JPH10319929A

JPH10319929A - 表示装置

Info

Publication number: JPH10319929A
Application number: JP9128513A
Authority: JP
Inventors: Ikuji Shimizu; 郁二志水; Hidekazu Hatae; 英一波多江
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】空間周波数特性や水晶体の透過特性等の視覚
機能の低下した高齢者が利用する画像表示装置に関する
ものである。【解決手段】画像データを記憶する画像データ記憶手
段と、高齢者の標準視覚特性データを記憶する視覚特性
データ記憶手段と、上記視覚特性データ記憶手段が記憶
する標準視覚特性データに基づいて、上記画像データ記
憶手段が記憶する画像データを補正する画像データ補正
手段と、上記補正された画像データを表示する表示手段
とを備えた表示装置において、上記利用者や装置設置環
境に関連した個別条件を入力する個別条件入力手段と、
上記標準視覚特性データに加えて上記個別条件入力手段
より得られるパラメータに基づいて上記画像データ記憶
手段が記憶する画像データを補正する上記画像データ補
正手段とを備えた構成とする。これによって、利用者の
視覚特性に応じた画像データの補正が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空間周波数特性や
水晶体の透過特性等の視覚機能の低下した高齢者が利用
する画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】わが国は、２１世紀の初頭にかけて急激
に高齢化が進み、人口の４人に１人が高齢者という社会
を迎えることが予想されている。このような状況下で、
生涯学習や福祉システムの利用等の現場で、高齢者が情
報機器に接する機会が増加している。ところが、一般的
に情報機器は青年、壮年層をターゲットとして開発、製
造されており、高齢者には使いにくいものになってい
る。特に表示機能を考えると、高齢者は一般的に下記の
視覚機能が低下するため、上記年齢層をターゲットとし
た表示装置では鮮明に見えないという問題が発生してい
る。

【０００３】（１）高周波領域での感度低下（２）眼球の水晶体の黄変にともなう短波長領域での透
過率低下（３）焦点調整能力の低下そこで、上記視覚機能の低下をシミュレーションし、ラ
プラシアンフィルタ（空間周波数特性を補償）や、網膜
の感度特性より求められる色バランスの調整（水晶体の
透過特性を補償）等により視覚特性の低下部分を補償す
ることで、高齢者に見易い表示機能を提供することが提
案されている。（「高齢者の視覚特性の再現と補正」、
樋口和則他、豊田中央研究所、１９９５年第２６回画像
工学コンファレンス論文集）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】表１は、既存のコント
ラスト感度関数ＣＳＦ測定結果から、コントラスト１％
（感度１００）〔すなわちコントラスト１％の変化を認
識できる場合を感度１００とする〕を基準にして各年齢
層におけるカットオフ周波数を見積もったものであり、
加齢とともに視力が低下しているのが理解できる。
（「高齢者の視覚とそのシミュレーション」、舟川正
美、日産自動車、日産技法１９９３−６）

【０００５】

【表１】

【０００６】また、水晶体の透過率低下による視界の黄
変も加齢により進行するという結果が得られている。
（「高齢者の色覚 −視界黄変化の実態とシミュレーシ
ョン−」、吉田あこ他、筑波技術短期大学、カラーフォ
ーラムJAPAN'96論文集）このように、年齢により高齢者の視覚特性が変化するに
もかかわらず、上記従来の方法では、高齢者の標準視覚
特性（カットオフ周波数や透過率が所定の値に固定され
た状態）のみに適合するように表示することがなされて
おり、高齢者個々の異なる視覚特性に対応できないとい
う問題点を有していた。

【０００７】また、光源の相関色温度と、まぶしさの許
容限界輝度には関係があり、また、空間解像度と照度に
は相関関係がある等（「高齢者の視覚機能」、福田忠
彦、NHK 放送技術研究所、電子情報通信学会研究報告 I
E （画像工学研究会）90-76 ）、視覚特性は表示装置の
設置条件（照度、照明光等）にも影響を受けるが、従来
の方法ではこのような設置条件を考慮していないという
問題点を有していた。

