JP2010266481A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 視聴環境に応じて表示画面の明るさ及び色温度を自動的に調整でき、かつ、センサ前方に障害物が存在した場合に誤った画質調整制御を行う事を防ぐ映像表示装置を安価で提供する。
【解決手段】 本発明に係る映像表示装置は、第１波長領域の光の照度を検出する第１光センサ(14)と、この第１光センサとは異なる第２波長領域の光の照度を検出する第２光センサ(15)と、上記第１及び第２光センサによりそれぞれ検出された光の照度に基づいて、表示部に表示される映像の画質を調整する画質制御部とを備える。そして上記第１光センサ(14)及び第２光センサ(15)が、それぞれ上記映像表示装置の左右両側端部近傍に離して配置したことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、視聴環境に応じて適正な画質の映像を表示する映像表示装置に関するものである。

テレビジョン装置などの映像表示装置において、当該装置周囲の明るさなどの視聴環境に応じて表示する映像の画質を調整する機能が種々提案されている。

例えば特許文献１には、映像表示装置において、ＲＧＢセンサを備え、該ＲＧＢセンサにて周囲外光の照度と色温度を計測し、その計測した照度と色温度に基づいて輝度および色温度調整を行う技術が開示されている。

また特許文献２には、複数の照度センサを画面の周辺に分散して備えた映像表示装置において、照度センサの出力値が周囲照度に反映しているかを、それぞれのセンサ出力値による多数決で判別し、周囲照度を反映している照度センサの出力に基づき明るさ調整を自動で行う技術が開示されている。

特開平６-２６１３３４号公報 特開２００７-３１００９６号公報

特許文献１の技術においては、周囲環境に応じた表示画面の明るさ及び色温度の調整を行うことが可能となるが、ＲＧＢセンサは１つ（１組）であるため、ＲＧＢセンサの前方に障害物（物、人、予期せぬ外光、反射光など）が存在した場合にＲＧＢセンサの出力値が周囲の照度や色温度とは異なる値となり、誤った画質制御をしてしまう可能性がある。また、ＲＧＢセンサは一般的に高価であるという問題もある。

特許文献２の技術においては、複数の照度センサを備え、仮にどれかの照度センサが障害物によって周囲照度と異なる出力値の場合でも、その他の照度センサの値を用いて周囲照度に適正に対応した明るさ調整を行うことができるが、周囲の色温度は考慮していない。仮に、特許文献１の技術を特許文献２の技術に応用して、複数のＲＧＢセンサを配置した場合、障害物の問題は解決できるが、ＲＧＢセンサは一般的に高価であるため、コストアップという問題が生じる。

本発明の目的は、視聴環境に応じて表示画面の明るさ及び色温度を自動的に調整でき、かつ、センサ前方に障害物が存在した場合に誤った画質調整制御を行う事を防ぐ映像表示装置を安価で提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る映像表示装置は、第１波長領域の光の照度を検出する第１光センサと、上記第１光センサで検出される上記第１波長領域の光とは異なる第２波長領域の光の照度を検出する第２光センサと、
上記第１光センサおよび第２光センサによりそれぞれ検出された前記第１波長領域及び第２波長領域の光の照度に基づいて、表示部に表示される映像の画質を調整する画質制御部とを備え、上記第１光センサおよび第２光センサが、それぞれ上記映像表示装置の左右両側端部近傍に離れて配置されていることを特徴とする。

上記第１光センサは、好ましくは、上記第１波長領域として可視光領域の光の照度を検出し、上記第２の光センサは、上記第２波長領域として赤外光領域の光の照度を検出する。ここで、第１光センサ及び第２光センサのうち、一方のみの検出値が変化したときは、上記画質制御部においては、画質を変化させず、前記検出値が変化する前の画質調整値にて表示部に表示される映像の画質を調整する。

また、上記第１光センサ及び第２光センサのうち、一方のみの検出値が変化したときにセンサの誤動作に関する通知を出力してもよく、この通知の出力は、上記表示部に上記センサの誤動作に関するメッセージを含むＯＳＤを表示することにより行われるようにしてもよい。

