JP2010092692A

JP2010092692A - 照明装置

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Publication number: JP2010092692A
Application number: JP2008260983A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kaneko; 毅金子
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2010-04-22

Abstract

【課題】快適で臨場感を高めた視聴環境を実現することができる照明装置を提供する。
【解決手段】映像データ入力部５４は、画像表示装置から画像フレームを構成する各画素の色情報としてのＲＧＢ信号を取得する。色差算出部５５は、撮像時点の異なる２つのフレーム間で、各画素の色差を算出する。画素特定部５６は、色差算出部５５で算出した色差が所定の色差閾値より小さい画素を特定する。色度算出部５７は、色差が色差閾値より小さい各画素の色情報としてのＬ^*、ａ^*、ｂ^*を用いて、Ｌ^*、ａ^*、ｂ^*それぞれの平均値を算出し、算出した平均値を用いてＲＧＢ値に変換して色度を算出する。光色制御部５１２は、色度算出部５７で算出した色度を用いて光源部２、３の光色を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像表示装置等の機器が設置された室内で当該機器の周辺の照明を行う照明装置に関する。

近年、液晶表示装置やＥＬ（Electroluminescence）表示装置等の画像表示装置の高性
能化及びデジタル放送技術の進展による放送配信技術の発達により、高品質な映像を観賞することができる環境が整備されつつある。また、一方で、映画等の映像を鑑賞する場合に、快適性や心地よさ、あるいは、臨場感・迫力・活動性などを高めるために画像表示装置が設置された室内の照明を制御する方法が研究されている。

例えば、カラーテレビ画像の三色信号及び輝度信号を取り出し、画像毎の三色信号を積分して色信号を求めるとともに、画像毎の輝度信号から平均輝度を求め、色信号と輝度信号とから照明光源の適正混光照度比を算出する。そして、算出した適正混光により映像の観賞に有効な照明光を瞬時に実現することができる光色可変形照明装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開平２−１５８０９４号公報

しかしながら、特許文献１の照明装置にあっては、カラーテレビの画面に映し出された画像全体の平均色を用いて光源の光色を制御するので、仮に画面内で人や物体の映像が頻繁に移り変るような場合には、照明の光色も頻繁に変化することになり、観賞者にとっては、映像が見辛い、目が疲れるなどの問題があった。また、画像毎、すなわち、１フレーム単位の画像だけで照明の光色を設定しているので、フレーム間で平均色が変動した場合には、照明のチラツキが生じ、不快感を与えるという問題もあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、快適で臨場感を高めた視聴環境を実現することができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照明装置は、光源を備え、画像表示装置の周辺を照明するための照明装置において、光源の光色を制御する光色制御手段と、前記画像表示装置で表示される動画像の動きの少ない領域の色度を算出する色度算出手段とを備え、前記光色制御手段は、前記色度算出手段で算出した色度に応じて光源の光色を制御するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、前記画像表示装置で表示される動画像の画像データを取得する取得手段を備え、前記色度算出手段は、前記取得手段で取得した画像データを用いて、異なるフレームの画像を構成する各画素の色差の小さい領域を動画像の動きの少ない領域として色度を算出するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、異なるフレームの画像を構成する各画素の色情報を用いて、該各画素の色差を算出する色差算出手段と、該色差算出手段で算出した色差が所定の色差閾値より小さい画素を特定する特定手段とを備え、前記色度算出手段は、前記特定手段で特定した画素の色情報を用いて色度を算出するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、前記光源の光量を制御する光量制御手段を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、照明装置は、画像表示装置で表示される動画像の動きの少ない領域の色度を算出し、算出した色度に応じて光源の光色を制御する。動画像は、例えば、１秒間に３０フレームの画像が順次表示される場合や、静止画像が比較的長い時間間隔（例えば、１秒間に２回など）で表示されるような場合を含む。また、動画像の動きの少ない領域は、背景画像に限定されず、例えば、画像表示装置の画面内を移動する人や物体の背景部分、画面内で背景が移動している場合に手前で静止している人や物体などの部分である。算出した色度が、比較的大きい場合、光源の光色を色度に応じて寒色系の色に変化させ、算出した色度が、比較的小さい場合には、光源の光色を色度に応じて暖色系の色に変化させる。これにより、画面内を人や物体の映像が頻繁に移り変るような場合であっても、光源の光色が頻繁に変化することを抑制し、快適性や心地よさを保つことができる。また、光源の光色は、画像の色度を用いて制御するので、観賞者から見た画面周辺の光色と画面の色度とに一体感を持たせることができ、臨場感・迫力・活動性の高い視聴環境を実現することができる。

本発明にあっては、照明装置は、動画像の画像データを取得し、取得した画像データを用いて、異なるフレームの画像を構成する各画素の色差の小さい領域を動画像の動きの少ない領域として色度を算出する。これにより、画面内の占有面積が比較的小さい人や物体の映像が高速で移動するような場合であっても、移動する人や物体の映像により光源の光色が頻繁に変化する事態を抑制して、照明のチラツキを防止し、快適性や心地よさを向上させることができる。また、映像場面が異なる場面（シーン）に変化するような場合には、最小限の遅延時間（例えば、１フレーム相当の時間）の後、場面が変化した後の画面内の画素の色度を用いて光源の光色を制御することができるので、大きな場面変更があった場合には、それに追随して光源の光色が変化し、臨場感・迫力・活動性を高めることができる。

