JP2011257496A

JP2011257496A - 画像表示装置、電子機器、画像表示システム、画像表示方法、照明光分布補正装置、照明光分布補正方法、プログラム

Info

Publication number: JP2011257496A
Application number: JP2010130274A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nakamura; 和夫中村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2011-12-22

Abstract

【課題】照明光環境の影響による表示画像の見栄えの変化を緩和する。
【解決手段】表示素子を含む画素が複数配列されている画像表示部１０の背面に、表示面側の被写体を撮像する撮像装置２０を設け、撮像装置２０を画像表示部１０の表示面の照明光の分布を測定する光検知部として利用する。画像表示部１０の表示面には光拡散シート６８を設け、背面と撮像装置２０との間には魚眼レンズなどの集光部２１を設ける。照明光分布補正部３００は、非表示期間に光拡散シート６８に焦点を合わせて撮像装置２０で撮像することで測定された照明光の分布の情報に基づいて、視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように表示データを補正する。補正後の表示データを画像表示部１０に供給して画像表示を行なう。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像表示装置、電子機器、画像表示システム、画像表示方法、照明光分布補正装置、照明光分布補正方法、プログラムに関する。より詳細には、表示画像の見栄えを改善する技術に関する。

画素の表示素子として、印加される電圧や流れる電流によって輝度が変化する電気光学素子を用いた表示装置がある（特許文献１，２などを参照）。たとえば、印加される電圧によって輝度が変化する電気光学素子としては液晶表示素子が代表例であり、流れる電流によって輝度が変化する電気光学素子としては、有機エレクトロルミネッセンス（Organic Electro Luminescence, 有機ＥＬ, Organic Light Emitting Diode, OLED；以下、有機ＥＬと記す）素子が代表例である。後者の有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置は、画素の表示素子として、自発光素子である電気光学素子を用いたいわゆる自発光型の表示装置である。

特開２００５−１７６１５１号公報特開２００５−０１０４０７号公報

しかしながら、画像表示部の表示面を照射している照明光の映り込みの影響が視認される表示画像に現われ見栄えが異なってしまう問題が発生することが分かった。たとえば、照明光の色味や表示装置のどの方向から照明光を照らしているかで、表示画像の見かけ上の輝度や色味が漸次変化する。つまり、照明光の方向、強度、色などにより表示画像の見かけ上の見栄えが変わる問題がある。

この対策として、たとえば、照明光の強度や色度を測定するために表示領域外部にセンサを設けて、センサで検知された情報を元に画像信号を調整することが考えられる。しかしながら、この方法では、表示面上（つまり個々の表示画素位置）での照明光分布を知ることはできず、個々の表示画素位置での照明光分布の影響が緩和されるように調整するということは困難であり、画面全体としての調整に留まらざるを得ない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、照明光環境の影響による表示画像の見栄えの変化を緩和することのできる仕組みを提供することを目的とする。特に、個々の表示画素位置での照明光分布の影響を緩和することのできる仕組みを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、表示素子を含む画素が複数配列されており、背面側に画像表示部に設けられている光透過部を通して画像表示部の表示面の照明光の分布を測定する照明光分布測定部が配置可能になっている画像表示部と、照明光分布測定部で測定された照明光の分布の情報に基づいて視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように表示データを補正する照明光分布補正部と、を備えるものとした。

要するに、画像表示部の表示面の照明光分布の情報を画像表示部の背面側から測定し、その測定情報に基づいて、表示画像の見栄えが本来の表示データと整合するように（照明光の影響が抑制されるように）表示データを補正してから表示を行なうものである。

好ましくは、表示面側の被写体を撮像する撮像部（撮像装置）を画像表示部の背面側に設け、撮像部を画像表示部の表示面の照明光の分布を測定する光検知部として利用するとよい。

好ましくは、表示面には、照明光を拡散させる手段を設けるとよい。また、好ましくは、画像表示部と照明光分布測定部との間に、画像表示部の照明光の分布を表す光を照明光分布測定部に集光する集光部を配置するとよい。

本発明の一態様によれば、画像表示部の表示面に映り込む照明光の影響が視認画像において少なくなるように表示データを補正することができる。この際に、画像表示部の背面側から表示面の照明光分布を測定するので、個々の表示画素位置での照明光分布の影響が緩和されるように表示データを補正することができる。

図１は、本実施形態の画像表示装置および画像表示システムの概念図である。図２は、画像表示部を構成する複数の画素の最も典型的な配置の模式的図である。図３は、画像表示部の詳細を説明する図である。図４は、第１実施形態の画像表示装置のブロック図である。図５は、第１実施形態の画像表示システムのブロック図である。図６は、第２実施形態の画像表示装置のブロック図である。図７は、第２実施形態の画像表示システムのブロック図である。図８は、照明光分布補正処理の第１例を説明するフローチャートである。図９は、照明光分布補正処理の第２例を説明するフローチャートである。図１０は、本実施形態の画像表示装置が適用される電子機器の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。各機能要素について実施形態別に区別する際には、Ａ，Ｂ，…などのように大文字の英語の参照子を付して記載し、特に区別しないで説明する際にはこの参照子を割愛して記載する。図面においても同様である。各実施形態における種々の数値や材料は例示であり、それらに限定されるものではない。

説明は以下の順序で行なう。
１．基本概念（全体概要、画像表示部、光透過領域、撮像装置）
２．装置およびシステムの構成（全体概要、画像表示部の断面構造）
３．照明光分布補正に対応した構成（第１実施形態、第２実施形態）
４．照明光分布補正処理（第１例、第２例、対比）
５．電子機器のモニタ装置の代替

＜基本概念＞
［全体概要］
本実施形態の撮像装置付き画像表示装置（以下単に「画像表示装置」と記す）にあっては、画像表示部の背面に、表示面側の照明光分布（強度や色味の分布）を測定する照明光分布測定部を設ける。

照明光分布を精度よく測定するべく、表示面は、画像表示に悪影響を与えない範囲で、照明光を拡散させる手段を設けておく（光拡散効果を持つようにしておく）とよい。表示面に光拡散効果を持たせるには、たとえば光拡散部材を表示面に配設してもよいし、化学処理その他の手法で表示面にいわゆるノングレア処理を施してもよい。

照明光分布測定部としては、たとえば、照明光の強度や色度を測定可能な光検知部（センサ：たとえばいわゆるホワイトバランスセンサなど）を設け、画像表示部の光検知部と対応する光透過領域部分に微小な光透過部を設けることが考えられる。このような光検知部を背面の一カ所に設ける場合は表示面全体の照明光分布を測定できるように集光手段を設けるのがよい。また、光検知部を、表示面について均一に散在するように複数箇所に設けることも考えられる。この場合、各箇所の光検知部で取得される測定情報を元に、表示面における照明光の強度や色度の分布を補間演算で見積もることになる。

好ましくは、照明光分布測定部としては、画像表示部の背面に撮像装置（あるいは撮像部：以下同様）を配置し、画像表示部の撮像装置と対応する光透過領域部分に、微小な光透過部を設けることが考えられる。このような形態の画像表示装置では、画像表示部の光透過部を通して表示面側の照明光分布（強度や色味の分布）を測定する。換言すると、表示装置の背面に設けた撮像装置を、表示面側の被写体を撮像するというだけでなく、照明光の強度や色度を測定するための光検知部として利用するという意味である。

この場合の照明光分布測定用の光透過部としては表示用の開口部を利用することが考えられるし、表示用の開口部とは別に照明光分布測定用の光透過部を画像表示部の複数箇所に設け、各光透過領域部分に微小な光透過部を設けることが考えられる。何れでも、各箇所の光透過部を通過する光を撮像装置に集光した測定情報を元に、表示面における照明光の強度や色度の分布を補間演算で見積もることになる。

そして、撮像装置などの光検知部で取得された照明光の強度や色度の分布情報を元にして、照明光環境の影響による表示画像の見栄えの変化が緩和されるように、特に、個々の表示画素位置での照明光分布の影響が緩和されるように、表示データを調整する。

