JP2009077156A - 画像表示装置、画像表示方法、及び、リモートコントローラー - Google Patents

Abstract

【課題】人間の視覚特性、特には、人間の明るさに対する順応特性に十分適合した表示輝度の調整をすることができる画像表示装置及び画像表示方法を実現する。
【解決手段】本発明の画像表示装置１は、表示装置本体１０には、表示部と、表示部に表示される画像の表示輝度を調整する輝度制御部とが設けられており、リモートコントローラー５０には、表示装置本体１０に対するコントロールの内容を入力するための操作入力部５１と、表示装置本体１０へ信号を送信する信号送信部５５と、表示装置本体１０及びその周辺の画像データを取得する撮像部５２とが設けられており、撮像部５２は、操作入力部５１への入力操作に連動して画像データを取得し、表示装置本体１０の輝度制御部は、画像データから演算される明るさ情報に基づいて、表示部に表示される画像の表示輝度を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像信号を表示する画像表示装置、画像表示方法、及び、リモートコントローラーに関するものである。詳しくは、光源を有し、画像表示装置の視聴者が目にする光環境に応じて動的に画像表示装置の光源の輝度調整を行う、直視型又は投射型の画像表示装置及び画像表示方法、並びに、前記画像表示装置に用いられるリモートコントローラーに関するものである。

従来の画像表示装置では、人間の視覚特性、特に明るさに対する眼の順応特性に十分適合した表示輝度の調整が行われていなかった。具体的には、画像表示装置の光環境すなわち画像表示装置の周囲の明るさや、画像表示装置に表示される画像の内容に応じた表示輝度の調整が行われていなかった。

その結果、視聴者が「眩しすぎる」又は「黒が黒でない（黒浮き）」などと感じたり、あるいは、「輝き」が感じられなくなったりするという問題が生じていた。

「眩しすぎる」と感じるのは、例えば画像表示装置の周囲が暗い場合に明るい画像を見るときであり、その原因は、周囲が暗い場合には、人間は明るさを感じやすくなるためである。

また、「黒が黒でない」と感じるのは、例えば、周囲が暗い場合に暗い画像を見るときである。

一方、「輝き」が感じられなくなるのは、例えば、画像表示装置の周囲が明るい場合に明るい画像を見るときであり、その原因は、周囲が明るい場合には、人間は明るさを感じにくくなるためである。

そこで、前記問題を解決するために、画像表示装置の周囲の明るさに基づいて、表示される画像の明るさを調整する技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、透過型液晶表示素子の周囲の明るさに応じて、表示される画像の輝度調整を行う透過型液晶表示素子が記載されている。図１０は、特許文献１に記載された従来の透過型液晶表示素子１００の要部構成を示す図である。図１０に示すように、この透過型液晶表示素子１００には、受光素子１１０が設けられており、この受光素子１１０が周囲の明るさ情報を収集する。そして、収集された情報は、信号増幅回路１２０で信号として増幅され、表示コントローラー１３０と電力供給回路１４０とに送信される。

前記信号を受信した表示コントローラー１３０は、信号の内容に応じて液晶層に加える電圧値を変化させ、画像の明るさを変える。また、信号を受けた電力供給回路１４０は、信号の内容に応じて発光源１５０の明るさを変化させる。このような表示コントローラー１３０と電力供給回路１４０との作用によって、画面に表示される画像に対して、周囲の明るさに応じた輝度調整が行われる。
特開昭６２−２３５８８３号公報（１９８７年１０月１６日公開）

しかしながら、前記従来の透過型液晶表示素子では、人間の視覚特性に十分適合した表示輝度の調整ができず、「眩しすぎる」、「黒が黒でない」などの問題を完全に解決するに至っていない。以下、説明する。

すなわち、前記従来の透過型液晶表示素子１００では、前記受光素子１１０が透過型液晶表示素子１００の画面と同じ面上に形成されている。したがって、前記受光素子１１０は、視聴者の背後方向の明るさを計測しており、実際に視聴者の目に入る透過型液晶表示素子１００の周囲の明るさを計測するものではなかった。

そして、人間の視覚特性に十分適合した表示輝度の調整を行う上で重要なのは、視聴者が透過型液晶表示素子１００を見たとき、実際に視聴者の目に入る明るさである。なぜなら、この明るさによって人間の視覚特性、特に明るさに対する目の順応特性（眼の順応レベル）が決まるためである。

よって、前記従来の透過型液晶表示素子１００では、周囲の明るさ情報を基に表示輝度の調整が行われていたものの、その情報が実際に視聴者の目に入る明るさではなかったため、表示輝度の調整は人間の視覚特性に十分適合したものではなかった。

本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、人間の視覚特性、特には、人間の明るさに対する順応特性に十分適合した表示輝度の調整をすることができる画像表示装置及び画像表示方法を提供することにある。さらには、視聴者が煩雑な操作を行うことなく、簡便に上記表示輝度の調整を高精度かつリアルタイムに行うことができる画像表示装置及び画像表示方法、並びに、リモートコントローラーを提供することにある。

本発明の画像表示装置は、前記課題を解決するために、リモートコントローラーと表示装置本体とが備えられた画像表示装置であって、前記表示装置本体には、表示部と、表示部に表示される画像の表示輝度を調整する輝度制御部とが設けられており、前記リモートコントローラーには、前記表示装置本体に対するコントロールの内容を入力するための操作入力部と、前記表示装置本体へ信号を送信する信号送信部と、前記表示装置本体及びその周辺の画像データを取得する撮像部とが設けられており、前記撮像部は、前記操作入力部への入力操作に連動して前記画像データを取得し、前記表示装置本体の輝度制御部は、前記画像データから演算される明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度を調整することを特徴としている。

また、本発明のリモートコントローラーは、表示装置本体に対するコントロールの内容を入力するための操作入力部と、前記表示装置本体へ信号を送信する信号送信部と、前記操作入力部への入力操作に連動して、前記表示装置本体の表示輝度を調整するために、前記表示装置本体及びその周辺の画像データを取得する撮像部とが設けられていることを特徴とする。

ここで、「操作入力部への入力操作に連動して、画像データを取得し」とは、操作入力部への入力操作が行われた際、操作入力部の入力操作と同時に、又は、一定の期間経過後に画像を撮影することを意味する。

前記の構成によれば、視聴者が、表示装置本体をコントロールするために通常のリモートコントローラーへの入力操作を行うのみで、特段に他の追加操作を行うことなく、人間の明るさに対する順応特性に十分適合した表示輝度の調整をすることができる。

すなわち、本発明の撮像部は、前記操作入力部の入力操作に連動して、表示装置本体が設けられた方向（表示装置本体及びその周辺）を撮影する。そして、かかる撮影によって得られた画像データから、表示装置本体が設けられた方向の明るさ情報が演算される。そして、演算された表示装置本体の方向の明るさに基づいて、輝度制御部が画像の表示輝度を調整する。

したがって、表示装置本体の方向の明るさ、すなわち、視聴者が実際に目にする明るさ情報を基にした表示輝度の調整を行うことができるので、人間の視覚特性に応じた映像表示を行うことができ、「眩しすぎる」、「黒が黒でない」といった従来の画像表示装置での問題を解決することができる。

よって、人間の視覚特性、特には、人間の明るさに対する順応特性に十分適合した表示輝度の調整をすることができるという効果を奏する。

また、本発明の画像表示装置は、前記リモートコントローラーには、前記撮像部が取得した画像データから明るさ情報を演算する演算部が設けられており、前記信号送信部は、前記明るさ情報を前記表示装置本体へ送信し、前記輝度制御部は、当該明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度を調整することができる。

前記の構成によれば、前記撮像部が取得した画像データから明るさ情報を演算する演算部がリモートコントローラーに設けられている。

したがって、前記リモートコントローラーの信号送信部から表示装置本体へ送信される信号を、画像データそのものではなく、画像データから演算された明るさ情報等とすることができる。

よって、送信するデータ量を少なくすることができ、より簡易な装置で、また、高速にデータを送信することができる。

また、本発明の画像表示装置は、前記信号送信部は、前記撮像部が取得した画像データを前記表示装置本体へ送信し、前記表示装置本体には、前記撮像部が取得した画像データから、明るさ情報を演算する演算部が設けられており、前記輝度制御部は、当該演算された明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度を調整することができる。

