JPH05232906A

JPH05232906A - 観察角度に応じて液晶ディスプレイマトリックススクリーンの動作特性を最適化する方法及び装置

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Publication number: JPH05232906A
Application number: JP4284647A
Authority: JP
Inventors: Favot Jean-Jacques; ジヤン−ジヤツク・フアボ; Jean-Pierre Fontan; ジヤン−ピエール・フオンタン; Perbet Jean-Noel; ジヤン−ノエル・ペルベ
Original assignee: Thales Avionics SAS
Current assignee: Thales Avionics SAS
Priority date: 1991-10-22
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1993-09-10
Also published as: CA2080941A1; DE69211481D1; EP0539261B1; US5488391A; FR2682798B1; DE69211481T2; EP0539261A1; FR2682798A1

Abstract

(57)【要約】【目的】観察方向の如何にかかわらず液晶ディスプレ
イスクリーンに表示される画像の可読性を最適にする。【構成】画像発生器によって形成される画像回路と、
マイクロゾーン処理ユニットと、スクリーンインタフェ
ースと、ＬＣＤスクリーンとを含む。観察角度に応じて
スクリーンの動作特性を最適化するために、観察者の位
置が（検出器によって）検出され、この位置に応じて、
そのスクリーンのマイクロゾーンの適切な輝度特性が選
択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、観察角度に応じて液晶
ディスプレイマトリックススクリーンの動作特性を最適
化するための方法及び装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】特にねじれネマチック液晶を使用する液
晶ディスプレイ(LCD) スクリーンの使用者が頻繁に直面
する問題の１つは、スクリーンに対して垂直な観察軸か
ら観察者が離れていく時に、表示される画像の可読性が
低下することである。

【０００３】この低下は、コントラスト低下と色度ドリ
フト（色彩の不鮮明化又は反転）によって特徴付けられ
る。

【０００４】この現象は、主として、ＬＣＤスクリーン
が制限された観察視野を有することに関係している。

【０００５】この観察視野は、例えば合成画像技術の場
合のように、グレーの濃淡を含む画像が表示される時に
更に減少する。この効果は、画像品質を改善するため
に、エイリアス除去（anti-aliasing ）タイプの処理操
作を必要とする。

【０００６】従来の技術では、こうした動作特性の低下
は、液晶ディスプレイスクリーンをアドレス指定するた
めに使用される電圧の全体的調節によって補償される。
これは、そのスクリーンの付近に置かれた制御電位差計
によって行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液晶
ディスプレイスクリーンに対する観察者の位置がいかな
るものであろうと、従って観察方向がいかなるものであ
ろうと、その液晶ディスプレイスクリーン上に表示され
る画像の最適な可読性を自動的に得ることを可能にする
方法を提供することである。更に、本発明の目的は、こ
の方法を実行するための装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】観察角度に応じて液晶デ
ィスプレイマトリックススクリーンの動作特性を最適化
するための本発明による方法は、スクリーンの前方の半
球によって表される観察空間を、画像を見るために観察
者が位置させられることが可能な様々な位置に対応する
単位ゾーンに分割することと、前記スクリーンの幾つか
の画素で形成された１組のマイクロゾーンを前記単位ゾ
ーン毎に決定する際に、前記スクリーン上に表示される
べき画像の特定の処理操作を前記単位ゾーンの各々に関
連付けることとを含み、最適の可読性を得るために、前
記各画素の輝度レベルと前記スクリーンの各マイクロゾ
ーンの色光度レベルが、観察角度の関数として実験的に
決定され更にこれらの値を記憶することと、通常の使用
時に、前記スクリーンに対する観察者の位置を検出する
ことと、検出された観察角度に対応しており記憶された
前記値の関数としての前記スクリーン上に表示されるべ
き画像の処理のパラメータの少なくとも１つを修正する
ことにある。

【０００９】本発明による装置は、スクリーンに対する
観察者の位置を検出するための装置を含み、該検出装置
が、処理装置により液晶ディスプレイスクリーン上に表
示されるべき画像の輝度特性及び／又は色度特性の重み
付けのための装置に接続され、前記処理装置が、前記検
出装置によって与えられる情報要素に基づいて前記重み
付けのために必要とされるデータを決定する。

【００１０】本発明は、非限定的な例として取り上げら
れ且つ添付図面によって図解される１つの実施例の以下
の説明から、より明瞭に理解されるであろう。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の装置のブロック図を示す。
この装置は主として、観察者の頭部２の位置の検出装置
１と、処理装置５によって検出装置１に接続されており
ディスプレイ装置４の一部分を形成する液晶ディスプレ
イ（ＬＣＤ）スクリーン３を有する。このディスプレイ
装置３は、更に、（合成画像及び／又はビデオ画像の発
生器である）画像発生器６に接続される。装置１として
使用されることが可能な、観察者頭部の検出のための様
々な既知の装置について、以下に説明する。これらの装
置は次の通りである。