本発明によれば、視聴環境に応じて表示画面の明るさ及び色温度を自動的に調整することで、より自然な色合いの映像を提供し、かつ、センサ前方に障害物が存在した場合においても、誤った画質調整制御を防ぐ映像表示装置を安価で提供することができる。

本発明の実施形態に係る映像表示装置の構成図である。 本発明の実施形態に係るセンサの取り付け位置の構成図である。 本発明の実施形態に係るシステムブロック図である。 光センサの光感度特性の一例を示す図。 本発明の実施形態に係る映像表示装置の制御フローチャートである。 本発明の実施形態に係るＯＳＤイメージを示す図である。 本実施形態における光センサと画質制御との関係の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る映像表示装置の一実施例を示す構成図である。図１（ａ）は映像表示部１−１と放送信号受信部１−２とが分離された分離型映像表示装置の構成の一例、図１（ｂ）は映像表示部２−１に放送信号受信機能が内蔵された一体型映像表示装置の構成の一例を示す。

図１（ａ）において、映像表示部１−１は、表示パネル１１、メインマイコン１２、サブマイコン１３、第１光センサ１４、第２光センサ１５、リモコン受信部１６を備える。表示パネル１１は、ＲＧＢの各色毎に形成された放電セルにサステインパルスを印加して放電を生じさせて映像を形成するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や、バックライトからの光を映像信号により変調して映像を形成する液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ）などが用いられる。第１光センサ１４は照度センサ、第２光センサ１５は赤外センサであり、それぞれ映像表示部１−１の周囲部（ベゼル部）に取り付けて、映像表示装置の周囲光の照度と色合いを検出する。第１光センサ１４及び第２光センサ１５の取り付け位置については後述する。リモコン受信部１６は、リモコン４を介してユーザーからの操作指示を受け付ける。メインマイコン１２は、第１光センサ１４、第２光センサ１５やリモコン受信部１６からの信号を入力して、表示パネル１１に表示する映像の画質を制御する。サブマイコン１３は、放送信号受信部１−２との間で信号の授受を行う。

一方、放送信号受信部１−２は、受信回路２１、メインマイコン２２、サブマイコン２３を備える。受信回路２１は所望のチャンネルを選局し、受信信号の復調処理を行う。メインマイコン２２は受信回路２１を制御するとともに、映像表示部１−１の動作を含め装置全体の制御を行う。サブマイコン２３は、映像表示部１−１との間で信号の授受を行う。ケーブル３は、映像表示部１−１と放送信号受信部１−２との間で映像信号や制御信号を伝送する。

本実施例では、第１光センサ１４及び第２光センサ１５からの検出信号に基づき、パネル１１に表示される映像の色温度、明るさ、コントラスト、色の濃さ、シャープネス（鮮鋭度）などを調整する。そのため、第１光センサ１４、第２光センサ１５からの出力値はメインマイコン１２とケーブル３を介して放送信号受信部２のメインマイコン２２に伝送され、メインマイコン２２にて最適な画質条件を決定する。最適条件は再び映像表示部１のメインマイコン１２に伝送され、パネル１１に対して制御信号を送る構成としている。なお、映像表示部１のメインマイコン１２にて、第１光センサ１４、第２光センサ１５からの出力値に応じて最適な画質条件を決定する構成とすることも可能である。

図１（ｂ）は映像表示部２−１に放送信号受信機能を内蔵した一体型で、１個のメインマイコン１２を共有し、サブマイコン１３，２３とケーブル３を削除した構成である。この場合、メインマイコン１２が最適な画質条件を決定し、表示パネル１１を制御することになる。他の動作は（ａ）の分離構成の場合と同様であるので、説明を省略する。

図２は、映像表示部１−１及び２−１を表示画面側から見た正面図であり、第１光センサ１４及び第２光センサ１５の取り付け位置の一例を示している。表示パネル１１の周囲部にはベゼル５が配置されており、ベゼル５と図示しないバックカバーにて表示パネル１１およびその他部材を内部に収納するようにしている。図２に示すように、ベゼル５の左側端部近傍に第１光センサ１４を配置し、右側端部近傍に第２光センサ１５を配置している。勿論、これとは逆にしてもよい。図２はベゼル下部の左右端部近傍にそれぞれ第１光センサ１４及び第２光センサ１５を配置しているが、ベゼル上部の左右端部近傍に配置してもよい。

