(57)【要約】【課題】周辺輝度が非常に明るいときに表示すべき画像に合わせて視認性を向上させる。【解決手段】周辺輝度を検出する光センサー２１０と、検出された周辺輝度が閾値を超えているか否かを判定する判定回路２５と、画像データを解析して、画素の輝度成分の統計値を出力する解析回路２２と、画像データにおける輝度成分を入力値とし、該入力値を出力値に変換する画像処理回路２３と、出力値に基づいて画像を表示する表示パネル１００とを有する。画像処理回路２３は、周辺輝度が閾値を超えている場合に、統計値を下回る入力値については該入力値を小さくする一方、統計値を上回る入力値については該入力値を大きくして、出力値に変換する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺輝度を検出する光センサーと、
前記光センサーにより検出された周辺輝度が閾値を超えているか否かを判定する判定回路と、
画像データを解析して、画素の輝度を示す輝度情報の統計値を出力する解析回路と、
前記画像データにおける輝度情報を入力値とし、該入力値を出力値に変換する画像処理回路であって、前記周辺輝度が前記閾値を超えている場合に、前記統計値を下回る入力値については該入力値を小さくする一方、前記統計値を上回る入力値については該入力値を大きくして、前記出力値に変換する画像処理回路と、
前記出力値に基づいて画像を表示する表示パネルと、
を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記閾値は、前記表示パネルで表示可能な輝度の最大値に相当する
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記画像処理回路は、前記入力値を所定の入出力曲線にしたがって前記出力値に変換するものであり、
前記入出力曲線は、
前記入力値の最小値および前記統計値を通過する第１部分と、
前記入力値の最大値および前記統計値を通過する第２部分と、
を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記画像処理回路は、
前記周辺輝度が前記閾値以下である場合に、
前記周辺輝度と前記閾値との差に基づいて前記入出力特性を設定する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気光学装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データの統計値に基づいた画像処理を、該画像データに施して表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力された画像データを出力装置から出力させる際に、該画像データの統計値に基づいた画像処理を施すことによって、該出力装置の特性を考慮した画像を得る技術が提案されている（特許文献１参照）。
一方、携帯電話やＰＤＡ（personal digital assistants）などの電子機器は、その携帯性ゆえに、明るい場所から暗い場所まで様々な環境下で使用される。このため、光センサーによって周辺輝度を検出するとともに、その検出結果に合わせて、バックライトの輝度などを制御することによって、表示画像の明るさを調整する技術も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８０３１１号公報（図８）
【特許文献２】特開２００６−２９８３２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、周辺輝度が非常に高い場合に、表示される画像の視認性が低下するなどの問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的の１つは、このような場合であっても表示画像の視認性の低下を適切に抑えた技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る電気光学装置は、周辺輝度を検出する光センサーと、前記光センサーにより検出された周辺輝度が閾値を超えているか否かを判定する判定回路と、画像データを解析して、画素の輝度を示す輝度情報の統計値を出力する解析回路と、前記画像データにおける輝度情報を入力値とし、該入力値を出力値に変換する画像処理回路であって、前記周辺輝度が前記閾値を超えている場合に、前記統計値を下回る入力値については該入力値を小さくする一方、前記統計値を上回る入力値については該入力値を大きくして、前記出力値に変換する画像処理回路と、前記出力値に基づいて画像を表示する表示パネルと、を具備する。本発明によれば、画素の輝度情報を変更する際に、入出力特性の固定点を該輝度情報の統計値に設定しているので、表示する画像に応じて適切な画像処理が施される。このため、表示画像の視認性を向上させることが可能となる。