たとえば、背面に設けた撮像装置などの光検知部で画像表示前に表示装置の表示面での照明光の強度および色度の分布を予め測定しておき、予め決められた記憶装置に記憶する。そして、画像表示時には、画記憶してある照明光の強度および色度の分布の影響が見かけ上なくなるように、画像表示装置に入力される元の画像データを補正（調整）して画像表示を行なう。つまり、表示画像の見かけ上の輝度や色度が一定となるように、表示データを補正する。このような補正手法をオフライン制御による照明光分布補正と称する。

あるいは、撮像装置などの光検知部で画像表示ごとに表示装置の表示面での照明光の強度および色度の分布をリアルタイムで測定し、その測定情報に基づき表示データをリアルタイムで補正（調整）するようにしてもよい。このような補正手法をリアルタイム制御による照明光分布補正と称する。

照明光分布を測定する際には、画像表示が測定に悪影響を与えないようにすることが好ましく、画像表示を行なっていない期間（非画像表示期間とも称する）に測定するのがよい。ここで、非画像表示期間としては、電源投入直後などの画像表示装置による表示が起動していない期間を利用する第１の手法が考えられるし、また、表示開始後においては、表示フレーム間の非表示期間（いわゆる垂直ブランキング期間）や表示フレーム内の非表示期間（いわゆる水平ブランキング期間）などを利用する第２の手法も考えられる。第１の手法はオフライン制御による照明光分布補正に適用するのが好適であり、また、第２の手法はリアルタイム制御による照明光分布補正に適用するのが好適である。

このようにして、本実施形態の画像表示装置では、画像表示部の裏面に撮像装置を配置し、画像表示されていない期間に撮像装置で表示装置の表示面における照明光の強度および色度の分布を測定する。そして、画像表示時には、画像表示装置に入力される元の映像データの輝度および色度を計算し、撮像装置で取得した照明光の強度および色度の分布情報を元に、照明光の影響をなくすように映像データを補正し画像表示を行なうことで、見かけ上、高品位な画像が表示されるようにする。

以下、個別の構成要素の概要について説明する。

［画像表示部］
本実施形態の画像表示装置に用いる画像表示部は、画素（の表示部分）の隙間に光透過部を形成できればよく、印加される電圧や流れる電流によって輝度が変化する電気光学素子を画素の表示素子として用いたものであれば何でもよい。

何れの方式の画像表示装置であっても、好ましくは、表示面側には、表示面（パネル）外から照射される照明光を拡散させパネル表面での照明光の分布をより適切に得るために、照明光を拡散させる光学部材（たとえば、完全拡散板、光拡散シート）を設けるとよい。ただしその場合、このような光拡散効果を持つ光学部材を表示面側に設けることで表示画像が暈けるなどの悪影響が許容される程度の光拡散効果を持つものとするとよい。

たとえば、印加される電圧によって輝度が変化する電気光学素子としては液晶表示素子が代表例であり、流れる電流によって輝度が変化する電気光学素子としては、有機エレクトロルミネッセンス（Organic Electro Luminescence, 有機ＥＬ, Organic Light Emitting Diode, OLED；以下、有機ＥＬと記す）素子が代表例である。後者の有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置は、画素の表示素子として、自発光型の発光素子（自発光素子）を用いたいわゆる自発光型の表示装置である。一方、液晶表示装置を構成する液晶表示素子は、外部からの光（前面や背面からの光、前面の場合は外光でもよい）の通過を制御するものであり、画素が発光素子を含むものではない。

たとえば、近年、フラットパネル表示装置（ＦＰ表示装置）として、有機ＥＬ表示装置に関心が高まっている。現在、ＦＰ表示装置として液晶表示装置（ＬＣＤ）が主流を占めているが、自発光デバイスではなく、バックライトや偏光板などの部材を必要とする。それ故、ＦＤ表示装置の厚さが増す、輝度が不足するなどの問題点がある。一方、有機ＥＬ表示装置は自発光デバイスであり、バックライトなどの部材が原理的に不要であり、薄型化、高輝度であるなど、ＬＣＤと比較して多数の利点を有する。特に、各画素にスイッチング素子を配したアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置は、各画素をホールド点灯させることで消費電流を低く抑えることができ、しかも、大画面化および高精細化が比較的容易に行なえることから、各社で開発が進められており、次世代ＦＰ表示装置の主流になると期待されている。

自発光型の表示装置としては、有機ＥＬ表示装置の他に、プラズマ表示装置（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）、電界放出型表示装置（ＦＥＤ：Field Emission. Display ）、表面伝導型電子放出素子表示装置（ＳＥＤ：Surface-conduction Electron-emitter Display ）などがあり、これらも本実施形態の画像表示部に適用できる。

ただし、本実施形態の画像表示装置としては、画像表示部の発光素子は自発光型の発光素子であることが望ましく、さらには有機ＥＬ素子からなる形態とすることがより好ましい。発光素子を有機ＥＬ素子から構成する場合、有機ＥＬ素子を構成する有機層（発光部）は有機発光材料からなる発光層を備えているが、具体的にはたとえば、正孔輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造、正孔輸送層と電子輸送層を兼ねた発光層との積層構造、正孔注入層と正孔輸送層と発光層と電子輸送層と電子注入層との積層構造から構成することができる。

電子輸送層、発光層、正孔輸送層および正孔注入層を「タンデムユニット」とする場合、有機層は、第１のタンデムユニット、接続層、および、第２のタンデムユニットが積層された２段のタンデム構造も有していてもよく、さらには、３つ以上のタンデムユニットが積層された３段以上のタンデム構造も有していてもよい。これらの場合、発光色を赤色、緑色、青色と各タンデムユニットで変えることで、全体として白色を発光する有機層を得ることができる。

有機層の厚さの最適化を図ることで、たとえば、第１電極と第２電極との間で発光層において発光した光を共振させ、この光の一部を第２電極を介して外部に出射する構成とすることもできる。

本実施形態の画像表示装置において画像表示部の発光素子を有機ＥＬ素子とする場合、第１基板、第１基板上に設けられた駆動回路、駆動回路を覆う層間絶縁層、層間絶縁層上に設けられた発光部、発光部上に設けられた保護層、保護層上に設けられた遮光層、および、保護層および遮光層を覆う第２基板、を備えている形態とすることができる。

さらに、各画素は、駆動回路および発光部を備えており、遮光層には、開口部が設けられており、開口部、並びに、開口部の下方に位置する保護層の部分および層間絶縁層の部分によって光透過部が構成されており、第２基板と対向しない第１基板の面の側に、撮像装置が配置されている形態とすることができる。

ここで、画素の配列として、たとえば、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、デルタ配列、レクタングル配列を挙げることができる。また、第１基板や第２基板として、高歪点ガラス基板、ソーダガラス（Ｎａ₂Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ₂）基板、硼珪酸ガラス（Ｎａ₂Ｏ・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂）基板、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）基板、鉛ガラス（Ｎａ₂Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ₂）基板、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成されたシリコン基板、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に例示される有機ポリマー（高分子材料から構成された可撓性を有するプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板といった高分子材料の形態を有する）を挙げることができる。

駆動回路は、たとえば、１または複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などから構成すればよい。層間絶縁層の構成材料として、ＳｉＯ₂、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低融点ガラス、ガラスペーストといったＳｉＯ₂系材料；ＳｉＮ系材料；ポリイミドなどの絶縁性樹脂を、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。画素を有機ＥＬ素子から構成する場合、発光部は上述した通りである。保護膜を構成する材料として、発光部で発光した光に対して透明であり、緻密で、水分を透過させない材料を用いることが好ましく、具体的には、たとえば、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ）、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ_1-xＮ_x）、アモルファス酸化シリコン（α−Ｓｉ_1-yＯ_y）、アモルファスカーボン（α−Ｃ）、アモルファス酸化・窒化シリコン（α−ＳｉＯＮ）、Ａｌ₂Ｏ₃を挙げることができる。遮光膜（ブラックマトリクス）は周知の材料から構成すればよい。必要に応じて、カラーフィルタを設けてもよい。