前記の構成によれば、前記撮像部が取得した画像データから明るさ情報を演算する演算部が表示装置本体に設けられている。したがって、リモートコントローラーを小型化・軽量化することができる。

また、本発明の画像表示装置は、前記明るさ情報が、前記表示装置本体及びその周辺の明るさ情報と、前記表示装置本体の表示部の明るさ情報と、前記表示装置本体の周辺の明るさ情報とを含むことが好ましい。

前記の構成によれば、前記明るさ情報には、前記表示装置本体及びその周辺の明るさ情報と、前記表示装置本体の表示部の明るさ情報と、前記表示装置本体の周辺の明るさ情報とが含まれる。

したがって、表示装置本体方向の明るさ情報について、その明るさが随時変化する表示装置本体の表示部の明るさ情報と、明るさが余り変化しない表示装置本体の周辺の明るさ情報とを分けて取得し、それらの明るさ情報に基づいての画像の表示輝度調整が可能となる。

よって、より正確な、より人間の視覚特性に適合した表示輝度の調整が可能となる。

また、本発明の画像表示装置は、前記撮像部には、固体撮像素子が設けられていることが好ましい。

また、本発明の画像表示装置は、前記固体撮像素子を、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサとすることができる。

また、本発明の画像表示装置は、前記固体撮像素子を、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）とすることができる。

前記の構成によれば、撮像部に固体撮像素子、なかでも、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤが設けられているので、より正確、かつ、短時間に、所望の画像データを取得することができる。

なお、ここで固体撮像素子とは、例えば、一般に半導体素子の製造技術を用いて集積回路化された光電変換素子を意味する。

また、上記ＣＭＯＳやＣＣＤは、例えば、フォトダイオードから発生した電荷を出力するための転送機能部として作用する。

また、本発明の画像表示装置は、前記信号送信部と前記撮像部とが、リモートコントローラーの同一面に設けられていることが好ましい。

前記の構成によれば、前記信号送信部が信号を送信する方向と前記撮像部が画像を撮影する方向とを、容易かつ確実に同じ方向にすることができる。したがって、より確実に、人間の明るさに対する順応特性に十分適合した表示輝度の調整をすることができる。以下説明する。

視聴者が表示装置本体をコントロールするためにリモートコントローラーの操作入力部を入力操作するとき、視聴者はリモートコントローラーの信号送信部を表示装置本体の方向に向ける。そして、本構成のリモートコントローラーでは、前記信号送信部と前記撮像部とが、リモートコントローラーの同一面に形成されているので、容易かつ確実に、視聴者がリモートコントローラーを用いて表示装置本体をコントロールしようとするときのリモートコントローラーの撮像部の向きを表示装置本体の方向とすることができる。

したがって、確実に表示装置本体及びその周辺の画像データを取得することができ、その結果、確実に表示装置本体及びその周辺の明るさ情報を得ることができる。

よって、より確実に表示装置本体の方向の明るさ情報に基づいて表示輝度の調整をすることができるので、より確実に人間の明るさに対する順応特性に十分適合した表示輝度の調整をすることができる。

また、本発明の画像表示装置は、前記撮像部の撮像範囲は、少なくとも人間の有効視野の範囲を含むことが好ましい。

ここで、少なくとも人間の有効視野の範囲を含むとは、少なくとも有効視野を含んで、例えば有効視野の周囲領域の視野である誘導視野をさらに含む範囲を意味する。

前記の構成によれば、人間の目に入る範囲内の画像を基に表示輝度の調整をすることができるので、人間の明るさに対する順応特性により十分適合した表示輝度の調整をすることができる。

また、本発明の画像表示装置は、前記表示装置本体には、前記表示部の周囲を覆う額縁形状の枠体が設けられており、当該枠体には、前記表示部の位置を示すためのインジケーターが設けられていることが好ましい。

また、本発明の画像表示装置は、前記表示装置本体又は前記リモートコントローラーには、データ抽出部が設けられており、前記データ抽出部は、前記撮像部が取得した画像データの中から、前記画像データに含まれる前記インジケーターに関するデータに基づいて、前記表示部の範囲を認識すると共に、前記撮像部が取得した全画像データの中から、前記表示部に関する画像データを抽出することが好ましい。

前記の構成によれば、撮像部によって取得された表示装置本体方向の画像データのなかなら、容易にかつ正確に表示部に該当する部分の画像データを抽出することができる。

また、本発明の画像表示装置は、前記表示部が四角形状であり、前記枠体の額縁形状が四角形状であり、前記枠体の四隅には、各々インジケーターが設けられていることが好ましい。

また、本発明の画像表示装置は、前記インジケーターを発光可能に設けることができる。

前記の構成によれば、インジケーターが、四角形状の表示部の各角部に設けられているので、より正確に表示部に該当する部分の画像データを抽出することができる。さらに、インジケーターが発光する場合には、より容易に表示部の範囲を特定することができる。

また、本発明の画像表示装置は、前記表示装置本体には、前記表示部に入力される映像信号の平均輝度レベルを演算する平均輝度レベル演算部が設けられており、さらに、前記表示装置本体には、前記撮像部が取得した画像データから演算された明るさ情報に基づいて、前記表示部に入力される映像信号の平均輝度レベルと、当該映像信号が入力される時と同時刻における表示装置本体及びその周辺の明るさ情報との関係式を導出する関係式導出部が設けられており、前記輝度制御部は、前記関係式にしたがって映像信号の平均輝度レベルから演算された、表示装置本体及びその周辺の明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度を調整することが好ましい。

一般に、画像表示装置を見たとき、実際に視聴者の目に入る明るさは、一定ではなく変化する。例えば、視聴者の目に入る明るさの主な構成要素である、画像表示装置の表示部に表示される画像の明るさは、例えば、テレビジョン映像の明るさが大きく変化することなどによって変化する。また、視聴者の目に入る明るさの他の構成要素である、画像表示装置の周囲の明るさが、例えば、画像表示装置近傍の照明の明るさの変化に応じて変わることもある。前記の構成では、視聴者の目に入る明るさの変化に対応した表示輝度の調整をすることによって、前記人間の明るさに対する順応特性により適合した表示輝度の調整をすることができる。以下説明する。

すなわち、前記の構成によれば、映像信号の平均輝度レベルと表示装置本体及びその周辺の明るさ情報（表示装置本体が設けられた方向の明るさ情報）との関係式が、関係式導出部によって導かれる。

そして、前記の構成によれば、前記表示部に入力される映像信号の平均輝度レベルを演算する平均輝度レベル演算部が設けられている。

したがって、前記関係式が導出された後は、リモートコントローラーの撮像部が画像データの取得を繰り返すことなく、前記平均輝度レベル演算部が演算した平均輝度レベルの値から、前記関係式にしたがって演算することによって、表示装置本体が設けられた方向の明るさを推定することができる。

そして、人間の明るさに対する順応特性（眼の順応レベル）に影響を及ぼす主要因は、視聴者の目に入る明るさであり、この明るさは、前記表示装置本体が設けられた方向の明るさ（かかる方向から受光する光の明るさ）とほぼ同値である。

したがって、前記の構成によれば、順応レベルに影響を及ぼす主要因としての前記表示装置本体が設けられた方向の明るさを、実測することなくリアルタイムで推定することができる。そして、前記の構成によれば、前記演算された表示装置本体が設けられた方向の明るさに基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度が調整される。

以上より、前記の構成によれば、画像表示装置を見たときに視聴者の目に入る明るさが変化した場合であっても、その値を、各々の場合において平均輝度レベル演算部が演算した平均輝度レベルに基づいて推定することができるので、表示装置本体が設けられた方向の明るさを逐一、実際に検出することなく、容易に前記変化に対応した画像の輝度調整を行うことができる。

したがって、視聴者が煩雑な操作を行うことなく、簡便に、人間の明るさに対する順応特性により適合した表示輝度の調整を高精度かつリアルタイムに行うことができる。すなわち、様々な映像、視聴状況に応じた最適な輝度制御をリアルタイムに精度よく、かつ、簡便な操作で行うことができる。

