表示装置
【課題】視認し易い明るさで画像を表示でき、消費電力を低減できる表示装置を提供する。
【解決手段】この表示装置１００は、表示デバイス１５の画面照度Ｅｉを測定する画面照度測定部１と、表示デバイス１５の観視者の情報および表示デバイス１５と観視者との視距離Ｌの情報が入力される設定条件入力部２と、画面照度Ｅｉおよび設定条件入力部２に入力された前記情報に基づき、観視者が眩しいと感じ始める輝度を求める演算部５１と、演算部５１で求めた輝度を越えない範囲で表示デバイス１５の最大輝度を決定する画面輝度制御部７と、表示デバイス１５の輝度を、表示デバイス１５の発光効率が良い所定の輝度範囲内で前記最大輝度と同じ輝度またはそれに一番近い輝度に制御するための制御信号を生成し、その制御信号を用いて表示デバイス１５の輝度を制御する制御信号生成部４０とを備える。
【解決手段】この表示装置１００は、表示デバイス１５の画面照度Ｅｉを測定する画面照度測定部１と、表示デバイス１５の観視者の情報および表示デバイス１５と観視者との視距離Ｌの情報が入力される設定条件入力部２と、画面照度Ｅｉおよび設定条件入力部２に入力された前記情報に基づき、観視者が眩しいと感じ始める輝度を求める演算部５１と、演算部５１で求めた輝度を越えない範囲で表示デバイス１５の最大輝度を決定する画面輝度制御部７と、表示デバイス１５の輝度を、表示デバイス１５の発光効率が良い所定の輝度範囲内で前記最大輝度と同じ輝度またはそれに一番近い輝度に制御するための制御信号を生成し、その制御信号を用いて表示デバイス１５の輝度を制御する制御信号生成部４０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画面輝度を観視者に適した輝度に自動調整する表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家庭で使用されるテレビ受像機は、ブラウン管ディスプレイに代わって、液晶表示装置やプラズマ表示装置などのフラットパネル型の表示装置が普及している。フラットパネル型の表示装置では、デバイス性能の向上により高輝度化が進んでいる。しかしながら、表示装置の高輝度化は、視認性を高める一方で、眩しさ感による疲労や目の疲れを生じさせる要因となっている。
【０００３】
また、液晶表示装置やプラズマ表示装置の高輝度化には、消費電力が高くなるという問題もある。
【０００４】
これらのことから、表示装置に周囲の明るさを測定する受光素子を搭載し、周囲の明るさ環境に合わせて画面輝度を調整する方法が一般的に行われている。例えば、周囲が暗い場合は画面輝度を低く調整し、周囲が明るい場合は画面輝度を高く調整する。これにより、明るい環境での視認性や、暗い環境における眩しさ感を抑え、消費電力も下げることができる。
【０００５】
例えば、従来の表示装置においては、表示デバイスの周囲光を基に、観視者が観視し易い明るさに画面輝度を自動的に調整している。具体的には、表示デバイス近傍に、観視者に向かって受光素子を配置し、この受光素子により表示デバイス近傍の明るさを測定し、この測定結果に基づき表示デバイスの輝度を求め、その輝度を、観視者が観視し易い明るさになる様に調整している。尚、表示デバイスの輝度は、表示デバイス近傍の明るさと一定の定数とから演算される（例えば特許文献１）。
【０００６】
また、別の従来の表示装置においては、観視者の視力や年齢、表示画面のサイズ、表示デバイスと観視者との距離である視距離、および表示画面の照度等をパラメータとして画面輝度を演算することで、その画面輝度を、明るさ環境と観視者の特性とに合った輝度に調整している（例えば特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３０８８９１号公報（第４頁から第６頁、第１図）