【０００８】さらに、視覚特性は利用者の健康状態等利
用時の状態に影響を受けるが、利用時の利用者の状態を
利用者から指示し、それを反映できないという問題点を
有していた。

【０００９】本発明は、上記のような問題点に鑑みて、
高齢者個々の視覚特性や表示装置の設置条件に対応した
表示が可能な高齢者用表示装置を提供することを目的と
する。また、利用者の指示により、簡単に利用者の状態
に応じた表示をすることのできる高齢者用表示装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【発明を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、高齢者の
標準視覚特性データを記憶する視覚特性データ記憶手段
と、上記視覚特性データ記憶手段が記憶する標準視覚特
性データに基づいて、上記画像データ記憶手段が記憶す
る画像データを補正する画像データ補正手段と、上記補
正された画像データを表示する表示手段とを備えた表示
装置において、上記利用者や装置設置環境に関連した個
別条件を入力する個別条件入力手段と、上記標準視覚特
性データに加えて上記個別条件入力手段より得られるパ
ラメータに基づいて上記画像データ記憶手段が記憶する
画像データを補正する上記画像データ補正手段とを備え
た構成とした。上記個別条件入力手段は、利用者の視
覚能力に関連する条件を入力するための利用者条件入力
手段、視覚能力を左右する環境条件を検出するための環
境条件検出手段、利用者の視覚特性を検出する視覚特性
検出手段等が考えられ、それぞれの入力手段より入力さ
れた値をパラメータとして、画像補正手段は画像補正を
行う。

【００１１】また、個別条件入力手段として、利用者の
状態に応じた画像補正指示を入力する画像補正指示入力
手段を用いると更に利用者の適した画像データの補正を
することができる。

【００１２】更に、上記のように各個別条件入力手段よ
り入力されたパラメータを利用者と対応指せて補正内容
記憶手段に記憶しておくことで、該利用者を識別するＩ
Ｄを入力するだけで該利用者に適した画像データの補正
をすることが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施
形態１における高齢者用表示装置の機能ブロック図であ
る。図１において、画像データ記憶手段１０１は画像デ
ータ補正手段１０３に画像データを送出する。利用者条
件入力手段１０５は、以下に説明する利用者の条件を入
力し、補正調整用パラメータとして画像データ補正手段
１０３に転送する。環境条件検出手段１０６は、装置の
設置環境条件を検出し、該設置環境条件を補正調整用パ
ラメータとして画像データ補正手段１０３に転送する。

【００１４】視覚特性検出手段１０７は、利用者の視覚
特性を検出し、該特性を補正調整用パラメータとして画
像データ補正手段１０３に転送する。画像補正指示入力
手段１０８は、利用者からの画像補正指示内容を入力
し、補正調整用パラメータとして画像データ補正手段１
０３に転送する。画像データ補正手段１０３は、視覚特
性データ記憶手段１０２から視覚特性データを読みだ
し、視覚特性データと上記した各補正調整用パラメータ
により画像データを補正する。表示手段１０４は、送ら
れてきた補正画像データを表示する。

【００１５】以下、それぞれの手段について説明する。
まず、画像記憶手段１０１は、以下の処理によって補正
される前の画像を記憶する。また視覚特性データ記憶手
段１０２は、高齢者の以下に説明する種類の標準視覚特
性データを記憶する。すなわち、高齢者の視覚特性を補
償するため、（１）空間周波数特性については、エッジ
強調で補正し、また、（２）水晶体の透過特性について
は、色彩調整、輝度調整で補正する。従って、当該視覚
特性データ記憶手段１０２は当該装置を利用する高齢者
に対応して予想される標準空間周波数特性と水晶体の標
準透過特性を視覚特性データとして記憶する。

