白色ラインを重畳的に付加するとともに、緑の領域を青で表示する。従って、正常者用に設計された色やデザインが変わることになる。
なお、特許文献3には、画像の表示輝度を輝度変更ダイヤルの回転方向及び回転量に応じた輝度値に変更することが記載されている。従って、色覚障害者は画像の表示輝度を調整する操作を行う必要があり、色覚障害者の視感に応じて画像の表示輝度をどの程度変えるのか具体的な記載は無い。
Patent Document 3 discloses an image display system having an image display device attached to a head or a face. This image display system detects an area of a color that is difficult for color blind persons to detect, detects an edge area of this area, adds a white line to the edge area in a superimposed manner, and displays a green area in blue To do. Therefore, the color and design designed for the normal person will change.
Patent Document 3 describes changing the display luminance of an image to a luminance value corresponding to the rotation direction and the rotation amount of the luminance change dial. Accordingly, the color blind person needs to perform an operation of adjusting the display brightness of the image, and there is no specific description of how much the display brightness of the image is changed according to the visual perception of the color blind person.
特許文献4には、コンピュータのユーザーの眼の状態にあわせて画面表示をコントロールする画像表示装置が開示されている。この画像表示装置は、老眼の有無や色覚異常等のユーザーの状態情報に基づいて、色や輝度の変換規則を含む表示コントロール情報を生成し、この表示コントロール情報を用いて表示する。色覚異常のユーザーの場合は、赤あるいは緑を他の色に変更する等、特定の色を他の色に変換する色変換規則を抽出する。従って、画面表示の色が変わることになる。
なお、特許文献4には、輝度を変換することは記載されているが、具体的にどの程度輝度を変換させるのかは記載されていない。
Patent Document 4 discloses an image display device that controls screen display in accordance with the state of eyes of a computer user. This image display device generates display control information including color and luminance conversion rules based on user status information such as presence / absence of presbyopia and color vision abnormality, and displays the display control information using the display control information. In the case of a user with color blindness, a color conversion rule for converting a specific color to another color, such as changing red or green to another color, is extracted. Therefore, the color of the screen display changes.
In addition, although patent document 4 describes converting luminance, it does not describe how much luminance is specifically converted.
色には、赤は熱い、青は冷たい、といった色自体の意味がある。従って、従来技術のように色を変えることは、色自体の意味が無くなることになり、色を用いた製品の使い易さが低下してしまうことに繋がる。製品のマニュアルを作る際にも、製品に表示される色が変わると、色を用いた説明をすることができなくなる。
なお、特許文献1,3記載の技術のように色覚障害者が認識し難い色の境界を抽出するためには抽出のための画像処理が必要となる。表示デバイスの解像度等の制限によっては、細かい部分について境界部分の強調ができなかったり、強調により逆に見え難くなったりすることがある。
一方で、従来技術には、高齢者や色弱者が視認し易くなる度合いで表示輝度を変える具体的な技術は無い。
Colors have their own meanings such as red being hot and blue being cold. Therefore, changing the color as in the prior art results in the meaning of the color itself being lost, leading to a decrease in the ease of use of the product using the color. Even when creating a manual for a product, if the color displayed on the product changes, it becomes impossible to make an explanation using the color.
In addition, in order to extract a color boundary that is difficult for a color blind person to recognize, as in the techniques described in Patent Documents 1 and 3, image processing for extraction is required. Depending on the resolution of the display device or the like, the boundary portion may not be emphasized for a fine portion, or it may be difficult to see the reverse due to the enhancement.
On the other hand, there is no specific technique in the prior art that changes the display brightness to such an extent that it is easy for an elderly person or a color-weak person to visually recognize.
以上を鑑み、本発明は、高齢者や色弱者といった対象者に対して色を変えずに光源による表示装置の表示を視認させ易くすることを目的としている。 In view of the above, an object of the present invention is to make it easy for a subject such as an elderly person or a color-weak person to visually recognize a display on a display device using a light source without changing the color.
上記目的を達成するため、本発明は、表示装置の光源について標準の使用者に合わせて設定された標準の明るさを基準として対象者の視感に合わせた前記光源の明るさを決定する表示装置の光源明るさ決定方法であって、
(A)光の波長をλ、該波長λの関数とされた前記光源の分光放射強度をI(λ)、前記波長λの関数とされた前記対象者の分光視感効率をVo(λ)、前記波長λの関数とされた標準とする分光視感効率をV(λ)、該標準とする分光視感効率V(λ)が最大となる波長における視感効果度をkm、前記対象者の分光視感効率Vo(λ)が最大となる波長における視感効果度をkm_o、可視放射の短波長側の波長をλS、可視放射の長波長側の波長をλLとするとき、標準の視感光度
(B)前記ステップ(A)で求めた値に基づいて、前記標準の明るさを基準として前記ILu_oに対する前記ILuの比ILu/ILu_oに応じて変えた明るさを前記光源の明るさとして決定するステップと
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a display that determines the brightness of the light source in accordance with the visual perception of the subject with reference to the standard brightness set for the standard user for the light source of the display device. A light source brightness determination method for an apparatus,
(A) The wavelength of light is λ, the spectral radiant intensity of the light source as a function of the wavelength λ is I (λ), and the spectral luminous efficiency of the subject as a function of the wavelength λ is V o (λ ), a spectral luminous efficiency and has been standardized as a function of the wavelength lambda V (lambda), the luminous efficacy at a wavelength at which the spectral luminous efficiency V to the standard (lambda) is maximum k m, the The visual effect efficiency at the wavelength at which the spectral luminous efficiency V o (λ) of the subject is the maximum is km_o , the wavelength on the short wavelength side of the visible radiation is λ S , and the wavelength on the long wavelength side of the visible radiation is λ L When the standard photosensitivity
(B) Based on the value obtained in the step (A), the brightness changed according to the ratio I Lu / I Lu_o of the I Lu to the I Lu_o with the standard brightness as a reference brightness of the light source And a step of determining as a feature.
すなわち、本発明は、標準の視感光度ILuと対象者の視感光度ILu_oとの比という新規な概念が導入されている。各視感光度は、標準の使用者と対象者が感じる明るさを表す心理物理量ということができる。上記ステップ(B)により、光源の明るさは、標準の明るさを基準として対象者の視感光度ILu_oに対する標準の視感光度ILuの比ILu/ILu_oに応じて変えた明るさに決定される。比ILu/ILu_oは、標準の使用者の心理物理量と対象者の心理物理量との比ということができ、標準の使用者と対象者の明るさの感じ方の違いを表す比率ということができる。
以上より、決定される光源の明るさは、対象者が光源による表示を見たときに標準の使用者が標準の明るさの光源による表示を見たときに感じる明るさに近づいている。従って、色が変わらなくても、高齢者や色弱者といった対象者は光源による表示を視認し易くなる。
That is, the present invention introduces a novel concept of a ratio between the standard visual sensitivity I Lu and the subject's visual sensitivity I Lu_o . Each photosensitivity can be said to be a psychophysical quantity representing the brightness felt by the standard user and the subject. According to the step (B), the brightness of the light source is changed according to the ratio I Lu / I Lu_o of the standard visual sensitivity I Lu to the visual sensitivity I Lu_o of the subject with the standard brightness as a reference. To be determined. The ratio I Lu / I Lu_o can be said to be the ratio between the psychophysical quantity of the standard user and the psychophysical quantity of the target person, and is the ratio that represents the difference in how the standard user feels the brightness of the target person. it can.
As described above, the brightness of the determined light source is close to the brightness that the standard user feels when viewing the display with the light source with the standard brightness when the subject views the display with the light source. Therefore, even if the color does not change, a subject such as an elderly person or a color weak person can easily see the display by the light source.
なお、高齢者や色弱者であっても、文字等のオブジェクトと背景との明るさの差があれば、色が変わらなくてもオブジェクトを認識することができる。従って、上述した方法で光源の明るさを決定することにより、高齢者や色弱者は十分に光源による表示を視認することができる。
以上より、高齢者や色弱者等の幅広いユーザーの色覚特性を考慮したカラーユニバーサルデザインの実現が容易となる。
Even an elderly person or a color-weak person can recognize an object even if the color does not change if there is a difference in brightness between the object such as a character and the background. Therefore, by determining the brightness of the light source by the above-described method, the elderly person and the color-weak person can sufficiently visually recognize the display by the light source.
As described above, it is easy to realize a color universal design in consideration of color vision characteristics of a wide range of users such as elderly people and color-weak people.
ところで、本発明にいう明るさを表す量には、光度、輝度、光束、照度、等が含まれる。
標準の視感光度ILuと対象者の視感光度ILu_oとの比には、ILu_o/ILuとILu/ILu_oの両方が含まれる。
ILuとILu_oとの比を表す値は、上記式(1),(2)の積分を厳密にして求められる値のみならず、上記式(1),(2)を数列の和に置き換えて求められる近似値、これらの値に所定値を加減乗除した値、等も含まれる。また、ステップ(A)では、ILu自体やILu_o自体を求める必要は無く、ILuとILu_oとの比を表す値が最終的に求まればよい。
標準の明るさを基準として比ILu/ILu_oに応じて変えた明るさは、標準の明るさを表す量に比ILu/ILu_oを乗じて厳密に求められる量で表される明るさのみならず、複数段階の明るさのうち前記厳密に求められる量で表される明るさに最も近い明るさ、等が含まれる。
By the way, the amount representing brightness according to the present invention includes luminous intensity, luminance, luminous flux, illuminance, and the like.
The ratio between the standard visual sensitivity I Lu and the subject's visual sensitivity I Lu_o includes both I Lu_o / I Lu and I Lu / I Lu_o .
The value representing the ratio of I Lu and I Lu_o is not only a value obtained by strict integration of the above formulas (1) and (2), but also the above formulas (1) and (2) are replaced with the sum of a sequence of numbers. Approximate values obtained in this way, values obtained by adding / subtracting / dividing predetermined values to / from these values, and the like are also included. In step (A), it is not necessary to obtain I Lu itself or I Lu_o itself, and a value representing the ratio between I Lu and I Lu_o may be finally obtained.
The brightness changed according to the ratio I Lu / I Lu_o with respect to the standard brightness is the brightness expressed by an amount that is strictly obtained by multiplying the amount representing the standard brightness by the ratio I Lu / I Lu_o. In addition, the brightness closest to the brightness represented by the strictly determined amount among the brightness levels in a plurality of stages is included.
また、前記光源に、n個(nは1以上の整数)のピーク波長λpi(iは1からnまでの整数)を有し各ピーク波長λpiに対応した半値全幅がλdiとされた光源を用い、
前記ステップ(A)では、各ピーク波長λpiに対応した標準偏差σiを
ここで、ピーク波長λpiは、分光放射強度I(λ)が頂点となる波長をいう。理想的な単色光源の場合、ピーク波長pは、分光放射強度I(λ)が最大となる単一の波長となる。
Further, the light source has n (n is an integer of 1 or more) peak wavelengths λ pi (i is an integer from 1 to n), and the full width at half maximum corresponding to each peak wavelength λ pi is λ di . Using a light source,
In step (A), the standard deviation σ i corresponding to each peak wavelength λ pi is calculated.
Here, the peak wavelength λ pi refers to a wavelength at which the spectral radiation intensity I (λ) is a vertex. In the case of an ideal monochromatic light source, the peak wavelength p is a single wavelength that maximizes the spectral radiation intensity I (λ).
さらに、本発明は、上述した光源明るさ決定方法で決定された明るさで前記光源を発光させる表示装置の光源発光方法であって、
前記表示装置に、入力に応じた明るさに変えて前記光源を発光させる光源明るさ可変手段を設け、
前記ステップ(B)で決定された明るさに対応した入力を前記光源明るさ可変手段に対して行うことにより、前記標準の明るさで発光する前記光源の明るさを前記ステップ(B)で決定された明るさに変えることを特徴とする。
ここで、光源明るさ可変手段には、光源に供給する電圧パルスの幅を変える手段、光源に供給する電流量を変える手段、光源に供給する電圧を変える手段、等が含まれる。
Furthermore, the present invention is a light source emission method of a display device that emits the light source with the brightness determined by the above-described light source brightness determination method,
The display device is provided with light source brightness variable means for changing the brightness according to the input to emit the light source,
By performing input corresponding to the brightness determined in step (B) to the light source brightness variable means, the brightness of the light source that emits light at the standard brightness is determined in step (B). It is characterized by changing to the brightness that was made.
Here, the light source brightness varying means includes means for changing the width of the voltage pulse supplied to the light source, means for changing the amount of current supplied to the light source, means for changing the voltage supplied to the light source, and the like.
さらに、本発明の表示装置の光源発光方法は、上述した光源明るさ決定方法で決定された明るさに最も近い明るさの光源を複数の光源の中から選択し、該選択した光源を前記表示装置に装着して発光させることを特徴とする。 Furthermore, the light source emission method of the display device of the present invention selects a light source having a brightness closest to the brightness determined by the above-described light source brightness determination method from a plurality of light sources, and the selected light source is displayed on the display. It is characterized by being mounted on a device and emitting light .
請求項1に係る発明によれば、高齢者や色弱者といった対象者に対して色を変えずに光源による表示装置の表示を視認させ易くすることが可能な光源明るさ決定方法を提供することができる。
請求項2に係る発明では、光源の分光放射強度が分かっていなくても、光源のピーク波長及び半値全幅から光源の分光放射強度を推定して高齢者や色弱者といった対象者の視感に合わせた光源の明るさを決定することができる。
請求項3に係る発明では、光源を変えなくても高齢者や色弱者といった対象者の視感に合わせた明るさで表示装置の光源を発光させることが可能な光源発光方法を提供することができる。
請求項4に係る発明では、光源の明るさを変える回路を設けなくても高齢者や色弱者といった対象者の視感に合わせた明るさで表示装置の光源を発光させることが可能な光源発光方法を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a light source brightness determination method capable of facilitating visual recognition of a display on a display device using a light source without changing a color for a subject such as an elderly person or a color weak person. Can do.
In the invention according to claim 2, even if the spectral radiant intensity of the light source is not known, the spectral radiant intensity of the light source is estimated from the peak wavelength and full width at half maximum of the light source to match the visual perception of the subject such as an elderly person or a color weak person. The brightness of the light source can be determined.
According to the third aspect of the present invention, there is provided a light source light emitting method capable of causing the light source of the display device to emit light with brightness according to the visual perception of a subject such as an elderly person or a color weak person without changing the light source. it can.
In the invention according to claim 4, the light source emission capable of causing the light source of the display device to emit light with brightness according to the visual perception of a subject such as an elderly person or a color weak person without providing a circuit for changing the brightness of the light source. A method can be provided .