また、本発明の画像表示装置は、前記関係式導出部は、撮像部が取得した画像データに基づく前記表示装置本体及びその周辺の明るさ情報、表示装置本体の表示部の明るさ情報、並びに、前記表示装置本体の周辺の明るさ情報から前記関係式を導出することが好ましい。

一般に、前記表示装置本体が設けられた方向の明るさと、前記画像表示装置の表示部の明るさとは、線形の関係を有する。

そこで、表示装置本体が設けられた方向の明るさを検知照度（かかる方向について検知される明るさ：Ｅｄ）とし、他方、画像表示装置の表示部の明るさを映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）とした場合、検知照度（Ｅｄ）と平均輝度レベル（ＡＬＬ）との関係は下式で表すことができる。

Ｅｄ＝ａ１・ＡＬＬ＋ｂ１
ここで、上記式には、２つの未知のパラメータ（ａ１，ｂ１）が含まれるため、これらのパラメータを決定するためには、検知照度（Ｅｄ）と、その検知照度を検知したときと同時刻の入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）とのデータセットを、２組以上取得することが必要があった。

したがって、例えば、表示装置本体方向の明るさ（例えば表示装置本体の周囲の明るさや表示部の表示輝度など）に大きな変化があった場合、データセットが２組揃うまでは適切な表示輝度制御を行うことが困難であった。

具体的には、例えば、前記検知照度の検出がリモートコントローラーの操作に連動して行われる構成の場合、前記表示装置本体方向の明るさに大きな変化があった後（ＴＶ視聴中に照明を暗くした後など）、２回のリモコンボタン操作等を行わなければ適切な輝度制御が行われなかった。

また、画像表示装置における表示モードを変更して表示輝度が大きく変化した場合（例えばダイナミックモード（高輝度モード）から標準モードへ変更した場合など）にも、前記表示モードを変更するためにリモコンボタンを操作した後に、もう１回リモコンボタンを操作するまでは、適切な輝度制御は行われなわれなかった。

これに対し、前記の構成では、撮像部が取得した画像データから演算された、前記表示装置本体及びその周辺の明るさ情報、表示装置本体の表示部の明るさ情報、並びに、前記表示装置本体の周辺の明るさ情報から前記関係式が導出される。したがって、１回のリモコンボタン操作によって、上記関係式を導くことができ、輝度制御を行うことが可能となる。以下、説明する。

まず、前記表示部の明るさ情報と、表示部における平均輝度レベルとを直接対比し、その関係（その比）を求める。これによって、表示装置本体方向に明るさ（表示装置本体及びその周辺の明るさ）のなかで、その明るさが変化しやすい領域についての関係を導くことができる。

また、表示装置本体方向の明るさのなかで、その明るさが変化しにくい領域の明るさについては、前記表示装置本体の周辺の明るさをその値として用いることができる。

以上のように、前記の構成では、表示装置本体方向の明るさ（表示装置本体及びその周辺の明るさ）において、入力映像信号などによって変化しやすい部分と、変化しにくい部分とについて、１つの画像データから各々分離して処理することができる。

よって、前記の構成では、１つの画像データ、言い換えると撮像部が１回画像を撮影するのみで、上記関係式を導くことができ、ライムラグや操作の煩雑性の少ない輝度制御を行うことが可能となる。

また、本発明の画像表示装置は、前記表示装置本体には、前記表示部を背面から照らす光源が設けられており、前記輝度制御部は、平均輝度レベルから、前記関係式を用いて演算された明るさ情報に基づいて前記光源の出力を制御することによって、表示部に表示される画像の表示輝度を調整することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像表示装置。

前記の構成によれば、光源の出力を制御することによって、画像の表示輝度を調整することができるので、簡易に表示輝度の調整をすることができる。

また、本発明の画像表示方法は、前記課題を解決するために、リモートコントローラーと表示装置本体とが備えられた画像表示装置における、表示装置本体の表示部に表示される画像の表示輝度を、表示装置本体に設けられた光源の出力を制御することによって調整する画像表示方法であって、前記リモートコントローラーに設けられた撮像部によって表示装置本体及びその周辺の画像データを取得する第１ステップと、前記表示装置本体に設けられた平均輝度レベル演算部が、表示装置本体に入力された映像信号の平均輝度レベルを演算する第２ステップと、前記表示装置本体に設けられた関係式導出部が、前記画像データから得られた明るさ情報に基づいて、前記表示部に入力される映像信号の平均輝度レベルと、当該映像信号が入力される時と同時刻における表示装置本体及びその周辺の明るさ情報との関係式を導出する第３ステップと、前記平均輝度レベルから前記関係式を用いて演算することによって得られた、前記表示装置本体及びその周辺の明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度をリアルタイムで調整する第４ステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の画像表示方法は、前記関係式導出部は、表示装置本体及びその周辺の明るさ情報、表示装置本体の表示部の明るさ情報、並びに、前記表示装置本体の周辺の明るさ情報から前記関係式を導出することが好ましい。

前記の方法によれば、撮像部が表示装置本体及びその周辺（表示装置本体方向）の画像データを取得し、そのデータに基づいて、平均輝度レベルと表示装置本体方向の明るさとの関係式が導出される。

そして、導出された関係式を用いて平均輝度レベルから演算された表示装置本体方向の明るさ情報に基づいて、リアルタイムに表示輝度が制御される。

したがって、人間の視覚特性、特には、人間の明るさに対する順応特性に十分適合した表示輝度の調整をすることができる。さらには、視聴者が煩雑な操作を行うことなく簡便に、上記表示輝度の調整を高精度かつリアルタイムに行うことができる。

本発明の画像表示装置は、以上のように、表示装置本体には、表示部と、表示部に表示される画像の表示輝度を調整する輝度制御部とが設けられており、リモートコントローラーには、前記表示装置本体に対するコントロールの内容を入力するための操作入力部と、前記表示装置本体へ信号を送信する信号送信部と、前記表示装置本体及びその周辺の画像データを取得する撮像部とが設けられており、前記撮像部は、前記操作入力部への入力操作に連動して前記画像データを取得し、前記表示装置本体の輝度制御部は、前記画像データから演算される明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度を調整するものである。

また、本発明の画像表示方法は、リモートコントローラーに設けられた撮像部によって表示装置本体及びその周辺の画像データを取得する第１ステップと、前記表示装置本体に設けられた関係式導出部が、前記画像データから得られた明るさ情報に基づいて、表示部に入力される映像信号の平均輝度レベルと、当該映像信号が入力される時と同時刻における表示装置本体及びその周辺の明るさ情報との関係式を導出する第２ステップと、前記表示装置本体に設けられた平均輝度レベル演算部が、表示装置本体に入力された映像信号の平均輝度レベルを演算する第３ステップと、前記平均輝度レベルを用いて前記関係式にしたがって演算することによって得られた、前記表示装置本体及びその周辺の明るさ情報に基づいて、表示部に表示される画像の表示輝度をリアルタイムで調整する第４ステップとを有する方法である。

それゆえ、撮像部が取得した画像データから得られた明るさ情報に基づいた表示輝度の調整が可能となる。その結果、人間の視覚特性、特には、人間の明るさに対する順応特性に十分適合した表示輝度の調整をすることができる画像表示装置及び画像表示方法を提供することができるという効果を奏する。さらには、視聴者が煩雑な操作を行うことなく簡便に、上記表示輝度の調整を高精度かつリアルタイムに行うことができる画像表示装置及び画像表示方法を提供することができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態について図に基づいて説明すると以下の通りである。

図１は、本発明における画像表示装置１の概略構成を示す図である。本実施の形態の画像表示装置１には、図１に示すように、映像を表示する例えば液晶表示装置などの表示装置本体１０と、この表示装置本体１０を遠隔からコントロールするためのリモートコントローラー５０とが備えられている。

（リモートコントローラーの構成）
まず、リモートコントローラー５０について説明する。このリモートコントローラー５０には、図１に示すように、操作ボタンや操作ダイヤルなどから構成される操作入力部５１と、前記表示装置本体１０の近傍を撮影することによって、その方向の画像データを取得する撮像部５２と、前記撮像部５２に画像データ取得を指示する、具体的には撮影の開始を指示する撮像制御部（図示せず）と、表示装置本体１０に信号を発信する信号送信部５５とが設けられている。そして、この信号送信部５５からは、ＴＶ（Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）制御、光強度情報及び基準点位置情報などのコントロール信号とともに、前記撮像部５２が取得した前記画像データとが、表示装置本体１０に向かって送信される。

