JP2017142368A - 表示装置及び表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非矩形状の表示領域に画像を表示する際に、画像の非矩形部分における表示品質を向上できる表示装置及び表示方法を提供する。【解決手段】表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配列されてなる画素配列を有し、画素配列のうちの有効画素領域が非矩形状である表示部と、入力画像データに所定の処理を施して出力画像データを生成する画像処理部と、出力画像データに基づいて表示部を制御する表示制御部と、を備える。有効画素領域は、当該有効画素領域の縁部を形成する第１の画素領域及び第１の画素領域外の第２の画素領域を有する。画像処理部は、第１の画素領域に対応する入力画像に対して、半透過の黒画像を合成し、表示制御部は、合成後の出力画像データに基づいて表示部を制御する。【選択図】図６

Description

本発明は、表示領域が非矩形状である表示装置及び表示方法に関する。

近年、表示領域が非矩形状である表示装置が提案され、実用化されている（例えば特許文献１、２）。このような表示装置は、外形形状を自由に設計することができるため、デザイン性に優れ、例えば車両のインストルメントパネルに配置されるスピードメーターや後写鏡の代替としてのカメラ・モニターシステム、腕時計の用途において有用視されている。

「非矩形状」とは、円形、楕円形及び角丸の多角形等の輪郭の一部に曲線部分を有する形状の他、矩形を除く多角形を含む。すなわち、表示領域の輪郭の一部が画素の配列方向（水平方向又は垂直方向）と交差している形状を「非矩形状」と称し、画素の配列方向と交差している部分を「非矩形部分」と称する。

図１、図２は、表示領域が非矩形状である表示装置における画素配列の一例を示す図である。図１、図２には、非矩形部分として、角丸長方形の表示領域における１つの角部を拡大して示している。

図１、図２に示すように、表示装置の表示パネル１６１は、複数の画素１０がマトリックス状に配列されてなる画素配列ＰＡを有する。画素配列ＰＡのうち、パネル枠１６２の表示窓１６２ａから外部に臨む画素で構成される領域（以下「有効画素領域」と称する）、すなわち利用者によって視認可能な領域が表示領域である。

通常、画素配列ＰＡを形成する一つ一つの画素１０は矩形（正方形）であり、カラー表示の場合、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する３つの副画素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを含む。図１に示す例では、最外縁に位置する画素１０Ａ（図１における斜線が施されている画素）が、表示窓１６２ａの内側に、表示窓１６２ａの輪郭に沿って配置されている。この場合、画素配列ＰＡの輪郭が、表示される画像の輪郭となる。図２に示す例では、最外縁に位置する画素１０Ａ（図２における斜線が施されている画素）のうち非矩形部分を形成する画素１０Ａが、表示窓１６２ａの輪郭と重なるように配置され、画素１０Ａの一部がパネル枠１６２で遮光されている。この場合、表示窓１６２ａの輪郭が、表示される画像の輪郭となる。

特許第５１５４２４９号公報 特開２０１０−２４３８７５号公報

このような表示装置においては、表示される画像の非矩形部分の表示品質が低下する虞がある。具体的には、図１の場合、非矩形部分においては、画素１０Ａの輪郭が画像の輪郭となる。そのため、画像の輪郭が階段状に表示されてしまう。通常、画素配列ＰＡの外側（最外縁の画素と表示窓との隙間）は黒表示であるので、画像の外縁部の輝度が高い場合に顕著に現れる。また、図２の場合、画素１０Ａを構成する副画素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの表示面積比（表示窓１６２ａから外部に臨む面積の比）が変化するために、画像の外縁部におけるホワイトバランスが低下する。

特許文献１には、図２に示す表示パネル１６１において、非矩形部分の画素１０Ａを無着色表示（グレー表示）とすることにより、良好なホワイトバランスを実現するとともに、階段状のがたつきを目立ちにくくすることが開示されている。しかしながら、非矩形部分における画像の輪郭がグレースケールで表示されることになるため、かえって利用者に違和感を与える虞がある。