以下、下記の順に従って本発明の実施形態を説明する。
(1)第一の実施形態に係る表示装置の概略:
(2)表示装置の光源明るさ決定方法及び光源発光方法の概略:
(3)光源明るさ決定方法に用いるコンピュータの説明:
(4)表示装置の処理の説明:
(5)光源の分光放射強度I(λ)の決定方法:
(6)高齢者と二色覚者の分光視感効率Vo(λ)の説明:
(7)明るさ知覚効率BPEの説明:
(8)明るさ知覚効率BPEを用いた光源明るさ決定方法の説明:
(9)光源明るさ決定プログラムによる光源明るさ決定方法の説明:
(10)光源明るさ決定方法及び光源発光方法の効果の説明:
(11)各種変形例:
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) Outline of display device according to first embodiment:
(2) Outline of light source brightness determination method and light source light emission method of display device:
(3) Description of computer used for light source brightness determination method:
(4) Explanation of processing of display device:
(5) Method for determining the spectral radiation intensity I (λ) of the light source:
(6) Description of spectral luminous efficiency V o (λ) for elderly and dichromates:
(7) Description of brightness perception efficiency BPE:
(8) Description of light source brightness determination method using brightness perception efficiency BPE:
(9) Description of light source brightness determination method by light source brightness determination program:
(10) Explanation of effects of light source brightness determination method and light source light emission method:
(11) Various modifications:
(1)第一の実施形態に係る表示装置の概略:
図1,2に示すように、リモートコントロールシステム1は、本発明の表示装置となるリモートコントロール装置(以下、リモコン装置)2で照明44〜46のオンオフ及びスポット照明45,46の明るさ変更を遠隔操作可能とされている。リモコン装置2の前面に設けられた操作パネル21には、各種操作ボタン23a〜23e,24a〜24cや各種LED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)34が設けられている。ここで、照明操作ボタン23a〜23cは、照明44〜46をオンオフするための押しボタンスイッチとされている。照明操作ボタン23d,23eは、スポット照明45,46の明るさを段階的に変更するための押しボタンスイッチとされている。LED34aは、どのスポット照明45,46が点灯しているかを示すための点光源とされている。LED34bは、点灯しているスポット照明の明るさを示すための点光源とされている。これらのLED34a,34bは、リモコン装置2を操作するときの位置(例えば50cm離れた距離)から見て視野角が2°未満の狭い表示面積とされている。
本実施形態のリモコン装置2は、高齢者や色弱者の視感に合わせてLED34の明るさを変更するためのモード切替ボタン24a〜24cを備えている。モード切替ボタン24a〜24cは、それぞれ、通常モード、高齢者モード、一型二色覚者モードを選択操作するための押しボタンスイッチとされている。
(1) Outline of display device according to first embodiment:
As shown in FIGS. 1 and 2, the remote control system 1 uses the remote control device 2 (hereinafter referred to as “remote control device”) 2 serving as a display device of the present invention to turn on and off the illuminations 44 to 46 and change the brightness of the spot illuminations 45 and 46. Remote control is possible. Various operation buttons 23 a to 23 e and 24 a to 24 c and various LEDs (Light Emitting Diodes) 34 are provided on the operation panel 21 provided on the front surface of the remote control device 2. Here, the illumination operation buttons 23 a to 23 c are push button switches for turning on and off the illuminations 44 to 46. The illumination operation buttons 23d and 23e are push button switches for changing the brightness of the spot illuminations 45 and 46 in stages. The LED 34a is a point light source for indicating which spot illuminations 45 and 46 are lit. The LED 34b is a point light source for indicating the brightness of the lit spot illumination. These LEDs 34a and 34b have a narrow display area with a viewing angle of less than 2 ° when viewed from a position when operating the remote control device 2 (for example, a distance of 50 cm).
The remote control device 2 of the present embodiment includes mode switching buttons 24a to 24c for changing the brightness of the LED 34 in accordance with the visual sensation of the elderly and the color deficient. The mode switching buttons 24a to 24c are respectively push button switches for selecting and operating the normal mode, the elderly person mode, and the one-type two-color person mode.
図2に示すように、リモコン装置2は、コントロールユニット10に操作部20及び光源明るさ可変手段31が接続されている。
コントロールユニット10は、内部のバスにCPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、不揮発性半導体メモリ14、I/O(入出力)回路15、等が接続されたマイコン(マイクロコンピュータ)とされている。ROM12には、照明44〜46のオンオフやスポット照明45,46の明るさ変更を制御するためのプログラムが書き込まれている。不揮発性メモリ14には、PWM(Pulse Width Modulation;パルス幅変調)制御によりLED34の明るさを変更するためのパルス幅に対応したパルス幅値14a〜14cが記憶されている。PWM制御のパルス幅を指令するためのパルス幅指令値は、I/O回路15から光源明るさ可変手段31のパルス幅制御回路32へ出力される。また、照明44〜46のオンオフやスポット照明45,46の明るさ変更を制御するための照明制御信号は、I/O回路15から照明駆動回路41〜43へ出力される。CPU11は、ROM12に記録されたプログラムに基づいてリモコン装置2の各部を制御する。
操作部20には、上述した各種操作ボタン23a〜23e,24a〜24cが設けられている。
As shown in FIG. 2, in the remote control device 2, the operation unit 20 and the light source brightness varying means 31 are connected to the control unit 10.
The control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, a nonvolatile semiconductor memory 14, an I / O (input / output) circuit 15, etc. Is a connected microcomputer (microcomputer). The ROM 12 stores a program for controlling on / off of the illuminations 44 to 46 and changing the brightness of the spot illuminations 45 and 46. The nonvolatile memory 14 stores pulse width values 14a to 14c corresponding to the pulse width for changing the brightness of the LED 34 by PWM (Pulse Width Modulation) control. A pulse width command value for commanding the pulse width of PWM control is output from the I / O circuit 15 to the pulse width control circuit 32 of the light source brightness varying means 31. Further, an illumination control signal for controlling on / off of the illuminations 44 to 46 and the brightness change of the spot illuminations 45 and 46 is output from the I / O circuit 15 to the illumination drive circuits 41 to 43. The CPU 11 controls each part of the remote control device 2 based on a program recorded in the ROM 12.
The operation unit 20 is provided with the various operation buttons 23a to 23e and 24a to 24c described above.
光源明るさ可変手段31は、パルス幅制御回路32と光源駆動回路33を備え、コントロールユニット10からの入力に応じた明るさに変えてLED34を発光させる。
パルス幅制御回路32は、コントロールユニット10からパルス幅指令値を入力し、このパルス幅指令値に対応したパルス幅のPWM信号を生成する。パルス幅制御回路32は、公知の回路を用いることができ、例えば図2中に示した原理でPWM信号を生成することができる。ここで、図2中に示したグラフは、横軸が時間t、縦軸がカウンタのカウント値である。図2に示すパルス幅制御回路32は、クロックに同期したパルスをカウンタでカウントし、カウンタの値がクリア値に達するとカウンタを0に戻し、カウンタの値が0に戻った時点でPWM信号をオフからオンに切り替え、カウンタの値がパルス幅指令値に達した時点でPWM信号をオンからオフに切り替える。カウンタを0に戻す間隔は、LED発光のオンオフが人の目に判らない程度に短い間隔としている。図2に示す例の場合、総時間に対するLED点灯時間の比を表すPWM信号のデューティ比は、パルス幅指令値が大きくなるほど大きくなる。むろん、図2で示したPWM信号とはオンオフが逆となるPWM信号を生成するパルス幅制御回路でも、PWM制御によりLED34の明るさを変更することが可能である。
The light source brightness varying means 31 includes a pulse width control circuit 32 and a light source driving circuit 33, and changes the brightness according to the input from the control unit 10 to cause the LED 34 to emit light.
The pulse width control circuit 32 receives a pulse width command value from the control unit 10 and generates a PWM signal having a pulse width corresponding to the pulse width command value. As the pulse width control circuit 32, a known circuit can be used. For example, a PWM signal can be generated based on the principle shown in FIG. Here, in the graph shown in FIG. 2, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the count value of the counter. The pulse width control circuit 32 shown in FIG. 2 counts the pulse synchronized with the clock with the counter, returns the counter to 0 when the counter value reaches the clear value, and outputs the PWM signal when the counter value returns to 0. The PWM signal is switched from ON to OFF when the counter value reaches the pulse width command value. The interval for returning the counter to 0 is set to such a short interval that the on / off state of the LED emission is not recognized by human eyes. In the case of the example shown in FIG. 2, the duty ratio of the PWM signal representing the ratio of the LED lighting time to the total time increases as the pulse width command value increases. Of course, the brightness of the LED 34 can be changed by PWM control even in a pulse width control circuit that generates a PWM signal that is turned on and off opposite to the PWM signal shown in FIG.
光源駆動回路33は、パルス幅制御回路32からPWM信号を入力し、このPWM信号に同期したパルス幅の定電流をLED34に供給する。光源駆動回路33は、公知の回路を用いることができ、例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、定電流レギュレータ、等でLED34を点灯させるのに十分な電圧の出力電流をPWM信号に従ってオンオフする。
LED34a,34bは、光源駆動回路33からパルス状の電流を入力して発光する。この電流は、コントロールユニット10からのパルス幅指令値に対応したパルス幅となる。LED発光のオンオフの周期が人の目で判らない程度に短ければ、見かけ上、LEDがデューティ比に比例した光度となる。
The light source drive circuit 33 inputs a PWM signal from the pulse width control circuit 32 and supplies a constant current having a pulse width synchronized with the PWM signal to the LED 34. A known circuit can be used as the light source driving circuit 33. For example, an output current having a voltage sufficient to light the LED 34 with a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), a constant current regulator, or the like is used as a PWM signal. Turn on and off according to.
The LEDs 34a and 34b emit light by inputting a pulsed current from the light source driving circuit 33. This current has a pulse width corresponding to the pulse width command value from the control unit 10. If the on / off cycle of LED light emission is so short that it cannot be seen by the human eye, the LED apparently has a light intensity proportional to the duty ratio.
リモコン装置2に接続された照明駆動回路41〜43は、コントロールユニット10から上記照明制御信号を入力し、この照明制御信号に従って照明44〜46を駆動(オンオフ)したりスポット照明45,46の明るさを制御したりする。 The illumination drive circuits 41 to 43 connected to the remote control device 2 receive the illumination control signal from the control unit 10 and drive (turn on / off) the illuminations 44 to 46 according to the illumination control signal, and brightness of the spot illuminations 45 and 46. To control.
ところで、LEDを使用した操作・表示機器の最も基本的な機能要件は、LEDの点灯を容易に認識させることである。また、機器のインターフェイスデザインとして、高齢者や色弱者等の幅広いユーザーの色覚特性に考慮したデザイン(カラーユニバーサルデザイン)が要望されている。しかし、LEDの発光波長特性(ピーク波長、発光スペクトルの広がり等)が高齢者や色弱者の感じる明るさに与える影響について、定量的に推定する方法は検討されていなかった。そのため、機器のハードウエア設計者は、どのような光学特性を持つLEDを製品に使用すれば高齢者や色弱者が見易くなるのか分からなかった。
一方、インターフェイスデザインの色を変えることは、色自体の意味が無くなることになり、色を用いた製品の使い易さが低下してしまうことに繋がる。
そこで、本実施形態のリモコン装置2は、色を変えずにLED34を視認させ易くした装置としている。
By the way, the most basic functional requirement of an operation / display device using an LED is to easily recognize the lighting of the LED. In addition, as a device interface design, there is a demand for a design (color universal design) that takes into account the color vision characteristics of a wide range of users such as elderly people and color-impaired people. However, a method for quantitatively estimating the influence of the light emission wavelength characteristics (peak wavelength, emission spectrum spread, etc.) of the LED on the brightness perceived by the elderly and the color deficient has not been studied. For this reason, the hardware designer of the device did not know what kind of optical characteristics the LED would have if it was used for the product, making it easier for the elderly and the color-blind.
On the other hand, changing the color of the interface design loses the meaning of the color itself, leading to a decrease in usability of the product using the color.
Therefore, the remote control device 2 of the present embodiment is a device that makes it easy to visually recognize the LED 34 without changing the color.
(2)表示装置の光源明るさ決定方法及び光源発光方法の概略:
リモコン装置2のLED34の明るさを決定するため、第一のステップ(A)として、標準の視感光度ILuと高齢者や色弱者の視感光度ILu_oとの比に対応した値ILu_o/ILuを求めることにしている。この値ILu_o/ILuは、高齢者や色弱者が点灯状態のLEDを見たときに標準の使用者の感じる明るさの何倍に感じられるのかを表わす。以後、値ILu_o/ILuを「明るさ知覚効率」(brightness perception efficiency)と呼ぶことにする。
LED34の明るさを決定するための第二のステップ(B)として、明るさ知覚効率ILu_o/ILuに基づいて、標準の使用者に合わせて設定された標準の明るさを基準として明るさ知覚効率の逆数ILu/ILu_oに応じて変えた明るさをLED34の明るさとして決定する。
(2) Outline of light source brightness determination method and light source light emission method of display device:
In order to determine the brightness of the LED 34 of the remote control device 2, as a first step (A), a value I Lu_o corresponding to the ratio of the standard photosensitivity I Lu and the photosensitivity I Lu_o of the elderly or the color- deficient / I want to find Lu . This value I Lu_o / I Lu represents how many times the brightness felt by a standard user when an elderly person or a color-blind person sees a lighted LED. Hereinafter, the value I Lu_o / I Lu will be referred to as “brightness perception efficiency”.
As a second step (B) for determining the brightness of the LED 34, the brightness is determined based on the standard brightness set for the standard user based on the brightness perception efficiency I Lu — o / I Lu. The brightness changed according to the reciprocal I Lu / I Lu_o of the perceptual efficiency is determined as the brightness of the LED 34.
LED34を発光させる際には、第二のステップ(B)で決定された明るさに対応した入力を光源明るさ可変手段31に対して行うことにより、標準の明るさで発光するLED34の明るさを第二のステップ(B)で決定された明るさに変える。 When the LED 34 is caused to emit light, the brightness corresponding to the brightness determined in the second step (B) is input to the light source brightness varying means 31 so that the brightness of the LED 34 that emits light with standard brightness is obtained. Is changed to the brightness determined in the second step (B).
PWM制御によりLED34の明るさを変更する場合、標準の使用者に合わせて設定されたPWM信号のデューティ比を明るさ知覚効率の逆数倍にすればよい。
図3は、ある青色のLED34の明るさをPWM制御により変える例を示している。ここで、BPEは、明るさ知覚効率ILu_o/ILuを示している。図3の例では、若年三色覚者向けの通常モードでPWM信号のデューティ比が20.0%であることが示されている。また、高齢者の明るさ知覚効率BPEelderlyが0.22であり、一型二色覚者の明るさ知覚効率BPEprotanが1.51であることが示されている。
When the brightness of the LED 34 is changed by PWM control, the duty ratio of the PWM signal set in accordance with the standard user may be set to the inverse of the brightness perception efficiency.
FIG. 3 shows an example in which the brightness of a certain blue LED 34 is changed by PWM control. Here, BPE indicates brightness perception efficiency I Lu — o / I Lu . In the example of FIG. 3, it is shown that the duty ratio of the PWM signal is 20.0% in the normal mode for the young tri-colored person. Further, it is shown that the brightness perception efficiency BPE elderly of the elderly is 0.22, and the brightness perception efficiency BPE protan of the one-type dichroic person is 1.51.
