JP2006267789A

JP2006267789A - ディスプレイ

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Publication number: JP2006267789A
Application number: JP2005087837A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Yano; 正矢野; Mariko Kawaguri; 真理子河栗
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】ディスプレイの表示面の輝度に対して鑑賞者がまぶしくて不快感を生じないように輝度を制御とした表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明のディスプレイは、表示部１０１と、表示部１０１が取り付けられた筐体１０６と、表示部１０１の表示面と異なった筐体１０６の面に配置された光センサ１０２と、光センサ１０２の信号から表示部１０１の輝度を制御する制御回路１０５とを有する構成により、鑑賞者がディスプレイの表示面の輝度から受ける不快感を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光センサを配置したディスプレイに関し、特にディスプレイの表示部を所定の輝度になるように制御するディスプレイに関する。

従来のディスプレイ（以下、表示装置ともいう）は、照明環境に対してディスプレイの表示部の表示面の見易さが異なることから照明環境の状況を光センサにより計測して、照明環境の状況に応じて表示面の輝度を調整するものがあった（例えば、特許文献１，２，３）。

図３は、特許文献１に記載された従来の表示装置を示すものである。図３において、光センサ３０６で受光した光量に対応して制御回路３０４で指示信号３０５を出力し、駆動回路３０３で照明用光源３０２、すなわち、バックライトの発光量を変化させることで液晶表示パネル３０１からの発光量を制御した。

しかしながら、実際に光センサをどのように使用すれば、バックライトの発光量を制御できるかの具体的な発明はなかった。照明環境を把握することが重要であるのであれば、光センサの位置は非常に重要なはずである。

これに対して、特許文献２や３は具体的な光センサの実施条件を記載している。

図４は、特許文献２に記載された従来の表示装置を示すものである。図４において、光センサ４０１で受光した光４０４の量に対応してバックライト・コントローラ４０２でＬＣＤディスプレイ面４０３の輝度を制御した。

特許文献２では、ＬＣＤディスプレイ面４０３に直角に当る光量を感知できるようにＬＣＤディスプレイ面と同一平面上に配置されていることが重要であることを述べている。

図５は、特許文献３に記載された従来の表示装置を示すものである。図５において、周囲光受光素子５０３で受光した光量に対応して周囲光演算回路５０４を介して光量制御回路５０５から光源５０１の輝度を制御する。周囲光受光素子５０３はスクリーン５０７の周囲環境５０６を投写レンズ５０８を介して受光する。特許文献３においても、図５のように周囲光受光素子５０３は液晶素子５０２と同一面上に配置されていた。

また、特許文献４では、表示パターンの白部分の面積を検出して輝度調整回路にフィードバックすることにより、表示内容の変化に対して、表示輝度を一定に保つことを示してある。しかしながら、どのような照明環境のときに、どのような輝度を表示させれば、ディスプレイの表示部に表示された映像を鑑賞している者が、まぶしさによる不快を感じずに鑑賞できるかについては、具体的な数値は記載されていなかった。

非特許文献１では、ディスプレイの表示部の表示輝度（Ｌｔｖ）と、ディスプレイの背景輝度（Ｌｂ）の関係において、ディスプレイの背景輝度（Ｌｂ）に対するディスプレイの表示部の表示輝度（Ｌｔｖ）の比Ｌｂ／Ｌｔｖに最適値があることを示した。すなわち、背景輝度Ｌｂに対して最適な表示輝度Ｌｔｖがあることが示されている。

以上から、従来技術をまとめると、ディスプレイ面と同一平面上に光センサを配置してＬｂを計測し、Ｌｂ／Ｌｔｖから最適なＬｔｖを求め、表示パターンの白部分の面積を検出して、その面積とＬｔｖの積を一定するようにＬｔｖを変化させると、ディスプレイの表示部の輝度Ｌｔｖは最適になることが公知化されている。
特開昭６３−９４２２８号公報（図１を参照）特開平６−１１７１３号公報（図２を参照）特開平６−１６０８４５号公報（図３を参照）特開平７−１２９１１３号公報長谷川：テレビジョン画像の観視条件、テレビ誌、２２、５（１９６８）ｐｐ３４７−３５６

