JP5293574B2 - 映像表示装置およびテレビジョン - Google Patents

Description

本発明は、映像表示装置に関し、特に、表示面にマトリックス状に配置された個々の要素を有する映像表示装置およびテレビジョンに関する。

従来、以下に示す背景技術が知られている。
特許文献１には、映像表示装置が発する光が反射することで生じる、室内の明るさの変動に起因する視聴者の不快感を軽減することが可能な映像表示装置及び映像表示装置の制御方法の技術が開示されている。
特許文献２には、バックライトの発光輝度の経年変化及び周囲光の明るさも考慮して、バックライトの発光輝度を制御することが可能な液晶表示装置の技術が開示されている。

特許文献３には、車の後部座席に座っている１または複数の観視者への画面からの反射光に対して視認性を向上させることができる表示装置を提供すること技術が開示されている。
特許文献４には、各種情報の表示に用いて好適な電気光学装置などに関する技術が開示されている。

特開２００８−２６８５００号公報 特開２００８−００９０９０号公報 特開２００７−２９２８１０号公報 特開２００７−２１９１２５号公報

従来の技術では、ブライトレベルにより、光沢パネルでは写り込みが問題になっていた。
また、特許文献４には「表示パネルより出射された反射光の輝度と、前記照明装置から出射されて前記表示パネルを透過した透過光の輝度とが同じ大きさとなるときの前記環境光の照度を最大照度環境とすると、前期最大照度環境のときに前記最適表面輝度は最大値とすることができ、前記最適表面輝度の最大値は前記表示パネルの最大輝度の９０％以上の値とする」との記載があるが、かかる技術においても、光沢パネルでの写り込みを防止することはできない。

本発明は、明るい部屋でテレビを見ているとき、暗いシーンや暗転シーンで液晶パネルに自分の顔や周囲の映像が写り込むのを防ぐ映像表示装置を提供する。

本発明は、表示面にマトリックス状に配置された個々の要素を有する映像表示装置であって、周囲光の照度を検出する周囲光検出手段と、上記周囲光検出手段で検出される照度に応じて反射光輝度を決定する反射光輝度決定手段と、上記反射光輝度に対応した所定輝度を基準として、上記表示面に表示される映像の中に所定の大きさよりも大きい上記所定輝度以下の画素が連続する領域があるか否かを検出する手段と、上記表示面での表示の明るさを制御する輝度制御手段と、上記所定輝度以下の画素が連続する領域が検出された場合に、上記輝度制御手段で当該所定輝度以下の画素が連続する領域を含めて表示の輝度を上げる写り込み防止制御手段を具備する構成としてある。

上記構成において、上記周囲光検出手段が周囲光の照度を検出すると、上記反射光輝度決定手段は上記周囲光検出手段で検出される照度に応じて反射光輝度を決定する。また、上記反射光輝度に対応した所定輝度を基準として、上記表示面に表示される映像の中に所定の大きさよりも大きい上記所定輝度以下の画素が連続する領域があるか否かを検出し、上記所定輝度以下の画素が連続する領域が検出された場合に、上記写り込み防止制御手段は上記輝度制御手段により当該所定輝度以下の画素が連続する領域を含めて上記表示面での表示の輝度を上げるように制御する。

また、表示する映像の輝度を上げる具体的な態様はいくつかあり、上記写り込み防止制御手段は、表示する映像の輝度を全体的に底上げするように構成しても良い。
すなわち、全体的に輝度を上げることで表示面は暗い部分も明るい部分も明るくなり、周囲の映像の写り込みが減る。
さらに、上記写り込み防止制御手段は、上記所定輝度以下の画素が連続する領域の輝度を上げるように構成しても良い。
すなわち、少なくとも所定輝度以下の画素が連続する領域の輝度を上げることにより、当該部分での周囲の映像の写り込みが減る。なお、以下において、便宜上、このような所定輝度以下の画素が連続する領域を黒い塊の部分とも呼び、また、かかる領域を検出する手段を黒塊検出手段とも呼ぶ。