【００１２】＊電磁タイプの検出装置：電磁位置検出
装置は一般的に次の３つの要素によって形成される。

【００１３】− 第１に、「放射体（radiator）」とも
呼ばれる基準源。この基準源の役割は、例えば観察者頭
部が移動することが可能な空間に関係付けられた３次元
基準系の起点と方向を特定するための基準磁界を放射す
ることである。この基準源は、一般的に、ディスプレイ
スクリーンの付近に配置される。

【００１４】− 第２に、前記基準源によって放たれる
基準放射を３つの空間方向において受け取る役割を有す
る位置センサ。３つの空間方向において受け取られるエ
ネルギーのレベルは、前記基準源に対する前記センサの
位置と方向の特徴を示す。このセンサは一般的に観察者
によって運ばれる。

【００１５】− 第３に、制御ユニット。この制御ユニ
ットの役割は、前記基準源と前記電磁センサとを制御す
ることと、前記基準源に対する前記センサの位置（３つ
の距離）と方向（３つの角度）に関する情報要素を前記
センサから来る信号から抽出するために、前記センサか
ら来る信号を処理することと、例えば30Hzの速度で直列
タイプのコンピュータリンクに対して情報要素を周期的
且つ自動的に伝送することである。

【００１６】基準源−磁気センサ間の距離＜700mm の場
合における、このような装置の平均的性能は、 − 位置決めの精度＞７mm（平均値）、 − 方向の精度＞ 1.5°（平均値）である。

【００１７】＊電気−光タイプの検出装置：電気−光
タイプの検出装置は一般的に次の要素から構成される。

【００１８】− 例えば180 °の立体角で赤外線放射を
放射する発光ダイオードのような発光源。この発光源は
一般的に観察者によって運ばれる。

【００１９】− 作用表面上に前記発光源が結像される
ことを可能にする光学系と組み合わされた、約10mm×10
mmの感光表面領域を有する２つの光センサ。各々の検出
装置は、１つの空間平面内における前記発光源の位置を
識別するために使用される。適切に選択された２つの空
間平面の交差が、３次元の決定を可能にする。これらの
光センサは一般的にディスプレイスクリーンの付近に配
置される。

【００２０】− 前記センサによって与えられる情報要
素に基づいて観察空間内の前記発光源の位置を計算する
ことと、例えば40Hzの速度で直列タイプのコンピュータ
リンクに対して周期的且つ自動的に前記発光源位置（３
つの距離）を送り出すことを役割とする、制御ユニッ
ト。

【００２１】このような装置の精度は、１ｍの観察距離
の場合に、１mm程度である。

【００２２】上記の２つの検出装置よりも動作特性が劣
る他の位置検出装置を本発明に使用することも可能であ
る。観察者の視線の方向を検出するための装置を使用す
ることも可能である。

【００２３】例えば、１ｍの観察距離の場合に20mmより
も良好な精度を有する装置であれば、 1.2°より良好な
精度で個々のゾーンの境界を定めることが可能である。

【００２４】ディスプレイ装置３は、本出願人によって
出願されたフランス特許出願第 2 619 982号に説明され
ているタイプのものである。有利には、この既知の装置
が、高い精細度を伴ってリアルタイムで動作することが
可能となるように、次に説明するように修正する。即
ち、マイクロゾーンを相関させるためにスクリーンメモ
リを使用し、このスクリーンメモリをマイクロゾーンの
画素と同じ方法で組織し、マトリックス形に組織された
アドレスバスと組み合わせる。

【００２５】図２は、デイスプレイ装置４の一部分を形
成する、スクリーン３の制御装置（即ち、図７を参照し
て後述されるユニット12の一部分を形成する回路）の１
つの実施例を示す。

【００２６】この制御装置は、画像発生器６に接続され
る。この発生器６は、線７Ａによって管理回路７に接続
され、バス８Ａによってマイクロゾーン発生器８に接続
される。更に、発生器６は、アドレス制御線６Ａによっ
て、管理回路７とアドレス発生器９とに接続される。こ
の発生器９はスクリーンメモリ10をアドレス指定し、バ
ス10Ａによって置換／相関回路（permutation and corr
elation circuit ）11に接続される。バス10Ａは、メモ
リ10に向かうリンク11Ａと、回路11に向かうリンク11Ｂ
とを有する。

