JP2019008168A - ディスプレイシステムおよび画像の表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】違和感の少ない画像を表示可能なディスプレイシステムを提供する。【解決手段】ディスプレイシステム100は、湾曲もしくは屈曲したディスプレイパネル110を備える。画像処理部120は、ディスプレイパネル110に画像を出力する。画像処理部120は、元画像をそのままディスプレイパネル110に出力する第1モードと、視聴者の位置にもとづいて、元画像を補正して出力する第2モードと、が切替え可能に構成される。【選択図】図2

Description

本発明は、ディスプレイシステムに関する。
近年、画面の両端が前方に湾曲しあるいは屈曲しているディスプレイが注目を集めている。このようなディスプレイは、従来の平坦なディスプレイに比べて臨場感に優れている。
しかしながら湾曲・屈曲ディスプレイは、臨場感と引き替えに、表示される図形が歪むことになり、この歪みは視聴位置によっては一層強調され、視聴者に違和感を与えることとなる。図1(a)、(b)は、屈曲したディスプレイの歪みを説明する図である。図1(a)は、ディスプレイ10を上から見た平面図である。図1(b)は、図1(a)のディスプレイ10を、正面から視聴する様子を示している。このディスプレイ10に、矩形20を表示すると、視聴位置の正面のメインパネル12に表示される部分は、ユーザは違和感なく認識できるが、両端の2枚のサイドパネル14,16に表示される部分(ハッチングを付した)に表示される部分が歪んで見え、違和感が生ずる。
一方で、湾曲あるいは屈曲ディスプレイの用途によっては、臨場感よりも、表示される図形の正確さが求められる場合もありうる。
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、違和感の少ない画像を表示可能なディスプレイシステムの提供にある。
本発明のある態様は、湾曲もしくは屈曲したディスプレイパネルに画像を表示する方法に関する。この方法は、視聴者の位置を考慮して元画像を補正するステップと、補正後の画像をディスプレイパネルに表示するステップと、を備える。
この態様によると、違和感の少ない画像を提示できる。
補正するステップは、元画像をディスプレイパネルを平面に延ばした仮想ディスプレイに表示したときの像が視聴者から見えるように、元画像を補正するステップを含んでもよい。これにより、歪みの低減された像を視聴者に提示できる。
ディスプレイパネルは湾曲しており、補正するステップは、同じ色を提示した場合に色の濃淡が生じないように元画像を補正するステップを含んでもよい。これにより、色むらを低減した像を視聴者に提示できる。
補正するステップは、ディスプレイパネルの屈曲または湾曲した領域において、元画像を線形にスケーリングしてもよい。これにより演算処理を簡略化できる。
ディスプレイパネルを複数の領域に分割し、分割された領域ごとに、補正するステップを行ってもよい。
本発明の別の態様は、ディスプレイシステムに関する。このディスプレイシステムは、湾曲もしくは屈曲したディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに画像を出力する画像処理部と、を備える。画像処理部は、元画像をそのままディスプレイパネルに出力する第1モードと、視聴者の位置にもとづいて、元画像を補正して出力する第2モードと、が切替え可能に構成される。
この態様によると、違和感の少ない画像と、臨場感にあふれた画像とを、選択的に提示できる。
画像処理部は、第2モードにおいて、元画像をディスプレイパネルを平面に延ばした仮想ディスプレイに表示したときの像が視聴者から見えるように、元画像を補正してもよい。これにより歪みを低減した像を提示できる。
画像処理部は、ディスプレイパネルが湾曲している場合、同じ色を提示した場合に色の濃淡が生じないように元画像を補正してもよい。これにより色むらを低減した像を視聴者に低減できる。
ディスプレイパネルは屈曲していてもよい。画像処理部は、屈曲した領域において、元画像を線形にスケーリングした画像を表示してもよい。これにより演算処理を簡略化できる。
画像処理部は、ディスプレイパネルを複数の領域に分割し、分割された領域ごとに、元画像を補正してもよい。
本発明のある態様によれば、違和感の少ない画像を表示できる。
