JPH09197999A

JPH09197999A - 画像表示システムおよびその表示方法

Info

Publication number: JPH09197999A
Application number: JP8007496A
Authority: JP
Inventors: Yukio Masuda; 幸男増田; Izumi Kanai; 泉金井; Kohei Inamura; 浩平稲村; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】画像表示装置に表示された画像が、周囲の外
光反射の重畳によって見づらくなることを低減する。と
くに外光光源の映り込みによってディスプレイ面が不均
一な外光反射輝度分布を有する場合にも対処する。【解決手段】画像表示装置1とその画面を撮影するた
めの撮像装置2を用意する。画像表示装置1に外光反射検
出用のテストパターンを表示し、これを利用者の位置で
撮像装置2を利用して撮像する。得られた画像から表示
面を認識し、面内での外光反射軌道分布を得、表示位置
に応じた補正係数を算出する。画像表示のときには、そ
の補正係数に基づいて表示画像の属性、例えばコントラ
ストを変更して表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は日常生活の環境下で
周囲の外光があっても、見やすい画像表示装置とその表
示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像表示装置を日常生活の環境下で使用
するとき、照明装置などの周囲の外光が表示面で反射さ
れ、見た目に表示画像のコントラストの低下がおこり、
画像が見にくくなることがある。従来、この問題を解決
するために様々な手法が試されている。図6と図7は、こ
れらの手法を表す。

【０００３】図6(a)は、特開昭63-110485号が開示して
いる背景輝度に応じて文字輝度などを変えるシステム構
成を表す。図中、61は表示面、62は変換部、63は計算
部、64は測定器である。この手法では与えられた表示環
境の下での表示面61の表示状態と観視条件を測定器64で
計測し、たとえば背景輝度に応じて文字輝度などの表示
条件を最適な値になるように、計算部63と変換部62で調
整する。

【０００４】図6(b)は、特開平5-153519号が開示してい
る外光の変化に応じて表示画像の黒レベルの浮き沈みを
補正して忠実な画像を再現する画像増幅回路を表す。図
中、65はフォトセンサ、66は数値化回路、67は演算回
路、68は画像信号入力回路、69は信号処理回路、70は画
像信号出力回路である。この手法では、フォトセンサ65
は外光を検出し、数値化回路66はフォトセンサ65が出力
した信号を数値化し、演算回路67は外光量データに基づ
いて制御信号を発生する。画像信号入力回路68は画像信
号を取り込み、信号処理回路69に出力する。信号処理回
路は画像信号入力回路68からの信号に明るさおよびコン
トラストのレベル補正をおこなう。画像信号出力回路70
はディスプレイはドライブする。この手法では、外光量
が増加すると演算回路67は画像信号の明るさレベルを所
定値まで下げるとともにコントラストレベルを所定値ま
で上げる。一方、外光量が減少すると、演算回路67は画
像信号の明るさレベルを所定値まで上げるとともに、コ
ントラストレベルを所定値まで下げる。

【０００５】図7(a)は、特開平6-217234号が開示してい
る、外光により画像全体の輝度が上昇するのを抑制し、
見た目のコントラストを改善する画像特性変換表示装置
である。図中、71はレベル変換器、72は低周波減衰器、
73は特性変換器である。この手法では、これらの回路を
使って外光の大きさで、画像信号の増幅利得を変えてい
る。

【０００６】図7(b)は、特開平7-182995号が開示してい
る、表示面に装着された複数の光センサにより表示面を
照射する周囲外光を分割領域ごとに検出して、表示面の
領域ごとに輝度補正、色補正をおこなう装置である。図
中、74は表示面、75は光センサである。この手法では、
複数の光センサ55によって領域ごとの外光の大きさを検
出する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明したような
手法では、表示面で反射され、利用者の目に達する周囲
外光の複雑な強度分布が考慮されていないので最適な画
像補正がおこなわれないという問題点があった。そこ
で、本発明は、上述した事情に鑑み、周囲外光の強度分
布に基づき、適切に表示画像を補正する画像表示システ
ムとその表示方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明者が鋭意努力した結果、以下の発明を得
た。すなわち、本発明の画像表示システムは、画像表示
装置と、前記画像表示装置の表示面上での外光の反射光
を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の出力に基づき前
記画像表示装置上の表示画像を補正する補正装置とを有
することを特徴とする。前記画像表示装置には、テスト
パターンとして全面黒表示画像と表示面認識用のマーカ
ーを合成した画像を表示するといい。