本発明にあっては、照明装置は、異なるフレームの画像を構成する各画素の色情報を用いて、該各画素の色差を算出し、算出した色差が所定の色差閾値より小さい画素を特定する。そして、特定した画素の色情報を用いて色度を算出する。異なるフレームは、連続する２つのフレームを用いてもよく、あるいは、１又は複数のフレームを間引きした後の２つのフレームでもよい。画素の色情報として、例えば、ＲＧＢ信号を用い、このＲＧＢ信号をＣＩＥＬＡＢ（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）表色系に変換し（Ｌ^*は明度、ａ^*、ｂ^*は色相と彩度にかかわる量である）、Ｌ^*、ａ^*、ｂ^*を用いて色差ΔＥａｂ^*を算出する。色差ΔＥａｂ^*が所定の色差閾値（例えば、１．５）以下の画素を特定する。そして、特定した画素が有する色情報（例えば、Ｌ^*、ａ^*、ｂ^*）の平均値、中央値、あるいは最頻値などを用いてＲＧＢ信号に変換し、変換したＲＧＢ信号に応じた色度を算出する。異なるフレーム間の画素の色差を用いることにより、場面が変更される場合には、それに追随して光色を変更させて、臨場感・迫力・活動性を高めるとともに、画面内を速く移動する映像により光源の光色が頻繁に変化する事態を抑制して、照明のチラツキを防止し、快適性や心地よさを向上させることができる。

本発明にあっては、照明装置は、光源の光量を制御する光量制御手段を備える。光量の制御は、例えば、ユーザが所望の光量に設定するようにしてもよく、あるいは、光源から照射された光が反射面で反射する際に、その反射面の輝度を検出し、検出した輝度と所定の輝度閾値とを比較し、比較結果に応じて、光源の光量を制御することもできる。これにより、ユーザの所望の状態に光量を設定することができ、あるいは、所要の一定光量に設定することができ、快適性や心地よさをさらに向上させることができる。

本発明によれば、画像表示装置の映像変化に関わらず快適で臨場感を高めた視聴環境を実現することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る照明装置１００の外観斜視図であり、図２は本発明に係る照明装置１００の外観正面図である。照明装置１００は、複数の発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）が直線状に配置された光源部２、３、光源部２、３を支持するための金属製（例えば、アルミニウム）の支持部４を備えている。

支持部４は、断面形状が矩形状であって適長の長さを有し、その両端には、光源部２、３の一端を軸支する軸（不図示）を有する回動部５、６を設けてある。これにより、光源部２、３は、回動部５、６の軸回りに回動可能に構成してある。なお、回動部５、６は、光源部２、３が所望の角度で保持されるように、所定の大きさの摩擦力を有する。なお、光源部２、３を所望の角度で安定して保持するための保持機構を設けてもよい。

光源部２、３の他端には、係止部７、８を設けてある。係止部７、８は、お互いに対向する面に凹部及び凸部からなる一組の嵌合構造（図示せず）を有し、凹部と凸部が嵌合することにより、光源部２、３の他端同士を固定することができる。係止部７、８を相互に係止することにより、光源部２、３及び支持部４とで略三角形状をなすように構成することができる。なお、係止構造としては、凹部及び凸部からなる嵌合構造に限定されず、他の形状の嵌合構造でもよく、あるいは、磁石などの磁性体により係止される構造でもよい。

支持部４の略中央部には、交流電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ）を所定の直流電圧に変換するとともに、光源部２、３のＬＥＤを所要の明るさ、色合いで点灯するため、ＬＥＤに供給する電流を制御するための制御回路が組み込まれた電源制御部１０を設けてある。

支持部４の中央部から適長離隔した位置には、照明装置１００を床に設置するための脚部１２、１３を固定してある。脚部１２、１３は、それぞれ、支持部４を挟持する断面形状がコの字状の保持部１４、一端が保持部１４に固定され、取り付けた状態で支持部４と所定の角度をなして保持部１４を支持する脚本体部１５、脚本体部１５の他端に設けられ、照明装置１００が安定に立設するように適度な重さを有する安定部１６などを備えている。なお、支持部４、電源制御部１０などを覆う部材（カバー）などを設けることもできる。

また、利用者の好み、画像表示装置の大きさ、光源部２、３の床面からの高さ調節のために、脚部１２、１３の脚本体部１５が支持部４となす角度は、利用者が任意に設定できるように構成することもできる。

光源部２、３、支持部４で構成される三角形状の各頂点付近には、画像表示装置の周辺（後方）の壁面（反射面）の輝度あるいは輝度分布などを検出するための受光部９１、９２、９３を配置してある。なお、受光部９１〜９３の詳細は後述する。