また、特許文献２には、図２に示す表示パネル１６１において、非矩形部分の画素１０Ａを構成する副画素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの遮光状態を同等とすることにより、良好なホワイトバランスを実現できることが開示されている。非矩形部分におけるホワイトバランスは改善されるものの、画像の輪郭が階段状に表示されてしまうことになる。

一方、画素サイズが非常に細かい高精細の表示パネルであれば、表示窓の輪郭に合わせて画素を敷き詰めることにより、画像の輪郭に現れる階段状のがたつきを視認できなくすることができる。しかしながら、表示パネル自体が高価である上、高精細な画像を描画するために、高速高性能な画像処理回路が要求されるため、非常に高価なものとなってしまう。

さらには、非矩形部分に配置される画素のサイズを、他の画素より小さくすることも考えられる。しかしながら、非矩形部分の曲率に合わせてサイズの異なる画素を配列する必要があるため、パネル設計が複雑になる。また、画素の配置に関して、高い位置精度が要求されるため、生産性が低下する。

上述したように、従来は、表示領域が非矩形状である表示装置において、ハードウェア構造の改良により、画像の非矩形部分における表示品質の向上が図られている。しかしながら、いずれの対策も上述したような課題を抱えている。

本発明の目的は、非矩形状の表示領域に画像を表示する際に、画像の非矩形部分における表示品質を向上できる表示装置及び表示方法を提供することである。

本発明の第１の側面を反映した表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配列されてなる画素配列を有し、前記画素配列のうちの有効画素領域が非矩形状である表示部と、
入力画像データに所定の処理を施して出力画像データを生成する画像処理部と、
前記出力画像データに基づいて前記表示部を制御する表示制御部と、を備え、
前記有効画素領域は、当該有効画素領域の縁部を形成する第１の画素領域及び前記第１の画素領域外の第２の画素領域を有し、
前記画像処理部は、前記第１の画素領域に対応する入力画像に対して、半透過の黒画像を合成し、
前記表示制御部は、合成後の出力画像データに基づいて前記表示部を制御する。

本発明の第２の側面を反映した表示方法は、複数の画素がマトリックス状に配列されてなる画素配列を有し、前記画素配列のうちの有効画素領域が非矩形状である表示部に、入力画像データに基づく画像を表示させる表示方法であって、
（Ａ）入力画像データに所定の処理を施して出力画像データを生成する工程と、
（Ｂ）前記出力画像データに基づいて前記表示部を制御する工程と、を備え、
前記有効画素領域は、当該有効画素領域の縁部を形成する第１の画素領域及び前記第１の画素領域外の第２の画素領域を有し、
前記工程Ａは、前記第１の画素領域に対応する入力画像データに対して、半透過の黒画像データを合成し、
前記工程Ｂは、合成後の出力画像データに基づいて前記表示部を制御する。

本発明によれば、非矩形状の表示領域に画像を表示する際に、画像の非矩形部分における表示品質を向上することができる。

表示領域が非矩形状である表示装置における画素配列の一例を示す図である。 表示領域が非矩形状である表示装置における画素配列の他の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る電子ミラー装置を示す図である。 電子ミラー装置の外観図である。 図４における破線で囲まれた非矩形部分の画素配列を示す図である。 画像処理部における画像処理の一例を示す図である。 表示パネルにおける表示例を示す図である。 表示パネルにおける他の表示例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施の形態に係る電子ミラー装置１を示す図である。電子ミラー装置１は、後写鏡の代替として、車室内のフロントガラスの上部中央に取り付けられる表示装置である。

電子ミラー装置１は、例えば車両のリアガラスに配置された撮像部（図示略）によって撮像された後方視界の画像（動画像）を表示部１６に表示する。撮像部（図示略）は、例えばＣＣＤ（charge-coupled device）型イメージセンサー、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサーなどの撮像素子を有する。撮像素子によって光電変換された後方視界の画像を示す電気信号は、無線通信又は有線通信によって電子ミラー装置１に送信される。

図３に示すように、電子ミラー装置１は、制御部１１、記憶部１２、画像入力部１３、信号処理部１４、画像処理部１５、及び表示部１６等を備える。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３等を備える。ＣＰＵ１１１は、例えばＲＯＭ１１２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１１３に展開し、展開したプログラムと協働して、電子ミラー装置１の各ブロックの動作を集中制御する。