対象者が高齢者の場合、BPEelderly=0.22であるので、LED34の明るさは標準の明るさの1/0.22倍に決定される。そこで、PWM信号のデューティ比を20.0×(1/0.22)=90.9%とすれば、高齢者が点灯状態のLEDを見たときに標準の使用者と同等の明るさに感じることになる。
また、対象者が一型二色覚者の場合、BPEprotan=1.51であるので、LED34の明るさは標準の明るさの1/1.51倍に決定される。そこで、PWM信号のデューティ比を20.0×(1/1.51)=13.2%とすれば、一型二色覚者が点灯状態のLEDを見たときに標準の使用者と同等の明るさに感じることになる。
なお、対象者の明るさ知覚効率は、対象者の分光視感特性、及び、光源の分光放射強度分布によって変わる。従って、対象者の分光視感特性、及び、光源の分光放射強度分布に応じて光源の明るさを決定する必要がある。
When the target person is an elderly person, since BPE elderly = 0.22, the brightness of the LED 34 is determined to be 1 / 0.22 times the standard brightness. Therefore, if the duty ratio of the PWM signal is 20.0 × (1 / 0.22) = 90.9%, when the elderly person sees the LED in the lit state, the brightness is the same as that of the standard user. You will feel it.
Further, when the target person is a one-type two-color person, since BPE protan = 1.51, the brightness of the LED 34 is determined to be 1 / 1.51 times the standard brightness. Therefore, if the duty ratio of the PWM signal is set to 20.0 × (1 / 1.51) = 13.2%, when the one-type two-colored person sees the LED in the lit state, it is equivalent to the standard user You will feel the brightness.
Note that the brightness perception efficiency of the subject varies depending on the spectral luminous characteristics of the subject and the spectral radiant intensity distribution of the light source. Therefore, it is necessary to determine the brightness of the light source in accordance with the spectral visual characteristics of the subject and the spectral radiant intensity distribution of the light source.
多くの人間は、L錐体、M錐体、S錐体の3種類の視細胞で色を認識している。これらの錐体のうち一つ以上の錐体が無い人や、錐体の機能が不十分である人を、色弱者と呼んでいる。図4は、人の色覚特性の種類と呼称を示している。図4に示すように、赤に近い波長の光を検出するL錐体のみ無い人を一型二色覚、L錐体の機能が不十分な人を一型三色覚、緑に近い波長の光を検出するM錐体のみ無い人を二型二色覚、M錐体の機能が不十分な人を二型三色覚、青に近い波長の光を検出するS錐体のみ無い人を三型二色覚、S錐体の機能が不十分な人を三型三色覚、と呼ぶ。日本人は、男性の5%、女性の0.2%が色弱者である。 Many humans recognize colors with three types of photoreceptor cells: L cone, M cone, and S cone. A person who does not have one or more cones among these cones, or a person whose cone functions are insufficient, is called a color blind person. FIG. 4 shows the types and names of human color vision characteristics. As shown in FIG. 4, a person who does not have only an L cone that detects light having a wavelength close to red has a one-type two-color sense, a person who has an insufficient function of the L cone has a one-type three-color sense, and has a wavelength close to green. A person who does not have only an M cone that detects M-type two-color vision, a person who has insufficient M-cone function has a two-type three-color sense, and a person who does not have an S-cone that detects light of a wavelength close to blue. People with insufficient color vision and S cone function are called three-type three-color vision. Japanese are 5% male and 0.2% female are weak.
以上より、色弱者用の光源の明るさを色弱者のタイプに応じてきめ細やかに決めることも考えられる。本実施形態では、図9に示す分光視感効率のデータに基づいて、光源の明るさを決定する対象者を高齢者と一型二色覚者としている。そして、図6に示すようなコンピュータ80に対して、図5に示す明るさ知覚効率データベースDB1を構築している。この明るさ知覚効率データベースDB1には、高齢者と一型二色覚者とについて光源毎に明るさ知覚効率BPEが格納されている。 From the above, it is conceivable to finely determine the brightness of the light source for the color weak according to the type of the color weak. In the present embodiment, based on the spectral luminous efficiency data shown in FIG. 9, the subjects who determine the brightness of the light source are the elderly and the one-type dichroic person. Then, the brightness perception efficiency database DB1 shown in FIG. 5 is constructed for the computer 80 as shown in FIG. In this brightness perception efficiency database DB1, brightness perception efficiency BPE is stored for each light source for the elderly and the one-type dichroic person.
(3)光源明るさ決定方法に用いるコンピュータの説明:
図6に示すコンピュータ80は、内部のバスにCPU81、ROM82、RAM83、不揮発性メモリ84、入力装置85、出力装置86、記録装置87、I/F(インターフェイス)88、等が接続されている。入力装置85は、キーボードやマウス(ポインティングデバイス)といった操作入力装置等を用いることができる。出力装置86は、ディスプレイといった画像出力装置等を用いることができる。記録装置87は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に対してデータを読み書き可能である。I/F88は、外部の装置に対してデータを送受信可能である。
(3) Description of computer used for light source brightness determination method:
In the computer 80 shown in FIG. 6, a CPU 81, ROM 82, RAM 83, nonvolatile memory 84, input device 85, output device 86, recording device 87, I / F (interface) 88, and the like are connected to an internal bus. As the input device 85, an operation input device such as a keyboard and a mouse (pointing device) can be used. As the output device 86, an image output device such as a display can be used. The recording device 87 can read / write data from / to a computer-readable recording medium. The I / F 88 can transmit / receive data to / from an external device.
不揮発性メモリ84は、ハードディスク、不揮発性半導体メモリ、等を用いることができる。不揮発性メモリ84には、光源の明るさを決定するために用いられるプログラムP1、標準分光視感効率V(λ)、対象者の分光視感効率Vo(λ)、最大視感効果度km、対象者の最大視感効果度km_o、分光放射強度I(λ)、標準の視感光度ILu、対象者の視感光度ILu_o、明るさ知覚効率BPE、等が記憶されている。
コンピュータ80の使用者は、分光放射強度I(λ)と標準分光視感効率V(λ)と最大視感効果度kmを用いて標準の視感光度ILuを計算することができる。また、分光放射強度I(λ)と対象者の分光視感効率Vo(λ)と対象者の最大視感効果度kkm_oを用いて対象者の視感光度ILu_oを計算することができる。そして、視感光度I(λ),ILu_oを用いて表示装置の光源の明るさを決定することができる。
As the nonvolatile memory 84, a hard disk, a nonvolatile semiconductor memory, or the like can be used. The non-volatile memory 84 has a program P1 used for determining the brightness of the light source, a standard spectral luminous efficiency V (λ), the spectral luminous efficiency V o (λ) of the subject, and the maximum luminous efficacy k. m , the subject's maximum luminous effect degree k m_o , the spectral radiation intensity I (λ), the standard luminous sensitivity I Lu , the subject's luminous sensitivity I Lu_o , brightness perception efficiency BPE, and the like are stored. .
The user of the computer 80 can calculate the standard visual sensitivity I Lu using the maximum luminous efficacy of k m a spectral radiant intensity I (lambda) and the standard spectral luminous efficiency V (λ). The subject's luminous sensitivity I Lu_o can be calculated using the spectral radiation intensity I (λ), the subject's spectral luminous efficiency V o (λ), and the subject's maximum luminous efficacy k km_o. . Then, the brightness of the light source of the display device can be determined using the visual sensitivity I (λ) and I Lu_o .
対象者用の明るさが決まると、LED34を標準の使用者用の明るさとするパルス幅値14aと、LED34を対象者用の明るさとするパルス幅値14b,14cとを不揮発性メモリ14に書き込む。図3に示した例では、PWM信号のデューティ比をそれぞれ20.0%、90.9%、13.2%にするパルス幅値14a,14b,14cを不揮発性メモリ14に記憶させることになる。 When the brightness for the target person is determined, the pulse width value 14a with the LED 34 as the standard user brightness and the pulse width values 14b and 14c with the LED 34 as the target brightness are written into the nonvolatile memory 14. . In the example shown in FIG. 3, the pulse width values 14a, 14b, and 14c for setting the duty ratio of the PWM signal to 20.0%, 90.9%, and 13.2%, respectively, are stored in the nonvolatile memory 14. .
(4)表示装置の処理の説明:
リモコン装置2のコントロールユニット10は、図7に示す処理を行い、本実施形態の光源明るさ決定方法で決定された明るさでLED34を発光させる。図7に示す処理は、モード切替ボタン24a〜24cが押されたときに開始され、ROM12に書き込まれたプログラムに従ってCPU11が実行する。
まず、コントロールユニット10は、どのモードが選択操作されたかを判断する(ステップS102。以下、「ステップ」の記載を省略)。
(4) Explanation of processing of display device:
The control unit 10 of the remote control device 2 performs the process shown in FIG. 7, and causes the LED 34 to emit light with the brightness determined by the light source brightness determination method of the present embodiment. The processing shown in FIG. 7 is started when the mode switching buttons 24 a to 24 c are pressed, and is executed by the CPU 11 according to the program written in the ROM 12.
First, the control unit 10 determines which mode has been selected and operated (step S102; hereinafter, description of “step” is omitted).
モード切替ボタン24aが操作された場合、通常モードが選択されたことになり、S104で若年三色覚者用のパルス幅指令値を取得する。不揮発性メモリ14に記憶されているパルス幅値14a〜14cがパルス幅指令値となる場合、若年三色覚者用のパルス幅値14aを不揮発性メモリ14から読み出せばよい。むろん、パルス幅値14a〜14cが直接パルス幅指令値とはならない場合、読み出したパルス幅値14aをパルス幅指令値に換算すればよい。
モード切替ボタン24bが操作された場合、高齢者モードが選択されたことになり、S106で高齢者用のパルス幅指令値を取得する。S106では、不揮発性メモリ14から高齢者用のパルス幅値14bを読み出し、必要に応じてパルス幅指令値に換算すればよい。
モード切替ボタン24cが操作された場合、一型二色覚者モードが選択されたことになり、S108で一型二色覚者用のパルス幅指令値を取得する。S108では、不揮発性メモリ14から一型二色覚者用のパルス幅値14cを読み出し、必要に応じてパルス幅指令値に換算すればよい。
When the mode switching button 24a is operated, the normal mode is selected, and a pulse width command value for a young tri-colored person is acquired in S104. When the pulse width values 14 a to 14 c stored in the nonvolatile memory 14 become the pulse width command value, the pulse width value 14 a for the young tri-colored person may be read from the nonvolatile memory 14. Of course, when the pulse width values 14a to 14c are not directly the pulse width command value, the read pulse width value 14a may be converted into the pulse width command value.
When the mode switching button 24b is operated, the elderly person mode is selected, and a pulse width command value for elderly persons is acquired in S106. In S106, the pulse width value 14b for elderly people is read from the nonvolatile memory 14, and may be converted into a pulse width command value as necessary.
When the mode switching button 24c is operated, the one-type dichroic person mode is selected, and the pulse width command value for the one-type dichroic person is acquired in S108. In S108, the pulse width value 14c for the one-type two-color sensation person is read from the nonvolatile memory 14 and converted into a pulse width command value as necessary.
S104,S106,S108の後、コントロールユニット10は、取得したパルス幅指令値をパルス幅制御回路32へ出力する(S110)。また、コントロールユニット10は、操作ボタン23a〜23eの操作に応じて、照明44〜46のオンオフやスポット照明45,46の明るさ変更を制御し、LED34a,34bのオンオフを制御する(S112)。パルス幅指令値を入力したパルス幅制御回路32は、パルス幅指令値に対応したパルス幅のPWM信号を生成する。光源駆動回路33は、オンとされたLED34a,34bをPWM信号に対応した間隔で点灯させる。これにより、標準の明るさで発光するLED34a,34bは、高齢者モードが選択されたときに高齢者用に決定された明るさに変えられ、一型二色覚者モードが選択されたときに一型二色覚者用に決定された明るさに変えられる。 After S104, S106, and S108, the control unit 10 outputs the acquired pulse width command value to the pulse width control circuit 32 (S110). Further, the control unit 10 controls on / off of the illuminations 44 to 46 and change of the brightness of the spot illuminations 45 and 46 according to the operation of the operation buttons 23a to 23e, and controls on / off of the LEDs 34a and 34b (S112). The pulse width control circuit 32 having received the pulse width command value generates a PWM signal having a pulse width corresponding to the pulse width command value. The light source drive circuit 33 turns on the LEDs 34a and 34b that are turned on at intervals corresponding to the PWM signals. As a result, the LEDs 34a and 34b that emit light with standard brightness are changed to the brightness determined for the elderly when the elderly mode is selected, and the LEDs 34a and 34b are turned on when the one-type two-color vision mode is selected. It is changed to the brightness determined for the type two-color vision person.
(5)光源の分光放射強度I(λ)の決定方法:
LEDの明るさは,その分光放射強度分布が大きく影響する。このため、個人が感じる単色LEDの明るさを推定するためには、個々のLEDの分光放射強度分布を知る必要がある。しかし、市販のLEDに分光放射強度データが提供されている例はまれである。単色LEDの光学特性について提供されているデータは、一般に、ピーク波長、主波長、半値全幅(FWHM)、光度である。そこで、これらのデータから単色LEDの分光放射強度分布を推定することにする。
(5) Method for determining the spectral radiation intensity I (λ) of the light source:
The brightness of the LED is greatly affected by its spectral radiant intensity distribution. For this reason, in order to estimate the brightness of a single color LED felt by an individual, it is necessary to know the spectral radiant intensity distribution of each LED. However, it is rare for spectral radiant intensity data to be provided for commercial LEDs. The data provided for the optical properties of monochromatic LEDs are generally peak wavelength, dominant wavelength, full width at half maximum (FWHM), and luminous intensity. Therefore, the spectral radiant intensity distribution of the monochromatic LED is estimated from these data.
単色LEDの分光放射強度分布は、LED素子のエネルギーギャップの確率密度分布に影響されるため、ガウス分布に近い形をとることが多い。そこで、単色LEDの分光放射強度I(λ)がピーク波長λp(nm)と半値全幅λd(nm)をパラメータとした式(5)のガウス関数であると仮定する。
また、ガウス関数の標準偏差σ(nm)は、半値全幅λdから求められる。
市販の可視光単色LED、98種類(4メーカー、砲弾型)を調査したところ、ピーク波長は430〜700nm,半値全幅は12〜100nmであった。
単色でないLEDでも、異なる色のLEDチップを一つの発光源としたLEDはそれぞれの色についてピーク波長を有する分光放射強度分布となる。例えば、液晶ディスプレイのバックライト等に用いられる白色LEDには、赤色用チップと緑色用チップと青色用チップとが組み込まれたものがある。このような白色LEDは、赤色の波長と緑色の波長と青色の波長とにピーク波長を有する分光放射強度分布となる。 Even in a non-monochromatic LED, an LED having different color LED chips as one light source has a spectral radiation intensity distribution having a peak wavelength for each color. For example, a white LED used for a backlight of a liquid crystal display or the like includes a red chip, a green chip, and a blue chip. Such a white LED has a spectral radiant intensity distribution having peak wavelengths at a red wavelength, a green wavelength, and a blue wavelength.
