JP2011257554A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示部へ外光が射し込んだ場合に、画像処理の処理量が増大することを抑制しつつ、表示画像の視認性をさらに改善することができる画像表示装置を提供すること。
【解決手段】原画像の視認性を改善した改善画像を原画像から生成しておき、画像を表示する表示部へ影響を与える外光の照度を検出し、検出した照度に応じた合成比率で原画像と改善画像とを合成することで、表示部へ影響を与える外光の照度に応じて視認性を向上させた表示画像を生成するように画像表示装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置に関するものであり、特に、表示部の照度が上昇した場合に、消費電力の増大を抑制しつつ、簡易な処理で表示画像の視認性を改善することができる画像表示装置に関する。

従来、画像表示装置では、画像を表示する表示部の照度が上昇した場合に、表示画像の視認性が低下するという問題がある。たとえば、画像の表示中に表示部へ直射日光などの外光が射し込んだ場合、表示部で反射した外光のために表示画像中の暗い領域等で階調成分が失われ、表示画像の視認性が低下していた。

このため、表示部の照度を検出する照度センサを備え、照度センサによって検出された照度の上昇に応じて、表示部の光源の輝度を高めることで表示画像の視認性を改善する画像表示装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２８５０６４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の画像表示装置では、照度センサによって検出される照度が上昇する度に、表示部の光源の輝度を上昇させる必要があるため消費電力が増大するという問題があった。

ところで、表示部の照度が上昇した場合に表示画像の視認性を改善させる他の手法として、表示画像の原画像に対し、表示部の照度の上昇に応じた画像処理を行うことで表示画像の視認性を改善する手法もある。かかる手法によれば、上記特許文献１に記載の画像表示装置よりも低消費電力で表示画像の視認性を改善することができる。

ただし、表示部の照度の上昇に応じた画像処理を原画像に対して行う手法では、照度毎に画像処理用のパラメータを記憶しておく必要があるため、大容量のメモリが必要になる。さらに、メモリから照度毎にパラメータを読み出して画像処理部のパラメータを書き換える必要があるため、かかるパラメータの書き換えのために一旦画像処理を停止させる必要があり、処理に時間がかかる。

このように、表示部の照度の上昇に応じた画像処理を原画像に対して行う手法では、表示部の照度が変化する度に、各照度に対応した異なる画像処理を原画像に対して行う必要があるため画像処理が煩雑になるという問題が生じる。

これらのことから、表示部の照度が上昇した場合に、消費電力の増大を抑制しつつ、簡易な処理で表示画像の視認性を改善することができる画像表示装置をいかにして実現するかが大きな課題となっている。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、表示部の照度が上昇した場合に、消費電力の増大を抑制しつつ、簡易な処理で表示画像の視認性を改善することができる画像表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、画像を表示部へ表示させる画像表示装置であって、前記表示部へ影響を与える外光の照度を検出する照度検出手段と、視認性を改善した改善画像を原画像から生成する改善画像生成手段と、前記照度検出手段によって検出された照度に応じた合成比率で前記原画像と前記改善画像とを合成して表示画像を生成する表示画像生成手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置によれば、表示部へ影響を与える外光の照度に対応した合成比率で原画像と改善画像とを合成することによって、表示部の照度に応じて視認性を改善した表示画像を生成することができる。これにより、本発明に係る画像表示装置は、照度毎に画像処理用のパラメータを記憶しておくメモリが不要で、メモリから照度毎にパラメータを読み出して画像処理部のパラメータを書き換える必要もなく、パラメータの書き換えのために画像処理を一旦停止させる必要もないため処理速度を向上させることができる。したがって、本発明に係る画像表示装置によれば、表示部の照度が上昇した場合に、消費電力の増大を抑制しつつ、簡易な処理で表示画像の視認性を改善することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る画像表示手法の概要を示す説明図である。 図２は、本実施例に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本実施例に係る合成比率情報の一例を示す図である。 図４は、本実施例に係る画像表示装置で実行される処理を示すフローチャートである。 図５は、原画像および改善画像の対応する一部の領域だけを合成する場合の一例を示す図である。 図６は、画像信号の入力系統別に設けられた合成比率情報の一例を示す図である。 図７は、表示画像が視認される方向別に設けられた合成比率情報の一例を示す図である。 図８は、複数の照度センサの配置および照度センサを複数設けた場合の画像表示装置の動作を示す図である。 図９は、合成比率の補正処理を示す図である。 図１０は、表示画像における原画像の合成比率に対応付ける照度に所定の幅を設けた合成比率情報の一例を示す図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る画像表示手法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る画像表示手法の概要について図１を用いて説明した後に、本発明に係る画像表示手法を適用した画像表示装置についての実施例を図２〜図１０を用いて説明することとする。

まず、本発明に係る画像表示手法の概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る画像表示手法の概要を示す図である。以下では、画像信号から生成した原画像に基づき、表示部へ表示させる表示画像を生成する画像表示装置による画像表示手法について説明する。

本発明に係る画像表示手法は、画像信号から表示画像の原画像を生成するとともに、視認性を画像処理により改善した改善画像を原画像から生成する。そして、本発明に係る画像表示手法は、表示部へ影響を与える外光の照度に対応した合成比率で原画像と改善画像とを合成することで、表示部の照度に応じて視認性を改善した表示画像を生成する。

具体的には、本発明に係る画像表示手法では、図１（Ａ）に示すように、表示部１００の表示領域１０２を複数に分割（ここでは、４分割）した各分割領域１０３のそれぞれに対応させて照度センサ１０１を設けておく。

たとえば、照度センサ１０１は、同図（Ａ）に示すように、矩形状の表示領域１０２を額縁状に取り囲む枠体１０４の四辺の各中心位置にそれぞれ設けておく。そして、かかる照度センサ１０１は、検出した照度を対応する各分割領域１０３の照度として検出する。