（撮像部）
また、前記撮像部５２は、固体撮像素子を主構成部品として設けられており、その固体撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）などが用いられる。

また、前記撮像部５２は、直方体形状のリモートコントローラー５０において、前記信号送信部５５が設けられた面と同じ面上に設けられている。したがって、前記撮像部５２が撮影する画像の方向と、信号送信部５５の送信方向とはほぼ同じの方向を向いている。

その結果、撮像部５２は、表示装置本体１０に対してコントロール信号を送信するためにリモートコントローラー５０の信号送信部５５が表示装置本体１０に向けられているとき、表示装置本体１０の方向の画像データを取得することが可能となる。

そして、前記表示装置本体１０の方向の画像データから、明るさ情報を演算し、かかる方向の明るさ情報を得る。

（撮像範囲）
また、この撮像部５２の撮像範囲は、少なくとも人間の有効視野の範囲を含み、好ましくは、人間の視野範囲とほぼ同じの範囲に設定されている。詳しくは、有効視野と、有効視野の周囲領域の視野である誘導視野とを合わせた範囲に設定されている。

具体的には、本実施の形態においては、左右各５０°、上３５°、下５０°の範囲の画像を撮影することができるように、前記撮像範囲は設定されている。なお、撮像範囲の設定は、例えば、撮像部５２に設けられるレンズやアパーチャーなどを調整して設定することができる。

その結果、撮影された画像データから得られる明るさ情報は、人間の目に実際に入る光による明るさと近似する。よって、人間の明るさに対する順応特性により十分適合した表示輝度の調整をすることができる。

（表示装置本体の構成）
つぎに、図２に基づいて、本実施の形態の表示装置本体１０について説明する。

図２は、本発明における表示装置本体１０の概略構成を示す図である。図２に示すように、表示装置本体１０には、映像を表示するための、例えば液晶表示パネルなどによって構成される表示部１１と、その背後に設けられ、前記表示部１１を背面から照らす光源（図示せず）とが備えられている。

そして、前記表示装置本体１０の筐体１３における額縁部１４、すなわち、前記表示部１１の周辺を覆う額縁形状の枠体には、前記リモートコントローラー５０に設けられた信号送信部５５から送信された信号を受信する部分である信号受信部２０と、基準点としてのインジケーター１８とが設けられている。

詳しくは、前記信号受信部２０とインジケーター１８とは、前記筐体１３における、前記表示部１１の画面１６と同じ向きの面である額縁部１４に設けられている。これによって、前記信号受信部２０は、前記信号送信部５５から送信された信号を受信しやすくなる。

（インジケーター）
つぎに、インジケーター１８について説明する。このインジケーター１８は、前記額縁部１４における、長方形状の画面１６の四隅に対応する位置に、それぞれ１個づつ、合計４個設けられている。

そして、このインジケーター１８は、上記の通り画面１６部分を特定するための基準点として設けられているものである。以下、説明する。

すなわち、本実施の形態においては、前記撮像部５２は、表示装置本体１０の方向を撮影する。そして、撮影された画像データから、かかる方向の明るさ情報を演算するものであるが、本実施の形態においては、画面１６の四隅近傍にインジケーター１８が設けられている。したがって、前記撮像部５２によって撮影された画像データの中から、前記インジケーター１８を基準点として、画面１６に対応する領域からの画像データのみを抽出することができる。

よって、撮像部５２が撮影した全画像データを基にして明るさ情報を演算する際、表示部１１の画面１６からの明るさのみについての明るさ情報を演算することが容易になる。

なお、インジケーター１８の具体的構成は、その位置が特定可能であれば特に限定されないが、より認識されやすくするという観点からは、例えば、発光可能なもとをすることができる。

（システム）
つぎに、本発明の画像表示装置１の構成及び各々の機能的関連について、画像表示装置１の概略構成を示すブロック図である図３に基づいて説明する。

図３に示すように、本発明の画像表示装置１は、主に、表示装置本体１０とリモートコントローラー５０とを備えている。

そして、表示装置本体１０には、映像信号を表示する表示部１１と、前記表示部１１を背面から照らす光源３０とが備えられている。

そして、前記光源３０の輝度は、輝度制御部２４によって制御され、この輝度制御部２４には、出力演算部２５と光源出力制御部２６とが備えられている。この光源出力制御部２６は、前記出力演算部２５が演算した結果に基づいて、前記光源３０の輝度を制御する。

そして、前記輝度制御部２４には、主に、表示装置本体１０に備えられた平均輝度レベル（ＡＬＬ）演算部２２及び信号受信部２０からの信号が入力される。詳しくは、前記平均輝度レベル（ＡＬＬ）演算部２２からは、後に説明する比較・補正演算部２７によって処理された信号が出力演算部２５に入力され、他方信号受信部２０からは、前記比較・補正演算部２７によって処理された信号及び画面面積比率演算部２８によって処理された信号とが出力演算部２５に入力される。

つぎに、リモートコントローラー５０について説明する。このリモートコントローラー５０には、前記操作入力部５１（図３に図示せず、図１参照）、撮像部５２及び信号送信部５５の他に、撮像制御部５３、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部５７、メモリ部５８、データ抽出部としての基準点抽出部６０及び平均光強度演算部６１が設けられている。ここで、前記Ａ／Ｄ変換部５７は、撮像部５２が撮影した画像のデータをアナログ／デジタル変換する部分であり、メモリ部５８は、当該変換後のデータを記憶する部分である。そして、当該データは、後に説明する通り、リモートコントローラー５０に設けられた、基準点抽出部６０及び平均光強度演算部６１に送られ、処理された後、前記信号送信部５５から、前記表示装置本体１０の信号受信部２０に対して送信される。

（人間の視覚特性）
つぎに、人間の視覚特性及びそれに基づいた光源への出力について、図７〜図９を参照しながら説明する。

まず、前記光源３０への光源出力値の演算例を示す。以下の演算例では、人間の眼は視野範囲の内の光に順応し、その光の明るさの程度によって、同じ対象物を見ても異なった明るさに感じられることを基本として、演算式を定めている。言い換えると、「目に入る明るさの程度が異なると、それに応じて順応の程度が変化する。そのため、例えば本来異なった輝度の対象物でも同じ明るさに感じる場合がある。」という人間の視覚特性を利用して、演算式を定めている。

ここで、演算の基になる式は、Ｈａｕｂｎｅｒ，Ｂｏｄｍａｎｎ等によって提案されている式である。

この式は、
Ｌ＝２３Ｙ^０．３１−５．６２Ｙｓ^０．３１＋１．６５ で表される。

ここで、Ｌ：明るさ感覚値
Ｙ：対象物輝度（ｃｄ／ｍ^２）
Ｙｓ：順応輝度（周囲照度）（ｃｄ／ｍ^２）を意味する。

図７は、前記の式に基づいて、種々の対象物輝度Ｙについて、周囲照度と明るさ感覚値Ｌとの関係をプロットした図である。

図７に示すように、対象物輝度Ｙが同じであっても人間が感じる明るさ感覚値Ｌは周囲照度によって異なり、周囲照度が高くなるほど明るさ感覚値Ｌは小さくなる。すなわち、周囲照度が高くなると、同じ対象物であってもより暗く感じられる。

一方、図８は、図７とは逆に、種々の明るさ感覚値Ｌについて、周囲照度の変化に対して明るさ感覚値Ｌが一定となる対象物輝度Ｙをプロットした図である。

図８に示すように、周囲照度が高くなると、同じ明るさ感覚値Ｌを維持するためには、対象物輝度Ｙも高くする必要がある。これは、周囲照度が高くなると、光源３０への光源出力値を大きくする必要があることを示している。

そこで、図８に示す周囲照度と対象物輝度との関係を基に、光源３０への具体的な光源出力値を決定する。図９は、図８にプロットされた値を、各々の明るさ感覚値Ｌについて、周囲照度＝５００ｌｘのときの対象物輝度Ｙを１００として規格化した図である。なお、図９においては、周囲照度＝全体平均照度（リモートコントローラー５０の撮像部５２で撮影された画像に基づいて演算された照度）とした。