本発明者は、より快適なディスプレイの表示部の表示面の輝度を追及するために、従来技術において、鑑賞者にとって本当に最適なディスプレイの表示部の表示面の輝度になっているかを、もう一度鋭意研究した。図６において、光源６０１の輝度をＬｉ、鑑賞者６０２が位置する床面から１ｍ上の水平面照度をＥｏ、ディスプレイ６００の表示部６０３の輝度をＬｔｖ、表示部６０３の画面照度をＥｔｖ、周囲環境６０４の壁面輝度をＬｂとする。Ｅｏ、Ｅｔｖ、ＬｂはＬｉからの光に支配的であるならば、Ｌｉと比例関係にある。そのため、従来技術のように、周囲の照明環境は、ディスプレイ面と同一平面上に配置された光センサでＥｔｖを計測すれば、Ｌｂを計測していたことに相当していた。

しかしながら、現在の実際の照明環境を鑑みる。図７において、光源７０１の輝度をＬｉ、鑑賞者７０２が位置する床面から１ｍ上の水平面照度をＥｏ、ディスプレイ７００の表示部７０３の輝度をＬｔｖ、表示部７０３の画面照度をＥｔｖ、周囲環境７０４の壁面輝度をＬｂ、表示部７０３の周囲にある窓７０５から入射される輝度をＬｗ、鑑賞者７０２に対して表示部７０３の反対側に位置するダウンライト７０６からの輝度をＬｄとする。このような環境下では、ＥｏとＥｔｖはＬｉに支配的であるため、Ｌｉと比例関係にあるが、ＬｂはＬｉよりもＬｗやＬｄの影響が大きいため、必ずしも、ＬｂがＥｔｖと比例しているとは言えない。そのため、図７のような照明環境下では、表示部７０３の表示面と同一平面上に配置された光センサでＥｔｖを測定しても、Ｌｂを測定していることにはならないという課題を有していた。

さらに、図７のような照明環境下で、ＬｂとＥｏを独立に変化させたときに、Ｌｂを一定としてＥｏを変えたとしても、Ｌｔｖ／Ｌｂの比率のみでは、ディスプレイ７００の表示部７０３の最適な輝度は設定できるとは限らないという課題を有していることに本発明者は気づいた。

さらに、鑑賞者７０２の年齢が異なった場合、高齢者は眼球内にたんぱく質が増加することからまぶしさを受けやすいことが言われている（たとえば、矢野ら、高齢者の不快グレア光色との関係、照明学会誌、７７、６、１９９３、ｐｐ．２４−３１）が、Ｌｔｖ／Ｌｂの比率では、鑑賞者７０２の年齢の差が考慮されていないという課題を有していることにも本発明者は気づいた。

さらに、最適なディスプレイ７００の表示部７０３の輝度とは、どのような判定基準で得られるべきか、また、表示部７０３の輝度の評価は、Ｌｔｖ／Ｌｂとともに絶対輝度が評価されるべきではないかという課題を有していることにも本発明者は気づいた。

以上から、本発明は、上記課題を解決するためになされ、その目的とするところは、鑑賞者がディスプレイの表示部を鑑賞している時に不快なまぶしさを受けずに快適に鑑賞することができるディスプレイを提供することにある。

上記課題を解決するために、本願の発明のディスプレイは、表示部と、前記表示部が取り付けられた筐体と、前記表示部の表示面と異なった前記筐体の面に配置された光センサと、前記光センサの信号から前記表示部の輝度を制御する制御回路と、を備える。

好適な実施形態において、前記光センサは、前記表示部の表示面に対して裏面の左側壁面、右側壁面、上側壁面の光量を測定する。

好適な実施形態において、前記光センサは、前記表示部の表示面に対して裏面となる前記筐体の面に配置される。

好適な実施形態において、前記光センサは、前記表示部の中央よりも上の部分の前記筐体の面上に配置される。

好適な実施形態において、前記表示部の最大空間的平均画面輝度は３４０ｃｄ／ｍ^２である。

好適な実施形態において、前記表示部の最大空間的平均画面輝度は２７０ｃｄ／ｍ^２である。

好適な実施形態において、前記表示部に最大階調で白画素を表示されたときに、（白画素数／全画素数，空間的平均画面輝度）は、前記制御回路によって、（１００，２７０）、（５０，５４０）、（３０，９００）、（１０，２７００）、（１０，２７０）で囲まれた内部で制御される。

好適な実施形態において、前記表示部の最大空間的平均画面輝度を１０から４０ｃｄ／ｍ^２までの間で変更するボタンを配置したリモコンに有する。

以上のように、本発明のディスプレイは、表示部と、前記表示部が取り付けられた筐体と、前記表示部の表示面と異なった前記筐体の面に配置された光センサと、前記光センサの信号から前記表示部の輝度を制御する制御回路とを有する構成により、鑑賞者がディスプレイの表示面の輝度から受ける不快感を低減することができる。