画像表示部は、表示素子（発光素子）を含む画素ユニットを複数配置してなるが、ここで、画素ユニットの数を（Ｍ，Ｎ）で表したとき、ＶＧＡ（６４０，４８０）、Ｓ−ＶＧＡ（８００，６００）、ＸＧＡ（１０２４，７６８）、ＡＰＲＣ（１１５２，９００）、Ｓ−ＸＧＡ（１２８０，１０２４）、Ｕ−ＸＧＡ（１６００，１２００）、ＨＤ−ＴＶ（１９２０，１０８０）、Ｑ−ＸＧＡ（２０４８，１５３６）の他、（１９２０，１０３５）、（７２０，４８０）、（８５４，４８０）、（１２８０，９６０）など、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。

カラー表示を行なう画像表示部において、１つの画素ユニットは、たとえば、赤（Ｒ）色成分を表示する赤色画素、緑（Ｇ）色成分を表示する緑色画素、および、青（Ｂ）色成分を表示する青色画素の３種の画素から構成される。あるいは、これらの３種の画素に加え、輝度向上のために白色光を表示する画素、色再現範囲を拡大するために補色を表示する画素、色再現範囲を拡大するためにイエローを表示する画素、色再現範囲を拡大するためにイエローおよびシアンを表示する画素など、４種あるいはそれ以上の画素から構成することもできる。

本実施形態の画像表示装置は、電子機器の一例であり、表示パネル部分の裏面側に撮像装置などの照明光分布を測定する光検知部を配置できるようになっていればよく、光検知部（撮像装置など）が着脱可能なものでもよいし、固定的に装着されたものでもよい。

画像表示装置は、たとえば、パーソナルコンピュータを構成するモニタ装置の代替として使用することができるし、ノート型パーソナルコンピュータに組み込まれたモニタ装置の代替として使用することができる。さらには、携帯電話やＰＤＡ（携帯情報端末，Personal Digital Assistant）、ゲーム機器に組み込まれたモニタ装置、従来のテレビジョン受像機の代替として使用することもできる。

［光透過領域］
本実施形態の画像表示装置の画像表示部に設ける光透過領域は、撮像装置などの光検知部が配設される部分と対応した部分に形成されていればよい。そして、光透過領域には、表示面側の光が通過する微小な開口部が形成された光透過部を好ましくは複数設ける。

たとえば、撮像装置を、表示面側の被写体を撮像するとともに照明光分布測定部の光検知部としても使用する場合、少なくとも２つ以上（より好ましくは最低でも中央と四隅など表示領域周辺）の画素の周囲に設けられた光透過部を通過した光が撮像装置に集光されるようにする。正確に像を撮像装置に結ぶために高精度の微小レンズを必要とせず、撮像装置付き画像表示装置の製造コストの増加を招くことがないし、撮像装置に十分な光量の光を集光させることができる。

光透過領域を構成する光透過部の外形形状は、本質的には任意であり、長方形や正方形といった四角形を挙げることができる。また、光透過部の外形形状は、たとえば、「Ｌ」字形状（光透過部が画素の境界に相当する辺の内の連続する２辺に設けられている形態）、「コ」の字形状（光透過部が画素の境界に相当する辺の内の連続する３辺に設けられている形態）、「ロ」の字形状（光透過部が画素の境界に相当する辺の全てに設けられている形態）、井桁状の形状（光透過部が画素の境界に相当する辺の全てに設けられており、かつ隣接する画素の間に共通して設けられている形態）を例示することもできる。

［撮像装置］
本実施形態の画像表示装置において、照明光分布測定部の光検知部として撮像装置（撮像部）を使用する場合、撮像装置は、画像表示部の背面側に配置されていればよいが、画像表示部の中央部に配置されていることが好ましい。撮像装置は、１個であってもよいし、複数個であってもよい。撮像装置は、たとえば、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳセンサを備えた周知、市販の固体撮像素子を用いればよい。

本実施形態の画像表示装置においては、画像表示部と撮像装置との間に、光透過領域の光透過部を通過した光を撮像装置に集光する集光部を設けることが好ましい。

撮像装置としては、周知、市販のビデオカメラやウェブカメラといった固体撮像装置を用いることもでき、これらの場合には、集光部と撮像装置が一体化している。

本実施形態の画像表示装置においては、画像表示部に入射し、光透過部を通過し、画像表示部から出射し、集光部に入射する光の光路には、カラーフィルタを配置しないことが好ましく、また、マイクロレンズなどの結像系を配置しないことが好ましい。

ここで、集光部は、レンズとして、具体的には、両凸レンズ、平凸レンズ、メニスカス凸レンズの何れかから構成することができるし、反射鏡やフレネルレンズから構成してもよいし、これらの各種の凸レンズを組み合わせて構成することもできるし、凹レンズとこれらの各種の凸レンズとを組み合わせて構成することもできる。

ただし、表示面上の照明光分布を測定するという観点では、集光部は、画像表示部の各領域の光透過部を透過した光を集光し得るものであることが好ましい。たとえば、四隅など表示領域周辺の光透過領域の光透過部を透過した光も集光し得るように魚眼レンズを集光部に用いるのが好適である。

＜装置およびシステムの構成＞
［全体概要］
図１〜図２は、本実施形態の画像表示装置と画像表示システムの概念を説明する図である。ここでは、光検知部として撮像装置を使用する場合で示している。なお、図１（１）は画像表示装置の概念図であり、図１（２）は画像表示システムの概念図である。図１（１−１）は画像表示装置を正面から眺めた概念図であり、図１（１−２）は画像表示装置を側面から眺めた概念図である。図１（２−１）は画像表示システムを正面から眺めた概念図であり、図１（２−２）は画像表示システムを側面から眺めた概念図である。図２は、画像表示部を構成する複数の画素の最も典型的な配置を模式的に示した図である。

図１（１）に示すように、本実施形態の画像表示装置１は、画像表示部１０、画像表示部１０の背面側に配置された撮像装置２０、画像表示部１０に形成された光透過部３０、光透過部３０を通過した光を撮像装置２０に集光する集光部２１を有する。撮像装置２０は画像表示装置１の背面に対して着脱可能に構成してもよい。画像表示部１０の撮像装置２０と対応する部分が光透過領域１２とされる。たとえば、画像表示部１０の少なくとも撮像装置２０の有効撮像領域と対応する部分が光透過領域１２とされる。撮像装置２０の有効撮像領域よりも光透過領域１２の方が狭い場合には、撮像装置２０での実際の撮像領域が狭くなる。

撮像装置２０は、画像表示部１０の背面側、より具体的には、画像表示部１０の背面側の中央部に配置されており、備えられた撮像装置２０は１つである。撮像装置２０は、たとえばＣＣＤ素子を備えた周知、市販のビデオカメラなどを利用することができる。

図１（１−２）に示すように、集光部２１としては、画像表示部１０の各領域の光透過部を透過した光を集光し得るように魚眼レンズを用いる。画像表示部１０の表示面側には光拡散シート６８が設けられている。

画像表示装置１は、たとえばパーソナルコンピュータを構成するモニタ装置の代替として使用される。すなわち、図１（２）に示すように、本実施形態の画像表示システム２は、画像表示装置１_2にパーソナルコンピュータ（電子計算機）の本体などの周辺機器７０が接続されている。周辺機器７０は電子機器の一例である。画像表示装置１_2は、周辺機器７０のモニタ装置として機能するようになっている。画像表示装置１_2は、画像表示装置１から一部の機能部を取り外したものである。その取り外した機能部は周辺機器７０に組み込まれている。周辺機器７０と画像表示部１０および撮像装置２０とはケーブル７２，７３で接続されている。