画像入力部１３は、入力画像源（ここでは撮像部）から送られてきた画像を示す電気信号を受信し、信号処理部１４に出力する。信号処理部１４は、増幅器やＡ／Ｄ変換器等を有し、画像入力部１３からの電気信号に基づいて、デジタルの入力画像データを生成する。生成された入力画像データは、記憶部（画像メモリ）１２に格納される。

画像処理部１５は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行い、出力画像データを生成する。画像処理部１５は、例えば入力画像データに対して、色補正、階調補正、コントラスト補正等の周知の補正処理を施す。生成された出力画像データは、表示部１６又は記憶部１２に出力される。

表示部１６は、例えば表示パネル１６１（図４参照）及びバックライト（図示略）を有する液晶ディスプレイである。表示部１６は、画像処理部１５で生成された出力画像データに基づく制御部１１の指令に従って、画像表示を行う。なお、表示部１６には、有機ＥＬディスプレイを適用することもできる。

図４に示すように、表示パネル１６１は、電子ミラー装置１の筐体であるパネル枠１６２に保持される。パネル枠１６２は、角丸長方形状の表示窓（開口）１６２ａを有する。図５に示すように、表示パネル１６１は、複数の画素１０がマトリックス状に配列されてなる画素配列ＰＡを有する。

画素配列ＰＡを形成する一つ一つの画素１０は矩形（正方形）であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する３つの副画素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを含む。画素１０の画素値には、ＲＧＢ各色の色情報（輝度値）及び透過度情報（α値）が含まれる。最外縁に位置する画素１０Ａ（図５における斜線が施されている画素）は、表示窓１６２ａの内側に、表示窓１６２ａの輪郭に沿って配置される。したがって、画素配列ＰＡの輪郭が、表示される画像の輪郭となる。

画素配列ＰＡのうち、パネル枠１６２の表示窓１６２ａから外部に臨む画素で構成される有効画素領域、すなわち利用者によって視認可能な領域が表示領域である。有効画素領域は、当該有効画素領域の縁部を形成する第１の画素領域Ａ１及び第１の画素領域Ａ１以外の第２の画素領域Ａ２に区画される。第１の画素領域Ａ１は、少なくとも最外縁を形成する画素１０Ａからなる最外画素群を含む。第１の画素領域Ａ１は、最外画素群の内側に隣接する複数の画素群を含んでもよい。図５では、第１の画素領域Ａ１が複数の画素群で構成される場合について示しているが、以下においては、第１の画素領域Ａ１は最外画素群により形成されているものとして説明する。

本実施の形態では、画像処理部１５は、出力画像データを生成するに際して、アルファブレンドと呼ばれる描画技法により、入力画像（背景画像）に対して、予め設定されたマスク画像（前景画像）を合成する。アルファブレンドとは、透過度を示す係数（α値）を用いて、背景画像に対して半透過の前景画像を重ねる描画技法である。

図６は、画像処理部１５における画像処理の一例を示す図である。図６Ａは入力画像Ｉ_ｉｎ、図６Ｂはマスク画像Ｉ_ｍ、図６Ｃは出力画像Ｉ_ｏｕｔを示す。図６Ｂに示すマスク画像Ｉｍは、半透過（例えば透過度５０％）の黒画像Ｉ_ｍ１と透過度１００％の完全透過画像Ｉ_ｍ２を有する。図６Ｂにおける網目部分が黒画像Ｉ_ｍ１であり、白部分が完全透過画像Ｉ_ｍ２である。完全透過画像Ｉ_ｍ２は、第２の画素領域Ａ２に対応する。黒画像Ｉ_ｍ１は、第１の画素領域Ａ１に対応する部分（図６Ｂの破線で囲まれた部分）を含む。なお、黒画像Ｉ_ｍ１は、第１の画素領域Ａ１に対応する部分を含んでいればよく、第１の画素領域Ａ１に対応しない部分（表示パネル１６１に表示されない部分）については、特に制限されない。