そこで、n個(nは1以上の整数)のピーク波長λpi(iは1からnまでの整数)を有する光源を表示装置に用いる場合を考える。各ピーク波長λpi(nm)に対応した半値全幅をλdi(nm)とすると、各ピーク波長λpiに対応した標準偏差σi(nm)は、上述した式(3)、すなわち、
むろん、n=1とすれば、実質的に上記式(5)となる。
Therefore, consider a case where a light source having n (n is an integer of 1 or more) peak wavelengths λ pi (i is an integer from 1 to n) is used for a display device. Assuming that the full width at half maximum corresponding to each peak wavelength λ pi (nm) is λ di (nm), the standard deviation σ i (nm) corresponding to each peak wavelength λ pi is the above-described equation (3), that is,
Of course, if n = 1, the above expression (5) is substantially obtained.
決定した分光放射強度I(λ)は、標準の視感光度ILuと対象者の視感光度ILu_oとの比に対応した明るさ知覚効率BPEを求めるために用いることができる。
図8(b)には、465nmと585nmとにピーク波長を有するLEDについて、半値全幅30nmで推定した分光放射強度分布を示している。ただし、両波長465nm,585nmでの分光放射強度を1(W/sr・nm)としている。むろん、ピーク波長の分光放射強度に強弱の差があれば、強弱に応じて補正係数Iiを設定すればよい。
The determined spectral radiation intensity I (λ) can be used to obtain the brightness perception efficiency BPE corresponding to the ratio between the standard visual sensitivity I Lu and the subject's visual sensitivity I Lu_o .
FIG. 8B shows the spectral radiant intensity distribution estimated for the LEDs having peak wavelengths at 465 nm and 585 nm with a full width at half maximum of 30 nm. However, the spectral radiation intensity at both wavelengths of 465 nm and 585 nm is 1 (W / sr · nm). Of course, if there is a difference in intensity between the spectral radiation intensities at the peak wavelengths, the correction coefficient I i may be set according to the intensity.
以上説明した分光放射強度分布の決定方法によると、光源の分光放射強度が分かっていなくても、光源のピーク波長及び半値全幅から光源の分光放射強度を推定して対象者の視感に合わせた光源の明るさを決定することができる。 According to the method for determining the spectral radiant intensity distribution described above, even if the spectral radiant intensity of the light source is not known, the spectral radiant intensity of the light source is estimated from the peak wavelength and full width at half maximum of the light source to match the visual perception of the subject. The brightness of the light source can be determined.
(6)高齢者と二色覚者の分光視感効率Vo(λ)の説明:
光源の明るさの知覚は、個人の分光視感効率Vo(λ)が大きく影響する。
図9は、高齢者の分光視感効率Velderly、一型二色覚者の分光視感効率Vprotan、二型二色覚者の分光視感効率Vdeuteran、三型二色覚者の分光視感効率Vtritan、及び、CIE(国際照明委員会)において合意されたCIE標準分光視感効率V(λ)について、明所視の場合を例示している。ここで、横軸は波長λ(nm)、縦軸は分光視感効率である。これらの分光視感効率は、視野角の狭い(視野角2°未満の)表示を見るときの明るさを評価する場合に使用すると好適である。例えば、砲弾型など多くのLEDは、通常見る位置において視野角2°未満となる点光源であり、明るさ知覚効率BPEを用いて明るさを評価するのに適している。
図中、「Elderly 70's」、「Protanopes」、「Deuteranopes」、「Tritanopes」、「CIE V(λ)」は、それぞれ、70歳代の高齢者、一型二色覚者、二型二色覚者、三型二色覚者、CIE標準分光視感効率を示している。
70歳代の高齢者の分光視感効率は、K. Sagawa and Y. Takahashi: Spectral luminous efficiency as a function of age, J. Opt. Soc. Am(A), 18 pp. 2659-2667 (2001) で報告された分光視感効率を用いている。また、この文献には、CIE標準分光視感効率が25歳の分光視感効率に最もよく一致すると記載されている。そこで、若年三色覚者は、25歳であって分光視感効率がCIE標準分光視感効率である者とする。本実施形態では、この若年三色覚者を標準の使用者としている。
二色覚者の分光視感効率は、以下の文献(a)〜(e)で報告された分光視感効率を用いている。
(a)A. Stockman, N.I. MacLeod and N.E. Johnson: Spectral sensitivities of the human cones, J. Opt. Soc. Am(A), 10, pp. 2491-2521 (1993).
(b)V.C. Smith and J. Pokorny: Spectral sensitivity of the foveal cone photopigments between 400 and 500 nm, Vision Res., 15, pp. 161-171 (1975).
(c)Y. Hsia and C.H. Graham: Spectral luminosity curves for protanopic, deuteranopic, and normal subjects, in Proceedings of the National Academy of Sciences of U.S.A, 43, pp. 1011-1019 (1957).
(d)G. Wyszecki and W. Stiles: Color Science 2nd Edition, John Wiley and sons (1982).
(e)W. D. Wright: The characteristics of tritanopia,” J. Opt. Soc. Am., 42, pp. 509-521 (1952).
(6) Description of spectral luminous efficiency V o (λ) for elderly and dichromates:
The perception of the brightness of the light source is greatly influenced by the individual spectral luminous efficiency V o (λ).
FIG. 9 shows the spectral luminous efficiency V elderly of the elderly , the spectral luminous efficiency V protan of the type 1 dichroic person, the spectral luminous efficiency V deuteran of the type 2 dichroic person, and the spectral luminous efficiency of the type 3 dichroic person. The case of photopic vision is illustrated for V tritan and CIE standard spectral luminous efficiency V (λ) agreed in CIE (International Commission on Illumination). Here, the horizontal axis represents wavelength λ (nm), and the vertical axis represents spectral luminous efficiency. These spectral luminous efficiencies are suitable for use when evaluating brightness when viewing a display with a narrow viewing angle (less than 2 ° viewing angle). For example, many LEDs such as a cannonball type are point light sources having a viewing angle of less than 2 ° at a normal viewing position, and are suitable for evaluating brightness using the brightness perception efficiency BPE.
In the figure, "Elderly 70's", "Protanopes", "Deuteranopes", "Tritanopes", and "CIE V (λ)" are the elderly people in their 70s, type 1 dichromatic, type 2 dichromatic, 3 type dichroic person, CIE standard spectral luminous efficiency.
Spectral luminous efficiency of elderly people in their 70s is K. Sagawa and Y. Takahashi: Spectral luminous efficiency as a function of age, J. Opt. Soc. Am (A), 18 pp. 2659-2667 (2001) Spectral luminous efficiency reported in. This document also describes that the CIE standard spectral luminous efficiency best matches the spectral luminous efficiency of 25 years old. Therefore, a young tricolor person is a person who is 25 years old and whose spectral luminous efficiency is the CIE standard spectral luminous efficiency. In the present embodiment, this young tricolor person is the standard user.
The spectral luminous efficiency of the dichroic person uses the spectral luminous efficiency reported in the following documents (a) to (e).
(A) A. Stockman, NI MacLeod and NE Johnson: Spectral sensitivities of the human cones, J. Opt. Soc. Am (A), 10, pp. 2491-2521 (1993).
(B) VC Smith and J. Pokorny: Spectral sensitivity of the foveal cone photopigments between 400 and 500 nm, Vision Res., 15, pp. 161-171 (1975).
(C) Y. Hsia and CH Graham: Spectral luminosity curves for protanopic, deuteranopic, and normal subjects, in Proceedings of the National Academy of Sciences of USA, 43, pp. 1011-1019 (1957).
(D) G. Wyszecki and W. Stiles: Color Science 2nd Edition, John Wiley and sons (1982).
(E) WD Wright: The characteristics of tritanopia, ”J. Opt. Soc. Am., 42, pp. 509-521 (1952).
図9に示すように、550nmよりも短波長の領域では70歳代の高齢者の分光視感効率Velderlyが最も低く、550nmよりも長波長の領域では一型二色覚者の分光視感効率Vprotanが最も低くなっている。このことは、特に高齢者と一型二色覚者の感度低下に注目して個人の分光視感効率の違いを考慮する必要があることを示している。そこで、本実施形態では、高齢者と一型二色覚者とを対象者として光源の明るさを決定することにしている。 As shown in FIG. 9, the spectral luminous efficiency V elderly of the elderly people in their 70s is the lowest in the wavelength region shorter than 550 nm, and the spectral luminous efficiency of the one-type dichroic person is longer in the wavelength region longer than 550 nm. V protan is the lowest. This indicates that it is necessary to take into account the difference in the spectral luminous efficiency of individuals, particularly focusing on the decrease in sensitivity between the elderly and type 1 dichroic persons. Therefore, in the present embodiment, the brightness of the light source is determined with the elderly person and the one-type dichroic person as subjects.
対象者が感じる光源の明るさを推定するために、高齢者と一型二色覚者の分光視感効率Velderly,Vprotanについて、図9に示した既存研究の結果を式(7),(8)の多項式でフィッティングした。
高齢者の場合、次数を9次から上げても決定係数はほとんど増加しなかった。また、一型二色覚者の場合、次数を7次から上げても決定係数はほとんど増加しなかった。そこで、高齢者の分光視感効率Velderly(λ)を9次の多項式でフィッティングし、一型二色覚者の分光視感効率Vprotanを7次の多項式でフィッティングした。
In order to estimate the brightness of the light source perceived by the subject, the results of the existing study shown in FIG. 9 for the spectral luminous efficiency V elderly , V protan of the elderly and the one-type dichroic person are expressed by equations (7), ( Fitting with the polynomial of 8).
In the case of the elderly, the coefficient of determination hardly increased even when the order was increased from the 9th order. In the case of a type 1 dichroic person, the coefficient of determination hardly increased even when the order was increased from the 7th order. Therefore, the spectral luminous efficiency V elderly (λ) of the elderly was fitted with a ninth-order polynomial, and the spectral luminous efficiency V protan of the one-type dichroic person was fitted with a seventh-order polynomial.
表2は、高齢者の場合の近似係数aiを示している。
表2の近似係数aiを式(7)に適用することにより、高齢者の分光視感効率Velderly(λ)を高齢者の視感光度ILu_elderlyの計算に用いることができる。
Table 2 shows the approximation coefficient a i for the elderly.
By applying the approximation coefficient a i in Table 2 to the equation (7), the spectral luminous efficiency V elderly (λ) of the elderly can be used to calculate the luminous sensitivity I Lu_elderly of the elderly.
表3は、一型二色覚者の場合の近似係数aiを示している。
(7)明るさ知覚効率BPEの説明:
波長λの関数とされた光源の分光放射強度I(λ)が求まると、明所視において標準とするCIE標準分光視感効率V(λ)とCIEで定められた最大視感効果度km=683lm/Wとを用いて標準の視感光度ILuを求めることができる。ここで、CIE標準分光視感効率V(λ)は、若年三色覚者の分光視感効率としている。最大視感効果度kmは、CIE標準分光視感効率V(λ)が最大となる波長における放射の視感効果度である。明所視の場合、CIE標準分光視感効率が最大になるのは、波長が555nmのときである。
標準の視感光度ILuは、上述した式(1)、すなわち、
When the spectral radiant intensity of the light source that is a function of the wavelength lambda I (lambda) is determined, photopic maximum luminous effect degree defined as in CIE CIE standard spectral luminous efficiency V (lambda) of a standard in view k m = 683 lm / W can be used to determine the standard visual sensitivity I Lu . Here, the CIE standard spectral luminous efficiency V (λ) is the spectral luminous efficiency of a young tri-colored person. Maximum luminous effect of k m are, CIE standard spectral luminous efficiency V (lambda) is the luminous effect of the radiation at the wavelength of maximum. In photopic vision, the CIE standard spectral luminous efficiency is maximized when the wavelength is 555 nm.
The standard photosensitivity I Lu is the above-described formula (1), that is,
また、波長λの関数とされた対象者の分光視感効率Vo(λ)、及び、光源の分光放射強度I(λ)が求まると、対象者の分光視感効率Vo(λ)が最大となる波長における視感効果度km_oを用いて対象者の視感光度ILu_oを求めることができる。ここで、km_oを対象者の最大視感効果度と呼ぶことにする。対象者の視感光度ILu_oは、上述した式(2)、すなわち、
なお、視感光度ILu,ILu_oの計算は、コンピュータ80を用いた近似値を求める演算により行うことができる。
Further, when the spectral luminous efficiency V o (λ) of the subject as a function of the wavelength λ and the spectral radiant intensity I (λ) of the light source are obtained, the spectral luminous efficiency V o (λ) of the subject is obtained. The visual sensitivity I Lu_o of the subject can be obtained using the visual effect degree km_o at the maximum wavelength. Here, km_o is referred to as the maximum visual effect level of the subject. The visual sensitivity I Lu_o of the subject is the above-described formula (2), that is,
Note that the photosensitivities I Lu and I Lu_o can be calculated by calculating an approximate value using the computer 80.
標準の視感光度ILuと対象者の視感光度ILu_oが求まると、明るさ知覚効率BPE=ILu_o/ILuを求めることができる。式(1),(2)より、明るさ知覚効率BPEは、
なお、明るさ知覚効率BPEを計算するための可視放射の範囲は、例えば、短波長側の波長λS=400nm、長波長側の波長λL=700nmとすることができる。JIS Z8113:1998(照明用語)に規定される可視放射の波長限界は、短波長側が360〜400nm、長波長側が760〜830nmであるので、これらの範囲内となるように波長λS,λLを設定してもよい。 The visible radiation range for calculating the brightness perception efficiency BPE can be, for example, the wavelength λ S = 400 nm on the short wavelength side and the wavelength λ L = 700 nm on the long wavelength side. Since the wavelength limit of visible radiation specified in JIS Z8113: 1998 (illumination terminology) is 360 to 400 nm on the short wavelength side and 760 to 830 nm on the long wavelength side, the wavelengths λ S and λ L are set to fall within these ranges. May be set.
ところで、対象者の視感光度ILu_oを求めるためには、対象者の最大視感効果度km_oを求める必要がある。
Wernerらは、560nmの波長の光に対する明所視での絶対閾値の加齢変化を調べ、絶対閾値が加齢によって0.008A+7.68410(Aは年齢、単位はlog quanta・sec-1・deg-2)の割合で上昇することを報告している(J.S. Werner, K.A. Schelble and M.L. Bieber: Age-related increases in photopic increment thresholds are not due to an elevation in intrinsic noise, Color Res. Appl., 26-S1, pp. S48-S52 (2001))。この絶対閾値は光が見えるか否かの境界値を意味し、絶対閾値の逆数が目の感度に対応する。若年三色覚者を25歳、高齢者を70歳と仮定すると、若年三色覚者及び高齢者の絶対閾値は、それぞれ、7.884,8.244(log quanta・sec-1・deg-2)となる。このことは、560nmの光に対する高齢者の感度が若年三色覚者の0.437倍(=107.884/108.244)に減少することを意味する。
また、560nmの光に対する高齢者の分光視感効率及びCIE標準分光視感効率は、JISとCIEによると、それぞれ0.999、0.995である。そこで、高齢者の最大視感効果度をkm_e=0.437・(0.995/0.999)km=0.435kmと決定した。
By the way, in order to obtain the subject's visual sensitivity I Lu_o , it is necessary to obtain the subject's maximum visual effect degree km_o .