【特許文献２】特開２００７−２７９４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の表示装置においては、表示装置の明るさを制御する必要があるが、例えば表示装置の一例として挙げられる液晶表示装置においては、明るさを制御する方法としてバックライト装置の輝度制御が必要になる。バックライト装置の構成としては、光源と、光源の光を平面発光させるための導光板とから構成される。光源としては、従来、ＣＣＦＬ（冷陰極管）を用いるものが主流であったが、昨今、特に携帯電話等の小型機器向けや高色域ディスプレイにおいては、ＬＥＤを用いたバックライト装置（以後ＬＥＤバックライト装置と称す）が主流になっている。このＬＥＤバックライト装置の明るさ制御については、単純にＬＥＤに流す直流電流を制御する場合もあるが、ＣＰＵなどから容易に制御できるＰＷＭ信号のデューティ比を変化させることで制御する場合が増えている。
【０００９】
また、従来の表示装置においては、観視者が眩しさを感じないように表示デバイスの明るさを制御することで、表示装置の省電力を実現していた。例えば液晶表示装置の場合では、バックライト装置の明るさの制御は、単純にバックライト用ＬＥＤへの印加電流を変化させることで行われる。バックライト装置の消費電力は、ＬＥＤの順方向電圧と電流値との積により決まる。ＬＥＤの明るさと印加電流との関係は一般に線形変化するので、例えばバックライト装置の明るさを高めるためにＬＥＤを明るくするには、印加電流を増加させる必要があるが、そうすると、バックライト装置の消費電力が増大してしまう。
【００１０】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、表示装置の観視者にとって視認し易い明るさで画像を表示でき、且つ消費電力を低減できる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を解決する為に、本発明の第１の態様は、表示デバイスと、前記表示デバイスの画面照度を測定する画面照度測定部と、前記表示デバイスの観視者の情報および前記表示デバイスと前記観視者との距離である視距離の情報が入力される設定条件入力部と、前記画面照度測定部で測定された前記画面照度および前記設定条件入力部に入力された前記情報に基づき、前記観視者が眩しいと感じ始める前記表示デバイスの輝度を求める演算部と、前記演算部で求めた前記輝度を越えない範囲で前記表示デバイスの最大輝度を決定する画面輝度制御部と、前記表示デバイスの輝度を、前記表示デバイスの発光効率が良い所定の輝度範囲内で、前記画面輝度制御部で決定された前記最大輝度に一番近い輝度に制御するための制御信号を生成し、その制御信号を用いて前記表示デバイスの輝度を制御する制御信号生成部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、表示デバイスの画面照度および観視者の情報に基づき、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイスの輝度を求め、その輝度を越えない範囲で表示デバイスの最大輝度を決定し、表示デバイスの輝度を、表示デバイスの発光効率が良い所定の輝度範囲内で前記最大輝度に一番近い輝度に制御するので、観視者に応じて見易い明るさで画像を表示でき、これにより長時間観視した場合でも観視者の疲れを低減できる。更に表示デバイスの発光効率が高くなる様に考慮して表示デバイスの輝度を制御するので、消費電力の低減も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
＜全体構成＞
この実施の形態に係る表示装置１００は、図１の様に、画面照度測定部１と、設定条件入力部２と、背景輝度演算部３と、記憶部４と、輝度調整定数演算部５と、明るさ感輝度演算部６と、画面輝度制御部７と、映像信号輝度演算部９と、距離センサ１０と、映像信号解析部１２と、視角定数演算部１３と、撮像部１４と、表示デバイス１５と、バックライト制御信号生成部４０とを備えている。尚、各部３，４，５，６，１１，１３により演算部５１が構成されている。