図９の縦軸は、各々の明るさ感覚値Ｌについて、周囲照度が５００ｌｘの場合における光源出力値を１００％（光源の最大出力）とした場合の光源出力値（光源の最大出力に対する出力割合値）（％）を示している。図９によると、例えば、明るさ感覚値Ｌを３０とした場合、周囲照度が変化しても同じ明るさ感覚値Ｌを保つためには、例えば、２００ｌｘでは７５％、１００ｌｘでは６３％とすればよいことが分かる。

ここで、周囲照度の変化に伴う光源出力値の変化の割合は、明るさ感覚値Ｌによって異なる。すなわち、同じ明るさ感覚値Ｌを保つ場合、明るさ感覚値Ｌが８０のときは、例えば２００ｌｘでの光源出力は、５００ｌｘの約８８％でよいが、明るさ感覚値Ｌが１０のときは、例えば２００ｌｘでの光源出力は、５００ｌｘの約６０％とする必要がある。

以上のように、人間の目の視覚特性に対応した表示を行うためには、周囲照度に応じた表示の輝度制御（対象物輝度の制御）を行う必要があることが分かる。

なお、図９に示した明るさ感覚値の平均的な設定としては例えばＬ＝３０が挙げられる。また、映像コンテンツの種類や、視聴者の好みに応じて、明るさ感覚値を任意に設定することができるようにしてもよい。

（光源制御の概要）
つぎに、本実施の形態の画像表示装置１における光源の輝度制御について説明する。

本実施の形態の画像表示装置１においては、リモートコントローラー５０の撮像部５２が検知した明るさ情報が、演算部などで処理された後、前記信号送信部５５から、信号受信部２０を介して表示装置本体１０に送信される。そして、表示装置本体１０では、受信した情報に基づいて、光源の明るさを制御して、表示装置本体１０の周囲の明るさに適した画像表示を行う。

すなわち、本実施の形態のリモートコントローラー５０では、操作入力部５１にあるいずれかの操作ボタンや操作ダイヤルが入力操作されることに応じて、リモートコントローラー５０の撮像部５２が、リモートコントローラー５０の正面方向の画像を撮影する。その際、本実施の形態の撮像部５２は、前記信号送信部５５と同一面上に設けられており、信号送信部５５と同一方向を向いている。そして、視聴者がリモートコントローラー５０を用いて表示装置本体１０をコントロールしようとするときは、リモートコントローラー５０の信号送信部５５は、表示装置本体１０の方向を向いている。したがって、撮像部５２も、信号送信部５５と同様に、表示装置本体１０の方向を向いている。よって、撮像部５２は、表示装置本体１０の方向の画像、すなわち表示装置本体１０の周囲を撮影する。

そして、本実施の形態のリモートコントローラー５０では、前記表示装置本体に対するコントロール信号（表示装置本体コントロール信号）が発信された後に、リモートコントローラー５０の撮像部５２が撮影した画像から演算された表示装置本体１０の周囲の明るさ情報が、前記表示装置本体コントロール信号と同様にして、信号送信部５５から発信される。

そして、信号送信部５５から発信された表示装置本体コントロール信号と明るさ情報とは、表示装置本体１０の信号受信部２０によって受信され、輝度制御部２４の出力演算部２５が、受信した前記明るさ情報などに基づいて、光源３０への光源出力値を演算する。

つぎに、演算された前記光源出力値に基づいて、光源出力制御部２６が、光源３０の出力を制御することによって、人間の明るさに対する順応特性に十分適合した表示輝度の調整が行われる。

（撮影のタイミング）
なお、撮像部５２が画像を撮影する際、視聴者が入力操作したリモートコントローラー５０の操作入力部５１における操作の種類に応じて、操作入力部５１が入力操作されてから、撮像部５２が画像を撮影するまでの時間（画像を撮影するタイミング）を変化させることが好ましい。

これは、入力操作された内容によって、操作入力部５１が操作されてから、その操作内容が反映された映像が表示装置本体１０の表示部１１に表示されるまでに要する時間が異なるためである。そして、この撮影のタイミングの制御は、撮像部５２に接続された撮像制御部５３によって行われる。

例えば、操作内容を以下のタイプＡ、タイプＢ、及び、タイプＣの３種類に分類した場合、操作入力部５１が入力操作されてから、表示装置本体１０に対するコントロールの内容が反映された映像が表示されるまでの時間の長さは一般に（タイプＡ）＜（タイプＢ）＜（タイプＣ）となる。

（タイプＡ）音量変更や表示設定切替えなど、番組を変えないコントロール
（タイプＢ）電源オンやチャンネル切替えなどのコントロール
（タイプＣ）受信放送波（地上波デジタル放送、ＢＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送、ＣＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送など）の切替えなどのコントロール
ここで、人間の視覚特性に十分適合した表示輝度の調整をするためには、撮像部５２が画像を撮影するタイミング（明るさを検知するタイミング）を、表示装置本体１０の画面１６に表示装置本体１０に対するコントロールの内容が反映された映像が表示された状態で行うことが望ましい。これは、コントロールの内容が反映される前と後とでは、表示装置本体１０の周囲の明るさが異なる場合があり、適切な表示輝度の調整を行うためには、視聴者が映像を見るときの表示装置本体１０の周囲の実際の明るさに基づいて表示輝度の調整を行う必要があるためである。

（表示輝度の調整フロー）
以下、図４に基づいて、前記表示輝度の調整（光源制御）について、その調整フローをステップ毎に説明する。図４は本発明における表示輝度の調整の流れを示すフロー図である。

（ステップ１（図４のＳ１））
まず、視聴者がリモートコントローラー５０の操作入力部５１のいずれかのボタンを押すなどして、操作入力部５１を入力操作すると、リモートコントローラー５０の信号送信部５５から、前記視聴者が入力操作した内容に対応した表示装置本体１０をコントロールするための表示装置本体コントロール信号が発信される。

そして、表示装置本体１０の信号受信部２０がこの表示装置本体コントロール信号を受信する。

（ステップ２（図４のＳ２））
また、前記操作入力部５１の操作に応じて、撮像部５２が画像を撮影するタイミングが決定される。このタイミングは、上述の通り操作入力部５１から入力された操作内容によって決定される。

具体的には、前記撮像制御部５３が、入力された操作内容よって、撮影の開始を指示するタイミングを決定し、その決定内容にしたがって前記撮像部５２を制御する。以下、操作内容に応じたタイミングについて説明する。

（ステップ３Ａ（図４のＳ３Ａ））
まず、表示装置本体１０に対するコントロールの内容が、音量変更や表示設定切替え等の番組を変えないコントロールなど（前記のタイプＡ）、画面の表示が余り替わらない内容である場合には、操作入力部５１が入力操作されてから画像を撮影するまでの間の時間は、１秒未満に設定される。

（ステップ３Ｂ（図４のＳ３Ｂ））
これに対して、表示装置本体１０に対するコントロールの内容が、電源オンやチャンネル切替えのコントロールなど（前記のタイプＢ）、画面の表示の変化を伴うものの、比較的簡単な変化で短時間に変化が完了する内容である場合には、操作入力部５１が入力操作されてから画像を撮影するまでの間の時間は、１秒以上２秒未満に設定される。

（ステップ３Ｃ（図４のＳ３Ｃ））
また、表示装置本体１０に対するコントロールの内容が、受信放送波（地上波デジタル放送、ＢＳ、ＣＳ等）の切替えのコントロールなど（前記のタイプＣ）、画面の表示の変化を伴い、かつ、その変化が完了するまでに、比較的長い時間を要する内容である場合には、操作入力部５１が入力操作されてから画像を撮影するまでの間の時間は、２秒以上３秒未満に設定される。

以上のように、本実施の形態の画像表示装置１では、前記画像を撮影するまでの間の時間が、１秒未満、１秒以上２秒未満、及び、２秒以上３秒未満の３種類に設定される。

（ステップ４（図４のＳ４））
つぎに、撮像部５２が、上記ステップ２で決定されたタイミングにしたがって画面１６及びその近傍を撮影し、画像データを取得する。このステップがステップ４である。

