JP2013250284A - 表示装置、輝度制御方法、プログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】観察者の年齢に対する視機能の変化や観察者間の好みの違い、視聴条件を考慮した最適な表示輝度制御を行う。
【解決手段】表示装置100における輝度制御部6は、表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号から平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル演算部21と、第1の最大表示輝度と第2の最大表示輝度とを下限および上限としてその間の値を複数に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値を受け付ける設定値受付部22と、画面照度と平均輝度レベルと上記設定値とから表示画面の最大表示輝度を決定する最大表示輝度演算部23と、最大表示輝度演算部23で決定された最大表示輝度から、表示画面の最大表示輝度が最大表示輝度演算部23で決定された最大表示輝度となるように光源3に与える出力値を決定する光源出力演算部24とを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】表示装置100における輝度制御部6は、表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号から平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル演算部21と、第1の最大表示輝度と第2の最大表示輝度とを下限および上限としてその間の値を複数に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値を受け付ける設定値受付部22と、画面照度と平均輝度レベルと上記設定値とから表示画面の最大表示輝度を決定する最大表示輝度演算部23と、最大表示輝度演算部23で決定された最大表示輝度から、表示画面の最大表示輝度が最大表示輝度演算部23で決定された最大表示輝度となるように光源3に与える出力値を決定する光源出力演算部24とを備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、表示装置、並びに、表示画面の表示輝度を調整する輝度制御方法、プログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
液晶テレビの表示輝度制御は、例えば周囲の明るさ、映像内容等によって様々な制御が行われている。しかしながら、上記制御は、観察者の視覚特性を十分に考慮して制御されているとは言えない。特に、観察者の年齢に対する視機能の変化と、各観察者の視機能および好みの差異を考慮したものは非常に少ない。
一般的に、液晶テレビの表示輝度は高めに設定されていることが多い。過剰な表示輝度は視覚への負担をもたらすと同時に、エネルギーの浪費にも繋がる。
このため、超高齢化社会の進行に伴って、観察者の年齢に応じた表示輝度制御、特に高齢者に適切な表示輝度制御を行うことは、今後ますます重要になる。
特許文献1には、一般的な特性で画像と音声とを再生する標準再生モードの信号処理手段と、高齢者の視覚特性・聴覚特性に適した画像と音声とを再生する支援再生モードとをリモートコントローラ等のボタン操作で選択することで、高齢者が見やすい画像、聞きやすい音声の再生を行うことが開示されている。
また、特許文献2には、表示画面近傍の照度と、観察者の情報として観察者の年齢あるいは視力と、表示画面と観察者との間の視距離とから算出した、観察者が眩しいと感じ始める表示画面の輝度に基づいて表示画面の最大輝度を決定することで、環境の明るさおよび観察者の年齢層に応じた明るさで画像を表示することが開示されている。
映像情報メディア学会誌 vol.64,No.6,pp881−890(2010)
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、単に、標準再生モードと支援再生モードとを切り替えるものであり、高齢者が支援再生モードを選択した場合、高齢者の年齢によらず、一律の制御が行われる。
特許文献2に記載の技術は、観察者が眩しいと感じ始める輝度の測定データを基に輝度制御を行っているため、最適な表示輝度よりも高めの表示輝度となる。
また、特許文献2では、観察者の視覚特性として年齢をパラメータとする輝度制御を行っているだけで、観察者間の個人差を殆ど考慮していない。
なお、特許文献2には、視力をパラメータとする記述もあるが、視力は空間分解能を表わす指標であり、明るさ制御のためのパラメータとしては不適切である。
視感度、眩しさ感は、水晶体の白濁の程度差等で、高齢になるほど個人差が大きくなる。このため、高齢者を一纏めにして一律の輝度制御を行うことは不適切である。
なお、本願発明者らは、近年、表示画面の最大表示輝度を、指数βに基づいて指数関数的に水平画角を変化させたものと定数Kとを乗じた値となるように制御するに際し、年代と輝度制御式とを1対1とし、同一年代であれば画一的に輝度制御方式を同じにするか、定数Kおよび指数βの値を、視聴者が好みに応じて変更することを提案した。
ここで、定数Kは年代別の視覚特性を考慮した輝度制御を行うための定数である。また、係数βは、人間の一般的な視覚特性を反映する係数である。
しかしながら、同一年代であれば画一的に輝度制御方式を同じにした場合、各観察者間の差異が反映されない。特に、高齢者になる程、視機能の差は大きくなる。このため、高齢者になる程、観察者間での好適輝度のばらつきは大きくなる。このため、年齢入力による画一的制御を行った場合、逆に弊害が生じる可能性がある。
また、定数Kおよび指数βの値を、視聴者が好みに応じて変更する場合、パラメータが2つあることに加え、入力される値が、細かい中途半端な値であるため、設定が面倒であると同時に、設定値によっては不適切な輝度制御を行ってしまう可能性がある。特にβは指数であるため、僅かな変化で大きな影響を与える。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、観察者の年齢に対する視機能の変化や観察者間の好みの違い、視聴条件を考慮した最適な表示輝度制御を行うことにある。
本発明にかかる表示装置は、上記の課題を解決するために、
表示部と、
上記表示部の表示画面に光を照射する光源と、
上記表示画面の画面照度を検出する画面照度検出部と、
上記光源の出力値を変化させることで上記表示画面の表示輝度を制御する輝度制御部と、
上記輝度制御部の出力値に基づいて上記光源を駆動する光源駆動回路と、を備えた表示装置であって、
上記輝度制御部は、
上記表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号から平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル演算部と、
第1の最大表示輝度をLyとし、第2の最大表示輝度をLoとすると、上記LyとLoとを下限および上限として上記LyとLoとの間の値をm個(但し、mは正の整数を示す)に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値n(但し、nは正の整数であってn=1〜mを示す)を受け付ける設定値受付部と、
若年者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLyとし、高齢者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLoとし、上記表示画面の最大表示輝度をLnとすると、
画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから決定され、観視画角を予め設定された値に固定することで画面照度と平均輝度レベルとをパラメータとする、若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度と、上記画面照度検出部で検出した画面照度と、上記平均輝度レベル演算部で算出した平均輝度レベルと、上記設定値受付部で受け付けた設定値nとから、次式(1)
Ln=Ly+n(Lo−Ly)/m…(1)
(但し、Ly=PLy/2〜PLy、Lo=PLo〜2PLo)
に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定する最大表示輝度演算部と、
上記最大表示輝度演算部で決定された最大表示輝度から、上記表示画面の最大表示輝度が上記最大表示輝度演算部で決定された最大表示輝度となるように、上記光源に与える出力値を決定する光源出力演算部と、
を備えていることを特徴としている。
表示部と、
上記表示部の表示画面に光を照射する光源と、
上記表示画面の画面照度を検出する画面照度検出部と、
上記光源の出力値を変化させることで上記表示画面の表示輝度を制御する輝度制御部と、
上記輝度制御部の出力値に基づいて上記光源を駆動する光源駆動回路と、を備えた表示装置であって、
上記輝度制御部は、
上記表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号から平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル演算部と、
第1の最大表示輝度をLyとし、第2の最大表示輝度をLoとすると、上記LyとLoとを下限および上限として上記LyとLoとの間の値をm個(但し、mは正の整数を示す)に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値n(但し、nは正の整数であってn=1〜mを示す)を受け付ける設定値受付部と、
若年者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLyとし、高齢者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLoとし、上記表示画面の最大表示輝度をLnとすると、
画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから決定され、観視画角を予め設定された値に固定することで画面照度と平均輝度レベルとをパラメータとする、若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度と、上記画面照度検出部で検出した画面照度と、上記平均輝度レベル演算部で算出した平均輝度レベルと、上記設定値受付部で受け付けた設定値nとから、次式(1)
Ln=Ly+n(Lo−Ly)/m…(1)
(但し、Ly=PLy/2〜PLy、Lo=PLo〜2PLo)
に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定する最大表示輝度演算部と、
上記最大表示輝度演算部で決定された最大表示輝度から、上記表示画面の最大表示輝度が上記最大表示輝度演算部で決定された最大表示輝度となるように、上記光源に与える出力値を決定する光源出力演算部と、
を備えていることを特徴としている。
また、本発明にかかる輝度制御方法は、上記の課題を解決するために、
表示装置の表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号から平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル演算ステップと、