図３は、光センサからの検出信号による画質制御を説明する図である。ここでは簡単のために、図１（ｂ）の一体型の場合で説明する。

第１光センサ１４は、外光の照度（明るさ）を検出するための照度センサで、第２光センサ１５は外光の色合いを検出するための赤外センサである。いずれもフォトダイオードで構成し、第１光センサ１４は主として可視光を、第２光センサ１５は主として赤外光を検出する。ここで、第１光センサ１４の検出信号をＣＨ０、第２光センサ１５の検出信号をＣＨ１とする。各センサで検出された信号ＣＨ０、ＣＨ１は、それぞれメインマイコン１２へ出力される。

メインマイコン１２は検出信号ＣＨ０、ＣＨ１から、外光の照度と色合いを算出する。ここで、求めたい外光の照度を「照度値（ＩＬＬ）」、外光の色合いを「色合い値（ＣＯＬ）」とする。そして、算出した照度値と色合い値に応じて、色温度３１、コントラスト３２（ＰＤＰ時）、バックライト３２（ＬＣＤ時）、その他色の濃さ、シャープネスなどの画質調整を行う。特に色温度３１については、照度値と色合い値の組み合わせに応じて調整条件を設定する。具体的には、ＲＧＢゲイン処理部により３原色信号のゲインを調整してＲＧＢのバランス（比率）を制御し、低色温度（相対的にＲ信号のゲイン大とする、暖色系）や高色温度（相対的にＢ信号のゲイン大とする、寒色系）に設定する。

図４は、光センサの光感度特性の一例を示す図である。横軸は光の波長、縦軸は検出感度である。ＣＨ０は第１光センサ１４の感度特性であり、主として可視光を検出するための特性となっている。図４の特性に示されるように、第１光センサ１４は赤外光領域の一部も含めて検出するが、その特性のピークは第１波長領域である可視光領域にあるため、外光の照度を検出するために用いられる。ＣＨ１は第２光センサ１５の感度特性であり、主として赤外光を検出するための特性となっている。図４の特性に示されるように、第２光センサ１５は可視光領域の一部も含めて検出するが、その特性のピークは第２波長領域である赤外領域にあるため、外光の色合い値を検出するために用いられる。

上記のように、第１光センサ１４は赤外光も検出し、第２光センサ１５は可視光も検出するので、これらのセンサの検出出力から正確な外光の照度と色合いを得るためには、これらの検出出力について補正を行う必要がある。第１光センサ１４の検出信号ＣＨ０、第２光センサ１５の検出信号ＣＨ１から照度値（ＩＬＬ）と色合い値（ＣＯＬ）を算出するための補正は次のように行う。

照度値（ＩＬＬ）は、信号ＣＨ０（可視光＋赤外光）から信号ＣＨ１（赤外光）を減算し、可視光成分を下記の（１）式により求める。照度値（ＩＬＬ）はｌｘ値として得られる。
照度値（ＩＬＬ）＝α１×ＣＨ０−α２×ＣＨ１ （１）
ここに係数α１、α２は、センサ検出感度の波長依存性を補正するために、ＣＨ０とＣＨ１の比に応じて変更する。このように、照度値（ＩＬＬ）は第１光センサ１４から出力された検出信号ＣＨ０が大きくなるほど増加する値となっている。

色合い値（ＣＯＬ）は、信号ＣＨ０（可視光＋赤外光）と信号ＣＨ１（赤外光）の比を元に、色合い度（赤み、青み）を下記の（２）式により求める。色合い値（ＣＯＬ）は色温度に対応する値であり、数値が大きいほど青みがかり、数値が小さいほど赤みがかったものである。
色合い値（ＣＯＬ）＝ＣＨ０／ＣＨ１×β１＋β２ （２）
ここに係数β１、β２は、センサ検出感度の波長依存性を補正するために、ＣＨ０とＣＨ１の比に応じて変更する。このように、色合い値（ＣＯＬ）は第２光センサ１５から出力された検出信号ＣＨ１が大きくなるほど低下する値となっている。

