JP2007101756A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の表示盤の輝度を変更するときに、表示盤の輝度の変化が目立たないように輝度を変更することである。
【解決手段】 γ補正前の輝度値をＬ_ｘとしたときに、Ｌ_ｘのγ乗とＬ_ｘ−１のγ乗のとの差を輝度変化量ΔＬとして算出し（図３，Ｓ１７）、さらに現在の輝度値から輝度変化量ΔＬを減算した値に表示盤の輝度を変更してｔ秒間表示する（Ｓ１８）。次に、ΔＬ下げた輝度値Ｌ’が目的とする輝度値Ｌ２以下か否かを判定し（Ｓ１９）、目的とする輝度値より大きければ、ステップＳ２０で変数ｘを１減算してステップＳ１７に戻り次の輝度変化量ΔＬを算出する。上記の処理を繰り返すことで輝度の変化量を異ならせ、かつ段階的に複数の表示盤の輝度を変化させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋外で使用される表示装置に関する。

屋外で使用される大型表示装置は、多数の表示素子が実装された表示盤を複数並べて全体として１つの映像を表示させたり、各表示盤に異なる映像を表示させるなどの表示制御が行われる。

特許文献１には、複数の大型映像表示装置をマトリックス状に配置した映像表示システムにおいて、複数の映像表示装置の動作を制御するための制御パラメータを設定モードと対応づけて記憶し、１台の設定モード出力装置から複数の映像表示装置に対して設定モードを出力することで複数の映像表示装置の動作制御を１回の操作で行えるようにすることが記載されている。

また、特許文献２には、ＬＥＤの輝度をスティーブンスの法則を用いて刺激量と感覚量の補正を行うことで、人間の目で見たＬＥＤの輝度が直線的に変化するように輝度の補正を行うことが記載されている。

特許文献３には、ディスプレイに供給する電源を外部電源からバッテリ電源に切り換える場合に、ディスプレイの輝度の変化が穏やかに変化するように輝度を切り換えることが記載されている。

図６は、屋外に設置される従来の表示装置の構成を示す図である。表示装置３１は、４個の表示盤３２〜３５と制御装置３６とからなる。制御装置３６は、表示盤３２〜３５に表示させる映像信号と輝度変更信号等を出力する。図６に示していないが、表示盤３２〜３５の近傍には周囲の明るさを検出するセンサが設けられており、制御装置３６はセンサで検出される周囲の明るさに基づいて表示盤３２〜３５の輝度を変化させる。

上記の表示装置３１では、周囲の明るさが変化して輝度を変更するときには、例えば、最初に表示盤３２を目的の輝度に変更し、次に表示盤３３を目的の輝度に変更し、次に表示盤３４を目的の輝度に変更し、最後に表示盤３５を目的の輝度に変更する。

そのような輝度の変更を行うと、輝度の変更量が大きいときは表示盤３２〜３５の明るさが急激に変化し、しかも複数の表示盤３２〜３５が順に輝度が切り換えるられるので、表示盤３２〜３５に表示されている映像を見ている人に輝度の変化がはっきり分かってしまう。
特開２００１−２９０４７１号公報 特開２００４−２７３５２２号公報 特開２００１−１８４０４６号公報

本発明の課題は、複数の表示盤の輝度を変更するときに、表示盤の輝度の変化が目立たないように輝度を変更することである。

図１は、本発明の原理説明図である。本発明の表示装置は、多数の表示素子で構成される表示盤３ａ〜３ｆを複数有する表示装置であって、周囲の明るさに応じて輝度を変更する場合に、異なる変化量で段階的に輝度を変化させるための輝度変化量を算出する算出手段１と、前記算出手段１により算出された輝度変化量に基づいて前記複数の表示盤３ａ〜３ｆの輝度を同時に変更する輝度変更手段２とを備える。

この発明によれば、周囲の明るさに応じて複数の表示盤の輝度を変更する場合に、複数の表示盤の輝度の変化が目立たないように滑らかに変化させることができる。
本発明の他の表示装置は、多数の表示素子で構成される表示盤３ａ〜３ｆを複数有する表示装置であって、周囲の明るさに応じて輝度を変更する場合に、異なる時間間隔で段階的に変化する時間間隔を算出する算出手段と、一定の輝度変化量で、かつ前記算出手段により算出された時間間隔で前記複数の表示盤の輝度を同時に変更する輝度変更手段とを備える。