第1の最大表示輝度をLyとし、第2の最大表示輝度をLoとすると、上記LyとLoとを下限および上限として上記LyとLoとの間の値をm個(但し、mは正の整数を示す)に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値n(但し、nは正の整数であってn=1〜mを示す)を受け付ける設定値受付ステップと、
若年者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLyとし、高齢者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLoとし、上記表示画面の最大表示輝度をLnとすると、
画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから決定され、観視画角を予め設定された値に固定することで画面照度と平均輝度レベルとをパラメータとする、若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度と、上記表示画面の画面照度と、上記平均輝度レベル演算ステップで算出した平均輝度レベルと、上記設定値nとから、次式(1)
Ln=Ly+n(Lo−Ly)/m…(1)
(但し、Ly=PLy/2〜PLy、Lo=PLo〜2PLo)
に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定する最大表示輝度演算ステップと、
上記最大表示輝度演算ステップで決定された最大表示輝度から、上記表示画面の最大表示輝度が上記最大表示輝度演算ステップで決定された最大表示輝度となるように、上記表示装置に光を照射する光源に与える出力値を決定する光源出力演算ステップと、
を含むことを特徴としている。
表示装置の表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号から平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル演算ステップと、
第1の最大表示輝度をLyとし、第2の最大表示輝度をLoとすると、上記LyとLoとを下限および上限として上記LyとLoとの間の値をm個(但し、mは正の整数を示す)に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値n(但し、nは正の整数であってn=1〜mを示す)を受け付ける設定値受付ステップと、
若年者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLyとし、高齢者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLoとし、上記表示画面の最大表示輝度をLnとすると、
画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから決定され、観視画角を予め設定された値に固定することで画面照度と平均輝度レベルとをパラメータとする、若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度と、上記表示画面の画面照度と、上記平均輝度レベル演算ステップで算出した平均輝度レベルと、上記設定値nとから、次式(1)
Ln=Ly+n(Lo−Ly)/m…(1)
(但し、Ly=PLy/2〜PLy、Lo=PLo〜2PLo)
に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定する最大表示輝度演算ステップと、
上記最大表示輝度演算ステップで決定された最大表示輝度から、上記表示画面の最大表示輝度が上記最大表示輝度演算ステップで決定された最大表示輝度となるように、上記表示装置に光を照射する光源に与える出力値を決定する光源出力演算ステップと、
を含むことを特徴としている。
上記表示装置並びに輝度制御方法によれば、観察者が、上記輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた設定値のなかから、観察者が適切と考える設定値を選択することで、観察者の年齢、視機能(例えば、観察者の年齢に対する視機能の変化)、観察者の好み、視聴条件等に応じて、最適かつ柔軟な輝度制御を行うことが可能となる。
上記したように、本発明では、表示輝度に影響を及ぼす、主要な3つのパラメータ(画面照度、平均輝度レベル、観視画角)を用いて若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度を決定する。
上記表示装置並びに輝度制御方法によれば、好適輝度に大きな影響を及ぼす平均輝度レベルも考慮した輝度制御を行うため、より正確な輝度制御が可能となる。
一方、観視画角を求めるためには、観察者が、表示画面に対してどのような距離および位置にいるかを知るためのセンサ、カメラ等の付加的なデバイスが必要となる。また、複数名の観察者が同時に存在する場合、観視画角は、観察者毎に異なる場合が多く、計測にコストを要する割に効果が十分で無い可能性が高い。
したがって観視画角は、代表的な値に固定しておき、パラメータとして扱わない方が効率的である。そこで、本発明では、観視画角を予め設定された値に固定することで画面照度と平均輝度レベルとをパラメータとした。
また、上記表示装置並びに輝度制御方法では、上記したように、最大表示輝度の値を直接設定するのではなく、上記LyとLoとを下限および上限として上記LyとLoとの間の値をm個に分割して得られた複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた設定値から、観察者が設定した任意の設定値nに応じた輝度制御を行う。
したがって、定数や指数を設定する場合のように値が細かくなったり、中途半端な値となったりすることがなく、設定が容易である。
また、主観評価実験を行い、若年者グループおよび高齢者グループのそれぞれの平均値から、若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度として好適表示輝度を求めたところ、各観察者間によって、好適輝度にはバラツキがあり、+1σ(標準偏差)は平均値の2倍で、−1σは平均値の半分程度であった。
したがって、上記主観評価実験における標準偏差を考慮すれば、輝度調整範囲は、PLy/2〜2PLoの範囲内とすることで、より多くの観察者が好適と考える表示輝度に調整することができる。
したがって、Ly=PLy/2〜PLy、Lo=PLo〜2PLoとすることで、上記表示装置並びに輝度制御方法によれば、必ず、上記LyとLoとの間で輝度制御を行うため、どのような設定値を入力しても、不適切な輝度制御を行うことがない。
上記したように、上記若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度は、画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから若年者向け最大表示輝度と高齢者向け最大表示輝度とを求める、主観評価実験から導出される式によって定義することができる。
ここで、画面照度(lx)をEとし、平均輝度レベル(%)をALLとし、観視画角(度)をSAとすると、本願発明者らは、既に実施した主観評価実験における若年者グループおよび高齢者グループのそれぞれの平均値から、好適表示輝度として、次式(2)、(3)
logPLy=0.27logE−0.32logALL−0.22logSA+2.40…(2)
logPLo=0.13logE−0.21logALL−0.34logSA+2.87…(3)
で示す式を導出した。
logPLy=0.27logE−0.32logALL−0.22logSA+2.40…(2)
logPLo=0.13logE−0.21logALL−0.34logSA+2.87…(3)
で示す式を導出した。
したがって、上記若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度は、画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから若年者向け最大表示輝度と高齢者向け最大表示輝度とを求める、主観評価実験から導出される式によって定義されていることが好ましく、上記主観評価実験から導出される式として、上記式(2)、(3)を用いることが好ましい。
また、上記したように、観視画角は、代表的な値に固定しておき、パラメータとして扱わない方が効率的である。
そこで、本願発明者らは、画面照度(lx)をEとし、平均輝度レベル(%)をALLとすると、既に実施した実地調査および主観評価実験の結果から、観視画角を20度に固定することで、若年者グループおよび高齢者グループのそれぞれの平均値から、好適表示輝度として、次式(4)、(5)
logPLy=0.27logE−0.32logALL+2.11…(4)
logPLo=0.13logE−0.21logALL+2.43…(5)
で示す式を導出した。
logPLy=0.27logE−0.32logALL+2.11…(4)
logPLo=0.13logE−0.21logALL+2.43…(5)
で示す式を導出した。
したがって、上記若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度は、上記観視画角を20度とし、上記式(4)、(5)で定義されており、上記最大表示輝度演算部は、上記式(4)、(5)と、上記画面照度検出部で検出した画面照度と、上記平均輝度レベル演算部で算出した平均輝度レベルと、上記設定値受付部で受け付けた設定値nとから、上記式(1)に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定することが好ましい。
また、上記若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度は、上記観視画角を20度とし、上記式(4)、(5)で定義されており、上記最大表示輝度演算ステップでは、上記式(4)、(5)と、上記表示画面の画面照度と、上記平均輝度レベル演算ステップで算出した平均輝度レベルと、上記設定値nとから、上記式(1)に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定することが好ましい。
但し、近年、画面サイズは大型化する傾向にあり、今後も画面サイズが大型化していくことが想定される。したがって、今後、画面サイズの大型化に伴って平均的な視聴距離や観視画角が変化する可能性がある。
したがって、若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度は、市場の動向によって、最適な最大表示輝度が変化する可能性が考えられる。
そこで、上記若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度は、画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから若年者向け最大表示輝度と高齢者向け最大表示輝度とを求める、主観評価実験から導出された式によって定義されることが好ましい。
同様に、上記観視画角は、実地調査および主観評価実験の結果に基づいて予め設定されることが好ましい。
また、本発明において、式(2)〜(5)は、実際に主観評価実験を行い、その実験結果から導出された式である。したがって、上記表示装置並びに輝度制御方法によれば、例えば特許文献2のように「眩しさを感じ始める」輝度に基づいて輝度制御を行う場合と比較して、低視覚負担および低消費電力化を図ることができ、より適切な輝度制御を行うことができる。
