大型映像表示装置の制御装置
【課題】複数の表示ユニットより構成される大型映像表示装置において、表示ユニットにおける明るさや温度ムラを補正する機構を備えた大型映像表示装置を得る。
【解決手段】映像表示装置１に正対してカメラ２を設置し、カメラで映像表示装置及びその周辺を撮影して、その撮影画像をコントローラ３に取り込み、コントローラで画像処理して映像表示装置及びその周辺の輝度画像を求めることにより、映像表示装置の点灯強度を制御するようにした。
【解決手段】映像表示装置１に正対してカメラ２を設置し、カメラで映像表示装置及びその周辺を撮影して、その撮影画像をコントローラ３に取り込み、コントローラで画像処理して映像表示装置及びその周辺の輝度画像を求めることにより、映像表示装置の点灯強度を制御するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の映像表示ユニットを組み合わせて構築された映像表示装置の点灯強度を調整するようにした大型映像表示装置の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型映像表示装置は、屋内外を問わず多様な環境下で使用されている。特に太陽光の影響を受け周囲の明るさが変化しやすい屋外では、映像表示装置の周囲の明るさに応じて映像表示装置の点灯強度を調整することが求められる。
また、映像表示装置内の冷却が不均一であることなどが原因で、映像表示装置内に温度に起因する色むらが生じるので、温度に応じて映像表示装置の冷却強度を調整することが求められる。
【０００３】
従来、大型映像表示装置の近辺に配置されて大型映像表示装置周辺における色温度を測定する色温度センサ、または観客席に配置されて大型映像表示装置の画面もしくは周辺を撮影するＣＣＤカメラを設け、色温度センサまたはＣＣＤカメラが検出した色温度データに対応して映像信号のレベルを制御し、映像の色表示が最適になるようにした大画面映像表示装置が知られている（例えば、特許文献1参照）。
【０００４】
また、多様でかつ変化の激しい屋外で使用される大型映像表示装置では、照度のみ、温度のみといった１種類の環境データに基づいて、画面輝度や冷却強度を制御するのでは、視覚の上で適切な画質の実現、および映像表示装置の信頼性の維持の面で最適な制御が果たせないことから、複数種類の環境データの組み合わせに基づいて映像表示装置の動作条件を制御するようにした表示装置も知られている。
例えば、環境データとして、照度、温度、風量、降雨量、風向などを検出する複数のセンサを設け、これら複数のセンサが出力する複数種類の環境データの組み合わせに基づいて、映像表示装置の画面輝度や冷却強度や画面色度を制御する表示制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、大型映像表示装置を構成する各表示素子の輝度が異なると画質が悪くなることから、製造時また使用途中で表示素子の輝度を調整する手段として、映像表示装置のブロック単位（例えば表示ユニット）を撮影するＣＣＤカメラを設け、ＣＣＤカメラで撮影した表示ユニットの映像から各表示素子の発光輝度を検出し、検出した発光輝度と予め設定された基準輝度を比較し、その比較結果に基づいて表示ユニットの各表示素子の発光輝度を補正するようにした映像表示装置の検査装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８２１７５号公報
【特許文献２】特許第３７１４８５６号公報
【特許文献３】特許第３７２９５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の特許文献１に記載された大画面映像表示装置は、色温度センサまたはＣＣＤカメラで大型映像装置周辺の色温度を測定して赤、緑および青の３原色の色要素信号に分離し、予めメモリに蓄積されている最適な各色温度データと比較して、最も近い最適補正データで映像表示装置に供給する３原色信号を補正して周辺色温度に対する色調整を行なうようしたもので、比較対象が大型映像装置周辺の色温度と予め設定された色温度であり、映像表示装置自体とその周辺の明るさに応じた調整ではないため大型映像表示装置の輝度制御として最適ではなかった。また３原色の色要素信号に分離するなど構成的にも複雑または高価となる問題があった。
【０００８】
また、特許文献２のように照度センサや温度センサを用いた表示装置は、照度センサや温度センサの設置位置における計測値を代表値として用いる必要があった。この方法では例えば、雲の陰り・日陰などで局所的に照度が異なる場合には、局所情報が表示装置全体の点灯強度を決定することになるという問題があった。
【０００９】
さらに、特許文献３に記載された映像表示装置の検査装置は、表示装置の各表示素子の発光輝度のみ検出して、検出した発光輝度と予め設定された基準輝度を比較して各表示素子の発光輝度を補正するものであり、屋外のように太陽光の影響を受け周囲の明るさが変化しやすい環境条件で映像表示装置が使用される場合は、視覚の上で適切な画質を実現することは困難であった。
【００１０】
また、大型映像表示装置では、輝度差が大きい映像を表示装置に表示した後や表示装置内の冷却が不均一であることなどが原因で、表示装置内に温度に起因する色むらが生じたり、大型ゆえに表示素子の不点灯が生じても発見や位置の特定が困難という問題があった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、カメラで撮影した映像表示装置およびその周辺の明るさに応じて映像表示装置の点灯強度を調整することにより、最適な画質を実現する映像表示装置の制御装置を提供することを目的とするものである。
またこの発明は、表示装置に温度に起因する色むらが生じないよう表示装置内の冷却制御を最適に行ったり、表示素子の不点灯の発見や位置の特定が容易な映像表示装置の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る大型映像表示装置の制御装置は、複数の表示ユニットを組み合わせて構築された映像表示装置に正対して設けられたカメラと、このカメラで撮影した映像表示装置の撮影画像および映像表示装置の周辺の撮影画像をもとに、映像表示装置の明るさ情報と映像表示装置周辺の明るさ情報を用い、映像表示装置の点灯強度を調整するコントローラを備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、カメラで撮影した映像表示装置の撮影画像および映像表示装置の周辺の撮影画像をもとに、映像表示装置の明るさ情報と映像表示装置周辺の明るさ情報を用いて、映像表示装置の点灯強度や、色むら、温度むらを調整するため、映像表示装置内の均一性の保たれた画質の良い映像が得られる。
またこの発明によれば、スクリーンの不点灯箇所、故障箇所を検出して修理が必要な箇所を特定することで、メンテナンス性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１における制御装置の全体構成を示す概念図である。
【図２】この発明に使用される映像表示装置の正面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における輝度画像の例を示す図である。
【図４】この発明に使用されるカメラのイメージセンサの例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるフローチャートを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に使用される映像表示装置を示す概念図である。
【図７】この発明の実施の形態２におけるフローチャートを示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２におけるラベリング処理の一工程を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２におけるラベリング画像を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態３におけるフローチャートを示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３における映像表示装置を示す概念図である。