なお、輝度情報の統計値とは、予め定められた画素数分の輝度情報を統計処理したときの値をいい、例えば後述する中間値や平均値である。
【０００６】
本発明において、前記閾値は、前記表示パネルで表示可能な輝度の最大値に相当することが好ましい。周辺輝度が、前記表示パネルで表示可能な輝度の最大値を超えると、視認性の低下が目立ち始めるからである。
また、本発明において、前記画像処理回路は、前記入力値を所定の入出力曲線にしたがって前記出力値に変換するものであり、前記入出力曲線は、前記入力値の最小値および前記統計値を通過する第１部分と、前記入力値の最大値および前記統計値を通過する第２部分と、を有する構成としても良い。
さらに、本発明において、前記画像処理回路は、前記周辺輝度が前記閾値以下である場合に、前記周辺輝度と前記閾値との差に基づいて前記入出力特性を設定する構成としても良い。この構成によれば、周辺輝度が前記閾値近辺で変動する場合に、表示品位の低下を抑えることが可能となる。
なお、本発明は、電気光学装置のほか、該電気光学装置を有する電子機器としても概念することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る電気光学装置を適用した携帯電話の構成を示す図である。
【図２】同電気光学装置の構成を示すブロック図である。
【図３】画像データの統計値等を示す図である。
【図４】同電気光学装置における画像処理を示す図である。
【図５】応用・変形例（その１）に係る画像処理を示す図である。
【図６】応用・変形例（その２）に係る画像処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る電気光学装置を適用した携帯電話の構成を示す図である。
この図に示されるように、携帯電話２００は、複数の操作ボタン２０２やカーソルキー２０４のほか、受話口２０６、送話口２０８とともに、電気光学装置における表示パネル１００を備える。また、表示パネル１００の、例えば左下隅には、光センサー２１０の受光窓が設けられ、携帯電話の周辺輝度を検出する。
【０００９】
図２は、実施形態に係る電気光学装置１０の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、電気光学装置１０は、輝度変換回路２１、解析回路２２、画像処理回路２３、ＲＧＢ変換回路２４、判定回路２５、駆動回路３０、表示パネル１００および光センサー２１０を含む。
【００１０】
表示パネル１００は、例えばアクティブマトリクス型の液晶パネルであり、その表示領域では、複数行の走査線１１２が図において横方向に延在し、また、複数列のデータ線１１４が図において縦方向に延在し、かつ、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つように設けられるとともに、これらの走査線１１２とデータ線１１４との交差のそれぞれに対応して、画素１１０がそれぞれ配設されている。
なお、各画素１１０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかに対応しており、ＲＧＢの３画素で、１ドットのカラーを表現する。このため、本実施形態において、表示パネル１００において走査線１１２の行数を「ｍ」とし、データ線１１４の列数を３の倍数である「３ｎ」とすると、表示パネル１００では、ドットが縦ｍ行×横ｎ列でマトリクス状に配列することになる。
また、図示省略しているが、白色ＬＥＤ等を光源とする照明装置（バックライト）が設けられ、表示パネル１００の背面側（紙面奥側）から観察側（紙面手前側）に向けて、光を発している。
【００１１】
なお、図２では、携帯電話２００のうち、表示以外の構成、例えば無線通信などの構成については省略している。本実施形態において、画像データは、携帯電話２００の動作を司る主制御回路（図示省略）から供給される構成となっている。この画像データは、表示パネル１００で表示すべきカラー画像におけるドットのＲＧＢ成分をそれぞれ規定する。