Werner et al. Examined the age-related change of the absolute threshold in photopic vision for light with a wavelength of 560 nm, and the absolute threshold was 0.008A + 7.68410 with age (A is age, unit is log quanta · sec −1 · deg − 2 ) (JS Werner, KA Schelble and ML Bieber: Age-related increases in photopic increment thresholds are not due to an elevation in intrinsic noise, Color Res. Appl., 26-S1 , pp. S48-S52 (2001)). This absolute threshold means a boundary value of whether or not light is visible, and the reciprocal of the absolute threshold corresponds to the sensitivity of the eye. Assuming that the young tricolored person is 25 years old and the elderly is 70 years old, the absolute threshold values of the young tricolored person and the elderly are 7.884 and 8.244 (log quanta · sec −1 · deg -2 ), respectively. This means that the sensitivity of the elderly to 560 nm light is reduced 0.437 times (= 10 7.884 /10.244 ) compared to the young tricolor .
Moreover, according to JIS and CIE, the spectral luminous efficiency and CIE standard spectral luminous efficiency of elderly people with respect to 560 nm light are 0.999 and 0.995, respectively. Therefore, we determine the maximum luminous effect of the elderly and k m_e = 0.437 · (0.995 / 0.999) k m = 0.435k m.
一型二色覚者については、Goldmann-Weekers 順応計を用いた実験で、白色光に対する一型二色覚者の絶対閾値が三色覚者とほぼ同じであるという報告がされている(A.E. Krill and E. Beutler: The red-light absolute threshold in heterozygote protan carriers; Possible genetic implications, Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., 3, pp.107-118 (1964).)。そこで、式(9)で定義した明るさ知覚効率の式に対して、一型二色覚者の分光視感効率Vprotanを表す7次の近似多項式をVoとして用い、CIEで規定された標準の光A(白色光)の分光放射強度分布をI(λ)として用い、BPE=1と仮定し、λS=400nm、λL=700nmとしてkm_oを算出した。その結果、km_o=1.380kmとなった。
以上より、一型二色覚者の最大視感効果度をkm_p=1.380kmと決定した。
For type 1 dichromats, an experiment using a Goldmann-Weekers accelerometer reported that the absolute threshold of type 1 dichromats for white light is almost the same as that for tricolors (AE Krill and E Beutler: The red-light absolute threshold in heterozygote protan carriers; Possible genetic implications, Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., 3, pp. 107-118 (1964).). Therefore, for the brightness perception efficiency equation defined by equation (9), a 7th order approximation polynomial representing the spectral luminous efficiency V protan of a one-type dichroic person is used as V o , and the standard defined by CIE The spectral radiant intensity distribution of light A (white light) was used as I (λ), BPE = 1 was assumed, and km_o was calculated with λ S = 400 nm and λ L = 700 nm. As a result, it became k m_o = 1.380k m.
Thus, to determine the maximum luminous efficacy of the first die two color vision person and k m_p = 1.380k m.
λS=400nm、λL=700nmとして、高齢者の明るさ知覚効率
図11に示すように、高齢者の場合、ピーク波長475nmで半値全幅15nmのときに明るさ知覚効率BPEelderlyが0.212と最も低かった。BPEelderly=0.212ということは、ピーク波長475nmで半値全幅15nmの単色LEDを高齢者が見たときに感じる明るさが光度を約21%に低下させた同じLEDを若年三色覚者が見たときに感じる明るさと等価であることを意味する。ピーク波長が475nmであっても半値全幅が100nmの単色LEDであれば、明るさ知覚効率が0.337となり、高齢者が感じるLEDの明るさ低下は半値全幅15nmの場合と比較して低減される。
ピーク波長530〜610nmの範囲では、半値全幅が15〜100nmの範囲で変化しても明るさ知覚効率の変化は0.03以下であった。このことは、ピーク波長530〜610nmの範囲ではピーク波長が同じであれば半値全幅が異なっても高齢者が感じるLEDの明るさがほとんど変化しないことを示している。
一方、ピーク波長610nm以上では、半値全幅の狭いLEDの方が半値全幅の広いLEDより明るさ知覚効率が大きいので、半値全幅の狭いLEDの方がより明るく感じられると予想される。
As shown in FIG. 11, in the case of an elderly person, the brightness perception efficiency BPE elderly was the lowest at 0.212 when the peak wavelength was 475 nm and the full width at half maximum was 15 nm. BPE elderly = 0.212 means when a young tri-colored person sees the same LED whose brightness is reduced to about 21% when the elderly person sees a monochromatic LED with a peak wavelength of 475 nm and a full width at half maximum of 15 nm. It is equivalent to the brightness you feel. If the monochromatic LED has a full width at half maximum of 100 nm even if the peak wavelength is 475 nm, the brightness perception efficiency is 0.337, and the LED brightness reduction felt by the elderly is reduced compared to the case of the full width at half maximum of 15 nm.
In the peak wavelength range of 530 to 610 nm, even if the full width at half maximum was changed in the range of 15 to 100 nm, the change in brightness perception efficiency was 0.03 or less. This indicates that, in the peak wavelength range of 530 to 610 nm, if the peak wavelength is the same, even if the full width at half maximum is different, the brightness of the LED felt by the elderly hardly changes.
On the other hand, at a peak wavelength of 610 nm or more, an LED with a narrow full width at half maximum has a higher brightness perception efficiency than an LED with a wide full width at half maximum, so it is expected that an LED with a narrow full width at half maximum will feel brighter.
また、一型二色覚者の明るさ知覚効率
図12に示すように、一型二色覚の場合、ピーク波長700nmで半値全幅15nmのときに明るさ知覚効率BPEprotanが0.053と最も低かった。BPEprotan=0.053ということは、ピーク波長700nmで半値全幅15nmの単色LEDを一型二色覚者が見たときに感じる明るさが光度を約5%に低下させた同じLEDを若年三色覚者が見たときに感じる明るさと等価であることを意味する。
図12を見ると、ピーク波長が535nmよりも長波長の場合、半値全幅が広がると一型二色覚者の明るさ知覚効率の低下を抑えられることが分かる。例えば、ピーク波長635nmのLEDの場合、半値全幅が15nmのときには明るさ知覚効率が0.229であるが、半値全幅が100nmのときには明るさ知覚効率が0.663である。一方、ピーク波長が535nmよりも短い場合、半値全幅に関わらず一型二色覚者の明るさ知覚効率は1以上である。白色光に対する一型二色覚者の絶対閾値が三色覚者とほぼ同じということは、一型二色覚者の場合、長波長側の感度が低下している分だけ短波長の感度が高くなっていることが予想される。従って、一型二色覚者は、短波長側のLEDの光を標準観測者より明るく感じている可能性がある。
As shown in FIG. 12, in the case of the one-type two-color vision, the brightness perception efficiency BPE protan was lowest at 0.053 when the peak wavelength was 700 nm and the full width at half maximum was 15 nm. BPE protan = 0.053 means that a young tri -colored person can see the same LED whose brightness is reduced to about 5% when a single-type two-colored person sees a monochromatic LED with a peak wavelength of 700 nm and a full width at half maximum of 15 nm. It means that it is equivalent to the brightness you feel when you see it.
As can be seen from FIG. 12, when the peak wavelength is longer than 535 nm, if the full width at half maximum is widened, the decrease in the brightness perception efficiency of the one-type dichroic person can be suppressed. For example, in the case of an LED with a peak wavelength of 635 nm, the brightness perception efficiency is 0.229 when the full width at half maximum is 15 nm, but the brightness perception efficiency is 0.663 when the full width at half maximum is 100 nm. On the other hand, when the peak wavelength is shorter than 535 nm, the brightness perception efficiency of the type 1 dichroic person is 1 or more regardless of the full width at half maximum. The absolute threshold of a type 1 dichroic person with respect to white light is almost the same as that of a 3 color conscious person. In the case of a type 1 dichroic person, the sensitivity at the short wavelength increases as the sensitivity on the long wavelength side decreases. It is expected that Therefore, there is a possibility that the one-type dichroic person feels the light of the LED on the short wavelength side brighter than the standard observer.
以上説明したピーク波長と半値全幅に対する明るさ知覚効率の結果は、光源を製品の表示に採用する際にそのピーク波長だけでなく半値全幅を考慮することにより高齢者や一型二色覚者の視認性を向上させることができることを示している。
例えば、ピーク波長530nm以下の光源(青色LED等)は、高齢者にとってはピーク波長の半値全幅が15〜100nmの範囲内で広くなるほど明るく感じられ、一型二色覚者にとっては15〜100nmの範囲内でいずれの半値全幅でも若年三色覚者よりも明るく感じられる。そこで、表示装置にピーク波長530nm以下の分光放射強度分布を有する光源を使用する場合、前記ピーク波長の半値全幅が広い(例えば65nm)光源を採用すると、高齢者が感じる光源の明るさを若年三色覚者が感じる光源の明るさに近付けることができる。
The results of brightness perception efficiency with respect to the peak wavelength and full width at half maximum explained above are based on visual recognition of the elderly and one-type dichroic person by considering not only the peak wavelength but also the full width at half maximum when adopting the light source for product display. It can be shown that the performance can be improved.
For example, light sources with a peak wavelength of 530 nm or less (blue LEDs, etc.) feel brighter for older people as the full width at half maximum of the peak wavelength increases within the range of 15 to 100 nm, and for those with a single-type dichroic person in the range of 15 to 100 nm. Within the full width at half maximum, it feels brighter than a young tri-colored person. Therefore, when a light source having a spectral radiant intensity distribution with a peak wavelength of 530 nm or less is used in the display device, if a light source having a wide full width at half maximum (for example, 65 nm) is used, the brightness of the light source felt by the elderly can be reduced. It is possible to approach the brightness of the light source felt by the color vision person.
また、ピーク波長610nm以上の光源(赤色LED等)は、高齢者にとってはピーク波長の半値全幅が15〜100nmの範囲内で狭くなるほど明るく感じられ、一型二色覚者にとってはピーク波長の半値全幅が15〜100nmの範囲内で広くなるほど明るく感じられる。そこで、表示装置にピーク波長610nm以上の分光放射強度分布を有する光源を使用する場合、ピーク波長610nm以上で第一の半値全幅λd1の分光放射強度分布を有する第一の光源と、同じピーク波長でλd1よりも大きい第二の半値全幅λd2の分光放射強度分布を有する第二の光源とを表示装置に設け、高齢者モードが選択されているときには第一の光源を発光させ、一型二色覚者モードが選択されているときには第二の光源を発光させてもよい。すると、高齢者や一型二色覚者が感じる光源の明るさを若年三色覚者が感じる光源の明るさに近付けることができる。 In addition, light sources with a peak wavelength of 610 nm or more (red LEDs, etc.) feel brighter for older people as the full width at half maximum of the peak wavelength becomes narrower within the range of 15 to 100 nm, and for those with a single-type dichroic person, the full width at half maximum of the peak wavelength. Is brighter as it becomes wider within the range of 15 to 100 nm. Therefore, when using a light source having a spectral radiant intensity distribution with a peak wavelength of 610 nm or more for the display device, the same peak wavelength as the first light source having a spectral radiant intensity distribution of the first full width at half maximum λ d1 with a peak wavelength of 610 nm or more is used. And a second light source having a spectral radiant intensity distribution with a second full width at half maximum λ d2 larger than λ d1 in the display device, and when the elderly mode is selected, the first light source emits light, When the dichroic person mode is selected, the second light source may emit light. Then, the brightness of the light source felt by an elderly person or a type 1 dichroic person can be brought close to the brightness of the light source felt by a young tricolor sensation person.
さらに、図1,2に示す光源34bを530nm以下のピーク波長λp1を有する第一の光源(青色LED等)とし、光源34aを530nm以上のピーク波長λp2(λp2>λp1)を有する光源(赤色LED等)とした高齢者向けの表示装置を考える。この場合、第一の光源におけるピーク波長の半値全幅λd1を第二の光源におけるピーク波長の半値全幅λd2よりも大きくしてもよい。これにより、高齢者に対して色を変えずに表示装置の光源を視認させ易くすることができる。 Further, the light source 34b shown in FIGS. 1 and 2 is a first light source (blue LED or the like) having a peak wavelength λ p1 of 530 nm or less, and the light source 34a has a peak wavelength λ p2 (λ p2 > λ p1 ) of 530 nm or more. Consider a display device for elderly people as a light source (red LED or the like). In this case, the full width at half maximum λ d1 of the peak wavelength in the first light source may be larger than the full width at half maximum λ d2 of the peak wavelength in the second light source. Thereby, it is possible to make it easier for an elderly person to visually recognize the light source of the display device without changing the color.
さらに、図1,2に示す光源34bを570nm以下のピーク波長λp1を有する第一の光源(青色LED等)とし、光源34aを570nm以上のピーク波長λp2(λp2>λp1)を有する光源(赤色LED等)とした一型二色覚者向けの表示装置を考える。この場合、第二の光源におけるピーク波長の半値全幅λd2を第一の光源におけるピーク波長の半値全幅λd1よりも大きくしてもよい。一型二色覚者の場合はピーク波長λp2が570nm以上のときに明るさ知覚効率BPEが1以下となるため、ピーク波長λp2が570nm以上の第二の光源についてピーク波長の半値全幅を大きくすることにより、一型二色覚者に対して色を変えずに表示装置の光源を視認させ易くすることができる。 Furthermore, the light source 34b shown in FIGS. 1 and 2 is a first light source (blue LED or the like) having a peak wavelength λ p1 of 570 nm or less, and the light source 34a has a peak wavelength λ p2 (λ p2 > λ p1 ) of 570 nm or more. Consider a display device for a one-type two-color person who uses a light source (such as a red LED). In this case, the full width at half maximum λ d2 of the peak wavelength in the second light source may be larger than the full width at half maximum λ d1 of the peak wavelength in the first light source. Since the brightness perceived efficiency BPE when the peak wavelength lambda p2 is above 570nm in the case of the first die two color vision person becomes 1 or less, increasing the full width at half maximum of the peak wavelength for the second light source a peak wavelength lambda p2 is above 570nm By doing so, it is possible to make the light source of the display device easily visible without changing the color for the one-type dichroic person.