この発明によれば、周囲の明るさに応じて複数の表示盤の輝度を変更する場合に、複数の表示盤の輝度の変化が目立たないように滑らかに変化させることができる。
本発明の表示装置において、前記算出手段は、ｎを整数、補正前の輝度をＬ_x、変数ｘ±ｎに対応する輝度をＬ_ｘ±ｎ、視覚の非直線性の補正値をγとしたときに、輝度変化量ΔＬをΔＬ＝｜（Ｌ_ｘ）^γ−（Ｌ_ｘ±ｎ）^γ｜により算出する。

このように構成することで人間の目で見たときに輝度が直線的に変化するような輝度変化特性を実現できる。
本発明の表示装置において、前記算出手段は、ｎを整数、時間をｔ_x、変数ｘ±ｎに対応する時間をｔ_ｘ±ｎ、視覚の非直線性の補正値をγとしたときに、時間間隔ΔｔをΔｔ＝｜（ｔ_ｘ）^１／γ−（ｔ_ｘ±ｎ）^１／γ｜により算出する。

このように構成することで人間の目で見たときに輝度が直線的に変化するような輝度変化特性を実現できる。

本発明によれば、複数の表示盤の輝度変化量または輝度を変更する時間間隔を異ならせ、かつ段階的に同時に変化させることで、複数の表示盤の輝度の変化が目立たないように滑らかに変化させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２において、実施の形態の表示装置１１は、４個の表示盤（Ａ，Ｂ、Ｃ、Ｄ）１２〜１５と、制御装置１６と、表示盤１２〜１５の表示素子の故障の検出、周囲の明るさの検出等を行う監視装置１７と、映像信号を出力する映像送出装置１８とからなる。

監視装置１７は、表示盤１２〜１５の周囲の明るさを検出するセンサ１７ａを有し、周囲の明るさが予め定めてある１または複数の基準値を超えると、あるいは基準値以下となると、検出された明るさに対応する輝度への変更を指示する信号を制御装置１６に出力する。

制御装置１６は、ＣＰＵ２３と、映像制御回路２４と、同期信号を出力するＩ／Ｏ回路２５と、表示盤１２〜１５に表示させる映像信号と輝度値等を出力する映像制御部２６〜２９からなる。

ＣＰＵ２３は、監視装置１７から周囲の明るさが予め定めてある基準値を超えている、あるいは基準値以下であることが通知されると、周囲の明るさに対応する輝度を変更後の輝度として映像制御部２６〜２９に出力する。

映像制御回路２４は、映像送出装置１８から出力される１画面分の映像信号を各表示盤１２〜１５に表示させるチャネルＣＨ１〜ＣＨ４分の映像信号Ａ〜Ｄに変換して映像制御部２６〜２９に出力する
映像制御部２６〜２９は、映像制御回路２４から出力される映像信号を記憶するメモリと、ＣＰＵ２３から出力される変更後の輝度値（目的とする輝度値）を記憶するメモリと、メモリに記憶された映像信号Ａ〜Ｄと変更後の輝度値と輝度変更信号Ａ〜Ｄを対応する表示盤１２〜１５に出力する。

表示盤１２〜１５は、ＬＥＤ等の多数のカラー表示素子と、表示素子に駆動信号を供給すると共に表示素子の輝度を変更する輝度変更処理を実行する制御部１９〜２２を有する。制御部１９〜２２は、算出手段と輝度変更手段に対応する。

次に、表示盤１２〜１５の輝度を段階的に変化させる輝度変更処理を、図３のフローチャートを参照して説明する。
図３は、本発明の第１の実施の形態の輝度変更処理のフローチャートである。この第１の実施の形態は、輝度を変更する時間間隔を一定にして輝度変化量ΔＬを異なる変化量で段階的に変化させるものである。以下の処理は、図２の表示盤１２〜１５の制御部１９〜２２により同時に実行される。