＜光センサの位置＞
本発明者は、先ず、はじめに、ディスプレイの表示部の表示面と同一平面上に配置された光センサでＥｔｖを計測しても、Ｌｂを計測していることにはならないことを明らかにするために、以下の実験を行った。

その実験設備を図８に示す。図７と同様に、全般照明用の光源７０１、鑑賞者７０２、ディスプレイ７００、表示部７０３、周囲環境７０４、ダウンライト７０６が配置される。窓は光の出力を制御できないため排除した。また、ダウンライト７０６の光が表示部７０３の背景輝度Ｌｂを均一にするために、アッパーライト８０１を設けた。この実験設備の光源７０１の発光輝度Ｌｉ、ダウンライト７０６の発光輝度Ｌｄ、アッパーライト８０１の発光輝度Ｌｕを変化させることにより、鑑賞者７０２が位置する床面から１ｍ上の水平面照度Ｅｏ、表示部７０３の画面照度Ｅｔｖ、周囲環境７０４の背景輝度Ｌｂ、背景照度Ｅｂを任意に設定することができる。つまり、窓による日光の照射の状況、ダウンライト７０６による間接照明の環境、多灯照明による照明環境等を自由に設定することができる。

この実験設備を用いて、図９に示す照明環境を設定した。Ｎｏ．１、Ｎｏ３はダウンライト７０６の発光輝度Ｌｄ、アッパーライト８０１の発光輝度Ｌｕのみで設定した照明環境であり、Ｎｏ２、Ｎｏ４は全般照明用の光源７０１を追加して設定した照明環境である。ここで、Ｎｏ１，Ｎｏ２は、背景輝度Ｌｂが一般的な家庭の壁面輝度と対応するように、約２０ｃｄ／ｍ^２と設定した。また、Ｎｏ３、Ｎｏ４は、背景輝度Ｌｂがテレビを見る際に好ましい値である約４０ｃｄ／ｍ^２（当社値）と設定した。

図９の表から横軸を画面照度Ｅｔｖ、縦軸を背景輝度Ｌｂにした図を図１０に示す。図１０からＥｔｖの変化に対してＬｂはほとんど変化していないことがわかる。したがって、光源７０１の発光輝度Ｌｉ、ダウンライト７０６の発光輝度Ｌｄ、アッパーライト８０１の発光輝度Ｌｕを変化させることで、画面照度Ｅｔｖは大きく変化するが、背景輝度Ｌｂはほぼ変化しないことがわかる。

以上のことから、ディスプレイ７００の表示部７０３の表示面と同一平面上に配置された光センサは、光源７０１等による画面照度Ｅｔｖの変化を捕らえることができるが、背景輝度Ｌｂ自体は測定できていないことが明らかになった。

したがって、背面輝度Ｌｂを測定するためには、背面輝度Ｌｂそのものを測定するか、背面照度Ｅｂを測定するかのどちらかになる。なお、背景輝度Ｌｂは背景照度Ｅｂに比例する関係にある。ここで、背面輝度Ｌｂと背面照度Ｅｂの状況について図１１に示す。鑑賞者７０２が表示部７０３の表示面を鑑賞しているときに、表示部７０３の周囲環境７０４から受ける光は、表示部７０３が台上に設置してあることが通常のことから、背面輝度Ｌｂは表示部７０３の左背景輝度Ｌｂ−ｌ、左背景照度Ｅｂ−ｌ、上背景輝度Ｌｂ−ｔ、上背景輝度Ｅｂ−ｔ、右背景輝度Ｌｂ−ｒ、右背景照度Ｅｂ−ｒに分類することができる。

ここで、鑑賞者７０２と表示部７０３との距離について、ハイビジョン放送を鑑賞するときの推奨距離の「３Ｈ」とすれば、ディスプレイ７０３の画面の視角寸法は約３０度となる。なお、「３Ｈ」とは、Ｈが表示部の垂直方向の長さであり、そのＨの３倍であることを示す。この３Ｈは、ハイビジョン放送において、走査線が見えないと仮定された距離である。本照明環境では、周囲環境７０４の背景輝度を制御した視角寸法は左右、かつ、上側約６０度である。