【００１２】
輝度変換回路２１は、画像データのＲＧＢ成分を、それぞれ輝度成分Ｙ、色差成分Ｃb、Ｃrに変換するものである。
解析回路２２は、輝度変換回路２１によって変換された輝度成分Ｙを、画像の１コマ分に相当するｍ・ｎドット分を解析して、その統計値を出力するものである。本実施形態では、統計値の一例として中間値（中央値）を用いる。ここで、中間値とは、画像の１コマ分に相当するｍ・ｎドット分の輝度成分Ｙを、小さい値から順番に配列させたときに、先頭から（ｍ・ｎ／２）番目の、すなわち中間（中央）に位置する値をいう。このため、本実施形態において、解析回路２２は、第１に、輝度成分Ｙを画像の１コマ分に相当するｍ・ｎドット分蓄積し、第２に、蓄積した輝度成分Ｙを小さい値から順番に配列させ、第３に、この配列のうち、先頭から（ｍ・ｎ／２）番目の輝度成分を、中間値として出力する。
例えば、輝度成分のヒストグラムが例えば図３（ａ）に示されるような比較的暗い画像を解析対象とした場合に、この画像の輝度成分Ｙを１コマ分小さい値から順番に配列させて、図３（ｂ）に示される通りになったとき、この中間値は、（ｍ・ｎ／２）番目の輝度成分「０．２５」となる。統計値として中間値を用いると、解析回路２２は、実質的に並び替え処理で済み、複雑な統計演算が不要となる。
【００１３】
一方、判定回路２５は、光センサー２１０によって検出された周辺輝度が表示パネル１００で表示可能な輝度の最大値を超えているか否かを判定するものである。ここで、表示パネル１００で表示可能な輝度の最大値とは、ＲＧＢの画素１１０の透過率をすべて最大値とすることによって、表示パネル１００で白色を表示したときの輝度である。
したがって、表示パネル１００で表示可能な輝度の最大値は、ＲＧＢの画素１１０の透過率と、照明装置によって表示パネル１００に照射される光の輝度とで決まる。判定回路２５は、この最大値を閾値として記憶するとともに、検出された周辺輝度と比較する構成である。
【００１４】
画像処理回路２３は、光センサー２１０によって検出された周辺輝度が表示パネル１００で表示可能な輝度の最大値を超えている場合に、輝度変換回路２１によって変換された輝度成分Ｙを、図４に示されるような入出力特性（トーンカーブ）にしたがって変更して、輝度成分Ｙ’として出力するものである。この入出力特性は、原点を通過する傾き「１」の直線特性、すなわち入力値をそのまま出力とする特性において最小値の点Ｂ、最大値の点Ｗおよび統計値に対応する点Ｃを固定点としたときに、点ＢおよびＣを通過するとともに、点Ｃを下回るシャドウ領域において下側に膨らむ弧状の曲線（第１部分）と、点ＣおよびＷを通過するとともに、点Ｃを上回るハイライト領域において上側に膨らむ弧状の曲線（第２部分）とを点Ｃで結んだものとなる。
なお、図４における入出力特性は、統計値が「０．２５」である場合に点Ｃを固定点とした曲線となるが、仮に統計値が「０．５」、「０．７５」であれば、同図においてそれぞれ破線で示されるように点Ｃ’，Ｃ″を固定点とした曲線となる。
また、本実施形態において画像処理回路２３は、光センサー２１０によって検出された周辺輝度が表示パネル１００で表示可能な輝度の最大値以下である場合に、輝度変換回路２１によって変換された輝度成分Ｙを変更することなく、そのまま輝度成分Ｙ’として出力する。
【００１５】
ＲＧＢ変換回路２４は、画像処理回路２３によって変更された輝度成分Ｙ’と、輝度変換回路２１によって変換された色差成分Ｃb、Ｃrとを、ＲＧＢ成分に再変換するものである。
駆動回路３０は、ＲＧＢ成分の画像データをデータ信号に変換して、対応する画素１１０に書き込む。詳細には、ＲＧＢ成分の画像データの１行分を蓄積して、当該１行の走査線１１２を選択するとともに、データ線１１４にデータ信号を供給する。周知のように表示パネル１００が透過型の液晶パネルである場合の画素１１０には、走査線１１２が選択されたときに、データ線１１４に応じた電圧が書き込まれて、当該電圧に応じた透過率となる。
したがって、この動作が１、２、３、…、ｍ行目という順番で実行されることによって、表示パネル１００では、ＲＧＢ変換回路によって再変換されたＲＧＢ成分に応じた画像が表示される。
【００１６】