【００２７】要素７〜11を有する機能ユニットは、ここ
では、「マイクロゾーン毎の処理ユニット」と呼ばれ、
全体として参照番号12を与えられている。

【００２８】管理ブロック７は様々な機能を果たす。管
理ブロック７は、画像処理操作における書込みアクセス
であろうと、画像表示操作における読取りアクセスであ
ろうと、ユニット12に対するアクセスのモードに従って
アドレス発生器９を線13を経由して制御する。線14を経
由して、ブロック７は、上記の文献ＦＲ−Ａ−2 619982
に説明されている通りに生成されるマイクロゾーン選
択パラメータを、発生器８に供給する。このマイクロゾ
ーン選択は、発生器６によってバス８Ａに対して供給さ
れる画像データに基づいて行われる。線15を経由して、
ブロック７が、ブロック11の後述の置換手段を制御す
る。

【００２９】四重構造（quad structure）のディスプレ
イユニットの場合には、マイクロ区域選択パラメータ
が、６ビット、即ち、その構造のコード化のための２ビ
ットと、観察条件のコード化のための４ビットで与えら
れる。三重構造（trio structure）のディスプレイユニ
ットの場合には、これらのパラメータは、その構造のコ
ード化のための４ビットと、観察条件のコード化のため
の２ビットで与えられる。

【００３０】更に、ブロック７は、アドレス発生ブロッ
ク９と線16によってスクリーンメモリ10を制御し、アド
レスバス17によってアドレスする。

【００３１】スクリーンメモリ10（図３）は、基本メモ
リ、即ちメモリパッケージ18¹〜18 ¹⁶のマトリックスで
構成される。このマトリックスは、この場合には各々４
ビットの64Ｋワードの容量の16個のＲＡＭメモリを用い
て、処理マイクロゾーンの画素と同じ方法で構成され
る。メモリ10をアドレスするためのアドレスバス17は、
列アドレスバス19Ｃと行アドレスバス19Ｌとに分割さ
れ、更には、処理マイクロゾーンと同一の構造を有する
画素マトリックスの書込み／読取りのために、（例えば
30nsで）全パッケージの同時アドレス指定を行うことを
可能にする。例えば、スクリーンメモリ10内の１つのマ
イクロゾーンの書込み中には、スクリーンメモリの全て
の基本メモリにそのマイクロゾーンの画素が夫々書き込
まれる。同じ１つの列の基本メモリ全てが、バス19Ｃを
通して同一のアドレスを受け取り、同じ１つの行の基本
メモリ全てが、バス19Ｌを通して同一のアドレスを受け
取る。

【００３２】スクリーン上の表示のためにスクリーンメ
モリ10の読み取りから得られた情報要素が、（メモリが
マトリックスメモリであるが故に）線16によって制御さ
れるマルチプレクサ21によって、逐次的に線20に送り出
されていることが注目される。例えばディスプレイスク
リーンの１つの行の上に画素を配置することは、スクリ
ーンメモリの対応する行の４つの各基本メモリに属す
る、同一の行アドレスを有する４つの画素を連続して同
時に送ることによって行われる。ここでは、列アドレス
は、スクリーンメモリに対する各々のアクセスの後に、
４だけ増分される。ここでは、スクリーンメモリの行は
４つずつ読み取られ、即ち、その行アドレスは４つの行
毎に４だけ増分される。

【００３３】取り決めによって（他の取り決めが検討さ
れてもよいが）、線６Ａ上に発生器６によって供給され
る基本的な行アドレスと列アドレスとは、その関連した
マイクロゾーンの４つの中心画素に共通する点の、ディ
スプレイスクリーン上の座標に対応する。個々の基本メ
モリ18¹〜18¹⁶のアドレスは、ここでは、シンボル合成
発生器によって又はビデオ発生器に組み合わされたAD変
換器によって供給される、処理されるべきスクリーンの
画素の座標Ｘ、Ｙに基づいて決定される。

【００３４】画像処理モードにおいては、ここでは発生
器９が、本発明による次の非限定的な方法で、この場合
には４ビット上に４つの列アドレスＡＤＲＸ₁〜ＡＤＲ
Ｘ₄と４つの行アドレスＡＤＲＹ₁〜ＡＤＲＹ₄とを与
え、更に座標Ｘと座標Ｙとが各々10ビットで与えられ
る。

【００３５】パッケージの第１の列の場合に、ＡＤＲＸ
₁＝（Ｘ＋１）／４パッケージの第２の列の場合に、ＡＤＲＸ₂＝Ｘ／４パッケージの第３の列の場合に、ＡＤＲＸ₃＝（Ｘ−
１）／４パッケージの第４の列の場合に、ＡＤＲＸ₄＝（Ｘ−２
／４パッケージの第１の行の場合に、ＡＤＲＹ₁＝（Ｙ＋
１）／４パッケージの第２の行の場合に、ＡＤＲＹ₂＝Ｙ／４パッケージの第３の行の場合に、ＡＤＲＹ₃＝（Ｙ−
１）／４パッケージの第４の行の場合に、ＡＤＲＹ₄＝（Ｙ−
２）／４スクリーン表示モードにおいては、上記で説明された通
りにメモリスクリーンの読み取りを行うために、発生器
９内で基本アドレスＸ、Ｙが生じさせられ、基本メモリ
に与えられるアドレスが、読み取りモードの場合と同様
に決定される。