【００１６】次に、表１に示すように高齢者の視覚特性
は、年齢により変化するため、標準視覚特性データに年
齢を加味して画像に補正を加える必要がある。そこで利
用者条件入力手段１０５は、利用者の年齢を条件として
入力し、画像データ補正手段１０３に転送できるように
なっている。また、環境条件検出手段１０６は本願装置
が設置された照度、光源の色温度よりなる環境条件を検
出し、検出した環境条件を画像データ補正手段１０３に
転送する。更に、視覚特性検出手段１０７は利用者の
視覚特性を検出する。

【００１７】図４は、視覚特性検出手段１０７の動作手
順を示すフロー図である。まず、空間周波数特性を検出
するために図示しない検査用画像記憶手段に記憶された
空間周波数特性検出用画像を表示手段１０４に表示する
（Ｓ４０１）。利用者が表示画像を識別できたか否かを
確認し（Ｓ４０２）、もし識別できなければ検出用画像
を更新する（Ｓ４０６）。この、手順を繰り返し、利用
者の空間周波数特性を検出する。ここで、空間周波特性
検出用画像としては、例えば格子縞模様の画像を用い、
該格子の密度の度合い（空間周波数）を調整して利用者
が認識できるか否かを判断する。また、格子縞模様に代
えて、視力検査に使用する左右上下に切れ目がはいった
環を用いても良い。

【００１８】上記空間周波数特性検出後、図示しない検
査用画像記憶手段に記憶された水晶体の透過特性検出用
の標準画像を表示手段１０４に表示する（Ｓ４０３）。
水晶体の透過特性が劣化すると、青及び黄色近辺の部分
の色弁別が低下することになるので、当該水晶体の透過
特性検出用の画像としては、青と黒（灰色）、黄色と白
（灰色）等を画面上に表示し、弁別が可能かどうかを調
べる。この表示によって利用者が表示画像を識別できた
か否かを確認し（Ｓ４０４）、もし識別できなければ検
出用画像を更新、すなわち、青と黒では黒部分を順次薄
くし、黄色と白では白部分を灰色にして順次その濃度を
高くする（Ｓ４０７）。この、処理を繰り返し、利用者
の水晶体透過特性を検出し、検出した空間周波数特性と
水晶体透過特性を画像データ補正手段１０３に転送する
（Ｓ４０５）。

【００１９】次に、上記のように各種の補正を加えても
利用者によっては（あるいは利用者の健康状態等が変化
すると）更に画像補正を必要とする場合がある。この画
像補正は、コントラスト調整〔空間周波数特性の調整、
焦点調整能力（ある画像をみたときのボケ度合いの逆数
に依存する値で現される）〕、及び配色調整（分光特
性：特定の色が見えにくい場合に該見えにくい色を指
示）を以てなされる。

【００２０】即ち、視覚特性検出時には空間周波数特性
を検出するための画像は段階的な空間周波数しか現さな
い、従って、利用者がある空間周波数と、次に現れる空
間周波数の中間を選択したいと思っても上記視覚特性検
出手段１０７によりその選択はできないことになる。そ
こで、利用者は、例えば、上記視覚特性検出時に選択し
た空間周波数を表示した状態で、操作パネルより所定の
操作をする（つまみを回すあるいはキー操作をする）こ
とによって、自分にあった空間周波数を選定する。また
ある画像が見える見えないは焦点調整能力にも影響をう
ける。この場合は眼鏡例えば老眼鏡で焦点を調整するの
が最も簡単である。配色調整はここで見えにくい色を指
定しておくと、以下に説明する画像データ補正処理にお
ける色彩調整の変えたい色に取り込まれる。

【００２１】以上のようにして入力された各パラメータ
を用いて画像データ補正手段１０３は以下の画像データ
補正処理をする。すなわち、図３は、画像データ補正手
段１０３による画像データ補正処理のフローチャートを
示すものである。まず、空間周波数特性の劣化に対して
は、画像エッジを強調することで補正する（Ｓ３０
１）。次に、水晶体の黄変による短波長感度の劣化に対
しては、色彩調整処理により補正する（Ｓ３０２）。ま
た、水晶体の透過特性劣化による画像の暗化に対して
は、輝度調整により補正する。