これにより、本発明に係る画像表示手法では、表示領域１０２における照度の分布を判別し、各分割領域１０３の照度を個別に検出することができる。

そして、本発明に係る画像表示手法では、表示画像を生成する場合、図１（Ｂ）に示すように、画像信号から表示画像の原画像を生成する。このとき生成する原画像は、画像信号に含まれる画素毎の輝度情報および色情報をそのまま忠実に再現した画像である。

また、本発明に係る画像表示手法では、図１（Ｃ）に示すように、原画像の生成と並行して、視認性を画像処理により改善した改善画像を原画像から生成する。具体的には、表示部１００の照度が所定の閾値以上である場合の視認性を画像処理により改善した改善画像を原画像から生成する。

ここで想定している表示部１００の照度に関する所定の閾値（以下、「上限値」という）は、たとえば、表示部１００へ直射日光が差し込んだ場合に、照度センサ１０１によって検出されることが予想される照度である。ただし、所定の閾値とは、特定の１つの照度値をさすのではなく、直射日光が差し込んだ場合のように人が見にくさを感じると想定される照度範囲をも含むものである。

すなわち、本発明に係る画像表示手法では、表示部１００の照度変化とは無関係に、表示部１００の照度が極端に上昇した場合の視認性が良好となるような画像処理を原画像に対して行うことで改善画像を生成する。

続いて、本発明に係る画像表示手法では、図１（Ｄ）に示すように、照度センサ１０１によって検出された表示部１００の照度に対応する合成比率で分割領域１０３毎に原画像と改善画像とを合成する。

たとえば、本発明に係る画像表示手法では、表示部１００の照度が上昇した場合、照度が上昇するにつれて表示画像における原画像の合成比率を低下させつつ、表示画像における改善画像の合成比率を上昇させる。

そして、本発明に係る画像表示手法では、図１（Ｅ）に示すように、原画像と改善画像とを合成して生成した表示画像を表示部１００へ出力する。

このように、本発明に係る画像表示手法では、表示部１００の照度が上昇するにつれて、表示画像における改善画像の合成比率を高めることができるため、表示部１００の照度の変化に応じて視認性を改善した表示画像を生成することができる。

また、本発明に係る画像表示手法では、表示領域１０２を分割した分割領域の照度を個別に検出することができるため、分割領域１０３毎に視認性の改善を行うことができる。

また、本発明に係る画像表示手法では、改善画像を生成する場合にのみ、表示部１００の照度（所定の上限値）に対応した画像処理を原画像に対して行う。

すなわち、本発明に係る画像表示手法では、表示部１００の照度が上昇した場合に、表示部１００の照度に応じて異なる画像処理を原画像に対して行う必要がないため、簡易な処理で表示画像の視認性を改善することができる。

しかも、本発明に係る画像表示手法では、表示部１００の照度が上昇する度に表示部１００の光源の輝度を高める必要性が少なくなり、低消費電力で表示画像の視認性を改善することができる。

また、本発明に係る画像表示手法では、表示部１００の照度と原画像および改善画像の合成比率とを対応付けた合成比率情報を予め記憶しておき、かかる合成比率情報に基づき、原画像と改善画像とを合成する合成比率を決定することができる。なお、かかる点については、図３を用いて後述する。

また、本発明に係る画像表示手法では、表示画像を表示する状況などに応じて複数種類の合成比率情報を予め記憶しておくこともできる。なお、かかる点については、図６および図７を用いて後述する。

また、本発明に係る画像表示手法では、表示部１００の照度が所定の閾値以上である場合、表示部１００の照度の上昇に応じて表示部１００の光源の輝度を上昇させることもできる。なお、かかる点については、図２を用いて後述する。

上述したように、本発明に係る画像表示手法では、画像信号から表示画像の原画像を生成するとともに、表示部照度が所定の閾値以上である場合の視認性を画像処理により改善した改善画像を原画像から生成する。

そして、本発明に係る画像表示手法では、表示部の照度に対応した合成比率で原画像と改善画像とを合成することで、表示部の照度に応じて視認性を改善した表示画像を生成する。

このため、本発明に係る画像表示手法によれば、表示部の照度が上昇した場合に、消費電力の増大を抑制しつつ、簡易な処理で表示画像の視認性を改善することができる。以下、図１を用いて説明した本発明に係る画像表示手法を適用した画像表示装置についての実施例を詳細に説明する。

以下では、図２〜図１０を用いて本発明に係る画像処理手法を適用した画像表示装置についての実施例を説明する。なお、以下の実施例では、車両に設けられる画像表示装置について示すこととする。

図２は、本実施例に係る画像表示装置１の構成を示すブロック図である。なお、同図には、本実施例に係る画像表示装置１の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図２に示すように、本実施例に係る画像表示装置１は、画像信号入力部２と、表示部３と、照度検出部４と、制御部５と、記憶部６とを備えている。

画像信号入力部２は、画像表示装置１の外部から画像信号の入力を受付け、制御部５へ出力する処理部である。かかる画像信号入力部２としては、たとえば、ＬＶＤＳ（Low voltage differential signaling）レシーバを用いることができる。

そして、画像信号入力部２は、車両に設けられている複数のデバイスから画像信号の入力を受付ける。たとえば、画像信号入力部２は、車両に設けられたカーナビゲーション装置やテレビ受信装置、車両の後方を撮像するバックカメラ等から画像信号の入力を受付け、受付けた画像信号を制御部５へ出力する。

表示部３は、画像信号入力部２によって受付けられた画像信号に基づき制御部５が生成した表示画像を表示するデバイスである。本実施例では、かかる表示部３として液晶ディスプレイを用いている。なお、表示部３は、液晶ディスプレイに限るものではなく、プラズマディスプレイ等、任意の表示デバイスを用いることができる。

照度検出部４は、表示部３における表示領域の近傍に設けられ、表示部３の照度を検出して制御部５へ出力するデバイスである。かかる照度検出部４は、たとえば、フォトトランジスタ等の照度センサを備えている。そして、照度センサは、外光の射し込み等により変化する表示部３の照度を検出し、検出した照度に応じた信号を制御部５へ出力する。