【００３６】例えば「ＰＡＬ」タイプである回路22内で
は、ブロック11（図４）が、線15を経由した管理ブロッ
ク７の制御下において、マイクロ区域発生器８によって
線８Ａを経由して与えられるデータ要素の置換を行う。
例えば「ＰＡＬ」タイプである回路23内では、相関した
マイクロゾーンをスクリーンメモリ10内に線11Ａを経由
して書き込む前に、ブロック11が、こうして再構成され
たデータ要素とスクリーンメモリ内で読み取られたデー
タ要素との相関を線11Ｂを経由して行い、線11Ａと線11
Ｂとは、バス10Ａ（図３）内でスクリーンメモリ10にお
いて再び統合される。相関の前に、置換回路22が、マイ
クロ区域発生器８から生じるマイクロゾーンと、スクリ
ーンメモリ10内で読み取られたマイクロゾーンとの間の
コヒーレンスを確立し、従って、同じ色を有する個々の
画素が互いに対応し、相関関係に置かれることが可能で
ある。

【００３７】例えば、マイクロ区域発生器８によって与
えられる１つのマイクロゾーンの１６個の要素は、次の
ように配列されたアルファベットの１６個の第１の文字
によって表される。

【００３８】ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭＮＯＰ図５は、４つの異なったアドレス指定Ｘ、Ｙに対応し
た、スクリーンメモリ内のマイクロゾーンの４つの位置
決めを示す。図５において左上には、スクリーンメモリ
10の全てのパッケージ内に同一のアドレスを供給する座
標Ｘ、Ｙに関するマイクロゾーンの最初の位置が示され
る。この位置では、マイクロゾーンの要素と、スクリー
ンメモリ10内に読み取られたマトリックスの要素との間
に、直接的な対応があり、置換が行われることはない。
図５において右上には、座標Ｘの１つの単位の増分、即
ち、１つの画素分の右向きの水平方向の移動に対応す
る、スクリーンメモリ内に読み取られた要素のブロック
が示される。前記メモリの要素とマイクロゾーンの要素
の間の対応は、これらの要素の次のような１つの要素分
の左向きの移動を意味する。

【００３９】ＢＣＤＡＦＧＨＥＪＫＬＩＮＯＰＭ従って、水平方向において、Ｘの値に基づいて、０〜３
の必要な移動に応じて、四つの可能な置換のケースがあ
る。これは、Ｙの値に基づいて、垂直方向においても同
じである。全体として、マイクロゾーンの中心の座標
Ｘ、Ｙがどのようなものであっても、線15を経由した管
理ブロック７の制御の下で、16個の異なった置換のケー
スが生じる可能性がある。図５において左下には、座標
Ｙの１つの単位分の増分を伴うマイクロゾーンが示され
る。右下には、座標Ｘ、Ｙの２つの単位分の増分を伴う
マイクロゾーンが示される。

【００４０】相関回路23は、マイクロゾーンの全要素と
メモリ要素マトリックスの全要素に対して同時に働く。
ここでは、線11Ｂによって、マイクロゾーンの要素と、
スクリーンメモリ内に読み取られた対応する画素とによ
って形成された１つの対に対して、関数ＳＵＰ（Ａ，
Ｂ）又はＳＵＭ（Ａ，Ｂ）を実行する。関数ＳＵＰ
（Ａ，Ｂ）の場合には、線11Ａによってスクリーンメモ
リ内に再書込みされるのは、最も高い輝度の画素であ
る。

【００４１】処理ユニット12の働きは、入力に関して
は、ランダムタイプ（合成画像）又は逐次タイプ（ビデ
オ画像）であり、ここでは、出力に関しては、逐次タイ
プである。しかし、この働きは、出力に関してランダム
タイプであってもよい。逐次的表示は、液晶ディスプレ
イ（ＬＣＤ）スクリーンのようなカラーマトリックスフ
ラットスクリーンに特に適していることが注目される。