最初に、変更後の輝度値と輝度変更信号を制御装置１６から受信する（図３，Ｓ１１）。次に、各表示盤１２〜１５が同時に輝度の変更を開始するタイミングを示す同期信号を受信する（Ｓ１２）。

次に、現在表示している映像信号の輝度値Ｌ１をレジスタに格納し、変更後の輝度値Ｌ２をレジスタに格納する（Ｓ１３）。次に、現在の輝度値Ｌ１から変更後の輝度値Ｌ２を減算した輝度差Ｌ１２を算出する（Ｓ１４）。次のステップＳ１５で、輝度差Ｌ１２が０より大きいか否かを判定する。

輝度差Ｌ１２が０より大きいと判別されたときには（Ｓ１５，ＹＥＳ）、つまり輝度を下げる場合には、ステップＳ１７に進み、輝度値Ｌ１に対応するγ補正前の輝度値Ｌを取得し、その輝度値Ｌ_xのγ乗と、次のγ補正前の輝度値Ｌ_ｘ−１（変数ｘ−１に対応する輝度値）のγ乗との差、つまりΔＬ＝（Ｌ_ｘ）^γ−（Ｌ_ｘ−１）^γの計算を行う。ここでγ補正前の輝度値Ｌ_ｘとは、輝度値を段階的に変化させたときに、その何段階目の値であるかを指定する変数ｘと輝度値とを関係づけたときの値である。γ補正前の輝度値Ｌ_xは変数ｘの値と対応づけて予めメモリ等に記憶されている。例えば、現在の輝度値がｘ＝１００段階目の輝度値であるとすると、Ｌ_ｘ＋１としてｘ＋１＝１０１段階目の輝度値がメモリから読み出される。

上記の式により算出した輝度変化量ΔＬを変更前の輝度値Ｌ１から減算してγ補正後の輝度値Ｌ’を求め、各表示素子の輝度をその輝度値Ｌ’に変更する。なお、γは、明るさに対する人間の視覚の非直線性を補正するための値であり、γ＝１．５〜２．８程度の値である。また、輝度変化量ΔＬを算出するときの変数ｘから減算する値は「１」に限らず、１以上の整数ｎを減算しても良い。

次に、輝度変化量ΔＬ分下げた輝度Ｌ’でｔ秒間表示を行い（Ｓ１８）、輝度変化量ΔＬ分下げた輝度が目的とする輝度値Ｌ２以下か否かを判定する（Ｓ１９）。
輝度変化量ΔＬ下げた輝度が目的とする輝度値Ｌ２より大きいときには（Ｓ１９，ＮＯ）、ステップＳ２０に進み、変数ｘから１を減算した後、ステップＳ１７に戻り、上記の演算を繰り返す。２回目の演算は、１を減算した変数ｘに対応するγ補正前の輝度値Ｌ_xのγ乗と、Ｌ_ｘ−１のγ乗の差を輝度変化量ΔＬとして求める。そして、輝度変化量ΔＬ下げた輝度Ｌ’でｔ秒間表示を行った後、輝度変化量ΔＬ分下げた輝度値Ｌ’が目的とする輝度値Ｌ２以下か否かを判定する。

γ補正後の輝度値Ｌ’が目的とする輝度値Ｌ２以下となったときには（Ｓ１９，ＹＥＳ）、ステップＳ２１に進み、輝度変更を完了する。
ステップＳ１５の判別がＮＯのときには、ステップＳ１６に進み、輝度差Ｌ１２が０と等しいか否か判別する。輝度差Ｌ１２が０のときには、輝度変更無しと判断して処理を終了する。

輝度差Ｌ１２が０より小さいと判定されたときには（Ｓ１６，ＮＯ）、つまり輝度を上げる場合には、ステップＳ２２に進み、輝度値Ｌ１に対応するγ補正前の輝度値Ｌ_ｘと次の輝度値Ｌ_ｘ＋１を取得し、γ補正前の輝度値Ｌ_ｘ＋１のγ乗から輝度値Ｌ_ｘのγ乗を減算した値を輝度変化量ΔＬとして算出する。そして、輝度値Ｌ１に輝度変化量ΔＬを加算した値をγ補正後の輝度値Ｌ’として算出する。次のステップＳ２３で表示盤１２〜１５の輝度をγ補正後の輝度値Ｌ’に変更してｔ秒間表示を行った後、ステップＳ２４に進み、輝度変化量ΔＬ上げた輝度Ｌ’が目的とする輝度値Ｌ２以上か否かを判定する。

