JP5134508B2 - テレビジョン装置 - Google Patents

Description

本発明は、視聴環境に応じて適正な画質の映像を提供するテレビジョン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、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に記載の技術は、テレビジョン受像機において、周囲の明るさに関する照度データと、受像機と視聴者との視聴距離に関する距離データに基づき、視聴環境に応じた画質レベルに自動調整するものである。
特許文献２に記載の技術は、投写型表示装置において、表示エリアからの光束を光検知手段で検出し、光検知手段からの出力信号に基づいて、表示エリアへの投写光束を自動的に調整するものである。

特開平４−３４２３７３号公報 特開２０００−１１２０２１号公報

特許文献１の技術によれば、視聴環境（明るさ、視聴距離）に応じて画質レベル（映像の細かさ）を調整することができる。また特許文献２の技術によれば、投写画面の明るさや人体検知信号に基づき投写光量を調整することができる。これら特許文献は、表示画面の輝度やコントラストに関して効果はあるが、さらなる画質改善のためには、色温度の調整が必要になる。しかしながら、照明光の色合いに応じて表示画面の色温度を調整することについては、上記特許文献を含めて提案はなされていない。特に、照明光の色合いをどのように検出し、また画面の色温度とどのように関連付けて制御を行うかについて具体的に提案されていない。

本発明の目的は、視聴環境に応じて表示画面の色温度を自動的に調整することのできるテレビジョン装置を提供することである。

本発明は、受信した映像の画質を調整して表示部に表示するテレビジョン装置において、周囲光の照度と色合いを検出する外光検出部と、表示部に表示する映像の画質を調整する画質制御部とを備え、画質制御部は、外光検出部にて検出された照度値と色合い値に応じて、表示する映像の色温度を調整する。

ここに外光検出部は、可視光を検出する照度センサの出力値と、赤外光を検出する赤外センサの出力値とから照度値と色合い値を求める。

本発明によれば、視聴環境に応じて表示画面の色温度を自動的に調整することにより、より自然な色合いの映像を提供することができる。

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、本発明にかかるテレビジョン装置の一実施例を示す構成図である。（ａ）は映像を表示するモニタ１と放送信号を受信するチューナ２とが分離した構成の場合、（ｂ）はモニタ１とチューナ２とが一体化した構成の場合を示す。

図１（ａ）において、モニタ１には、表示パネル１１、メインマイコン１２、サブマイコン１３、光センサ１４、リモコン受信部１５を備える。表示パネル１１には、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）などを用いる。光センサ１４は後述するように照度センサと赤外センサを組み合わせた複合センサであり、モニタ１の周囲部（ベゼル部）に取り付けて、装置周囲の照度と色合いを検出する。光センサ１４は室内の照明等の外光を検出しやすくするために、例えばモニタ１の周囲部の下部（特にコーナー部近傍）に取り付けることが好ましいが、上部に設けてもよい。リモコン受信部１５は、リモコン４を介してユーザからの操作指示を受け付ける。メインマイコン１２は、光センサ１４やリモコン受信部１５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、チューナ２と間で信号の授受を行う。

一方チューナ２には、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、モニタ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、モニタ２と間で信号の授受を行う。ケーブル３は、モニタ１とチューナ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、光センサ１４からの検出信号に基づき、パネル１１で表示する映像の色温度、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、光センサ１４からの検出信号はメインマイコン１２とケーブル３を介してチューナ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。最適条件は再びモニタ２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、モニタ２のメインマイコン１２にて、光センサ１４からの検出信号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）はモニタ１とチューナ２とを一体化した構成で、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、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、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）の一体化構成の場合で説明する。
光センサ１４は、外光の照度（輝度）を検出するための第１のセンサである照度センサＰＤ０と、外光の色合いを検出するための第２のセンサである赤外センサＰＤ１を含んでいる。いずれもフォトダイオードで構成し、照度センサＰＤ０は主として可視光を、赤外センサＰＤ１は主として赤外光を検出して、それぞれの検出強度信号ＣＨ０、ＣＨ１をマイコン１２へ出力する。

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。
またマイコン１２は、算出した照度値と色合い値および画質調整による節電状況を、パネル１１内にＯＳＤ（On Screen Display）表示１７させる。

図３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は照度センサＰＤ０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３の特性に示されるように、照度センサＰＤ０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は赤外センサＰＤ１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３の特性に示されるように、赤外センサＰＤ１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、照度センサＰＤ０は赤外光も検出し、赤外センサＰＤ１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。検出信号ＣＨ０、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（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）は照度センサＰＤ０から出力された信号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（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）は赤外センサＰＤ１から出力された信号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（例えば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、センサコストを低減することができる。

