JP2003323169A - 画像表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像表示装置の表示状態、及び／または周囲
の生活照明環境を積極的に制御することによって最適な
視聴環境の実現を図り、より高画質な画像表示や、目に
やさしく疲労感の少ない画像表示が可能な画像表示シス
テムを提供する。 【解決手段】 外部からの入力テレビ信号２８や画像表
示特性検知器２からの信号に応じて、画像表示装置１の
画面輝度、及び／または外部の照明装置７の明るさを調
整して視聴環境条件を制御する画面輝度・照明制御回路
２６とを設け、上記各入力信号に応じて画像表示装置１
の画面輝度及び／または照明装置７の明るさを積極的に
調整し、より最適な視聴環境を供することができるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像表示システム、例えばＣＲＴ
（受像管）、液晶パネル、ＰＤＰ（プラズマディスプレ
イ）等でなる画像表示装置を用いた画像表示システム
は、その画像表示装置自体に、輝度や色温度等の画像表
示条件を、手動または自動で制御する機能を備えてい
た。例えば、画像表示装置に、周囲の明るさを検出する
周囲光センサを内蔵させ、その周囲光センサにより画像
表示装置における周囲の明るさを検知し、明るい室内で
は画像表示装置の輝度を上げる等して、より見やすい画
像表示を実現していた。逆に、暗い室内では、画像表示
装置の輝度を下げるようにしている。

【０００３】一方、パソコン表示のような文字やパター
ンを中心とした情報表示では、最適視距離が明視距離の
前後に近づくと同時に、見やすい最適輝度はテレビ画像
表示時の数分の１になる。このため、最適表示輝度はテ
レビ表示に比べて、低く設定されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、マルチメディ
ア時代の画像表示では、ドキュメント情報やテレビ画像
情報が同一画面上に表示される。したがって、従来のよ
うな周囲光センサによる周囲光検知のみによる、単純、
かつ画一的な輝度等の画像表示条件の制御では、最適制
御が困難な問題点があった。

【０００５】また、従来の画像表示システムにおける制
御では、周囲の視聴環境を制御することなく、画像表示
装置における表示画面のみの表示条件を制御している。
このため、例えば家庭内における居間の一般的な住生活
で最適な生活照明環境と画像表示を視聴するのに最適な
視聴照明環境が必ずしも整合し得ないこともあった。

【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、その目的は画像表示装置の表示状
態、及び／または周囲の生活照明環境を積極的に制御す
ることによって最適視聴環境の実現を図り、より高画質
な画像を表示内容に符合させて表示させることができる
画像表示システムを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像表示システ
ムは、画像表示装置と、上記画像表示装置の外部で上記
画像表示装置の周囲を照らす位置に設けられた照明装置
と、外部入力信号に応じて上記画像表示装置の画面輝
度、及び／または上記照明装置の明るさを調整して視聴
環境条件を制御する制御手段とを備えてなる構成にした
ものである。この構成によれば、外部入力信号に応じて
画像表示装置の画面輝度、及び／または照明装置の明る
さを積極的に調整して、より最適な視聴環境を供するこ
とができる。

【０００８】また、本発明の画像表示システムは、前記
外部入力信号が、前記画像表示装置の輝度や色温度等の
画像表示特性信号、あるいは前記画像表示装置の外部か
ら入力された画像、音声、データ信号または制御信号で
ある構成にしたものである。この構成によれば、画像表
示装置の輝度や色温度等の画像表示特性信号、あるいは
画像表示装置の外部から入力された画像、音声、データ
信号または制御信号を利用して、画像表示装置の画面輝
度、及び／または照明装置の明るさを積極的に調整し
て、より最適な視聴環境を供することができる。

【０００９】また、本発明の画像表示システムは、前記
画像表示装置に、その画像表示装置の輝度や色温度を検
知するセンサを設けた構成にしたものである。この構成
によれば、センサで検出された画像表示装置の輝度や色
温度により、画像表示装置の画面輝度、及び／または照
明装置の明るさを積極的に調整して、より最適な視聴環
境を供することができる。