画像表示部１０の画素１１としては、自発光型の発光素子、具体的には、有機ＥＬ素子からなるものを使用する。画像表示部１０は、カラー表示のＸＧＡタイプの有機ＥＬ表示装置からなる。すなわち、画素ユニットの数を（Ｍ，Ｎ）で表したとき、（１０２４，７６８）である。

図２に示すように、１つの画素ユニットは、赤色を発光する赤色発光画素１１Ｒ、緑色を発光する緑色発光画素１１Ｇ、および、青色を発光する青色発光画素１１Ｂの３つの画素から構成されている。なお、画素の外縁を点線で示している。

画像表示部１０には、表示素子を含む画素１１（１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ）が複数配置されており、画像表示部１０の光透過領域１２の複数の画素１１には光透過部３０が設けられている。この例では光透過部３０は画素１１ごとに各別のものとなっているが、このことは必須でなく、複数の画素１１に跨っていてもよい。また、この例では光透過部３０が画素１１ごとに（光透過領域１２の全ての画素１１に）設けられているが、このことは必須でなく、少なくとも光透過領域１２の複数の画素１１に光透過部３０が設けられていればよく、たとえば２画素おきなど光透過領域１２の一部の画素１１に光透過部３０が設けられていないものがあってもよい。

表示面側の被写体を撮像するための光透過領域１２として、光透過部３０が、限定するものではないが、たとえば６×３＝１８個の画素１１に設けられている。１つの画素に１つの光透過部３０が設けられている。集光部２１は、これらの６×３＝１８個の画素１１における光透過部３０を通過した光を撮像装置２０に集光する。各光透過部３０の形状は長方形である。

一方、照明光分布測定用の光透過部としては、画像表示部１０の表示用の開口部を利用する。もちろん、被写体を撮像するための光透過領域１２と同様に光透過部３０を積極的に配置してもよい。両者を併用してもよい。照明光の強度や色度の分布の測定を精度よく行なうには、画像表示部に設ける光透過部（表示用の開口部を利用する場合も含む）は、できるだけ表示面について数多く、また、均一に散在していることが好ましい。

図示しないが、画像表示部１０には、各走査線を駆動する走査信号供給ＩＣ、および、映像信号を供給する映像信号供給ＩＣが配されている。そして、走査信号供給ＩＣには走査線制御回路が、映像信号供給ＩＣには信号線制御回路が、それぞれ、接続されている。画像表示部１０に入射し、光透過部３０を通過し、画像表示部１０から出射し、集光部２１に入射する光の光路には、カラーフィルタは配置されていないし、マイクロレンズなどの結像系も配置されていない。

［画像表示部の断面構造］
図３は、画像表示部１０の詳細を説明する図である。ここで、図３（１）は、画像表示部１０の模式的な一部断面図である。図３（２）は、画像表示部１０の発光素子の詳しい構成を纏めた図表である。

画像表示部１０は、第１基板４０、第１基板４０上に設けられた複数のＴＦＴから構成される駆動回路、駆動回路を覆う層間絶縁層４１、層間絶縁層４１上に設けられた有機層６３（発光部）、有機層６３上に設けられた保護層６４、保護層６４上に設けられた遮光層６５、保護層６４および遮光層６５を覆う第２基板６７を備えている。

第２基板６７の表示面（光出射）側には光拡散シート６８が設置されている。光拡散シート６８は、パネル外から照射される照明光を拡散させパネル表面での照明光分布を適正に得るために設けられている。なお、光拡散シート６８を設けることは必須ではない。

各画素１１は、駆動回路および発光部を備えており、遮光層６５には、開口部６５Ａが設けられており、開口部６５Ａ、並びに、開口部６５Ａの下方に位置する保護層６４の部分、第２電極６２の部分、および、層間絶縁層４１の部分などによって光透過部３０が構成されている。集光部２１および撮像装置２０は、第２基板６７と対向しない第１基板４０の面の側に配置されている。

より具体的には、ソーダガラスからなる第１基板４０上には駆動回路が設けられている。駆動回路を構成するＴＦＴは、第１基板４０上に形成されたゲート電極５１、第１基板４０およびゲート電極５１上に形成されたゲート絶縁膜５２、ゲート絶縁膜５２上に形成された半導体層に設けられたソース／ドレイン領域５３、並びに、ソース／ドレイン領域５３の間であって、ゲート電極５１の上方に位置する半導体層の部分が相当するチャネル形成領域５４から構成されている。図示した例にあっては、ＴＦＴをボトムゲート型としたが、トップゲート型であってもよい。

ＴＦＴのゲート電極５１は、走査線（図示せず）に接続されている。そして、層間絶縁層４１（４１Ａ，４１Ｂ）が、第１基板４０および駆動回路を覆っている。また、有機ＥＬ素子を構成する第１電極６１は、ＳｉＯ_XやＳｉＮ_Y、ポリイミド樹脂などからなる層間絶縁層４１Ｂ上に設けられている。ＴＦＴと第１電極６１とは、層間絶縁層４１Ａに設けられたコンタクトプラグ４２、配線４３、コンタクトプラグ４４を介して電気的に接続されている。図においては、１つの有機ＥＬ素子駆動部につき、１つのＴＦＴを図示した。

層間絶縁層４１上には、開口４６を有し、開口４６の底部に第１電極６１が露出した絶縁層４５が形成されている。絶縁層４５は、平坦性に優れ、しかも、有機層６３の水分による劣化を防止して発光輝度を維持するために吸水率の低い絶縁材料、具体的には、ポリイミド樹脂から構成されている。開口４６の底部に露出した第１電極６１の部分の上から、開口４６を取り囲む絶縁層４５の部分に亙り設けられ、有機発光材料からなる発光層を備えた有機層６３が形成されている。有機層６３は、たとえば、正孔輸送層、および、電子輸送層を兼ねた発光層の積層構造から構成されているが、図面では１層で表す。

第２電極６２上には、有機層６３への水分の到達防止を目的として、プラズマＣＶＤ法に基づき、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ_1-xＮ_x）からなる絶縁性の保護層６４が設けられている。保護層６４の上には、黒色のポリイミド樹脂からなる遮光層６５が形成されており、保護層６４および遮光層６５上にはソーダガラスからなる第２基板６７が配されている。保護層６４および遮光層６５と第２基板６７とは、アクリル系接着剤からなる接着層６６によって接着されている。

第１電極６１をアノード電極として用い、第２電極６２をカソード電極として用いる。具体的には、第１電極６１は、厚さ０．２μｍ〜０．５μｍのアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、あるいは、これらの合金で構成される光反射材料からなり、第２電極６２は、厚さ０．１μｍのＩＴＯやＩＺＯといった透明導電材料や、厚さ５ｎｍ程度の銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）などの光をある程度透過する金属薄膜（半透明金属薄膜）からなる。第２電極６２はパターニングされておらず、１枚のシート状に形成されている。場合によっては、有機層６３と第２電極６２との間に、厚さ０．３ｎｍのＬｉＦからなる電子注入層（図示せず）を形成してもよい。

以上、纏めると、本実施形態の画像表示装置１における画像表示部１０の発光素子の詳しい構成は、図３（２）に示す通りである。

第１基板４０から保護層６４および遮光層６５までが表示素子基板である。第２基板６７は封止基板として機能する。ここで、第２基板６７に設けられる光透過部３０をなす開口部６５Ａは、表示素子基板の画素電極（第１電極６１）、ＴＦＴ（ゲート電極５１を含む）および配線がない部分にある。また、封止剤として機能する保護層６４、ＥＬ共通電極として機能する第２電極６２、画素分離膜として機能する絶縁層４５、平坦化絶縁膜として機能する層間絶縁層４１（４１Ａ，４１Ｂ）、ソース／ドレイン領域５３、ゲート絶縁膜５２は光透過性を持っている。したがって、表示面（第２基板６７）側より入射する外光は、開口部６５Ａを通って裏面（第１基板４０側）に到達することができる。