図1(a)、(b)は、屈曲したディスプレイの歪みを説明する図である。 ディスプレイシステムを示す図である。 第1モードにおける画像表示を示す図である。 屈曲したパネルに関する補正を説明する図である。 第2モードにおいて、ディスプレイを正面から見た図である。 簡素化された補正を説明する図である。 湾曲したパネルに関する補正を説明する図である。 湾曲した別のパネルに関する別の補正の例を説明する図である。 第1変形例に係るディスプレイシステムを示す図である。 第2変形例に係る補正を説明する図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
図2は、ディスプレイシステム100を示す図である。ディスプレイシステム100は、ディスプレイパネル110と、画像処理部120を備える。ディスプレイパネル110は、少なくとも一部が湾曲し、または屈曲している。図2には屈曲したパネルを示す。
画像処理部120は、元画像Sを受け、ディスプレイパネル110に出力する。画像処理部120は、第1モードと第2モードが切替え可能に構成される。第1モードにおいて画像処理部120は、元画像Sをそのままディスプレイパネル110に出力する。つまりディスプレイパネル110に入力される画像Sは、第1モードにおいて元画像Sと同じであり、第2モードでは元画像Sを補正した画像となる。
第2モードにおいて、画像処理部120は、視聴者(ユーザ)の位置(視聴位置)にもとづいて、元画像Sを補正して出力する。画像処理部120の第2モードにおける補正は、視聴者の違和感を低減することを目的としたものであり、
(i)図形の歪みの低減
(ii)色むらの低減
の少なくともひとつを行う。
図3は、第1モードにおける画像表示を示す図である。図3には、ディスプレイパネル110を上から見た平面図が示される。理解の容易化のために、画素数は、実際のパネルよりも減らして示されている。ディスプレイパネル110の正面部分には、水平方向に12ピクセル、左右の部分にはそれぞれ水平方向に、8ピクセルが等間隔で割り当てられているとする。元画像Sの水平解像度が(12+8+8)=28ピクセルである場合、第1モードでは、元画像Sが、ドットバイドットでディスプレイパネル110にマッピングされる。したがってディスプレイパネル110のすべての画素がフルに使用される。
図4は、屈曲したパネルに関する補正を説明する図である。図4には、ディスプレイパネル110を上から見た平面図が示される。符号112は、ディスプレイパネル110を平面に延ばした仮想パネルを示す。画像処理部120は、元画像Sをこの仮想パネル112にマッピングしたときの像が視聴者の位置114から見えるように、元画像Sを補正してディスプレイパネル110に表示する。
具体的には、ディスプレイパネル110上の任意の画素Pには、仮想パネル112の画素のうち、画素Pと視聴位置114を通る直線lと交差する画素P’をマッピングすればよい。第2モードでは、両端の部分に含まれる画素(ハッチを付す)には、対応する仮想パネル112の画素が存在しないため、何も表示されない。
仮想パネル112からディスプレイパネル110へのマッピングは、視聴位置114、ディスプレイパネル110の屈曲角度θなどにもとづいて、幾何学的に計算することができる。
図4では、水平方向の補正(マッピング)のみが示されるが、垂直方向に関しても同様の補正を行ってもよい。
図5は、第2モードにおいて、ディスプレイパネル110を正面から見た図である。ディスプレイパネル110には、図1(b)と同じ矩形20が表示されている。図1(b)では、サイドパネル14,16の部分において、矩形20が歪んでいたのに対して、第2モードの補正を行うことにより、図5に示すように、サイドパネル110L,110Rの部分において、矩形20の歪みが低減されている。このように、実施の形態に係るディスプレイシステム100によれば、違和感の少ない画像を提示できる。
ただし、この方法によって厳密にマッピングしようとすると演算が複雑となり、画像処理部120のコストが上がる場合もある。そこで以下で説明するように、簡素化された補正を行ってもよい。
図6は、簡素化された補正を説明する図である。画素の幅は均等とし、ディスプレイパネル110および仮想パネル112上の長さを、画素の幅で正規化して表すとする。このとき、パネル上の長さは、画素の個数に対応する。図6では仮想パネル112にp個の画素が配置され、したがって仮想パネル112の長さはpと表される。