また、Ｌｂ−ｌ，Ｌｂ−ｔ，Ｌｂ−ｒ，Ｅｔ−ｌ，Ｅｂ−ｌ，Ｅｂ−ｒの計測は表示部７０３の周囲フレームの各辺の中点から３０ｃｍ離れたところを計測点とした。これは、鑑賞者７０２が表示部７０３の画面輝度Ｌｔｖを鑑賞するときに、画面輝度Ｌｔｖと比較される背景輝度Ｌｂは、表示部７０３の周囲フレームに近接した背景輝度Ｌｂのためである。これらの計測値を平均して背景輝度Ｌｂ、背景照度Ｅｂとしている。つまり、（Ｌｂ−ｌ＋Ｌｂ−ｔ＋Ｌｂ−ｒ）／３＝Ｌｂ、（Ｅｔ−ｌ＋Ｅｂ−ｌ＋Ｅｂ−ｒ）／３＝Ｅｂとした。これは、複雑な視野の場合、一般的に、各輝度の平均値が順応輝度として取り扱うことができるためである。

つぎに、背景輝度Ｌｂ、もしくは、背景照度Ｅｂを計測するために、最適な光センサの位置等について図１２（ａ）、（ｂ）に示す。図１２（ａ）におけるディスプレイ１２００は、筐体１２０６に取り付けられた表示部１２０１の表示面側からみた見取り図である。図４に示した通り、従来の光センサは図１２の光センサ１２０２の位置に設置してあり、上述通り、照明環境によっては背景輝度Ｌｂや背景照度Ｅｂを測定することができなかった。図１２（ｂ）は、表示部１２０１の表示面の裏面からみた共来１２０６の見取り図である。

背景強度Ｅｂを一つの計測器で計測するためには、光センサ１２０３Ａ，１２０３Ｂ、１２０３Ｃ，１２０３Ｄのような位置にあれば計測できる。さらに、図１２（ｂ）のように、ディスプレイ１２００の垂直方向の中線１２０４近傍に位置し、かつ、ディスプレイ１２００の水平方向の中線１２０５よりも上側に位置した方が、Ｅｔ−ｌ、Ｅｂ−ｌ、Ｅｂ−ｒを平均するのに適している。つまり、光センサ１２０３Ａ、１２０３Ｂ、１２０３Ｃの位置が１２０３Ｄよりも好適である。

さらに、変形例を示す。背景輝度Ｅｂを複数個の計測器で測定するためには、図２３のように、光センサ１２０３Ｇや１２０３Ｉのように左裏側に配置し、光センサ１２０３Ｈ、１２０３Ｊのように右裏側に配置し、また、光センサ１２０３Ｆのように上側に配置することで計測することができる。さらに、画面照度Ｅｔｖを測定する光センサ１２０３Ｅ、と背景照度Ｅｂを測定する１２０３Ｆのように、従来技術のように画面照度Ｅｔｖを測定する光センサと背景照度Ｅｂを測定する光センサを設置してもよい。

さらに、図２４のように、レンズ１２０４Ａ、１２０４Ｂを光センサ１２０３Ｌの手前に構成することで光を集光させて光センサ１２０３Ｌにより背景輝度Ｌｂを測定することや、図２５のように、光センサ１２０３ｍの手前に遮光板１２０５を構成することにより光の向きを限定して光センサ１２０３ｍにより背景輝度Ｌｂを測定してもよい。

鑑賞者の目に受光される背景輝度Ｌｂの光が重要なため、図２４、図２５の構成は測定系としては原理にかなった方法であるが、余分なレンズや遮光板が必要となることや、一般の家庭の壁面は拡散反射をするため、背景輝度Ｌｂと背景照度Ｅｂは比例関係にあることから背景照度Ｅｂを計測することでほぼよい精度でディスプレイの周囲環境の輝度を計測することができる。

＜Ｌｔｖ、Ｌｂ、Ｅｔｖ、鑑賞者の年齢の関係＞
つぎに、画面輝度Ｌｔｖ、背景輝度Ｌｂ、画面照度Ｅｔｖを変化させたときに、ディスプレイの表示部の画面輝度Ｌｔｖが、どのような条件で鑑賞者にまぶしさによる不快感を与えるかの実験を行った。ここで、ディスプレイの表示部の画面輝度Ｌｔｖとは、ディスプレイの全面を平均した輝度を示す。プラズマディスプレイパネルを表示部としている場合のように、サブフィールド処理を行っているディスプレイでは輝度の測定時間のとり方によって変化することになる。通常の映像では、１フィールドは１／６０秒となるが、実際に輝度を測定する場合、フィールド毎に同期して測定することが困難であることから、１００ｍｓ毎の平均値を画面輝度Ｌｔｖとする。つまり、時間的には、約６フィールドの平均値で、かつ、空間的には、全画面の平均値を画面輝度Ｌｔｖと定義する。