【００１０】また、本発明の画像表示システムは、前記
センサに、前記画像表示装置の周囲に存在する人を検知
して、電源をオン・オフする信号を出力する人センサ機
能を持たせた構成にしたものである。この構成によれ
ば、センサで検出された人の有無の情報により、画像表
示装置、及び／または照明装置等の電源をオン・オフし
て、省電力化を図ることができる。

【００１１】また、本発明の画像表示システムは、前記
センサに、前記画像表示装置の周囲に存在する人を検知
して、視聴率調査用の信号を出力する機能を持たせた構
成にしたものである。この構成によれば、センサで検出
された人の存否の情報と現在の番組とを組み合わせるこ
とにより、視聴率の調査を自動的に行うことができる。

【００１２】また、本発明の画像表示システムは、前記
センサに、前記画像表示装置の周囲に存在する人の存否
と、その個人を認証する個人認証機能を付加した構成に
したものである。この構成によれば、センサで検出され
た人の存否と、そこに存在する個人を認証して、その個
人に応じた最適な視聴環境を供することができる。

【００１３】また、本発明の画像表示システムは、前記
外部入力信号として画像のコンテンツ情報を利用し、そ
のコンテンツ情報に応じて前記画像表示装置の画面輝
度、及び／または照明装置の明るさを調整する構成にし
たものである。この構成によれば、画像のコンテンツに
応じた最適な視聴環境を供することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る画像表示システムについて、図面を参照しながら説明
する。図１は本実施の形態における画像表示システムの
概略構成配置図で、図２はその画像表示システムにおけ
るブロック図である。図１及び図２において、この画像
表示システムでは、画像表示装置１、画像表示特性検知
器２、画像表示装置側インターフェース３、画像表示側
アンテナ４、照明装置側インタフェース５、照明装置側
アンテナ６、被制御対象の照明装置７、人センサ８等で
構成されている。

【００１５】画像表示装置１は、例えばＣＲＴ、液晶パ
ネル、ＰＤＰ等である。画像表示性能検知器２は、画像
表示装置１と結線９を介して接続されており、画像表示
装置１の物理的な表示性能並びに表示環境を検知して、
その検知信号を出力する。その検知信号は、例えば画像
表示装置１に表示されている画像の輝度や色度（色温
度）、またデジタルマルチメディア画像の受信では入力
テレビ信号に多重されて送られて来るデータ信号を使用
し、そのデータ信号の中に含まれる画像のコンテンツ情
報（映画か、ドキュメントか）等より、画像表示装置１
側の表示環境を検知する。画像表示装置側インタフェー
ス３は、画像表示装置１と結線１０を介して接続されて
おり、画像表示性能検知器２からの検知信号を受ける。
その検知信号を被制御装置、すなわち照明装置７の制御
に適するように信号処理を行った後、同じ画像表示側イ
ンタフェース３内の図示せぬ無線送信機に導く。画像表
示装置側アンテナ４は、画像表示側インタフェース３内
の無線送信機で変調された高周波信号を電波１１に変え
て外部に無線送信する。

【００１６】照明装置側アンテナ６は、照明装置７側に
取り付けられており、画像表示装置側アンテナ４から無
線送信されて来る高周波信号の電波１１を受信する。照
明装置側インターフェース５は、照明装置７と結線１２
を介して接続されており、照明装置側アンテナ６より取
り込んだ制御信号を復調し、照明装置７の制御に適した
形式の信号に変換する。

【００１７】人センサ８は、画像表示装置１の前に人が
いるか否かを検出するためのセンサで、人センサ８と画
像表示装置１との間は結線１３により接続され、人セン
サ８からの出力信号が結線１３を通して画像表示装置１
に入力される。

【００１８】図３は、本実施の形態の画像表示システム
における要部の具体的な回路構成を示すブロック図であ
る。図３には、図２に示した画像表示装置１、画像表示
特性検知器２、人センサ８の他に、電源制御回路２０、
信号分離回路２１、画像信号増幅回路２２、画像信号平
均値検出回路２３、画像信号白ピーク値検出回路２４、
データ信号分離回路２５、画面輝度・照明制御回路２
６、照明嗜好切り替えスイッチ２７等が示されている。

