JP5404371B2 - 映像表示装置及びその制御方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、映像を表示する映像表示領域以外の領域を照明装置として使用する映像表示装置に係わる。

ディスプレイは発光素子であるので、ディスプレイを照明として利用することが考えられる。ディスプレイを照明として使用する製品として、例えば、非特許文献１が掲示しているＫｙｏｕｅｉ ｄｅｓｉｇｎ社の「ＣＯＬＯＲ ＬＩＧＨＴ」が挙げられる。ただし、この「ＣＯＬＯＲ ＬＩＧＨＴ」は、ディスプレイを照明としてのみ使用する。

近年、ＬＥＤアレイによる大型ディスプレイ、低価格有機ＥＬ、ガラスチューブとフィルム電極を用いた大型プラズマディスプレイなどが開発され、部屋内の壁面を大型ディスプレイで構成する事が現実的になりつつある。また、一方、ＬＥＤ、有機ＥＬなどは、その発光効率の良さから、白熱電球に代わり、部屋内照明の一手段として使われつつある。また、ディスプレイを用い映像を鑑賞する場合には、室内の照明を暗く設定する事は、特に映画の鑑賞時などには一般的におこなわれている。

上記を背景とし、ＬＥＤ、有機ＥＬなどで実現された大型のディスプレイを映像表示と照明に兼用するアイディアが提案されている。ディスプレイで室内を照明しながら、映像を鑑賞する場合には、ディスプレイの一部に映像を表示すると同時に、その周囲部を用いて室内を照明する使用形態となる。

特開平０６−１６０８４５号公報

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｙｏｕｅｉ−ｌｔｄ．ｃｏ．ｊｐ／

しかし、ディスプレイを同時に映像表示と照明の用途に使用すると以下に述べるような課題が生じる。図２にディスプレイを同時に映像表示と照明の用途に使用する例を示す。図２において、表示面３１上に映像表示領域３２と照明領域３３が存在する。映像表示領域３２に映像を表示し、それ以外の領域である照明領域３３を用いて部屋内を照明する。

人の視覚特性は、瞳孔を開閉し輝度差を最も良く感じることができる領域を、より明るく発光する領域に合わせる。したがって、図２において、照明領域３３が常に映像表示領域３２より明るく発光すると、人の視覚特性により、瞳孔を開閉し輝度差を最も良く感じることができる領域を照明領域３３に合わせてしまう。そのため、映像表示領域３２の輝度差が判別できなくなってしまう。その結果、映像を好適に鑑賞できない、あるいは映像から得るべき必要な情報が得られない、という課題があった。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、好適な映像表示と部屋内照明を同時に実現することを目的とする。

上述の問題点を解決するため、本発明の画像表示装置は以下の構成を備える。すなわち、映像を表示する映像表示領域以外の領域を照明装置として使用する映像表示装置であって、前記映像表示領域の周囲に、映像表示領域としても照明装置としても使用しない表示枠を形成する手段と、前記映像表示領域と前記形成した表示枠を合成する手段と、前記照明装置として使用する領域の動作を制御する手段と、前記表示枠と合成した映像表示領域と前記照明装置として使用する領域を合成する手段とを具備したことを特徴とする。

表示枠の作用により、好適な映像表示と部屋内照明を同時に実現することが可能となる。

さらに、映像表示領域の大きさを検出することにより、表示枠の幅を手動で調整する手間を省くことが可能になる。また、視聴者までの距離を検出することにより、表示枠の幅を手動で調整する手間を省くことが可能になる。また、表示する映像の内容を事前に検出する事により、映像の内容に合わせた表示枠の幅を手動で調整する手間を省くことができる。また、照明領域の輝度を検出する事により、表示枠の幅を手動で調整する手間を省くことができる。

その上、部屋内の明るさと表示枠の幅を検出することにより、部屋内照度を一定に保つために照明領域の照度を手動で調整する手間を省く事ができる。

また、ディスプレイ装置を照明にも兼用する本質的な利点として、ディスプレイと照明装置を別に設ける場合に比較し、低消費電力化、低価格化、利便性の向上などの効果がある。

