JP2005323175A

JP2005323175A - 携帯機器

Info

Publication number: JP2005323175A
Application number: JP2004139851A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Sagane; 祥文嵯峨根; Naoto Sugawara; 直人菅原; Kenji Senoo; 賢治妹尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】通常時には所望の色で画像を表示し、周囲が明るい場合に人物等の画像の視認性を向上させる。
【解決手段】
映像信号を所定階調特性に基づいてＲＧＢそれぞれの階調信号に変換して出力する映像信号処理回路１２、この映像信号処理回路１２の出力に基づいて画像表示する表示パネル５、この表示パネル５周辺の明るさを検出する光センサ６を備え、上記映像信号処理回路１２は、中間階調領域にて、最高輝度に対する所定輝度の割合が小さい第１階調特性と、上記最高輝度に対する上記所定輝度の割合が大きい第２階調特性とを有し、通常時は第１の階調特性に基づいて映像信号を変換し、上記光センサ６が所定以上の明るさを検出したときは第２の階調特性に基づいて映像信号を変換する携帯情報機器１。
【選択図】図１

Description

この発明は、画像表示する表示パネルを有する携帯情報機器の画像表示性能に関し、特に、カメラ付き携帯電話機等ユーザが屋内外で画像表示する携帯機器に関する。

近年、携帯電話機は、殆どの機種にカメラが内蔵されており、通話のみならず手軽に持ち運んでカメラ撮影できるようになった。携帯電話機を用いて風景や人物を撮影する場合、撮影した被写体を表示パネルに画像表示し、画像を見ながら撮影が行われる。

しかし、携帯電話機は手軽に持ち運べることから、屋内、屋外を問わずにユーザが好みの場面でカメラ撮影するが、屋外で撮影する場合、太陽光の影響を受け、表示パネルに映し出された画像の視認性が低下することになる。

従来、屋内外で液晶表示装置に画像を表示する画像表示性能について、下記特許文献１に記載されたものがあった。特許文献１に記載された液晶表示装置は、赤、緑、青の各階調特性割合がＸとなる情報を含む映像信号を、夫々ガンマ補正した階調特性割合Ｙ（Ｙ＝Ｘ^α）を示すＲＧＢ信号に変換して透過型液晶表示パネルに入力するものである。また、屋内においては、所望の色に画像を表示できるようにガンマ補正値αを設定すると共に、周囲が明るいことを検出した場合には、そのガンマ補正値αをより大きく設定するものである。
なお、上記階調特性割合Ｘ及びＹは、最大階調Ｌｍａｘに対する所定階調Ｌｎの割合であり、０〜１の範囲で変動する。

このような構成により、上記液晶表示装置は、通常時に所望の輝度で画像を表示できると共に、周囲が明るい場合は、最大階調における輝度を固定したまま、全体的に各階調における輝度を低下させることになる。従って、略白色の背景に黒色の文字が表示されているような画像（例えば文字表示画面）は、屋内でグレーで表示される文字が、屋外で黒色に近づくように補正されて表示され、背景と文字とのコントラストが高まることで画像の視認性が高まる。

特開２００１−２８１６２４号公報

しかし、人物や風景の画像は、完全な白や黒とは異なる中間階調色が多く含まれている。従って、従来技術を用いて人物や風景の画像を表示すると、中間階調色全体の輝度が低下するので画像の明るさが欠乏し、人物や風景の画像が見え難くなる。

そこで、この発明は、人物や風景の画像を、通常時には所望の輝度で画像を表示すると共に、周囲が明るい場合に視認性を高めた画像を表示する携帯機器を得ることを目的にする。

この発明に係る携帯機器は、映像信号を設定された階調特性に基づいてＲＧＢ信号に変換して出力する映像信号処理回路、この映像信号処理回路の出力に基づいて画像表示する表示パネル、この表示パネル周辺の明るさを検出する光センサを備え、上記映像信号処理回路は、中間階調領域において階調割合に対する輝度割合が異なる複数の階調特性を有し、上記光センサが所定以上の明るさを検出したとき階調割合に対する輝度割合が大きい階調特性に基づいて映像信号を変換するように構成したものである。