【００４２】図６によれば、マイクロゾーン毎の処理
は、スクリーンメモリ10のアドレスの決定のためのステ
ップ24と、それに続く、スクリーンメモリの読み取りの
ためのステップ25と、マイクロゾーン選択パラメータの
決定のためのステップ26と、それに続く、マイクロゾー
ン発生のためのステップ27と、置換のためのステップ28
と、ほぼ同時に終了する２つのステップ25、28に続く、
相関のためのステップ29と、それに続く、スクリーンメ
モリ内の書き込みのためのステップ30とを含む。処理ユ
ニット12は、情報を含むドットだけを処理するが故に、
上述のシステムの画像を与えるために要する時間は、そ
の処理速度によって制限されない。この所要時間は、画
像発生器６の命令の生成速度にのみ依存する。例えば、
この実施例では、１つの命令に関して、７つのステップ
24〜30が、座標Ｘ、Ｙと色彩と精密位置（半画素ビッ
ト）を含む命令の供給に対応して、100ns の間に行われ
る。

【００４３】図７は、本発明の装置の画像処理回路のブ
ロック図を示す。画像発生器６が、マイクロゾーン処理
ユニット12に接続され、この処理ユニット12の出力が、
インタフェース31を経由して液晶カラーディスプレイス
クリーン３に接続される。更に、この処理ユニットは、
観察者の視線の方向を検出するための装置33によって制
御されるゾーンコード発生装置32に接続される。この検
出装置は、上記で説明された検出装置の中の１つであっ
てよい。ゾーンコード発生装置32の出力がバス８Ａに接
続される（図２参照）。

【００４４】ゾーンコード発生装置32の役割は、 − 観察者の視線の方向に関する情報要素を受け取るた
めに、例えば直列タイプのコンピュータリンク34を経由
して、位置検出装置33とインタフェースすることと、 − 対応する空間のゾーンを前記情報要素に基づいて決
定することと、これらの情報要素から、伝送されるべき
ゾーンコードを演繹することと、 − 例えば（バス８Ａに接続された）並列タイプのコン
ピュータリンク35を経由して、又は、離散ビットの形で
直接的に、マイクロゾーン処理ユニット12に伝送するこ
とである。

【００４５】このゾーンコード発生装置32を実現するた
めに、例えばＰＣタイプのマイクロコンピュータを容易
に使用することが可能である。このマイクロコンピュー
タの１つのシリアルポートに、上記位置検出装置の１つ
が接続され、このマイクロコンピュータの１つのパラレ
ルポートが回路12に接続される。この場合には、上記で
言及され下記で更に説明される役割は、マイクロコンピ
ュータの管理のための単純なプログラムを作ることで十
分果たされる。

【００４６】例えば「68ＨＣ11」のようなマイクロコン
トローラで作られた専用コンピュータによって、装置32
を実現することも可能である。この場合には、機械語に
翻訳され且つそのコンピュータの読出し専用メモリ内に
格納されたプログラムが、上記マイクロコンピュータと
同一の役割を果たすことを可能にする。

【００４７】ユニット12のマイクロゾーン発生器８（図
２）は、幾つかの「カタログ」で構成されると見なすこ
とができ、これらのカタログの各々は、スクリーン３の
観察条件をコード化する１つのコードに関連付けられ
る。

【００４８】図８は、このような専用コンピュータ（図
１の装置５）のブロック図を示す。マイクロコントロー
ラ36は、シリアルリンク34によって検出器33に接続され
る。全体的に参照番号37が与えられたそのアドレス／デ
ータバスが、プログラム可能読出し専用メモリ38と、イ
ンタフェース39と、観察角度及び角度限界の角度の正接
値の表又はカタログを格納する読出し専用メモリに接続
される。インタフェース39の出力が、リンク35によって
ユニット12に接続される。リンク34を経由して、マイク
ロコントローラ36が検出器33の座標を受け取る。マイク
ロコントローラ36は、（図10、11を参照して下記で詳細
に説明される）対応する観察角度値を得るために、メモ
リ40内のサーチを行い、これらの値を、（図10、11を参
照して下記で詳細に説明される通りの）角度限界と比較
し、それに対応するゾーンコードを前記値から演繹す
る。

【００４９】ユニット32の構成のためにマイクロコンピ
ュータを使用する実施例の場合には、並列コンピュータ
リンク上でこのマイクロコンピュータから観察条件コー
ドを受け取るインタフェースを、ユニット12とこのマイ
クロコンピュータの間に挿入することが必要である。

【００５０】ユニット32は、スクリーンの観察条件を次
のようにコード化する。観察空間は、そのスクリーン平
面の前方の１つの半球であると考えることができる。本
発明によって、この半球は、観察者がスクリーンを見る
ためにその内側に位置させられる複数のゾーンに分割さ
れることが可能である。同じ１つのゾーン内では、この
ゾーン内の観察者の位置に無関係に、観察者がこの空間
に関し実質的に同一の知覚を有すると仮定する。この場
合に、各々のゾーンに対して、スクリーンの画像の特定
の処理が関連付けられる。このコード化を容易にするた
めに、その対称性の理由から、その半球を、水平角の境
界と重直角の境界とがその内側に定義される１／４半球
に分解することが可能である。