【図１２】この発明の実施の形態４における映像表示装置を示す概念図である。
【図１３】この発明の実施の形態４におけるフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における大型映像表示装置の制御装置について、図１〜図５に基づいて説明する。
図１はこの発明の大型映像表示装置の制御装置を示す概念図であり、ＴＶカメラやビデオ装置からの映像信号を画像として表示する映像表示装置１と、映像表示装置１の正面に向かって対面するよう正対して位置が固定された状態で設置されたＣＣＤの撮像素子（イメージセンサ）を有するカメラ２と、映像表示装置１とカメラ２を制御するコントローラ３で構成されている。
カメラ２は映像表示装置１の全体と映像表示装置１の周辺を同時に撮影するようになっている。
【００１６】
コントローラ３は、映像表示装置１に映像信号を送ると共に、映像表示装置１の点灯強度などを調整する制御信号を送るスクリーンコントローラ３ａと、スクリーンコントローラ３ａおよびカメラ２を制御するパソコン３ｂからなっている。
映像表示装置１は、図２に示すように、複数の表示ユニット１１を縦横に組み合わせて構築され、各表示ユニット１１には、図示しない赤、青、緑のＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子が縦横に複数並べて構成されている。
【００１７】
図３はカメラ２で撮影した画像をグレースケール変換したグレー画素４の全体を示す輝度画像５の例を示し、撮影された輝度画像５のうち、映像表示装置１に該当する箇所をスクリーンエリア内６、それ以外の部分をスクリーンエリア外７として分けている。また輝度画像５上の任意の座標をＩ、映像表示装置１の四隅の座標をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。
図４はカメラ２で撮影した画像をグレースケール変換して、グレー画素４とする場合のイメージセンサの概略図を示している。多くの場合、カメラ２のイメージセンサは、図４のように赤センサ２１Ｒが１つ、緑センサ２１Ｇが２つ、青センサ２１Ｂが１つの合計４つのセンサで１画素を構成するように整列している。この場合、グレー画素４のグレー画素値とは赤センサ１つ、緑センサ２つ、青センサ１つのセンサ値を固有の係数を乗じて加え合わせて求めることができる。すなわち、イメージセンサが（ｎ×ｎ）個あるならば、グレー画素４は（ｎ−１）×（ｎ−１）個生じることになる。
【００１８】
次にこの発明の実施の形態１における大型映像表示装置の制御装置について、その制御動作を図５のフローチャートに基づいて説明する。なお、この制御動作は主にコントローラ３のソフトウェアによって行なわれるものである。
ステップＳ１１は、コントローラ３のスクリーンコントローラ３ａより映像信号を映像表示装置１に送って画像表示させ、パソコン３ｂよりカメラ２を制御し、一定時間間隔（Ｔ）でカメラ２のシャッターを切り、映像表示装置１およびその周辺を撮影する。
ステップＳ１２は、カメラ２で撮影した画像データを逐次パソコン３ｂへダウンロードし、ダウンドードした画像データは全ての画素に対して下式が適用され、グレースケール変換する。グレースケール変換された画像の全体を輝度画像と呼び、図３に示すような輝
度画像５を作成する。
【００１９】
グレースケール変換された輝度画像５の各画素値をＧrayとすると、Ｇrayは以下の（１）式で求めることができる。
Ｇray＝Ｒedconst×Ｒedbright＋Ｇreenconst×Ｇreenbright＋Ｂlueconst×Ｂluebright （１）
但し、Ｒedconst、Ｇreenconst、Ｂlueconstはそれぞれカメラ２に固有のイメージセンサの係数である。
Ｒedbright、Ｇreenbright、Ｂluebrightはカメラ２内の各センサが検出した画素値で
ある。
【００２０】
次にステップＳ１３は、撮影された輝度画像５のうち、映像表示装置１に該当する箇所をスクリーンエリア内６、それ以外の部分をスクリーンエリア外７として分け、輝度画像５の各画素がスクリーンエリア内かスクリーンエリア外を判定する。
この判定の仕方は次の通りで行なう。
図３に示すように、輝度画像５上の任意の座標をＩ、映像表示装置１の四隅の座標をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。各点の座標は（２）式で表される。
Ｉ＝（ｉ１，１２，０）
Ａ＝（ａ１，ａ２，０）
Ｂ＝（ｂ１，ｂ２，０） （２）
Ｃ＝（ｃ１，ｃ２，０）
Ｄ＝（ｄ１，ｄ２，０）
【００２１】
映像表示装置１周辺の各点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及び輝度画像５上の任意の座標Ｉを結ぶベクトルは以下の（３）式で表される。
【数１】
【００２２】
このとき、輝度画像５上の任意の座標Ｉが、スクリーンエリア内６かスクリーンエリア外７かを判定するために、各ベクトル成分の外積を（４）式により求める。
【数２】
【００２３】
スクリーンエリア内６かスクリーンエリア外７かの判定は、以下の（５）式のベクトル式より求めた外積のz成分が全て負となるか否かで判定することができる。
（ｂ１−ａ１）（ａ２−ｉ２）−（ａ１−ｉ１）（ｂ２−ａ２）＜０
（ｃ１−ｂ１）（ｂ２−ｉ２）−（ｂ１−ｉ１）（ｃ２−ｂ２）＜０
（ｄ１−ｃ１）（ｃ２−ｉ２）−（ｃ１−ｉ１）（ｄ２−ｃ２）＜０ （５）
（ａ１−ｄ１）（ｄ２−ｉ２）−（ｄ１−ｉ１）（ａ２−ｄ２）＜０
上記の（５）式を全て満たせば、任意の座標Ｉはスクリーンエリア内６にあると判定する。また、１つでも符号が異なるものがあればスクリーンエリア外７と判定する。
【００２４】
ステップＳ１４は、スクリーンエリア内６と判定されたグレー画素４をＧrayinsideと
し、スクリーンエリア内６のグレー画素値の総和Ｓinsideを以下の（６）式で求める。
Ｓinside＝ΣＧrayinside （６）
ステップＳ１５は、ステップＳ１４と同様に、スクリーンエリア外７と判定されたグレー画素４をＧrayoutsideとし、スクリーンエリア外７のグレー画素値の総和Ｓoutsideを
以下の（７）式で求める。
Ｓoutside＝ΣＧrayoutside （７）
【００２５】
ステップＳ１６は、すべてのグレー画素Ｇrayinside、Ｇrayoutsideに対してグレー画
素値の総和ＳinsideまたはＳoutsideへの加算が終わるまで繰り返し、最終のグレー画素
になったかを判断する。
ステップＳ１７は、ステップＳ１４、Ｓ１５で求めたスクリーンエリア内６のグレー画素値の総和Ｓinsideとスクリーンエリア外７のグレー画素値の総和Ｓoutsideから、スク
リーンエリア内外の輝度比αを（８）式により算出する。
【数３】
【００２６】
ステップＳ１８は、スクリーンエリア内外の輝度比αに応じて、映像表示装置１の点灯強度（点灯輝度）を（９）式になるよう段階的に変更する。
Ｓinside＝α ・ Ｓoutside （９）
なお、輝度比αはカメラ２の特性や設置環境、映像表示装置１に表示する映像内容、ユーザの趣向により設定可能な係数とする。
【００２７】
以上のように、スクリーンエリア内外のグレー画素４の総和をもとに、映像表示装置１およびその周囲の明るさを認識し、映像表示装置１の点灯強度を自動的に調整する。例えば、スクリーンエリア外７のグレー画素値の総和Ｓoutsideが大きいとき、すなわち映像
表示装置１の周辺が明るいとき、点灯強度を強くすることで映像表示装置１が明るくなり、周囲の明るさに負けず映像表示装置１の表示内容をはっきりと見ることができる。また、スクリーンエリア外７のグレー画素値の総和Ｓoutsideが小さいとき、すなわち映像表
示装置１の周辺が暗いとき、点灯強度を弱くすることで映像表示装置１が暗くなり、周囲が暗くても眩し過ぎることなく映像表示装置１を見ることができ、また映像表示装置１の消費電力を下げることができる。