この発明によれば、屋外で使用した場合に中間階調色の輝度が高まるので、人物や風景といった中間階調色を多く含む被写体を明るく表示することができる。
従って、通常時に画像を幅広い輝度を利用して表示でき、さらに、屋外で、被写体の視認性を高めた携帯機器を得ることができる。

実施の形態１．
図１〜３に基づいて、この発明の実施の形態１に係る携帯機器としての二つ折り携帯電話機の構成を説明する。なお、図１は実施の形態１に係る二つ折り携帯電話機を閉じた状態で一方の面から表した構成図、図２はその携帯電話機１を閉じた状態で図１と異なる他方の面から表した構成図、図３はその携帯電話機を開いた状態で表した構成図である。

携帯電話機１は、上部筐体２に対して下部筐体３の一端がヒンジ４を介して回転可能に取り付けられてなる二つ折り型携帯電話機である。また、上部筐体２の背面には背面液晶表示パネル５が設けられており、背面液晶表示パネル５に近接して明るさを検出する光センサ６が設けられている。また、上部筐体２と下部筐体３を閉じた状態において、下部筐体３の底面に設けられた開口部７に対応する位置に、ヒンジ４の表面に設けられた撮像素子８が配置されるように構成されている。また、撮像素子８はヒンジ４の回転によって、開状態では、メイン液晶表示パネル１０と同一平面上に配置される。なお、下部筐体３の側面にはシャッター９が取り付けられている。また、メイン液晶表示パネル１０に近接して光センサ６ａが取り付けられている。なお、この実施の形態で用いられる背面液晶表示パネル５及びメイン液晶表示パネル１０は、透過型液晶表示パネルで構成されている。

携帯電話機１を閉じた状態においては、開口部７に対応した位置に配置されている撮像素子８で撮像された画像が背面液晶表示パネル５に表示される。一方、携帯電話機１を開いた状態においては、メイン液晶表示パネル１０と同一平面上に配置された撮像素子８で撮像された画像がメイン液晶表示パネル１０に表示される。

図４、図５に基づいて、携帯電話機の回路構成を説明する。なお、図４は携帯電話機１の映像信号の処理に関する回路を示すブロック図、図５は映像信号処理回路１２に入力される信号の階調割合の変化と、この階調割合の変化に応じて背面液晶表示パネル５又はメイン液晶表示パネル１０から出力される光の輝度変化との関係を示す特性図である。

撮像素子８は、各画素毎に、その画素を覆うカラーフィルタに対応する色の受光量を電圧に変換して映像信号として出力し、出力された電圧をＡ／Ｄ変換器１１がデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器１１から出力された映像信号は、映像信号処理回路１２によって赤、緑、青の階調をそれぞれ示すＲＧＢ信号に変換されて、背面液晶表示パネル５又はメイン液晶表示パネル１０に入力される。

また、通常時、光センサ６、６ａからの出力は無信号であり、所定閾値以上の光量を検出した場合に信号を出力し、その検出結果が映像信号処理回路１２に入力される。

また、映像信号処理回路１２は、最高階調に対する、入力された映像信号が示す所定階調の割合Ｘを、次式（１）に従って、最高階調に対する所定階調の割合Ｙを示すＲＧＢ信号に変換して出力する。なお、光センサ６、６ａから信号がない場合は、αにα１（例えばα１＝２．２）を設定して階調を補正したＲＧＢ信号を出力する。
また、映像信号処理回路１２に光センサ６、６ａから信号が入力された場合は、αにα１よりも小さな値α２（例えばα２＝１．７）を設定して階調を補正したＲＧＢ信号を出力する。

Ｙ＝Ｘ^α （１）

また、液晶表示パネル５、１０は、映像信号処理回路１２から出力された映像信号の階調割合に基づいた輝度を出力する。なお、液晶表示パネル５、１０は、階調割合が、２３５／２５５〜２５５／２５５については常に最高の輝度が出力されるように設定する。人物画像については、最高階調が２５５の場合、階調が２３５以上の画素はほとんどないので、階調０〜２３５の範囲で輝度を変動させることで、最高輝度を上昇させることができない場合であっても、十分画像の色を表現することができる。