従来の色合い値の検出では高価なカラーセンサ（特許文献１のようにＲＧＢセンサ）を用いることが多いが、本実施例では可視光と赤外光の比較的安価な２個のセンサ（フォトダイオード）を用いて実現させたので、コストを低減することができる。

このようにして求めた照度値と色合い値は、後述するようにその強度を複数の段階（ここでは領域と呼ぶ）に区分する。本例では、視覚特性に合わせて１０段階の領域に区分している。そして、各領域に対して画質パラメータの最適条件を設定する。照度値と色合い値を複数の領域に区分することで、制御信号のデータ量を少なくすることができる。これは、図１（ａ）のようにモニタ１とチューナ２とを分離した構成においてケーブル３にて制御信号を伝送する場合有利になる。

周囲光が変化すると画質設定を切り替えることになるが、視聴中に画質が大きく変化するとユーザーに不快感を与えかねない。よって、区分する領域数を多くし画質調整時の変化量を小さくするのが良い。また、検出値が２つの領域の境界付近にあった場合、２つの領域間で頻繁に切り替えがおこり画面にちらつきが生じる原因となる。よって、ちらつき防止のため、検出値の変化量に不感帯を設けヒステリシス制御を行うことが望ましい。これらの信号処理により、周囲光の微小な変化による表示映像の変動を抑え、安定した映像を提供することができる。

図７は、本実施例における画質制御の具体例を示す図である。図７（ａ）は画面の色温度Ｔｃの調整、図７（ｂ）はその他の画質の調整を示す。

図７（ａ）の色温度Ｔｃの制御は、外光照度値（ＩＬＬ）と外光色合い値（ＣＯＬ）の組み合わせに応じて最適色温度を設定する。例えば、家庭内環境で照明が暗く（照度値が低く）、白熱灯や電球色蛍光灯のように赤みがかった照明（色合い値が低い）の場合には、画面の色温度Ｔｃをディスプレイの標準色温度である低レベル（６５００Ｋまたは７２００Ｋ）に下げて、色調を忠実に再現するようにする（図の左上領域）。同じ暗い照度でも、昼光色蛍光灯のように青みがかった照明（色合い値が高い）の場合には、色温度Ｔｃを中レベル（９３００Ｋ）に上げる（図の左下領域）。次に、日中は太陽光が多く入り照度値は高くなるので、色合い値が低くても色温度Ｔｃを中レベル（９３００Ｋ）に上げ、自然な色調とさせる（図の中央領域）。一方店頭環境では照明が最大になる場合が多い。照度値が高い場合には、色温度Ｔｃを低く設定すると相対的に暗い映像となり品位が劣化してしまう。そこで、照明に負けず明るい映像とするために、色合い値に関係なく色温度Ｔｃを高レベル（１４０００Ｋ）に引き上げる。

図７（ｂ）はその他の画質の制御として、コントラスト（ＰＤＰのみ）、バックライト（ＬＣＤのみ）からの光の照度、ブライトネス、色の濃さの調整を示す。これらは、上記外光照度値（ＩＬＬ）に合わせて調整する。例えば、外光が多く入射する場合は、黒浮きによるコントラスト低下、色飽和度低下を防ぐためコントラスト、バックライトを強くし、また色の濃さを高める。またＰＤＰの場合は、上述したサステインパルスの数を制御してもよい。例えば外光照度値（ＩＬＬ）が高いときはサステインパルス数を増加させ、低いときはサステインパルス数を減少させる。この他に、シャープネスも併せて調整してもよい。例えば外光照度値（ＩＬＬ）が高い場合は外光が多く入射して鮮鋭感が減少するので、この場合はシャープネスを強めるように調整する。また外光照度値（ＩＬＬ）が低い場合は外光の入射が少なく、画面上のノイズが比較的目立つようになるので、この場合はシャープネスを弱めるように調整する。