上記最大表示輝度演算部は、Ly=PLy、Lo=PLoとして上記式(1)から上記表示画面の最大表示輝度を決定してもよく、Ly=PLy/2、Lo=PLoとして上記式(1)から上記表示画面の最大表示輝度を決定してもよく、Ly=PLy/2、Lo=2PLoとして上記式(1)から上記表示画面の最大表示輝度を決定してもよい。
上記したように、Ly=PLy/2、Lo=2PLoとして上記式(1)から上記表示画面の最大表示輝度を決定することで、より多くの観察者が好適と考える表示輝度に調整することができる。
しかしながら、2PLoはかなり高い輝度となり、消費電力の増大を招く。このため、より低消費電力化を図るためには、Ly=PLyかつLo=PLoとするか、Ly=PLy/2かつLo=PLoとすることが好ましい。
また、上記表示装置は、上記式(1)において、Ly=PLy、Lo=PLoとした第1演算式と、上記式(1)において、Ly=PLy/2、Lo=PLoとした第2演算式と、上記式(1)において、Ly=PLy/2、Lo=2PLoとした第3演算式とを記憶する演算式記憶部と、上記第1演算式〜第3演算式の何れかの演算式に対応付けられた指定値を受け付ける指定値受付部とを有し、上記最大表示輝度演算部は、上記指定値受付部によって受け付けられた指定値に対応付けられた演算式を、上記演算式記憶部から読み込み、読み込んだ演算式に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定する構成としてもよい。
これにより、LyおよびLoを与える演算式を、観察者が、上記第1演算式〜第3演算式から選択することができる。
また、上記表示装置は、上記複数の輝度制御レベルにそれぞれ対応付けられた設定値にそれぞれ対応付けられたサンプル画像を記憶するサンプル画像記憶部と、上記サンプル画像のうち、上記設定値受付部が受け付けた設定値nに対応付けられたサンプル画像を、上記サンプル画像記憶部から読み込み、上記表示部に表示させる表示制御回路とを備えていることが好ましい。
この場合、観察者に、設定値間の差異を画像として示すことができる。また、このように設定値に対応してサンプル画像が用意されていることで、観察者が設定値を選択する際に、直感的かつ容易に、分割された輝度制御レベルの選択・調整を行うことができる。
また、上記表示装置は、上記式(4)を満足する画面照度と平均輝度レベルとLyとの関係を示すルックアップテーブルと、上記式(5)を満足する画面照度と平均輝度レベルとLoとの関係を示すルックアップテーブルとを記憶したルックアップテーブル記憶部をさらに備え、上記最大表示輝度演算部は、上記画面照度と平均輝度レベルとから、上記ルックアップテーブル記憶部に記憶されたルックアップテーブルを参照して上記表示画面の最大表示輝度を決定することが好ましい。
また、上記したように、式(1)は、Ln=Ly+n(Lo−Ly)/mで与えられる。
したがって、上記表示装置は、上記式(4)を満足する画面照度と平均輝度レベルとLyとの関係を示すルックアップテーブルと、上記式(4)、(5)を満足する画面照度と平均輝度レベルとLo−Lyとの関係を示すルックアップテーブルとを記憶したルックアップテーブル記憶部をさらに備え、上記最大表示輝度演算部は、上記画面照度と平均輝度レベルとから、上記ルックアップテーブル記憶部に記憶されたルックアップテーブルを参照して上記表示画面の最大表示輝度を決定する構成としてもよい。
何れの場合にも、上記したようにルックアップテーブルを用いてLnを決定することで、安価な構成とすることができ、かつ短時間での処理が可能となる。
なお、上記輝度制御方法の各ステップは、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータに、プログラムに従って、上記輝度制御方法の各ステップを実行させることができるので、上記輝度制御方法をコンピュータにおいて実現するプログラムも本発明の範疇に入る。また、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
以上のように、上記表示装置並びに輝度制御方法によれば、画面照度と、平均輝度レベルと、若年者向け最大表示輝度に基づく第1の最大表示輝度と高齢者向け最大表示輝度に基づく第2の最大表示輝度とを下限および上限として上記第1の最大表示輝度と第2の最大表示輝度との間の値を複数(m個)に分割した複数(m個)の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値nとから表示画面の最大表示輝度を決定する。
したがって、観察者が、上記輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた設定値のなかから、観察者が適切と考える設定値を選択することで、観察者の年齢、視機能(例えば、観察者の年齢に対する視機能の変化)、観察者の好み、視聴条件等に応じて、最適かつ柔軟な輝度制御を行うことが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図8の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本発明の実施の一形態について図1〜図8の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、以下の説明では、本実施の形態にかかる表示装置における表示画面側を上面側とし、その反対面側である背面側を下面側として説明する。
また、本実施の形態では、上記表示装置が、図示しない入力データ供給源から、映像ソースとして、地上デジタル放送または地上アナログ放送等の放送信号、あるいは、DVD(Digital Versatile Disc)等の入力信号を受信し、受信した映像ソースに応じた映像を表示部の表示画面に表示するテレビ(TV:television)であることを前提として説明する。
しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、表示部の表示画面に表示された映像を観察者が視覚的に捉えることができるものであれば、他のどのような種類の表示装置でもよい。
<表示装置の構成>
まず、本実施の形態にかかる表示装置の構成について説明する。
まず、本実施の形態にかかる表示装置の構成について説明する。
図1は、本実施の形態にかかる表示装置の要部の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施の形態にかかる表示装置100は、表示部1、表示制御回路2、光源3、光源駆動回路4、画面照度検出部5、輝度制御部6、設定値指定部7、および、後述する各種記憶部を備えている。
表示部1は、液晶パネル等の表示パネルからなり、図示しない表示画面を備えている。表示部1は、上記したように、地上デジタル放送または地上アナログ放送等の放送信号、あるいは、DVD等の入力信号等、図示しない入力データ供給源から受信した映像ソースに応じた映像を、上記表示画面に表示する。
表示部1に用いられる液晶パネル等の表示パネルとしては、公知の各種表示パネルを使用することができる。したがって、ここでは、上記表示パネルの各基板構成に関する詳細な説明並びに図示を省略する。
また、上記表示パネルの駆動方式は特に限定されるものではない。上記駆動方式としては、例えば、VA(Vertical Alignment)モード等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
上記表示パネルの一例としては、例えば、複数の画素がマトリスク状に配されたアクティブマトリクス型の液晶パネルが挙げられる。上記液晶パネルは、図示しないアクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が挟持された構成を有している。
上記液晶パネルには、複数のゲートラインと複数のソースラインとが互いに交差して配されている。これらゲートラインとソースラインとで囲まれた領域が1画素であり、各画素には、画素電極およびTFT等のスイッチング素子がそれぞれ設けられている。
上記ゲートライン、ソースラインは、それぞれ、ゲートドライバ、ソースドライバに接続されている。また、上記スイッチング素子のゲート電極、ソース電極、ドレイン電極には、ゲートライン、ソースライン、画素電極がそれぞれ接続されている。
これにより、上記スイッチング素子をON・OFF(オン・オフ)制御することで、画素電極に選択的にソース信号が供給される。具体的には、ゲートドライバからゲートラインを介してスイッチング素子にゲート信号が供給されると、スイッチング素子がON状態となり、スイッチング素子のソース電極からドレイン電極にソース信号が流れて画素電極に供給される。上記ソース信号は、ソースラインを介してソースドライバから供給される。
表示制御回路2は、図示しない入力データ供給源から受信した映像ソースに応じた映像を、上記表示部1の表示画面に表示させる。
入力データ供給源から表示制御回路2に入力される入力データには、上記映像ソース(例えばRGBデータ等の画素データ)の他に、水平同期信号、垂直同期信号等の制御信号が含まれている。
表示制御回路2は、入力データ供給源から水平同期信号、垂直同期信号等の制御信号を受け取り、この受け取った制御信号に基づいてゲート制御信号、ソース制御信号を生成して、ゲートドライバ、ソースドライバにそれぞれ供給する。
ゲート制御信号およびソース制御信号は、それぞれ、ゲートドライバおよびソースドライバの駆動のタイミングを制御するためのタイミング信号である。ソースドライバは、表示制御回路2から供給されるタイミング信号に基づいて各ソースラインに走査順にソース信号を供給する。
光源3は、表示部1の表示画面に光を照射する照明装置である。本実施の形態では、光源3に、表示部1の表示画面に、その背面側から光を照射するバックライトを用いるものとする。
光源3には、従来公知の各種照明装置を用いることができる。具体的には、例えば、発光素子にLED(LED:Light Emitting Diode)を用いたLEDバックライト等のLED照明装置や、複数の冷陰極線管を平行に配列した冷陰極線管照明装置等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
また、上記照明装置としては、表示部1の背面に設けられた導光板の側面に発光素子が設けられたエッジライト型であってもよく、表示部1の背面に設けられた発光素子によって表示画面を直接照射する直下型であってもよい。また、その駆動方法は、特に限定されるものではない。
光源駆動回路4は、輝度制御部6の出力値に基づいて光源3を駆動する駆動回路である。
画面照度検出部5は、表示部1の表示画面の画面照度を検出するセンサ部である。画面照度検出部5は、明るさセンサ11と、明るさセンサ11による検出結果から画面照度を算出する画面照度算出部12とを備えている。
既に、殆どの液晶TVには、明るさセンサが装備されている。明るさセンサは、表示画面の近傍に、観察者の方向を向いて配置されている。
明るさセンサ11としては、これら既存の明るさセンサを用いることができる。なお、明るさセンサ11の一例としては、例えば、視感度補正を施したシリコンフォトダイオードおよび増幅器を備えた受光素子が挙げられるが、これに限定されるものではない。
既存の明るさセンサは、多くの場合、表示画面下部の額縁部分に設置されている。しかしながら、明るさセンサ11の設置位置は、表示画面と同一面上に観察者の方向を向いて設置されていれば、特に限定されるものではない。明るさセンサ11の出力値と画面照度との関係を予め計測しておくことで、明るさセンサの11の計測値から、明るさセンサの11の設置位置に拘らず画面照度を求めることができる。