周囲の映像が写り込むのは、映像の明るさが反射光輝度よりも低い部分と考えられる。一方、明るい画素に囲まれた一つの画素が暗いからといって写り込みが生じることはないと考えられる。このため、上記個々の要素に対応する映像レベルが上記反射光輝度以下となる画素が連続して全体の画素数の半分以上存在するとき、所定輝度以下の画素が連続する領域を検出するように構成しても良い。
すなわち、反射光輝度以下となる画素が連続する状態に着目し、かつ、写り込みが気になる基準として、このような画素が全体の画素数の半分以上存在するときに、所定輝度以下の画素が連続する領域を検出している。

また、本発明は、テレビ放送を受信して映像信号と音声信号を出力するテレビ放送受信回路と、上記映像信号を入力して輝度を含む所定の画質調整を行う画質調整回路と、表示面にマトリックス状に配置された個々の要素を有して映像を表示する液晶表示パネルと、画質調整された上記映像信号に基づいて上記液晶表示パネルを駆動して上記映像を表示させる駆動回路とを具備するテレビジョンであって、上記画質調整回路は、映像信号を入力してその画質の処理を行う画質処理回路と、画質調整された映像信号に基づいて映像の中の個々の画素に対応する輝度を検出する映像輝度検出回路と、映像信号における輝度に対してオフセットを加えるオフセット加算回路（輝度制御手段）と、周囲光の照度を検出する光センサ（周囲光検出手段）と、上記光センサと上記映像輝度検出回路の検出結果に基づいて上記画質処理回路と上記オフセット加算回路とを制御する制御回路とを有する構成においても実現できる。

上記構成において、上記光センサが周囲光の照度を検出すると、上記制御回路は、上記光センサで検出される照度に応じて反射光輝度を決定（反射光輝度決定手段）するとともに、上記映像輝度検出回路の検出結果に基づいて個々の画素に対応する輝度が上記反射光輝度以下となる画素が連続して全体の画素数の半分以上存在するときに所定の条件が成立したと判断し、上記オフセット加算回路にて上記表示面で表示する映像の輝度を全体的に底上げ制御する（写り込み防止制御手段）。

本発明によれば、暗いシーンでは自動的に明るくなるので顔の映り込みがなくなり、写り込み映像によって現実に引き戻されるのを防ぎ臨場感を保つことができる。

本発明の映像表示装置が適用されるテレビジョンのブロック図である。 テレビジョンにおける写り込みを防止する制御に対応したフローチャートである。 写り込みを防止するために輝度を変更する前後のグラフである。 変形例にかかる輝度の変更の前後のグラフである。

以下、添付図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の映像表示装置が適用されるテレビジョンのブロック図である。本発明の映像表示装置は、周囲の明るさを計る光センサー付きのテレビジョンで構成される。
テレビ放送受信回路１１は、ユーザ（利用者）の操作に応じて、地上波、衛星放送、ケーブル放送など、各種のテレビ放送を受信することが可能であり、選択したチャンネルと音量の映像信号と音声信号を出力する。本実施形態では、テレビ放送を受信できるテレビジョンを対象として説明しているが、受信機能がなく、接続映像機器からの映像を入力するものにおいても適用可能である。受信できる放送波も限定されるものではなく、地上波のみ、衛星放送のみ、ケーブル放送のみというものであってもよい。