【００１９】信号分離回路２１は、入力されて来る入力
テレビ信号２８を同期信号２９と画像信号（同期信号以
外のすべての信号と定義する）３０とに分離する機能を
持つ。ここで分離された同期信号２９は、画像表示装置
１に入力され、その画像表示装置１を同期駆動させる。
一方、画像信号３０は、画像表示装置１を駆動するため
の画像信号増幅回路２２と、画像信号平均値検出回路２
３、画像信号白ピーク値検出回路２４、データ信号分離
回路２５に入力される。画像信号平均値検出回路２３
は、信号分離回路２１で分離された画像信号３０中にお
ける画像信号の平均値を検出し、その平均値信号を画面
輝度・照明制御回路２６に出力する。画像信号白ピーク
値検出回路２４は、信号分離回路２１で分離された画像
信号３０に含まれる画像信号の白ピーク値を検出し、画
面輝度・照明制御回路２６に出力する。なお、白ピーク
値の検出は瞬時値に加え、照明装置７の自然な制御に適
するよう、 間欠化または平均化して検出する。データ信
号分離回路２５は、信号分離回路２１で分離された画像
信号３０からデータ信号を抽出し、さらにそのデータ信
号から画像表示及び視聴環境のための制御信号を抽出
し、その信号を画面輝度・照明制御回２６に出力する。

【００２０】画面輝度・照明制御回路２６は、外部視聴
条件に符合して最適な条件で画像表示装置１における画
像を表示させるとともに、照明装置７を最適な視聴環境
に制御する。その画面輝度・照明制御回路２６の出力
は、画像信号増幅回路２２を介して画像表示装置１に入
力されるとともに、画像表示装置側インターフェース３
を介して画像表示装置側アンテナ４より電波１１として
送信される。その電波１１は、照明装置側アンテナ６で
受信されて照明装置側インターフェース５に導かれ、照
明装置７の明るさを最適な視聴環境に制御する。

【００２１】照明嗜好切り替えスイッチ２７は、生活照
明を優先するか、視聴環境を優先するかを選択して切り
替えることができるスイッチである。すなわち、画面表
示や視聴環境の制御においては、画面表示や視聴環境は
人の好みがあり、また画像の鑑賞よりは日常生活に必要
な生活照明を優先させたいと思う人もいる。このような
場合、照明嗜好切り替えスイッチ２７を付加しているこ
とによって、簡単に切り替えを可能ならしめる。

【００２２】次に、このように構成されている画像表示
システムの動作を説明する。まず、このシステムでは、
人センサ８が画像表示装置１の周囲に人がいるか否かを
検出し、その信号１０を電源制御回路２０（図３参照）
に送る。電源制御回路２０は、無人の場合は電源を自動
的に遮断（オフ）し、有人の場合は電源を自動的に投入
（オン）する機能を有する。これにより無人の場合は電
源を自動的に遮断して、省電力化に寄与する。反対に人
を検知すると、自動的に電源が投入されるので、スイッ
チ操作の煩わしさを無くすことができる。また、初期設
定においては照明嗜好切り替えスイッチ２７が操作さ
れ、生活照明を優先するか、視聴環境を優先するかを選
択する。この照明嗜好切り替えスイッチ２７の切り替え
操作は、何時でも自由に操作することができる。これに
より、電源の投入と嗜好の切り替えが終了する。

【００２３】電源が投入されると、画像表示装置１がオ
ンし、このとき画像表示性能検知器２が、画像表示装置
１に表示されている画像の輝度や色度等から、画像表示
装置１の表示性能を検知し、その検知信号を画像表示装
置側インタフェース３に送る。画像表示装置側インタフ
ェース３では、画像表示性能検知器２からの検知信号を
受け、その検知信号を照明装置７の制御に適するように
処理し、その後、同じ画像表示装置インタフェース３内
の無線送信機に導き、そこで高周波信号に変調する。変
調された高周波信号は、画像表示装置側アンテナ４を介
して外部に電波１１として無線送信される。