【００１４】
表示デバイス１５は、液晶パネル１８と、液晶パネル１８を駆動する液晶表示ドライバ５０と、液晶パネル１８用のバックライト装置１９と、バックライト装置１９の輝度を制御するバックライト制御部１６とから構成される。バックライト装置１９は、バックライト用光源１９ａと、光源１９ａの光を平面発光させるための導光板１９ｂとから構成される。ここでは、バックライト用光源１９ａは、図６の様に、例えばＲＧＢ各色のＬＥＤ１９ｃを用いて構成される。
【００１５】
この表示デバイス１５では、液晶表示ドライバ５０により、映像信号に基づき液晶パネル１８が駆動されて液晶パネル１８に映像が生成される。そしてバックライト制御部１６により、バックライト制御信号生成部４０からのバックライト制御信号に基づきバックライト装置１９の輝度が制御される。これにより表示パネル１８に生成された映像が、観視者にとって最適な輝度で照らし出される（即ち表示される）。
【００１６】
ここで、この表示装置１００の特徴を説明しておく。
【００１７】
人の目は、視界の全ての光の影響を受ける。図２は、表示デバイス１５の周囲の背景輝度と、観視者２０が眩しさを感じ始める表示デバイス１５の輝度とを観視者２０の主観で評価する実験を説明する図であり、部屋（例えばシアタールーム）内において、表示装置１００が設置され、その表示装置１００を観視者２０が観視している状態を示している。観視者２０の視界に影響を与える領域は、２つの領域に分けられる。１つは、表示デバイス１５の表示画面の領域（テレビ画面領域２１）であり、もう１つは、テレビ画面領域２１の周囲領域（背景輝度領域２２）である。
【００１８】
ここで、観視者２０の眩しさ感が視界の中のテレビ画面領域２１と背景輝度領域２２との面積比に影響されるとすると、観視者２０の眩しさ感は、テレビ画面領域２１の面積およびその明るさ、背景輝度領域２２の面積およびその明るさ、観視者２０の視力、視距離等に関係する。そのため、背景輝度領域２２の明るさの測定のみをして、表示画面の明るさ（輝度）を調整する単純な方法では、必ずしも観視者２０にとって最適な明るさに調整されるとは限らない。よって、表示画面の明るさを観視者にとって最適な明るさに調整するには、更に、テレビ画面領域２１の面積およびその明るさ、観視者２０の視力、視距離などを考慮する必要がある（後述の様に実際には更に観視者２０の年齢も反映する事が望ましい）。
【００１９】
そこで、この表示装置１００は、表示デバイス１５において、テレビ画面領域２１の面積およびその明るさ、背景輝度領域２２の面積およびその明るさ、観視者２０の視力、視距離等を考慮して表示デバイス１５の輝度を制御することで、表示デバイス１５の発光効率を高める事ができる範囲（即ち省電力化を考慮した範囲）で、表示画面の輝度を観視者にとって最適な輝度（即ち観視者が眩しいと感じ始める輝度を越えない範囲での最大の輝度）に調整する様にしたものである。
【００２０】
次に観視者が眩しいと感じ始める輝度の求め方を説明しておく。
【００２１】
上記の事（観視者２０の眩しさ感が視界の中のテレビ画面領域２１と背景輝度領域２２との面積比に影響される事）を明らかにするために行った予備実験について説明する。表示装置１００を設置した部屋の明るさを照明等により変化させた場合の表示デバイス１５の画面照度Ｅｉとその周囲の背景輝度Ｌａとの関係を求めた。
【００２２】
ここで、画面照度Ｅｉとは、上述の通り、表示デバイス１５がオフの時の表示デバイス１５の中央付近の照度であり、表示デバイス１５の付近で照度計を観視者２０に向けて測定される輝度である。また背景輝度Ｌａとは、観視者２０の位置から１８０度視野の魚眼画像により撮像装置１００を撮像し、その撮像画像に対して、画像処理により、表示装置１００の表示画面の輝度を除外し、表示装置１００の背景部分のみの輝度を平均した輝度である。測定の結果、画面照度Ｅｉと背景輝度Ｌａとは、式１の様に、線形の関係式で良好に近似できる事が分かった。