【００５１】１つの半球の個々のゾーンに関連付けられ
たコード化の単純な例に関して、ここで次のように説明
する。

【００５２】図９は、その半球を単位ゾーンに分割する
一例を示す。そのＬＣＤスクリーンの中心は、空間デカ
ルト座標系の軸０ｘ、０ｙ、０ｚの原点０に一致させら
れ、平面（ｘ０ｙ）は、スクリーン／図面平面である。
軸０ｚはスクリーンの上部に向けられ、軸０ｙは右に向
けられ、軸０ｚは図面／スクリーン観察者に向けられ
る。０を中心とする観察半球41が、この図に描かれてい
る。この半球上には、（ｚ軸に関して正の縦座標値を有
する）水平方向の角度限界、即ち「緯線」42と、（ｚ軸
に関して負の縦座標値を有する）「緯線」43が、描かれ
ている。これらの角度限界の「緯度」の絶対値は例えば
45°である。更に、（ｙ軸に関して正の横座標値を有す
る）垂直方向の角度限界（「経線」）44と、（ｙ軸に関
して負の横座標値を有する）垂直方向の角度限界45が、
図に描かれている。これらの角度限界の「経度」の絶対
値も例えば45°である。平面（ｘ０ｙ）、（ｙ０ｚ）、
（ｚ０ｘ）が、この半球を４つの１／４半球に分割す
る。これらの１／４半球の各々において、その対応する
２つの角度限界が４つの観察ゾーンを限定する。緯度０
を有する緯線（「赤道」）が参照番号46で示され、平面
（０ｚ、０ｙ）内の経線が参照番号47で示される。例え
ば、その全ての点が正の座標を有する１／４半球を検討
する。

【００５３】「００」とコード化される第１の観察ゾー
ンは、角度限界46、47と角度限界42、44によって境界が
定義される。「０１」とコード化される第２のゾーン
は、角度限界42、44、46と平面（ｙ０ｚ）によって境界
が定義される。「10」とコード化される第３のゾーン
は、角度限界44、42、47によって境界が定義される。
「11」とコード化される第４のゾーンは、残りのゾー
ン、即ち、角度限界44、42と平面（ｙ０ｚ）によって境
界が定義されたゾーンである。他の３つの１／４半球に
関するゾーンの決定は、平面（ｚ０ｘ）又は（ｘ０ｙ）
に関する対称性によって演繹される。

【００５４】当然のことながら、この半球のゾーンの数
は必ずしも４つである必要はなく、この値より多くても
よい。この数は、スクリーンの測定された動作特性に応
じて、又は、外界条件（温度、明度等）に応じて、及び
／又は、スクリーン上に表示される画像に応じて、調節
されることが可能である。

【００５５】例えば、スクリーン３の観察方向をコード
化するためには、観察者の頭部（又は眼）を直線によっ
て中心０に接続することと、この直線が通過するゾーン
を決定することで十分である。

【００５６】その場合には、下記の表を作成することが
可能であり、この表では、述語「より高い限界」と「よ
り低い限界」とは、観察者の角位置が当該の限界よりも
高い又は低いということを表す。もちろん、コードは任
意に選択される。

【００５７】従って、例えば、ゾーン「０１」の場合に
は、観察者の角位置は、水平方向の角度限界42、43の角
位置よりも（絶対値に関して）低く（上記の例では45°
よりも低い）、垂直方向の角度限界44、45よりも（絶対
値に関して）高い（上記の例では45°よりも高い）。

【００５８】

【表１】

【００５９】具体的には、上記タイプの中の１つのタイ
プの位置センサ48が、観察者の頭部上に取り付けられ、
観察の方向が、スクリーンの中心にその位置センサを連
結する直線として定義される。

【００６０】この直線は、２つの平面の交差の結果であ
り、即ち、「観察方向」直線Ｄと軸０ｙによって画定さ
れる、「方位角」（軸０ｚの周りのセンサの回転）平面
と呼ばれる水平面Ｐ１と、「観察方向」直線と軸０ｚ
（図10）によって定義される、「仰角」（軸０ｙの周り
のセンサの回転）平面と呼ばれる垂直面Ｐ２の交差の結
果である。

【００６１】２つの角度、即ち、「仰角」平面と平面ｘ
０ｚの間の角度として定義される角度αと、「方位角」
平面と平面ｘ０ｙの間の角度として定義される角度βを
測定することが可能であるならば、観察の方向が完全に
決定される。