なお、周囲光の瞬時変動を避けるため、光センサによる検出は所定の時間間隔（例えば１００ｍｓ間隔）でデータ（ＣＨ０、ＣＨ１）を取り込み、上記（１）、（２）式で照度値（ＩＬＬ）と色合い値（ＣＯＬ）を計算し、所定回数分（例えば５回分）の平均値を求める。

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４は、本実施例における画質制御の具体例を示す図である。（ａ）は画面の色温度Ｔｃの調整、（ｂ）はその他の画質の調整を示す。
（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。

（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、本実施例のテレビジョン装置の動作をより好適に行うための変形例を説明する。
図５は、リモコン操作時の画質制御の誤動作を防止する方法を示す図である。視聴環境として外光を検知する光センサ１４は、リモコン４が発生する赤外光を含めて検出してしまう。そのため、リモコン操作時にはセンサ１４からの検出信号は外光の正しい色合い情報からずれることになり、マイコン１２は適正な画質制御を行うことができない。そこでマイコン１２には、光センサ１４からのセンサ検出信号を一時的に遮断する信号遮断機能１６を設ける。そして、リモコン受信部１５からの操作信号を受けるとセンサ検出信号を遮断し、画質制御動作を所定の期間中断する。これにより、リモコン操作時の誤動作がなくなり、快適に制御を行うことができる。

図６は、視聴環境の状況を画面表示する一例を示す図である。これは、光センサ１４で検出した外光の状況を、表示パネル１１内にＯＳＤ表示１７を設けてユーザに通知するものである。表示内容としては、周囲光の色合い、周囲光の明るさを通知する。これらは、画質制御に用いた色合い値（ＣＯＬ）や照度値（ＩＬＬ）に基づき、例えば１０段階のバー表示とする。

図６において、「周囲光の色合い」を示すのバーＢ１は、上記色合い値（ＣＯＬ）に基づいて形成されるものであり、このバーＢ１内に含まれるポインタが上記色合い値（ＣＯＬ）の大きさに応じてバーの左右方向にスライドする。色合い値（ＣＯＬ）が小さいほど周囲光（外光）は赤みがかっているので、ポインタはバーＢ１の右側に表示された「赤」の方向にスライドし、色合い値（ＣＯＬ）が大きいときは周囲光（外光）は白色に近くなるので、ポインタはバーＢ１の左側に表示された「白」の方向にスライドする。また「周囲光の明るさ」を示すのバーＢ２は、照度値（ＩＬＬ）に基づいて形成されるものであり、このバーＢ２内に含まれるポインタが上記照度値（ＩＬＬ）の大きさに応じてバーの左右方向にスライドする。照度値（ＩＬＬ）が大きいほど周囲光（外光）は明るいので、ポインタはバーＢ２の右側に表示された「明」の方向にスライドし、照度値（ＩＬＬ）が小さいときは周囲光（外光）は暗いので、ポインタはバーＢ２の左側に表示された「暗」の方向にスライドする。

さらには、画質調整に伴う省電力の状況をエコメーターＥ０により表示する。このエコメーターＥ０により省電力度は、コントラスト（ＰＤＰ）またはバックライト（ＬＣＤ）のレベル調整に従い、消費電力がどれだけ節約するかを示すものであり、例えば緑色の樹をイメージしたアイコンが用いられる。例えば表示装置の表示パネルとして液晶パネルを用いる場合、照度センサＰＤ０の検出値が低いときは外光が暗いのでバックライトの光出力を低下させるように制御されるため、表示装置の消費電力は低下する。この場合、エコメーターＥ０は例えば斜線で示された緑色の面積を増加するようにその表示形態が変化される。一方、照度センサＰＤ０の検出値が高いときは周囲光が明るいのでバックライトの光出力を増加させるように制御されるため、表示装置の消費電力は上昇する。この場合、エコメーターＥ０は例えば白色の面積を増加するようにその表示形態が変化される。

これらの表示により、ユーザは現在の室内環境や節電状況を知ることができ、更には室内環境（特に室内照明の明るさ）と消費電力との関係も認識することができる。よって、エコメーターＥ０の白色の面積が大きく消費電力が大きい場合は、例えば室内照明を暗くするもしくは消灯する等の、装置及びその周囲環境（室内照明等）も含めた省電力化のための行動をユーザに対し促すことができる。