【００２８】
ステップＳ１９は、カメラ２のシャッターを切る時間間隔Ｔ（sec）を設定するもので
、この時間間隔Ｔ（sec）でカメラ２が映像表示装置１およびその周辺を撮影する。
そして映像表示装置１およびその周辺を撮影した画像をもとに、上記ステップに従って映像表示装置１およびその周辺の明るさを求め、映像表示装置１を適切な点灯強度に調整する。
【００２９】
実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２における大型映像表示装置の制御装置について、図６〜図９に基づいて説明する。
上記の実施の形態１では、カメラ２で撮影した画像をグレースケール変換した輝度画像５を用いて、映像表示装置１の点灯強度を制御する方法について述べた。実施の形態２では、さらに映像表示装置１内の各表示ユニット１１に組み込まれた赤外線発光素子１３の点灯強度をカメラ２で測定し、映像表示中に映像表示装置１内の色ムラや温度ムラを調整するようにしたものである。
【００３０】
図６は実施の形態２で使用される映像表示装置の概念図を示し、図６において、映像表示装置１は複数の表示ユニット１１を縦横に組み合わせることで構成されている。各表示ユニット１１には赤外線発光ＬＥＤ等の赤外線発光素子１３を１つずつ埋め込み、全ての赤外線発光素子１３を同じ電流で駆動する。
その他の構成は図１に示す構成と同じで、映像表示装置１に正対してカメラ２が設置され、映像表示装置１およびカメラ２をコントローラ３で制御するようになっている。
【００３１】
次にこの発明の実施の形態２における大型映像表示装置の制御装置について、その制御動作を図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、この制御動作は主にコントローラ３のソフトウェアによって行なわれるものである。
ステップＳ２１は、赤外線発光素子１３の発光強度をカメラ２で撮影して測定する。ステップＳ２２は、カメラ２で撮影した画像データを逐次パソコン３ｂへダウンロードし、ダウンドードした画像データにラベリング処理を施し、連結画素にラベルを付ける。
ラベリング処理は、ある閾値以上の画素値を持つ領域を連結するために用いるもので、明るい画素が集まっている領域に同じラベルを付ける。
【００３２】
以下、ラベリング処理の手順について詳しく説明する。
１）赤外線発光素子１３を点灯させた画像を得る。
２）赤外線発光素子１３を消灯した画像を得る。
３）上記１）で得た輝度画像から上記２）で得た輝度画像を引き去り（背景差分）、
赤外線発光素子１３の光だけを抽出する。
４）上記３）で得た輝度画像を閾値処理により２値化する。その時の画像データ４１
の例を図８に示し、白枠の箇所と黒枠の箇所で区別している。
５）上記４）で２値化したデータから同じ値の領域を抽出し、図９に示すように同
じ値の領域は連結して連結画素４２とし、連結画素４２の領域ごとに採番して、
ラベリング処理を行い、ラベリング画像４３を作成する。
６）ノイズ耐性を上げるためには、最小連結画素数をパラメータとして持つとよい。
【００３３】
ラベリング処理により、同一の赤外線発光素子の光には同じラベルが採番されていることになる。つまり、同じラベルの画素値の総和を求めることで、各々の赤外線発光素子１３の輝度を得ることが出来る。
ステップＳ２３は、ラベリング処理画像から各赤外線発光素子１３の輝度値を抽出するものである。同一ラベルの画素は同一の赤外線発光素子１３の輝度とみなすことが出来る。
同一ラベル領域から各赤外線発光素子１３の輝度を抽出する方法は複数考えられる。例えば、連結画素４２の輝度値の総和を求める方法や、連結画素４２の輝度値の平均を求める方法、連結画素４２内の最大輝度値を代表値とする方法などが考えられるが，外乱が多い屋外での使用には総和や平均といった方法が望ましい。
【００３４】
ステップＳ２４は、抽出した輝度値に角度補正をするものである。赤外線発光素子１３の輝度値はカメラ２の撮影画角に応じて変化する。輝度値が変化する主因は、カメラ２のレンズ収差と赤外線発光素子１３の配光特性である。そのため輝度値の角度依存性を補正する。角度依存性の補正を行うことで赤外線発光素子１３の輝度値を相対比較することが可能になる。
【００３５】
ステップＳ２５は、各赤外線発光素子１３の輝度値を相対比較し、その相対輝度値に基づいて映像表示装置１に設けられている冷却ファンなどの冷却設備を制御する。
一般に赤外線ＬＥＤ等の赤外線発光素子１３には温度特性があり，周囲温度が高温であるほど赤外線発光素子１３の輝度値は小さくなり、周辺温度が低温であるほど輝度値は高くなる。この性質を利用して相対的に輝度値が小さくなっている箇所は表示ユニット１１の温度が上昇しているので、表示ユニット１１の周辺ファンの制御等の冷却制御に使用することで、映像表示装置１の温度ムラを均一化することができる。
【００３６】
ステップＳ２６は、実施の形態１と同様に、カメラ２のシャッターを切る時間間隔Ｔ（sec）を設定するもので、この時間間隔Ｔ（sec）でカメラ２が映像表示装置１の各表示ユニット１１に設けられた赤外線発光素子１３を撮影する。
そして撮影した赤外線発光素子１３からの光の画像をもとに、上記ステップに従って各赤外線発光素子１３の輝度を相対比較することにより、映像表示装置１内の冷却設備を制御して映像表示装置１の温度ムラを均一化し、画質の良い映像が得られるようにする。
【００３７】
実施の形態３．
次にこの発明の実施の形態３における大型映像表示装置の制御装置について、図１０〜図１１に基づいて説明する。
上記の実施の形態２では、映像表示装置１内に組み込まれた赤外線発光素子１３の情報を用いて、映像表示装置１内の温度ムラを制御する方法について述べたが、実施の形態３では、赤外線発光素子１３を用いることなく映像表示装置１内の色ムラや温度ムラを調整するようにしたものである。
実施の形態３における大型映像表示装置の制御装置の構成は、図１に示す構成と同じに付き、説明を省略する。
【００３８】
この発明の実施の形態３における大型映像表示装置の制御装置について、その制御動作
を図１０のフローチャートに基づいて説明する。なお、この制御動作は主にコントローラ３のソフトウェアによって行なわれるものである。
ステップＳ３１は映像表示装置１の発光素子を点灯し、ある特定の色、例えば赤色を表示させる。ステップＳ３２は、特定の色で表示された映像表示装置１をカメラ２で撮影する。
ステップＳ３３は、撮影した画像をパソコン３ｂへダウンロードし、パソコン３ｂでスクリーンエリア内６の画像を検出し、スクリーンエリア内６にある画素に対して、色の三刺激値Ｘbright、Ｙbright、Ｚbrightを（１０）式により演算して求める。なお、三刺激値とは、色彩工学の用語で、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対する刺激値を指し、光のＲＧＢの三原色とほぼ等価になる。
【００３９】
【数４】
但し、ｘｒ，ｘｇ，ｘｂ，ｙｒ，ｙｇ，ｙｂ，ｚｒ，ｚｇ，ｚｂはそれぞれカメラ２に固有のイメージセンサの係数である。
【００４０】
ステップＳ３４は、ステップ３３で求めた三刺激値が、「意図した色」と同じかどうか比較する。演算によりイメージセンサより得られた三刺激値と、「意図した色」の三刺激値とが異なる場合（Ｎｏ）、ステップＳ３５に進む。
ここで、「意図した色」とは、理想的な色を指し、その三刺激値は予め決められている。例えば赤色の場合、ユーザが映像表示装置１に表示したい理想的な赤色（意図した色）を映像表示装置１に表示しても、実際に映像表示された赤色は、同じ赤色でも外光などさまざまな要因により微妙に異なることがある。つまり、実際に映像表示装置１を撮影した画像より演算で求めた色とは異なる。
【００４１】
ステップＳ３５は、イメージセンサより得られた三刺激値と、「意図した色」の三刺激値との差分情報に基づき色補正係数を求める。
ステップＳ３６は、ステップＳ３５で求めた色補正係数に基づき、スクリーンコントローラ３ａにより映像表示装置１を制御し、最適な色に補正して映像表示装置１の発光素子を点灯する。