輝度制御部6は、光源3の出力値を変化させて光源3の輝度を制御することで表示部1の表示画面の表示輝度を制御する。
なお、設定値指定部7および各種記憶部については追って説明する。
<輝度制御方法の概要>
次に、本実施の形態にかかる輝度制御方法の概要について説明する。
次に、本実施の形態にかかる輝度制御方法の概要について説明する。
図2は、本実施の形態にかかる輝度制御方法の概要を示す図である。
本実施の形態では、図2に示すように、主観評価実験結果から導出した若年者向け最大表示輝度(PLy、単位:cd/m2)に基づく第1の最大表示輝度(Ly、単位:cd/m2)と、上記主観評価実験結果から導出した高齢者向け最大表示輝度(PLo、単位:cd/m2)に基づく第2の最大表示輝度(Lo、単位:cd/m2)とを両端(つまり、下限および上限)として、その間で、観察者により、最大表示輝度の選択が行われる。
若年者向け最大表示輝度(PLy)に基づく第1の最大表示輝度(Ly)は相対的に低輝度であり、高齢者向け最大表示輝度(PLo)に基づく第2の最大表示輝度(Lo)は相対的に高輝度である。したがって、実視聴環境条件下では、どのような場合でも、第1の最大表示輝度(Ly)<第2の最大表示輝度(Lo)が成り立つ。
観察者は、上記第1の最大表示輝度(Ly)と第2の最大表示輝度(Lo)との間の値を、これら第1の最大表示輝度(Ly)および第2の最大表示輝度(Lo)を含むm個(つまりm≧3、但し、mは正の整数を示す)に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた設定値から、観察者の好みに応じた任意の設定値n(但し、nは正の整数であってn=1〜mを示す)を選択する。なお、mは、m≧3の正数であれば、任意に設定することができる。
観察者により選択された設定値nは、上記表示装置100に設けられた、リモートコントローラにおける入力キーあるいは入力ボタン等の設定値指定部7から入力される。
若年者向け最大表示輝度(PLy)は、TVの好適な表示輝度に影響を及ぼす主要な3つのパラメータを用いた主観評価実験結果から導出した、若年者に好適な最大表示輝度を予測するモデル式から演算される、若年者に好適な最大表示輝度である。
高齢者向け最大表示輝度(PLo)は、TVの好適な表示輝度に影響を及ぼす主要な3つのパラメータを用いた主観評価実験結果から導出した、高齢者に好適な最大表示輝度を予測するモデル式から演算される、高齢者に好適な最大表示輝度である。
ここで、TVの好適な表示輝度に影響を及ぼす主要な3つのパラメータとは、画面照度(E、単位:lx(ルクス))、平均輝度レベル(ALL: Average Luminance Level、単位:%)、観視画角(SA、単位:degree(度、以下「deg」と記す))の3つである。
次に、上記3つのパラメータについてそれぞれ説明する。
<画面照度>
画面照度とは、表示画面の中央部における鉛直面の照度を示す。画面照度は、実用上は、上記したように、既に殆どの液晶TVには装備されている明るさセンサの計測値から求めることができる。
画面照度とは、表示画面の中央部における鉛直面の照度を示す。画面照度は、実用上は、上記したように、既に殆どの液晶TVには装備されている明るさセンサの計測値から求めることができる。
<平均輝度レベル>
平均輝度レベル(ALL)は、次式
平均輝度レベル(ALL)は、次式
から得られる値であり、受信した放送信号あるいはDVDの入力信号等の映像信号から算出することができる。
なお、式中、HおよびWは表示部1に表示される映像の縦および横の画素数を示し、Y(i,j)は座標(i,j)における画素の輝度信号レベル(0〜255)を示す。
<観視画角>
図3は、観視画角(水平画角)を説明する図である。
図3は、観視画角(水平画角)を説明する図である。
観視画角は、図3に示すように、表示部1の表示画面1aの上端を真上から見下ろしたときに、表示画面1aを見る観察者の目40と表示画面1aの右端とを結ぶ線と、目40と表示画面1aの左端とを結ぶ線との間に形成される角度41を示す。
<主観評価実験>
次に、上記主観評価実験について説明する。
次に、上記主観評価実験について説明する。
主観評価実験には、被験者の手元の可変抵抗器でバックライトの輝度を25〜700cd/m2の間で任意に調整できるように改造を施した42型フルハイビジョン液晶TVを使用した。
被験者は、若年者24名(平均年齢22歳)および高齢者24名(平均年齢71歳)とした。
被験者には、平均輝度レベル(ALL)、観視画角(SA)、画面照度(E)の3つのパラメータのうち、2つのパラメータを固定して残るパラメータを変化させたときに、各条件での最も好ましい表示輝度(以下、「好適表示輝度」と記す)に調整するように指示を与えた。
主観評価実験に用いた条件は、ALL(%)=6.6,39.1,81.5、SA(deg)=17,33,62、E(lx)=30,100,300であり、1パラメータにつき3条件、全27通り(3×3×3)の組合せ(条件)とした。
また、評価画像は、平均輝度レベル(ALL)がほぼ一定である十数秒の地上波デジタル放送番組より選定した。
上記主観評価実験の結果の一部を、図4〜図6に示す。
図4は、画面照度(E)を100lxとし、観視画角(SA)を33degとしたときに平均輝度レベル(ALL)を6.6%,39.1%,81.5%と変化させたときの平均輝度レベル(ALL)と、被験者である高齢者および若年者が最も好適であると判断した好適表示輝度(PL、単位:cd/m2)との関係を示すグラフである。
図5は、画面照度(E)を100lxとし、平均輝度レベル(ALL)を39%としたときに観視画角(SA)を17deg,33deg,62degと変化させたときの観視画角(SA)と、被験者である高齢者および若年者が最も好適であると判断した好適表示輝度(PL)との関係を示すグラフである。
図6は、観視画角(SA)を33degとし、平均輝度レベル(ALL)を39%としたときに画面照度(E)を30lx,100lx,300lxと変化させたときの画面照度(E)と、被験者である高齢者および若年者が最も好適であると判断した好適表示輝度(PL)との関係を示すグラフである。
なお、図4〜図6において、「●」(黒丸)で示す値は、高齢者24名の幾何平均値を示し、「○」(白丸)で示す値は、若年者24名の幾何平均値を示し、エラーバーは±1標準偏差を示す。
これら画面照度(E)、平均輝度レベル(ALL)、観視画角(SA)の3元配置の分散分析を行ったところ、何れも、好適表示輝度(PL)に対して有意な効果が認められ、かつ、独立した変数として扱えることが判った。そこで、重回帰分析を行い、次式(2)および(3)で示される予測式を得た。
logPLy=0.27logE−0.32logALL−0.22logSA+2.40…(2)
logPLo=0.13logE−0.21logALL−0.34logSA+2.87…(3)
なお、上記分散分析および重回帰分析には、「エス・ピー・エス・エス社」製の統計パッケージソフト「SPSS」を用いた。
logPLo=0.13logE−0.21logALL−0.34logSA+2.87…(3)
なお、上記分散分析および重回帰分析には、「エス・ピー・エス・エス社」製の統計パッケージソフト「SPSS」を用いた。
<第1の最大表示輝度(Ly)および第2の最大表示輝度(Lo)>
次に、本実施の形態で用いられる第1の最大表示輝度(Ly)および第2の最大表示輝度(Lo)について説明する。
次に、本実施の形態で用いられる第1の最大表示輝度(Ly)および第2の最大表示輝度(Lo)について説明する。
本願発明者らは、上述したように、若年者(平均年齢22歳)と高齢者(平均年齢71歳)とに対して液晶TVの好適な表示輝度を求める主観評価実験を行った。そして、その結果に基づいて、画面照度(E)、平均輝度レベル(ALL)、観視画角(SA)から、好適表示輝度(PL)として、若年者に好適な若年者向け最大表示輝度(PLy)と高齢者に好適な高齢者向け最大表示輝度(PLo)とを求める予測式(2)および(3)を得た。
なお、本実施の形態において、表示輝度とは、白ピーク(階調レベル255)輝度(すなわち、最大表示輝度)を示す。
上記主観評価実験により、例えば図4〜図6に示したように、若年者と高齢者とでは、好適表示輝度(PL)にかなりの差がみられ、観察者の年齢を考慮に入れた輝度制御の必要性が改めて裏付けられた。
若年者向け最大表示輝度(PLy)と高齢者向け最大表示輝度(PLo)とを求める予測式(2)および(3)は、それぞれ、被験者24名の平均値として、実験条件の範囲内で、高い精度で好適表示輝度を予測することができる。
上記したように、好適表示輝度(PL)に影響を与えるパラメータは、画面照度(E)、平均輝度レベル(ALL)、観視画角(SA)の3つである。しかしながら、このうち、観視画角(SA)を求めるためには、観察者がTVに対してどのような距離および位置にいるかを知る必要がある。
このため、観視画角(SA)を求めるためには、観察者が、TV(より具体的には、表示部1の表示画面)に対してどのような距離および位置にいるかを知るためのセンサ、カメラ等の付加的なデバイスが必要となる。また、複数名が同時にTVを見る場合、観視画角(SA)は、観察者毎に異なる場合が多い。
図7は、表示部1の中央に設けられた、観察者の位置を計測する、上記したセンサやカメラ等の位置計測部42から同じ距離に位置する複数の観察者が形成する観視画角(SA)を示す図である。
図7に示す破線50は、表示部1の中央に備えられている位置計測部42を中心として、ある距離を半径として描いた円周の一部である。図7に示すように、破線50の上に、観察者51,52,53が位置している。観察者51は観視画角54を形成しており、同様に、観察者52は観視画角55を、観察者53は観視画角56をそれぞれ形成している。
図7に示すように、位置計測部42から同じだけ離れた点に位置する観察者であっても、表示部1に対してそれぞれ形成する観視画角(SA)は異なる。
また、赤外線や超音波を利用した計測システムでは、観察者の各距離を個別に計測することは難しい。
このため、観視画角(SA)は、計測にコストを要する割に効果が十分で無い可能性が高い。
したがって観視画角(SA)は、代表的な値に固定しておき、パラメータとして扱わない方が効率的である。
そこで、本願発明者らは、TVの平均的な観視距離を、実際に83世帯の一般家庭で観視距離を測定した結果(非特許文献1参照)から2.5mと固定し、TVの画面サイズから、好適な観視画角(SA)を求める主観評価実験を行った。
この結果、家庭に普及している30〜40型クラスのTVで、観視画角(SA)は22deg程度であった。また、併せて、液晶TVユーザ32世帯を対象として、一般家庭における実地調査を行ったところ、平均の観視画角(SA)は15.7degであった。
このことから、上記した主観評価実験および実地調査の結果を考慮し、観視画角(SA)は、切りがよいSA=20degに設定した。
したがって、上記したさらなる主観評価実験および実地調査により得られた知見から、SA=20degとすると、上記したように画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)と観視画角(SA)とから好適表示輝度(PLy、PLo)を求める主観評価実験から導出される予測式として式(2)および(3)を用いた場合、これらの式から、若年者および高齢者に対してそれぞれ好適表示輝度(PLy、PLo)を予測するモデル式は、次式(4)および(5)のように表される。