すなわち、本実施の形態では、輝度の制御を行うために、表示装置本体１０近傍全体の照度や、表示部１１における画面１６の平均輝度などを演算する必要がある。そのための画像データを取得するステップがこのステップ４である。

このステップでは、前記ステップＳ２で決定された撮影のタイミングに対応した撮像制御部５３からの制御によって、画像の撮影が行われる。

具体的には、撮像部５２に設けられたＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤなどの固体撮像素子の各画素からの、その各画素が受光した光の強度に応じた出力値が画像データとして、取り込まれる。

そして、取り込まれた画像データ（前記撮像部５２が撮影した画像データ）は、リモートコントローラー５０に設けられたＡ／Ｄ変換部５７に送られ、このＡ／Ｄ変換部５７でアナログ／デジタル変換された後、同様にリモートコントローラー５０に設けられたメモリ部５８に転送され、そこで記憶される。

そして、このステップで取得され、メモリ部５８に記憶された画像データは、ステップ５及びステップ２１で用いられる。

ステップ５で用いられるのは、上記画像データを基にして、全体平均照度及び画面部分平均輝度を演算するためであり、他方、ステップ２１で用いられるのは、上記画像データから、画面部分に関する基準点座標を抽出するためである。

まず、ステップ２１について説明する。

（ステップ２１（図４のＳ２１））
このステップでは、リモートコントローラー５０に設けられた基準点抽出部６０が、ステップ４で取得された画像データを基に、前記表示装置本体１０に設けられた４つのインジケーター１８の座標を抽出する。そして、この操作によって、撮像部５２に用いられた固体撮像素子における基準点の座標、言い換えると画面部分の座標を抽出する。

すなわち、前記ステップＳ４で取得した画面近傍の画像データには、画面１６に該当する部分の画像データと、画面１６の近傍領域に該当する画像データとの両方の画像データが含まれている。ここで、合わされた画像データ（全体画像データ）の中から、この画面１６の部分の画像データを選択的に抽出する方法としては種々の方法が考えられるが、本実施の形態では、画像認識によって画面１６の部分のみを抽出する方法を採用している。

そして、本実施の形態の画像表示装置１では、先に説明した通り、画面１６の四隅に基準点としてのインジケーター１８が設けられている。したがって、前記基準点の座標を抽出することによって、前記画像認識を行う際に、容易かつ正確に画面１６の範囲を抽出することができる。

そして上記基準点の座標は、ステップ５及びステップ２２で用いられる。

ステップ５で用いられるのは、上記基準点の座標を基にして、前記画像データの中から、画面部分に該当する領域の輝度を演算するためであり、他方、ステップ２２で用いられるのは、撮像部５２が撮影する画像の中で、画面部分の割合を演算するためである。

まず、ステップ５について説明する。

（ステップ５（図４のＳ５））
ステップ５では、上述の通り、ステップ４で取得された画面近傍の画像データ全体と、ステップ２１で演算された基準点の座標とが用いられる。

そして、画面近傍の画像データ全体から、前記撮像部５２が撮影した画像全体の平均光強度（全体平均照度）と、表示部１１の画面１６に関する部分のみの平均光強度（画面部分平均輝度）とが演算される。

この演算は、リモートコントローラー５０に設けられた平均光強度演算部６１において行われ、画像データの全体から、画面部分のみを取り出すのは、前記基準点抽出部６０から送られてきた前記基準点の座標に基づいて行われる。具体的には、前記固体撮像素子の画素における、基準点の座標（画面１６の四隅の座標）の内側部分の画素についての平均輝度を演算し、前記画面部分平均輝度を演算する。

ここで、固体撮像素子の各画素から出力される値と、その画素が受光した光の強度との関係は、撮像部５２に用いられた固体撮像素子の特性によって決まる。したがって、前記各画素からの出力値から、各画素が受光した光の強度を求め、その光の強度（明るさ）の平均値を演算することによって、撮像した全体、及び、全体のなかの任意のある範囲における、平均の光強度を演算することができる。

（送信プロセス）
また、前記各情報の中で、（１）基準点座標、（２）撮像範囲全体からの平均照度（全体平均照度：Ｅｄ）、（３）画面１６に該当する部分の平均輝度（画面部分平均輝度：Ｅｔｖ）等の情報は、リモートコントローラー５０の操作入力部５１が操作された際に、リモートコントローラー５０の信号送信部５５から、表示装置本体１０の信号受信部２０に送信される。

（ステップ２２（図４のＳ２２））
そして、ステップ２２では、前記基準点の座標に基づいて、撮像部５２が撮影する画面の中で、画面部分が占める割合が演算される。

具体的には、この画面部分の割合は、表示装置本体１０に設けられた、画面面積比率演算部２８において演算されるもので、前記リモートコントローラー５０から送信された基準点座標の情報に基づいて演算される。

以上の各処理によって、（１）基準点座標、（２）撮像範囲全体からの平均照度（全体平均照度：Ｅｄ）、すなわち検知照度Ｅｄと、（３）ＴＶ画面等、画面１６に該当する部分の平均輝度（画面部分平均輝度：Ｅｔｖ）と、（４）撮影画像の全体のなかで、画面部分が占める割合とが求められる。

なかでも、本実施の形態における光源の輝度調整にとって重要な情報は、撮像した画像全体からの平均照度（全体平均照度：Ｅｄ）、ＴＶ画面等の表示部１１におけ画面１６の平均輝度（画面部分平均輝度：Ｅｔｖ）、及び、撮影画像における画面１６の割合である。

（輝度制御式）
以下、求められた上記各値に基づく輝度制御について説明する。

本実施の形態においては、撮像範囲全体からの平均照度（全体平均照度：Ｅｄ、検知照度）の、表示装置本体１０に入力された映像信号についての平均輝度レベル（ＡＬＬ：Ａｖｅｒａｇｅ Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ Ｌｅｖｅｌ）に対する依存性を求め、それによって輝度制御が行われる。以下、順に説明する。

まず、視聴者の目に入る光の強度を、ＴＶ画面等の画面１６から受ける光の強度（照度）と、前記画面１６部以外から受ける光の強度（照度）とに分ける。

（画面以外からの光の平均照度（Ｅｂ）の演算）
具体的には、撮像範囲全体から受ける光の平均照度（Ｅｄ）は、その中のＴＶ画面などの画面１６から受ける光の平均照度（Ｅｔｖ）、画面１６以外から受ける光の平均照度（Ｅｂ）、及び、ＴＶ画面などの画面１６が撮像範囲全体に占める割合（ｒ）によって、以下の式（式１）に表される。

すなわち、
Ｅｄ＝ｒ・Ｅｔｖ＋（１−ｒ）・Ｅｂ （式１）
と表される。なお、０≦ｒ≦１である。

そして、上記式１において、全体平均照度（Ｅｄ）、及び、画面部分平均輝度（Ｅｔｖ）は、上述の通りステップ５において、平均光強度演算部６１で演算されるものである。

また、画面１６の割合（ｒ）は、基準点の座標データに基づいて、画面面積比率演算部２８で演算されるものである。

したがって、上記式１のなかで未知のデータは画面以外からの光の平均照度（Ｅｂ）のみとなる。

そして、上記式１を変形した下記式２が示すように、
Ｅｂ＝（Ｅｄ−ｒ・Ｅｔｖ）／（１−ｒ） （式２）
画面１６以外から受ける光の平均照度（Ｅｂ）は、リモートコントローラー５０の操作入力部５１が、一度操作された際に得られる情報のみによって演算することができる。すなわち、撮像部５２が、一度画像データを取得するのみで求めることができる。

（ＥｔｖのＡＬＬ依存性）
つぎに、前記画面部分平均輝度（Ｅｔｖ）と入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）との関係について説明する。

まず、ＴＶ画面などの画面１６の平均表示輝度をＹｔｖとすると、
Ｅｔｖ＝α・Ｙｔｖ （式３）
と表すことができる（α：定数、測定により決定）。

すなわち、画面１６から受ける光の平均照度（Ｅｔｖ）は、画面１６の平均表示輝度（Ｙｔｖ）に比例する。

（ステップ６（図４に示すＳ６））
ここで、画面１６の平均表示輝度（Ｙｔｖ）と、前記入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）とは、同じ値を示すのが原則である。これは、平均輝度レベル（ＡＬＬ）は、最大バックライト出力輝度を考慮して、入力映像信号を輝度値に換算した値であるためである。