【００６２】位置センサから得られる座標ｘ、ｙ、ｚに
基づく単純な三角関数計算が、角度α、βが決定される
ことを可能にする。

【００６３】角度α、βは、位置センサの位置Ｍの平面
ｘ０ｚへの射影（点Ｍｖ）と平面ｘ０ｙへの射影（点Ｍ
ｈ）によって計算される（図11参照）。

【００６４】従って、α＝ＡＴＡＮ（ｙ／ｘ） β＝ＡＴＡＮ（ｚ／ｘ）が計算される（ＡＴＡＮは逆正接関数であり、ｘ、ｙ、
ｚは基準系０ｘｙｚ内の観察者位置の座標である) 。

【００６５】観察方向を定義するこれらの角度は、空間
ゾーンの角度限界との比較によって、ユニット12に伝送
されるべきコードを決定することを可能にする。

【００６６】空間ゾーンの角度限界の角度値を決定する
ためには、最初に、任意にそのゾーンの角度限界を45°
に定めることと、水平面内と垂直面内における視角に応
じたディスプレイユニットの電気光学的応答の測定に基
づいて計算された１組のマイクロゾーンを使用すること
が可能である。

【００６７】それに続いて、それらの角度限界の位置
が、仰角テストの結果に従って、より精確な精度で定義
することが可能であり、この仰角テストでは、テスト図
形の可読性を判定するように求められるであろう観察者
集団に対して、ディスプレイユニット上にテスト図形が
示される。

【００６８】上記の実施例では、使用者位置に関する観
察条件をコード化し、こうして４つの異なった観察空間
ゾーンと、従って、４つの異なったタイプの処理（又は
マイクロゾーンの組）を決めるために、２ビットだけが
使用される。

【００６９】例えば、１組のマイクロゾーンが、発生さ
せられるべき色彩と、使用ディスプレイユニットの特性
と、このディスプレイユニットの精細度に対比した画像
発生器の精細度に応じて計算された、1024つのマイクロ
ゾーンによって形成される。

【００７０】１つのマイクロゾーン自体は、複数の画素
（例えば1024つの画素）を有する多角形である。

【００７１】図12は、上記の４つのゾーンに対応するマ
イクロゾーンの４つのゾーンの単純化された実施例（４
×４つのマイクロゾーン）を示す。これらのゾーンのコ
ードは次の通りである。

【００７２】コード「００」ゾーンこれらのゾーンは、スクリーンに対する法線に近い観察
方向に相当する。これらの領域では、ディスプレイユニ
ットの応答が最良であり、画像処理は、その品質の改善
に関して行われる（エイリアス除去、虹色効果（irisat
ion ）等）。この場合には、基準マイクロゾーンとして
知られる１組のマイクロゾーンが使用される。この基準
マイクロゾーン組の個々のマイクロゾーンの輝度レベル
は、それらの対角線に沿って、概ねガウス型を有する。

【００７３】コード「０１」ゾーン観察方向が、水平面内でスクリーンに対する法線から大
きく離れる。この場合には、ディスプレイユニットは、
応答品質の低下を示し始める（低レベルのグレー濃淡の
場合のコントラスト逆転、色度ドリフト等）。視覚的に
は、表示される線の見掛け濃度が減少する傾向がある。
従って、画像の可読性を確保することと、その明度特性
が既に僅かに強調されている１組のマイクロゾーンを使
用することによって、画像に対して行われる処理を変更
することが必要となる。

【００７４】コード「10」ゾーン観察方向が、垂直面内でスクリーンに対する法線から大
きく離れる。上記のように、ディスプレイユニットは、
画像の精確な表示を与える上で困難さを有する。実際に
は、そのＬＣＤスクリーンの電気光学的応答が非対称的
であることが認められる。視角は、一般的に、水平面内
よりも垂直面内においてより一層制限されることが理解
される。この理由から、本発明の装置は、水平面と垂直
面とで異なる処理操作を可能にする。従って、これらの
区域に対しては、中位に強調された１組のマイクロゾー
ンが使用される。

【００７５】コード「11」ゾーン観察方向が、垂直面と水平面の両方においてスクリーン
に対する法線から大きく離れる。この最も不利な観察の
例では、画像の可読性を確保することが求められる場合
には、（グレーレベルを全く含まない）全く白色を含ま
ない１組のマイクロゾーンを使用することが必要であ
る。もちろん、画像の品質は僅かに低下させられるが、
このことは、観察条件にとって重大な影響を与えない。

【００７６】本発明の装置はリアルタイムで働く。実
際、観察方向に関する限り、観察条件の設定は、観察者
位置を位置測定システムが測定する速度によってのみ制
限される。

【００７７】従って、この実施例（1024×1024個の画素
と、画像ドットのＱＵＡＤ配分と、16個の輝度レベルの
ダイナミックレンジを有するＬＣＤスクリーン）の場合
には、観察者位置が30Hzの周波数で（即ち33ms毎に）測
定され、計算と、ユニット12に与えられるべきコードの
伝送が１msの間に行われ、観察条件の変更が、ユニット
12によって100Hz の間に（即ち10ms毎に）行われる。