なお、本実施例では、照度検出部４が表示部３に設けられている場合について説明するが、照度検出部４は、必ずしも表示部３と一体に設ける必要はない。たとえば、照度検出部４は、表示部３と別体に設け、表示部３と離隔した位置から表示部３へ影響を与える外光の照度を検出することで間接的に表示部３の照度を検出するように構成してもよい。

また、ここでは、説明を簡単にするため、表示部３の近傍に一つの照度センサを設けた場合について説明するが、複数の照度センサを設けることもできる。なお、複数の照度センサを設けた場合については、図８を用いて後述する。

制御部５は、画像信号入力部２から入力される画像信号から表示部３へ表示させる表示画像を生成する処理部である。かかる制御部５は、原画像生成部５１と、改善画像生成部５２と、画像合成部５３と、輝度調整部５４とを備えている。

原画像生成部５１は、画像信号入力部２から入力される画像信号に含まれる画素毎の輝度情報および色情報をそのまま忠実に再現した原画像を生成し、改善画像生成部５２および画像合成部５３へ出力する処理部である。

改善画像生成部５２は、原画像生成部５１から入力される原画像に対し、表示部３の照度が所定の閾値（以下、「上限値」という）以上となった場合の視認性を改善する画像処理を行うことで改善画像を生成し、画像合成部５３へ出力する処理部である。

なお、かかる上限値は任意に設定できるものとする。ここでは、表示部３の照度に関する所定の上限値として、表示部３へ直射日光が差し込んだ場合に、照度検出部４によって検出されることが予想される照度を設定している。

このため、改善画像生成部５２は、照度検出部４による照度の検出結果とは関係なく、表示部３の照度が極端に上昇した場合の視認性が良好となるような画像処理を常時原画像に対して行うことで改善画像を生成する。

具体的には、改善画像生成部５２は、原画像生成部５１から入力される原画像の輝度、階調、コントラスト値を画素毎に調整する。ここで、改善画像生成部５２による原画像の輝度、階調、コントラスト値の調整手法について簡単に説明する。

改善画像生成部５２には、生成する改善画像の輝度を調整するためのダイナミックレンジが予め設定されている。かかるダイナミックレンジは、表示部３の照度が前述した上限値となった状況下で、改善画像中に所謂白飛びや所謂黒つぶれが発生しない輝度の範囲を定めたものである。

そして、改善画像生成部５２は、原画像の輝度を調整する場合、原画像における各画素の輝度が予め設定されているダイナミックレンジへ収まるように原画像の各画素のガンマ値を調整する。

すなわち、改善画像生成部５２は、原画像の輝度を調整する場合、原画像の中で極端に輝度の高い領域の輝度を低下させ、極端に輝度の低い領域の輝度を上昇させる画像処理を行う。こうして、改善画像生成部５２は、表示部３の照度が上限値となった状況下で改善画像に白飛びや黒つぶれが発生することを防止する。

また、改善画像生成部５２は、原画像の階調を調整する場合、たとえば、原画像における中間色の領域の階調を純色へ近付けるとともに、原画像における中性色の領域の階調を原色へ近付けるように各画素の階調を調整する。こうして、改善画像生成部５２は、表示部３の照度が上限値となった状況下での改善画像の色彩を原画像本来の色彩へ近付ける。

また、改善画像生成部５２は、原画像のコントラスト値を調整する場合、原画像におけるコントラスト値が予め設定された設定値を下回っている領域について、コントラスト値を予め設定された設定値まで高める処理を行う。こうして、改善画像生成部５２は、表示部３の照度が上限値となった状況下で改善画像中のエッジ部分が消失することを防止する。

なお、改善画像生成部５２へ設定するダイナミックレンジ、原画像の各画素に対する階調の調整値、コントラスト値は、予めシミュレーションを行うことで決定することができる。

たとえば、表示部３の照度が上限値となる状況を意図的に作成し、かかる状況下で基準となる任意の原画像を表示部３へ表示させ、各画素の輝度、階調、コントラスト値を任意に変更して視認性のシミュレーションを行う。

そして、かかるシミュレーションの結果、最も視認性が向上した場合の輝度、階調の調整値、コントラスト値に基づき、改善画像生成部５２へ設定するダイナミックレンジ、原画像の各画素に対する階調の調整値、コントラスト値を決定する。

画像合成部５３は、原画像生成部５１から入力される原画像と、改善画像生成部５２から入力される改善画像とを照度検出部５４によって検出された表示部３の照度に対応した合成比率で合成して表示画像を生成し、輝度調整部５４へ出力する処理部である。

かかる画像合成部５３は、照度検出部５４から入力される表示部３の照度に応じた信号と、記憶部６に記憶されている後述の合成比率情報６１とに基づき、原画像と改善画像とを合成する合成比率を決定する。なお、合成比率の決定手順については、図３を用いて後述する。

本実施例では、画像合成部５３が生成する表示画像に占める原画像の成分の割合と改善画像の成分の割合との比を、原画像と改善画像とを合成する合成比率という。また、画像合成部５３が生成する表示画像に占める原画像の成分割合を表示画像における原画像の合成比率といい、表示画像に占める改善画像の成分の割合を表示画像における改善画像の合成比率という。

輝度調整部５４は、画像合成部５３から入力される表示画像の輝度を調整して表示部３へ出力する処理部である。かかる輝度調整部５４は、照度検出部４によって検出された表示部３の照度が所定の閾値以上である場合に、表示部３の照度の上昇に応じて表示部３の光源であるバックライトの輝度を上昇させるバックライト制御を行う。

なお、本実施例では、輝度調整部５４がバックライト制御を行う所定の閾値として、表示部３の照度に関する前述した所定の上限値を用いることとするが、かかる閾値は任意に変更してもよい。