本実施形態によれば、光センサー２１０によって検出された周辺輝度が表示パネル１００で表示可能な輝度の最大値を超える場合、主制御回路から供給された画像データに対しコントラスト強調処理が施されて表示パネル１００に表示される。さらに本実施形態では、コントラスト強調処理において輝度成分を変更する際に、トーンカーブの固定点を画像データの統計値に設定している。このため、小さな輝度成分が集中する暗い画像や、反対に大きな輝度成分が集中する明るい画像に応じて、適切なコントラスト強調処理が施されて表示されるので、視認性を向上させることが可能となる。
【００１７】
＜応用・変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限られず、次のように様々な応用・変形が可能である。
【００１８】
＜その１＞
光センサー２１０によって検出された周辺輝度が表示パネル１００で表示可能な輝度の最大値以下である場合、表示画像の視認性は、最大値を超える場合と比較して、それほど低下しないので、コントラストを強調する必要性が少ない。このため、実施形態にあっては、画像処理回路２３は、コントラスト強調処理をしない構成とした。
しかしながら、周辺輝度が表示パネル１００で表示可能な輝度の最大値近辺で変動する場合、コントラスト強調処理がオンオフしてしまい、表示品位が低下する可能性もある。
そこで、周辺輝度が表示可能な輝度の最大値以下となる場合、図５に示されるように、周辺輝度と表示可能な輝度の最大値との差に応じて、トーンカーブの曲線を徐々に変化させても良い。
なお、図５は、統計値を「０．５」とした例である。
【００１９】
＜その２＞
トーンカーブについては、図６に示されるように、点Ｂ、点Ｃおよび点Ｗの固定点に加えて、シャドウ領域の制御点Ｓdおよびハイライト領域の制御点Ｈgを通過するスプライン曲線やベジエ曲線などの数学曲線によって求めても良い。
【００２０】
＜その３＞
画像データの統計値を求める際に、ｍ・ｎドットをすべて用いるのではなく、適切に間引いたドット数を解析の対象としても良い。このように対象となるドット数を削減すると、解析回路２２および画像処理回路２３の負担を低減することが可能となる。また逆に画像に動きがあるのであれば、数コマ分のドット数を解析の対象としても良い。いずれにしても、画像データの統計値を求める際には、予め定められたドット数を解析の対象とすれば良い。
【００２１】
また、統計値としては、上述した中間値のほかに、輝度情報を予め定められたドット数にわたって平均した値である平均値を用いても良い。統計値として平均値を用いると、解析回路２２は、実質的に加算および除算処理で済み、複雑な演算が不要となる。
【００２２】
ＲＧＢ成分をＨＩＳ成分、すなわち色相（hue）、強度（intensity）および彩度（saturation）の３成分に変換して、これらのうち、強度を輝度の情報として用いるとともに、強度の統計値にトーンカーブの固定点を設定しても良い。また、ＲＧＢ成分は、輝度の情報を一部に含むので、このＲＧＢ成分を解析して、その統計値を求め、さらに、ＲＧＢ成分毎にコントラスト強調処理を施しても良い。
【００２３】
＜その４＞
表示パネル１００は、液晶パネルに限られず、有機ＥＬパネルや、プラズマディスプレイなどの自発光型を用いても良い。このような自発光型の表示パネルでは、バックライトが設けられないので、表示可能な輝度の最大値は、該表示パネルの発光特性のみで決まることになる。
また、電気光学装置が適用される電子機器は、携帯電話に限られず、種々の電子機器に適用可能である。このような電子機器としては、例えばデジタルスチルカメラや、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダー型（またはモニタ直視型）のビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、タッチパネルを備えた機器等などの表示部を有するものが挙げられる。
【符号の説明】
【００２４】
１０…電気光学装置、２２…解析回路、２３…画像処理回路、２５…判定回路、１００…表示パネル、２００…携帯電話、２１０…光センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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