パネル裏面に設置される撮像装置２０は、光透過部３０（開口部６５Ａ）があるパネル裏面に撮像面を近接するように（ただし本例では集光部２１を介在させる）設置される。よって、表示面側より入射される外光は、撮像装置２０のレンズ（図示せず）で結像され、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子に入るので、表示面側に存在する被写体を撮像することができる。

このように、本実施形態の画像表示装置１では、表示素子に有機ＥＬ素子を使用しており、光透過部３０を設けるだけで、裏面（第１基板４０）側に撮像装置２０を設置することで、表示面（第２電極６２）側に存在する被写体を撮像できる。

たとえば、撮像装置が画像表示部１０の外側に固定されている場合、撮像装置は画像表示装置１の使用者を斜めから撮像することになり、画像を画像表示部１０にて表示したとき、画像表示部１０には、斜めから撮像された使用者の画像が表示される。したがって、使用者の顔を正確に表示することができないし、画像表示部１０のどこを使用者が注視しているかを正確に判別することもできない。さらには、使用者が画像表示部１０に近づいた場合には、撮像範囲外になってしまう可能性が大である。

一方、本実施形態の画像表示装置１にあっては、撮像装置２０が画像表示部１０の背面側の中央部に配置されているので、画像表示装置１の使用者を、撮像装置２０は正面から撮像することができ、画像を画像表示部１０にて表示したとき、画像表示部１０には、正面から撮像された使用者の画像が表示される。したがって、使用者の顔を正確に表示することができるし、画像表示部１０のどこを使用者が注視しているかを容易に、しかも、正確に判別することができる。また、使用者が画像表示部１０に近づいた場合でも、使用者の撮像を行なうことができる。

画像表示装置１にあっては、光透過領域１２の複数の画素１１のそれぞれに設けられた光透過部３０（複数の光透過部３０）を通過した光が撮像装置２０に集光される。したがって、正確に像を撮像装置２０に結ぶために高精度の微小レンズを必要とせず、画像表示装置１の製造コストの増加を招くことがないし、撮像装置２０に十分な光量の光を集光させることができる。

たとえば、観察者（撮像装置２０にとっての被写体）が画像表示部１０の表示画像を見ながら、ペンで指示している状態の場合、表示面に正対している観察者の顔や目、および手やペンを撮像することができる。これにより、たとえば、観察者の視線を撮像画像から検出することができる。また、手やペンなどの向きから画像表示部１０の対応する指示点を特定することができるので、いわゆるポインタ機能を画像表示装置１に容易に付加することができる。さらには、ポインタ機能以外にも、使用者の顔や目、手の動き、周辺の明るさなども撮像画像から分かるので、様々の情報を画像表示装置１から得て、種々のシステムに送出することができ、画像表示装置１の付加価値を高めることができる。

ここで示したような簡便な構成は、いわゆるＬＣＤでは不可能ではないが困難性があるし、また可視光波長も含めて透過させる構造はさらに困難である。これに対して本実施形態の画像表示装置１は、光透過部３０を設けるだけであり、簡便な構成で裏面から表示面側にいる被写体を撮像できる。

加えて、表示面に映り込む照明光の分布を測定し、その影響を抑制するようにデータ補正をした上で表示を行なうことで、見かけ上の画質が好適な画像を表示できる。たとえば、黄色がかった照明が画像表示部１０の上面から照射される場合、画像は上から黄色味を帯びる。一方、青みがかった照明が画像表示部１０の斜め上から照射される場合、画像は斜め上から青味を帯びる。異なる照明環境下では、違って見えるのである。照明光の映り込みの成分が本来の表示画像のオフセット成分として作用することで、視認される表示画像が、実際の画像とは異なってしまうことが原因と考えられる。このような照明光の方向、強度により見栄えが変わる問題は、たとえば、デザイン関係や医療用途では問題となると考えられる。

本実施形態の仕組みでは、照明光の強度および色度を画像表示部１０の背面から測定することで、表示面上での照明光分布を知ることができ、視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように画像表示部１０に供給される各画素データに対して適正に補正をかけることができる。

なお、本実施形態の仕組みとは直接的には関係ないが、一般に、ある小さい光透過開口部を通して画像を撮像した場合、光透過開口部で、いわゆる照明光の映込み現象が発生する。すなわち、微小な光透過部３０が所定ピッチで設けられた物体（画像表示部１０）の背面に撮像装置２０を設置して、光透過部３０を通して撮像すると、光透過部３０が光スリットとして作用する。このため、照明光の映込み現象によって、本来の画像と同じ偽画像が等ピッチで出現する結果、画像にボケが生じる。回折光の強度と分布は、光透過部の形状、大きさ、分布、入射光（外光）の波長に依存する。回折によるボケが小さい場合には、撮像画像に対して回折を補正（補償）する処理を行なう必要はないが、高品質な撮像画像を必要とする場合には、回折現象による影響を補正（補償）することが好ましい。

＜照明光分布補正に対応した構成＞
［第１実施形態］
図４は、照明光の映込み現象による影響を信号処理面から補正（補償）するようにした第１実施形態の画像表示装置１Ａのブロック図である。図５は、照明光の映込み現象による影響を信号処理面から補正（補償）するようにした第１実施形態の画像表示システム２Ａのブロック図である。

第１実施形態の画像表示装置１Ａおよび画像表示システム２Ａは、オフライン制御による照明光分布補正処理を適用するものである。

図４には照明光の映込み現象による影響を信号処理面から補正する一実施形態の画像表示装置１Ａが示されている。画像表示装置１Ａは、装置全体の動作を制御する制御部９０、画像表示部１０の表示動作を制御する表示用タイミングコントローラ９２、撮像装置２０（撮像部２０ａ）の撮像動作を制御する撮像用タイミングコントローラ９４を有する。

画像表示装置１Ａは、撮像装置２０を介して取得された画像情報に基づいて、画像表示部１０の表示面への照明光の映込み現象により生じる影響の補正を表示データに対して施す照明光分布補正部３００を備えている。つまり、照明光分布補正部３００を備えた照明光分布補正装置の機能を画像表示装置１Ａが備えている。

撮像装置２０（電子機器の一例）を画像表示装置１Ａと別体にする場合には、図に一点破線で示すように、照明光分布補正部３００（場合によっては撮像用タイミングコントローラ９４も）を撮像装置２０側に配置することも考えられる。この場合は、照明光分布補正部３００を備えた照明光分布補正装置の機能を撮像装置２０が備える構成になるし、照明光分布補正装置は、光検知部として機能する撮像装置２０が備えられた構成になる。

照明光分布補正部３００は、照明光分布計算部３０２と照明光分布記憶部３０４を有する。制御部９０は使用者から各種の指示を受付けて、照明光分布補正部３００やその他の各機能部の動作を制御する。

制御部９０は、タイミング信号（照明光分布補正部３００を機能させないときは表示データも）を表示用タイミングコントローラ９２に供給し、また、表示データを照明光分布補正部３００に供給する。照明光分布補正部３００は、制御部９０から受け取った表示データを補正して表示用タイミングコントローラ９２に供給する。制御部９０は、撮像タイミング信号、シャッタ制御信号、ゲイン制御信号などを、撮像用タイミングコントローラ９４へ供給する。

表示用タイミングコントローラ９２は、図示しない信号線制御回路を具備し、信号線制御回路は、表示データや水平タイミング信号を図示しない映像信号供給ＩＣを介して画像表示部１０に供給する。表示用タイミングコントローラ９２は、図示しない走査線制御回路を具備し、走査線制御回路は垂直タイミング信号を図示しない走査信号供給ＩＣを介して画像表示部１０に供給する。

照明光分布計算部３０２は、撮像装置２０を介して取得された画像情報から、表示面の各位置の輝度および色度の情報（照明光分布の情報）を計算する。照明光分布記憶部３０４は、照明光分布計算部３０２で計算された照明光分布の情報を画像格納メモリに記憶する。照明光分布補正部３００の処理動作は制御部９０により制御される。