【００７８】従って、本発明の装置によって、画像が１
／30秒間で観察者に適応し、これは使用者側の迅速な移
動に対しても十分なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による最適化装置の単純化されたブロッ
ク図である。

【図２】本発明の装置の処理回路のブロック図である。

【図３】図２の回路のスクリーンメモリのブロック図で
ある。

【図４】図２の回路の相関回路のブロック図である。

【図５】マイクロゾーンの様々な位置に関する、本発明
の装置のスクリーンメモリのアドレス指定の説明図であ
る。

【図６】本発明によるマイクロゾーンの処理の個々の段
階を示す説明図である。

【図７】本発明の装置の画像処理回路のブロック図であ
る。

【図８】図７の処理回路の一部分を形成することが可能
な専用処理ユニットの単純化されたブロック図である。

【図９】本発明の方法による観察方向の検出を図解する
説明図である。

【図１０】本発明の方法による観察方向の検出を図解す
る説明図である。

【図１１】本発明の方法による観察方向の検出を図解す
る説明図である。

【図１２】様々な観察角度に応じた１組のマイクロゾー
ンの区域の振幅値の４つの例を示すグラフである。

【符号の説明】

１観察者頭部位置検出装置２観察者頭部３液晶ディスプレイスクリーン４ディスプレイ装置５処理装置６画像発生器７管理回路８マイクロゾーン発生器９アドレス発生器 10 スクリーンメモリ 11 相関回路 12 マイクロゾーン処理ユニット 22 置換回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジヤン−ノエル・ペルベフランス国、33320・エズインヌ、アレ・フオンドフロワド、９

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察角度に応じて液晶ディスプレイマト
リックススクリーンの動作特性を最適化する方法であっ
て、スクリーンの前方の半球によって表される観察空間を、
画像を見るために観察者が位置させられ得る様々な位置
に対応する単位ゾーンに分割することと、前記スクリー
ンの幾つかの画素で形成された１組のマイクロゾーンを
前記各単位ゾーン毎に決定する際に、前記スクリーン上
に表示されるべき画像の特定の処理操作を前記単位ゾー
ンの各々に関連付けることとを含み、最適の可読性を得
るために、前記各画素の輝度レベルと前記スクリーンの
各マイクロゾーンの色光度レベルが、観察角度の関数と
して実験的に決定され、該方法が更にこれらの値を記憶
することと、通常の使用時に、前記スクリーンに対する
観察者の位置を検出することと、検出された観察角度に
対応しており記憶された前記値の関数としての前記スク
リーン上に表示されるべき画像の処理のパラメータの少
なくとも１つを修正することとを含む、観察角度に応じ
て液晶ディスプレイマトリックススクリーンの動作特性
を最適化する方法。
【請求項２】前記単位ゾーンが鉛直角及び水平角の限
界により区画される請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記スクリーンに関する観察者の位置
が、空間デカルト座標系内において前記位置の座標を与
えるセンサによって決定され、前記座標が２つの角度に
変換され、前記角度の一方が、前記スクリーンの中心に
おいて前記スクリーンに対して垂直な垂直面と前記スク
リーンの中心及び前記センサを通過する垂直面との間の
角度であり、前記角度の他方が、前記スクリーンの中心
において前記スクリーンに対して垂直な水平面と前記ス
クリーンの中心を通過する直線及び前記センサとを通過
する平面との間の角度であり、前記２つの角度が観察方
向を定義し、更に、観察者位置に対応する前記ゾーンを
決定し、前記ゾーンに関連する処理を起動するために、
前記２つの角度が前記単位ゾーンの角度限界と比較され
る請求項２に記載の方法。
【請求項４】前記スクリーンのパラメータである輝度
及び色光度の少なくとも一方に対して操作が行なわれる
請求項１から３に記載の方法。
【請求項５】液晶ディスプレイマトリックススクリー
ンの動作特性を最適化するための装置であって、該装置
は、前記スクリーンに対する観察者の位置を検出するた
めの装置を含み、処理装置により液晶ディスプレイスク
リーン上に表示されるべき画像の処理特性に重み付けを
するための装置に接続され、前記処理装置が、前記検出
装置によって与えられる情報要素に基づいて前記重み付
けのために必要とされるデータを供給する液晶ディスプ
レイマトリックススクリーンの動作特性を最適化するた
めの装置。
【請求項６】前記処理装置が、三角関数値及び角度限
界の値を記憶するための装置と、ゾーンのコード値を与
える比較手段とに組み合わされたコンピュータを有する
請求項５に記載の装置。