【００２３】
Ｌａ＝Ｒｅ×Ｅｉ ・・・・・（１）
ここでＲｅは、部屋の壁の反射率、部屋の形状、および表示装置１００と観視者との相対位置等で決まる定数（背景輝度演算定数）である。
【００２４】
図３は、背景輝度Ｌａと、観視者が眩しさを感じ始める表示デバイス１５の輝度Ｌｗとの関係を実験で求めた結果を示したものである。実験は、背景輝度Ｌａが５ｃｄ／ｍ2，０ｃｄ／ｍ2，８０ｃｄ／ｍ2の各照明環境の下で、表示デバイス１５に大きさの異なる円形パターン（視角φ＝１°，５°，２５°）を表示し、それを例えば１８歳から２４歳までの２０名の若年者と、例えば６５歳から８０歳までの２４名の高齢者とに提示し、それら各観視者の主観で眩しさを感じ始める輝度を評価するやり方で行った。尚、主観評価の項目は眩しさ感に関する１項目とし、評価尺度は４段階で評価した。
【００２５】
尚、円形パターンの視角φは、図４の様に、表示デバイス１５と観視者２０との視距離Ｌと円形パターンの面積Ｓとから、式（２）により求められる。
【００２６】
φ＝２×Tan-1（√（Ｓ／π）／Ｌ）・・・・・（２）
尚、上述の説明は原理的な説明なので、便宜上、円形パターンを用いたが、実際には（即ち観視者が表示装置１００を視聴している状況では）、表示装置１００に表示中の映像（表示画像）の実効的な面積を上記の面積Ｓとして用いる。
【００２７】
上記の実験は、視距離Ｌを例えば１ｍに固定して行われた。そして、上記の各照明環境（Ｌａ＝５ｃｄ／ｍ2，２０ｃｄ／ｍ2，８０ｃｄ／ｍ2）および各視角（φ＝１°，５°，２５°）において、表示デバイス１５上の円形パターンの輝度を徐々に大きくし、各観視者が眩しさを感じ始めたときの表示デバイス１５の輝度Ｌｗを測定した。図２では、眩しさを感じ始めた輝度Ｌｗとして、若年者２０名と高齢者２４名のそれぞれの平均値をプロットした。この実験結果から、各視角φにおける背景輝度Ｌａと輝度Ｌｗとの関係式として、式（３）が得られた。
【００２８】
Ｌｗ＝ｋ×Ｌａα・・・・・・・（３）
ここで、αは視覚定数であり、ｋは輝度調整定数である。図３より、視覚定数αは、年齢Ａｇと視角φとに関係する定数であり、輝度調整定数ｋは、主に視角φ（即ち表示画面のサイズや視距離Ｌ）に関係する定数である。この様に、式（３）から、観視者が眩しいと感じ始める輝度Ｌｗが求められる。この表示装置１００では、表示画面の輝度は、この輝度Ｌｗと、表示画面に表示される映像情報とから決定される。
【００２９】
次に表示デバイス１５（即ちバックライト装置１９）の発光効率を高める事ができる範囲の表示画面の輝度について説明する。
【００３０】
上記の様に表示画面の輝度は、観視者が眩しさを感じ始めるときの表示デバイス１５の輝度Ｌｗと、表示画面に表示される映像情報とから決定される。例えば図３において、背景輝度Ｌａ＝１ｃｄ／ｍ2（部屋で映画を見るために部屋の照明をオフにした場合の明るさ）および視角φ＝２５°の場合では、若年者は、表示デバイス１５の輝度が１６０ｃｄ／ｍ2を超えると、表示画面に対して眩しさを感じ始める。
【００３１】
この事から、画面輝度の最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2である昨今の一般的な液晶ＴＶにおいては、ＴＶの画面輝度を十分に暗く設定しないと、最大輝度のままでは眩しくて観視者の目が疲れる事が分かる。これを解決するには、背景輝度Ｌａが低い環境では、表示デバイス１５の輝度を低減させることが有効である。
【００３２】
画面輝度を低減させるには多々手段が考えられる。例えば図１の表示デバイス１５の場合は、バックライト用光源１９ａとしてＬＥＤを用いているので、画面輝度を低減させるためには、バックライト用光源１９ａに流れる駆動電流を低減させれば良い。具体的には、バックライト用光源１９ａの駆動電流はバックライト制御部１６により制御されるので、例えばバックライト制御信号生成部４０からのＰＷＭ信号Ｐの周波数Ｆやデューティ比Ｄの変化によりバックライト用光源１９ａの明るさを低減させれば良い。