輝度変化量ΔＬ上げた輝度Ｌ’が目的とする輝度値Ｌ２未満のときには、ステップＳ２５に進み、変数ｘに１を加算してステップＳ２２に戻り上記の処理を繰り返す。ステップＳ２２では、１を加算した変数ｘに対応するγ補正前の輝度値Ｌ_ｘと次の輝度値Ｌ_ｘ＋１をメモリから取得し、輝度値Ｌ_ｘ＋１のγ乗から輝度値Ｌ_ｘのγ乗を減算した値を次の輝度変化量ΔＬとして算出する。

ステップＳ２４で、γ補正後の輝度値Ｌ’が目的とする輝度値Ｌ２以上と判定されたときには、ステップＳ２１’に進み、輝度変更を完了する。
図４は、表示盤１２〜１５の輝度を変更するときのタイミングを示す図である。

制御装置１６は監視装置１７から周囲の明るさが変化したことを通知されると、検出された明るさに応じた輝度値を変更後の輝度値（目的とする輝度値）として出力すると共に、輝度変更信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを各表示盤１２〜１５に出力する。その後、同期信号を出力する。

表示盤１２〜１５の制御部１９〜２２は、変更後の輝度値と同期信号を受信すると、現在の輝度値と変更後の輝度値に基づいて上述した輝度変更処理を実行して輝度変化量ΔＬを算出し、その輝度変化量ΔＬ分表示盤１２〜１５の輝度を変化させる。一定時間経過した後、制御部１９〜２２は、輝度変化量ΔＬ分増加または減少させた輝度値が目的とする輝度値Ｌ２に達したか否かを判定し、目的とする輝度値に達していなければ、次の輝度変化量ΔＬを算出し、その輝度変化量ΔＬ分表示盤１２〜１５の輝度を変化させる。このような処理を繰り返すことで、表示盤１２〜１５の輝度を各段階の輝度変化量ΔＬを異ならせて段階的に変化させることができる。

上述した第１の実施の形態は、周囲の明るさに応じて複数の表示盤１２〜１５の輝度を変更する場合に、輝度変化量ΔＬを異ならせて段階的に変化させ、その輝度変化量ΔＬに基づいて複数の表示盤１２〜１５の輝度を同時に変更する。これにより複数の表示盤１２〜１５の輝度の変化が目立たないように滑らかに変化させることができるので、表示装置１１の映像を見ている人が輝度の変化に違和感を感じにくくなる。さらに、輝度値Ｌ_ｘのγ乗とＬ_ｘ±ｎのγ乗の差の絶対値を輝度変化量ΔＬとして求めることで、人間の視覚特性に合わせて輝度を変化させることができる。

次に、図５は、本発明の第２の実施の形態の輝度変更処理のフローチャートである。この第２の実施の形態は、輝度変化量ΔＬを一定にして、輝度を変化させる時間間隔を段階的に変化させるものである。

最初に、輝度変更信号と変更後の輝度値Ｌ２を制御装置１６から受信する（図５，Ｓ３１）。次に、同期信号を受信する（Ｓ３２）。
次に、変更前の映像信号の輝度値Ｌ１をレジスタに格納し、変更後の輝度値Ｌ２をレジスタに格納する（Ｓ３３）。次に、変更前の輝度値Ｌ１から変更後の輝度値Ｌ２を減算して輝度差Ｌ１２を算出する（Ｓ３４）。次に、輝度差Ｌ１２の値が０より大きいか否かを判定する（Ｓ３５）。