さらに、同じピーク波長で半値全幅の異なる複数の光源を表示装置に設け、これらの光源のいずれを発光させるかのモードの選択操作を受け付け、受け付けたモードに対応した光源を発光させるようにしてもよい。これにより、高齢者や色弱者といった対象者に対して色を変えずに表示装置の光源を視認させ易くすることができる。 Furthermore, a plurality of light sources having the same peak wavelength and different full widths at half maximum may be provided in the display device, and a selection operation of a mode for emitting one of these light sources may be accepted, and a light source corresponding to the accepted mode may be emitted. Good. Thereby, it is possible to make the light source of the display device easily visible to the target person such as an elderly person or a color weak person without changing the color.
今回の検討では単色LEDの分光放射強度分布を式(4),(5)のガウス関数で定義したが、光源の分光放射強度分布がガウス関数でない場合もその分光放射強度分布を波長λの関数で定義することができれば明るさ知覚効率を計算することが可能となる。 In this study, the spectral radiant intensity distribution of a monochromatic LED was defined by the Gaussian function of Equations (4) and (5). However, even if the spectral radiant intensity distribution of the light source is not a Gaussian function, the spectral radiant intensity distribution is a function of wavelength λ. It is possible to calculate the brightness perception efficiency.
なお、標準の使用者に合わせて設計された光源の光度をBPE倍にする光源発光シミュレータを作製すると、高齢者や色弱者がどのくらい暗く感じているかを標準の使用者が実際に目で見て確認することができる。これにより、高齢者や色弱者が感じる明るさの低下に配慮した表示装置の設計が可能となる。 In addition, when a light-emitting simulator that increases the light intensity of a light source designed for a standard user to BPE times is created, the standard user actually sees how dark the elderly and color-blind people feel. Can be confirmed. As a result, it is possible to design a display device that takes into account the reduction in brightness felt by elderly people and color-impaired people.
(8)明るさ知覚効率BPEを用いた光源明るさ決定方法の説明:
以上説明したようにして対象者の明るさ知覚効率BPEを求めると、この明るさ知覚効率BPEに基づいて、標準の使用者に合わせて設定された標準の明るさを基準として明るさ知覚効率の逆数1/BPEに応じて変えた明るさをLED34の明るさとして決定する。
例えば、各光源34の標準の明るさを若年三色覚者に合わせて光度Iv(cd)と設定すると、対象者の視感に合わせた各光源34の明るさは、光度Iv_o=Iv/BPE(cd)とすることができる。明るさ知覚効率BPEは若年三色覚者の心理物理量に対する対象者の心理物理量の比に相当するので、光源34の標準の光度Ivに明るさ知覚効率の逆数1/BPEを乗じることにより、対象者に若年三色覚者が感じる明るさを感じさせる明るさが決まる。
(8) Description of light source brightness determination method using brightness perception efficiency BPE:
When the brightness perception efficiency BPE of the target person is obtained as described above, the brightness perception efficiency is determined based on the standard brightness set for the standard user based on the brightness perception efficiency BPE. The brightness changed according to the reciprocal 1 / BPE is determined as the brightness of the LED 34.
For example, when the standard brightness of each light source 34 is set as the luminous intensity I v (cd) according to the young tri- colored person , the brightness of each light source 34 according to the visual perception of the subject is the luminous intensity I v — o = I v. / BPE (cd). Since the brightness perception efficiency BPE corresponds to the ratio of the psychophysical quantity of the subject to the psychophysical quantity of the young tri-colored person, the target luminous intensity I v of the light source 34 is multiplied by the inverse 1 / BPE of the brightness perception efficiency. The brightness that makes the person feel the brightness felt by the young tri-colored person is determined.
光源の明るさを決定するための明るさの指標は、光度以外にも、輝度、光束、照度、等を用いることができる。
例えば、光源の標準の明るさを輝度L(cd/m2)と設定すると、対象者の視感に合わせた光源の輝度Lo(cd/m2)は、L/BPEとすることができる。光源の標準の明るさを光束Φ(lm)と設定すると、対象者の視感に合わせた光源の光束Φo(lm)は、Φ/BPEとすることができる。光源の標準の明るさを照度E(lx)と設定すると、対象者の視感に合わせた光源の照度Eo(lx)は、E/BPEとすることができる。
As the brightness index for determining the brightness of the light source, brightness, luminous flux, illuminance, and the like can be used in addition to the luminous intensity.
For example, when the standard brightness of the light source is set as the luminance L (cd / m 2 ), the luminance L o (cd / m 2 ) of the light source according to the visual perception of the subject can be set to L / BPE. . When the standard brightness of the light source is set as the light flux Φ (lm), the light flux Φ o (lm) of the light source that matches the visual perception of the subject can be Φ / BPE. When the standard brightness of the light source is set as illuminance E (lx), the illuminance E o (lx) of the light source in accordance with the visual perception of the subject can be set to E / BPE.
ところで、標準の明るさを表す光度等の量に明るさ知覚効率の逆数1/BPEを乗じて厳密に求められる量で表される明るさとなるように光源が発光することができないことも想定される。この場合、前記厳密に求められる量で表される明るさに最も近い明るさを対象者の視感に合わせた光源の明るさとして決定してもよい。例えば、光源の発光する明るさが段階的とされているとき、複数段階の明るさのうち前記厳密に求められる量で表される明るさに最も近い明るさを対象者の視感に合わせた光源の明るさとして決定することができる。このようにして決められる明るさも、標準の明るさを基準として視感光度の比ILu/ILu_oに応じて変えた明るさに含まれる。 By the way, it is also assumed that the light source cannot emit light so that the brightness is represented by an amount strictly obtained by multiplying the amount of light intensity or the like representing the standard brightness by the inverse 1 / BPE of the brightness perception efficiency. The In this case, the brightness closest to the brightness represented by the strictly determined amount may be determined as the brightness of the light source that matches the visual perception of the subject. For example, when the brightness of light emitted from the light source is stepwise, the brightness closest to the brightness represented by the strictly required amount among the brightness of the plurality of stages is adjusted to the visual perception of the subject. It can be determined as the brightness of the light source. The brightness determined in this way is also included in the brightness changed according to the visual sensitivity ratio I Lu / I Lu_o with the standard brightness as a reference.
決定される光源34の明るさは、対象者が光源34を見たときに標準の使用者が標準の明るさの光源34を見たときに感じる明るさに近づいている。従って、色が変わらなくても、高齢者や色弱者といった対象者は光源34を視認し易くなる。 The determined brightness of the light source 34 is close to the brightness that a standard user feels when viewing the light source 34 when the subject looks at the light source 34. Therefore, even if the color does not change, a subject such as an elderly person or a color weak person can easily view the light source 34.
(9)光源明るさ決定プログラムによる光源明るさ決定方法の説明:
上述した光源明るさ決定方法を実施するためのプログラムを用意してコンピュータ80に実行させることも可能である。この場合、図6に示す不揮発性メモリ84に光源明るさ決定方法を実施するための光源明るさ決定プログラムP1を記憶させると、コンピュータ80が実行するのに好適である。
図13は、光源明るさ決定プログラムP1がコンピュータ80に実現させる処理を例示している。コンピュータ80は、図13に示す処理を開始すると、可視放射の波長の下限λSと上限λLとを設定する入力を受け付ける(S202)。ここで、λS=400nm、λL=700nm、等のデフォルト値があれば、これらのデフォルト値をλS,λLとして設定してもよい。
(9) Description of light source brightness determination method by light source brightness determination program:
It is also possible to prepare a program for executing the above-described light source brightness determination method and cause the computer 80 to execute the program. In this case, if the non-volatile memory 84 shown in FIG. 6 stores the light source brightness determination program P1 for executing the light source brightness determination method, it is suitable for the computer 80 to execute.
FIG. 13 exemplifies processing that the computer 80 implements by the light source brightness determination program P1. When the process shown in FIG. 13 is started, the computer 80 receives an input for setting the lower limit λ S and the upper limit λ L of the wavelength of visible radiation (S202). If there are default values such as λ S = 400 nm and λ L = 700 nm, these default values may be set as λ S and λ L.
S204では、光源の分光放射強度I(λ)を表すデータを取得する。取得するデータは、上述した式(4),(5)等を表すデータである。コンピュータ80で演算する便宜上、λS≦λ≦λLの範囲で波長λを所定刻み(例えば1nm刻み)とした各分光放射強度I(λ)の値を取得してもよい。 In S204, data representing the spectral radiation intensity I (λ) of the light source is acquired. The data to be acquired is data representing the above-described equations (4), (5), and the like. For convenience of calculation by the computer 80, the value of each spectral radiant intensity I (λ) may be acquired with the wavelength λ in a predetermined increment (for example, 1 nm increment) in the range of λ S ≦ λ ≦ λ L.
n個(nは1以上の整数)のピーク波長λpi(iは1からnまでの整数)を有し各ピーク波長λpiに対応した半値全幅がλdiとされた光源を用いる場合、図14に示す分光放射強度分布決定処理をS204で行ってもよい。コンピュータ80は、分光放射強度分布決定処理を開始すると、光源のピーク波長λpiの入力を受け付ける(S302)。S304では、光源の半値全幅λdiの入力を受け付ける。S306では、ピーク波長の分光放射強度の強弱に応じた補正係数Iiの入力を受け付ける。S302〜S306の処理は、例えば、コンピュータ80の使用者からそれぞれ、ピーク波長の値、半値全幅の値、補正係数の値、の操作入力を受け付ける処理とすることができる。
S308では、上述した式(3)を用いて標準偏差σiを算出する。
When using a light source having n (n is an integer of 1 or more) peak wavelengths λ pi (i is an integer from 1 to n) and the full width at half maximum corresponding to each peak wavelength λ pi is λ di , 14 may be performed in S204. When starting the spectral radiant intensity distribution determination process, the computer 80 receives an input of the peak wavelength λ pi of the light source (S302). In S304, the input of the full width at half maximum λ di of the light source is accepted. In S306, the input of the correction coefficient I i according to the intensity of the spectral radiation intensity at the peak wavelength is accepted. The processing of S302 to S306 can be, for example, processing for receiving an operation input of a peak wavelength value, a full width at half maximum value, and a correction coefficient value from the user of the computer 80, respectively.
In S308, the standard deviation σ i is calculated using the above-described equation (3).
S310では、光源の分光放射強度分布に現れる全てのピーク波長についてλpi,λdi,Iiの入力を受け付けたか否かを判断する。入力が完了していなければ、S302〜S310の処理を繰り返す。全てのピーク波長についての入力を受け付けた場合、上述した式(4)を用いて分光放射強度I(λ)を表すデータを取得する(S312)。 In S310, it is determined whether or not the input of λ pi , λ di , and I i has been received for all peak wavelengths appearing in the spectral radiant intensity distribution of the light source. If the input has not been completed, the processing of S302 to S310 is repeated. When input for all peak wavelengths is received, data representing the spectral radiation intensity I (λ) is obtained using the above-described equation (4) (S312).
分光放射強度I(λ)を表すデータを取得した後、コンピュータ80は、対象者の分光視感効率Vo(λ)を表すデータを取得する(図13のS206)。取得するデータは、上述した式(7),(8)等を表すデータである。コンピュータ80で演算する便宜上、λS≦λ≦λLの範囲で波長λを所定刻み(例えば1nm刻み)とした各分光視感効率Vo(λ)の値を取得してもよい。 After obtaining data representing the spectral radiation intensity I (λ), the computer 80 obtains data representing the spectral luminous efficiency V o (λ) of the subject (S206 in FIG. 13). The data to be acquired is data representing the above-described equations (7), (8), and the like. For the convenience of calculation by the computer 80, the value of each spectral luminous efficiency V o (λ) may be acquired in the range of λ S ≦ λ ≦ λ L with the wavelength λ set in a predetermined step (for example, 1 nm step).
S208では、標準とする最大視感効果度kmを取得する。kmは、CIE最大視感効果度683lm/W等を用いることができる。
S210では、対象者の最大視感効果度km_oを取得する。km_oは、上述したkm_e=0.435km、km_p=1.380km、等を用いることができる。
In S208, it acquires the maximum luminous efficacy of k m to standard. k m may use CIE maximum luminous effect of equal to 683 lm / W or the like.
In S210, the target person's maximum visual effect degree km_o is acquired. k M_o is above k m_e = 0.435k m, k m_p = 1.380k m, or the like can be used.
S212では、上述した式(1)を用いて標準の視感光度ILuを算出する。S214では、上述した式(2)を用いて対象者の視感光度Ilu_oを算出する。コンピュータ80で演算する便宜上、λS≦λ≦λLの範囲で波長λを所定刻み(例えば1nm刻み)とした各視感光度ILu,Ilu_oの値を求めてもよい。
S216では、上述した式(9)〜(11)を用いて明るさ知覚効率BPE=ILu_o/ILuを算出する。
In S212, the standard visual sensitivity I Lu is calculated using the above-described equation (1). In S214, the visual sensitivity I lu_o of the subject is calculated using the above-described equation (2). For the convenience of calculation by the computer 80, the values of the respective photosensitivities I Lu and I lu_o with the wavelength λ set in a predetermined unit (for example, in units of 1 nm) in the range of λ S ≦ λ ≦ λ L may be obtained.
In S216, brightness perception efficiency BPE = I Lu — o / I Lu is calculated using the above-described equations (9) to (11).
S218では、標準の使用者に合わせて設定された標準の明るさを表す値Bmを取得する。Bmは、若年三色覚者に合わせて設定された光度Iv(cd)等を用いることができる。
S220では、対象者の視感に合わせた光源の明るさBm_oを決定する。Bm_oは、Bm/BPE、Bm/BPEに近い値、等を用いることができる。
In S218, a value B m representing standard brightness set in accordance with the standard user is acquired. As B m , a light intensity I v (cd) set in accordance with a young tri-colored person can be used.
In S220, the brightness B m_o of the light source that matches the visual perception of the subject is determined. B M_o is, B m / BPE, close to B m / BPE, or the like can be used.
(10)光源明るさ決定方法及び光源発光方法の効果の説明:
図1,2で示したLED34を発光させる際には、対象者の視感に合わせて決定された明るさとなるように各LED34の発光量を図2で示した光源明るさ可変手段31で制御する。図3で示したようにLED34の明るさをPWM制御により変える場合、図2で示した不揮発性メモリ14に対して、通常モードのPWM信号のデューティ比に明るさ知覚効率の逆数1/BPEを乗じたデューティ比とするパルス幅値14b,14cを書き込んでおけばよい。リモコン装置2は、図7で示した処理を行って、対象者の視感に合わせて決定された明るさとなるようにLED34を発光させる。従って、リモコン装置2は、上述した光源明るさ決定方法で決定された明るさで光源を発光させる表示装置といえる。
上述した光源明るさ可変手段31がリモコン装置2にあることにより、LED34を変えなくても対象者の視感に合わせた明るさでLED34を発光させることができる。
(10) Explanation of effects of light source brightness determination method and light source light emission method:
When the LED 34 shown in FIGS. 1 and 2 is caused to emit light, the light emission amount of each LED 34 is controlled by the light source brightness varying means 31 shown in FIG. 2 so that the brightness is determined according to the visual perception of the subject. To do. When the brightness of the LED 34 is changed by PWM control as shown in FIG. 3, the inverse 1 / BPE of brightness perception efficiency is set to the duty ratio of the PWM signal in the normal mode with respect to the nonvolatile memory 14 shown in FIG. The pulse width values 14b and 14c having the multiplied duty ratio may be written. The remote control device 2 performs the process shown in FIG. 7 and causes the LED 34 to emit light so that the brightness is determined according to the visual perception of the subject. Therefore, it can be said that the remote control device 2 is a display device that emits the light source with the brightness determined by the above-described light source brightness determination method.