logPLy=0.27logE−0.32logALL+2.11…(4)
logPLo=0.13logE−0.21logALL+2.43…(5)
そこで、本実施の形態では、第1の最大表示輝度(Ly)=若年者向け最大表示輝度(PLy)、第2の最大表示輝度(Lo)=高齢者向け最大表示輝度(PLo)として、式(4)および(5)から演算される若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)を、観察者が選択する表示部1の表示画面の最大表示輝度の下限および上限とした。
logPLo=0.13logE−0.21logALL+2.43…(5)
そこで、本実施の形態では、第1の最大表示輝度(Ly)=若年者向け最大表示輝度(PLy)、第2の最大表示輝度(Lo)=高齢者向け最大表示輝度(PLo)として、式(4)および(5)から演算される若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)を、観察者が選択する表示部1の表示画面の最大表示輝度の下限および上限とした。
しかしながら、上記したように、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)は、主観評価実験により、若年者のグループ(平均年齢22歳)および高齢者のグループ(平均年齢71歳)に好適な表示輝度の評価を行い、その結果得られた、それぞれのグループでの好適表示輝度を予測する式から導出される表示輝度である。TVの視聴者(観察者)全体から見ると、上記グループにおける年齢範囲以外の年齢比率の方が高い。このため、全年齢層に対してどの様に輝度制御を行うかが、実用上、重要となる。
そこで、本実施の形態では、上記したように年齢で一律に輝度制御を決定するのではなく、上記したように第1の最大表示輝度(Ly)を下限とし、第2の最大表示輝度(Lo)を上限とし、その間で、観察者が最大表示輝度を選択できるようにすることで、観察者間の差異を反映した輝度制御を行う。
以下に、上記輝度制御を行う輝度制御部6の構成および該輝度制御部6における各処理について説明する。
<輝度制御部6の構成および処理>
輝度制御部6は、図1に示すように、平均輝度レベル演算部21、設定値受付部22、最大表示輝度演算部23、および光源出力演算部24を備えている。
輝度制御部6は、図1に示すように、平均輝度レベル演算部21、設定値受付部22、最大表示輝度演算部23、および光源出力演算部24を備えている。
平均輝度レベル演算部21は、表示部1の表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号として受信した放送信号あるいはDVD等の入力信号から、平均輝度レベル(ALL)を算出して、最大表示輝度演算部23に送る。
設定値受付部22は、リモートコントローラにおける入力キーあるいは入力ボタン等の設定値指定部7から入力された任意の設定値nを受け付けて、最大表示輝度演算部23に送る。
ここで、設定値nは、前記したように、第1の最大表示輝度(Ly)と第2の最大表示輝度(Lo)とを両端として第1の最大表示輝度(Ly)と第2の最大表示輝度(Lo)との間の値をm個に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた設定値であり、nおよびmは正の整数を示し、n=1〜mである。
最大表示輝度演算部23は、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)と、画面照度検出部5で検出した画面照度(E)と、平均輝度レベル演算部21で算出した平均輝度レベル(ALL)と、設定値受付部22で受け付けた設定値nとから、次式(1)に基づいて、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)を決定し、光源出力演算部24に送る。
Ln=Ly+n(Lo−Ly)/m…(1)
ここで、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)は、前記したように、画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)と観視画角(SA)とから若年者向け最大表示輝度(PLy)と高齢者向け最大表示輝度(PLo)とを求める、主観評価実験から導出された式によって定義される。
ここで、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)は、前記したように、画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)と観視画角(SA)とから若年者向け最大表示輝度(PLy)と高齢者向け最大表示輝度(PLo)とを求める、主観評価実験から導出された式によって定義される。
本実施の形態では、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)は、画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)と観視画角(SA)とから決定され、観視画角(SA)を予め設定された値に固定することで画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)とをパラメータとする式によって定義される。
前記したように、観視画角(SA)を20degとし、上記主観評価実験から導出される予測式として式(2)および(3)を用いた場合、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)は、次式(4)、(5)で定義される。
logPLy=0.27logE−0.32logALL+2.11…(4)
logPLo=0.13logE−0.21logALL+2.43…(5)
したがって、最大表示輝度演算部23は、式(4)および(5)と、画面照度検出部5で検出した画面照度(E)と、平均輝度レベル演算部21で算出した平均輝度レベル(ALL)と、設定値受付部22で受け付けた設定値nとから、式(1)に基づいて、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)を決定する。
logPLo=0.13logE−0.21logALL+2.43…(5)
したがって、最大表示輝度演算部23は、式(4)および(5)と、画面照度検出部5で検出した画面照度(E)と、平均輝度レベル演算部21で算出した平均輝度レベル(ALL)と、設定値受付部22で受け付けた設定値nとから、式(1)に基づいて、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)を決定する。
言い換えれば、最大表示輝度演算部23は、画面照度検出部5で検出した画面照度(E)と、平均輝度レベル演算部21で算出した平均輝度レベル(ALL)と、設定値受付部22で受け付けた設定値nとから、式(1)、(4)、(5)に基づいて、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)を決定する。
なお、本実施の形態では、前記したように、第1の最大表示輝度(Ly)=若年者向け最大表示輝度(PLy)、第2の最大表示輝度(Lo)=高齢者向け最大表示輝度(PLo)としている。
したがって、上記式(1)は、次式(1A)で表される。
Ln=PLy+n(PLo−PLy)/m…(1A)
また、例えば、10段階の設定値を設けた場合に、観察者が第n番目の輝度制御レベルに対応する設定値nを選択したときの最大表示輝度(Ln)は、次式(1B)のように表わすことができる。
また、例えば、10段階の設定値を設けた場合に、観察者が第n番目の輝度制御レベルに対応する設定値nを選択したときの最大表示輝度(Ln)は、次式(1B)のように表わすことができる。
Ln=PLy+n(PLo−PLy)/10…(1B)
また、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)は、Ln=(PLy+PLo)/2に初期設定されていることが好ましい。
また、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)は、Ln=(PLy+PLo)/2に初期設定されていることが好ましい。
例えば、上記したように10段階の設定値を設けた場合、初期設定値は、n=5に設定されていることが好ましい。つまり、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)は、L5=(PLy+PLo)/2であり、PLyとPLoとの中間の値に設定されていることが好ましい。
最大表示輝度演算部23は、画面照度(E)、平均輝度レベル(ALL)、および設定値nが入力されると、その都度、式(1)、(4)、(5)から直接、若年者向け最大表示輝度(PLy)、高齢者向け最大表示輝度(PLo)、最大表示輝度(Ln)を演算してもよく、LUT(ルックアップテーブル、変換テーブル)を用いて、これらの値を決定してもよい。なお、LUTを用いる方法については、後で詳述する。
表示部1の表示画面の表示輝度は、主に光源3の輝度で決まる。
光源出力演算部24は、上記最大表示輝度演算部23で決定された最大表示輝度(Ln)から、表示部1の表示画面の最大表示輝度が上記最大表示輝度演算部23で決定された最大表示輝度(Ln)となるように、光源3に与える出力値を決定し、光源駆動回路4に送る。
これにより、光源駆動回路4は、前記したように、上記輝度制御部6の出力値に基づいて光源3を駆動する。
また、輝度制御部6による輝度制御は、以下のようにして行われる。
まず、表示装置100の表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号から平均輝度レベル(ALL)を算出する(平均輝度レベル演算ステップ)。
次いで、第1の最大表示輝度(Ly)と第2のLoとを上限および下限としてLyとLoとの間の値をm個に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値nを受け付ける(設定値受付ステップ)。
次いで、画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)とをパラメータとする、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)と、上記表示画面の画面照度(E)と上記平均輝度レベル演算ステップで算出した平均輝度レベル(ALL)と上記設定値nとから、式(1)に基づいて上記表示画面の最大表示輝度(Ln)を決定する(最大表示輝度演算ステップ)。
ここで、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)は、主観評価実験から導出される予測式として式(2)および(3)を用いた場合、観視画角(SA)を20degとして式(4)、(5)で定義される。
したがって、最大表示輝度ステップでは、例えば、式(4)および(5)と、上記表示画面の画面照度(E)と上記平均輝度レベル演算ステップで算出した平均輝度レベル(ALL)と上記設定値nとから、式(1)に基づいて上記表示画面の最大表示輝度(Ln)が決定される。
その後、上記最大表示輝度演算ステップで決定された最大表示輝度(Ln)から、上記表示画面の最大表示輝度が上記最大表示輝度演算ステップで決定された最大表示輝度(Ln)となるように、上記表示装置100に光を照射する光源3に与える出力値を決定する(光源出力演算ステップ)。