【００２４】画像表示装置側アンテナ４から無線送信さ
れて来る高周波の電波１１は、照明装置側アンテナ６で
受けられる。また、照明装置側インターフェース５で復
調し、照明装置７の制御に適した形式の信号に変換され
て、その照明装置７を制御する。ここでの制御は、画像
表示装置１の画面表示の性能並びに画像のコンテンツ情
報から、照明装置７の照度等の周囲照明条件を制御す
る。すなわち、画面が明るいときは照明装置７の照度を
上げ、逆に暗いときには照度を下げるというように制御
する。なお、画像表示性能検知器２による物理的画像表
示特性の検知信号は、一定の期間、一定の周期で平均値
を抽出する処理等を行い、制御の不自然さを取り除く。

【００２５】一方、画像表示装置１の駆動制御回路側で
は、信号分離回路２１に入力テレビ信号２８が入力され
ると、その信号分離回路２１で同期信号２９と画像信号
３０とに分離される。そのうち、同期信号２９は画像表
示装置１に入力され、同期駆動させる。画像信号３０
は、画像表示装置１を駆動するための画像信号増幅回路
２２に入力されると同時に、画像信号平均値検出回路２
３、画像信号白ピーク値検出回路２４、データ信号分離
回路２５にも入力される。

【００２６】画像信号３０が入力された画像信号平均値
検出回路２３は、画像信号中における画像信号の平均値
を検出させ、その平均値信号を画面輝度・照明制御回路
２６に出力する。画像信号３０が入力された画像信号白
ピーク値検出回路２４は、画像信号３０に含まれる画像
信号の白ピーク値を検出し、画面輝度・照明制御回路２
６に出力する。画像信号３０が入力されたデータ信号分
離回路２５は、画像信号３０からデータ信号を抽出す
る。さらに、データ信号から画像表示及び視聴環境のた
めの制御信号を抽出し、その制御信号を画面輝度・照明
制御回路２６に出力する。画面輝度・照明制御回路２６
には、画像信号平均値検出回路２３、画像信号白ピーク
値検出回路２４、データ信号分離回路２５からの上記各
信号が入力される他に、画像表示特性検知器２からの信
号及び照明嗜好切り替えスイッチ２７からの信号が入力
される。そして、この画面輝度・照明制御回路２６で
は、これらの信号を外部視聴条件に最適なものとして予
め作られている図示せぬ参照テーブルに対応させ、参照
テーブルに従った最適な条件を画像信号増幅回路２２に
加え、画像表示装置１を最適な条件で画像表示させる。
また、画面輝度・照明制御回路２６からの信号は画像表
示側インタフェース３に送られ、画像表示側アンテナ４
を介して外部に電波１１として無線送信される。その電
波１１は、照明装置側アンテナ６を介して照明装置７側
で受けられ、照明装置側インターフェース５で復調し、
照明装置７の制御に適した形式の信号に変換された後、
照明装置７を制御する。

【００２７】したがって、本実施の形態における画像表
示システムによれば、入力画像信号レベルと画像表示装
置１の表示特性、並びに画像のコンテンツ情報(映画
か、ドキュメントか等)に応じて、照明装置７の視聴環
境（例えば明るくしたり、暗くしたり等）及び画像表示
装置１の画像表示を自在に能動的に制御することができ
る。すなわち、環境に応じて外部の照明装置７の照度を
落として画面の黒レベルを調整したり、最適白ピーク輝
度のレベルを調整して、多彩な画像をより高画質で視聴
することができることになる。

【００２８】図４は本発明の実施の形態における画像表
示システムのように最適な視聴環境の制御をした場合と
従来の画像表示システムのようにしていない場合とで、
入力画像信号レベル１２０と画面輝度・コントラスト比
１２１との関係を実験結果に基づいて示した図である。
なお、図４では横軸に入力画像信号レベル１２０を示
し、縦軸に画面輝度・コントラスト比１２１を示してい
る。また、符号１０１は画像表示装置１自体の性能限界
輝度、符号１０２は従来の方法による白ピーク輝度、符
号１１０は黒表示輝度１(日常生活照明優先下での黒部
分の輝度)、符号１１１は黒表示輝度２(画面視聴環境優
先照明下での黒部分の輝度)をそれぞれ示している。