上記の例では、コントラスト、バックライト、ブライトネス、色の濃さ、シャープネスを外光照度値（ＩＬＬ）のみに応じて制御するようにしたが、外光照度値（ＩＬＬ）及び外光色合い値（ＣＯＬ）の組み合わせにより制御するようにしてもよい。例えば、外光照度値（ＩＬＬ）及び外光色合い値（ＣＯＬ）がともに低い場合はコントラスト、バックライトを下げるように制御してもよい。

このように本実施例によれば、視聴環境に応じて表示画面の色温度やコントラストなどを自動的に調整することができ、より自然で高品位の映像を提供する効果がある。なお、これらの調整値は一例であり、設置状況やユーザーの好みによって適宜変更できることは言うまでもない。

次に片方のセンサ前方に障害物(物、人、予期せぬ外光、反射光など)が存在した場合のセンサ制御について説明する。

映像表示装置１−１（２−１）が一般家庭にて使用される場合は、専用台（例えばテレビ台）などの上に設置されることが多く、ほとんどが床から画面中央までの高さが約１ｍの位置に設置されている。これに伴い、上記第１光センサ１４、第２光センサ１５も低い位置に配置される。その場合、例えば、映像表示装置１−１の前方に人が立ったり、前を横切ったりした場合、あるいは、専用台上に物が置かれたときなど、一時的に第１光センサ１４あるいは第２光センサ１５に入射する光が遮られる場合がある。この場合、遮られた方の光センサの出力値が実際の周囲光の値よりも低い値を出力する。

また、映像表示装置１−１を設置した部屋で、例えばカーテンを開けたときに強い太陽光が降り注いだり、扉を開けたときなどに隣室から強い光が漏れてきたり（以降、これらを漏れ光という）して、一時的に第１光センサ１４あるいは第２光センサ１５に入射する場合がある。この場合は、漏れ光が入射された方の光センサが実際の周囲光の値よりも高い値を出力する。

このように、どちらかのセンサ（第１センサ１４あるいは第２センサ１５）の前方に障害物（物、人、予期せぬ漏れ光など）がある場合、第１光センサ１４、第２光センサ１５の出力値により照度値（ＩＬＬ）と色合い値（ＣＯＬ）を求めて、この値により画質制御部で表示される映像の画質を制御すると、周囲照度に合わせた画質制御が正しく行なわれなくなってしまう。

本実施例は、上記のような状況において誤った画質制御を防ぐための工夫が為されている。以下、その内容について説明する。

図５は、本実施の形態の制御フローチャートである。以下図５を参照して本実施の形態の動作を説明する。

ステップＳ１において、第１光センサ１４および第２光センサ１５の出力値より算出された色合い値（ＣＯＬ）と第１光センサ１４の出力値（ＣＨ０）及び第２光センサ１５の出力値（ＣＨ１）をメモリ１７に記憶する。

次に、ステップＳ２に進み、色合い値（ＣＯＬ）が変化した時、メモリ１７に記憶した色合い値（ＣＯＬ）を参照し、メインマイコン１２が色合い値（ＣＯＬ）の変化を検知する。

次に、ステップＳ３に進み、色合い値（ＣＯＬ）の変化が周囲光の変化によるものか、障害物による変化なのかを判定する。具体的には出力値判別部１８で第１光センサ１４と第２光センサ１５の両センサの出力値（ＣＨ０，ＣＨ１）が変化した結果、色合い値（ＣＯＬ）が変化したか判別する。これは、上記のように障害物により、センサの出力値が変化して、色合い値（ＣＯＬ）が変化した場合は、第１光センサ１４あるいは第２光センサ１５の一方のみが変化しているためである。

よって両方のセンサの出力値が変化している場合は、周囲光の変化によりセンサが変化している（正常動作）と判断でき、ステップＳ６に進み、マイコン１２は画質制御を行い、処理を終了する。

しかし、どちらか一方のセンサの出力値のみが変化している場合は、障害物によりセンサの出力値が変化している（異常動作）と判断できる。この場合は、ステップＳ４に進み、メインマイコン１２はセンサ出力値が正しくないと判別する。そしてステップＳ５に進み、色合い値（ＣＯＬ）が変化する前の色合い値（ＣＯＬ）、照度値（ＩＬＬ）に基づく画質制御パラメータを維持し処理を終了する。