【００３３】
ＰＷＭ信号Ｐは、“０”または“１”で表されるデジタル信号であり、バックライト用光源１９ａの電流値をパルス信号のデューティ比Ｄに変換して制御するものである。例えばデューティ比Ｄ＝５０％の場合は、単位時間あたりに“０”と“１”の発生する時間が同じ比率になり、またデューティ比Ｄ＝５％の場合は、“０”と“１”の発生する時間が９５：５の比率になる。
【００３４】
ここで、バックライト用光源１９ａをＰＷＭ信号Ｐによって駆動することで、光源１９ａを直流駆動する場合と比べて、バックライト用光源１９ａの発光効率を飛躍的に高くできる場合がある。独立行政法人科学技術振興機構開催の新技術発表会のうち、２００８年４月４日に開催された“四国地区四大学発 新技術説明会”における“パルス駆動による視覚心理効果を用いたＬＥＤ照明の高効率化技術“（愛媛大学 大学院理工学研究科 電子情報工学専攻 准教授 神野 雅文）において、ＲＧＢ各色のＬＥＤを周波数６０Ｈｚ，デューティ比５％で点灯した場合は、同じ光束を発生する直流点灯の場合と比べて、３０％〜６０％以上明るく感じるという報告があり、この技術を用いると、従来の直流点灯の場合と比べて、消費電流を大幅に削減することが可能となる。
【００３５】
周波数については、理想的には上記の６０Ｈｚであるが、表示デバイス１５に応じて調整する必要があるので、６０Ｈｚを含む４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲で考えることが望ましい。この範囲は、４０Ｈｚ以下では、フリッカ等による画質品位の低下が目立ち、１２０Ｈｚ以上ではハードウエアが対応できなくなることを考慮した範囲である。
【００３６】
またデューティ比については、理想的には上記の５％であるが、表示デバイス１５に応じて調整する必要があるので、５％から２０％の範囲で考えることが望ましい。この範囲は、５％未満では輝度が暗くなり過ぎ、２０％を越えると発光効率が悪くなることを考慮した範囲である。
【００３７】
この様に、この表示装置１００では、表示デバイス１５（即ちバックライト装置１９）の発光効率を高める事ができる範囲の表示画面の輝度として、例えば、周波数については４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲を考え、デューティ比については５％から２０％の範囲を考える。これにより従来の直流点灯の場合と比べて、表示デバイス１５の発光効率を極めて高効率にできる。
【００３８】
以上の事を踏まえて表示装置１００の各部の説明を行う。
【００３９】
画面照度測定部１は、図示省略されるが、例えば視感度補正を施したシリコンホトダイオードと増幅器とから構成された受光素子である。画面照度測定部１は、表示デバイス１５の中心付近において観視者の方向を向いて配置されており、表示デバイス１５がオフの時の表示デバイス１５の中央付近の照度（画面照度Ｅｉ）を測定する。尚、画面照度測定部１を表示デバイス１５の中央付近に配置することが困難な場合には、表示デバイス１５の近傍に配置し、そこで測定した照度を画面照度Ｅｉと近似しても問題はない。
【００４０】
設定条件入力部２は、所定のリモコン装置（図示省略）からのリモコン光を受光する受光部を有しており、操作者のリモコン操作により当該所定のリモコン装置から送信される所定の条件（例えば観視者の年齢Ａｇや視力、背景輝度演算定数Ｒｅ、視距離Ｌ等の条件）を受信し、それらを記憶部４に保存する。尚、上記の年齢等の情報は、リモコン操作により入力されない場合には、予め定められたデフォルト値を用いても良い。
【００４１】