【００２９】そして、照明装置の制御を一切行わずに、
その照明装置の照明環境に適応させるだけの制御、すな
わち受動的な制御を行う従来の画像表示装置の特性曲線
は、図４中で従来１（１０６）で示すような特性曲線に
なる。外部の照明装置の照明環境に適応させるだけの制
御では、画面の黒レベルは照明装置による照度と画像表
示装置自体の黒レベル表示能力の積で決まる。そのた
め、画質の重要な決定要因である黒レベルは、黒表示輝
度１（１１０）のように浮き上がったものしか得られな
い。また、その分、白輝度も画像表示装置自体の性能限
界輝度１０１まで上昇するが、コントラスト比は従来１
（１０６）に示したように、なんら改善されない。一
方、画面視聴環境を優先させる照明環境下、すなわち映
画館のように照明を極端に落とした暗い視聴環境下で
は、特性曲線は図４の従来２（１０７）のようになり、
画面の黒レベルは黒表示輝度２（１１１）のように十分
下げることができる。しかし、画面輝度は平均値を視聴
環境照度が下がった分のみ下げるだけなので、白ピーク
輝度も従来法による白ピーク輝度１０２のように下がっ
たものとなり、結果としてコントラスト比は従来２（１
０７）のようになり、ほとんど改善されない。

【００３０】次に、図４中に示す曲線１０５は、本発明
の画像表示システムにおける特性を示したものである。
本発明の画像表示システムでは、入力画像信号レベル
や、画像表示装置１の表示特性、並びに画像のコンテン
ツ情報(映画か、ドキュメントか等)に応じて、照明装置
７を自在に能動的に制御するようにしている。したがっ
て、必要な場合、外部の照明装置７の照度を落として画
面の黒レベルを十分に落とすことができる。また、白レ
ベルも必要に応じて、最適白ピーク輝度１０３のレベル
に調節できる。これにより、本発明の画像表示システム
では、多彩な画像をより高画質で視聴することができる
ことになる。なお、図４中において、符号１０８は最適
コントラストの範囲である。

【００３１】なお、本発明の画像表示システムにおい
て、上記実施の形態の構造に変えて、次のように変更し
て実施することも可能である。 ・画像表示性能検知器２は、例えば輝度計のように、直
接表示面の輝度を計測する装置を用いることができる
が、これ以外にも色度計等を使用すること。 ・画像表示装置１の表示面の輝度を直接計測する計測装
置（画像表示特性検知器２）に代えて画像信号を用いる
こと。例えば、画像信号の一定期間、一定周期で平均値
を抽出する等の処理を施した信号を画像検知性能検出器
２の信号に代えて使用することも可能である。 ・デジタルテレビ放送受信の場合、音声や画像信号に加
えてデータ信号が付加される。そのデータ信号には最適
な視聴環境情報等を予め多重できるので、その視聴環境
制御情報を画像表示性能検知器２の機能に代えたり、ま
たは併用することも可能である。 ・電波１１を用いて制御信号の送受信を行っているが、
電波１１に代えて赤外線等の光、有線による送受信、ま
たはインターネットや電灯線を用いたホームネットワー
ク等の、他のあらゆる通信手段に代えることも可能であ
る。 ・画像表示装置側インタフェース３と画像表示装置１と
を結ぶ結線部１０、画像表示性能検知器２と画像表示装
置１とを結ぶ結線部９、人センサ８と画像表示装置１と
を結ぶ結線部１３は、画像表示性能検知器２、画像表示
側インタフェース３、及び人センサ８を画像表示装置１
に内蔵させることにより省くことができる。また、照明
装置７と照明装置側インタフェース５とを結ぶ結線部１
２は、照明装置側インタフェース５を照明装置７に内蔵
させることにより省くことができる。 ・デジタルマルチメディア画像の受信では、多重される
データ信号を積極的に利用することによって、より高度
な制御も可能になる。また、番組送信側からも自在に視
聴環境をアクチィブに制御できるので、高画質な画像を
表示内容に符含させて表示させることもできるととも
に、目にやさしい疲労感を緩和した画像表示が可能にな
る。 ・画像表示性能センサとして人センサー機能を付加し、
上記実施の形態で示したように、無人の場合は電源オ
フ、有人の場合は自動電源オンにしたりするという機能
の他に、人の存在と現在の番組を視聴率調査機関に自動
的に発信して視聴率を調査する自動視聴率調査機として
の機能も持たせたり、あるいは個人を認証する個人認証
機能を付加させ、その個人に応じた最適な視聴環境を供
するようにすることもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像表示
システムは、上記実施の形態より明らかなように、画像
表示装置を通して周囲の照明等の視聴環境を検出し、画
像表示装置の表示環境、及び／または照明装置の照明環
境を能動的に制御しているので、より高画質な画像表示
や、より目にやさしく疲労感を緩和した画像表示が可能
になる等、きわめて優れた効果が期待できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における画像表示システム
の概略構成配置図