【００４２】
また、図１１に示すように映像表示装置１の各表示ユニット１１の四隅のみを点灯した画像を撮影し、撮影画像より表示ユニット１１の位置を特定する。表示ユニット１１毎に三刺激値の平均を求めることで、表示ユニット１１毎に「意図した色」との差分情報を得ることができ、表示ユニット１１単位での色調整が可能となる。
【００４３】
また、例えば発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた映像表示装置１の場合、一般に赤色ＬＥＤには温度特性があり、温度が高いときに暗くなり、温度が低いときには暗くなる性質がある。この性質を利用して、映像表示装置１に赤色を表示させて映像表示装置１をカメラ２で撮影すれば、スクリーンエリア内６の画像により映像表示装置１の温度分布を捉えることができる。この温度分布情報をもとに冷却ファンの制御等の冷却制御に使用することで、映像表示装置１の温度ムラを均一化することができる。
【００４４】
実施の形態４．
次にこの発明の実施の形態４における大型映像表示装置の制御装置について、図１２〜
図１３に基づいて説明する。実施の形態４における大型映像表示装置の制御装置の構成は、図１に示す構成と同じに付き、説明を省略する。
上記の実施の形態１〜３では、輝度画像５や赤外線発光素子１３などを用いて映像表示装置１の点灯強度や色等を制御する方法について述べた。実施の形態４では、映像表示装置１に白色を点灯させ、カメラ２で映像表示装置１を撮影した撮影画像をもとに映像表示装置１内の発光素子１２の不点灯箇所、故障箇所を検出して、修理が必要な箇所を特定するようにしたものである。
【００４５】
図１２は実施の形態４の発明における映像表示装置の概念図を示し、映像表示装置１内の全ての発光素子（ＬＥＤ）１２から不点灯の発光素子１４を検出し、不点灯の発光素子１４がどの表示ユニット１１に含まれるかを特定するようにしたものである。
この発明の実施の形態４における大型映像表示装置の制御装置について、その制御動作を図１３のフローチャートに基づいて説明する。なお、この制御動作は主にコントローラ３のソフトウェアによって行なわれるものである。
【００４６】
ステップＳ４１は、まず、映像表示装置１の各表示ユニット１１の四隅の発光素子１２を図１１に示すように点灯する。ステップＳ４２は、各表示ユニット１１の四隅のみを点灯した映像表示装置１をカメラ２で撮影する。
ステップＳ４３は、撮影した画像をパソコン３ｂへダウンロードし、パソコン３ｂで撮影画像より表示ユニット１１の位置を特定し、表示ユニット１１の検出画像を作成する。ステップＳ４４は、映像表示装置１内の全ての発光素子１２を点灯して白色表示し、カメラ２で撮影する。
【００４７】
ステップＳ４５は、撮影された画像に、図９に示すようにラベリング処理を施し、連結画素４２にラベル付けを行い、映像表示装置１内の全ての発光素子１２の明るさを特定する。
ステップＳ４６は、同一ラベル領域から、発光素子１２の各素子毎の輝度値を求め、各素子毎のグレー画素値の総和が一定基準に満たない発光素子１２を不点灯素子と判定して、不点灯の発光素子１４を検出する。
【００４８】
ステップＳ４７は、ステップＳ４４の撮影画像とステップＳ４３の表示ユニット検出画像を重ね合わせ、どの発光素子１２がどの表示ユニット１１に含まれるかを検出することで、不点灯の発光素子１４がどの表示ユニット１１に含まれるかを検出し、故障表示ユニットを特定する。
なお、表示ユニット１１内に含まれる発光素子１２の個数があらかじめ分かっている場合には、撮影画像のみで故障表示ユニットの位置を特定することも可能である。
【００４９】
映像表示装置１が大きい場合には、カメラ２の画素数で認識できる発光素子（ＬＥＤ）の数を映像表示装置１の発光素子の数が超えているため、発光素子１２の位置検出が不可能となる。この場合には、映像表示装置１をいくつかのブロックに分け、複数台のカメラ２を使用するか、１台のカメラ２で複数ブロックを撮影することで、１回の撮影範囲が小さくでき、カメラ２で発光素子１２の個々の明るさを認識することができる。
こうして、ＬＥＤ等のドットマトリックス状に配置された発光素子１２を使用した映像表示装置１では、ＬＥＤ素子の不点灯を検出し、容易にメンテナンス可能にすることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１：映像表示装置 ２：カメラ
３：コントローラ ３ａ：スクリーンコントローラ
３ｂ：パソコン（ＰＣ） ４：グレー画素
５：輝度画像 ６：スクリーンエリア内
７：スクリーンエリア外
１１：表示ユニット １２：発光素子（ＬＥＤ）
１３：赤外線発光素子 １４：不点灯の発光素子
２１Ｒ：赤センサ ２１Ｇ：緑センサ
２１Ｂ：青センサ
４１：画像データ ４２：連結画素
４３：ラベリング画像
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の映像表示ユニットを組み合わせて構築された映像表示装置の点灯強度を調整するようにした大型映像表示装置の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型映像表示装置は、屋内外を問わず多様な環境下で使用されている。特に太陽光の影響を受け周囲の明るさが変化しやすい屋外では、映像表示装置の周囲の明るさに応じて映像表示装置の点灯強度を調整することが求められる。
また、映像表示装置内の冷却が不均一であることなどが原因で、映像表示装置内に温度に起因する色むらが生じるので、温度に応じて映像表示装置の冷却強度を調整することが求められる。
【０００３】
従来、大型映像表示装置の近辺に配置されて大型映像表示装置周辺における色温度を測定する色温度センサ、または観客席に配置されて大型映像表示装置の画面もしくは周辺を撮影するＣＣＤカメラを設け、色温度センサまたはＣＣＤカメラが検出した色温度データに対応して映像信号のレベルを制御し、映像の色表示が最適になるようにした大画面映像表示装置が知られている（例えば、特許文献1参照）。
【０００４】
また、多様でかつ変化の激しい屋外で使用される大型映像表示装置では、照度のみ、温度のみといった１種類の環境データに基づいて、画面輝度や冷却強度を制御するのでは、視覚の上で適切な画質の実現、および映像表示装置の信頼性の維持の面で最適な制御が果たせないことから、複数種類の環境データの組み合わせに基づいて映像表示装置の動作条件を制御するようにした表示装置も知られている。
例えば、環境データとして、照度、温度、風量、降雨量、風向などを検出する複数のセンサを設け、これら複数のセンサが出力する複数種類の環境データの組み合わせに基づいて、映像表示装置の画面輝度や冷却強度や画面色度を制御する表示制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、大型映像表示装置を構成する各表示素子の輝度が異なると画質が悪くなることから、製造時また使用途中で表示素子の輝度を調整する手段として、映像表示装置のブロック単位（例えば表示ユニット）を撮影するＣＣＤカメラを設け、ＣＣＤカメラで撮影した表示ユニットの映像から各表示素子の発光輝度を検出し、検出した発光輝度と予め設定された基準輝度を比較し、その比較結果に基づいて表示ユニットの各表示素子の発光輝度を補正するようにした映像表示装置の検査装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８２１７５号公報
【特許文献２】特許第３７１４８５６号公報
【特許文献３】特許第３７２９５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の特許文献１に記載された大画面映像表示装置は、色温度センサまたはＣＣＤカメラで大型映像装置周辺の色温度を測定して赤、緑および青の３原色の色要素信号に分離し、予めメモリに蓄積されている最適な各色温度データと比較して、最も近い最適補正データで映像表示装置に供給する３原色信号を補正して周辺色温度に対する色調整を行なうようしたもので、比較対象が大型映像装置周辺の色温度と予め設定された色温度であり、映像表示装置自体とその周辺の明るさに応じた調整ではないため大型映像表示装置の輝度制御として最適ではなかった。また３原色の色要素信号に分離するなど構成的にも複雑または高価となる問題があった。