仮想パネル112の最端点Pと視聴位置114を結ぶ直線Lとディスプレイパネル110との交点をQとする。このとき、線分OQの長さ(ピクセル数)をqとする。ディスプレイパネル110と仮想パネル112のなす角度θは設計値である。また仮想パネル112と直線Lがなす角度γは、視聴位置114に応じて定まる。
点Qから仮想パネル112に下ろした垂線の長さXは、X=qsinθとなる。線分Q’Oの長さはqcosθであるから、線分PQ’の長さはp−qcosθである。したがって点Qから仮想パネル112に下ろした垂線の長さXは、X=(p−qcosθ)×tanγと表され、以下の関係式を得る。
qsinθ=(p−qcosθ)×tanγ …(1)
これをqについて解くと、
q=ptanγ/(sinθ+cosθ) …(2)
あるいは線分PQの長さをrとして、qは、余弦定理から式(3)で表される。
q=√(r+p−2rp・cosθ)
つまり仮想パネル112上のp個の画素が、ディスプレイパネル110上のq個の画素にマッピングされる。ディスプレイパネル110上の画素を点Oを1番目、点Qをq番目とし、仮想パネル112上の画素を点Oを1番目、点Pをp番目とするとき、ディスプレイパネル110上のi番目の画素pには、仮想パネル112上のj(=i×p/q)番目の画素p’をマッピングしてもよい。
すなわち画像処理部120は、屈曲した領域において、元画像を、幾何学的に求まるパラメータp/qを利用して、線形にスケーリングした画像を表示してもよい。この場合、図4の厳密なマッピングに比べて若干の歪みが残ることになるが、それと引きかえに演算処理を格段に簡素化できる。
図7は、湾曲したパネルに関する補正を説明する図である。基本的な処理は図4に示す屈曲パネルのそれと同様であり、ディスプレイパネル110上の任意の画素Pには、仮想パネル112の画素のうち、画素Pと視聴位置114を通る直線lと交差する画素P’をマッピングがマッピングされる。
湾曲パネルに関しても、図6に示すように、単純なスケーリングによりマッピングしてもよい。具体的にはディスプレイパネル110上のi番目の画素pには、仮想パネル112上のj(=i×p/q)番目の画素p’をマッピングしてもよい。
なお、ディスプレイパネル110が湾曲している場合、湾曲した部分と平坦な部分とで、同じ色を提示した場合に色の濃淡が生じる場合がある。具体的には湾曲の強い箇所で、ある長さに含まれる画素の個数(密度)が高くなるため、色が濃く見える。そこで画像処理部120は、色の濃淡が抑制されるように、元画像を補正してもよい。
図8は、湾曲した別のパネルに関する別の補正の例を説明する図である。この例では、パネルはθ=90度に湾曲した部分を含み、仮想パネル112は、ディスプレイパネル110の円弧部分と外接するように折り曲げられる。パネルが円弧であるとき、円弧部分を画素数qとすると、円弧と外接する仮想パネル112の1辺の長さpは、p=q/2πとなる。
ディスプレイパネル110の直線部分の画素数(長さ)をr、仮想パネル112の直線部分の長さをsとするとき、以下の関係式が成り立つ。
r+q=2×p+s=q/π+s
したがって長さsは、
s=r−(1−1/π)q
となる。
画像処理部120は、ディスプレイパネル110を複数の領域に分割し、分割された領域ごとに、補正を行うことができる。この例ではディスプレイパネル110が、円弧部分qに相当する第1領域と、直線部分rに相当する第2領域に分割される。第1領域に関しては、図7を参照して説明した方法でマッピングを行えばよい。第2領域に関しては、領域sの画素を、そのまま領域rのハッチングを付さない部分にマッピングすればよい。
なお、第1領域に関しては、単純なスケーリングによりマッピングしてもよい。円弧の長さ(ピクセル数)がq、それに外接する矩形部分の長さはp×2である。したがって、ディスプレイパネル110のi番目(1≦i≦q)の画素Pには、仮想パネル112上のj(=i×2p/q)番目の画素P’をマッピングすればよい。
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
(第1変形例)