なお、図１、図２では、２つの光源部２、３、及び支持部４とで三角形状を構成する例を示しているが、これに限定されるものではなく、四角形状、多角形状であってもよい。また、光源部の数は２つに限定されるものではなく、１つでもよく、あるいは、３つ以上でもよい。光源部を１つ備える場合には、例えば、直線状の光源部が画像表示装置の後方であって画像表示装置の上側縁部に沿って水平に配置されるような構成とすることができる。また、３つ以上の光源部を用いる場合には、各光源部が、略円状に配置されるように構成することができる。

図３は光源部２の構成の一例を示す説明図である。なお、光源部３も同様の構成を有するので、光源部２についてのみ説明する。光源部２は、筐体部２１、筐体部２１に収容される基板２３、基板２３に実装された複数のＬＥＤ２２などを備えている。

筐体部２１は、適長のアルミニウム製の枠体であって、一側面が開口してあり、長手方向に基板２３を収容する構成をなす。これにより、ＬＥＤ２２で発生する熱を効率よく放熱することができる。筐体部２１の開口側の断面には、基板２３の裏面が当接する傾斜面２１１と底面２１２とを有し、基板２３が傾斜面２１１に固定された状態で、基板２３の基板面が所定の角度をなすように配置される。

例えば、傾斜面２１１と底面２１２とのなす角度を略３０度とすることが好ましい。傾斜面２１１の傾斜角度が小さく、底面２１２と略同一面となる場合には、画像表示装置の後方の壁面と略平行な方向にＬＥＤ２２からの光が照射されることになり、壁面の照度（輝度）が低下する。また、傾斜面２１１の傾斜角度が大きく、底面２１２と略直角面となる場合には、画像表示装置の後方の壁面と略垂直な方向にＬＥＤ２２からの光が照射され、画像表示装置の直後方の壁面だけが照射されることになり、画像表示装置の後方周辺の壁面の照度（輝度）が低下するからである。従って、ＬＥＤ２２からの光が効率よく画像表示装置の後方の壁面に照射されるためには、適度な角度が必要となる。なお、ＬＥＤ２２から発せられる光が筐体部２１自身で遮られないように、底面２１２の高さを設定することが好ましい。

基板２３は、例えば、ガラスエポキシ基板であり、複数のＬＥＤ２２の他に、抵抗素子、コネクタ（いずれも不図示）などの実装部品を実装してある。なお、基板２３の表面であって、ＬＥＤ２２等の実装部品が実装されていない箇所は、ＬＥＤ２２から発せられる光が基板２３で吸収されないように、白色にしておくことが望ましい。

ＬＥＤ２２は、例えば、赤色（Ｒ）ＬＥＤ素子、青色（Ｂ）ＬＥＤ素子、緑色（Ｇ）ＬＥＤ素子の三色のＬＥＤ素子をパッケージした表面実装型のパッケージＬＥＤである。ＲＧＢの各ＬＥＤ素子の発光強度を制御することができ、各色のＬＥＤ素子の発光強度（輝度）を調整することによって、ＬＥＤは複数色の照射が可能である。これにより、所要の光色、光量で画像表示装置の周辺（後方の壁面など）を照明することができる。なお、ＬＥＤ２２は、ＲＧＢのＬＥＤ素子からなるパッケージＬＥＤではなく、ＲＧＢの各色のＬＥＤチップであり、光源部にＲＧＢの各色のＬＥＤチップを並べた構成でもよい。

なお、光源としてはＬＥＤに限定されるものではなく、蛍光灯又は冷陰極管等の他の光源を用いてもよい。ただし、ＬＥＤは指向性が強いので、画像表示装置の周辺の壁面を効率よく照射でき、照射方向の制御も容易である。なお、蛍光灯のように指向性が強くなく全方向に照射される光源を用いる場合には、光源部２の内部に照射された光を反射する反射部材を設けることが好ましい。

図３の例では、光源部２に１つの基板２３を収容する構成であったが、これに限定されるものではなく、２つ以上の基板を収容する構成であってもよい。仮に基板上のＬＥＤが故障した場合でも、故障したＬＥＤが実装された基板のみを交換すればよく、取り替え時のコストを低減することができる。

また、複数の基板の寸法をさらに短くし、基板同士を離隔配置することにより、光源部２、３の中央部付近に実装されるＬＥＤの数を削減することができ、照明装置全体のコストを下げることが可能である。図２に示すように、光源部２、３が三角形の２辺をなすように構成した照明装置１００の場合に、この照明装置１００を画像表示装置の後方（裏側）に配置したときには、光源部２、３の中央部付近のＬＥＤが実装されていない部分は、画像表示装置の周辺縁から離れた位置にあるため、観賞者から見て画像表示装置の画面の上側周辺及び左右周辺の壁面の照度（輝度）に対する影響は小さく、観賞者に対する間接照明の効果（臨場感）を与えるための照明環境（光環境）を十分に確保することができる。