そして、輝度調整部５４は、照度検出部４によって検出された表示部３の照度が所定の上限値以上となった場合に、表示部３の照度と所定の上限値との差分に応じた上昇量でバックライトの輝度を上昇させる。

一方、輝度調整部５４は、照度検出部３によって検出された表示部３の照度が所定の上限値未満の場合、バックライトを予め設定された所定の輝度に保つ処理を行う。

すなわち、輝度調整部５４は、表示部３の照度が所定の上限値以上となり、原画像と改善画像との合成による視認性の改善が困難となった場合に、バックライトの輝度を上昇させることで表示画像のダイナミックレンジを拡張する。

これにより、画像表示装置１では、表示部３の照度が所定の閾値以上となった場合に、表示可能な階調の幅を拡張することができるため、表示画像の視認性をより一層改善することができる。また、画像表示装置１は、表示部３の照度が所定の上限値未満の場合、バックライトの輝度を上昇させることがないため、消費電力の増大を抑制することができる。

記憶部９は、原画像と改善画像との合成比率と、表示部３の照度との対応関係を示す合成比率情報６１を記憶している。ここで、図３を用いて記憶部６で記憶されている合成比率情報６１および画像合成部５３による合成比率の決定手順について説明する。

図３は、本実施例に係る合成比率情報６１の一例を示す図である。図３（Ａ）に示すように、合成比率情報６１は、表示部３の各照度に対し、表示画像における原画像の合成比率がそれぞれ対応付けられたテーブルである。

なお、ここでは、表示部３の各照度に対し、表示画像における原画像の合成比率を対応付けているが、表示部３の各照度に対し、表示画像における改善画像の合成比率を対応付けてもよい。また、表示部３の各照度に対し、表示画像における原画像および改善画像双方の合成比率を対応付けてもよい。

そして、画像合成部５３は、原画像と改善画像とを合成する場合に、かかる合成比率情報６１を参照し、照度検出部４によって検出された表示部３の照度と対応付けられている合成比率（％）を表示画像における原画像の合成比率として決定する。

このとき、画像合成部５３は、決定した原画像の合成比率をα％とした場合、（１００−α）％を表示画像における改善画像の合成比率として決定する。

このように、画像合成部５３は、テーブルを参照するだけで煩雑な演算処理を行うことなく原画像と改善画像とを合成する合成比率を決定することができる。

たとえば、画像合成部５３は、照度検出部４によって検出された照度が０（ｌｕｘ）であった場合、０（ｌｕｘ）に対応付けられている１００％（図３（Ａ）参照）を表示画像における原画像の合成率として決定する。かかる場合、画像合成部５３は、表示画像として原画像を輝度調整部５４へ出力する。

また、画像合成部５３は、照度検出部４によって検出された照度が１０００（ｌｕｘ）であった場合、１０００（ｌｕｘ）と対応付けられている７０％（図３（Ａ）参照）を表示画像における原画像の合成比率として決定し、３０％を改善画像の合成比率として決定する。

そして、画像合成部５３は、決定した合成比率で原画像と改善画像とを対応する画素毎に合成することで表示画像を生成する。

より具体的には、画像合成部５３は、原画像と改善画像との輝度に対して、合成比率に応じた重み付けを行って合成する。たとえば、原画像：改善画像＝７０％：３０％であった場合、画像合成部５３は、表示画像の輝度＝（原画像の輝度値×０．７）＋（改善画像の輝度×０．３）となるように表示画像を生成する。

なお、かかる重み付けの対象は、原画像や改善画像の輝度値に限定するものではなく、たとえば、原画像や改善画像における画素毎の色を示すＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）値であってもよい。

また、図３（Ａ）に示すように、本実施例では、表示部３の照度が高くなるにつれて、対応付ける原画像の合成比率が低くなるように合成比率情報６１を定めている。したがって、画像合成部５３は、表示部３の照度が上昇するほど改善画像に近い輝度、色彩、コントラストの表示画像を生成する。

すなわち、画像合成部５３は、表示部３の照度に応じて原画像と改善画像との合成比率を変更するという簡易な処理を行うだけで、表示部３の照度に応じて表示画像の視認性を改善することができる。

なお、ここでは、合成率情報が図３（Ａ）に示すテーブルである場合について説明したが、合成率情報は、テーブルに限定するものではない。たとえば、合成比率情報６１として、図３（Ｂ）に示すように、表示部３の照度と、表示画像における原画像の合成比率との対応関係を示す関数を用いることもできる。

このように、合成比率情報６１として関数を用いた場合、図３（Ａ）に示すテーブルのように、各照度と照度に対応する合成比率とを全て記憶部６へ記憶させておく必要がないため、記憶部６の記憶容量を有効に利用することができる。

また、図３（Ｂ）では、合成比率が照度に対してリニアに変化する関数を例に挙げて説明したが、所定範囲の照度毎に段階的に合成比率が変化する関数を用いてもよい。たとえば、０以上４０００（ｌｕｘ）未満の照度に対応する原画像の合成比率が１００％、４０００以上１００００（ｌｕｘ）未満の照度に対応する原画像の合成比率が５０％、１００００（ｌｕｘ）以上の照度に対応する原画像の合成比率が０％となるような関数を用いることもできる。

なお、表示画像における原画像や改善画像の合成比率が０％または１００％の場合、改善画像または原画像をそのまま表示画像として出力する処理を行うことになるが、本実施例では、かかる処理も含めて画像の合成処理と定義している。

次に、図４を用いて、画像表示装置１で実行される処理について説明する。図４は、本実施例に係る画像表示装置１で実行される処理を示すフローチャートである。なお、同図では、本実施例に係る画像表示装置１の特徴に関する処理のみを示しており、一般的な処理についての記載を省略している。

図４に示すように、画像表示装置１は、電源が投入されると、画像信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ１０１）、画像信号が入力されていないと判定した場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、処理を終了する。一方、画像表示装置１は、画像信号が入力された場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、画像信号から原画像を生成する（ステップＳ１０２）。