しかしながら、前記画面１６の平均表示輝度（Ｙｔｖ）が実測値に基づいた値であるのに対して、入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）は映像信号から演算することによって演算された値である。

その結果、実際は、実測値に基づくＹｔｖの方が、ＡＬＬに比べて、より実態に即した値であると考えられる。よって、ＹｔｖとＡＬＬとを比較して、ＡＬＬの補正を行うことが好ましい。

具体的には、
Ｙｔｖ＝β・ＡＬＬ （式４）
との式において、βを定数としてもよいし、様々なＡＬＬとＹｔｖとの関係を測定した上で関数を定義してもよいし、又は、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を作成して読み出してもよい。

以上の、平均表示輝度（Ｙｔｖ）と入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）との比較、及び、入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）の補正を行うステップがステップ６であり、表示装置本体１０に設けられた比較・補正演算部２７において行われる。

（ステップ１１（図４のＳ１１））
他方、上記ステップ６で用いられる平均輝度レベル（ＡＬＬ）を、入力された映像信号より演算するステップがステップ１１である。

そして、この平均輝度レベル（ＡＬＬ）は表示装置本体１０に設けられた平均輝度レベル演算部２２において演算され、上記比較・補正演算部２７に入力される。

（ステップ７（図４のＳ７））
そして、前記比較・補正演算部２７において、入力された全体平均照度（Ｅｄ）と平均輝度レベル（ＡＬＬ）とに基づいて、平均輝度レベル（ＡＬＬ）と全体平均照度（Ｅｄ）との関係を演算する。以下説明する。

表示装置本体１０の近傍全体から受ける光（撮像範囲全体から受ける光）の平均照度（Ｅｄ）は、上記各式を組み合わせることによって、以下の式（式５）で表すことができる。

Ｅｄ＝ｒ・α・β・ＡＬＬ＋（１−ｒ）・Ｅｂ （式５）
ここで、上記式５において、ｒ（画面１６が撮像範囲全体に占める割合）、及び、Ｅｂ（画面１６以外から受ける光の平均照度）は、先に説明した通り、リモートコントローラー５０の操作入力部５１の操作に連動して入手したデータより演算することが可能であり、α、及び、βは別途測定により演算したデータを利用して決定することが可能である。

したがって、入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）が求まれば、上記式５に基づいて、撮像範囲全体から受ける光の平均照度（Ｅｄ）を演算することができる。

以上のように、本実施の形態の画像表示装置では、一度のボタン操作のみで、入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）と、撮像範囲全体からの平均照度（Ｅｄ）との関係式（上記式５）を導き、また、かかる式を用いて、入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）から、撮像範囲全体（表示装置本体１０近傍）からの平均照度（Ｅｄ）を実測することなく求めることができる。

そして、画像表示装置１が実際に使用されている間の輝度調整は、上記式５を用いて、入力された映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）に連動して行われる。以下説明する。

（順応レベルと全体平均照度（Ｅｄ））
本実施の形態の画像表示装置１においては、前述の通り、映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）に基づいて演算された全体平均照度（Ｅｄ）が輝度制御部２４の出力演算部２５に入力される。

ここで、人間の明るさに対する順応特性（眼の順応レベル）は、先に説明したとおり、視聴者の目に入る明るさによって変化するので、視聴者の目に入る明るさほぼ同等の明るさである前記全体平均照度（Ｅｄ）がリアルタイムで求められ、その結果に基づいて、表示部１１に表示される画像の表示輝度を調整することができた場合には、視聴者の目に入る明るさの変化に応じてのきめ細かい表示輝度の調整をすることができ、その結果、人間の明るさに対する順応特性により適合した表示を行うことが可能となる。

そして、本実施の形態においては、前記全体平均照度（Ｅｄ）を直接測定することなく平均輝度レベル（ＡＬＬ）から演算し、順応レベルを決定するものである。具体的には、入力映像信号の平均輝度レベルに基づいて、順応レベルを決定し、光源の明るさを制御するものである。以下、具体的な調整の方法について、前記全体平均照度（Ｅｄ）と平均輝度レベル（ＡＬＬ）との関係を含めて説明する。

（全体平均照度と映像光）
図１に示すように、表示装置本体１０を見たとき、視聴者の目に入る明るさ（全体平均照度とほぼ同じ）の要素には、表示装置本体１０の映像の光の明るさ（映像光の明るさ）や周囲光の明るさ（表示装置本体１０の周囲の明るさ）などがある。また、視聴者の目に入る明るさは、視聴者と表示装置本体１０との距離である視聴距離にも依存する。これは、前記視聴距離が変われば視野内に占める映像の大きさが変わるためである。例えば、視聴距離が短くなるほど映像光の明るさの影響が大きくなる。

しかしながら、視聴者の目に入る明るさの主な要素は、前記映像光の明るさであり、また、周囲光に影響を及ぼす表示装置本体１０近傍の照明の明るさは一定であることが多い。さらに、前記視聴距離も大きく変わることは少ない。

したがって、視聴者の目に入る明るさ（全体平均照度）は、映像光の明るさから推定することが可能である。

（全体平均照度と、映像光・平均輝度レベル）
そして、この映像光の明るさは、主に入力された映像信号（映像信号）によって決定され、その入力映像信号による映像の明るさは、入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）によって表すことができる。

よって、全体平均照度は、入力映像信号の平均輝度レベルから推定が可能であると言える。具体的には、全体平均照度と入力映像信号の平均輝度レベルとは線形関係にあると言える。

図５に、ＴＶ（Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）を例にしての、通常の視聴距離における撮像部５２の撮像範囲とＴＶ画面との関係を示す。図５に示すように通常の視聴距離では、前記撮像範囲のかなりの部分は、ＴＶ画面で占められている。そして、前記の通り、一般にＴＶ視聴時においてＴＶ周囲の照度が大きくは変わらないことを考え合わせると、全体平均照度と映像光の明るさ（入力映像信号の平均輝度レベルで代表）との間に線形関係が存在することが分かる。
（順応レベルと全体平均照度と平均輝度レベル）
以上の検討より、順応レベルは、視聴者の目に入る明るさによって変化し、その明るさとほぼ同値である全体平均照度が入力映像信号の平均輝度レベルに依存する。

よって、順応レベルは、平均輝度レベルに大きく依存すると言える。

これに基づき、本実施の形態においては、全体平均照度と映像光の明るさとの線形関係に着目して、上記の平均輝度レベルから全体平均照度を求める式を導出した。そして、かかる式を用いて、平均輝度レベルから、全体平均照度を求めることによって、人間の明るさに対する順応特性により適合した表示輝度の調整を、リアルタイムで行うことを可能としている。

すなわち撮像範囲全体からの平均照度（全体平均照度：Ｅｄ、いわゆる検知照度と同じ）と入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）との関係式が求まると、本実施の形態の画像表示装置１には、入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）を演算する平均輝度レベル演算部２２が設けられているので、平均輝度レベル演算部２２が求めた平均輝度レベル（ＡＬＬ）に基づいて、入力信号毎に、リアルタイムに、全体平均照度（Ｅｄ）を求めることができる。そして、求められた上記全体平均照度（Ｅｄ）の値に基づいて、光源出力制御を行う。

（ステップ８（図４のＳ８））
具体的には、平均輝度レベル演算部２２がリアルタイムで演算した入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＬＬ）に基づいて、全体平均照度（Ｅｄ、前記周囲照度に相当）が演算される。そして、演算された全体平均照度（Ｅｄ）に基づいて、輝度制御部２４に設けられた出力演算部２５において、光源出力値が演算される。

そして、演算された前記光源出力値に基づいて、光源出力制御部２６が、光源３０の出力を制御する。これによって、平均輝度レベル（ＡＬＬ）に応じた光源出力制御が行われる。

以上のように、本実施の形態の画像表示装置１には、表示装置本体１０近傍の明るさを求めるための撮像部５２が設けられ、かつ、前記表示装置本体１０に表示される映像の平均輝度レベル（ＡＬＬ）を演算する手段とが設けられている。