【０００８】
また、特許文献２のように照度センサや温度センサを用いた表示装置は、照度センサや温度センサの設置位置における計測値を代表値として用いる必要があった。この方法では例えば、雲の陰り・日陰などで局所的に照度が異なる場合には、局所情報が表示装置全体の点灯強度を決定することになるという問題があった。
【０００９】
さらに、特許文献３に記載された映像表示装置の検査装置は、表示装置の各表示素子の発光輝度のみ検出して、検出した発光輝度と予め設定された基準輝度を比較して各表示素子の発光輝度を補正するものであり、屋外のように太陽光の影響を受け周囲の明るさが変化しやすい環境条件で映像表示装置が使用される場合は、視覚の上で適切な画質を実現することは困難であった。
【００１０】
また、大型映像表示装置では、輝度差が大きい映像を表示装置に表示した後や表示装置内の冷却が不均一であることなどが原因で、表示装置内に温度に起因する色むらが生じたり、大型ゆえに表示素子の不点灯が生じても発見や位置の特定が困難という問題があった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、カメラで撮影した映像表示装置およびその周辺の明るさに応じて映像表示装置の点灯強度を調整することにより、最適な画質を実現する映像表示装置の制御装置を提供することを目的とするものである。
またこの発明は、表示装置に温度に起因する色むらが生じないよう表示装置内の冷却制御を最適に行ったり、表示素子の不点灯の発見や位置の特定が容易な映像表示装置の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る大型映像表示装置の制御装置は、複数の表示ユニットを組み合わせて構築された映像表示装置に正対して設けられたカメラと、このカメラで撮影した映像表示装置の撮影画像および映像表示装置の周辺の撮影画像をもとに、映像表示装置の明るさ情報と映像表示装置周辺の明るさ情報を用い、映像表示装置の点灯強度を調整するコントローラを備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、カメラで撮影した映像表示装置の撮影画像および映像表示装置の周辺の撮影画像をもとに、映像表示装置の明るさ情報と映像表示装置周辺の明るさ情報を用いて、映像表示装置の点灯強度や、色むら、温度むらを調整するため、映像表示装置内の均一性の保たれた画質の良い映像が得られる。
またこの発明によれば、スクリーンの不点灯箇所、故障箇所を検出して修理が必要な箇所を特定することで、メンテナンス性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１における制御装置の全体構成を示す概念図である。
【図２】この発明に使用される映像表示装置の正面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における輝度画像の例を示す図である。
【図４】この発明に使用されるカメラのイメージセンサの例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるフローチャートを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に使用される映像表示装置を示す概念図である。
【図７】この発明の実施の形態２におけるフローチャートを示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２におけるラベリング処理の一工程を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２におけるラベリング画像を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態３におけるフローチャートを示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３における映像表示装置を示す概念図である。
【図１２】この発明の実施の形態４における映像表示装置を示す概念図である。
【図１３】この発明の実施の形態４におけるフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における大型映像表示装置の制御装置について、図１〜図５に基づいて説明する。
図１はこの発明の大型映像表示装置の制御装置を示す概念図であり、ＴＶカメラやビデオ装置からの映像信号を画像として表示する映像表示装置１と、映像表示装置１の正面に向かって対面するよう正対して位置が固定された状態で設置されたＣＣＤの撮像素子（イメージセンサ）を有するカメラ２と、映像表示装置１とカメラ２を制御するコントローラ３で構成されている。
カメラ２は映像表示装置１の全体と映像表示装置１の周辺を同時に撮影するようになっている。
【００１６】
コントローラ３は、映像表示装置１に映像信号を送ると共に、映像表示装置１の点灯強度などを調整する制御信号を送るスクリーンコントローラ３ａと、スクリーンコントローラ３ａおよびカメラ２を制御するパソコン３ｂからなっている。
映像表示装置１は、図２に示すように、複数の表示ユニット１１を縦横に組み合わせて構築され、各表示ユニット１１には、図示しない赤、青、緑のＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子が縦横に複数並べて構成されている。
【００１７】
図３はカメラ２で撮影した画像をグレースケール変換したグレー画素４の全体を示す輝度画像５の例を示し、撮影された輝度画像５のうち、映像表示装置１に該当する箇所をスクリーンエリア内６、それ以外の部分をスクリーンエリア外７として分けている。また輝度画像５上の任意の座標をＩ、映像表示装置１の四隅の座標をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。
図４はカメラ２で撮影した画像をグレースケール変換して、グレー画素４とする場合のイメージセンサの概略図を示している。多くの場合、カメラ２のイメージセンサは、図４のように赤センサ２１Ｒが１つ、緑センサ２１Ｇが２つ、青センサ２１Ｂが１つの合計４つのセンサで１画素を構成するように整列している。この場合、グレー画素４のグレー画素値とは赤センサ１つ、緑センサ２つ、青センサ１つのセンサ値を固有の係数を乗じて加え合わせて求めることができる。すなわち、イメージセンサが（ｎ×ｎ）個あるならば、グレー画素４は（ｎ−１）×（ｎ−１）個生じることになる。
【００１８】
次にこの発明の実施の形態１における大型映像表示装置の制御装置について、その制御動作を図５のフローチャートに基づいて説明する。なお、この制御動作は主にコントローラ３のソフトウェアによって行なわれるものである。
ステップＳ１１は、コントローラ３のスクリーンコントローラ３ａより映像信号を映像表示装置１に送って画像表示させ、パソコン３ｂよりカメラ２を制御し、一定時間間隔（Ｔ）でカメラ２のシャッターを切り、映像表示装置１およびその周辺を撮影する。
ステップＳ１２は、カメラ２で撮影した画像データを逐次パソコン３ｂへダウンロードし、ダウンドードした画像データは全ての画素に対して下式が適用され、グレースケール変換する。グレースケール変換された画像の全体を輝度画像と呼び、図３に示すような輝
度画像５を作成する。
【００１９】
グレースケール変換された輝度画像５の各画素値をＧrayとすると、Ｇrayは以下の（１）式で求めることができる。
Ｇray＝Ｒedconst×Ｒedbright＋Ｇreenconst×Ｇreenbright＋Ｂlueconst×Ｂluebright （１）
但し、Ｒedconst、Ｇreenconst、Ｂlueconstはそれぞれカメラ２に固有のイメージセンサの係数である。
Ｒedbright、Ｇreenbright、Ｂluebrightはカメラ２内の各センサが検出した画素値で
ある。