また、ＬＥＤ２２が実装された基板２３を保護するため合成樹脂製の透明のカバーを設けてもよい。また、カバーは、ＬＥＤ２２から発せられる光を拡散させるための拡散フィルタなどを備えてもよい。これにより、指向性が高いＬＥＤ２２の光を拡散させて、画像表示装置の後方の壁面の明るさの分布をなだらかにすることができる。

図４は本発明に係る照明装置１００の設置例を示す説明図である。図４に示すように、画像表示装置の後方であって、画像表示装置と後方の壁面（反射面）との間に照明装置１００を設置する。照明装置１００が設置された状態で、光源部３は、画像表示装置の後方の壁面を照射するように構成してある。また、光源部２（不図示）も同様である。

図５は本発明に係る照明装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、照明装置１００は、上述の受光部９１〜９３、光源部２、３の他に、光源制御部５１、データ比較部５２、入力信号受信部５３、動画像の画像データの取得手段としての映像データ入力部５４、色差算出手段としての色差算出部５５、特定手段としての画素特定部５６、色度算出手段としての色度算出部５７などを備え、光源制御部５１は、光量制御手段としての光量制御部５１１、光色制御手段としての光色制御部５１２などを備えている。

受光部９１は、フォトセンサ（不図示）を備えている。フォトセンサは、少なくとも可視光波長領域に感度を有する光電変換素子、例えば、ＣｄＳセル、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの素子であり、光源部２、３のＬＥＤ２２から発せられた光が反射する反射面（壁面）の輝度を検出することができる。なお、受光部９２、９３も受光部９１と同様の構成を有する。

入力信号受信部５３は、例えば、ユーザが携帯するリモコン（不図示）が送信した入力信号を受信し、受信した入力信号を光源制御部５１へ出力する。入力信号としては、例えば、照明装置１００の照明をオン／オフするための照明オン／オフ信号、受光部９１で反射面（壁面）の輝度等を検出するか否かを制御するためセンサオン／オフ信号、照明装置１００の照明の輝度、輝度分布、色度などをユーザが所望の量に設定するための照明設定信号などを含んでいる。なお、リモコンに相当する操作部を照明装置１００本体に設ける構成として、操作部から有線で入力信号を取得するようにしてもよい。

データ比較部５２は、入力信号にセンサオン信号が含まれる場合、光源制御部５１の制御のもと、受光部９１〜９３で反射面（壁面）の輝度や輝度分布などを検出して得られた光情報Ｓと、予め記憶した光情報Ｔとを比較する。データ比較部５２は、比較結果を光源制御部５１へ出力する。光情報Ｓ、Ｔとしては、輝度や輝度分布などの情報を含む。なお、データ比較部５２に予め記憶された光情報Ｔは、理想的な壁面の前方の所定位置に画像表示装置及び照明装置を設置した場合の壁面における光情報とすることができる。

光量制御部５１１は、入力された比較結果に応じて、光源部２、３の光量を増減する。なお、この処理は、光情報Ｓと光情報Ｔとが、所定の一致条件（例えば、光情報Ｓ、Ｔの差異が所定の範囲内に入る状態）を満たすまで光源部２、３の発光の調整を繰り返すことで、様々な設置場所に対応可能な照明装置１００を実現することができる。

なお、画像表示装置が設置された環境によっては、壁面の輝度や輝度分布などが通常の場合に比べて極端に異なる状況があり、このような場合に、壁面の輝度や輝度分布などを所望の範囲内に調整することができない状況を起こり得るため、観賞者に対して何らかの警告を通知する必要がある。

映像データ入力部５４は、画像表示装置等の機器から動画像の画像データとして、例えば、所定のフレームレート（１秒間に３０フレーム）でフレームの画像を構成する各画素の色情報としてのＲＧＢ信号を取得する。なお、ＲＧＢ信号は、フレーム単位で画像表示装置から出力される。映像データ入力部５４は、取得したＲＧＢ信号をフレーム単位で色差算出部５５へ出力する。なお、動画像は、１秒間に３０フレームの画像が順次表示される場合だけでなく、静止画像が比較的長い時間間隔（例えば、１秒間に２回など）で表示されるような場合を含む。

色差算出部５５は、２フレーム分の画像メモリを備え、異なる２つのフレーム間で、各画素の色差を算出する。色差の算出は、例えば、ＲＧＢ信号をＣＩＥＬＡＢ（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）表色系に変換し（Ｌ^*は明度、ａ^*、ｂ^*は色相と彩度にかかわる量である）、変換後のＬ^*、ａ^*、ｂ^*を用いて色差ΔＥａｂ^*を算出する。ここで、色差ΔＥａｂ^*は、Ｌ^*、ａ^*、及びｂ^*をそれぞれ２乗して合計し、合計した値の２分の１乗により求めることができる。なお、色差は、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色立体の表色系に代えて、Ｌａｂ色立体の表色系で求めた値を用いてもよい。上述のように、画像メモリは２フレーム分のみのデータを備えればよいので、少ないメモリ容量で実現することができる。さらに、入力される映像データが、画素毎のデータを順次取得していくことが可能な形式（例えば、アンテナからテレビ等の画像表示装置に入力される映像信号など）の場合には、画素毎に順次データを取得して、メモリに記憶された前フレーム画像中の対応する画素データと比較していく方法が可能であり、画素毎の計算処理を行うたびに、画素毎にメモリ上の画素データを置換していくことで、画像メモリは１フレーム分のみで構成することもできる。また、色差の算出は、フレーム単位で行うことができる。例えば、動画像が１秒間に３０フレームで構成されている場合、画像を構成する各画素の色差は、１秒間３０回算出することができる。なお、異なる撮像時点は、連続する２つのフレームを用いてもよく、あるいは、１又は複数のフレームを間引きした後の２つのフレームでもよい。