そして、前記全体平均照度（周囲照度）と、平均輝度レベルとの関係式を、１回の撮像操作によって求め、以後、かかる式に基づいて、映像の平均輝度レベル（ＡＬＬ）から、表示装置本体１０近傍の明るさに相当する全体平均照度をリアルタイムで求める。

そして、その値に基づいて映像の表示輝度を自動的に調整することによって、人間の視覚特性にマッチした映像表示輝度制御をリアルタイムで行うことができる。

なお、表示装置本体１０に表示される画像の表示輝度を自動的に調整する方法としては、前記光源３０の出力を制御する方法に限定されず、表示部１１を制御する方法もある。

具体的には、例えば、表示部１１が、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）受像機などの自己発光型の表示素子である場合には、表示される画像の輝度自体を調整する方法もある。

また、表示部１１が、液晶表示素子などの非自己発光型の表示素子である場合であっても、例えば、階調レベルを調整することによって液晶表示素子における光透過率を調整して、表示される画像の輝度を調整する方法もある。

また、前記の説明においては、基準点抽出部６０や平均光強度演算部６１等の、撮像部５２によって取得された画像データを処理する部分が、リモートコントローラー５０に設けられた構成について説明した（図３等参照）。しかしながら、本発明の構成は、かかる構成に限定されるものではなく、例えば、上記画像データを処理する部分を、表示装置本体１０に設けることも可能である。

なお、本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、表示の輝度調整ができるので、蛍光管バックライトやＥＬバックライトを備えた例えば液晶画像表示装置等の画像表示装置に利用することができる。

本発明の実施の形態を示すものであり、画像表示装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態を示すものであり、表示装置本体の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態を示すものであり、画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態を示すものであり、光源制御の流れを示すフロー図である。 撮像部の撮像範囲と画面との関係を示す図である。 全体平均照度（周囲照度：Ｅｄ）と平均輝度レベル（ＡＬＬ）との関係を示す図である。 種々の対象物輝度について、周囲照度と明るさ感覚値との関係をプロットした図である。 種々の明るさ感覚値について、周囲照度の変化に対して明るさ感覚値が一定となる対象物輝度をプロットした図である。 図８にプロットされた値を、各々の明るさ感覚値について、周囲照度が５００ｌｘのときの対象物輝度を１００として規格化した図である。 従来技術を示すものであり、画像表示装置の要部構成を示す図である。

符号の説明

１ 画像表示装置
１０ 表示装置本体
１１ 表示部
１３ 筐体 （枠体）
１８ インジケーター
２２ 平均輝度レベル演算部
２４ 輝度制御部
３０ 光源
５０ リモートコントローラー
５１ 操作入力部
５２ 撮像部
５５ 信号送信部
５７ Ａ／Ｄ変換部
５８ メモリ部
６０ 基準点抽出部 （データ抽出部）
６１ 平均光強度演算部 （演算部）

Claims (19)

1. リモートコントローラーと表示装置本体とが備えられた画像表示装置であって、
   前記表示装置本体には、表示部と、表示部に表示される画像の表示輝度を調整する輝度制御部とが設けられており、
   前記リモートコントローラーには、前記表示装置本体に対するコントロールの内容を入力するための操作入力部と、前記表示装置本体へ信号を送信する信号送信部と、前記表示装置本体及びその周辺の画像データを取得する撮像部とが設けられており、
   前記撮像部は、前記操作入力部への入力操作に連動して前記画像データを取得し、
   前記表示装置本体の輝度制御部は、前記画像データから演算される明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度を調整することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記リモートコントローラーには、前記撮像部が取得した画像データから明るさ情報を演算する演算部が設けられており、
   前記信号送信部は、前記明るさ情報を前記表示装置本体へ送信し、
   前記輝度制御部は、当該明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記信号送信部は、前記撮像部が取得した画像データを前記表示装置本体へ送信し、
   前記表示装置本体には、前記撮像部が取得した画像データから、明るさ情報を演算する演算部が設けられており、
   前記輝度制御部は、当該演算された明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記明るさ情報が、前記表示装置本体及びその周辺の明るさ情報と、前記表示装置本体の表示部の明るさ情報と、前記表示装置本体の周辺の明るさ情報とを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
5. 前記撮像部には、固体撮像素子が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記固体撮像素子が、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサであることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記固体撮像素子が、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）であることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
8. 前記信号送信部と前記撮像部とが、リモートコントローラーの同一面に設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像表示装置。
9. 前記撮像部の撮像範囲は、少なくとも人間の有効視野の範囲を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像表示装置。
10. 前記表示装置本体には、前記表示部の周囲を覆う額縁形状の枠体が設けられており、
    当該枠体には、前記表示部の位置を示すためのインジケーターが設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の画像表示装置。
11. 前記表示部が四角形状であり、
    前記枠体の額縁形状が四角形状であり、
    前記枠体の四隅には、各々インジケーターが設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 前記インジケーターが発光可能に設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像表示装置。
13. 前記表示装置本体又は前記リモートコントローラーには、データ抽出部が設けられており、
    前記データ抽出部は、前記撮像部が取得した画像データの中から、前記画像データに含まれる前記インジケーターに関するデータに基づいて、前記表示部の範囲を認識すると共に、
    前記撮像部が取得した全画像データの中から、前記表示部に関する画像データを抽出することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の画像表示装置。
14. 前記表示装置本体には、前記表示部に入力される映像信号の平均輝度レベルを演算する平均輝度レベル演算部が設けられており、
    さらに、前記表示装置本体には、前記撮像部が取得した画像データから演算された明るさ情報に基づいて、前記表示部に入力される映像信号の平均輝度レベルと、当該映像信号が入力される時と同時刻における表示装置本体及びその周辺の明るさ情報との関係式を導出する関係式導出部が設けられており、
    前記輝度制御部は、前記関係式にしたがって映像信号の平均輝度レベルから演算された、表示装置本体及びその周辺の明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度を調整することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
15. 前記関係式導出部は、撮像部が取得した画像データに基づく前記表示装置本体及びその周辺の明るさ情報、表示装置本体の表示部の明るさ情報、並びに、前記表示装置本体の周辺の明るさ情報から前記関係式を導出することを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装置。
16. 前記表示装置本体には、前記表示部を背面から照らす光源が設けられており、
    前記輝度制御部は、平均輝度レベルから、前記関係式を用いて演算された明るさ情報に基づいて前記光源の出力を制御することによって、表示部に表示される画像の表示輝度を調整することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像表示装置。
17. リモートコントローラーと表示装置本体とが備えられた画像表示装置における、表示装置本体の表示部に表示される画像の表示輝度を、表示装置本体に設けられた光源の出力を制御することによって調整する画像表示方法であって、
    前記リモートコントローラーに設けられた撮像部によって表示装置本体及びその周辺の画像データを取得する第１ステップと、
    前記表示装置本体に設けられた平均輝度レベル演算部が、表示装置本体に入力された映像信号の平均輝度レベルを演算する第２ステップと、
    前記表示装置本体に設けられた関係式導出部が、前記画像データから得られた明るさ情報に基づいて、前記表示部に入力される映像信号の平均輝度レベルと、当該映像信号が入力される時と同時刻における表示装置本体及びその周辺の明るさ情報との関係式を導出する第３ステップと、
    前記平均輝度レベルから、前記関係式を用いて演算することによって得られた、前記表示装置本体及びその周辺の明るさ情報に基づいて、前記表示部に表示される画像の表示輝度をリアルタイムで調整する第４ステップとを有することを特徴とする画像表示方法。
18. 前記関係式導出部は、前記画像データから得られた、表示装置本体及びその周辺の明るさ情報、表示装置本体の表示部の明るさ情報、並びに、前記表示装置本体の周辺の明るさ情報に基づいて前記関係式を導出することを特徴とする請求項１７に記載の画像表示方法。
19. 表示装置本体に対するコントロールの内容を入力するための操作入力部と、
    前記表示装置本体へ信号を送信する信号送信部と、
    前記操作入力部への入力操作に連動して、前記表示装置本体の表示輝度を調整するために、前記表示装置本体及びその周辺の画像データを取得する撮像部とが設けられた表示装置本体制御用のリモートコントローラー。

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