画質調整回路１２はテレビ放送受信回路から出力される映像信号の画質を調整する。画質の調整には輝度の調整も含んでおり、ブライトネス、コントラストも輝度の一概念である。また、近年の透過型表示器はその表示素子の画素数も様々であり、画質調整回路１２は画素数の変換、シャープネスの調整、ガンマ補正、色合いの補正といった様々な画質調整を行う。
画質調整回路１２は、映像信号を入力してその画質の処理を行う画質処理回路１２ａと、画質調整された映像信号に基づいて映像の中の個々の画素に対応する輝度を検出する映像輝度検出回路１２ｂと、映像信号における輝度に対してオフセットを加えるオフセット加算回路１２ｃ（輝度制御手段）と、周囲光の照度を検出する光センサ１２ｄ（周囲光検出手段）と、上記光センサ１２ｄと上記映像輝度検出回路１２ｂの検出結果に基づいて上記画質処理回路１２ａと上記オフセット加算回路１２ｃとを制御する制御回路としてのＣＰＵ１２ｅ（反射光輝度決定手段、黒塊検出手段、写り込み防止制御手段）とを有している。

駆動回路１４は、画質調整回路１２を経て画素数の変換および画質の調整が行われた映像信号に基づいて表示器である液晶表示パネル（ＬＣＤパネル）１５を駆動する回路である。駆動手法は様々なものがあるが、本発明では一般的な手法が適用可能である。
液晶表示パネル１５は、バックライトを有するとともに透過光を制御して映像を表示する表示器である。液晶表示パネル１５は、その表示面にマトリックス状に配置された個々の要素（画素）を有しており、同要素の組み合わせによりその集合を構成することによって文字を含む各種の映像を表示する。また、その表示面は光沢面とされている。ただし、非光沢面の場合は、効果がないというわけではなく一定の効果はある。光沢面の場合には写り込み防止の効果がはっきり体験できるという意味であり、光沢面でないと効果が表れないという意味ではない。

なお、バックライトは一般的には蛍光管が主流であるが、ＬＥＤも利用され始めている。いずれのものであってもよい。
次に、写り込み防止の手法について図２と図３を参照して説明する。
図２は、テレビジョンにおける写り込みを防止するためにＣＰＵ１２ｅが実行するフローチャートであり、図３は写り込みを防止するために輝度を変更する前後のグラフである。
ステップ１では、ＣＰＵ１２ｅは光センサ１２ｄの出力を入力する。光センサ１２ｄはテレビジョンの周囲光の照度を検出している。

予め、設計時に、光センサ１２ｄの出力と、液晶表示パネル１５の表面での反射光の輝度との関係を調べておく。本来、表示面で反射する実際の輝度は被写体によっても異なる。しかし、目安としては液晶表示パネル１５の表面で写り込みが生じる輝度こそが反射輝度であるから、写り込み消える映像レベルを周囲光の輝度として測定しておいても良い。調べておいた両者の関係はＣＰＵ１２ｅあるいは画質調整回路１２内に備えられた不揮発性の記憶領域に記憶しておく。

ステップ２では、ＣＰＵ１２ｅは反射輝度を決定する。ＣＰＵ１２ｅは、光センサ１２ｄの出力を予め調べられている関係と対比し、現時点での周囲光の照度が反射光輝度としてどの程度の照度になっているのか決定する。なお、光センサ１２ｄ自身が周囲光検出手段に相当し、ステップ１とステップ２とが反射光輝度決定手段に相当する。
ステップ３ではＣＰＵ１２ｅは映像信号の輝度を入力する。映像輝度検出回路１２ｂは画質処理回路１２ａで画質処理された映像信号を入力しており、この映像信号における映像レベルをＣＰＵ１２ｅに出力し、同ＣＰＵ１２ｅが映像レベルから輝度を決定する。

映像レベルと輝度との関係は、予め調べておく。すなわち、液晶表示パネル１５へ出力する映像レベル（全画素同レベルとする）と、同液晶表示パネル１５で表示される輝度との関係を調べ、両者の関係をＣＰＵ１２ｅあるいは画質調整回路１２内に備えられた不揮発性の記憶領域に記憶しておく。
従って、この関係を利用してＣＰＵ１２ｅは映像レベルから輝度を決定する。なお、この実施形態では、ＣＰＵ１２ｅが映像レベルから輝度への変換を行なっているが、上記関係を映像輝度検出回路１２ｂ内に記憶しておき、映像輝度検出回路１２ｂ自身が変換を行い、変換結果である輝度をＣＰＵ１２ｅに出力しても良い。