輝度差Ｌ１２が０より大きいときには（Ｓ３５，ＹＥＳ）、つまり輝度を下げる場合には、ステップＳ３７に進み、時間ｔ_ｘ（予め定められている値を初期値ｔ_ｘとして代入する）の１／γ乗と、１段階前の時間ｔ_ｘ−１の１／γ乗の差、つまりΔｔ＝（ｔ_ｘ）^１／γ−（ｔ_ｘ−１）^１／γの計算を行う。ここで、ｔ_ｘとは、ｔの値を段階的に変化させたときに、その何段階目の値であるかを指定する変数ｘと時間ｔとを関係づけたときの値である。この値ｔは何段階目であるかを指定する変数ｘの値と対応づけて予めメモリ等に記憶されている。

上記の式によりΔｔを算出したなら、現在の輝度値Ｌ１から一定の輝度変化量ΔＬ０を減算して輝度値を算出し、表示盤１２〜１５の輝度をその輝度値に同時に変更する。
ステップＳ３８で、変更した輝度値でΔｔ秒間表示を行い、次のステップＳ３９で、Δｔ秒後の輝度値が目的とする輝度値Ｌ２以下か否かを判定する。

輝度値が目的とする輝度値Ｌ２以下でないときには（Ｓ３９、ＮＯ）、ステップＳ４０に進み、変数ｘから１を減算してステップＳ３７に戻り、上記の演算を繰り返す。２回目の演算は、更新された変数ｘに対応する時間ｔ_xの１／γ乗と、ｔ_ｘ−１の１／γ乗の差を次の時間間隔Δｔとして算出する。そして、現在の輝度値から一定の輝度変化量ΔＬ０を減算して次の輝度値を算出し、表示盤１２〜１５の輝度をその輝度値に変更する。

上記の処理を複数の表示盤１２〜１５の制御部１９〜２２が同時に実行することにより、表示盤１２〜１５の輝度を同時に段階的に変化させ、かつ輝度を変化させる時間間隔Δｔを１／γ乗の曲線に従って変化させることができる。

Δｔ秒後の輝度値が目的とする輝度値Ｌ２以下となったなら（Ｓ３９，ＹＥＳ）、ステップＳ４１に進み、輝度変更を完了する。
ステップＳ３５がＮＯのときには、ステップＳ３６に進み、変更前の輝度値Ｌ１から変更後の輝度値Ｌ２を減算した輝度差Ｌ１２が０と等しいか否かを判別する。輝度差Ｌ１２が０のときには、輝度変更無しと判断して処理を終了する。

輝度差Ｌ１２が０ではないと判定されたときには（Ｓ３６，ＮＯ）、つまり輝度を上げる場合には、ステップＳ４２に進み、ｔ_ｘ＋１の１／γ乗からｔ_xの１／γ乗を減算した値を輝度を変更する時間間隔Δｔとして算出する。そして、現在の輝度値Ｌ１に一定の輝度変化量ΔＬ０を加算して輝度値を算出し、表示盤１２〜１５の輝度をその輝度値に変更して表示盤の輝度をΔｔ時間その輝度値に変更する。

次のステップＳ４３で、Δｔ秒をカウントし、ステップＳ４４で、Δｔ秒後の輝度値が目的とする輝度値Ｌ２以上か否かを判定する。
Δｔ秒後の輝度値が目的とする輝度Ｌ２未満のときには（Ｓ４４，ＮＯ）、ステップＳ４５に進み、変数ｘに１を加算してステップＳ４２に戻り、上記の演算を繰り返す。２回目の演算は、更新後の変数ｘ＋１に対応する時間ｔ_ｘ＋１をメモリから取得し、そのｔ_ｘ＋１の値の１／γ乗を求め、その値からｔ_xの１／γ乗を減算した値、つまりΔｔ＝（ｔ_ｘ＋１）^１／γ−（ｔ_x）^１／γを、次の時間間隔Δｔとして算出する。そして、前回の輝度値から一定の輝度変化量ΔＬ０を減算して次の輝度値を算出し、表示盤１２〜１５の輝度をその輝度値に変更する。