【００２０】
次にステップＳ１３は、撮影された輝度画像５のうち、映像表示装置１に該当する箇所をスクリーンエリア内６、それ以外の部分をスクリーンエリア外７として分け、輝度画像５の各画素がスクリーンエリア内かスクリーンエリア外を判定する。
この判定の仕方は次の通りで行なう。
図３に示すように、輝度画像５上の任意の座標をＩ、映像表示装置１の四隅の座標をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。各点の座標は（２）式で表される。
Ｉ＝（ｉ１，１２，０）
Ａ＝（ａ１，ａ２，０）
Ｂ＝（ｂ１，ｂ２，０） （２）
Ｃ＝（ｃ１，ｃ２，０）
Ｄ＝（ｄ１，ｄ２，０）
【００２１】
映像表示装置１周辺の各点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及び輝度画像５上の任意の座標Ｉを結ぶベクトルは以下の（３）式で表される。
【数１】
【００２２】
このとき、輝度画像５上の任意の座標Ｉが、スクリーンエリア内６かスクリーンエリア外７かを判定するために、各ベクトル成分の外積を（４）式により求める。
【数２】
【００２３】
スクリーンエリア内６かスクリーンエリア外７かの判定は、以下の（５）式のベクトル式より求めた外積のz成分が全て負となるか否かで判定することができる。
（ｂ１−ａ１）（ａ２−ｉ２）−（ａ１−ｉ１）（ｂ２−ａ２）＜０
（ｃ１−ｂ１）（ｂ２−ｉ２）−（ｂ１−ｉ１）（ｃ２−ｂ２）＜０
（ｄ１−ｃ１）（ｃ２−ｉ２）−（ｃ１−ｉ１）（ｄ２−ｃ２）＜０ （５）
（ａ１−ｄ１）（ｄ２−ｉ２）−（ｄ１−ｉ１）（ａ２−ｄ２）＜０
上記の（５）式を全て満たせば、任意の座標Ｉはスクリーンエリア内６にあると判定する。また、１つでも符号が異なるものがあればスクリーンエリア外７と判定する。
【００２４】
ステップＳ１４は、スクリーンエリア内６と判定されたグレー画素４をＧrayinsideと
し、スクリーンエリア内６のグレー画素値の総和Ｓinsideを以下の（６）式で求める。
Ｓinside＝ΣＧrayinside （６）
ステップＳ１５は、ステップＳ１４と同様に、スクリーンエリア外７と判定されたグレー画素４をＧrayoutsideとし、スクリーンエリア外７のグレー画素値の総和Ｓoutsideを
以下の（７）式で求める。
Ｓoutside＝ΣＧrayoutside （７）
【００２５】
ステップＳ１６は、すべてのグレー画素Ｇrayinside、Ｇrayoutsideに対してグレー画
素値の総和ＳinsideまたはＳoutsideへの加算が終わるまで繰り返し、最終のグレー画素
になったかを判断する。
ステップＳ１７は、ステップＳ１４、Ｓ１５で求めたスクリーンエリア内６のグレー画素値の総和Ｓinsideとスクリーンエリア外７のグレー画素値の総和Ｓoutsideから、スク
リーンエリア内外の輝度比αを（８）式により算出する。
【数３】
【００２６】
ステップＳ１８は、スクリーンエリア内外の輝度比αに応じて、映像表示装置１の点灯強度（点灯輝度）を（９）式になるよう段階的に変更する。
Ｓinside＝α ・ Ｓoutside （９）
なお、輝度比αはカメラ２の特性や設置環境、映像表示装置１に表示する映像内容、ユーザの趣向により設定可能な係数とする。
【００２７】
以上のように、スクリーンエリア内外のグレー画素４の総和をもとに、映像表示装置１およびその周囲の明るさを認識し、映像表示装置１の点灯強度を自動的に調整する。例えば、スクリーンエリア外７のグレー画素値の総和Ｓoutsideが大きいとき、すなわち映像
表示装置１の周辺が明るいとき、点灯強度を強くすることで映像表示装置１が明るくなり、周囲の明るさに負けず映像表示装置１の表示内容をはっきりと見ることができる。また、スクリーンエリア外７のグレー画素値の総和Ｓoutsideが小さいとき、すなわち映像表
示装置１の周辺が暗いとき、点灯強度を弱くすることで映像表示装置１が暗くなり、周囲が暗くても眩し過ぎることなく映像表示装置１を見ることができ、また映像表示装置１の消費電力を下げることができる。
【００２８】
ステップＳ１９は、カメラ２のシャッターを切る時間間隔Ｔ（sec）を設定するもので
、この時間間隔Ｔ（sec）でカメラ２が映像表示装置１およびその周辺を撮影する。
そして映像表示装置１およびその周辺を撮影した画像をもとに、上記ステップに従って映像表示装置１およびその周辺の明るさを求め、映像表示装置１を適切な点灯強度に調整する。
【００２９】
実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２における大型映像表示装置の制御装置について、図６〜図９に基づいて説明する。
上記の実施の形態１では、カメラ２で撮影した画像をグレースケール変換した輝度画像５を用いて、映像表示装置１の点灯強度を制御する方法について述べた。実施の形態２では、さらに映像表示装置１内の各表示ユニット１１に組み込まれた赤外線発光素子１３の点灯強度をカメラ２で測定し、映像表示中に映像表示装置１内の色ムラや温度ムラを調整するようにしたものである。
【００３０】
図６は実施の形態２で使用される映像表示装置の概念図を示し、図６において、映像表示装置１は複数の表示ユニット１１を縦横に組み合わせることで構成されている。各表示ユニット１１には赤外線発光ＬＥＤ等の赤外線発光素子１３を１つずつ埋め込み、全ての赤外線発光素子１３を同じ電流で駆動する。
その他の構成は図１に示す構成と同じで、映像表示装置１に正対してカメラ２が設置され、映像表示装置１およびカメラ２をコントローラ３で制御するようになっている。
【００３１】
次にこの発明の実施の形態２における大型映像表示装置の制御装置について、その制御動作を図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、この制御動作は主にコントローラ３のソフトウェアによって行なわれるものである。
ステップＳ２１は、赤外線発光素子１３の発光強度をカメラ２で撮影して測定する。ステップＳ２２は、カメラ２で撮影した画像データを逐次パソコン３ｂへダウンロードし、ダウンドードした画像データにラベリング処理を施し、連結画素にラベルを付ける。
ラベリング処理は、ある閾値以上の画素値を持つ領域を連結するために用いるもので、明るい画素が集まっている領域に同じラベルを付ける。
【００３２】
以下、ラベリング処理の手順について詳しく説明する。
１）赤外線発光素子１３を点灯させた画像を得る。
２）赤外線発光素子１３を消灯した画像を得る。
３）上記１）で得た輝度画像から上記２）で得た輝度画像を引き去り（背景差分）、
赤外線発光素子１３の光だけを抽出する。
４）上記３）で得た輝度画像を閾値処理により２値化する。その時の画像データ４１
の例を図８に示し、白枠の箇所と黒枠の箇所で区別している。
５）上記４）で２値化したデータから同じ値の領域を抽出し、図９に示すように同
じ値の領域は連結して連結画素４２とし、連結画素４２の領域ごとに採番して、
ラベリング処理を行い、ラベリング画像４３を作成する。
６）ノイズ耐性を上げるためには、最小連結画素数をパラメータとして持つとよい。
【００３３】
ラベリング処理により、同一の赤外線発光素子の光には同じラベルが採番されていることになる。つまり、同じラベルの画素値の総和を求めることで、各々の赤外線発光素子１３の輝度を得ることが出来る。
ステップＳ２３は、ラベリング処理画像から各赤外線発光素子１３の輝度値を抽出するものである。同一ラベルの画素は同一の赤外線発光素子１３の輝度とみなすことが出来る。
同一ラベル領域から各赤外線発光素子１３の輝度を抽出する方法は複数考えられる。例えば、連結画素４２の輝度値の総和を求める方法や、連結画素４２の輝度値の平均を求める方法、連結画素４２内の最大輝度値を代表値とする方法などが考えられるが，外乱が多い屋外での使用には総和や平均といった方法が望ましい。
【００３４】
ステップＳ２４は、抽出した輝度値に角度補正をするものである。赤外線発光素子１３の輝度値はカメラ２の撮影画角に応じて変化する。輝度値が変化する主因は、カメラ２のレンズ収差と赤外線発光素子１３の配光特性である。そのため輝度値の角度依存性を補正する。角度依存性の補正を行うことで赤外線発光素子１３の輝度値を相対比較することが可能になる。