Since the above-described light source brightness varying means 31 is provided in the remote control device 2, the LED 34 can be made to emit light with brightness that matches the visual perception of the subject without changing the LED 34.
以上説明したように、本光源明るさ決定方法及び光源発光方法によると、明るさ知覚効率という新たな概念により、対象者の視感に合わせた光源の明るさを定量的に決定することができ、発光する光源を数値に基づいて制御することができる。従って、オブジェクトと背景との輝度コントラストを対象者の視感に応じて大きくすることができ、光源の色が変わらなくても、高齢者や色弱者といった対象者は光源による表示を視認し易くなる。むろん、オブジェクトと背景との明るさの差があれば、色が変わらなくても高齢者や色弱者はオブジェクトを認識することができる。
以上より、高齢者や色弱者といった対象者に対して色を変えずに光源による表示装置の表示を視認させ易くすることが可能となり、幅広いユーザーの色覚特性を考慮したカラーユニバーサルデザインの実現が容易となる。
As described above, according to the light source brightness determination method and the light source emission method, the brightness of the light source can be determined quantitatively according to the visual perception of the subject by the new concept of brightness perception efficiency. The light source that emits light can be controlled based on numerical values. Therefore, the luminance contrast between the object and the background can be increased according to the visual perception of the subject, and even if the color of the light source does not change, the subject such as an elderly person or a color weaker can easily see the display by the light source. . Of course, if there is a difference in brightness between the object and the background, an elderly person or a color-weak person can recognize the object even if the color does not change.
From the above, it is possible to make it easier for target persons such as elderly people and color-blind people to see the display on the display device using the light source without changing the color, and it is easy to realize a color universal design that takes into account the color vision characteristics of a wide range of users It becomes.
なお、コンピュータ80に個人情報データベースを設け、この個人情報データベースにどの色覚者に相当するかの情報を入れておけば、指紋認証や網膜認証といった個人認証を行った後に認証された個人に対応した色覚者の情報を個人情報データベースから取得することができる。明るさ知覚データベースから対応する明るさ知覚効率を取得すれば、個人の視感に合わせた光源の明るさを決定することができ、個人に合わせた明るさで発光する光源を有する表示装置を提供することができる。 If a personal information database is provided in the computer 80 and information indicating which color vision person corresponds to this personal information database, it corresponds to an authenticated individual after performing personal authentication such as fingerprint authentication or retina authentication. Information on color blind persons can be acquired from a personal information database. By obtaining the corresponding brightness perception efficiency from the brightness perception database, it is possible to determine the brightness of the light source according to the individual's visual perception, and to provide a display device having a light source that emits light with the brightness tailored to the individual can do.
(11)各種変形例:
ところで、本発明を適用可能な表示装置は、照明装置用のリモコン装置以外にも、給湯機器のリモコン装置、浴室設備機器のリモコン装置、等が考えられる。
本発明を適用可能な光源は、液晶ディスプレイのバックライト、プラズマディスプレイ用の光源、有機EL(エレクトルルミネッセンス)、白熱灯、等でもよい。
本発明にいう標準の使用者は、若年でない三色覚者等でもよい。
本発明にいう対象者は、二型二色覚者等でもよい。
表示装置を主に暗所で用いる場合、明るさ知覚効率BPEを求めるための関数や係数は、暗所視や薄明視に相当する関数や係数を用いてもよい。
明るさ知覚効率BPEを求める代わりに、対象者の視感光度に対する標準の視感光度の比ILu/ILu_oを求め、この比ILu/ILu_oに基づいて対象者の視感に合わせた光源の明るさを決定してもよい。比ILu/ILu_oは、明るさ知覚効率BPEの逆数であり、光源の明るさを表す値に乗じられる増倍率といえる。また、BPEに所定値を加減乗除した値、ILu/ILu_oに所定値を加減乗除した値、等も明るさ知覚効率の代わりに用いることができる。
(11) Various modifications:
By the way, as a display device to which the present invention can be applied, in addition to a remote control device for a lighting device, a remote control device for hot water supply equipment, a remote control device for bathroom equipment, and the like can be considered.
The light source to which the present invention can be applied may be a backlight for a liquid crystal display, a light source for a plasma display, an organic EL (electric luminescence), an incandescent lamp, or the like.
The standard user referred to in the present invention may be a non-young tricolor person or the like.
The subject referred to in the present invention may be a type 2 dichroic person or the like.
When the display device is used mainly in a dark place, a function or coefficient corresponding to dark place vision or twilight vision may be used as the function or coefficient for obtaining the brightness perception efficiency BPE.
Instead of obtaining the brightness perception efficiency BPE, the ratio I Lu / I Lu_o of the standard photosensitivity to the subject's visual sensitivity is obtained, and the visual sensitivity of the subject is adjusted based on this ratio I Lu / I Lu_o The brightness of the light source may be determined. The ratio I Lu / I Lu_o is the reciprocal of the brightness perception efficiency BPE, and can be said to be a multiplication factor multiplied by a value representing the brightness of the light source. Further, a value obtained by adding / subtracting / dividing a predetermined value to / from BPE, a value obtained by adding / subtracting / dividing a predetermined value to / from I Lu / I Lu_o , and the like can be used instead of the brightness perception efficiency.
表示装置に記憶させるパルス幅値は、図2に示すROM12等に記憶させてもよい。
LEDの明るさを変える際、光源明るさ可変手段は、LEDに供給する電流量を変更してもよいし、LEDに印加する電圧を変更してもよい。
The pulse width value stored in the display device may be stored in the ROM 12 shown in FIG.
When changing the brightness of the LED, the light source brightness varying means may change the amount of current supplied to the LED, or may change the voltage applied to the LED.
上述した明るさ知覚効率BPEは、表示装置に記憶させてもよい。
図15は、第二の実施形態に係るリモコン装置(表示装置)が行う処理を示している。本リモコン装置は、図2に示す不揮発性メモリ14に高齢者及び一型二色覚者の明るさ知覚効率BPEelderly,BPEprotanが記憶されているものとする。高齢者用と一型二色覚者用のパルス幅値14b,14cは、不揮発性メモリ14に記憶されていなくてもよい。図15に示す処理は、モード切替ボタン24a〜24cが押されたときに開始される。
The brightness perception efficiency BPE described above may be stored in a display device.
FIG. 15 shows processing performed by the remote control device (display device) according to the second embodiment. In this remote control device, it is assumed that the brightness perception efficiency BPE elderly and BPE protan of an elderly person and a one-type dichroic person are stored in the nonvolatile memory 14 shown in FIG. The pulse width values 14 b and 14 c for the elderly person and the one-type two-color vision person may not be stored in the nonvolatile memory 14. The process shown in FIG. 15 is started when the mode switching buttons 24a to 24c are pressed.
まず、コントロールユニット10は、通常モードのパルス幅指令値を取得する(S402)。S402では、不揮発性メモリ14から若年三色覚者用のパルス幅値14aを読み出し、必要に応じてパルス幅指令値に換算すればよい。
S404では、どのモードが選択操作されたかを判断する。
First, the control unit 10 acquires a normal mode pulse width command value (S402). In S402, the pulse width value 14a for the young tri-colored person may be read from the nonvolatile memory 14 and converted into a pulse width command value as necessary.
In S404, it is determined which mode has been selected.
モード切替ボタン24bが操作された場合、高齢者モードが選択されたことになり、S406で高齢者用の明るさ知覚効率BPEelderlyを不揮発性メモリ14から読み出す。S408では、通常モードのPWM信号のパルス幅を明るさ知覚効率の逆数倍1/BPEelderlyにするパルス幅指令値を取得する。例えば、若年三色覚者用のパルス幅値14aを1/BPEelderly倍にし、必要に応じてパルス幅指令値に換算すればよい。
モード切替ボタン24cが操作された場合、一型二色覚者モードが選択されたことになり、S410で一型二色覚者用の明るさ知覚効率BPEprotanを不揮発性メモリ14から読み出す。S412では、通常モードのパルス幅を明るさ知覚効率の逆数倍1/BPEprotanにするパルス幅指令値を取得する。例えば、若年三色覚者用のパルス幅値14aを1/BPEprotan倍にし、必要に応じてパルス幅指令値に換算すればよい。
When the mode switching button 24b is operated, the elderly mode is selected, and the brightness perception efficiency BPE elderly for the elderly is read from the nonvolatile memory 14 in S406. In step S408, a pulse width command value is set so that the pulse width of the PWM signal in the normal mode is 1 / BPE elderly, which is the inverse of the brightness perception efficiency. For example, the pulse width value 14a for a young tricolor person may be multiplied by 1 / BPE elderly and converted into a pulse width command value as necessary.
When the mode switching button 24c is operated, the one-type two-color person mode is selected, and the brightness perception efficiency BPE protan for the one-type two-color person is read from the nonvolatile memory 14 in S410 . In step S412, a pulse width command value for obtaining a normal mode pulse width that is 1 / BPE protan, which is the inverse of the brightness perception efficiency, is acquired. For example, the pulse width value 14a for a young tricolor person may be multiplied by 1 / BPE protan and converted into a pulse width command value as necessary.
S404(通常モード時),S408,S412の後、コントロールユニット10は、取得したパルス幅指令値をパルス幅制御回路32へ出力し、図7のS112と同様の照明・表示処理を行う(S414〜S416)。すると、標準の明るさで発光するLED34は、高齢者モードが選択されたときに高齢者用に決定された明るさに変えられ、一型二色覚者モードが選択されたときに一型二色覚者用に決定された明るさに変えられる。
以上より、PWM信号のパルス幅を明るさ知覚効率の逆数倍にする本リモコン装置は、対象者の視感に合わせた光源の明るさを決定しているといえる。従って、本リモコン装置で行われる処理は、光源明るさ決定方法の一部を実施していることになる。
After S404 (during the normal mode), S408, and S412, the control unit 10 outputs the acquired pulse width command value to the pulse width control circuit 32, and performs illumination / display processing similar to S112 in FIG. S416). Then, the LED 34 that emits light at the standard brightness is changed to the brightness determined for the elderly when the elderly mode is selected, and when the one-type two-color sense mode is selected, the one-type two-color sense is selected. It is changed to the brightness determined for the person.
From the above, it can be said that this remote control device that makes the pulse width of the PWM signal a reciprocal of the brightness perception efficiency determines the brightness of the light source in accordance with the visual perception of the subject. Therefore, the process performed by the remote control device is a part of the light source brightness determination method.
図16は、第三の実施形態に係るリモートコントロールシステム101の電気回路の概略を例示するブロック図である。本実施形態のリモコン装置(表示装置)102は、パルス幅制御回路32が無く、発光するLED34の明るさは変わらない。そこで、上述した光源明るさ決定方法で決定される対象者用の明るさに最も近い明るさのLED34を複数のLEDの中から選択し、該選択したLED34をリモコン装置102に装着して発光させることにしている。 FIG. 16 is a block diagram illustrating an outline of an electric circuit of the remote control system 101 according to the third embodiment. The remote control device (display device) 102 of this embodiment does not have the pulse width control circuit 32, and the brightness of the LED 34 that emits light does not change. Therefore, the LED 34 having the brightness closest to the brightness for the subject determined by the above-described light source brightness determination method is selected from a plurality of LEDs, and the selected LED 34 is attached to the remote control device 102 to emit light. I have decided.
図17は、第三の実施形態に係るリモコン装置102の光源発光方法を模式的に示している。
本光源発光方法を実施するために、まず、光源明るさデータベースDB2をコンピュータ80等に作成しておく。光源明るさデータベースDB2には、光源毎にピーク波長、半値全幅、等の光学特性のデータを格納しておくとともに、リモコン装置102に装着したときの光源の明るさを表すデータBi(例えば光度)を格納しておく。データBiは、光源の光学特性データに含まれる光度から求められるデータでもよいし、リモコン装置102に設ける電気回路に光源を装着して得られる実測データでもよい。
FIG. 17 schematically shows a light source emission method of the remote control device 102 according to the third embodiment.
In order to implement this light source emission method, first, the light source brightness database DB2 is created in the computer 80 or the like. The light source brightness database DB2 stores data of optical characteristics such as peak wavelength and full width at half maximum for each light source, and data B i (for example, luminous intensity) representing the brightness of the light source when mounted on the remote control device 102. ) Is stored. The data B i may be data obtained from the light intensity included in the optical characteristic data of the light source, or may be actual measurement data obtained by mounting the light source on an electric circuit provided in the remote control device 102.
上述した光源明るさ決定方法で対象者の明るさ知覚効率BPEが求められ、対象者の視感に合わせたLEDの明るさBm_o=Bm/BPEが決まると、まず、光源明るさデータベースDB2を検索する。ここで、Bmは、標準の使用者に合わせて設定された標準の明るさを表す値である。検索の際には、標準の使用者用のLEDと同系統の色のLEDを検索する。従って、光源明るさデータベースDB2にある同系統の色のLEDの中から明るさBm_oに最も近い明るさを選択する。次に、選択したLEDをリモコン装置102に装着する。これにより、リモコン装置102が対象者用となる。
対象者用のリモコン装置102のLED34を発光させると、対象者がLED34を見たときに標準の使用者が標準の使用者用のリモコン装置に装着されたLEDを見たときに感じる明るさに近づいている。
When the subject's brightness perception efficiency BPE is obtained by the above-described light source brightness determination method and the LED brightness B m — o = B m / BPE is determined in accordance with the subject's visual perception, first, the light source brightness database DB2 Search for. Here, B m is a value representing standard brightness set in accordance with a standard user. When searching, an LED having the same color as the standard user LED is searched. Accordingly, the brightness closest to the brightness B m_o is selected from the LEDs of the same color in the light source brightness database DB2. Next, the selected LED is mounted on the remote control device 102. As a result, the remote control device 102 is for the target person.
When the LED 34 of the remote control device 102 for the target person is caused to emit light, the brightness felt when the standard user sees the LED mounted on the remote control device for the standard user when the target person sees the LED 34. It is approaching.
第三の実施形態によると、光源の明るさを変える回路を設けなくても、高齢者や色弱者といった対象者に視感に合わせた明るさで表示装置の光源を発光させることが可能となる。 According to the third embodiment, it is possible to cause the light source of the display device to emit light with brightness according to visual perception to the target person such as an elderly person or a color weak person without providing a circuit that changes the brightness of the light source. .