次に、携帯電話機１の動作について説明する。
携帯電話機１は、屋内で使用するなどの通常時、最高輝度まで利用して画像が表示されるので、通常時に画像を多彩に表示することができる。また、光センサ６、６ａが所定閾値以上の光量を検出することにより信号を出力すると、中間階調領域にて、映像信号が示す階調割合に応じて液晶表示パネル５、１０から出力される輝度が通常時よりも上昇する。そのため、中間階調領域の色を多く含む被写体は明るく表示され、ユーザの視認性が向上する。

また、透過型液晶ディスプレイは、画像の明るさを高めるためには、一般的には補助用ライトの光量を上げる。一方、この実施の形態１に係る携帯電話機１は、補助用ライトの光量を高めずに画像の明るさを高めることができる。そのため、消費電力の節約が可能である。

また、発明者は、太陽光下において、階調毎に出力する輝度を変化させて、液晶表示パネルに表示される画像の視認性を確認する実験を行った。その実験結果を示す図６は、横軸に最高階調に対する所定階調の割合をとる。また、縦軸に、最高階調の時にメイン液晶表示パネル１０が出力する輝度に対する、所定階調の時にメイン液晶表示パネル１０が出力する輝度の割合をとる。また、液晶表示パネル５、１０から出力される輝度が、通常時と比べて、全体的に著しく高い場合、全体的に高い場合、略同等である場合の３つの場合について、各々視認性の確認を行った。

なお、折線グラフに重ねて表示したヒストグラムは、横軸に最高階調に対する所定階調の割合をとり、縦軸に、横軸が示す割合毎に、サンプル画像が有する画素数を示す。なお、サンプル画像は、黒色に近い色のＴシャツを着用し、白粉を比較的多量に塗った日本人女性の胸部から頭部までを示す画像である。

実験の結果、折線ａ、ｂ、ｃの特性を有する携帯電話機１のうち、全体的に輝度割合が高い折線ａの特性を有する携帯電話機１が最も視認性に優れているという結果を得ることができた。また、ヒストグラムでは、白い肌の色に対応して、階調が２１０〜２２０の範囲で画素数のピークが現われているが、上記肌の色に対応する画素については階調が２３５を超えるとほとんど現われない。また、一般的に、黒色に近い色を示す階調はできる限り輝度を落とすことで、他の階調の画素との輝度の差を大きくして視認性をはかるべきであるとされているが、この実験結果によれば、Ｔシャツの黒色に近い色を示す階調２０〜３０の輝度が上昇しているものの、視認性には影響がない。

以上のように、この実施の形態１に係る携帯電話機によれば、通常時に、液晶表示パネル５、１０の輝度を最大限に利用する携帯電話機１にて、補助用ライトの消費電力を高めることなく、また、屋外使用時用に補助用ライトを設けることなく、人物や風景の画像について、太陽光下での視認性を向上させることができる。

さらに、一般的に、人物や風景の画像は被写体によって含まれる階調が広範囲に異なるので、この実施の形態１に係る携帯電話機１によれば、最低階調及び最高階調を除いて輝度割合を高めることにより、どのような人物や風景の画像であっても明るく表示でき、画像の視認性を高めることができる。

さらに、一般的に、人物の画像は、２３５階調以上の画素を、階調変化に応じて輝度変化させなくても十分視認性の良い表示となるので、実施の形態１に係る携帯電話機１によれば、最高階調２５５階調のうち、１階調から２３５階調までの輝度割合を高めることによっても、どのような人物の画像であっても明るく表示することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る携帯電話機を、図７及び図８に基づいて説明する。図７は実施の形態２に係る携帯電話機を示す構成図、図８は実施の形態２に係る携帯電話機の回路図である。

実施の形態１に係る携帯電話機は、光センサが明るい光を検出した場合に階調特性が切り換わるものであったが、実施の形態２に係る携帯電話機では、携帯電話機に取り付けられた特性切換キー１３を押下することによっても、階調特性を切り換えることができることを特徴とする。また、特性切り換えキー１３から階調特性を切り換える旨の信号が出力された場合、特性切り換えキー１３からの信号を、光センサ６、６ａが示す情報よりも優先させて階調特性を決定する。なお、この実施の形態２に係る映像信号処理回路１２は、階調割合に対する輝度割合が異なる階調特性を段階的に４つ有し、階調特性選択部１６から出力される明るさレベルを示す４段階のうちの一のレベルを示す信号に従って、式（１）のαの値を変動させて、上記４つの階調特性のうちの一の階調特性で、映像信号を階調補正してＲＧＢ信号を出力する。