【００３５】
ステップＳ２５は、各赤外線発光素子１３の輝度値を相対比較し、その相対輝度値に基づいて映像表示装置１に設けられている冷却ファンなどの冷却設備を制御する。
一般に赤外線ＬＥＤ等の赤外線発光素子１３には温度特性があり，周囲温度が高温であるほど赤外線発光素子１３の輝度値は小さくなり、周辺温度が低温であるほど輝度値は高くなる。この性質を利用して相対的に輝度値が小さくなっている箇所は表示ユニット１１の温度が上昇しているので、表示ユニット１１の周辺ファンの制御等の冷却制御に使用することで、映像表示装置１の温度ムラを均一化することができる。
【００３６】
ステップＳ２６は、実施の形態１と同様に、カメラ２のシャッターを切る時間間隔Ｔ（sec）を設定するもので、この時間間隔Ｔ（sec）でカメラ２が映像表示装置１の各表示ユニット１１に設けられた赤外線発光素子１３を撮影する。
そして撮影した赤外線発光素子１３からの光の画像をもとに、上記ステップに従って各赤外線発光素子１３の輝度を相対比較することにより、映像表示装置１内の冷却設備を制御して映像表示装置１の温度ムラを均一化し、画質の良い映像が得られるようにする。
【００３７】
実施の形態３．
次にこの発明の実施の形態３における大型映像表示装置の制御装置について、図１０〜図１１に基づいて説明する。
上記の実施の形態２では、映像表示装置１内に組み込まれた赤外線発光素子１３の情報を用いて、映像表示装置１内の温度ムラを制御する方法について述べたが、実施の形態３では、赤外線発光素子１３を用いることなく映像表示装置１内の色ムラや温度ムラを調整するようにしたものである。
実施の形態３における大型映像表示装置の制御装置の構成は、図１に示す構成と同じに付き、説明を省略する。
【００３８】
この発明の実施の形態３における大型映像表示装置の制御装置について、その制御動作
を図１０のフローチャートに基づいて説明する。なお、この制御動作は主にコントローラ３のソフトウェアによって行なわれるものである。
ステップＳ３１は映像表示装置１の発光素子を点灯し、ある特定の色、例えば赤色を表示させる。ステップＳ３２は、特定の色で表示された映像表示装置１をカメラ２で撮影する。
ステップＳ３３は、撮影した画像をパソコン３ｂへダウンロードし、パソコン３ｂでスクリーンエリア内６の画像を検出し、スクリーンエリア内６にある画素に対して、色の三刺激値Ｘbright、Ｙbright、Ｚbrightを（１０）式により演算して求める。なお、三刺激値とは、色彩工学の用語で、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対する刺激値を指し、光のＲＧＢの三原色とほぼ等価になる。
【００３９】
【数４】
但し、ｘｒ，ｘｇ，ｘｂ，ｙｒ，ｙｇ，ｙｂ，ｚｒ，ｚｇ，ｚｂはそれぞれカメラ２に固有のイメージセンサの係数である。
【００４０】
ステップＳ３４は、ステップ３３で求めた三刺激値が、「意図した色」と同じかどうか比較する。演算によりイメージセンサより得られた三刺激値と、「意図した色」の三刺激値とが異なる場合（Ｎｏ）、ステップＳ３５に進む。
ここで、「意図した色」とは、理想的な色を指し、その三刺激値は予め決められている。例えば赤色の場合、ユーザが映像表示装置１に表示したい理想的な赤色（意図した色）を映像表示装置１に表示しても、実際に映像表示された赤色は、同じ赤色でも外光などさまざまな要因により微妙に異なることがある。つまり、実際に映像表示装置１を撮影した画像より演算で求めた色とは異なる。
【００４１】
ステップＳ３５は、イメージセンサより得られた三刺激値と、「意図した色」の三刺激値との差分情報に基づき色補正係数を求める。
ステップＳ３６は、ステップＳ３５で求めた色補正係数に基づき、スクリーンコントローラ３ａにより映像表示装置１を制御し、最適な色に補正して映像表示装置１の発光素子を点灯する。
【００４２】
また、図１１に示すように映像表示装置１の各表示ユニット１１の四隅のみを点灯した画像を撮影し、撮影画像より表示ユニット１１の位置を特定する。表示ユニット１１毎に三刺激値の平均を求めることで、表示ユニット１１毎に「意図した色」との差分情報を得ることができ、表示ユニット１１単位での色調整が可能となる。
【００４３】
また、例えば発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた映像表示装置１の場合、一般に赤色ＬＥＤには温度特性があり、温度が高いときに暗くなり、温度が低いときには暗くなる性質がある。この性質を利用して、映像表示装置１に赤色を表示させて映像表示装置１をカメラ２で撮影すれば、スクリーンエリア内６の画像により映像表示装置１の温度分布を捉えることができる。この温度分布情報をもとに冷却ファンの制御等の冷却制御に使用することで、映像表示装置１の温度ムラを均一化することができる。
【００４４】
実施の形態４．
次にこの発明の実施の形態４における大型映像表示装置の制御装置について、図１２〜
図１３に基づいて説明する。実施の形態４における大型映像表示装置の制御装置の構成は、図１に示す構成と同じに付き、説明を省略する。
上記の実施の形態１〜３では、輝度画像５や赤外線発光素子１３などを用いて映像表示装置１の点灯強度や色等を制御する方法について述べた。実施の形態４では、映像表示装置１に白色を点灯させ、カメラ２で映像表示装置１を撮影した撮影画像をもとに映像表示装置１内の発光素子１２の不点灯箇所、故障箇所を検出して、修理が必要な箇所を特定するようにしたものである。
【００４５】
図１２は実施の形態４の発明における映像表示装置の概念図を示し、映像表示装置１内の全ての発光素子（ＬＥＤ）１２から不点灯の発光素子１４を検出し、不点灯の発光素子１４がどの表示ユニット１１に含まれるかを特定するようにしたものである。
この発明の実施の形態４における大型映像表示装置の制御装置について、その制御動作を図１３のフローチャートに基づいて説明する。なお、この制御動作は主にコントローラ３のソフトウェアによって行なわれるものである。
【００４６】
ステップＳ４１は、まず、映像表示装置１の各表示ユニット１１の四隅の発光素子１２を図１１に示すように点灯する。ステップＳ４２は、各表示ユニット１１の四隅のみを点灯した映像表示装置１をカメラ２で撮影する。
ステップＳ４３は、撮影した画像をパソコン３ｂへダウンロードし、パソコン３ｂで撮影画像より表示ユニット１１の位置を特定し、表示ユニット１１の検出画像を作成する。ステップＳ４４は、映像表示装置１内の全ての発光素子１２を点灯して白色表示し、カメラ２で撮影する。
【００４７】
ステップＳ４５は、撮影された画像に、図９に示すようにラベリング処理を施し、連結画素４２にラベル付けを行い、映像表示装置１内の全ての発光素子１２の明るさを特定する。
ステップＳ４６は、同一ラベル領域から、発光素子１２の各素子毎の輝度値を求め、各素子毎のグレー画素値の総和が一定基準に満たない発光素子１２を不点灯素子と判定して、不点灯の発光素子１４を検出する。
【００４８】
ステップＳ４７は、ステップＳ４４の撮影画像とステップＳ４３の表示ユニット検出画像を重ね合わせ、どの発光素子１２がどの表示ユニット１１に含まれるかを検出することで、不点灯の発光素子１４がどの表示ユニット１１に含まれるかを検出し、故障表示ユニットを特定する。
なお、表示ユニット１１内に含まれる発光素子１２の個数があらかじめ分かっている場合には、撮影画像のみで故障表示ユニットの位置を特定することも可能である。
【００４９】
映像表示装置１が大きい場合には、カメラ２の画素数で認識できる発光素子（ＬＥＤ）の数を映像表示装置１の発光素子の数が超えているため、発光素子１２の位置検出が不可能となる。この場合には、映像表示装置１をいくつかのブロックに分け、複数台のカメラ２を使用するか、１台のカメラ２で複数ブロックを撮影することで、１回の撮影範囲が小さくでき、カメラ２で発光素子１２の個々の明るさを認識することができる。