ステップ４では、反射光輝度と映像の輝度からオフセット条件が成立しているか判断する。オフセット条件は、「反射光輝度を下回る輝度になる画素が連続して全体の半分以上を占める」か否かである。
周囲の映像が反射光として表示面に写り込むのは、映像の明るさが反射光輝度よりも低い部分と考えられる。これは、「各画素の輝度が反射光輝度を下回る」か否かに相当する。
また、「各画素の輝度が反射光輝度を下回る」としても、明るい画素に囲まれた一つの画素が暗いからといって写り込みが生じることはないと考えられる。従って、「かかる画素が連続して」いる（表示面上には黒い塊まりのように見える）か否かが写り込みの判断のさらなる条件となる。

ただし、このような黒い塊まりがあったとしても、「写り込み映像によって現実に引き戻される」ように感じたり「臨場感が損なわれる」と言えるのは、ある程度、そのような黒い塊まりが大きいことが必要である。その大きさには個人差等もあるが、本実施形態においては、「全体の半分以上を占める」か否かを判断の基準とした。
この基準は必ずしも固定的である必要はなく、ユーザの好みによって変更できるようにしても良い。また、周囲光の照度に連動して上げ下げすることも可能である。

なお、ステップ３とステップ４は、「映像輝度検出回路１２ｂの検出結果に基づいて個々の画素に対応する輝度が上記反射光輝度以下となる画素が連続して全体の画素数の半分以上存在するときに所定の条件が成立した」か否かを判断しているので、黒塊検出手段に相当する。
次に、ステップ５では、以上のようなオフセット条件が成立しているか否かの判断結果に応じて、処理を分岐する。
条件が成立している場合は、ステップ６にて「オフセット分量を決定」し、ステップ７にて「オフセット加算」を行なう。

図３はオフセット加算で輝度が上昇する様子を示している。光センサ１２ｄでの検出結果によって反射光輝度が決定され、映像レベルから算出される表示面での輝度が同反射光輝度を下回るか否かが判断された（図中では、映像レベルから算出される表示面での輝度が同反射光輝度と一致するときに同映像レベルをＲとして示している）。そして、黒い塊まりがあったと判断されたので、反射光輝度を下回らないように反射光輝度の分だけ底上げするという処理である。

従って、ステップ６で決定されるオフセット分量は、この例では反射光輝度であり、ステップ７ではＣＰＵ１２ｅが同オフセット分量をオフセット加算回路１２ｃにて加算させるように制御する。
この結果、図３に示すように映像信号のレベルが最も小さいものでも反射光輝度分のオフセットが加算されることになる。オフセットを上げれば一般的にはブライトネスが上がることに相当する。このようにして反射光輝度を下回らないように反射光輝度の分だけ底上げされ、写り込みを防止できる。

なお、オフセット条件の成立の有無を判定し、その結果に応じてオフセットを加算するという意味で、ステップ４とステップ５とが写り込み防止制御手段に相当し、ステップ６とステップ７とで輝度制御手段に相当している。
一方、上記オフセット条件が成立しない場合や、いったん、オフセット条件が成立した後で同条件が成立しなくなる場合がある。この場合は、ステップ８にてオフセット加算のリセットを行う。具体的にはオフセット分量を「０」としてオフセット加算回路１２ｃにセットする。すると、オフセット加算回路１２ｃは輝度の底上げを停止することになる。

以上、Ｒ以下の映像レベルの画素が連続して全体の画素数の半分以上存在するとき、映像レベルにオフセットを加え、存在しないときはオフセットを加えなくする。
ところで、上述した例では輝度の底上げをしている。一般的には輝度が高い領域で、さらに輝度を少し上げたとしても全体として受ける感じはさほど変わらない。
しかし、全体としての映像レベルをあまり変更したくないユーザもいる。このようなユーザに受け入れられる写り込み防止の変形例を以下に説明する。