携帯電話機１は、光センサ６、６ａが受光量に応じた電圧を出力し、出力された電圧をＡ／Ｄ変換器１４が４段階のレベルのうちの一のレベルを示す明るさレベル信号に変換して出力する。出力された明るさレベル信号は、明るさレベル格納メモリ１５に保持される。

また、階調特性選択部１６は、定期的に明るさレベル格納メモリ１５にアクセスして、明るさレベル格納メモリ１５に保持されている明るさレベルを映像信号処理回路に出力する。

また、階調特性選択部１６は、特性切り換えキー１３から階調特性切り換え用の信号を受信する。この信号を受信すると、階調特性切り換え部１６は、以降１０分間は明るさレベル格納メモリ１５にアクセスすることを中止すると共に、特性切り換えキー１３から入力された信号に基づき４段階の明るさレベルの一のレベルを選択し、選択した明るさレベルを映像信号処理回路１２に向けて出力する。

なお、携帯電話機１は、明るい場所でメール文章を表示パネル１０に表示することがある。従って、明るい場所で自動的にガンマ補正値が高まることにより文字の視認が困難となる場合がある。

従って、上述したように構成することで、明るい場所で光センサ６、６ａの検出結果に応じて自動的にガンマ補正値が小さくなった場合であっても、ユーザからの入力信号に応じて、ガンマ補正値を大きくすることができ、明るい場所での文字の視認性を高めることができる。

以上説明したように、この実施の形態２に係る携帯電話機によれば、映像信号処理回路が、特性切り換えキー１３で設定される階調を、光センサ６、６ａの検出結果で設定される階調よりも優先するので、光センサ６、６ａの検出結果に応じてガンマ補正値が小さく設定されている場合であっても、ユーザの入力に応じてガンマ補正値を大きくすることができ、表示する画像に応じて視認性が高まる階調特性を選択することができるようになる。

なお、この実施の形態では１０分間、光センサ６、６ａの出力を映像信号処理回路に入力しないようにしているが、１０分間はメールを作成する時間を想定したものであり、ユーザの好みの時間に設定できるようにしても良い。

この発明に係る実施の形態１の携帯電話機を第１方向から示す構成図である。この発明に係る実施の形態１の携帯電話機を第２方向から示す構成図である。この発明に係る実施の形態１の携帯電話機の筐体の開いた状態を示す構成図である。この発明に係る実施の形態１の携帯電話機の回路図である。この発明に係る実施の形態１の携帯電話機について、映像信号の階調割合の変化と、この階調割合の変化に応じた輝度の変化との関係を示す特性図である。視認性の確認を行った実験結果を示す図である。実施の形態２に係る携帯電話機の構成図である。実施の形態２に係る携帯電話機の回路図である。

符号の説明

１：携帯電話機（携帯機器）、
５、１０：背面液晶表示パネル、メイン液晶表示パネル（表示パネル）、
６、６ａ：光センサ、
１２：映像信号処理回路
１３：特性切り換えキー（操作キー）。

Claims

映像信号を設定された階調特性に基づいてＲＧＢ信号に変換して出力する映像信号処理回路、
この映像信号処理回路の出力に基づいて画像表示する表示パネル、
この表示パネル周辺の明るさを検出する光センサを備え、
上記映像信号処理回路は、
中間階調領域において階調割合に対する輝度割合が異なる複数の階調特性を有し、
上記光センサが所定以上の明るさを検出したとき階調割合に対する輝度割合が大きい階調特性に基づいて映像信号を変換することを特徴とする携帯機器。
光センサは少なくとも２段階の明るさを検出するものであり、
映像信号処理回路は、上記光センサの検出する明るさにより、段階的に階調割合に対する輝度割合が大きい階調特性に基づいて映像信号を変換することを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
階調特性を切り換える操作キーを有し、該操作キーが操作されたとき、映像信号処理回路は、上記操作キーにより設定される階調特性を優先し、該階調特性に基づいて映像信号を変換することを特徴とする請求項１記載の携帯機器。