【００２２】上記画像のエッジを強調するには、幾つか
の方法があるが、ここではガウス分布関数による平滑化
とラプラシアンを組み合わせたゼロ交差法を用いた例で
説明する。式１はエッジ強調関数を表したものである。
該式１に用いたＧ（ｘ、ｙ）を式２で表すと、エッジを
強調するためのオペレータは、式３で与えられる。この
式３で、σの値を変化させることで、大まかな縁点か
ら、細かい縁点まですなわち、低い空間周波数から高い
空間周波数の縁点まで、選択的に強調することができ
る。

【００２３】

【数１】

【００２４】

【数２】

【００２５】

【数３】

【００２６】そこでこのσの値は、視覚特性データ記憶
手段１０２から得られる視覚特性データ（空間周波数特
性）と、利用者条件入力手段１０５から送られてきた年
齢と、環境条件検出手段１０６から送られてきた照度
と、画像補正指示入力手段１０８から送られてきた画像
補正指示により決定され、エッジの強調処理を行なう。
また、視覚特性検出手段１０７から転送された空間周波
数特性（画像補正指示入力手段により調整されている場
合も含む）がある場合には上記視覚特性データ記憶手段
１０２から得られる空間周波数特性に代えて、該入力さ
れた空間周波数特性を用いる。

【００２７】例えば、５７．３ｃｍ離れた距離から１ｃ
ｍの範囲（視覚１度）に見える明暗縞模様の細かさの程
度をコントラスト感度（以下のカットオフ周波数、ある
いは視力で現される）と定義し、更に、カットオフ周波
数６０ｃｐｄ(cpd:cycle perdegree)を視力２．０と定
義する。また、上記カットオフ周波数と視力は比例関係
にあるものとし、カットオフ周波数３０ｃｐｄを視力
１．０、カットオフ周波数１５ｃｐｄを視力０．５とす
る。

【００２８】ここで、σはカットオフ周波数をＦｃ、単
位長さ（例えば上記１ｃｍ）内の明暗縞模様の数をＮと
すると、以下の近似関係が成立する。

【００２９】

【数４】

【００３０】従って、σは以下のようになる。

【００３１】

【数５】

【００３２】この式よりσを計算すると表２に如くにな
る。

【００３３】

【表２】

【００３４】なお、上記表２で照度が大きくなるに従っ
てσは小さくなり、細かい部分まで識別できることにな
る。また、本実施形態ではエッジ強調処理にゼロ交差法
を用いているが、ラプラシアンのみでの強調等、他の強
調手段を用いても同様の効果が得られる。

【００３５】次に、水晶体の黄変に対応した補正処理
（色彩を調整）について説明する。色彩を調整するに
は、幾つかの方法があるが、ここでは色空間の変形を用
いた色彩調整方式による例で説明する。（「色空間の変
形を用いた色彩調整方式」、池田淳他、松下電器、1995
年テレビジョン学会年次大会予稿集）本方式は、例えば特開平０８−２８７２３９号公報に示
すように、変えたい色と変えた後の色（もしくは変えた
くない色）を指定し、その条件を境界条件にして色空間
を変形し、色彩を調整する方式である。また、PRISM 方
式（「Fast color processor with programmable inter
polation by small memory(PRISM) 」、金森克洋他、松
下技研、Journal of Electronic Imaging July 1993 ）
を用いた高速色変換プロセッサを用いることでNTSC映像
をリアルタイムで色彩調整することができる。

【００３６】すなわち、視覚特性データ記憶手段１０２
から送られてきた視覚特性データ（水晶体透過特性）
と、利用者条件入力手段１０５から送られてきた年齢
と、環境条件検出手段１０６から送られてきた光原色
と、画像補正指示入力手段１０８から送られてきた画像
補正指示により、変えたい色（短波長領域）と変えた後
の色を決定し、色彩調整を行なう。また上記視覚特性検
出手段１０７から新たに入力された水晶体透過特性があ
る場合には、上記視覚特性データ記憶手段１０２よりの
水晶体透過特性に代えて該入力された水晶体透過特性を
用いる。