実験は、図８の装置を用いて、図９、及び、図１３を含む６種類の照明条件それぞれに対して、全面白色（色温度１２０００Ｋ、ＲＧＢ入力レベル０〜２５５）の平均画面輝度Ｌｔｖの数種類をディスプレイ７０３の表示面に表示して観測させ、まぶしさが生じて“不快である”、まぶしくなく”不快でない”の判別実験を行った。ここで、図１３では、鑑賞者にまぶしさ感を与える要因は、背景輝度Ｌｂと画面輝度Ｌｔｖであることに着目して、光源７０１は使用せず、背景輝度Ｌｂと画面輝度Ｌｔｖのみ変数として測定した。鑑賞者７０２は、高齢者層（平均５０代）と若年齢者層（平均２０代）を用いた。人数は、各条件に対して、６名から１０名を用いてその平均値を評価値として求めた。

その結果を図１４に示す。横軸はＬｂ／Ｌｔｖ、縦軸は、“不快である”‐“不快でない”の評価値であり、“不快である”を２点、“不快でない”を０点とし、その境界値である１点におけるＬｂ／Ｌｔｖ比の値をＢＣＤ値（ＢｏｒｄｅｒｌｉｎｅｂｅｔｗｅｅｎＣｏｍｆｏｒｔａｎｄＤｉｓｃｏｍｆｏｒｔ）とした。図１４からわかるように、背景輝度Ｌｂの値が大きくなるほど、Ｌｂ／Ｌｔｖの値が右側にシフトすることがわかる。つまり、背景輝度Ｌｂの値が大きくなるほど、ＢＣＤ値は大きくなった。

つぎに、鑑賞者７０２が位置する床面から１ｍ上の水平面照度Ｅｏが異なり、背面輝度Ｌｂがほぼ同じ照明条件の図９のＮｏ．１とＮｏ．２、及び、Ｎｏ．３とＮｏ．４の比較を行った。鑑賞者７０２の感想では、水平面照度Ｅｏが低いと照明環境はとても暗く感じ、水平面照度Ｅｏが高いと通常の家庭の照明環境と類似するとの感想であった。図１５にその結果を示す。図１５から明らかなように、Ｎｏ．１とＮｏ．２の照明条件のＢＣＤ値、Ｎｏ．３とＮｏ．４の照明条件のＢＣＤ値を比較すると、水平面照度Ｅｏが高いＮｏ．２、Ｎｏ．４の方が、ＢＣＤ値はそれぞれ０．０１大きかった。この「０．０１」の値の画面輝度Ｌｔｖへの影響を考察するため、図１６のように画面輝度Ｌｔｖ値を算出した。すると、画面輝度Ｌｔｖは１〜３ｃｄ／ｍ^２しか変化していないことがわかった。

したがって、画面輝度Ｌｔｖ等による鑑賞者７０２の不快感は、水平面照度Ｅｏの値には依存しないことがわかる。よって、鑑賞者７０２の不快感を与える要因は、Ｌｂ／Ｌｔｖで決まり、上述のＬｂによってＬｂ／Ｌｔｖが大きく変化する図１４の結果と併せて考察すると、鑑賞者７０２の不快感を与える影響は、背景輝度Ｌｂの値で決定されることが明らかになった。以上のように、鑑賞者７０２が感じる照明環境の明るさと、ディスプレイ７００の表示部７０３の輝度から受けるまぶしさとは関係しないことが本実験で明らかになった。

つぎに、鑑賞者７０２の年齢層に対する評価の差異の比較を行った。評価は、一般的な家庭の背面輝度であるＬｂが２０程度のもの（Ｎｏ１）と、好ましい背景輝度であるＬｂが約４０もの（Ｎｏ３）とで実験を行った。図１７にその結果を示す。図１７から明らかなように、高齢者は、若年齢者よりもＢＣＤが０．０１大きかった。このときの背景輝度Ｌｔｖ値を算出すると、図１８に示す通り、２５〜３６ｃｄ／ｍ^２であることがわかった。つまり、鑑賞者７０２の年齢層によって、背景輝度Ｌｂが同じであっても画面輝度Ｌｔｖによって不快を感じる値が異なることがわかる。この差異は、画面輝度Ｌｔｖの絶対値に対して１０％から２０％の差異があることから、年齢差を考えた画面輝度Ｌｔｖの設定が必要である。例えば、高年齢者層であれば、若年齢者層よりも画面輝度を約４０ｃｄ／ｍ^２下げる必要がある。また、本画面輝度Ｌｔｖを低下させる効果は、約１０ｃｄ／ｍ^２あれば効果の違いを各年齢層毎（例えば、１０代毎に区切る等）に実感できる。