但し、近年、画面サイズは大型化する傾向にあり、今後も画面サイズが大型化していくことが想定される。したがって、今後、画面サイズの大型化に伴って平均的な視聴距離や観視画角が変化する可能性がある。
したがって、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)は、市場の動向によって、最適な最大表示輝度が変化する可能性が考えられる。
そこで、上記若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)は、今後、画面サイズの大型化に伴って平均的な視聴距離や観視画角が変化した場合、最適な最大表示輝度が得られるように画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)と観視画角(SA)とから若年者向け最大表示輝度(PLy)と高齢者向け最大表示輝度(PLo)とを求める、主観評価実験から導出された式によって定義されることで、係数の変更が行なわれてもよい。
同様に、観視画角(SA)も、実地調査および主観評価実験の結果に基づいて設定値の変更が行なわれてもよい。
<LUTを用いる方法>
ここで、上記最大表示輝度演算部23による最大輝度演算ステップにおいて、LUTを用いる方法について説明する。
ここで、上記最大表示輝度演算部23による最大輝度演算ステップにおいて、LUTを用いる方法について説明する。
本実施の形態にかかる表示装置100は、図1に示すように、記憶部として、最大表示輝度(Ln)を決定するための各種LUTが格納(記憶)されたLUT記憶部31(ルックアップテーブル記憶部)を備えていてもよい。
図8の(a)は、図1に示すLUT記憶部31に格納された、若年者向け最大表示輝度(PLy)を与える、二次元の配列を有するLUTの一例を示す図であり、図8の(b)は、図1に示すLUT記憶部31に格納された、高齢者向け最大表示輝度(PLo)を与える、二次元の配列を有するLUTの一例を示す図である。
図8の(a)・(b)に示すように、LUT記憶部31には、例えば、画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)との組み合わせに対して若年者向け最大表示輝度(PLy)を対応付けるLUTと、画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)との組み合わせに対して高齢者向け最大表示輝度(PLo)を対応付けるLUTとが記憶(格納)されている。
この場合、最大表示輝度演算部23は、入力された画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)とから、これら画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)との組み合わせに対応する若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)を、各LUTから読み取ることで、若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)を決定する。そして、このLUTから読み取った若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)と、設定値受付部22から入力された設定値nとから、最大表示輝度(Ln)を決定する。
なお、上記LUT記憶部31には、例えば、電源を切ってもデータが保持され続ける、HDD等の磁気ディスク装置や半導体メモリであるEEPROMが好適に用いられる。
なお、前記したように、最大表示輝度(Ln)は、式(1)で示すように表される。したがって、LUTは、LyとLoとを与える形で用意してもよく、Lyと、(Lo−Ly)とを与える形で用意してもよい。
すなわち、表示装置100は、式(4)を満足する画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)と第1の最大表示輝度(Ly)との関係を示すLUTと、式(5)を満足する画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)と第2の最大表示輝度(Lo)との関係を示すLUTとを記憶したLUT記憶部31を備え、最大表示輝度演算部23は、上記画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)とから、LUT記憶部31に記憶されたLUTを参照して最大表示輝度(Ln)を決定してもよい。
また、表示装置100は、式(4)を満足する画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)と第1の最大表示輝度(Ly)との関係を示すLUTと、式(4)および(5)を満足する画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)と最大表示輝度差(Lo−Ly)との関係を示すLUTとを記憶したLUT記憶部31を備え、最大表示輝度演算部23は、上記画面照度(E)と平均輝度レベル(ALL)とから、LUT記憶部31に記憶されたLUTを参照して最大表示輝度(Ln)を決定してもよい。
したがって、本実施の形態では、LUTは、上記したようにPLyとPLoとを与える形で用意してもよく、PLyと、(PLo−PLy)とを与える形で用意してもよい。
何れの場合にも、上記したようにLUTを用いて最大表示輝度(Ln)を決定することで、安価な構成とすることができ、かつ短時間での処理が可能となる。
また、前記したように式(1)、(4)、(5)(つまり、計算式)から演算により最大表示輝度(Ln)を決定する場合、LUT記憶部31を構成から除去することができるか、もしくは容量を小さくすることができる。
なお、上記したようにLUTを用いる場合、LUTに示す画面照度(E)間の画面照度(E)およびLUTに示す平均輝度レベル(ALL)間の平均輝度レベル(ALL)に対応する最大表示輝度(PL)は、前後の画面照度(E)および平均輝度レベル(ALL)の値からLUTで得られる最大表示輝度(PL)から補間演算されて決定される。
つまり、LUTに含まれない若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)の値は、LUTから得られる値から補間演算されて決定される。これにより、LUTのサイズを縮小することができる。
<サンプル画像記憶部32>
また、観察者が上記したように設定値を選択する際には、設定値間の差異が良くわかるサンプル画像を表示部1に表示しておくことが好ましい。
また、観察者が上記したように設定値を選択する際には、設定値間の差異が良くわかるサンプル画像を表示部1に表示しておくことが好ましい。
したがって、表示装置100は、図1に示すように、記憶部として、上記m個の設定値それぞれに対応付けられたサンプル画像を記憶するサンプル画像記憶部32を備えていることが好ましい。
この場合、表示制御回路2が、設定値受付部22が受け付けた設定値に対応付けられたサンプル画像を、サンプル画像記憶部32から読み込み、表示部1に表示させることで、観察者に、設定値間の差異を画像として示すことができる。
なお、このとき、サンプル画像としては、設定値の差異がわかり易いものを数種類用意しておくことがより好ましい。また、設定値の差異がわかり易いように、設定値の変更前のサンプル画像と変更後のサンプル画像とを並べて表示させることがより好ましい。
<効果>
以上のように、本実施の形態では、図2に示すように、画面照度(E)および平均輝度レベル(ALL)から、式(4)および(5)に基づいて、最大表示輝度(Ln)の下限および上限となる、第1の最大表示輝度(Ly)と第2の最大表示輝度(Lo)とを決定し、これらの値と、これらの間の値をm個に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値nとから、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)を算出する。
以上のように、本実施の形態では、図2に示すように、画面照度(E)および平均輝度レベル(ALL)から、式(4)および(5)に基づいて、最大表示輝度(Ln)の下限および上限となる、第1の最大表示輝度(Ly)と第2の最大表示輝度(Lo)とを決定し、これらの値と、これらの間の値をm個に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値nとから、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)を算出する。
このように、本実施の形態によれば、単に高齢者向けには相対的に高輝度に表示したり、年齢で一律に輝度制御を決定したりするのではなく、各輝度制御レベルに対応付けられた、観察者が適切と考える設定値を選択することで、各観察者間の好みの差異を反映した表示を行うことができるとともに、視聴環境・条件を考慮した最適な表示輝度制御を行うことが可能となる。
また、表示部1に実際に表示させる表示輝度を、若年者、高齢者のそれぞれに好適な表示輝度とすることができるだけでなく、その中間の年齢層までも含めた好適な輝度制御を行うことができる。
したがって、本実施の形態によれば、観察者の年齢、視機能(例えば、観察者の年齢に対する視機能の変化)、観察者の好み、視聴条件等に応じて、最適かつ柔軟な輝度制御を行うことが可能となる。
また、本実施の形態では、上記したように表示輝度の主観評価実験結果に基づいて表示輝度を制御するため、例えば特許文献2のように「眩しさを感じ始める」輝度に基づいて輝度制御を行う場合と比較して、低視覚負担および低消費電力化を図ることができ、より適切な輝度制御を行うことができる。
また、本実施の形態によれば、好適輝度に大きな影響を及ぼす平均輝度レベル(ALL)も考慮した輝度制御を行うため、より正確な輝度制御が可能となる。
なお、第1の最大表示輝度(Ly)と第2の最大表示輝度(Lo)との間で好みの最大表示輝度を設定する場合、最大表示輝度の値を直接設定すると、値が細かくなり、中途半端な値となるため、設定が面倒になる。
しかしながら、本実施の形態では、上記したように、第1の最大表示輝度(Ly)と第2の最大表示輝度(Lo)との間の値を、これら第1の最大表示輝度(Ly)および第2の最大表示輝度(Lo)を含むm個に分割して得られた複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた設定値から、観察者が設定した任意の設定値nに応じた輝度制御を行う。
このとき、本実施の形態では、上記したように、Ly=PLy、Lo=PLoとして、式(4)および(5)から演算される若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)を、観察者が選択する表示部1の表示画面の最大表示輝度の下限および上限とする。
したがって、本実施の形態によれば、必ず、若年者向け最大表示輝度(PLy)と高齢者向け最大表示輝度(PLo)との間で輝度制御を行うため、どのような設定値を入力しても、不適切な輝度制御を行うことがない。
また、本実施の形態によれば、上記したように、m個の設定値に対して、表示部1の表示画面の最大表示輝度(Ln)が、PLyとPLoとの中間の値に初期設定されていたり、設定値に対応してサンプル画像が用意されていたりすることで、観察者が設定値を選択する際に、直感的かつ容易に、分割された輝度制御レベルの選択・調整が可能となる。