図６は画素の色差の算出例を示す説明図である。図６（ａ）はフレーム（ｎ−１）の画像（前フレームの画像）を示し、図６（ｂ）はフレーム（ｎ）の画像（現在のフレームの画像）を示す。図６に示すように、異なるフレーム間で、同じ座標の画素（ｉ，ｊ）の色情報（例えば、ＲＧＢ値）に基づいて、各画素の色差を算出する。同様の処理をフレーム内の全画素について行う。画素の色差の算出は、１つのフレーム内のすべての画素について行った後は、次のフレーム内の画素に対して、同様の処理を繰り返す。

画素特定部５６は、色差算出部５５で算出した色差が所定の色差閾値より小さい画素を特定する。より具体的には、画素特定部５６は、各画素の色差に基づいて、同一の色差の画素がいくつあるかを計数し、１フレーム内のすべて画素の色差の分布を求める。

図７は画素の特定方法の一例を示す説明図である。図７において、横軸は色差を示し、縦軸は度数（画素数）を示す。図７に示すように、画素特定部５６は、１フレーム内のすべての画素の色差の分布から、色差が所定の色差閾値より小さい（例えば、色差≦１．５）画素を特定する。なお、色差ΔＥａｂ^*が０〜１．５の範囲では、色の変化がわずかであり、ほとんど判別できない状態であり、色差ΔＥａｂ^*が１．５〜３．０の範囲では、色の変化が感知し得る状態であり、色差ΔＥａｂ^*が３．０以上では、色の変化が十分認識できる状態である。そこで、色差閾値として、１．５を用いることで１フレームの画像内で画素の色差の小さい領域、すなわち、動画像の動きの少ない領域の画素を用いて色度を算出することができる。なお、色差閾値は、他の値を用いることもできる。

色度算出部５７は、色差が色差閾値より小さい各画素の色情報としてのＬ^*、ａ^*、ｂ^*を用いて、Ｌ^*、ａ^*、ｂ^*それぞれの平均値を算出し、算出した平均値を用いてＲＧＢ値に変換して色度を算出する。なお、平均値に代えて、中央値や最頻値を用いてもよい。

光色制御部５１２は、色度算出部５７で算出した色度を用いて光源部２、３の光色を制御する。例えば、算出した色度が、比較的大きい場合、光源部２、３の光色を色度に応じて寒色系の色に変化させ、算出した色度が、比較的小さい場合には、光源部２、３の光色を色度に応じて暖色系の色に変化させる。これにより、光源部２、３の光色を、１フレームの画像が表示される都度、算出された色度に応じて制御することができる。なお、光量制御部５１１、光色制御部５１２を別個に設けることにより、光量と光色とを独立に制御することができる。

上述のように、本実施の形態にあっては、画像表示装置の画面に映し出される動画像の異なるフレーム間で、動きの少ない領域、あるいは変化の少ない領域（色差の小さい画素の集合）の色情報を抽出し、抽出した色情報を用いて色度を算出して光源の光色を制御する。このように映像の変化に連動した映像連動方式の照明光制御を実現することができる。

図８、図９及び図１０は映像連動方式の概要を示す説明図である。図８は前フレームの画像を示す。前フレームは、例えば、現在のフレームの１つ前の撮像時点のフレームである。図８に示すように、前フレームの時点で、ピンク色の映像（人や物体など）が画面に右側から現われたとする。そして、図９及び図１０は現フレームの画像を示す。図９及び図１０に示すように、前フレームの時点で現われたピンクの映像は、現フレーム時点では画面の中央部に移動したとする。なお、図９は本発明との比較のために例示するものであり、従来例（例えば、画面全体の画素の平均色を用いて光源の光色を制御するような方法）の場合を示し、図１０は本発明により得られる状態を例示するものである。

図９に示すように、従来の方法にあっては、画面に急に映し出されたピンクの映像の影響により画面全体の画素の平均色がピンクに近づく。このため、画像表示装置の背面周辺の照明が全体として淡いピンクに変化する。このように、画面中で素早く変化する映像コンテンツの影響により、光源の光色が変化し、チラツキ等が発して快適性や心地よさを低下させる結果となる。