実施形態１の画像表示装置を示す図 本発明が解決する課題を示す図 映像表示領域、照明領域および表示枠の関係を示す一実施例 表示枠形成手順のフローチャート 視聴者までの距離、映像表示領域３２の大きさと表示枠の幅の関係を示す図 実施形態２の画像表示装置を示す図 表示枠形成部１１が有する表示枠形成方法の一覧 照明領域制御部１３による映像表示領域３２と表示枠３４を設定したことで生じた部屋の照度低下を補償する方法の一覧 実施形態３に対応する画像表示装置のハードウェア構成の一例を示す図

以下、添付の図面を参照して、本願発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

＜実施形態１＞
まず、本発明に係わる映像表示装置の機能を説明する。本発明に係わる映像表示装置は、部屋の壁とほぼ同じ大きさの表示面を有し、当該表示面を室内照明と映像表示に使用する。映像を表示していない時、当該表示面は全領域あるいは一部の領域を照明領域に充て、側方照明装置として発明に係わる映像表示装置を使用する。映像を表示する時は、当該表示面に、映像表示領域を設定し当該映像表示領域に映像を表示する。映像表示領域以外の領域は、その全てあるいは一部を照明領域に充て側方照明装置として使用する。図３に、本発明に係わる映像表示装置の、表示面３１、映像表示領域３２、照明領域３３および表示枠３４の関係の一実施例を示す。ここで、表示枠３４は、映像表示領域３２の周囲に設定した、映像表示領域にも照明領域にも使用しない部分である。表示枠３４は、低輝度で発光するか、もしくは発光しない。

図１は実施形態１の画像表示装置を示す図である。本発明に係わる映像表示装置は、表示枠形成部１１、表示枠合成部１２、照明領域制御部１３、および領域合成部１４を少なくとも有している。

表示枠形成部１１の詳細を説明する。表示枠形成部１１は、入力映像１０１および表示枠形成部１１が測定・計測する諸元を基に、表示枠情報１０２を算出し、出力する。この表示枠情報１０２は、表示枠の幅（ｒ）を少なくとも含む。

表示枠形成部１１が有する表示枠形成方法を図７に示す。図７には、方法Ａから方法Ｅの５種類の表示枠形成方法を挙げている。勿論、表示枠形成方法を図７に挙げた方法に限定するものではない。

方法Ａは、入力映像１０１や本発明に係わる表示装置周囲の環境に依存せず、表示枠の幅（ｒ）は固定である。常に固定値の表示枠の幅（ｒ）を表示枠情報１０２に出力する。

方法Ｂは、表示枠の幅（ｒ）を映像表示領域３２の大きさ（ｗ）に依存して算出する。映像表示領域３２の大きさ（ｗ）と表示枠の幅（ｒ）の間には、ｗが増加するとｒは減少するという関係がある。

しかし、映像表示領域３２の大きさ（ｗ）と最適な表示枠の幅（ｒ）の関係は、表示面３１の大きさや最大輝度により異なり、一意ではない。そこで、予め複数の映像表示領域３２の大きさ（ｗ）ごとに、表示枠（ｒ）の大きさを変化させ、最も見やすい表示枠（ｒ）の大きさを求めておく。この結果から、映像表示領域３２の大きさ（ｗ）と最適な表示枠の幅（ｒ）の関係を表す関数ｆ（ｗ）を求める。

そして、方法Ｂを選択したときには、この関数ｆ（ｗ）を用いて、表示枠の幅（ｒ）を算出し、表示枠情報１０２に出力する。

方法Ｃは、映像表示領域３２が人間の視野より小さい場合、その差分領域を表示枠３４で埋めるように、表表示枠の幅（ｒ）を算出する。図５に、視聴者までの距離（ｄ）、映像表示領域３２の大きさ（ｗ）、表示枠の幅（ｒ）と人間の視野角θの関係を示す。図５に示すように、方法Ｃにおいて、表示枠の幅（ｒ）を算出するためには、視聴者までの距離（ｄ）、映像表示領域３２の大きさ（ｗ）と人間の視野角θが必要である。このうち、人間の視野角θは１２０度の固定値を使用する。勿論、視野角を１２０度に限定するものではない。

方法Ｃを選択したときには、測定・計測した視聴者までの距離（ｄ）と映像表示領域３２の大きさ（ｗ）から以下式（１）を用いて、表示枠の幅（ｒ）を算出し、表示枠情報１０２に出力する。