続いて、画像表示装置１は、表示部１００の照度が所定の閾値以上である場合の視認性を画像処理により改善した改善画像を原画像から生成し（ステップＳ１０３）、照度検出部４によって表示部３の照度を検出する（ステップＳ１０４）。

続いて、画像表示装置１は、合成比率情報６１を参照し、照度検出部４によって検出された表示部３の照度と対応付けられている合成比率に基づいて原画像と改善画像とを合成して表示画像を生成する（ステップＳ１０５）。

続いて、画像表示装置１は、照度検出部４によって検出された表示部３の照度が所定の上限値未満であるか否かの判定を行う（ステップＳ１０６）。そして、画像表示装置１は、表示部３の照度が所定の上限値以上であると判定した場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、表示部３の照度と所定の上限値との差分に応じてバックライトの輝度を上昇させるバックライト制御を行い（ステップＳ１０７）、処理をステップＳ１０６へ移す。

一方、画像表示装置１は、表示部３の照度が所定の上限値未満であると判定した場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５で生成した表示画像を表示部３へ出力し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。

そして、画像表示装置１は、電源が投入されている期間、かかるステップＳ１０１〜１０８の処理を繰り返し実行する。

このように、画像表示装置１は、画像信号から原画像を生成するとともに、表示部３の照度が所定の閾値以上である場合の視認性を画像処理によって改善した改善画像を原画像から生成する。そして、画像表示装置１は、表示部３の照度に対応した合成比率で原画像と改善画像とを合成することにより、表示部の照度に応じて視認性を改善した表示画像を生成する。

このため、画像表示装置１では、表示部３の照度が変化する度に、照度によって異なる画像処理を原画像に対して行うのではなく、原画像と改善画像との合成比率を変更するとう簡易な処理で表示画像の視認性を改善することができる。

また、画像表示装置１では、表示部３の照度が上限値まで上昇するまでは、画像合成部５３による原画像と改善画像との合成のみによって表示画像の視認性を改善するため、表示部３の光源の輝度を不必要に上昇させることがない。

このため、画像表示装置１は、表示部３の照度が上昇する度に表示部３の光源の輝度を上昇させる従来の画像表示装置に比べ、低消費電力で表示画像の視認性を改善することができる。

しかも、画像表示装置１は、原画像の輝度だけでなく、階調、コントラスト値まで調整して生成した改善画像と原画像とを合成して表示画像を生成するため、表示部３の光源のみを調整する従来の画像表示装置よりも更に表示画像の視認性を改善することができる。

また、画像表示装置１は、原画像と改善画像との合成比率と表示部の照度との対応関係を示す合成比率情報６１を記憶し、照度検出部４によって検出された表示部３の照度および合成比率情報６１に基づき、原画像と改善画像とを合成する合成比率を決定する。

このため、画像表示装置１は、表示部３の照度が変化した場合に、煩雑な処理を行うことなく、合成比率情報６１を参照し、表示部３の照度に対応付けられている合成比率を検索するだけで原画像および改善画像の合成比率を決定することができる。

ところで、上記した実施例では、原画像の全体と改善画像の全体とを合成する場合について説明したが、本実施例に係る画像表示装置１は、原画像および改善画像の対応する一部の領域だけを合成することもできる。

ここで、図５を用いて、原画像および改善画像の対応する一部の領域だけを合成する場合について説明する。図５は、原画像および改善画像の対応する一部の領域だけを合成する場合の一例を示す図である。

図５（Ａ）に示すように、画像表示装置１は、表示画像を表示する表示領域３Ａの中央領域３Ｂについてのみ原画像と改善画像とを合成した表示画像を使用し、中央領域３Ｂの周囲領域３Ｃについては原画像のみを使用して表示画像を生成することもできる。

これにより、たとえば、テレビ画像のように、必要な情報が表示画像の中央に表示されることが多い場合、必要な情報が表示される領域に対してのみ表示部３の照度に応じて視認性を改善する処理を行うことができる。

また、図５（Ｂ）に示すように、画像表示装置１は、表示領域３Ａの上半部領域３Ｄについてのみ原画像と改善画像とを合成した表示画像を使用し、表示領域３Ａの下半部領域３Ｅについては原画像のみを使用して表示画像を生成することもできる。

これにより、たとえば、車両内における表示部３の設置位置と車窓の位置との位置関係で、表示領域３Ａの上半部領域３Ｄにのみ外光が射し込む場合、表示領域３Ａの上半部領域３Ｄに対してのみ表示部３の照度に応じて視認性を改善する処理を行うことができる。

また、図５（Ｃ）に示すように、画像表示装置１は、表示領域３Ａの対角線を境界として右上領域３Ｆについてのみ原画像と改善画像とを合成した表示画像を使用し、左下領域３Ｇについては原画像のみを使用して表示画像を生成することもできる。

これにより、たとえば、右ハンドルの車両内でハンドルと右側の車窓との間に表示部３を設けた場合に、外光が射し込む可能性の高い表示領域３Ａの右上領域３Ｆに対してのみ表示部３の照度に応じて視認性を改善する処理を行うことができる。

このように、画像表示装置１は、原画像および改善画像の対応する一部の領域だけを合成する構成とすることで、表示部３の照度に応じて視認性を改善する処理量を低減することができる。

なお、かかる構成とする場合、原画像および改善画像を合成する領域は、画像表示装置１のユーザが任意に設定するように構成してもよく、画像表示装置１が表示部３へ表示させる表示画像の種類に応じて自動的に設定するように構成してもよい。

ただし、原画像および改善画像を合成する領域をユーザが設定する構成とする場合、画像表示装置１へユーザによる設定操作を受付ける操作部を設けるとともに、操作部の操作と原画像および改善画像を合成する領域とを対応付けたテーブルを設ける。

また、原画像および改善画像を合成する領域を表示画像の種類に応じて自動的に設定する場合、画像表示装置１へ表示画像の種類を判別する判別部を設けるとともに、表示画像の種類と原画像および改善画像を合成する領域とを対応付けたテーブルを設ける。