一方、図１０に示すように、本発明の場合には、映像コンテンツ（例えば、図中のピンクの映像）の動きの少ない領域の色度に応じた光色で光源を制御する。映像コンテンツの動きの少ない領域を検出する方法として、前のフレーム画像と現在のフレーム画像において、画素毎に色差を算出し、算出した色差が所定の色差閾値より小さい画素領域の色度を平均するので、細かく速すぎる映像コンテンツの変化の影響を受けにくく、チラツキ等による快適性や心地よさを低下させるということがない。また、画面全体の映像が変化するような大きな場面変化には、場面変化後の２つのフレーム間で動きの少ない領域の色度に応じた光色で光源を制御するので、場面変化後の映像に合わせて光色を変化させることができ、臨場感・迫力・活動性を維持又は高めることができる。このように、本発明の映像連動方式にあっては、快適性や心地よさを保つことができるとともに、臨場感・迫力・活動性の高い視聴環境を実現することができる。

次に、本発明に係る照明装置１００の動作について説明する。図１１及び図１２は照明装置１００の処理手順を示すフローチャートである。光源制御部５１は、照明オン信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１１）、照明オン信号を受信していない場合（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を続ける。

照明オン信号を受信した場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、光源制御部５１は、発光データを取得し（Ｓ１２）、取得した発光データに応じた光源制御データを生成し（Ｓ１３）、光源を点灯させる（Ｓ１４）。発光データは、予め定められた初期値やユーザが設定した値などを用いることができる。

光源制御部５１は、センサオン信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１５）、センサオン信号を受信した場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、反射面（壁面）の輝度を検出する（Ｓ１６）。光源制御部５１は、検出した輝度と所定の輝度閾値とを比較する（Ｓ１７）。ここで、輝度閾値は、反射面の輝度に対する閾値である。

光源制御部５１は、比較結果に応じて光源部２、３の光量を制御する（Ｓ１８）。センサオン信号を受信しなかった場合（Ｓ１５でＮＯ）、光源制御部５１は、ステップＳ１６〜Ｓ１８の処理を行わずに後述のステップＳ１９の処理を行う。

光源制御部５１は、映像データ（画像データ）を取得したか否かを判定し（Ｓ１９）、映像データを取得した場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、異なるフレーム間の各画素の色差を算出する（Ｓ２０）。光源制御部５１は、フレーム内のすべての画素について処理が終了したか否かを判定し（Ｓ２１）、すべての画素の処理が終了していない場合（Ｓ２１でＮＯ）、ステップＳ２０以降の処理を続ける。

すべての画素の処理が終了した場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、光源制御部５１は、算出した色差が色差閾値より小さい画素を特定し（Ｓ２２）、特定した画素があるか否かを判定する（Ｓ２３）。特定した画素がない場合（Ｓ２３でＮＯ）、光源制御部４１は、ステップＳ１９以降の処理を続け、特定した画素がある場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、特定した画素の色度を算出する（Ｓ２４）。この場合、色度の算出は平均値でもよく、あるいは中央値や最頻値でもよい。光源制御部５１は、算出した色度に応じて光色を制御する（Ｓ２５）。映像データを取得していない場合（Ｓ１９でＮＯ）、光源制御部５１は、ステップＳ２０〜Ｓ２５の処理を行わずに後述のステップＳ２６の処理を行う。

光源制御部５１は、照明オフ信号を受信したか否かを判定し（Ｓ２６）、照明オフ信号を受信しなかった場合（Ｓ２６でＮＯ）、ステップＳ１５以降の処理を続け、照明オフ信号を受信した場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、光源を消灯し（Ｓ２７）、処理を終了する。

なお、上述のステップＳ２３で特定した画素がない（皆無の）場合は、例えば、画面全体が青一色から赤一色に変化するような場合であり、色差閾値（例えば、１．５）以下の画素を特定する際、その条件を満たす画素が皆無になる場合である。このような極端な画面変化（シーンチェンジ）の場合には、色度算出、光色の制御を行わず、その時点の光色を維持させる。これにより、極端な場面変更による影響を防止することができる。

次に、本発明の照明装置１００による評価結果について説明する。図１３、図１４、図１５、図１６、図１７、図１８、図１９及び図２０は映像コンテンツの一例を示す模式図である。各図とも５フレーム毎に画像を抽出したものであり、図中の番号はフレーム番号を示す。時間経過とともに番号が大きくなっている。また、図中の図形は、例えば、人や物体などの映像を模式的に表わしている。

図１３はフレーム０１から４６までの映像の移り変わりを示し、カメラは固定され、映像コンテンツの動きは少ない状態である。また、図中の左側の矩形状の映像は紺色であり、右側の矩形状の映像は淡い緑色であるとする。

図１４はフレーム５１から８６までの映像の移り変わりを示し、カメラはズームインされ、背景の芝生（例えば、黄緑色）の映像が画面から消える。図中の矩形状の映像は紺色である。

図１５はフレーム９１から１１６までの映像の移り変わりを示し、カメラは固定され、紺色の映像の手前を青紫の映像が侵入している状態を示す。

図１６はフレーム１２１から１５６までの映像の移り変わりを示し、大きく場面変更（シーンチェンジ）が行われ、場面変更後は背景がほぼ一定であり、ピンク色の映像に追随している状態を示す。