このように本実施例では、第１センサ１４と第２センサ１５のいずれか一方の光センサの出力値のみが変化した場合は、当該変化した光センサの出力値に基づいて画質制御パラメータを設定するのではなく、その変化前に設定された画質制御パラメータを用いて画質制御を行うようにしている。このため、上述した障害物や漏れ光による光センサ出力への影響を抑制して装置の周囲環境光に適した画質で映像を表示することが可能となる。

また、処理が終わった後に、例えば図６のように、誤動作と判定した時、センサ出力が異常であることをユーザーに通知してもよい。この通知は、図６に示されるように、例えばセンサの誤動作もしくは異常を示すメッセージを含むＯＳＤを表示部の画面上にするものであってもよい。また、ＯＳＤ表示ではなく、例えばベゼル５の下側端部に設けたＬＥＤを点灯させることでも同様な効果を得ることができる。

第１光センサ１４、第２光センサ１５を近接して配置すると、上記のような障害物や漏れ光による影響が、両センサ１４，１５に及ぶので、色合い値（ＣＯＬ）の変化が、障害物による変化なのか、周囲光による変化なのかを判別することが困難である。

しかしながら、例えば図２に示されるように第１光センサ１４、第２光センサ１５をそれぞれ映像表示装置１−１の左右両側端部近傍に離して配置すると、ほとんどの場合は、第１光センサ１４及び第２光センサ１５の両方ではなくどちらか一方が上記のような障害物や漏れ光により影響を受けることとなる。従って、かかる本実施例の光センサの配置によれば、照度（ＩＬＬ）や色合い値（ＣＯＬ）の変化が、障害物や漏れ光による変化なのか、周囲光による変化なのかを、容易に判別でき、障害物により誤った画質制御を行うことを低減できる。画面サイズが例えば３２インチ以上の大画面の場合は、かかる効果がより顕著となる。

以上の実施例では、分離型の映像表示装置１−１を例に説明したが、本発明は一体型の映像表示装置（モニタ装置）２−１についても同様に適用できることは言うまでもない、

１−１，２−１…映像表示部、
１−２…放送信号受信部、
３…ケーブル、
４…リモコン、
１１…表示パネル、
１２，２２…メインマイコン、
１３，２３…サブマイコン、
１４…第１光センサ、
１５…第２光センサ、
１６…リモコン受信部、
１７…メモリ、
１８…出力値判別部、
１９…ＯＳＤ表示、
２１…受信回路

Claims (5)

1. 映像を表示部に表示する映像表示装置において、
   第１波長領域の光の照度を検出する第１光センサと、
   上記第１光センサで検出される上記第１波長領域の光とは異なる第２波長領域の光の照度を検出する第２光センサと、
   上記第１光センサおよび第２光センサによりそれぞれ検出された前記第１波長領域及び第２波長領域の光の照度に基づいて、上記表示部に表示される映像の画質を調整する画質制御部とを備え、
   上記第１光センサおよび第２光センサが、それぞれ上記映像表示装置の左右両側端部近傍に離れて配置されていることを特徴とする映像表示装置。
2. 請求項１に記載の映像表示装置において、上記第１光センサは、上記第１波長領域として可視光領域の光の照度を検出し、上記第２の光センサは、上記第２波長領域として赤外光領域の光の照度を検出することを特徴とする映像表示装置。
3. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   上記第１光センサ及び第２光センサのうち、一方のみの検出値が変化したときは、上記画質制御部においては、画質を変化させず、前記検出値が変化する前の画質調整値にて、上記表示部に表示される映像の画質を調整することを特徴とする映像表示装置。
4. 請求項３に記載の映像表示装置において、上記第１光センサ及び第２光センサのうち、一方のみの検出値が変化したときに、センサの誤動作に関する通知を出力することを特徴とする映像表示装置。
5. 請求項３に記載の映像表示装置において、上記センサの誤動作に関する通知の出力は、上記表示部に上記センサの誤動作または異常を示すメッセージを含むＯＳＤを表示することにより行われることを特徴とする映像表示装置。

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