<変形例>
なお、本実施の形態では、上述したように、表示装置100が、図示しない入力データ供給源から、映像ソースとして、地上デジタル放送または地上アナログ放送等の放送信号、あるいは、DVD等の入力信号を受信し、受信した映像ソースに応じた映像を表示部1の表示画面に表示するTVであることを前提として説明した。
なお、本実施の形態では、上述したように、表示装置100が、図示しない入力データ供給源から、映像ソースとして、地上デジタル放送または地上アナログ放送等の放送信号、あるいは、DVD等の入力信号を受信し、受信した映像ソースに応じた映像を表示部1の表示画面に表示するTVであることを前提として説明した。
しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではない。上記表示装置100としては、パーソナルコンピュータ等の、表示部を有する各種電子機器であってもよい。上記表示装置100は、観察者による設定値の入力による輝度制御が望まれる環境下で使用される各種表示装置に好適に使用することができ、TVと同様の視聴距離で使用される表示装置に特に好適に用いることができる。
また、上記映像ソースは、静止画であってもよいし、動画であってもよい。例えば、書籍(テキスト)、写真、スライドショーまたはワープロドキュメント等であってもよい。
〔実施の形態2〕
本実施の形態について、図9〜図10に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施の形態では、実施の形態1との相違点について説明するものとし、同じ説明についてはこれを省略する。また、実施の形態1と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態について、図9〜図10に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施の形態では、実施の形態1との相違点について説明するものとし、同じ説明についてはこれを省略する。また、実施の形態1と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
前記したように、実施の形態1では、主観評価実験により、若年者24名(平均年齢22歳)の平均値および高齢者24名(平均年齢71歳)の平均値を用いて若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)を決定し、この若年者向け最大表示輝度(PLy)および高齢者向け最大表示輝度(PLo)を、第1の最大表示輝度(Ly)および第2の最大表示輝度(Lo)として輝度制御を行った。
しかしながら、図4〜図6を見てもわかるように、各観察者間によって、好適輝度には大きなバラツキがある。
図4〜図6に示す結果から、大まかに言って、+1σ(標準偏差)は平均値の2倍で、−1σは平均値の半分程度になる。
従って、実施の形態1のように、最大表示輝度(Ln)をPLy〜PLoの範囲内に設定するよりも、上記した標準偏差を考慮し、例えばPLy/2〜2PLoの範囲内で設定する方が、より多くの観察者が好適と考える表示輝度に調整することができる。
したがって、上記最大表示輝度演算部23は、Ly=PLy/2、Lo=2PLoとして、式(1)から表示画面の最大表示輝度を決定してもよい。
しかしながら、2PLoはかなり高い輝度となり、消費電力の増大を招く。このため、上記最大表示輝度演算部23は、Ly=PLy/2、Lo=PLoとして、式(1)から表示画面の最大表示輝度を決定してもよい。
また、輝度調整範囲の下限および上限である第1の最大表示輝度(Ly)および第2の最大表示輝度(Lo)を与える演算式は、上記した範囲内において選択することができるとともに、上記演算式に対応付けられた指定値を、観察者が選択して指定することができるようになっていてもよい。
図9は、本実施の形態にかかる表示装置の要部の構成を示すブロック図である。
図9に示す表示装置100は、図1に示す構成に加えて、記憶部として演算式記憶部33を備えるとともに、リモートコントローラにおける入力キーあるいは入力ボタン等の指定部8を備えている。また、輝度制御部6が、指定値受付部25をさらに備えている。
演算式記憶部33は、式(1)において、Ly=PLy、Lo=PLoとした第1演算式と、式(1)において、Ly=PLy/2、Lo=PLoとした第2演算式と、式(1)において、Ly=PLy/2、Lo=2PLoとした第3演算式とを記憶している。
指定値受付部25は、上記第1演算式〜第3演算式の何れかの演算式に対応付けられた指定値を受け付ける。
観察者により選択された上記指定値は、上記表示装置100に設けられた、リモートコントローラにおける入力キーあるいは入力ボタン等の指定部8から入力される。
なお、指定値受付部25により、上記第1演算式〜第3演算式の何れかの演算式に対応付けられた指定値を受け付ける指定値受付ステップは、前記した設定値受付ステップの前(つまり、平均輝度レベル演算ステップと設定値受付ステップの間)に行われることは、言うまでもない。
これにより、本実施の形態によれば、上記第1の最大表示輝度(Ly)および第2の最大表示輝度(Lo)を与える演算式を、上記第1演算式〜第3演算式から選択することができる。
なお、このとき、前記したように、2PLoはかなり高い輝度となり、消費電力の増大を招く。このため、2PLoの値はできれば避けたく、簡単には設定できないようにするか、上限値を設けるような工夫を盛り込むことが好ましい。
例えば、始めに提示する輝度調整範囲を推奨範囲とし、上下限をPLy〜PLoの範囲、あるいはPLy/2〜PLoの範囲内で調整できるようにし、それでも輝度が足りないと感じる観察者のために、カスタマイズ設定画面等の別メニューを設けてPLy/2〜2Loの範囲で調整できるようにする等が考えられる。
なお、始めに提示する輝度調整範囲を第1の推奨範囲(標準設定範囲)として上下限をPLy〜PLoの範囲の範囲とし、別メニューあるいは第1の推奨範囲と同画面において、第2の推奨範囲としてPLy/2〜PLoを選択できるようにし、それでも輝度が足りないと感じる観察者のために、さらに別メニューあるいは第1の推奨範囲とは異なる第2の推奨範囲と同画面で、PLy/2〜2Loの範囲で調整できるようにしてもよい。
なお、一例として、輝度調整範囲をPLy/2〜2Loとし、20段階の設定値を設けた場合に、観察者が第n番目の輝度制御レベルに対応する設定値nを選択したときの最大表示輝度(Ln)は、次式(1C)のように表わすことができる。
Ln=PLy/2+n(2PLo−PLy/2)/20…(1C)
したがって、LUTを用いて最大表示輝度(Ln)を決定する場合、LUTは、LyおよびLoとして、PLy/2および2PLoを与える形で用意してもよく、PLy/2および(2PLo−PLy/2)を与える形で用意してもよく、PLyおよびPLoを与える形で用意してもよい。
したがって、LUTを用いて最大表示輝度(Ln)を決定する場合、LUTは、LyおよびLoとして、PLy/2および2PLoを与える形で用意してもよく、PLy/2および(2PLo−PLy/2)を与える形で用意してもよく、PLyおよびPLoを与える形で用意してもよい。
なお、第3演算式において上限(つまり、第2の最大表示輝度(Lo)の上限)を設ける場合、上限輝度としては、2PLo未満であれば、特に限定されるものではない。
なお、上限輝度を、図6〜図8に示す高齢者の好適輝度平均値+1標準偏差の最大値にほぼ相当する500cd/m2とした場合に2Poを与える、二次元の配列を有するLUTの一例を図10に示す。
本実施の形態によれば、以上のように、上記第1の最大表示輝度(Ly)および第2の最大表示輝度(Lo)を与える演算式を、上記第1演算式〜第3演算式から選択することができることに加え、上記したように、輝度上限設定や、高い輝度設定をあえて難しくする操作設定により、低消費電力化を図ることができる。
<プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体>
なお、上記各実施の形態における輝度制御部6の各手段(ブロック)は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のように、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。すなわち、上記輝度制御部6の各手段は、プログラムを用いて、コンピュータを上記の各手段として機能させることで、ソフトウェアによって実行してもよい。
なお、上記各実施の形態における輝度制御部6の各手段(ブロック)は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のように、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。すなわち、上記輝度制御部6の各手段は、プログラムを用いて、コンピュータを上記の各手段として機能させることで、ソフトウェアによって実行してもよい。
また、上記各実施の形態における輝度制御部6による輝度制御(すなわち、本発明にかかる輝度制御方法)の各ステップは、プログラムを用いて、コンピュータに、上記の各ステップを実行させることで、ソフトウェアによって実行してもよい。
すなわち、輝度制御部6は、各機能(ステップ)を実現するプログラムの命令を実行するCPUもしくはMPU、このプログラムを格納したROM(Read Only Memory)、上記プログラムを実行可能な形式に展開するRAM(Random Access Memory)、および、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)等を備えている。
本発明の目的は、上述した機能(ステップ)を実現するソフトウェアである、輝度制御部6の各部(各手段)の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、輝度制御部6の各部に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
なお、プログラムコードを輝度制御部6に供給する記録媒体は、特定の構造または種類のものに限定されない。すなわち上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系等を用いることができる。
また、上記輝度制御部6を通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介して輝度制御部6に供給する。この通信ネットワークは輝度制御部6にプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類または形態に限定されない。例えばインターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(Virtual Private Network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等であればよい。
この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えばIEEE1394、USB(Universal Serial Bus)、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、液晶TV等の表示装置に好適に利用することができる。
1 表示部
1a 表示画面
2 表示制御回路
3 光源
4 光源駆動回路
5 画面照度検出部