図１７はフレーム１６１から１８６までの映像の移り変わりを示し、ピンク色の映像に対して急ズームインを行い、芝生が消失する状態を示す。

図１８はフレーム１９１から２３１までの映像の移り変わりを示し、背景がほぼ一定であり、ズームインしたピンク色の映像に追随している状態を示す。

図１９はフレーム２３６から２５６までの映像の移り変わりを示し、大きく場面変更（シーンチェンジ）が行われ、場面変更後は背景がほぼ一定であり、黄緑色の映像に追随している状態を示す。

図２０はフレーム２６１から２９６までの映像の移り変わりを示し、背景がほぼ一定であり、黄緑色の映像の手前を青紫色の映像が通過するとともに、黄緑の映像に追随している状態を示す。

図２１及び図２２は本発明に係る照明装置１００による色度評価結果を示す説明図である。図２１及び図２２に示す評価結果は、上述の図１３〜図２０に示す映像コンテンツに対するものである。図２１において、横軸はフレーム数を示し、縦軸はＣＩＥ１９７６ＵＣＳ色度座標のｕ′を示す。また、図２２において、横軸はフレーム数を示し、縦軸はＣＩＥ１９７６ＵＣＳ色度座標のｖ′を示す。また、図２１及び図２２において、黒丸印で示すデータは、本発明による映像連動方式により得られた評価結果を示し、三角印で示すデータは、比較例（従来例）としてフレーム画像毎に画像全体の平均色度を示す。

図２１に示すように、従来例の場合には、フレーム１２１〜１５６におけるシーンチェンジの影響を受けて色度ｕ′が変動している。また、フレーム１６１〜１８６における急ズームインの影響を受けて色度ｕ′が変動している。また、フレーム１９１〜２３１におけるピンク色の映像の動きによる影響を受けて色度ｕ′が変動している。また、フレーム２３６〜２５６におけるシーンチェンジの影響を受けて色度ｕ′が変動している。さらに、フレーム２６１〜２９６における青紫の映像の動きによる影響を受けて色度ｕ′が変動している。このように、従来例にあっては、動きの速い映像などにより色度が変動することが分かる。

一方、図２１に示すように、本発明によれば、フレーム１９１〜２３１におけるピンク色の映像の動きにより、色度ｕ′が変動しているものの、短時間で元の状態に戻っている。また、大きなシーンチェンジがあった場合には、それに応じて追随して光色変化はするものの、動きの速い映像による影響は受けにくいことが分かる。

また、図２２に示すように、従来例の場合には、フレーム９１〜１１６における青紫の映像の侵入の影響を受けて色度ｖ′が変動している。また、フレーム１２１〜１５６におけるシーンチェンジの影響を受けて色度ｖ′が変動している。また、フレーム１６１〜１８６における急ズームインの影響を受けて色度ｖ′が変動している。また、フレーム２３６〜２５６におけるシーンチェンジの影響、追随対象の変化の影響を受けて色度ｖ′が変動している。さらに、フレーム２６１〜２９６における青紫の映像の動きによる影響を受けて色度ｖ′が変動している。このように、従来例にあっては、動きの速い映像などにより色度が変動することが分かる。

一方、図２２に示すように、本発明によれば、フレーム１２１〜１５６におけるシーンチェンジによる背景の変化の影響により、色度ｖ′が変動しているものの、背景の色合いに合わせて光色が比較的長い時間継続しているので却って臨場感などを高めることができうる。また、動きの速い映像による影響は受けにくいことが分かる。

次に画像表示装置の背面照明についての評価結果について説明する。図２３は評価のための視聴環境の一例を示す模式図であり、図２４は評価語の一例を示す説明図であり、図２５及び図２６は照明評価結果の一例を示す説明図である。図２３に示すように、画像表示装置として５２型の液晶テレビを用い、液晶テレビと壁面との間に本発明に係る照明装置１００を設置している。また、液晶テレビから所定の距離だけ離れた位置に複数（例えば、３名）の観賞者（被験者）の席を設けている。なお、図中、Ｈは画像表示装置の画面の縦寸法である。また、図２４に示すような評価語を記載した用紙を予め準備しておき、観賞者に所定の映像を観賞させた後に感想を記入することにより評価を行った。そして、結果を数値化した後、因子分析を行い、各評価語に対して因子負荷量を算出し、快適性・心地よさという因子と、臨場感・迫力・活動性という因子の２つの切り口で評価を行った。なお、観賞者に見せる映像は、適宜決定することができる。

図２５に示すように、背面照明を施した場合には、照明がない場合に比べて快適性・心地よさが向上していることが分かる。また、天井照明のみ、あるいは天井照明と背面照明とを組み合わせた場合に比べて、背面照明のみの場合の方が臨場感・迫力・活動性が高まっていることが分かる。

また、図２６に示すように、背面照明のみの場合において、照明の光色を単に淡い赤、淡い緑、淡い青、白色のように一定の光色で照明する場合に比べて、画面内の画像の色に応じた光色で照明する方が、快適性・心地よさ、臨場感・迫力・活動性が向上していることが分かる。