こうして、ＬＥＤ等のドットマトリックス状に配置された発光素子１２を使用した映像表示装置１では、ＬＥＤ素子の不点灯を検出し、容易にメンテナンス可能にすることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１：映像表示装置 ２：カメラ
３：コントローラ ３ａ：スクリーンコントローラ
３ｂ：パソコン（ＰＣ） ４：グレー画素
５：輝度画像 ６：スクリーンエリア内
７：スクリーンエリア外
１１：表示ユニット １２：発光素子（ＬＥＤ）
１３：赤外線発光素子 １４：不点灯の発光素子
２１Ｒ：赤センサ ２１Ｇ：緑センサ
２１Ｂ：青センサ
４１：画像データ ４２：連結画素
４３：ラベリング画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示ユニットを組み合わせて構築された映像表示装置に正対して設けられたカメラと、このカメラで撮影した前記映像表示装置の撮影画像および前記映像表示装置の周辺の撮影画像をもとに、前記映像表示装置の明るさ情報と前記映像表示装置周辺の明るさ情報を用い、前記映像表示装置の点灯強度を調整するコントローラを備えた大型映像表示装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記コントローラは、前記カメラで撮影された画像をグレースケール変換して輝度画像とし、この輝度画像を前記映像表示装置のスクリーンエリア内とそれ以外のスクリーンエリア外とに分け、前記スクリーンエリア内外の輝度比に応じて、前記映像表示装置の点灯強度を調整するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記映像表示装置の各映像表示ユニット内に赤外線発光素子を組み込み、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記赤外線発光素子の発光輝度を検出し、前記赤外線発光素子の各発光輝度の相対輝度値をもとに前記映像表示装置の冷却制御を行うようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記赤外線発光素子の輝度画像を閾値処理して２値化し、同じ輝度の領域を抽出してラベリングすることにより、前記赤外線発光素子の発光輝度を検出するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記赤外線発光素子の各発光輝度の輝度値を、前記カメラの撮影角度に応じて角度補正するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記映像表示装置に意図した色を点灯させ、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記映像表示装置の画像により色の三刺激値を求め、この求めた三刺激値と前記意図した色の三刺激値との差分を演算し、前記差分情報により前記映像表示装置に色補正をするようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記映像表示装置の発光素子を点灯して白色表示させ、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記映像表示装置の撮影画像をもとに、前記映像表示装置内の発光素子の不点灯箇所、故障箇所を検出して、修理が必要な箇所を特定するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記映像表示装置の発光素子として発光ダイオードを用いて白色を点灯させ、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記映像表示装置の輝度画像を閾値処理して２値化し、同じ輝度の領域を抽出してラベリングすることにより、前記映像表示装置の各発光ダイオードの発光輝度を検出し、各発光ダイオード毎の輝度値が所定基準に満たない素子を不点灯素子と判定するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項１】
複数の表示ユニットを組み合わせて構築された映像表示装置に正対して設けられたカメラと、このカメラで撮影した前記映像表示装置の撮影画像および前記映像表示装置の周辺の撮影画像をもとに、前記映像表示装置の明るさ情報と前記映像表示装置周辺の明るさ情報を用い、前記映像表示装置の点灯強度を調整するコントローラを備えた大型映像表示装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記コントローラは、前記カメラで撮影された画像をグレースケール変換して輝度画像とし、この輝度画像を前記映像表示装置のスクリーンエリア内とそれ以外のスクリーンエリア外とに分け、前記スクリーンエリア内外の輝度比に応じて、前記映像表示装置の点灯強度を調整するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記映像表示装置の各映像表示ユニット内に赤外線発光素子を組み込み、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記赤外線発光素子の発光輝度を検出し、前記赤外線発光素子の各発光輝度の相対輝度値をもとに前記映像表示装置の冷却制御を行うようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記赤外線発光素子の輝度画像を閾値処理して２値化し、同じ輝度の領域を抽出してラベリングすることにより、前記赤外線発光素子の発光輝度を検出するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記赤外線発光素子の各発光輝度の輝度値を、前記カメラの撮影角度に応じて角度補正するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記映像表示装置に意図した色を点灯させ、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記映像表示装置の画像により色の三刺激値を求め、この求めた三刺激値と前記意図した色の三刺激値との差分を演算し、前記差分情報により前記映像表示装置に色補正をするようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記映像表示装置の発光素子を点灯して白色表示させ、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記映像表示装置の撮影画像をもとに、前記映像表示装置内の発光素子の不点灯箇所、故障箇所を検出して、修理が必要な箇所を特定するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の大型映像表示装置の制御装置において、前記映像表示装置の発光素子として発光ダイオードを用いて白色を点灯させ、前記コントローラは、前記カメラで撮影した前記映像表示装置の輝度画像を閾値処理して２値化し、同じ輝度の領域を抽出してラベリングすることにより、前記映像表示装置の各発光ダイオードの発光輝度を検出し、各発光ダイオード毎の輝度値が所定基準に満たない素子を不点灯素子と判定するようにした大型映像表示装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図３】
【図４】
【図１２】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図３】
【図４】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１５０００２（Ｐ２０１１−１５０００２Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９１０９（Ｐ２０１０−９１０９）
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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