【００３７】なお、本実施形態では色彩調整処理に色空
間の変形を用いた色彩調整方式を用いているが、色空間
上での領域抽出による色彩調整等、他の調整手段を用い
ても同様の効果が得られる。

【００３８】輝度の補正も幾つかの方法があるが、上記
色彩調整方法と同様の方法を用いた例で説明する。上記
色彩調整において、一つの色のみを選択し、その輝度成
分のみの調整を行なうと色空間に分布する全ての色に関
して、同様の調整を行なったのと等価の結果が得られ
る。そこで、任意の色を選択し、その輝度に関して調整
を行なうことで輝度を調整することができる。

【００３９】すなわち、視覚特性データ記憶手段１０２
から送られてきた視覚特性データ（水晶体透過特性）
と、利用者条件入力手段１０５から送られてきた年齢
と、環境条件検出手段１０６から送られてきた照度と、
視覚特性検出手段１０７から送られてきた水晶体透過特
性と、画像補正指示入力手段１０８から送られてきた画
像補正指示により、輝度を決定し、任意の色の輝度値を
変更することで輝度の調整を行なう。

【００４０】但し、不快グレア（視野内に高輝度を有す
る光源があるとき、これをまぶしく不快に感じる現象
で、快・不快の光源輝度が年齢に逆比例する）による影
響を考慮する必要がある。なお、本実施形態では輝度調
整処理に色空間の変形を用いた調整方式を用いている
が、単純に色空間（輝度、彩度、色相）上で全色の輝度
値を調整する等、他の調整手段を用いても同様の効果が
得られる。

【００４１】上記のような手順で画像データ補正手段１
０３は、画像補正指示と標準視覚特性データを基に、画
像データ記憶手段１０１から送られた画像データを上記
処理で補正し、表示手段１０４に転送し、該表示手段１
０４は、転送されてきた画像データを表示する。

【００４２】図２は本発明の他の実施形態における高齢
者用表示装置の機能ブロック図である。補正内容記憶手
段１１０には補正内容として、視覚特性データ（空間周
波数特性、水晶体透過特性）が各利用者に対応して記憶
されており、また、利用者識別手段１０９は氏名、ユー
ザＩＤ等によって特定されている利用者を識別し、識別
した利用者情報を識別ＩＤに変換し、該識別ＩＤを画像
データ補正手段１０３に転送する。画像データ補正手段
１０３は、補正内容記憶手段１１０上に該当識別ＩＤが
あれば、該補正内容記憶手段１１０が記憶する補正内容
で、なければ視覚特性データ記憶手段１０２から視覚特
性データを読みだし、視覚特性データと補正調整用パラ
メータにより画像データを補正し、表示手段１０４に転
送する。

【００４３】また、画像データ補正手段１０３は、識別
ＩＤと補正データを補正内容記憶手段１１０に送り、補
正内容記憶手段１１０は識別ＩＤと補正内容を記憶す
る。利用者条件入力手段１０５、視覚特性検出手段１０
７、画像補正指示入力手段１０８、画像データ記憶手段
１０１、視覚特性データ記憶手段１０２、表示手段１０
４の動作は実施形態１と同様である。

【００４４】次に、図７は、本実施形態における画像デ
ータ補正手段１０３の処理の手順を示すフロー図であ
る。画像データ補正手段１０３は、利用者識別手段１０
９から受けとった識別ＩＤを補正内容記憶手段１１０に
転送する（Ｓ７０１）。次に、該補正内容記憶手段１１
０からの返送情報を受けとり（Ｓ７０２）、補正内容記
憶手段１１０に、一致する識別ＩＤに対応する補正内容
があるか否かを判定する（Ｓ７０３）。補正内容があれ
ば当該補正内容により画像データ記憶手段１０１から送
出された画像データを補正し（Ｓ７０４）、表示手段１
０４に転送する。補正内容が無ければ、上記の実施形態
１と同様に視覚特性記憶手段１０２の標準視覚特性デー
タと補正調整パラメータにより画像の補正を行ない（Ｓ
７０６）、この補正処理と並行して、識別ＩＤと補正内
容を補正内容記憶手段１１０に転送して（Ｓ７０５）、
記憶させておく。