たとえば、撮像装置２０を介して取得された画像情報が、照明光分布補正部３００を構成する照明光分布計算部３０２に送られる。照明光分布計算部３０２は、撮像装置２０で取得された撮像データを元にして、表示データに対する補正分（補正情報）を算出する。補正分を如何様に算出するかについての詳細は後述する。

画像表示部１０における画像表示は、制御部９０の制御によって行なわれる。すなわち、制御部９０から表示データおよびタイミング信号などが表示用タイミングコントローラ９２に送られ、表示用タイミングコントローラ９２から表示データおよび水平タイミング信号が図示しない信号線制御回路に送られ、一方、垂直タイミング信号が図示しない走査線制御回路に送られる。そして、画像表示部１０において、周知の方法に基づき画像表示がなされる。一方、制御部９０から、撮像タイミング信号、シャッター制御信号、ゲイン制御信号などが撮像用タイミングコントローラ９４に送られ、撮像用タイミングコントローラ９４からこれらの信号が撮像装置２０に送られ、撮像装置２０の動作が制御される。

図５には照明光の映込み現象による影響を信号処理面から補正する一実施形態の画像表示システム２Ａが示されている。図４に示した画像表示装置１Ａとの相違点は、画像表示装置１Ａから、制御部９０と照明光分布補正部３００を取り外して画像表示装置１Ａ_2とし、その取り外した制御部９０と照明光分布補正部３００が周辺機器７０Ａ（電子機器の一例）に組み込まれている。この場合は、照明光分布補正部３００を備えた照明光分布補正装置の機能を周辺機器７０Ａが備える構成になるし、光検知部として機能する撮像装置２０は照明光分布補正装置と別体の構成になる。

すなわち、制御部９０は、画像表示装置１Ａに備えられてもよいし、画像表示装置１Ａ_2に接続されたパーソナルコンピュータなどの周辺機器７０Ａに備えられてもよい。照明光分布補正部３００も、画像表示装置１Ａに備えられてもよいし、画像表示装置１Ａ_2に接続されたパーソナルコンピュータなどの周辺機器７０Ａに備えられてもよい。

画像表示装置１Ａや画像表示システム２Ａにおける照明光分布補正部３００や制御部９０の制御機能（特に照明光分布補正部３００を制御する機能）は、ソフトウェアで実現することもでき、このためのプログラムやプログラムを格納した記録媒体を発明として抽出することもできる。すなわち、本実施形態において、照明光分布補正処理並びにこの処理に関わる制御処理を行なう制御構成の仕組みは、ハードウェア処理回路により構成することに限らず、その機能を実現するプログラムコードに基づき電子計算機（コンピュータ）の仕組みを用いてソフトウェア的に実現され得る。ソフトウェアにより実行させる仕組みでは、ハードウェアの変更を伴うことなく処理手順などが容易に変更し得ることとなる。プログラムは、コンピュータ読取り可能な記憶媒体に格納されて提供されてもよいし、有線あるいは無線による通信手段を介した配信により提供されてもよい。

照明光分布補正処理並びにこの処理に関わる制御処理の各機能を実現するプログラムコードを記述したファイルとしてプログラムが提供されるが、この場合、一括のプログラムファイルとして提供されることに限らず、コンピュータで構成されるシステムのハードウェア構成に応じて個別プログラムモジュールとして提供されてもよい。

また、照明光分布補正処理並びにこの処理に関わる制御処理の各機能を実現するための各部（機能ブロックを含む）の具体的手段は、ハードウェア、ソフトウェア、通信手段、これらの組み合わせ、その他の手段を用いることができ、このこと自体は当業者において自明である。また、機能ブロック同士が複合して１つの機能ブロックに集約されてもよい。また、コンピュータにプログラム処理を実行させるソフトウェアは、組合せの態様に応じて分散してインストールされる。

ソフトウェアで行なう仕組みは、並列処理や連続処理に柔軟に対処し得るものの、処理が複雑になるに連れ、処理時間が長くなるため、処理速度の低下が問題となる。これに対して、ハードウェア処理回路で構築すると、処理が複雑であっても、処理速度の低下が防止され、高いスループットを得る高速化を図ったアクセラレータシステムが構築される。

これらのソフトウェア処理に関する事項は、回折補正処理に関する処理を行なう場合や、外光の波長分布の測定結果を反映させることで撮像装置を介して取得された画像情報の精度の向上（たとえば色情報の精度向上）やＭＴＦ逆変換処理の精度向上を図る場合でも同様である。

［第２実施形態］
図６は、照明光の映込み現象による影響を信号処理面から補正（補償）するようにした第２実施形態の画像表示装置１Ｂのブロック図である。図７は、照明光の映込み現象による影響を信号処理面から補正（補償）するようにした第２実施形態の画像表示システム２Ｂのブロック図である。

第２実施形態の画像表示装置１Ｂおよび画像表示システム２Ｂは、オンライン制御による照明光分布補正処理を適用するものである。第１実施形態との相違は、画像表示部１０で表示を行なっている際のブランキング期間を非表示期間として利用して照明光分布を測定する点にある。このような仕組みにするべく、表示用タイミングコントローラ９２（あるいは画像表示部１０）からは垂直タイミング信号と水平タイミング信号が照明光分布計算部３０２に供給される。その他の点は第１実施形態と同様である。

＜照明光分布補正処理＞
［第１例：オフライン制御］
図８は、本実施形態の照明光分布補正部３００による照明光分布補正処理の第１例を説明する図（フローチャート）である。第１例の照明光分布補正処理は、第１実施形態の画像表示装置１Ａや画像表示システム２Ａを使用して、表示の起動前に照明光分布を測定し、その結果に基づいて表示データを補正するオフライン制御による照明光分布補正処理を適用するものである。

先ず、表示面の表面における照明光分布を精度よく測定するために画像表示部１０の表示面には光拡散シートが設置されている。表示面の照明光分布を測定するべく撮像装置２０の焦点を表示面（詳しくは光拡散シート）に合わせておく。撮像装置２０は、画像表示前（画像表示部１０の非表示期間）に、画像表示部１０の表示面（詳しくは光拡散シート）における照明光分布を撮像し、撮像信号を記憶する（Ｓ１００）。

たとえば、撮像装置２０からは、光拡散シートを撮像した撮像データとしてＲ，Ｇ，Ｂの色画像データ（撮像Ｒデータ、撮像Ｇデータ、撮像Ｂデータ：纏めて撮像ＲＧＢデータ）が照明光分布補正部３００の照明光分布計算部３０２に供給されるものとする。照明光分布計算部３０２は、撮像装置２０から供給される撮像画像データ（照明光分布を反映した撮像データ）を画像格納メモリに記憶する。

照明光分布計算部３０２は、ステップＳ１００で取得されたＲＧＢ色空間の撮像Ｒデータ、撮像Ｇデータ、撮像Ｂデータを、他の色空間（たとえばＸＹＺ色空間やＹｕｖ色空間）の画像データに変換する（Ｓ１１０）。このような色変換処理を行なうのは、照明光分布の影響の補正を輝度成分と色成分の別に分けて行なうことを考慮したものである。

照明光分布計算部３０２は、色変換したデータに基づいて、表示面上での照明光の輝度分布と、色度分布を求める（Ｓ１３０）。たとえば、画像表示部１０側の表示面の位置と撮像装置２０側の各画素位置とを対応付けておくことで、撮像装置２０側の各画素位置の色変換したＸ，Ｙ，Ｚの値の分布によって表示面上での照明光の輝度分布と色度分布が求められる。照明光分布計算部３０２は、求めた表示面上での照明光の輝度分布と色度分布の情報を照明光分布記憶部３０４に記憶する（Ｓ１４０）。