6 輝度制御部
7 設定値指定部
8 指定部
11 明るさセンサ
12 画面照度算出部
21 平均輝度レベル演算部
22 設定値受付部
23 最大表示輝度演算部
24 光源出力演算部
25 指定値受付部
31 LUT記憶部(ルックアップテーブル記憶部)
32 サンプル画像記憶部
33 演算式記憶部
42 位置計測部
41 角度
51,52,53 観察者
54,55,56 観視画角
100 表示装置
1a 表示画面
2 表示制御回路
3 光源
4 光源駆動回路
5 画面照度検出部
6 輝度制御部
7 設定値指定部
8 指定部
11 明るさセンサ
12 画面照度算出部
21 平均輝度レベル演算部
22 設定値受付部
23 最大表示輝度演算部
24 光源出力演算部
25 指定値受付部
31 LUT記憶部(ルックアップテーブル記憶部)
32 サンプル画像記憶部
33 演算式記憶部
42 位置計測部
41 角度
51,52,53 観察者
54,55,56 観視画角
100 表示装置
Claims (16)
- 表示部と、
上記表示部の表示画面に光を照射する光源と、
上記表示画面の画面照度を検出する画面照度検出部と、
上記光源の出力値を変化させることで上記表示画面の表示輝度を制御する輝度制御部と、
上記輝度制御部の出力値に基づいて上記光源を駆動する光源駆動回路と、を備えた表示装置であって、
上記輝度制御部は、
上記表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号から平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル演算部と、
第1の最大表示輝度をLyとし、第2の最大表示輝度をLoとすると、上記LyとLoとを下限および上限として上記LyとLoとの間の値をm個(但し、mは正の整数を示す)に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値n(但し、nは正の整数であってn=1〜mを示す)を受け付ける設定値受付部と、
若年者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLyとし、高齢者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLoとし、上記表示画面の最大表示輝度をLnとすると、
画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから決定され、観視画角を予め設定された値に固定することで画面照度と平均輝度レベルとをパラメータとする、若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度と、上記画面照度検出部で検出した画面照度と、上記平均輝度レベル演算部で算出した平均輝度レベルと、上記設定値受付部で受け付けた設定値nとから、次式(1)
Ln=Ly+n(Lo−Ly)/m…(1)
(但し、Ly=PLy/2〜PLy、Lo=PLo〜2PLo)
に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定する最大表示輝度演算部と、
上記最大表示輝度演算部で決定された最大表示輝度から、上記表示画面の最大表示輝度が上記最大表示輝度演算部で決定された最大表示輝度となるように、上記光源に与える出力値を決定する光源出力演算部と、
を備えていることを特徴とする表示装置。 - 上記若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度は、画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから若年者向け最大表示輝度と高齢者向け最大表示輝度とを求める、主観評価実験から導出された式によって定義されることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 画面照度(lx)をEとし、平均輝度レベル(%)をALLとし、観視画角(度)をSAとすると、上記主観評価実験から導出される式として、次式(2)、(3)
logPLy=0.27logE−0.32logALL−0.22logSA+2.40…(2)
logPLo=0.13logE−0.21logALL−0.34logSA+2.87…(3)
を用いることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 - 上記観視画角は、実地調査および主観評価実験の結果に基づいて予め設定されることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表示装置。
- 画面照度(lx)をEとし、平均輝度レベル(%)をALLとすると、
上記若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度は、上記観視画角を20度とし、次式(4)、(5)
logPLy=0.27logE−0.32logALL+2.11…(4)
logPLo=0.13logE−0.21logALL+2.43…(5)
で定義されており、
上記最大表示輝度演算部は、上記式(4)、(5)と、上記画面照度検出部で検出した画面照度と、上記平均輝度レベル演算部で算出した平均輝度レベルと、上記設定値受付部で受け付けた設定値nとから、上記式(1)に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の表示装置。 - 上記最大表示輝度演算部は、
Ly=PLy、Lo=PLoとして上記式(1)から上記表示画面の最大表示輝度を決定することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表示装置。 - 上記最大表示輝度演算部は、
Ly=PLy/2、Lo=PLoとして上記式(1)から上記表示画面の最大表示輝度を決定することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表示装置。 - 上記最大表示輝度演算部は、
Ly=PLy/2、Lo=2PLoとして上記式(1)から上記表示画面の最大表示輝度を決定することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表示装置。 - 上記式(1)において、Ly=PLy、Lo=PLoとした第1演算式と、上記式(1)において、Ly=PLy/2、Lo=PLoとした第2演算式と、上記式(1)において、Ly=PLy/2、Lo=2PLoとした第3演算式とを記憶する演算式記憶部と、
上記第1演算式〜第3演算式の何れかの演算式に対応付けられた指定値を受け付ける指定値受付部とを有し、
上記最大表示輝度演算部は、
上記指定値受付部によって受け付けられた指定値に対応付けられた演算式を、上記演算式記憶部から読み込み、読み込んだ演算式に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表示装置。 - 上記複数の輝度制御レベルにそれぞれ対応付けられた設定値にそれぞれ対応付けられたサンプル画像を記憶するサンプル画像記憶部と、
上記サンプル画像のうち、上記設定値受付部が受け付けた設定値nに対応付けられたサンプル画像を、上記サンプル画像記憶部から読み込み、上記表示部に表示させる表示制御回路とを備えることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の表示装置。 - 上記式(4)を満足する画面照度と平均輝度レベルとLyとの関係を示すルックアップテーブルと、上記式(5)を満足する画面照度と平均輝度レベルとLoとの関係を示すルックアップテーブルとを記憶したルックアップテーブル記憶部をさらに備え、
上記最大表示輝度演算部は、
上記画面照度と平均輝度レベルとから、上記ルックアップテーブル記憶部に記憶されたルックアップテーブルを参照して上記表示画面の最大表示輝度を決定することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 - 上記式(4)を満足する画面照度と平均輝度レベルとLyとの関係を示すルックアップテーブルと、上記式(4)および(5)を満足する画面照度と平均輝度レベルとLo−Lyとの関係を示すルックアップテーブルとを記憶したルックアップテーブル記憶部をさらに備え、
上記最大表示輝度演算部は、
上記画面照度と平均輝度レベルとから、上記ルックアップテーブル記憶部に記憶されたルックアップテーブルを参照して上記表示画面の最大表示輝度を決定することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 - 表示装置の表示画面に表示される映像の映像ソースである映像信号から平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル演算ステップと、
第1の最大表示輝度をLyとし、第2の最大表示輝度をLoとすると、上記LyとLoとを下限および上限として上記LyとLoとの間の値をm個(但し、mは正の整数を示す)に分割した複数の輝度制御レベルそれぞれに対応付けられた任意の設定値n(但し、nは正の整数であってn=1〜mを示す)を受け付ける設定値受付ステップと、
若年者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLyとし、高齢者向け最大表示輝度(cd/m2)をPLoとし、上記表示画面の最大表示輝度をLnとすると、
画面照度と平均輝度レベルと観視画角とから決定され、観視画角を予め設定された値に固定することで画面照度と平均輝度レベルとをパラメータとする、若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度と、上記表示画面の画面照度と、上記平均輝度レベル演算ステップで算出した平均輝度レベルと、上記設定値nとから、次式(1)
Ln=Ly+n(Lo−Ly)/m…(1)
(但し、Ly=PLy/2〜PLy、Lo=PLo〜2PLo)
に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定する最大表示輝度演算ステップと、
上記最大表示輝度演算ステップで決定された最大表示輝度から、上記表示画面の最大表示輝度が上記最大表示輝度演算ステップで決定された最大表示輝度となるように、上記表示装置に光を照射する光源に与える出力値を決定する光源出力演算ステップと、
を含むことを特徴とする輝度制御方法。 - 画面照度(lx)をEとし、平均輝度レベル(%)をALLとすると、
上記若年者向け最大表示輝度および高齢者向け最大表示輝度は、上記観視画角を20度とし、次式(4)、(5)
logPLy=0.27logE−0.32logALL+2.11…(4)
logPLo=0.13logE−0.21logALL+2.43…(5)
で定義されており、
上記最大表示輝度演算ステップでは、上記式(4)、(5)と、上記表示画面の画面照度と、上記平均輝度レベル演算ステップで算出した平均輝度レベルと、上記設定値nとから、上記式(1)に基づいて上記表示画面の最大表示輝度を決定することを特徴とする請求項13に記載の輝度制御方法。 - コンピュータに、請求項13または14に記載の輝度制御方法の各ステップを実行させるプログラム。
- 請求項15に記載のプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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