以下、上述の実験結果を踏まえて、以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における表示装置を示すものである。特に、光センサの位置に関する実施の形態の一事例を示すものである。

図１においけるディスプレイ１００は、筐体１０６に組み込まれた（取り付けられた）表示部１０１は液晶パネルからなり、寸法は１４インチから１００インチであることが実用的である。本実施形態においては、寸法３７インチを用いた。光センサ１０２はフォトトランジスタであり、制御回路１０５は、ディスプレイ１０１の輝度を制御する回路である。

以上のように構成されたディスプレイ１００について、以下その動作、作用を説明する。

光センサ１０２によって、表示部１０１の周囲環境による背景照度Ｅｂが計測されて、Ｅｂに対応した信号が制御回路１０５に送信される。送信された信号と表示部１０１に表示される映像信号の白画素の数量から表示部１０１から照射される輝度が算出され、制御回路１０５から算出された輝度に対応した調光信号が表示部１０１内に配置される光源に送信され調光される。これにより、背景照度Ｅｂ、すなわち、背景輝度Ｌｂに対応した表示部１０１の表示面の輝度を実現できる。

以上のように、本実施の形態の表示装置では、表示部と、表示部の表示面と異なった面に配置された光センサと、光センサの信号から表示部の表示面の輝度を制御する制御回路とを備えることにより、ディスプレイの周囲環境からなる背景輝度Ｌｂに相当した光量を測定し、それに対応した表示部の表示面の輝度Ｌｔｖを設定することができることになり、鑑賞者が表示部の表示面の背景輝度Ｌｔｖによりまぶしさによる不快感を生じることを低減することができる。

なお、本実施形態では、表示部１０１として液晶パネルを用いたが、これに限定されることなく、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬを用いたパネル、フィールドエミッションを用いたパネルなどのフラットパネルディスプレイとかの据え置きタイプのディスプレイでも良い。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における表示装置において、図１４のＢＣＤ値から最大の画面輝度Ｌｔｖを表で示すものである。図２は、ディスプレイが置かれる環境別に背景輝度Ｌｂを示し、これとともに、この背景輝度Ｌｂから図１４に基づきＢＣＤ値を求めた値、このＢＣＤと背景輝度Ｌｂとから画面輝度Ｌｔｖを計算したものを示している。ディスプレイが置かれる屋内で最も明るい場所と考えられる量販店の周囲の照明環境では、Ｌｂは約１２７ｃｄ／ｍ^２であることから、鑑賞者に不快感を与えないためには、ＢＣＤ値に準じるＬｔｖは３４０ｃｄ／ｍ^２が必要である。したがって、ディスプレイにおける表示部の最大平均画面輝度Ｌｔｖは３４０ｃｄ／ｍ^２までである。また、図２で、一般家庭での周囲の照明環境では、背景輝度Ｌｂは約２４ｃｄ／ｍ^２であることから、ＢＣＤに準じる画面輝度Ｌｔｖは２７０ｃｄ／ｍ^２であることがわかる。したがって、家庭におて鑑賞者に不快感を与えないためには、ディスプレイの表示部の最大平均画面輝度Ｌｔｖは２７０ｃｄ／ｍ^２までである。

（実施の形態３）
図１９は、本発明の第３の実施の形態におけるディスプレイにおいて、表示パターンの白部分の面積を検出して輝度調整回路にフィードバックすることにより、表示内容の変化に対して、不快なまぶしさを生じない表示輝度を一定に保つ方法を示すものである。ディスプレイの表示部として液晶を用いた場合の例を示す。

図１９に示すように、映像信号１９０１は、アンテナを介して、放送局から、もしくは、映像再生装置を介して送信される。この映像信号１９０１から、表示パターンの白部分の面積を検出する検出回路１９０２により白部分面積比１９０３が検出される。この白部分面積比１９０３を使用してマイコン１９０４で輝度制御量１９０５が算出される。算出された輝度制御量１９０５は制御信号１９０６と調光信号１９１０が生成される。制御信号１９０６はパネルコントローラ１９０７に送信され駆動回路１９０８を介してディスプレイパネル１９０９（表示部とも呼ぶ）の開口量を調節する。一方、調光信号１９１０はバックライト駆動回路１９１１を介してバックライト用の光源１９１２の調光を行う。このように、ディスプレイパネル１９０９の開口量とバックライト用の光源１９１２の調光とが組み合わされて表示面の輝度が鑑賞者によってまぶしくて不快にならない輝度に制御される。