以上の実施例では、テレビジョン装置を例に説明したが、本発明は映像表示装置（モニタ装置）についても同様に適用できることは言うまでもない。

本発明にかかるテレビジョン装置の一実施例を示す構成図。 光センサからの検出信号による画質制御を説明する図。 光センサの光感度特性の一例を示す図。 本実施例における画質制御の具体例を示す図。 リモコン操作時の画質制御の誤動作を防止する方法を示す図。 視聴環境の状況を画面表示する一例を示す図。

符号の説明

１…モニタ、
２…チューナ、
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…光センサ、
１５…リモコン受信部、
１６…信号遮断機能、
１７…ＯＳＤ表示、
２１…受信回路。

Claims (10)

1. 受信した映像の画質を調整して表示部に表示するテレビジョン装置において、
   周囲光の照度と色合いを検出する外光検出部と、
   上記表示部に表示する映像の画質を調整する画質制御部とを備え、
   上記外光検出部は、外光の照度を検出する第１のセンサの出力値と、外光の色合いを検出する第２のセンサの出力値とから照度値と色合い値を求めるものであって、
   上記第１のセンサは可視光を検出する照度センサであり、上記第２のセンサは赤外光を検出する赤外センサであって、
   上記画質制御部は、上記外光検出部にて検出された照度値と色合い値に応じて、表示する映像の色温度を調整することを特徴とするテレビジョン装置。
2. 請求項１に記載のテレビジョン装置において、
   前記画質制御部は、前記照度値と色合い値がともに大きくなるに従って、前記色温度を高めに調整することを特徴とするテレビジョン装置。
3. 受信した映像の画質を調整して表示部に表示するテレビジョン装置において、
   周囲光の照度と色合いを検出する外光検出部と、
   上記表示部に表示する映像の画質を調整する画質制御部とを備え、
   上記外光検出部は、外光の照度を検出する第１のセンサの出力値と、外光の色合いを検出する第２のセンサの出力値とから照度値と色合い値を求めるものであって、
   上記第１のセンサは可視光を検出する照度センサであり、上記第２のセンサは赤外光を検出する赤外センサであって、
   上記画質制御部は、上記外光検出部にて検出された照度値と色合い値に応じて、表示する映像の色温度を調整するとともに、少なくとも上記外光検出部にて検出された照度値に応じて、表示する映像のコントラストを調整することを特徴とするテレビジョン装置。
4. 請求項３に記載のテレビジョン装置において、
   前記画質制御部は、前記照度値が大きくなるに従い前記コントラストを高めに調整することを特徴とするテレビジョン装置。
5. 請求項３に記載のテレビジョン装置において、
   前記画質制御部は、更に、少なくとも前記外光検出部にて検出された照度値に応じて、表示する映像の色の濃さを調整することを特徴とするテレビジョン装置。
6. 請求項３に記載のテレビジョン装置において、
   前記画質制御部は、更に、少なくとも前記外光検出部にて検出された照度値に応じて、表示する映像のシャープネスを調整することを特徴とするテレビジョン装置。
7. 受信した映像の画質を調整して表示部に表示するテレビジョン装置において、
   周囲光の照度と色合いを検出する外光検出部と、
   上記表示部に表示する映像の画質を調整する画質制御部とを備え、
   上記表示部は、バックライトを備えた液晶パネルを含んでおり、
   上記外光検出部は、外光の照度を検出する第１のセンサの出力値と、外光の色合いを検出する第２のセンサの出力値とから照度値と色合い値を求めるものであって、
   上記第１のセンサは可視光を検出する照度センサであり、上記第２のセンサは赤外光を検出する赤外センサであって、
   上記画質制御部は、上記外光検出部にて検出された照度値と色合い値に応じて、表示する映像の色温度を調整するとともに、少なくとも上記外光検出部にて検出された照度値に応じて、上記バックライトからの光の照度を調整することを特徴とするテレビジョン装置。
8. 請求項７に記載のテレビジョン装置において、
   前記画質制御部は、前記照度値が大きくなるに従って前記バックライトからの光の照度を高めに調整することを特徴とするテレビジョン装置。
9. 請求項１、３、７のいずれか１項に記載のテレビジョン装置において、
   リモコンからの操作信号を受信するリモコン受信部を備え、
   前記画質制御部は、上記リモコン受信部にてリモコンからの操作信号を受信したとき、画質調整の動作を中断することを特徴とするテレビジョン装置。
10. 請求項１、３、７のいずれか１項に記載のテレビジョン装置において、
    前記検出した照度値と色合い値および前記画質調整による節電状況を前記表示部にＯＳＤ表示することを特徴とするテレビジョン装置。

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