【０００９】また、本発明は画像表示方法の発明をも包
含する。すなわち、本発明の画像表示方法は、表示面上
で外光の反射光を撮像する撮像段階と、前記撮像された
反射光に応じて表示画像を補正する補正段階と、を有す
ることを特徴とする。ここで、前記撮像段階の前に、前
記表示面に、テストパターンとして全面黒表示画像と表
示面認識用のマーカーを合成した画像を表示する表示段
階を有するとよい。前記補正段階は、前記テストパター
ンから表示面を認識する段階と、前記反射光から外光反
射量を検出する段階と、前記外光反射量に基づいて画像
信号を処理する段階を有するとよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図1は、本発明を表し、(a)は表示
方法のブロック図、(b)はシステム全体の斜視図であ
る。図中、1は画像表示装置、2は撮像装置、3は撮像画
像表示装置、4は制御装置、5は表示画像処理装置であ
る。画像表示装置1は、電子線フラットディスプレイ、C
RT、液晶ディスプレイ、プロジェクタ、プラズマディス
プレイなど通常利用できる表示装置である。なかでも、
本出願人が開発中である表面伝導型電子放出素子を使っ
た電子線フラットディスプレイが大型、視野角、明るさ
の点で有利と考えている。撮像装置2は小型のカラーCCD
カメラなどが利用できる。また、利用者の近辺など適切
な位置に撮像装置2を配置した方が望ましい。また、利
用者が撮像装置2を保持して、画像表示装置1を撮影して
もいい。撮像画像表示装置3は、撮像装置2が出力する画
像データを処理する。制御装置4は、撮像画像表示装置3
および表示画像処理装置5を制御し、かつ必要なデータ
を送受する。表示画像処理装置5は、制御装置4が出力し
た制御信号で画像信号を処理して画像表示装置1に出力
する。

【００１１】図2は、本発明の動作段階を表すフローチ
ャートである。以下、図2の各ステップを説明する。

【００１２】(ステップ21)表示面での周囲外光反射の補
正の係数を新たに算出する必要があるか否かを判定す
る。日常生活では、画像表示装置を照射する周囲外光は
時間変化しており、これに応じて後述の表示画像補正係
数も変化する。このため、適宜補正係数を再計算する必
要があるためこのような判定が必要なのである。最も簡
単な実現方法としては利用者が観察画像を見にくいと感
じたときに、補正要求スイッチをオンにするとよい。補
正係数の設定支持があるときはステップ22からステップ
27を実行する。

【００１３】(ステップ22)外光補正係数を決定するため
に必要なテストパターンを表示する。利用者が観察する
画像表示装置で反射した外光を正確に検出するために、
適当なテストパターンを用いる必要がある。望ましくは
全面黒画像と表示面検出用のマーカーを合成したテスト
パターンを用いるのが適当である。マーカーはステップ
24の表示面検出に適した図形パターンであり、例えば最
も明るい明度を持つ白パターンを表示領域の最外周に表
示する。図3(A)はこのテストパターンである。図中、
(a)は表示面外枠、(b)は黒画像、(c)は表示面検出用の
マーカーである。図3(B)は、周囲に外光が存在すると
き、観視位置で表示面に表示されたテストパターンを観
察した場合の図である。黒画像(b)の輝度値が全体的に
上昇すると同時に周囲の外光の映り込み像(d),(e)が観
測される。

【００１４】(ステップ23)続いて表示したテストパター
ンを撮像装置で撮像する。図3(C)が撮像画像の例であ
り、図3(A)のテストパターンに応じて周囲の外光が重畳
した画像を撮像する。図中、(f)は撮像装置の撮像領域
である。

【００１５】(ステップ24)続いて撮像画面より表示面認
識をおこなう。ステップ22においてテストパターンに表
示面を示す白マーカーを合成しているのでこのマーカー
を検知することにより表示面を検出する。具体的には、
撮像画面より輝度の最も大きい領域を抽出し、雑音処理
と図形の連結性に注意したマーカー抽出をおこなえば表
示面の抽出ができる。一般には、撮像装置2の回転を考
慮する必要があるが、図3(A)のような適切なマーカーを
用いれば撮像系の回転にかかわらずディスプレイ面を認
識できる。回転のある場合は、周知のアフィン変換によ
り、回転量を補正することができる。図3(D)中の(g)
は、認識した表示面を表す。

【００１６】(ステップ25)続いて認識した表示面から反
射量の抽出をおこなう。このとき認識できた表示面の反
射量は図3(E)のように利用者が観察している表示面の外
光反射像と一致した画像が得られる。

【００１７】(ステップ26)続いて反射量に基づいて画像
補正係数を決定する。そして反射量を座標ごとに量子化
する。このときの補正係数はおおむね図3(F)のようにな
る。数値は増幅率を表している。

【００１８】(ステップ27)続いてテストパターンの表示
をする。

【００１９】(ステップ28)このステップでは、外光の反
射状況により表示画像補正をおこなう。補正アルゴリズ
ムは設定されており、アルゴリズムを実行するのに必要
な係数が予めステップ26で計算されている。アルゴリズ
ムには、「外光反射量の多い領域の表示画像はコントラ
ストを増幅する」という命令を含んでおり、図3(F)の補
正量を増幅率として表示画像を変換する。ちなみに図3
(F)で補正量が1の領域も実際は外光が照射されており拡
散的に反射している領域であるが、視覚順応の見地から
このような部分は処理しない方が望ましいので増幅率を
1としている。