画像処理部１５において、入力画像Ｉ_ｉｎとマスク画像Ｉ_ｍの合成が行われると、図６Ｃに示すように、少なくとも第１の画素領域Ａ１に対応する部分が半透過の黒画像Ｉ_ｍ１でマスクされた出力画像Ｉ_ｏｕｔが生成される。制御部１１は、合成後の出力画像データに基づいて表示部１６を制御する。表示パネル１６１には、図６Ｃに示す出力画像のうち、有効画素領域に対応する部分が表示される（図７Ａ参照）。

図７Ａに示すように、表示パネル１６１に出力画像Ｉ_ｏｕｔを表示させた場合、第１の画素領域Ａ１に対応する部分の輝度が、入力画像Ｉ_ｉｎにおける元の輝度よりも低くなり、暗い表示となる。非矩形部分におけるコントラスト変化が緩やかになるので、画像の輪郭が階段状に表示されるものの、がたつきを目立ちにくくすることができる。入力画像Ｉ_ｉｎをそのまま表示した図７Ｂに示す場合と比較すると、非矩形部分における輪郭のがたつき感は明らかに低減され、滑らかに見える。特に、入力画像Ｉ_ｉｎにおいて外縁部の輝度が高い場合、顕著な効果が得られる。

ここで、黒画像Ｉ_ｍ１の透過度を極端に高く又は低く設定すると、コントラスト変化を緩やかにする効果が、入力画像Ｉ_ｉｎの輝度によっては得られなくなる。そこで、マスク画像Ｉ_ｍに含まれる黒画像Ｉ_ｍ１の透過度は３０〜７０％であることが好ましい。これにより、入力画像Ｉ_ｉｎの非矩形部分の輝度によらず、一定の品質で、コントラスト変化を緩やかにすることができる。

また、第１の画素領域Ａ１が、最外縁を形成する最外画素群及び当該最外画素群の内側に隣接する複数の画素群を含む場合、マスク画像Ｉ_ｍに含まれる半透過の黒画像Ｉ_ｍ１は、第１の画素領域Ａ１の外側から内側に向かって透過度が高くなるように設定されるのが好ましい。図８は、第１の画素領域Ａ１の外側に対して透過率３３％の黒画像を重ね、内側に対して透過率６７％の黒画像を重ねた場合の表示例である。図８に示すように、非矩形部分におけるコントラスト変化がいっそう緩やかになるので、画像の輪郭のがたつきをさらに目立ちにくくすることができる。

さらには、マスク画像Ｉ_ｍに含まれる半透過の黒画像Ｉ_ｍ１は、第２の画素領域Ａ２を形成する画素１０のうち第１の画素領域Ａ１に隣接する画素１０に対応する入力画像Ｉ_ｉｎの画素値に基づいて設定されるようにしてもよい。例えば、第１の画素領域Ａ１に隣接する画素１０に対応する入力画像Ｉ_ｉｎの輝度値が高い場合、黒画像Ｉ_ｍ１の透過率は低く設定される。入力画像Ｉ_ｉｎの非矩形部分の輝度に合わせて、その部分の輝度の低下率が決定されるので、入力画像Ｉ_ｉｎが変化しても、効果的にコントラスト変化を緩やかにすることができる。

このように、本実施の形態に係る電子ミラー装置１（表示装置）は、複数の画素１０がマトリックス状に配列されてなる画素配列ＰＡを有し、画素配列ＰＡのうちの有効画素領域が非矩形状である表示部１６と、入力画像データに所定の処理を施して出力画像データを生成する画像処理部１５と、出力画像データに基づいて表示部１６を制御する制御部１１（表示制御部）と、を備える。有効画素領域は、当該有効画素領域の縁部を形成する第１の画素領域Ａ１及び第１の画素領域Ａ１以外の第２の画素領域Ａ２を有する。画像処理部１５は、第１の画素領域Ａ１に対応する入力画像に対して、半透過の黒画像を合成する。

具体的には、画像制御部１５は、第１の画素領域Ａ１に対応する半透過の黒画像からなる第１画像Ｉ_ｍ１及び第２の画素領域Ａ２に対応する完全透過の第２画像Ｉ_ｍ２を有するマスク画像Ｉ_ｍを、入力画像に対して合成する。