以上説明したように、本発明によれば、画像表示装置の画面内を人や物体の映像が頻繁に移り変るような場合であっても、光源の光色が頻繁に変化することを抑制し、快適性や心地よさを保つことができる。また、光源の光色は、画像の色度を用いて制御するので、観賞者から見た画面周辺の光色と画面の色度とに一体感を持たせることができ、臨場感・迫力・活動性の高い視聴環境を実現することができる。

また、画面内の占有面積が比較的小さい人や物体の映像が高速で移動するような場合であっても、移動する人や物体の映像により光源の光色が頻繁に変化する事態を抑制して、照明のチラツキを防止し、快適性や心地よさを向上させることができる。また、映像場面が異なる場面（シーン）に変化するような場合には、最小限の遅延時間（例えば、１フレーム相当の時間）の後、場面が変化した後の画面内の画素の色度を用いて光源の光色を制御することができるので、大きな場面変更があった場合には、それに追随して光源の光色が変化し、臨場感・迫力・活動性を高めることができる。

また、異なるフレーム間の画素の色差を用いることにより、場面が変更される場合には、それに追随して光色を変更させて、臨場感・迫力・活動性を高めるとともに、画面内を速く移動する映像により光源の光色が頻繁に変化する事態を抑制して、照明のチラツキを防止し、快適性や心地よさを向上させることができる。

また、光色と独立して光量を制御することができるので、ユーザの所望の状態に光量を設定することができ、あるいは、所要の一定光量に設定することができるため、光量変化が映像データの影響を全く受けず、快適性や心地よさをさらに向上させることができる。

上述の実施の形態では、ＲＧＢの色情報をＬ^*、ａ^*、ｂ^*変換して色差ΔＥａｂ^*を算出し、算出した色差が所定の色差閾値よりも小さい画素を特定する構成であったが、これに限定されるものではなく、ＣＩＥ１９７６ＵＣＳ色度座標（ｕ′、ｖ′）において、座標間の距離が所定の閾値より小さい画素を特定するようにしてもよい。

上述の実施の形態では、光源としてＬＥＤを用いる構成を説明したが、光源はＬＥＤに限定されるものではなく、動画像のフレームレートに追随して光色の変化を制御することができるものであれば、他の光源を用いることもできる。また、光源にとってフレームレートが速すぎる場合には、１又は複数のフレームを間引きして、フレームレートを擬似的に遅くすることで光源が追随できるようにしてもよい。

本発明に係る照明装置の外観斜視図である。本発明に係る照明装置の外観正面図である。光源部の構成の一例を示す説明図である。本発明に係る照明装置の設置例を示す説明図である。本発明に係る照明装置の構成の一例を示すブロック図である。画素の色差の算出例を示す説明図である。画素の特定方法の一例を示す説明図である。映像連動方式の概要を示す説明図である。映像連動方式の概要を示す説明図である。映像連動方式の概要を示す説明図である。照明装置の処理手順を示すフローチャートである。照明装置の処理手順を示すフローチャートである。映像コンテンツの一例を示す模式図である。映像コンテンツの一例を示す模式図である。映像コンテンツの一例を示す模式図である。映像コンテンツの一例を示す模式図である。映像コンテンツの一例を示す模式図である。映像コンテンツの一例を示す模式図である。映像コンテンツの一例を示す模式図である。映像コンテンツの一例を示す模式図である。本発明に係る照明装置による色度評価結果を示す説明図である。本発明に係る照明装置による色度評価結果を示す説明図である。評価のための視聴環境の一例を示す模式図である。評価語の一例を示す説明図である。照明評価結果の一例を示す説明図である。照明評価結果の一例を示す説明図である。

符号の説明

２、３光源部
５１光源制御部
５１１光量制御部
５１２光色制御部
５２データ比較部
５３入力信号受信部
５４映像データ入力部
５５色差算出部
５６画素特定部
５７色度算出部
９１、９２、９３受光部

Claims

光源を備え、画像表示装置の周辺を照明するための照明装置において、
光源の光色を制御する光色制御手段と、
前記画像表示装置で表示される動画像の動きの少ない領域の色度を算出する色度算出手段と
を備え、
前記光色制御手段は、
前記色度算出手段で算出した色度に応じて光源の光色を制御するように構成してあることを特徴とする照明装置。
前記画像表示装置で表示される動画像の画像データを取得する取得手段を備え、
前記色度算出手段は、
前記取得手段で取得した画像データを用いて、異なるフレームの画像を構成する各画素の色差の小さい領域を動画像の動きの少ない領域として色度を算出するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
異なるフレームの画像を構成する各画素の色情報を用いて、該各画素の色差を算出する色差算出手段と、
該色差算出手段で算出した色差が所定の色差閾値より小さい画素を特定する特定手段と
を備え、
前記色度算出手段は、
前記特定手段で特定した画素の色情報を用いて色度を算出するように構成してあることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記光源の光量を制御する光量制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の照明装置。