この後、画像表示部１０を起動して表示を開始すると、照明光分布計算部３０２は、補正前の本来の表示データに基づいて表示面上での表示色度と輝度を計算する。たとえば、画像表示部１０には表示データとしてＲ，Ｇ，Ｂの色画像データ（表示Ｒデータ、表示Ｇデータ、表示Ｂデータ：纏めて表示ＲＧＢデータ）が照明光分布補正部３００の照明光分布計算部３０２に供給されるものとする（Ｓ１５０）。照明光分布計算部３０２は、制御部９０から供給される表示画像データを画像格納メモリに記憶する。

照明光分布計算部３０２は、ステップＳ１５０で取得されたＲＧＢ色空間の表示Ｒデータ、表示Ｇデータ、表示Ｂデータを、他の色空間（たとえばＸＹＺ色空間やＹｕｖ色空間）の画像データに変換する（Ｓ１６０）。このような色変換処理を行なうのは、照明光分布の影響の補正を輝度と色の別に分けて行なうことを考慮したものである。

照明光分布計算部３０２は、色変換した表示データに対して、照明光分布記憶部３０４に記憶しておいた表示面上での照明光の輝度分布と色度分布の情報を使って、見た目上も元の表示データの輝度や色度と対応するようにデータ補正を行なう。

たとえば、ある輝度値Ｙ０を持つ無彩色画像を表示しようとしているときには、本来は、表示面ではその輝度値Ｙ０の無彩色画像として視認されるべきである。しかしながら、照明光の影響で、見かけ上の輝度が本来の値からずれ、また、色付いて（本来の値からずれた色度で）視認される。照明光の影響分が本来の表示に対してのオフセットとして作用するという意味である。このずれの効果量（補正係数：オフセット）を、輝度についてはα（ｘ，ｙ）、色度についてはＸ座標はβ（ｘ，ｙ）およびＺ座標はγ（ｘ，ｙ）とする。（ｘ，ｙ）は表示の画素位置を意味する。ｘは水平方向、ｙは垂直方向と仮定する。

撮像装置２０で取得された撮像データに基づいて計算される照明光の輝度分布と色度分布の情報は、このα（ｘ，ｙ）、β（ｘ，ｙ）、γ（ｘ，ｙ）を表わしていると考えてよい。したがって、ある輝度値Ｙ０を持つ無彩色画像を表示しようとしているときに、見た目上もそのように見えるようにするには、色変換した表示データＸ（ｘ，ｙ）、Ｙ（ｘ，ｙ）、Ｚ（ｘ，ｙ）からそれぞれα（ｘ，ｙ）、β（ｘ，ｙ）、γ（ｘ，ｙ）を減算すればよい。色変換した表示データと照明光分布との差分を計算し（Ｓ１７０）、見かけ上、元の画像データの輝度および色度となるようにデータ補正をしてから（Ｓ１８０）、画像表示部１０で表示すればよい（Ｓ１９０）。

たとえば、表示面上での照明光の色度座標がＸ１，Ｙ１，Ｚ１であるとする。入力される映像データの表示画像の色度座標はＸ２，Ｙ２，Ｚ２であるとする。そして、照明光色度座標Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１と入力データから得られる表示画像の色度座標Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２より、補正しない場合の表示画像の色度座標Ｘ３，Ｙ３，Ｘ３を得る。その後、Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３とＸ２，Ｙ２，Ｚ２の色差を「０（ゼロ）」とするように、画像表示部１０に供給する表示データを調整し、最終的に画像を表示する。

ステップＳ１５０に戻って同様の処理を繰り返すことで、電源起動後の表示動作開始前に取得した照明光分布の情報を元にして、見かけ上の画質が適正となるように表示データを補正することで、常に照明光分布の影響を抑制した画像を表示できる。

このような仕組みによれば、最終画像の色度座標は入力データから得られる色度座標と等しく、照明光の影響を受けない。また、表示面内の各画素に対して補正を行なうため、照明光の面内分布を補正することができ高品位な表示画像を提供できる。

［第２例：リアルタイム制御］
図９は、本実施形態の照明光分布補正部３００による照明光分布補正処理の第２例を説明する図（フローチャート）である。第２例の照明光分布補正処理は、第２実施形態の画像表示装置１Ｂや画像表示システム２Ｂを使用して、表示フレーム間などの非発光期間を利用して照明光分布を逐一測定し、その結果に基づいて表示データを補正するオンライン制御による照明光分布補正処理を適用するものである。以下では、第１例との相違を中心に説明する。なお、処理ステップを２００番台で示し、第１例と同様の処理ステップには第１例と同じ１０番台と１番台で示す。

先ず、制御部９０は、画像表示部１０の表示タイミングと撮像装置２０の撮像タイミングを非同期にしておく。撮像装置２０は、画像表示部１０の表示面（詳しくは光拡散シート）における照明光分布を撮像する（Ｓ２００）。照明光分布計算部３０２は、表示用タイミングコントローラ９２から供給される画像表示部１０のタイミング信号を参照し、垂直ブランキング期間や水平ブラキング期間に撮像装置２０で取得された撮像信号を取り込んで撮像信号を記憶する（Ｓ２０２−ＹＥＳ）。

以下、第１例と同様である。ただし、ステップＳ２５０に戻るのではなく、ステップＳ２０２（あるいはＳ２００）に戻って同様の処理を繰り返すことで、現時点の表示動作の隙間に取得した照明光分布の情報を元にして、見かけ上の画質が適正となるように表示データを補正する。

［第１例と第２例の対比］
第１例の場合は、電源起動後の表示動作開始前に取得した照明光分布の情報を元にしてデータ補正を行なうので、測定が簡単であるが、照明光の情況が変更されると適正な補正ができなくなる。これに対して、第２例は、照明光の情況を表示の隙間（表示フレーム間など）にリアルタイムに監視してデータ補正を行なうので、測定が難しくなるものの、照明光の情況が変更されても適正な補正ができる。

＜電子機器のモニタ装置の代替＞
図１０は、本実施形態の画像表示装置１が適用される電子機器の一例を示す図である。画像表示装置１Ａや画像表示装置１Ｂは、たとえばパーソナルコンピュータを構成するモニタ装置の代替に限らず、各種の電子機器のモニタ装置の代替として使用できる。たとえば、ノート型パーソナルコンピュータ（図１０（１）参照）に組み込まれたモニタ装置の代替として使用することができる。また、携帯電話（図１０（２）参照）や、図示しないが、ＰＤＡ（携帯情報端末，Personal Digital Assistant）、ゲーム機器に組み込まれたモニタ装置、従来のテレビジョン受像機などの代替として使用することができる。何れも、画像表示部１０には、図示しない光透過部３０が形成されている光透過領域１２が設けられ、表示面側と反対側の裏面には撮像装置２０が設けられる。

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で前記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

また、前記の実施形態は、クレーム（請求項）に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

たとえば、画像表示部１０の背面側で、画像表示部１０の表示面における照明光分布を測定する光検知部の具体的な手段として、背面側から表示面側の被写体を撮像する撮像装置２０を利用する例を具体的に説明したが、光検知部はこれに限らない。ホワイトバランスセンサなどの光検知部を画像表示部１０の背面に設けて測定することも考えられる。

前記実施形態では、照明光分布計算部３０２が表示データの補正を行なう例で示したが、このことは必須でない。たとえば、制御部９０にてデータ補正を行なうことが考えられる。この場合、制御部９０は、画像表示の際に、照明光分布記憶部３０４に記憶されている表示面上での照明光の輝度分布と色度分布の情報を取り込んで、見た目上も元の表示データの輝度や色度と対応するようにデータ補正を行なう。

画像表示部１０の背面で、画像表示部１０の表示面の照明光の分布を測定する照明光分布測定部の光検知部の具体的な手段として、背面側から表示面側の被写体を撮像する撮像装置２０を利用する例を具体的に説明したが、光検知部はこれに限らない。ホワイトバランスセンサなどの光検知部を画像表示部１０の背面に設けて測定することも考えられる。