図9は、第1変形例に係るディスプレイシステム100Aを示す図である。ディスプレイシステム100Aは、ディスプレイパネル110および画像処理部120に加えて位置検出部130を備える。位置検出部130の構成や原理は特に限定されず、公知技術を用いればよい。たとえば位置検出部130はカメラを含み、撮像画像にもとづいて視聴者の位置114を検出してもよい。位置114を示す位置情報Sは、画像処理部120に入力される。画像処理部120は第2モードにおいて、位置情報Sを、補正処理に反映させる。これにより、視聴者が移動した場合にも、違和感の少ない画像を提示できる。
(第2変形例)
図10は、第2変形例に係る補正を説明する図である。ディスプレイパネル110が湾曲パネルである場合に、仮想パネル112の形状にはさまざまな変形例が考えられる。たとえば図10に示すように、円弧部分と外接する2本の直線116,117に沿って、仮想パネル112を配置してもよい。
(第3変形例)
実施の形態では、第1モードと第2モードが切り替え可能なディスプレイシステムを説明したが、第2モードに固定してシステムを運用してもよい。
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
100…ディスプレイシステム、110…ディスプレイパネル、112…仮想パネル、114…視聴位置、120…画像処理部、130…位置検出部。

Claims (11)

  1. 湾曲もしくは屈曲したディスプレイパネルに画像を表示する方法であって、
    視聴者の位置を考慮して元画像を補正するステップと、
    補正後の画像を前記ディスプレイパネルに表示するステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
  2. 前記補正するステップは、
    前記元画像を前記ディスプレイパネルを平面に延ばした仮想パネルに表示したときの像が前記視聴者から見えるように、前記元画像を補正するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記ディスプレイパネルは湾曲しており、
    前記補正するステップは、同じ色を提示した場合に色の濃淡が生じないように前記元画像を補正するステップを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記補正するステップは、前記ディスプレイパネルの屈曲または湾曲した領域において、前記元画像を線形にスケーリングすることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の方法。
  5. 前記ディスプレイパネルを複数の領域に分割し、分割された領域ごとに、前記補正するステップを行うことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の方法。
  6. 湾曲もしくは屈曲したディスプレイパネルと、
    前記ディスプレイパネルに画像を出力する画像処理部と、
    を備え、
    前記画像処理部は、元画像をそのまま前記ディスプレイパネルに出力する第1モードと、視聴者の位置にもとづいて、前記元画像を補正して出力する第2モードと、が切替え可能に構成されることを特徴とするディスプレイシステム。
  7. 前記画像処理部は、前記第2モードにおいて、前記元画像を前記ディスプレイパネルを平面に延ばした仮想パネルに表示したときの像が前記視聴者から見えるように、前記元画像を補正することを特徴とする請求項6に記載のディスプレイシステム。
  8. 前記画像処理部は、前記ディスプレイパネルが湾曲している場合、同じ色を提示した場合に色の濃淡が生じないように前記元画像を補正することを特徴とする請求項6または7に記載のディスプレイシステム。
  9. 前記画像処理部は、前記ディスプレイパネルの屈曲または湾曲した領域において、前記元画像を線形にスケーリングした画像を表示することを特徴とする請求項6または7に記載のディスプレイシステム。
  10. 前記画像処理部は、前記ディスプレイパネルを複数の領域に分割し、分割された領域ごとに、前記元画像を補正することを特徴とする請求項6から9のいずれかに記載のディスプレイシステム。
  11. 前記視聴者の位置を検出する位置検出部をさらに備えることを特徴とする請求項6から10のいずれかに記載のディスプレイシステム。
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