図４は変形例にかかる輝度の変更の前後のグラフである。
この例では、オフセット条件が成立したときの輝度の全体的な底上げは行わず、反射光輝度よりも低い輝度の画素だけについて、その輝度を上げている。オフセット分量を決定してオフセット加算回路１２ｃにセットするステップ６とステップ７の処理に代え、映像レベルＲ以下の画素については、その映像レベルをγ変換して、上に凸となるカーブとさせる。この結果、輝度は全体的に増幅されることになり、反射光輝度よりも小さい画素の面積が狭められる。この結果、写り込みは防止させる。むろん、変換するカーブはγ変換に限られるものではなく、結果的に輝度が増幅されて、反射光輝度よりも小さい画素の面積が狭められればよい。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

１１…テレビ放送受信回路、１２…画質調整回路、１２ａ…画質処理回路、１２ｂ…映像輝度検出回路、１２ｃ…オフセット加算回路、１２ｄ…光センサ、１２ｅ…ＣＰＵ、１４…駆動回路、１５…液晶表示パネル（ＬＣＤパネル）。

Claims (5)

1. 表示面にマトリックス状に配置された個々の要素を有する映像表示装置であって、
   周囲光の照度を検出する周囲光検出手段と、
   上記周囲光検出手段で検出される照度に応じて反射光輝度を決定する反射光輝度決定手段と、
   上記反射光輝度に対応した所定輝度を基準として、上記表示面に表示される映像の中に所定の大きさよりも大きい上記所定輝度以下の画素が連続する領域があるか否かを検出する手段と、
   上記表示面での表示の明るさを制御する輝度制御手段と、
   上記所定輝度以下の画素が連続する領域が検出された場合に、上記輝度制御手段で当該所定輝度以下の画素が連続する領域を含めて表示の輝度を上げる写り込み防止制御手段を具備することを特徴とする映像表示装置。
2. 上記写り込み防止制御手段は、表示する映像の輝度を全体的に底上げすることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 上記写り込み防止制御手段は、上記所定輝度以下の画素が連続する領域だけ輝度を上げることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
4. 上記所定輝度以下の画素が連続する領域があるか否かを検出する手段は、上記個々の要素に対応する映像レベルが上記反射光輝度以下となる画素が連続して全体の画素数の半分以上存在するとき、上記所定輝度以下の画素が連続する領域を検出したと判断することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の映像表示装置。
5. テレビ放送を受信して映像信号と音声信号を出力するテレビ放送受信回路と、
   上記映像信号を入力して輝度を含む所定の画質調整を行う画質調整回路と、
   表示面にマトリックス状に配置された個々の要素を有して映像を表示する液晶表示パネルと、
   画質調整された上記映像信号に基づいて上記液晶表示パネルを駆動して上記映像を表示させる駆動回路とを具備するテレビジョンであって、
   上記画質調整回路は、
   映像信号を入力してその画質の処理を行う画質処理回路と、画質調整された映像信号に基づいて映像の中の個々の画素に対応する輝度を検出する映像輝度検出回路と、映像信号における輝度に対してオフセットを加えるオフセット加算回路と、周囲光の照度を検出する光センサと、上記光センサと上記映像輝度検出回路の検出結果に基づいて上記画質処理回路と上記オフセット加算回路とを制御する制御回路とを有し、
   上記光センサは、周囲光の照度を検出し、
   上記制御回路は、上記光センサで検出される照度に応じて反射光輝度を決定するとともに、上記映像輝度検出回路の検出結果に基づいて個々の画素に対応する輝度が上記反射光輝度以下となる画素が連続して全体の画素数の半分以上存在するときに所定の条件が成立したと判断し、上記オフセット加算回路にて上記表示面で表示する映像の輝度を全体的に底上げ制御することを特徴とするテレビジョン。

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