方法Ｄは、映像の内容（ｃ）に依存して表示枠の幅（ｒ）を算出する。しかし、映像の内容（ｃ）と最適な表示枠の幅（ｒ）の関係は、表示面３１の大きさや最大輝度により異なり、一意ではない。そこで、予め映像の内容（ｃ）ごとに、表示枠（ｒ）の大きさを変化させ、最も見やすい表示枠（ｒ）の大きさを求め、対応表の形にしておく。そして、方法Ｄを選択したときには、この対応表を参照して、表示枠の幅（ｒ）を算出し、表示枠情報１０２に出力する。

方法Ｅは、照明領域の輝度（ｌ）に依存して表示枠の幅（ｒ）を算出する。照明領域の輝度（ｌ）と表示枠の幅（ｒ）の間には、ｌが増加するとｒは増加するという関係がある。

しかし、照明領域の輝度（ｌ）と最適な表示枠の幅（ｒ）の関係は、表示面３１の大きさや最大輝度により異なり、一意ではない。そこで、予め複数の照明領域の輝度（ｌ）ごとに、表示枠（ｒ）の大きさを変化させ、最も見やすい表示枠（ｒ）の大きさを求めておく。この結果から、照明領域の輝度（ｌ）と最適な表示枠の幅（ｒ）の関係を表す関数ｇ（ｌ）を求める。

そして、方法Ｅを選択したときには、この関数ｇ（ｌ）を用いて、表示枠の幅（ｒ）を算出し、表示枠情報１０２に出力する。

表示枠３４を設定すると、その面積だけ照明領域３３の面積が減少し、照度が低下する。しかし、表示枠３４の面積は表示面３１の面積に比較して小さく、そのため照度の低下も無視できる。よって、方法Ｅを選択しても照度の補正は実施しないとする。勿論、照度の補正の実施を妨げるものではない。

本発明は、測定・計測する諸元の測定・計測手段に依存したものではない。したがって、公知の技術を用いて、各諸元を測定・計測してよい。例えば、視聴者までの距離（ｄ）を測定・計測する手段として、表示装置のリモートコントローラに応答器を設けておき、表示装置から信号を送信し応答器が応答した信号を表示装置が受信するまでの時間から求める手段が使用できる。また、照明領域の輝度（ｌ）の測定・計測には、本発明に係わる映像表示装置が設置された部屋の各所に光センサを設置し、その光センサで照明領域の輝度を測定・計測する手段が使用できる。勿論、各諸元の測定・計測手段を上記例に限定するものではない。

図４に、表示枠形成部１１が表示枠情報１０２を形成するフローチャートを示す。図４を使用して、表示枠形成部１１が表示枠情報１０２を形成する手順を説明する。

ステップＳ００１で、表示枠形成に使用する方法を視聴者が選択する。選択部は、例えば、表示装置のリモートコントローラの使用が挙げられる。勿論、選択部をリモートコントローラの使用に限定するものではない。ステップＳ００１で表示枠形成に使用する方法を選択したならば、ステップＳ００２で、選択した表示枠形成方法が使用する枠形成に必要な情報を測定・計測する。

ステップＳ００３で、選択した表示枠形成方法を用いて表示枠の幅（ｒ）を決定し、ステップＳ００４で表示枠情報１０２として出力する。

次に、表示枠合成部１２の動作を説明する。表示枠合成部１２は、表示枠形成部１１で形成した表示枠情報１０２を用いて、形成した表示枠と映像を合成する。合成する映像は、映像処理済みの映像である。

表示枠の幅（ｒ）の表示枠を形成できないならば、表示枠合成部１２は次のように動作する。まず、表示枠の幅（ｒ）の表示枠を形成できない例として、映像表示領域３２の下辺と表示面３１の下辺との間隔が、表示枠の幅（ｒ）未満の場合を取り上げる。この例を用いて、表示枠合成部１２の動作を説明する。このとき、映像表示領域３２の周囲に、ｒの幅を持つ表示枠を形成することはできない。そこで、上辺、左辺および右辺はｒの幅を持ち、表示枠の下辺の幅は映像表示領域３２の下辺と表示面３１の下辺との間隔とする表示枠を形成する。

照明領域制御部１３は、照明領域３３の照度を制御する照明領域制御信号１０４を生成する。使用者が、照明領域３３を点灯し、あるいは消灯する操作、あるいは、照明領域３３の照度を変える操作は、この照明領域制御部１３が処理する。勿論、照明領域制御部１３の処理を上記例に限定するものではない。照明領域制御信号１０４の仕様は表示装置の仕様に依存する。ただし、少なくとも照明領域制御信号１０４は表示面３１を照明装置として使用するのに必要な情報を含む。