ところで、上記した実施例では、画像表示装置１が１種類の合成比率情報６１を記憶している場合について説明したが、画像表示装置１へ複数種類の合成比率情報６１を記憶させておくこともできる。ここで、図６および図７を用いて画像表示装置１へ複数種類の合成比率情報６１を記憶させた場合について説明する。

図６は、画像信号の入力系統別に設けられた合成比率情報６１の一例を示す図であり、図７は、表示画像が視認される方向別に設けられた合成比率情報６１の一例を示す図である。

図６に示すように、画像表示装置１は、画像信号の入力系統、すなわち、画像ソース別に複数種類の合成比率情報６１を記憶しておくこともできる。同図では、画像表示装置１へ入力される画像信号の入力系統が３種類である場合の一例を示している。

すなわち、画像表示装置１は、テレビ受信装置、車両の後方を撮像するバックカメラ、カーナビゲーション装置という３つの装置と接続されている場合、テレビ用合成比率情報、バックカメラ用合成比率情報、ナビ用合成比率情報を記憶する。

なお、ここでは、ナビゲーション装置の画像、バックカメラの画像、テレビ受信装置の画像の順で各画像の平均輝度が高いものとして説明する。かかる場合、同図に示すように、同一の照度に対応付ける原画像の合成比率をナビ用合成比率情報、バックカメラ用合成比率情報、テレビ用合成比率情報の順で低くなるように設定する。

そして、画像表示装置１は、画像信号が入力された場合に、画像信号の入力系統を判別し、判別した入力系統に対応する合成比率情報６１を参照して原画像と改善画像とを合成する合成比率を決定する。

なお、画像信号の入力系統を判別する方法は、特に限定するものではなく、画像表示装置１は、たとえば、画像信号が入力される端子に基づき入力系統を判別してもよく、画像信号から原画像の平均輝度を算出し、かかる平均輝度に基づき入力系統を判別してもよい。

これにより、画像表示装置１は、画像信号の入力系統毎に、各入力系統に応じた適切な合成比率で原画像と改善画像とを合成することで表示画像の視認性をより一層改善することができる。

たとえば、平均輝度がテレビ受信装置やバックカメラの画像よりも高いナビゲーション装置の画像からテレビ画像へ表示画像を切り替えた場合、表示画像の輝度が低下する。

かかる場合、画像表示装置１は、表示部の照度が変化していなくても参照する合成比率情報６１をナビ用合成比率情報からテレビ用合成比率情報へ切り替えることで、表示画像における改善画像の合成比率を上昇させ、原画像の合成比率を低下させる。

これにより、画像表示装置１は、表示画像の輝度が低下したことによる表示画像の視認性の低下を改善することができる。なお、画像表示装置１は、表示画像が視認される方向別に複数の合成比率情報６１を記憶することもできる。

たとえば、画像表示装置１は、図７（Ａ）に示す９０度（正面）用合成比率情報と、図７に（Ｂ）に示す４５度用合成比率情報とを記憶することもできる。ここで、９０度（正面）用合成比率情報は、表示画像が表示面に対して９０度（正面）の方向から視認されることを想定した合成比率情報６１である。

一方、４５度用合成比率情報は、表示画像が表示面に対して斜め４５度の角度から視認されることを想定した合成比率情報６１である。そして、本実施例では、同一の照度に対応付ける原画像の合成比率を９０度（正面）用合成比率情報よりも４５度用合成比率情報の方が低くなるように設定している。

これは、表示画像を斜めから視認した場合に、正面から視認した場合よりも表示画像の輝度が低下して視認されるためである。そして、画像表示装置１は、表示画像が視認される方向を判別し、判別した方向に対応した合成比率情報６１を参照して、原画像と改善画像との合成比率を決定する。

これにより、画像表示装置１は、表示画像を視認するユーザの位置に応じて表示画像の視認性を効果的に改善することができる。

たとえば、表示部３がダッシュボードの中央に設置されている場合、画像表示装置１は、４５度用合成比率情報を参照して合成比率を決定することにより、運転席または助手席のユーザに対して効果的に表示画像の視認性を改善することができる。

一方、画像表示装置１は、９０度（正面）用合成比率情報を参照して合成比率を決定することにより、後部座席のユーザに対して効果的に表示画像の視認性を改善することができる。

なお、画像表示装置１が表示画像の視認方向を判別する方法は、特に限定するものではなく、たとえば、表示画像の視認方向をユーザが設定操作する操作部を画像表示装置１へ設け、操作部の操作に基づき、画像表示装置１が表示画像の視認方向を判別してもよい。

また、画像表示装置１へ表示部近傍に存在する人体の位置を検知する人体検知センサを設け、かかる人体検知センサによって検知された人体の位置と表示部との位置関係に基づき、画像表示装置１が表示画像の視認方向を判別してもよい。

また、画像表示装置１は、照度と対応付けられている合成比率が異なる複数種類のデータを記憶しておき、画像表示装置１のユーザが表示画像に占める改善画像や原画像の成分の比率を任意に設定および設定のキャンセルができるように構成してもよい。

かかる構成とすれば、画像表示装置１は、各ユーザ毎の趣向に合わせてより細やかに表示画像の画質調整を行うことができる。

また、上記した実施例では、表示部の照度を検出する照度検出部が一つの照度センサを備えている場合について説明したが、本実施例に係る画像表示装置１は、照度センサを複数設けることもできる。

ここで、図８を用いて画像表示装置１へ複数の照度センサを設けた場合について説明する。図８は、複数の照度センサの配置および照度センサを複数設けた場合の画像表示装置１の動作を示す図である。

画像表示装置１へ複数の照度センサを設ける場合、たとえば、図８（Ａ）に示すように、表示部３の表示領域３０を額縁状に囲む枠体３１に複数の照度センサ４１〜４８を設ける。具体的には、枠体３１の四隅のそれぞれに照度センサ４１、４３、４６、４８を設け、枠体３１の各辺の中心にそれぞれ照度センサ４２、４４、４５、４７を設ける。