図18は、第四の実施形態に係るリモコン装置(表示装置)202の外観を示している。本リモコン装置202は、液晶パネル220に位置入力装置222を組み合わせたタッチパネルが前面に設けられている。液晶パネル220の液晶表示面221には、第一の実施形態と同様の機能を有する各種操作ボタン23a〜23e,24a〜24cや、第一の実施形態のLED34bに対応する複数の表示領域221aが設けられている。各表示領域221aは、リモコン装置2を操作するときの位置(例えば50cm離れた距離)から見て視野角が2°未満の狭い表示面積とされている。操作ボタン23a〜23e,24a〜24cの機能は、液晶表示面221の対応する位置が押されたことを検出する位置入力装置222により実現される。 FIG. 18 shows the appearance of a remote control device (display device) 202 according to the fourth embodiment. The remote control device 202 is provided with a touch panel in which a position input device 222 is combined with a liquid crystal panel 220 on the front surface. On the liquid crystal display surface 221 of the liquid crystal panel 220, various operation buttons 23a to 23e and 24a to 24c having functions similar to those of the first embodiment and a plurality of display areas 221a corresponding to the LEDs 34b of the first embodiment are provided. Is provided. Each display area 221a has a narrow display area with a viewing angle of less than 2 ° when viewed from a position when the remote controller 2 is operated (for example, a distance of 50 cm). The functions of the operation buttons 23a to 23e and 24a to 24c are realized by the position input device 222 that detects that the corresponding position of the liquid crystal display surface 221 is pressed.
図19に示すリモートコントロールシステム201のように、リモコン装置202は、コントロールユニット10に液晶ドライバ228、位置入力装置222及び光源明るさ可変手段31が接続されている。
液晶ドライバ228は、コントロールユニット10の制御に従って液晶パネル220を駆動し、液晶表示面221に操作ボタン23a〜23e,24a〜24cや表示領域221aを表示させる。液晶パネル220は、位置入力装置222が設けられるとともに、背後からバックライト(光源)234の光が照射されるようになっている。位置入力装置222は、タッチパッド等を用いることができる。
As in the remote control system 201 shown in FIG. 19, in the remote control device 202, the liquid crystal driver 228, the position input device 222, and the light source brightness varying means 31 are connected to the control unit 10.
The liquid crystal driver 228 drives the liquid crystal panel 220 according to the control of the control unit 10 to display the operation buttons 23a to 23e, 24a to 24c and the display area 221a on the liquid crystal display surface 221. The liquid crystal panel 220 is provided with a position input device 222 and is irradiated with light from a backlight (light source) 234 from behind. As the position input device 222, a touch pad or the like can be used.
光源明るさ可変手段31の光源駆動回路33には、バックライト234が接続されている。バックライト234は、赤色用チップと緑色用チップと青色用チップとを組み込んだ白色LEDであるものとする。このバックライト234は、第一の実施形態のLED34と同様、光源駆動回路33からパルス状の電流を入力して発光する。この電流は、コントロールユニット10からのパルス幅指令値に対応したパルス幅となる。光源駆動回路33にPWM信号を供給するパルス幅制御回路32は、コントロールユニット10からパルス幅指令値を入力し、このパルス幅指令値に対応したパルス幅のPWM信号を生成する。従って、バックライト234からの光が照射される液晶表示面221は、PWM信号のデューティ比が大きくなるほど明るくなり、PWM信号のデューティ比が小さくなるほど暗くなる。液晶表示面221を透過する光の透過特性の影響が小さければ、液晶表示面221は、PWM信号のデューティ比にほぼ比例した明るさになる。 A backlight 234 is connected to the light source driving circuit 33 of the light source brightness varying means 31. The backlight 234 is assumed to be a white LED in which a red chip, a green chip, and a blue chip are incorporated. Similar to the LED 34 of the first embodiment, the backlight 234 emits light by inputting a pulsed current from the light source driving circuit 33. This current has a pulse width corresponding to the pulse width command value from the control unit 10. A pulse width control circuit 32 that supplies a PWM signal to the light source drive circuit 33 inputs a pulse width command value from the control unit 10 and generates a PWM signal having a pulse width corresponding to the pulse width command value. Accordingly, the liquid crystal display surface 221 irradiated with the light from the backlight 234 becomes brighter as the duty ratio of the PWM signal increases, and becomes darker as the duty ratio of the PWM signal decreases. If the influence of the transmission characteristics of the light transmitted through the liquid crystal display surface 221 is small, the liquid crystal display surface 221 has a brightness substantially proportional to the duty ratio of the PWM signal.
そこで、第一の実施形態と同様にして対象者の明るさ知覚効率BPEに基づいて、標準の使用者に合わせて設定された標準の明るさを基準として明るさ知覚効率の逆数1/BPEに応じて変えた明るさをバックライト234の明るさとして決定してもよい。例えば、バックライト234の標準の明るさを若年三色覚者に合わせて輝度L(cd/m2)と設定すると、対象者の視感に合わせたバックライト234の明るさは、輝度Lo(cd/m2)=L/BPE(cd/m2)とすることができる。むろん、バックライトの光度、光束、照度、等を用いて対象者の視感に合わせたバックライトの明るさを決定してもよい。
決定されるバックライト234の明るさは、この明るさで照射される液晶表示面221を対象者が見たときに標準の使用者が標準の明るさのバックライト234で照射される液晶表示面221を見たときに感じる明るさに近づいている。従って、色が変わらなくても、高齢者や色弱者といった対象者は液晶表示面221の表示領域221aを視認し易くなる。
Therefore, in the same manner as in the first embodiment, based on the brightness perception efficiency BPE of the subject, the reciprocal 1 / BPE of the brightness perception efficiency is set based on the standard brightness set for the standard user. The brightness changed accordingly may be determined as the brightness of the backlight 234. For example, if the standard brightness of the backlight 234 is set to the luminance L (cd / m 2 ) in accordance with the young tri-colored person, the brightness of the backlight 234 in accordance with the subject's visual perception is the luminance L o ( cd / m 2 ) = L / BPE (cd / m 2 ). Of course, the brightness of the backlight may be determined in accordance with the visual perception of the subject using the brightness, luminous flux, illuminance, and the like of the backlight.
The determined brightness of the backlight 234 is the liquid crystal display surface that a standard user irradiates with the backlight 234 having the standard brightness when the subject looks at the liquid crystal display surface 221 irradiated with this brightness. It is close to the brightness you feel when you look at 221. Therefore, even if the color does not change, a subject such as an elderly person or a color weak person can easily view the display area 221a of the liquid crystal display surface 221.
以上より、高齢者や色弱者といった対象者に対して色を変えずにバックライトによる表示装置の表示を視認させ易くすることが可能となり、幅広いユーザーの色覚特性を考慮したカラーユニバーサルデザインの実現が容易となる。
上述したバックライトは3色LED方式の光源であるものとして説明したが、青色用チップと蛍光体を用いた青黄色系疑似白色発光ダイオード等のバックライトを用いることも可能である。疑似白色発光ダイオード等のバックライトも、その分光放射強度の関数を用意すれば、明るさ知覚効率を求めることができ、対象者の視感に合わせたバックライトの明るさを定量的に決定することができる。
From the above, it is possible to make it easier for the subject, such as the elderly and the color-blind, to visually recognize the display on the display device using the backlight without changing the color, and to realize a color universal design that takes into account the color vision characteristics of a wide range of users It becomes easy.
Although the above-described backlight has been described as a light source of a three-color LED system, a backlight such as a blue-yellow pseudo white light emitting diode using a blue chip and a phosphor can also be used. For backlights such as pseudo-white light emitting diodes, the brightness perception efficiency can be obtained if a function of the spectral radiant intensity is prepared, and the brightness of the backlight is quantitatively determined according to the visual perception of the subject. be able to.
なお、広い面積の(視野角2°以上の)単色光源に対して明るさを評価する場合、JIS S0031:2004の附属書2(参考)に示されている明るさ分光視感効率Vb(λ)を用いることが提案されている。そこで、光源が単色光で広い視野角を持つ場合には、上述した分光視感効率Vo(λ)の代わりにJIS S0031:2004附属書2(参考)に準拠した明るさ分光視感効率Vb(λ)を用いてもよい。 When evaluating the brightness for a monochromatic light source having a wide area (viewing angle of 2 ° or more), the brightness spectral luminous efficiency V b (shown in Appendix 2 (reference) of JIS S0031: 2004). It has been proposed to use λ). Therefore, when the light source is monochromatic light and has a wide viewing angle, the brightness spectral luminous efficiency V in accordance with JIS S0031: 2004 Annex 2 (reference) is used instead of the spectral luminous efficiency V o (λ) described above. b (λ) may be used.
ここで、単色光源のピーク波長をλp(nm)、このピーク波長に対応した半値全幅をΔd(nm)、波長λの関数とされた単色光源の分光放射強度をI(λ)、波長λの関数とされた標準とする明るさ分光視感効率をVb(λ)、波長λの関数とされた対象者の明るさ分光視感効率をVb_o(λ)、標準とする明るさ分光視感効率Vb(λ)が最大となる波長における視感効果度をkm、対象者の明るさ分光視感効率Vb_o(λ)が最大となる波長における視感効果度をkm_o、とすると、明るさ知覚効率BPEは、以下の式で表される。
上記式(12)は、視感効率の比ILu_o/ILuを簡略化した式となる。従って、式(12)に従って明るさ知覚効率BPFを求めることは、本発明にいう、標準の視感効率ILuと対象者の視感効率ILu_oとの比を求めることに含まれる。
Here, the peak wavelength of the monochromatic light source is λ p (nm), the full width at half maximum corresponding to this peak wavelength is Δd (nm), the spectral radiant intensity of the monochromatic light source as a function of the wavelength λ is I (λ), and the wavelength λ V b (λ) is the standard brightness spectral luminous efficiency as a function of V b_o (λ), the brightness spectral luminous efficiency of the subject as a function of wavelength λ, and the standard brightness spectrum luminous efficiency V b (λ) k a luminous effect at a wavelength which is maximized m, subject brightness spectral luminous efficiency V b_o (λ) k m_o a luminous effect at a wavelength which is maximum, Then, the brightness perception efficiency BPE is expressed by the following equation.
The above expression (12) is an expression obtained by simplifying the luminous efficiency ratio I Lu — o / I Lu . Therefore, obtaining the brightness perception efficiency BPF according to the equation (12) is included in obtaining the ratio between the standard luminous efficiency I Lu and the subject's luminous efficiency I Lu_o according to the present invention.
むろん、明るさ分光視感効率Vb(λ)を用いて視野角の広い光源の明るさを決定するのは、明るさを非常に厳密に評価したい場合である。従って、ここまで厳密に明るさを評価する必要が無い場合には、第一の実施形態で示した分光視感効率を用いて視野角の広い光源の明るさを決定してもよい。 Of course, the brightness of the light source having a wide viewing angle is determined using the brightness spectral luminous efficiency V b (λ) when the brightness is to be evaluated very strictly. Therefore, when it is not necessary to strictly evaluate the brightness so far, the brightness of the light source having a wide viewing angle may be determined using the spectral luminous efficiency shown in the first embodiment.
なお、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる装置及び方法でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、本発明は、上述した実施形態や変形例に限られず、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。
Note that the above-described basic actions and effects can be obtained even with an apparatus and method that have only the constituent elements according to the independent claims without the constituent elements according to the dependent claims.
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and the configurations disclosed in the above-described embodiments and modifications are mutually replaced or the combination is changed, the known technology, and the above-described configurations. Configurations in which the respective configurations disclosed in the embodiment and the modified examples are mutually replaced or combinations are changed are also included.
1,101,201…リモートコントロールシステム、
2,102,202…リモートコントロール装置(表示装置)、
10…コントロールユニット、24a〜24c…モード切替ボタン、
31…光源明るさ可変手段、32…パルス幅制御回路、33…光源駆動回路、
34…発光ダイオード(光源)、
220…液晶パネル、234…バックライト(光源)、
DB1…明るさ知覚効率データベース。
1, 101, 201 ... remote control system,
2, 102, 202 ... remote control device (display device),
10 ... Control unit, 24a-24c ... Mode switching button,
31 ... Light source brightness variable means, 32 ... Pulse width control circuit, 33 ... Light source drive circuit,
34 ... Light emitting diode (light source),
220 ... Liquid crystal panel, 234 ... Back light (light source),
DB1 ... Brightness perception efficiency database.
Claims (4)
(A)光の波長をλ、該波長λの関数とされた前記光源の分光放射強度をI(λ)、前記波長λの関数とされた前記対象者の分光視感効率をVo(λ)、前記波長λの関数とされた標準とする分光視感効率をV(λ)、該標準とする分光視感効率V(λ)が最大となる波長における視感効果度をkm、前記対象者の分光視感効率Vo(λ)が最大となる波長における視感効果度をkm_o、可視放射の短波長側の波長をλS、可視放射の長波長側の波長をλLとするとき、標準の視感光度
(B)前記ステップ(A)で求めた値に基づいて、前記標準の明るさを基準として前記ILu_oに対する前記ILuの比ILu/ILu_oに応じて変えた明るさを前記光源の明るさとして決定するステップと
を備えることを特徴とする表示装置の光源明るさ決定方法。 A light source brightness determination method for a display device that determines the brightness of the light source according to the visual perception of a subject with reference to a standard brightness set for a standard user for the light source of the display device,
(A) The wavelength of light is λ, the spectral radiant intensity of the light source as a function of the wavelength λ is I (λ), and the spectral luminous efficiency of the subject as a function of the wavelength λ is V o (λ ), a spectral luminous efficiency and has been standardized as a function of the wavelength lambda V (lambda), the luminous efficacy at a wavelength at which the spectral luminous efficiency V to the standard (lambda) is maximum k m, the The visual effect efficiency at the wavelength at which the spectral luminous efficiency V o (λ) of the subject is the maximum is km_o , the wavelength on the short wavelength side of the visible radiation is λ S , and the wavelength on the long wavelength side of the visible radiation is λ L When the standard photosensitivity
(B) Based on the value obtained in the step (A), the brightness changed according to the ratio I Lu / I Lu_o of the I Lu to the I Lu_o with the standard brightness as a reference brightness of the light source And determining the brightness of the light source of the display device.
前記ステップ(A)では、各ピーク波長λpiに対応した標準偏差σiを
In step (A), the standard deviation σ i corresponding to each peak wavelength λ pi is calculated.
前記表示装置に、入力に応じた明るさに変えて前記光源を発光させる光源明るさ可変手段を設け、
前記ステップ(B)で決定された明るさに対応した入力を前記光源明るさ可変手段に対して行うことにより、前記標準の明るさで発光する前記光源の明るさを前記ステップ(B)で決定された明るさに変えることを特徴とする表示装置の光源発光方法。 A light source emission method for a display device that emits the light source at a brightness determined by the light source brightness determination method for a display device according to claim 1 or 2,
The display device is provided with light source brightness variable means for changing the brightness according to the input to emit the light source,
By performing input corresponding to the brightness determined in step (B) to the light source brightness variable means, the brightness of the light source that emits light at the standard brightness is determined in step (B). A light source light emitting method for a display device, characterized in that the brightness is changed to a specified brightness.
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