領域合成部１４は、表示枠合成部の出力１０３と照明領域制御信号１０４から、表示装置の入力１０５を生成する。このとき、表示枠合成部の出力１０３が示す、表示枠附きの映像表示領域を、照明領域３３に優先させて、表示装置の入力１０５を生成する。

＜実施形態２＞
次に本発明に係わる映像表示装置の実施形態２を説明する。今、映像表示領域３２と表示枠３４を設定し、図３に示す状態になったとする。

図６は本発明の実施形態２を示す図である。実施形態１に対して、本発明に係わる表示装置を設置した部屋の照度を計測する照度センサ２１を加えている。さらに、照明領域制御部１３に、照度センサの出力１０６と表示枠情報１０２を加えている。

本発明は、照度センサ２１に依存したものではない。したがって、公知の技術で照度センサ２１を構成してよい。例えば、フォトダイオードを用いて、照度センサ２１を構成することが可能である。また、本発明は、照度センサ２１の個数や配置に依存したものではない。したがって、発明に係わる表示装置を設置した部屋の照度が計測できれば、照度センサ２１はどのように配置してもよい。

次に、本実施形態における照明領域制御部１３の詳細を説明する。照明領域制御部１３は、映像表示領域３２と表示枠３４を設定したことで生じた部屋の照度低下を補償する方法を図８に示す。勿論、図８に示す補償方法に限定するものではない。

照明領域の単位面積あたりの輝度（ｌｕ）は、予め測定するか、あるいは仕様から算出しておく。映像表示領域３２と表示枠３４の面積（ｉａ）は、表示枠情報１０２から求める。映像表示領域３２と表示枠３４設定後の照明領域の面積をｌａとする。ｌａは、映像表示領域３２と表示枠３４設定前の照明領域の面積から、映像表示領域３２と表示枠３４の面積（ｉａ）を減算すればよい。したがって、ｎ組の映像表示領域３２と表示枠３４が設定されている場合の照明領域の面積（ｌａ）は、以下式（２）で表される。以下式（２）において、ｌａ０は表示面の面積、ｉａ（ｋ）は、ｋ組目の映像表示領域３２と表示枠３４の面積である。

また、映像表示領域３２と表示枠３４設定前の部屋の照度をｉ０とし、映像表示領域３２と表示枠３４設定後の部屋の照度をｉ１とする。

方式Ａでは、映像表示領域３２と表示枠３４を設定したことで減少する発光量（ｌｕ ＊ ｉａ）を、照明領域３３に均等に割り当てる。したがって、照明領域３３の単位面積あたり、以下式（３）に示す発光量を増加させる。
（ｌｕ＊ｉａ）／ｌａ ・・・（３）
方式Ｂは、映像表示領域３２と表示枠３４の設定前後で、照度センサの出力１０６から求めた部屋の照度が同じになるように、照明領域３３を制御する。本発明は、制御理論に依存したものではない。したがって、既存の制御理論を用いて方式Ｂを構成可能である。

方式Ｃは、方式Ａと方式Ｂを合わせて使用する。輝度の低下量は、映像表示領域３２と表示枠３４の面積から容易に判明する。そこで、まず方式Ａを適用して、部屋の照度を同じにする。しかし、経時劣化や、本発明に係わる映像表示装置を設置した部屋の特性に因り、誤差が生じることがある。この誤差を方式Ｂで補償する。

図８に示す３方式全てを、本実施形態に係わる照明領域制御部１３が実装する必要はない。方式Ａのみ実装する場合、照度センサ２１は不要である。また、方式Ｂのみ実装する場合、照明領域制御部１３に表示枠情報１０２の入力は不要である。

＜実施形態３＞
図１、図６に示したそれぞれの装置が有する各部は全てハードウェアでもって構成しているものとして上記実施形態では説明した。しかし各部をコンピュータプログラムでもって構成しても良い。この場合、このようなコンピュータプログラムを格納するためのメモリと、このメモリに格納されているコンピュータプログラムを実行するＣＰＵとを有するコンピュータは、上記各実施形態に係る画像表示装置に適用することができる。

図９は、上記各実施形態に係る画像処理装置に適用可能なコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。