なお、ここでは、説明を簡単にするため、各照度センサ４１〜４８は、照度を（高）、（中）、（低）の３段階で検出するものとする。そして、画像表示装置１は、各照度センサ４１〜４８によって検出される照度の組合せに基づき、表示領域３１内で照度の異なる領域を判別する。

たとえば、画像表示装置１は、図８（Ｂ−１）に示すように、表示領域３０の左辺に沿って設けられた３つの照度センサ４１、４４、４６の検出結果が（低）、表示領域３０の右辺に沿って設けられた照度センサ４３、４５、４８の検出結果（高）であったとする。

そして、表示領域３０の上辺中央近傍に設けられた照度センサ４２の検出結果が（中）、表示領域３０の下辺中央近傍に設けられた照度センサ４７の検出結果が（中）であったとする。

かかる場合、画像表示装置１は、図８（Ｂ−２）に示すように、表示領域を左右方向に３等分した左側の領域を低照度領域３２、中央の領域を中照度領域３３、右側の領域を高照度領域３４と判別する。

また、たとえば、画像表示装置１は、図８（Ｃ−１）に示すように、表示領域３０の右上に設けられた照度センサ４３の検出結果が（高）、表示領域３０の左下に設けられた照度センサ４６の検出結果が（低）であったとする。そして、他の照度センサ４１、４２、４４、４５、４７、４８の検出結果が全て（中）であったとする。

かかる場合、画像表示装置１は、図８（Ｃ−２）に示すように、検出結果が（中）であった照度センサ４１、４２、４４、４５、４７、４８によって囲まれる領域を中照度領域３３と判別する。また、画像表示装置１は、表示領域３０内で中照度領域３３の右上の領域を高照度領域３４、左下の領域を低照度領域３２と判別する。

そして、画像表示装置１は、照度の異なる領域（高照度領域、中照度領域、低照度領域）を判別した場合、判別した各領域（高照度領域、中照度領域、低照度領域）の照度に対応付けられている合成比率で原画像と改善画像とを合成して表示画像を生成する。

このように、画像表示装置１は、複数の照度センサを設けた場合、表示領域３０内で照度が異なる領域毎に、各領域の照度に応じた合成比率で原画像と改善画像とを合成することができるため、表示画像の視認性をさらに細やかに改善することができる。

ところで、表示領域３０内で照度が異なる領域毎に、各領域の照度に応じた合成比率で原画像と改善画像とを合成した場合、たとえば、上記高照度領域、中照度領域、低照度領域の各境界で原画像と改善画像との合成比率が急激に変化することがある。

かかる合成比率の急激な変化は、表示画像を視認するユーザへ違和感を与えるおそれがある。このため、本実施例に係る画像表示装置は、表示領域３０内で照度が異なる領域毎に、各領域の照度に応じた合成比率で原画像と改善画像とを合成する場合、合成比率の補正処理を行う。

ここで、図９を用いて合成比率の補正処理について説明する。図９は、合成比率の補正処理を示す図である。なお、同図（Ａ）には、表示領域３０における低照度領域３２、中照度領域３３、高照度領域３４を示している。

また、同図（Ｂ）には、補正処理前の表示画像における原画像の合成比率、同図（Ｃ）には、補正処理後の表示画像における原画像の合成比率を示している。なお、同図（Ｂ）、（Ｃ）における縦軸は、表示画像における原画像の合成比率であり、横軸は表示領域３０における水平位置を示している。

図９（Ａ）に示すように、画像表示装置１が表示領域３０を左右方向に３等分した左側の領域を低照度領域３２、中央の領域を中照度領域３３、右側の領域を高照度領域３４と判別したとする。

このとき、図９（Ｂ）に示すように、低照度領域３２、中照度領域３３、高照度領域３４の各照度に対応する原画像の合成比率がそれぞれ１００％、７０％、１０％であったとする。かかる場合、低照度領域３２と中照度領域３３との境界では合成比率に３０％の差が生じ、中照度領域３３と高照度領域３４との境界では合成比率に６０％の差が生じる。

このように、低照度領域３２、中照度領域３３、高照度領域３４の境界で原画像と改善画像との合成比率に急激な差が生じた場合、表示画像では、低照度領域３２、中照度領域３３、高照度領域３４の間に境界線が生じてユーザへ違和感を与える。

このため、画像表示装置１は、図９（Ｃ）に示すように、低照度領域３２、中照度領域３３、高照度領域３４の境界を含む所定幅Ｗの領域では、原画像と改善画像とを合成する合成比率の差を平滑化する補正処理を行う。

これにより、画像表示装置１は、表示画像内で低照度領域３２、中照度領域３３、高照度領域３４の間に生じる境界線に対し、ぼかしをかけることができるため、ユーザに与える視覚的な違和感を低減することができる。

また、画像表示装置１は、補正処理を行う所定幅Ｗに関する幅情報をレジスタに格納している。そして、画像表示装置１は、かかるレジスタに格納されている幅情報を変更することで補正処理を行う所定幅Ｗを任意に設定できるように構成している。

また、画像表示装置１は、表示中の表示画像における合成比率と次に表示させる表示画像の合成比率との間に差分がある場合にも、合成比率の補正処理を行うことができる。

すなわち、画像表示装置１は、表示中の表示画像における合成比率と次に表示させる表示画像の合成比率との差分が所定の閾値以上となる場合、時間軸上で合成比率を段階的に変更することで合成比率の時間変化を平滑化する。

これにより、画像表示装置１は、合成比率の変更による表示画像のちらつきを抑制することができる。また、画像表示装置１は、かかる合成比率の時間変化を平滑化する期間に関する期間情報についてもレジスタに格納している。そして、画像表示装置１は、レジスタに格納している期間情報を変更することで、合成比率の時間変化を平滑化する期間を任意に設定することができる。