【００４５】図５は、補正内容記憶手段１１０の記憶内
容検索処理手順を示すフロー図である。補正内容記憶手
段１１０は識別ＩＤを受けとると、図６に示す記憶内容
管理テーブルより、先頭のレコードから識別ＩＤを読み
出す（Ｓ５０１）。入力識別ＩＤと読み出した識別ＩＤ
を比較し（Ｓ５０２）、一致すればレコードより補正内
容を読みだし、画像データ補正手段１０３に転送する
（Ｓ５０４）。一致しない場合は、全レコード検索が終
了するまで、次レコードより識別ＩＤを読み出し、比較
を繰り返す（Ｓ５０３Ｎ→Ｓ５０８Ｎ→Ｓ５０７→Ｓ５
０２）。全レコードを検索しても、一致する識別ＩＤが
なければ一致ＩＤなしを画像データ補正手段１０３に転
送する（Ｓ５０９）。記憶内容補正手段１１０は、対応
する識別ＩＤがあれば補正内容を更新し、なければ新た
に識別ＩＤと補正内容を記憶する。

【００４６】尚、上記他の実施形態において最初の実施
形態に用いた環境条件検出手段を省略しているが、必ず
しも省略する必要はなく、当該利用者識別手段と併用し
てもよいことは勿論である。

【００４７】

【発明の効果】本発明によると、情報機器等の表示装置
に表示する画像を、利用者別、設置場所別、利用時の補
正指示等で補正表示し、利用者とくに高齢者に見易い画
像を提供することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図３】画像補正処理の手順を示すフロー図である。

【図４】視覚特性検出の手順を示すフロー図である。

【図５】画像補正内容検索の手順を示すフロー図であ
る。

【図６】補正内容管理テーブルの構成を示した概念図
である。

【図７】他の実施形態における画像補正処理の手順を
示したフロー図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データを記憶する画像データ記憶手
段と、利用者の標準視覚特性データを記憶する視覚特性
データ記憶手段と、上記視覚特性データ記憶手段が記憶
する標準視覚特性データに基づいて、上記画像データ記
憶手段が記憶する画像データを補正する画像データ補正
手段と、上記補正された画像データを表示する表示手段
とを備えた表示装置において、上記利用者や装置設置環境に関連した個別条件を入力す
る個別条件入力手段と、上記標準視覚特性データに加えて上記個別条件入力手段
より得られるパラメータに基づいて上記画像データ記憶
手段が記憶する画像データを補正する上記画像データ補
正手段とを備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】上記個別条件入力手段が、利用者の視覚
能力に関連する条件を入力するための利用者条件入力手
段であり、該利用者条件入力手段より入力された利用者
条件を、画像データ補正手段が画像データを補正する際
の１パラメータとする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】上記個別条件入力手段が、視覚能力を左
右する環境条件を検出するための環境条件検出手段であ
り、該環境条件検出手段が検出した環境条件を、画像デ
ータ補正手段が画像データを補正する際の１パラメータ
とする請求項１又は２のいずれかに記載の表示装置。
【請求項４】上記個別条件入力手段が、利用者の視覚
特性を検出する視覚特性検出手段であり、該視覚特性検
出手段が検出した視覚特性を画像データ補正手段が画像
データを補正する際の１パラメータとする請求項１〜３
のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】上記個別条件入力手段が、利用者の画像
補正指示を入力する画像補正指示入力手段であり、該画
像補正指示入力手段が入力した画像補正指示内容を画像
データ補正手段が画像データを補正する際の１パラメー
タとする請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】利用者を識別するための利用者識別手段
と、画像データ補正手段が画像データに加えた補正の内
容を記憶する補正内容記憶手段を備え、上記利用者識別
手段が識別した利用者に対応する上記補正内容記憶手段
に記憶された補正の内容に基づいて画像データを補正す
る請求項２〜５のいずれかに記載の表示装置。