図２０（ａ）は、図１４の一般家庭の照明環境の結果から、ディスプレイの表示部の輝度の値を算出した結果を示す。横軸は白部分面積比を示し、縦軸は輝度である。したがって、一般家庭において、ディスプレイの表示部に最大階調で白画素を表示されたときに、（白画素数／全画素数、空間的平均画面輝度）は、図２０（ｂ）の斜線部の（１００，２７０）、（５０，５４０）、（３０，９００）、（１０，２７００）、（１０，２７０）で囲まれた内部で制御すれば、鑑賞者に対して不快なまぶしさを与える輝度はでない。括弧内の数値は一桁目を丸めた値にしてある。これは、一般の人は１０％未満であれば、輝度の差をほぼ知覚できないためである。

（実施の形態４）
図２１は、本発明の第４の実施の形態における表示装置において、表示パターンの白部分の面積を検出して輝度調整回路にフィードバックすることにより、表示内容の変化に対して、不快なまぶしさを生じない表示輝度を一定に保つ方法を示すものである。ディスプレイの表示部としてプラズマディスプレイパネルを用いた一例を示す。

図２１に示すように、映像信号１９０１は、アンテナを介して、放送局から、もしくは、映像再生装置を介して送信される。この映像信号１９０１から、表示パターンの白部分の面積を検出する検出回路１９０２により白部分面積比１９０３が検出される。この白部分面積比１９０３を使用してマイコン１９０４で輝度制御量１９０５が算出される。算出された輝度制御量１９０５はサブフィールド処理２１０１がなされる。サブフィールド処理２１０１された信号は放電制御２１０２に送信され駆動回路２１０３を介してディスプレイパネル１９０９（表示部とも呼ぶ）に光出力される。これにより、ディスプレイパネル１９０９の表示面の輝度が鑑賞者によってまぶしくて不快にならない輝度に制御される。

（実施の形態５）
図２２は、本発明の第５の実施の形態における表示装置において、鑑賞者の年齢層によって、ディスプレイパネルの表示面の輝度が鑑賞者によってまぶしくて不快にならない輝度が異なるため、これに対応した実施の形態の一例を示す。

図１８に示すように、鑑賞者が高齢者層であるか若年齢者層であるかによって、ＢＣＤに対する画面輝度Ｌｔｖは２５〜３６ｃｄ／ｍ^２変化した。したがって、画面輝度Ｌｔｖを４０ｃｄ／ｍ^２を一単位として簡単に変更できる機能を有すると鑑賞者の年齢によってあわすことができるので有用である。図２２のように、図１９や図２１の輝度制御量１９０５の信号を受ける輝度補正２２０３を構成することで解決できる。輝度補正２２０３は、鑑賞者が操作する送信機２２０４にあるボタン２００５を押すことで赤外線などの無線信号を受信機２２０１に送信される。受信機２２０１の受信信号２２０２は輝度補正２２０３に送信され、この信号を受けて、輝度制御量１９０５に輝度の補正量を加えるかどうかを輝度補正２２０３で判断される。この補正量は画面輝度Ｌｔｖで１０から４０ｃｄ／ｍ^２のある定量値で増減できる。３０ｃｄ／ｍ^２が好適といえる。たとえば、ボタン２２０５を一回押すとＬｔｖが３０ｃｄ／ｍ^２減少して高齢者モードになり、再び、もう一度、ボタン２２０５を押すとＬｔｖが３０ｃｄ／ｍ^２上がり、一般モードになるという設定ができる。このように、ワンタッチでＬｔｖが変化する機能ボタンを配置したリモコンに有することは鑑賞者に対してより快適なディスプレイを提供することになりユーザーフレンドリーで好適である。