電子ミラー装置１によれば、非矩形状の表示領域に画像を表示する際に、画像の非矩形部分における表示品質を向上することができる。従来のようにハードウェア構造の改良による対策ではなく、ソフトウェアを利用した画像処理による対策であるため、生産性に何ら影響はない。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、本発明は、矩形状の画素配列ＰＡに、非矩形状の画像を表示させる場合にも適用できる。画像表示に供されない画素領域、すなわち駆動されない画素又は黒表示とされる画素で構成される画素領域と、有効画素領域との間に階段状のがたつきが生じるが、本発明を適用することにより、境界部分のがたつき感を低減することができる。

また例えば、本発明は、画素１０Ａのうち非矩形部分を形成する画素１０Ａが、表示窓１６２ａの輪郭と重なるように配置されている場合（図２参照）にも適用できる。すなわち、本発明は、画素配列ＰＡが矩形状であるか否かに関わらず、表示窓１６２ａから外部に臨む有効画素領域が非矩形状となっている場合に適用できる。この場合、外縁部のホワイトバランスが厳密には崩れるが、第１の画素領域Ａ１における輝度が低くなるので、ホワイトバランスの低下を視認不能な程度まで抑制することができる。

実施の形態では、予め半透過の黒画像Ｉ_ｍ１が含まれるマスク画像Ｉ_ｍを用いて入力画像Ｉ_ｉｎとの合成を行うが、白黒２値のマスク画像を用いて、マスク画像における黒部分が半透過となるように、入力画像とマスク画像を合成してもよい。

本発明は、電子ミラー装置の他、車両のインストルメントパネルに配置されるスピードメーターやカーナビゲーションシステム、腕時計に適用することができる。この場合、実施の形態における画像入力部に代えて、表示装置がハードディスクや不揮発性の半導体メモリ等の入力画像源を備えていてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る表示装置及び表示方法は、非矩形状の表示領域に画像を表示させる場合に好適である。

１ 電子ミラー装置（表示装置）
１０ 画素
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 画像入力部
１４ 信号処理部
１５ 画像処理部
１６ 表示部
１６１ 表示パネル
１６２ パネル枠
１６２ａ 表示窓
ＰＡ 画素配列

Claims (5)

1. 複数の画素がマトリックス状に配列されてなる画素配列を有し、前記画素配列のうちの有効画素領域が非矩形状である表示部と、
   入力画像データに所定の処理を施して出力画像データを生成する画像処理部と、
   前記出力画像データに基づいて前記表示部を制御する表示制御部と、を備え、
   前記有効画素領域は、当該有効画素領域の縁部を形成する第１の画素領域及び前記第１の画素領域外の第２の画素領域を有し、
   前記画像処理部は、前記第１の画素領域に対応する入力画像に対して、半透過の黒画像を合成し、
   前記表示制御部は、合成後の出力画像データに基づいて前記表示部を制御する、表示装置。
2. 前記黒画像の透過率は、３０〜７０％である、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の画素領域は、最外縁を形成する最外画素群及び当該最外画素群の内側に隣接する複数の画素群を含み、
   前記半透過の黒画像は、前記第１の画素領域の外側から内側に向かって透過度が高くなるように設定される、請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記半透過の黒画像は、前記第２の画素領域を形成する画素のうち前記第１の画素領域に隣接する画素に対応する入力画像の画素値に基づいて設定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 複数の画素がマトリックス状に配列されてなる画素配列を有し、前記画素配列のうちの有効画素領域が非矩形状である表示部に、入力画像データに基づく画像を表示させる表示方法であって、
   （Ａ）入力画像データに所定の処理を施して出力画像データを生成する工程と、
   （Ｂ）前記出力画像データに基づいて前記表示部を制御する工程と、を備え、
   前記有効画素領域は、当該有効画素領域の縁部を形成する第１の画素領域及び前記第１の画素領域外の第２の画素領域を有し、
   前記工程Ａは、前記第１の画素領域に対応する入力画像データに対して、半透過の黒画像データを合成し、
   前記工程Ｂは、合成後の出力画像データに基づいて前記表示部を制御する、表示方法。

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