ＣＰＵ９０１は、ＲＡＭ９０２やＲＯＭ９０３に格納されているコンピュータプログラムやデータを用いてコンピュータ全体の制御を行うと共に、上記各実施形態に係る画像処理装置が行うものとして上述した各処理を実行する。即ち、ＣＰＵ９０１は、図１、図６の１１〜１４として機能することになる。

ＲＡＭ９０２は、外部記憶装置９０６からロードされたコンピュータプログラムやデータ、Ｉ／Ｆ（インターフェース）９０９を介して外部から取得したデータなどを一時的に記憶するためのエリアを有する。更に、ＲＡＭ９０２は、ＣＰＵ９０１が各種の処理を実行する際に用いるワークエリアを有する。即ち、ＲＡＭ９０２は、例えば、フレームメモリとして割当てたり、その他の各種のエリアを適宜提供することができる。

ＲＯＭ９０３には、本コンピュータの設定データや、ブートプログラムなどが格納されている。操作部９０４は、キーボードやマウスなどにより構成されており、本コンピュータのユーザが操作することで、各種の指示をＣＰＵ９０１に対して入力することができる。表示部９０５は、ＣＰＵ９０１による処理結果を表示する。また表示部９０５は例えば液晶ディスプレイのようなホールド型の表示装置や、フィールドエミッションタイプの表示装置のようなインパルス型の表示装置で構成される。

外部記憶装置９０６は、ハードディスクドライブ装置に代表される、大容量情報記憶装置である。外部記憶装置９０６には、ＯＳ（オペレーティングシステム）や、図１、図６に示した各部の機能及び図４に示したフローをＣＰＵ９０１に実現させるためのコンピュータプログラムが保存されている。更には、外部記憶装置９０６には、処理対象としての各画像データが保存されていても良い。

外部記憶装置９０６に保存されているコンピュータプログラムやデータは、ＣＰＵ９０１による制御に従って適宜ＲＡＭ９０２にロードされ、ＣＰＵ９０１による処理対象となる。Ｉ／Ｆ９０７には、ＬＡＮやインターネット等のネットワーク、他の機器を接続することができ、本コンピュータはこのＩ／Ｆ９０７を介して様々な情報を取得したり、送出したりすることができる。９０８は上述の各部を繋ぐバスである。

上述の構成からなる作動は前述のフローチャートで説明した作動をＣＰＵ９０１が中心となって行う。

＜その他の実施形態＞
また、本発明の目的は、前述した機能を実現するコンピュータプログラムのコードを記録した記憶媒体を、システムに供給し、そのシステムがコンピュータプログラムのコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムのコード自体が前述した実施形態の機能を実現し、そのコンピュータプログラムのコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。また、そのプログラムのコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。

さらに、以下の形態で実現しても構わない。すなわち、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。そして、そのコンピュータプログラムのコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行って、前述した機能が実現される場合も含まれる。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するコンピュータプログラムのコードが格納されることになる。

Claims (4)

1. 映像を表示する映像表示領域以外の領域を照明装置として使用する映像表示装置であって、
   前記映像表示領域の周囲に、映像表示領域としても照明装置としても使用しない表示枠を形成する手段と、
   前記映像表示領域と前記形成した表示枠を合成する手段と、
   前記照明装置として使用する領域の動作を制御する手段と、
   前記表示枠と合成した映像表示領域と、照明装置として使用する領域を合成する手段とを
   具備したことを特徴とする映像表示装置。
2. 前記映像表示装置は更に、
   前記表示枠と合成した映像表示領域を表示することで生じる照度の低下を補償する手段を具備することを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
3. 映像を表示する映像表示領域以外の領域を照明装置として使用する映像表示装置の制御方法であって、
   前記映像表示領域の周囲に、映像表示領域としても照明装置としても使用しない表示枠を形成する工程と、
   前記映像表示領域と前記形成した表示枠を合成する工程と、
   前記照明装置として使用する領域の動作を制御する工程と、
   前記表示枠と合成した映像表示領域と、前記照明装置として使用する領域を合成する工程とを
   具備したことを特徴とする映像表示装置の制御方法。
4. コンピュータが読み出して実行することにより、前記コンピュータを、請求項１乃至２のいずれか１項に記載の画像表示装置として機能させることを特徴とするプログラム。

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