【図２】前記実施の形態における画像表示システムの構
成ブロック図

【図３】前記実施の形態における画像表示装置の駆動制
御回路構成を示すブロック図

【図４】前記実施の形態における画像表示システムの効
果を説明する図

【符号の説明】

１ 画像表示装置 ２ 画像表示性能検知器 ７ 照明装置 ８ 人センサ ２０ 電源制御回路 ２１ 信号分離回路 ２２ 画像信号増幅回路 ２３ 画像信号平均値検出回路 ２４ 画像信号白ピーク値検出回路 ２５ データ信号分離回路 ２６ 画像輝度・照明制御回路 ２７ 照明嗜好切り替えスイッチ ２８ 入力テレビ信号 ２９ 同期信号 ３０ 画像信号

フロントページの続き (72)発明者 伊東 英彦 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)発明者 鈴木 鉄男 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)発明者 奥村 泰之 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)発明者 井上 友幸 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)発明者 小松 敬一 宮城県仙台市青葉区錦町１−11−１ 日本 放送協会 仙台放送局内 Ｆターム(参考） 5C026 CA08 EA07 5C061 BB03 CC05 5C082 AA01 AA02 AA21 CA81 CB01 CB03 MM10

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示装置と、 前記画像表示装置の外部で前記画像表示装置の周囲を照
   らす位置に設けられた照明装置と、 前記画像表示装置の画像表示特性信号、あるいは前記画
   像表示装置へ入力された画像、音声、データ信号または
   制御信号から画像表示装置の表示性能或いは表示環境を
   検知する画像表示性能検知手段と、 前記画像表示性能検知信号に応じて前記画像表示装置の
   画面輝度、及び／または前記照明装置の明るさを調整し
   て視聴環境条件を制御する制御手段、 とを備えたことを特徴とする画像表示システム。
2. 【請求項２】 前記画像表示装置に、その画像表示装置
   の輝度や色温度を検知するセンサを設けたことを特徴と
   する請求項１記載の画像表示システム。
3. 【請求項３】 前記センサに、前記画像表示装置の周囲
   に存在する人を検知して電源をオン・オフする信号を出
   力する人センサ機能を持たせたことを特徴とする請求項
   ２記載の画像表示システム。
4. 【請求項４】 前記センサに、前記画像表示装置の周囲
   に存在する人を検知して、視聴率調査用の信号を出力す
   る機能を持たせたことを特徴とする請求項２記載の画像
   表示システム。
5. 【請求項５】 前記センサに、前記画像表示装置の周囲
   に存在する人の存否と、その個人を認証する個人認証機
   能を付加したことを特徴とする請求項２記載の画像表示
   システム。
6. 【請求項６】 前記画像表示性能検知信号は画像のコン
   テンツ情報を利用して生成され、そのコンテンツ情報に
   応じて前記画像表示装置の画面輝度、及び／または前記
   照明装置の明るさを調整するようにしたことを特徴とす
   る請求項１記載の画像表示システム。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、視聴者の存在、若しく
   は個人認証機能を備え、個人毎に好みに応じた視聴環境
   を供するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画
   像表示システム。