【００２０】(ステップ29)続いて補正した画像信号を画
像表示装置1に表示する。

【００２１】(ステップ30)さらに表示補正の更新の必要
があればステップ21にジャンプする。

【００２２】つぎに、画像表示装置1の具体的な構造に
ついて説明する。図4は、本出願人が研究開発を進めて
おり、薄型で大型の画像表示装置になる表面伝導型放出
素子を使った電子線フラットディスプレイの表示パネル
の斜視図である。図は、内部構造を表すためにパネルの
一部を切り開いている。図中、31は基板、32は表面道伝
導型放出素子、33は行配線、34は列配線、35はリアプレ
ート、36は側壁、37はフェイスプレート、38は蛍光膜、
39はメタルバックである。リアプレート35、側壁36、フ
ェイスプレート37は気密容器を構成し、表示パネルの内
部を真空に維持する。フェイスプレート37は、蛍光膜3
8、メタルバック39を固定する。メタルバック39は、蛍
光膜38が発する光の一部を鏡面反射して光の利用率を向
上させたり、負イオンの衝突から蛍光膜58を保護したり
する役割がある。また、メタルバック39は、電子を加速
する電極、蛍光膜を励起した電子の導電路になる。リア
プレート35は、基板31、表面伝導型放出素子32、行配線
33、列配線34を固定する。Dx1〜Dxm、Dy1〜Dyn、Hvは、
表示パネルの気密構造を保ちながら、それぞれ内部の行
配線33、列配線34、メタルバック39と、外部の駆動回路
とを接続する端子である。電子源となる表面伝導型放出
素子32を、１画素にひとつ配置することによって明る
く、薄型で大型のディスプレイを提供することができ
る。

【００２３】図5は、図4の表示パネルの駆動回路を表
す。図中、41は表示パネル、42は走査回路、43はデコー
ダ、44はタイミング発生回路、45はサンプリングホール
ド(S/H)回路、46はシリアルパラレル(S/P)変換回路、47
はパルス幅変調回路である。デコーダ43は画像信号から
R,G,Bの輝度信号と水平同期信号(HSYNC)、垂直同期信号
(VSYNC)とに分離する。ここで、画像信号には、本発明
の外光反射量による補正をかけている。タイミング発生
回路44は、水平同期信号(HSYNC)、垂直同期信号(VSYNC)
から走査回路42の制御信号(Tscan)やS/H回路45の制御信
号を発生する。S/H回路45は、R,G,Bの輝度信号を制御信
号のタイミングでサンプリングし保持する。S/P変換回
路46は、S/H回路45の出力信号を、線順時駆動できるよ
うに１水平期間(1H)のパルス幅をもつパラレル信号に変
換する。パルス幅変調回路47は、S/P変換回路46の出力
信号をパルス幅信号に変調し、表示パネルの列配線の端
子Dy1〜Dynに出力する。走査回路42は、順次、行配線の
端子Dx1〜Dxmに選択信号を出力する。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、画像表示装置に適宜表
示したテストパターンを利用者の近傍の撮像装置で撮像
して表示面の外光反射量を計測するので利用者の位置に
おける画像補正がおこなえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示方法のブロック図（ａ）とシステ
ムの斜視図（ｂ）

【図２】本発明の表示方法のフローチャート

【図３】本発明の画像表示などを表す図

【図４】表面伝導型放出素子を用いた表示パネルの斜視
図

【図５】表示パネルの駆動回路のブロック図

【図６】従来の表示方法を表す図

【図７】従来の表示方法を表す図

【符号の説明】

１画像表示装置２撮像装置３撮像画像処理装置４制御装置５表示画像処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鱸英俊東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像表示装置と、前記画像表示装置の表
示面上での外光の反射光を撮像する撮像装置と、前記撮
像装置の出力に基づき前記画像表示装置上の表示画像を
補正する補正装置とを有することを特徴とする画像表示
システム。
【請求項２】前記画像表示装置に、テストパターンと
して全面黒表示画像と表示面認識用のマーカーを合成し
た画像を表示する請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】表示面上で外光の反射光を撮像する撮像
段階と、前記撮像された反射光に応じて表示画像を補正
する補正段階と、を有することを特徴とする画像表示方
法。
【請求項４】前記撮像段階の前に、前記表示面に、テ
ストパターンとして全面黒表示画像と表示面認識用のマ
ーカーを合成した画像を表示する表示段階を有する請求
項３に記載の画像表示方法。
【請求項５】前記補正段階は、前記テストパターンか
ら表示面を認識する段階と、前記反射光から外光反射量
を検出する段階と、前記外光反射量に基づいて画像信号
を処理する段階を有する請求項４に記載の画像表示方
法。