さらには、前記の実施形態で説明した画像表示装置１や画像表示システム２は、さらなる変形を加えることができ、さらなる発明を抽出することもできる。たとえば、撮像装置２０を介して取得された画像情報に基づき被写体の位置情報を求める位置検出部を備えるようにしてもよい。位置検出部によって被写体（たとえば、手や指、眼球、棒状の物体（たとえば、ペンや鉛筆など））の位置情報を時系列に連続して求めれば、被写体の動きを求めることができる。このため、被写体の動きに対応した各種の処理（たとえば、パーソナルコンピュータのモニタ装置における画像の上下、左右への移動、画面を閉じる処理、別の画面を開く処理など）を行なうことができる。

また、画像表示部１０の裏面側に複数（典型的には２つ）の撮像装置２０を配置し、撮像装置２０のそれぞれからの画像情報に基づき画像表示部１０から使用者までの距離を位置検出部が求めるようにしてもよい。観察者の位置情報を、観察者の両眼の位置データとすることができるし、画像表示部１０から観察者までの距離データとすることもできる。また、観察者の位置情報を、複数の撮像装置を介して撮像された画像データの観察者の両眼に基づき求めることができる。観察者の位置情報を画像表示部１０に表示する構成とすることができ、これによって、観察者が３次元画像を容易に観察できるように、最適な３次元画像観察位置を観察者に明確に指示し、あるいは最適な３次元画像観察位置に観察者を誘導することができる。あるいは、画像表示部１０に表示する画像を観察者の位置情報に基づいて最適化する構成とすることができる。

また、前記実施形態の仕組みをいわゆるテレビジョン電話会議システム（テレビ電話装置）に適用することも考えられる。撮像装置２０が画像表示部１０の背面側に配置されているので、画像表示部１０の正面に位置する使用者の顔を撮像することができ、画像表示部１０に映し出される相手側の使用者の顔が自分の方を向いているため、従来のＴＶ電話システムにあった互いの視線が合わないといった違和感を与えることがない。照明光分布補正部３００を備えた構成による作用効果も享受できるので、照明光の影響が抑制された状態の使用者の顔などの画像が相手側の画像表示部１０に映し出される。

また、前記実施形態の画像表示装置１をいわゆるデジタルミラーとして機能させることも考えられる。この機能の実現には、撮像装置２０を介して取得された画像情報を記憶する画像情報記憶部と、撮像装置２０を介して取得された（取得されている状態も含み得る）画像情報および画像情報記憶部に記憶された画像情報に基づく画像を画像表示部１０に表示する表示制御部をさらに備えるものとする。デジタルミラー機能では、画像表示部１０において、過去と現在の使用者の比較結果を、別々のウインドウに表示することができる。照明光分布補正部３００を備えた構成による作用効果も享受できるので、照明光の影響が抑制された状態の使用者の顔などの画像が画像表示部１０に映し出される。

１…画像表示装置、２…画像表示システム、１０…画像表示部、１１…画素、１２…光透過領域、２０…撮像装置、２０ａ…撮像部（照明光分布測定部の光検知部として機能）、２１…集光部、３０…光透過部、６８…光拡散シート、７０…周辺機器、９０…制御部、３００…照明光分布補正部、３０２…照明光分布計算部、３０４…照明光分布記憶部

Claims

表示素子を含む画素が複数配列されており、背面側に表示面の照明光の分布を測定する照明光分布測定部が配置可能になっている画像表示部と、
前記画像表示部に設けられている光透過部を通して前記照明光分布測定部で測定された照明光の分布の情報に基づいて、視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように表示データを補正する照明光分布補正部と、
を備えた画像表示装置。
前記画像表示部の表示面の照明光の分布を測定するための前記光透過部は、前記表示素子による表示用に設けられている開口部を利用したものである
請求項１に記載の画像表示装置。
前記画像表示部の表示面の照明光の分布を測定するための前記光透過部は、前記表示素子による表示用に設けられている開口部とは別に設けられているものである
請求項１に記載の画像表示装置。
前記画像表示部の表示面には前記照明光を拡散させる手段が設けられている
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の画像表示装置。
前記画像表示部と前記照明光分布測定部との間に、前記画像表示部の照明光の分布を表す光を前記照明光分布測定部に集光する集光部
を備えた請求項１から請求項４の何れか一項に記載の画像表示装置。
前記画像表示部に設けられている光透過部を通して前記画像表示部の表示面の照明光の分布を測定する照明光分布測定部
をさらに備えている請求項１から請求項５の何れか一項に記載の画像表示装置。
前記画像表示部は、背面側に画像を撮像する撮像部が配置可能になっているとともに、前記撮像部と対応する領域に光透過部が設けられており、
前記照明光分布測定部は、前記撮像部を使用して前記画像表示部の表示面の照明光の分布を測定する
請求項６に記載の画像表示装置。
前記照明光分布測定部は、前記画像表示部において画像を表示していない期間に、前記画像表示部の表示面の照明光の分布を測定する
請求項１から請求項７の何れか一項に記載の画像表示装置。
前記照明光分布測定部は、前記画像表示部における画像表示動作が開始される前に、前記画像表示部の表示面の照明光の分布を測定する
請求項８に記載の画像表示装置。
前記照明光分布測定部は、前記画像表示部における画像表示動作中の非表示期間に、前記画像表示部の表示面の照明光の分布を測定する
請求項８に記載の画像表示装置。
前記照明光分布補正部は、照明光の強度分布と表示データの輝度を比較して元の表示データの輝度を調整する、および／または、照明光の色度分布と表示データの色度を比較して、元の表示データの色度を調整する
請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の画像表示装置。
前記表示素子は、発光素子である
請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の画像表示装置。
前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である
請求項１２に記載の画像表示装置。
表示素子を含む画素が複数配列されており、背面側に表示面の照明光の分布を測定する照明光分布測定部が配置可能になっている画像表示部と、
前記画像表示部に設けられている光透過部を通して前記画像表示部の表示面の照明光の分布を前記画像表示部の背面側で測定する照明光分布測定部と、
前記照明光分布測定部で測定された照明光の分布の情報に基づいて、視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように表示データを補正する照明光分布補正部と、
を備えた電子機器。
表示素子を含む画素が複数配列されている画像表示部を具備した画像表示装置と、
前記画像表示部に設けられている光透過部を通して前記画像表示部の表示面の照明光の分布を前記画像表示部の背面側で測定する照明光分布測定装置と、
前記照明光分布測定部で測定された照明光の分布の情報に基づいて、視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように表示データを補正する照明光分布補正部を具備した機器と、
を備えた画像表示システム。
表示素子を含む画素が複数配列されている画像表示部に設けられている光透過部を通して前記画像表示部の表示面の照明光の分布を前記画像表示部の背面側で測定し、
測定された照明光の分布の情報に基づいて、視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように表示データを補正し、
この補正後の表示データを前記画像表示部に供給して画像表示を行なう
画像表示方法。
表示素子を含む画素が複数配列されており背面側に表示面の照明光の分布を測定する照明光分布測定部が配置可能になっている画像表示部に設けられている光透過部を通して前記照明光分布測定部で測定された照明光の分布の情報に基づいて、視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように表示データを補正する照明光分布補正部
を備えた照明光分布補正装置。
表示素子を含む画素が複数配列されている画像表示部に設けられている光透過部を通して前記画像表示部の表示面の照明光の分布を前記画像表示部の背面側で測定し、
測定された照明光の分布の情報に基づいて、視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように表示データを補正する
照明光分布補正方法。
表示素子を含む画素が複数配列されている画像表示部に設けられている光透過部を通して前記画像表示部の表示面の照明光の分布を前記画像表示部の背面側で測定して得た照明光の分布の情報に基づいて、視認される表示画像における照明光の影響を抑制するように表示データを補正する照明光分布補正処理をコンピュータに実行させるプログラム。