本発明の表示装置は、鑑賞者がディスプレイの表示面の輝度から受ける不快なまぶしさを低減できるため、テレビ等の機能として有用である。

本発明の実施の形態１における表示装置の概略を示す図本発明の背景輝度Ｌｂ，ＢＣＤ，画面輝度Ｌｔｖを示す図従来の表示装置の概略を示す図従来の表示装置の概略を示す図従来の表示装置の概略を示す図従来の照明環境の概略を示す図本発明を導く照明環境の概略を示す図本発明に用いた照明環境の概略を示す図本発明に用いた照明環境の水平面照度Ｅｏ，画面照度Ｅｔｖ，背景輝度Ｌｂ，背景照度Ｅｂを示す図画面輝度Ｅｔｖと背景輝度Ｌｂとの関係を示す図本発明に用いた照明環境の背景輝度Ｌｂ，背景照度Ｅｂを示す図（ａ）は本発明の実施の形態におけるディスプレイの表示部方向から見た概念図、（ｂ）は背面方向から見た概念図本発明に用いた照明環境のＬｂを示す図本発明の実験から得られたＬｂ／Ｌｔｖと評価値との関係を示す図本発明の実験から得られたＬｂ／Ｌｔｖと評価値との関係を示す図本発明の実験から得られたＬｂ、ＢＣＤ、Ｌｔｖを示す図本発明の実験から得られたＬｂ／Ｌｔｖと評価値との関係を示す図本発明の実験から得られたＬｂ、ＢＣＤ，Ｌｔｖを示す図本発明の実施の形態２における表示装置の構成を示す図（ａ）本発明の実施の形態２における画面輝度Ｌｔｖの制御方法を示す図、（ｂ）は画面輝度Ｌｔｖの制御領域を示す図本発明の実施の形態４における表示装置の構成を示す図本発明の実施の形態５における表示装置の構成を示す図本発明の実施の形態１における光センサの位置の変形例を示す図本発明の実施の形態１における光センサの構成を示す図本発明の実施の形態１における光センサの構成を示す図

符号の説明

１００ディスプレイ
１０１表示部
１０２光センサ
１０５制御装置
１０６筐体
３０１液晶表示パネル
３０２照明用光源
３０３駆動回路
３０４制御回路
３０５指示信号
３０６光センサ
４０１光センサ
４０２バックライトコントローラ
４０３ＬＣＤディスプレイ面
４０４光
５０１光源
５０２液晶素子
５０３周囲光受光素子
５０４周囲光演算回路
５０５光量制御回路
５０６周囲環境
５０７スクリーン
５０８投写レンズ
６００ディスプレイ
６０１光源
６０２鑑賞者
６０３表示部
６０４周囲環境
７００ディスプレイ
７０１光源
７０２鑑賞者
７０３表示部
７０４周囲環境
７０５窓
７０６ダウンライト
８０１アッパーライト
１２００ディスプレイ
１２０１表示部
１２０２光センサ
１２０３Ａ〜Ｍ光センサ
１２０４Ａ，Ｂレンズ
１２０５遮光板
１２０６筐体
１９０１映像信号
１９０２検出回路
１９０３白部分面積比
１９０４マイコン
１９０５輝度制御量
１９０６制御信号
１９０７パネルコントローラ
１９０８駆動回路
１９０９ディスプレイパネル
１９１０調光信号
１９１１バックライト駆動回路
１９１２光源
２１０１サブフィールド処理
２１０２放電制御
２１０３駆動回路
２２０１受信機
２２０２受信信号
２２０３輝度補正
２２０４送信機
２２０５ボタン

Claims

表示部と、
前記表示部が取り付けられた筐体と、
前記表示部の表示面と異なった前記筐体の面に配置された光センサと、
前記光センサの信号から前記表示部の輝度を制御する制御回路と、
を備えるディスプレイ。
前記光センサは、前記表示部の表示面に対して裏面の左側壁面、右側壁面、上側壁面の光量を測定する、請求項１に記載のディスプレイ。
前記光センサは、前記表示部の表示面に対して裏面となる前記筐体の面に配置された、請求項２に記載のディスプレイ。
前記光センサは、前記表示部の中央よりも上の部分の前記筐体の面上に配置された、請求項３に記載のディスプレイ。
前記表示部の最大空間的平均画面輝度は３４０ｃｄ／ｍ^２である、請求項２に記載のディスプレイ。
前記表示部の最大空間的平均画面輝度は２７０ｃｄ／ｍ^２である、請求項２に記載のディスプレイ表示装置。
前記表示部に最大階調で白画素を表示されたときに、（白画素数／全画素数，空間的平均画面輝度）は、前記制御回路によって、（１００，２７０）、（５０，５４０）、（３０，９００）、（１０，２７００）、（１０，２７０）で囲まれた内部で制御される、請求項６に記載のディスプレイ表示装置。
前記表示部の最大空間的平均画面輝度を１０から４０ｃｄ／ｍ^２までの間で変更するボタンを配置したリモコンに有する、請求項７に記載のディスプレイ。