なお、上記した実施例では、合成比率情報６１として、表示画像における原画像の合成比率と表示部の各照度とをそれぞれ対応付けた情報を用いたが、表示画像における原画像の合成比率に対応付ける照度に所定の幅を設けてもよい。

ここで、図１０を用いて、表示画像における原画像の合成比率に対応付ける照度に所定の幅を設けた合成比率情報６１について簡単に説明する。図１０は、表示画像における原画像の合成比率に対応付ける照度に所定の幅を設けた合成比率情報６１の一例を示す図である。

合成比率情報で合成比率に対応付ける照度に所定の幅を設ける場合、たとえば、図１０に示すように、表示部３の照度として０〜９９９（ｌｕｘ）を低照度、１０００〜４９９９（ｌｕｘ）を中照度、５０００（ｌｕｘ）以上を高照度として定義する。

そして、同図に示すように、表示部の照度に対応付ける表示画像中の原画像の合成比率として、低照度に対して１００％、中照度に対して５０％、高照度に対して１０％をそれぞれ対応付け、合成率情報６１とする。

このように、合成比率情報６１における照度に所定の幅を設けておくことにより、画像表示装置１の処理量を効果的に低減することができる。たとえば、照度検出部４によって検出された表示部３の照度が０〜９９９（ｌｕｘ）の間で頻繁に変動した場合に、表示画像の視認性が大きく変化することはない。

かかる場合、図１０に示す合成比率情報６１を設けておくことにより、画像表示装置１は、表示部の照度が０〜９９９（ｌｕｘ）の間で頻繁に変動しても、表示部３の照度が変化する度に合成率を変更して原画像と改善画像とを不必要に合成することがない。

上述してきたように、本実施例に係る画像表示装置は、画像信号から原画像を生成するとともに、表示部の照度が所定の閾値以上である場合の視認性を画像処理によって改善した改善画像を原画像から生成する。

そして、本実施例に係る画像表示装置は、表示部の照度に対応した合成比率で原画像と改善画像とを合成することにより、表示部の照度に応じて視認性を改善した表示画像を生成する。

このため、本実施例に係る画像表示装置によれば、表示部の照度が変化する度に、照度によって異なる画像処理を原画像に対して行うのではなく、照度に対応した合成比率で原画像と改善画像とを合成するという簡易な処理で表示画像の視認性を改善することができる。

また、本実施例に係る画像表示装置では、表示部の照度が上限値まで上昇するまでは、画像合成部による原画像と改善画像との合成のみによって表示画像の視認性を改善するため、表示部の光源の輝度を不必要の上昇させることがない。

このため、本実施例に係る画像表示装置は、表示部の照度が上昇する度に表示部の光源の輝度を上昇させる従来の画像表示装置に比べ、低消費電力で表示画像の視認性を改善することができる。

ところで、上記した実施例では、画像表示装置は、照度検出部によって検出される表示部のリアルタイムの照度に基づき、表示画像の視認性を向上させる処理を行っているが、過去に検出された照度に基づいて表示画像の視認性を向上させる処理を行ってもよい。

たとえば、画像表示装置とナビゲーション装置およびデジタルテレビ装置とが情報通信可能に接続されている場合、画像表示装置は、ナビゲーション装置から随時車両の走行地点、走行方位、走行日時をナビゲーション装置から取得する。

このとき、画像表示装置は、同時にデジタルテレビ装置から走行地点における気象情報を取得する。そして、画像表示装置は、これらの各情報と各走行地点での表示部照度とを対応付け、各走行地点における状況情報として記憶部へ蓄積する。

その後、画像表示装置は、車両の走行中に、ナビゲーション装置およびデジタルテレビ装置から取得する情報に基づき、現在走行中の走行地点における状況を判別し、判別した状況に該当する状況情報が記憶で記憶されていた場合、該当した状況情報中の照度に基づいて原画像と改善画像とを合成する。

かかる構成とすれば、画像表示装置は、たとえば、照度検出部に不具合が生じた場合であっても、車両が頻繁に走行した地点であれば、過去に検出した表示部の照度に基づき、原画像と改善画像とを合成して表示画像の視認性を改善することもできる。

１ 画像表示装置
２ 画像信号入力部
３ 表示部
４ 照度検出部
５ 制御部
６ 記憶部
５１ 原画像生成部
５２ 改善画像生成部
５３ 画像合成部
５４ 輝度調整部
６１ 合成比率情報
１０１、４１〜４８ 照度センサ
１０２、３Ａ、３０ 表示領域
３２ 低照度領域
３３ 中照度領域
３４ 高照度領域

Claims (6)

1. 画像を表示部へ表示させる画像表示装置であって、
   前記表示部へ影響を与える外光の照度を検出する照度検出手段と、
   視認性を改善した改善画像を原画像から生成する改善画像生成手段と、
   前記照度検出手段によって検出された照度に応じた合成比率で前記原画像と前記改善画像とを合成して表示画像を生成する表示画像生成手段と
   を備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記照度と前記合成比率との対応関係を示す合成比率情報を記憶する記憶手段
   をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記記憶手段は、
   画像信号の入力系統別に複数の前記合成比率情報を記憶し、
   前記表示画像生成手段は、
   前記画像信号の前記入力系統に対応する前記合成比率情報に基づいて前記合成比率を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記記憶手段は、
   前記表示画像が視認される方向別に複数の前記合成比率情報を記憶し、
   前記表示画像生成手段は、
   前記表示画像が視認される方向を判別し、判別した方向に対応する前記合成比率情報に基づいて前記合成比率を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
5. 前記照度検出手段は、
   前記表示部の表示領域を分割した各分割領域のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記分割領域の照度を検出する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像表示装置。
6. 前記照度が所定の閾値以上である場合、当該照度の上昇に応じて前記表示部の光源の輝度を上昇させる輝度調整手段
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像表示装置。

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