ステップＳ４４で、Δｔ秒後の輝度値が目的とする輝度値Ｌ２以上と判定されたときには（Ｓ４４，ＹＥＳ）、ステップＳ４１’に進み、輝度変更を完了する。
上述した第２の実施の形態は、周囲の明るさに応じて表示装置１１の輝度を変更する場合に、一定の輝度変化量で段階的に複数の表示盤１２〜１５の輝度を同時に変更し、かつ輝度を変更する時間間隔Δｔを各段階で異ならせるている。これにより表示装置１１の映像を見ている人が輝度の変化に違和感を感じないように滑らかに輝度を変更することができる。さらに、輝度を変更する時間間隔Δｔを時間ｔ_ｘ±ｎ（ｎ：整数）の１／γ乗とｔ_xの１／γ乗の差の絶対値として求めることで、人間の視覚特性に合わせて輝度を直線的に変化させるることができる。

本発明は上述した実施の形態に限らず、例えば、以下のように構成しても良い。
（１）実施の形態は、各表示盤１２〜１５の制御部１９〜２２が輝度変更処理を実行する場合について説明したが、制御装置１６が上述した輝度変更処理を実行し、算出した輝度値を各表示盤１２〜１５に出力するようにしても良い。

本発明の原理説明図である。 実施の形態の表示装置の構成を示す図である。 第１の実施の形態の輝度変更処理のフローチャートである。 輝度変更のタイミングを示す図である。 第２の実施の形態の輝度変更処理のフローチャートである。 従来の表示装置の構成を示す図である。

符号の説明

１ 算出手段
２ 輝度変更手段
３ａ〜３ｆ 表示盤
１１ 表示装置
１２〜１５ 表示盤
１６ 制御装置
１７ 監視装置
１８ 映像送出装置
１９〜２２ 制御部

Claims (6)

1. 多数の表示素子で構成される表示盤を複数有する表示装置であって、
   周囲の明るさに応じて輝度を変更する場合に、異なる変化量で段階的に輝度を変化させるための輝度変化量を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された輝度変化量に基づいて前記複数の表示盤の輝度を同時に変更する輝度変更手段とを備える表示装置。
2. 多数の表示素子で構成される表示盤を複数有する表示装置であって、
   周囲の明るさに応じて輝度を変更する場合に、異なる時間間隔で段階的に変化する時間間隔を算出する算出手段と、
   一定の輝度変化量で、かつ前記算出手段により算出された時間間隔で前記複数の表示盤の輝度を同時に変更する輝度変更手段とを備える表示装置。
3. 前記算出手段は、ｎを整数、補正前の輝度をＬ_x、変数ｘ±ｎに対応する輝度をＬ_ｘ±ｎ、視覚の非直線性の補正値をγとしたときに、輝度変化量ΔＬをΔＬ＝｜（Ｌ_ｘ）^γ−（Ｌ_ｘ±ｎ）^γ｜により算出する請求項１記載の表示装置。
4. 前記算出手段は、ｎを整数、時間をｔ_x、変数ｘ±ｎに対応する時間をｔ_ｘ±ｎ、視覚の非直線性の補正値をγとしたときに、輝度を変更する時間間隔ΔｔをΔｔ＝｜（ｔ_ｘ）^１／γ−（ｔ_ｘ±ｎ）^１／γ｜により算出する請求項２記載の表示装置。
5. 前記複数の表示盤に表示させる映像信号を出力する映像信号出力手段と、
   目的とする輝度を出力する輝度出力手段と、
   前記複数の表示盤の輝度を同時に変更するための同期信号を出力する同期信号出力手段とを有する制御装置と、
   現在の輝度と目的とする輝度との輝度差を算出し、算出した輝度差に基づいて異なる変化量で輝度を段階的に変化させる輝度変化量を算出する前記算出手段と、
   前記算出手段により算出された輝度変化量に基づいて輝度を変更する前記輝度変更手段とを有する複数の表示盤とからなる請求項１記載の表示装置。
6. 前記複数の表示盤に表示させる映像信号を出力する映像信号出力手段と、
   目的とする輝度を出力する輝度出力手段と、
   前記複数の表示盤の輝度を同時に変更するための同期信号を出力する同期信号出力手段とを有する制御装置と、
   異なる時間間隔で段階的に変化する時間間隔を算出する前記算出手段と、
   前記算出手段により算出された時間間隔で一定の輝度変化量分輝度を変更する前記輝度変更手段とを有する複数の表示盤とからなる請求項２記載の表示装置。

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