撮像部１４は、図示省略されるが、イメージセンサと画像処理装置とから構成されており、例えば表示ディバイス１５付近に配置されている。撮像部１４は、表示装置１００の観視者を撮像し、その撮像画像を画像処理して、観視者と表示デバイス１５との距離（視距離）Ｌおよび観視者の年齢Ａｇを検出する。視距離Ｌや年齢Ａｇの検出方法は、周知の画像処理技術を使用する事ができる。それらの検出結果Ｌ，Ａｇは、例えば設定条件入力部２を介して記憶部１に保存される。
【００４２】
尚、撮像画像から年齢を検出する方法としては、例えば予め人間の顔における顔色、目、鼻、口の位置などの特徴を、年齢、性別の異なる人物ごとにデータベース化し、それと撮像画像から抽出された前記特徴を比較することによって、被写体人物の年齢を特定できる（以後、顔情報比較の技術と呼ぶ。例えば特許第０３８０６９６号および特許第０３８１１４７４号）。
【００４３】
また撮像画像から視距離Ｌを検出する方法としては、上記の顔情報比較の技術を用いれば、顔全体の面積が算出できる。ここで、予め撮像部１４で得られる撮像画像において、人物の顔面積と視距離Ｌとの関係を求めておけば、顔面積から距離Ｌが求められる。
【００４４】
距離センサ１０は、例えば超音波を用いたものであり、例えば表示ディバイス１５付近に配置されており、観視者と表示デバイス１５との距離（視距離）Ｌを検出する。その検出結果Ｌは、例えば設定条件入力部２を介して記憶部１に保存される。
【００４５】
尚ここでは、視距離Ｌの設定は、所定のリモコン装置、撮像部１４および距離センサ１０のうちの何れかの手段により選択的に設定される。観視者の年齢Ａｇの設定も、所定のリモコン装置および撮像部１４のうちの何れかの手段により選択的に行われる。これらの選択は、前記所定のリモコン装置や図示省略の選択スイッチで行う事ができる。
【００４６】
背景輝度演算部３は、式（１）に基づき、記憶部４に保存された定数Ｒｅと、画面照度測定部１で測定された画面照度Ｅｉとから背景輝度Ｌａを求める。その背景輝度Ｌａは、記憶部４に保存される。
【００４７】
映像信号解析部１２は、映像信号から、表示デバイス１５に表示される映像（表示画像）に対して上記の実効的な面積Ｓを求める。尚、この実効的な面積Ｓは、単に表示デバイス１５の表示画面の面積としても良いし、表示デバイス１５の表示画面の面積に１より小さい定数を乗じたものとしても良い。これにより、映像信号解析部１２を不要とすることができる。
【００４８】
視覚定数演算部１３は、式（２）に基づき、記憶部４に保存された視距離Ｌと、映像信号解析部１２で求められた面積Ｓとから、表示デバイス１５に表示される映像の実効的な面積Ｓの視覚φを求める。そしてこの視覚φは、記憶部４に保存される。
【００４９】
輝度調整定数演算部５には、輝度調整定数ｋと視覚φと観視者の年齢Ａｇとの関係が設定されており、輝度調整定数演算部５は、その関係に基づき、記憶部４に保存された視覚φと観視者の年齢Ａｇとから、観視者に適した輝度調整定数ｋを求める。そしてその定数ｋは、記憶部４に保存される。
【００５０】
尚、上記の関係としては、視角φおよび年齢Ａｇから輝度調整定数ｋを与えるテーブルを用いても良いし、図３で示した実験結果から得られる適当な関数式を用いても良い。またここでは、視覚φと観視者の年齢Ａｇに基づき輝度調整定数ｋを求めるが、輝度調整定数ｋは主に視覚φに依存するので、年齢Ａｇの情報を用いずに視覚φだけを輝度調整定数ｋを求める様にしても良い。
【００５１】
視覚情報演算部１１には、視覚定数αと年齢Ａｇおよび視角φとの関係が設定されており、視覚情報演算部１１は、その関係に基づき、記憶部４に保存された視覚φと年齢Ａｇとから、観視者に適した視覚定数αを求める。そしてその定数αは、記憶部４に保存される。
【００５２】
尚、上記の関係としては、年齢Ａｇおよび視角φから視覚定数αを与えるテーブルを用いても良いし、図３で示した実験結果から得られる適当な関数式を用いても良い。尚、観視者の年齢Ａｇおよび視角φに加えて、更に記憶部４に保存された観視者の視力を考慮して視覚定数αを決定することで、更に良好な視覚定数αを決める様にしても良い。
【００５３】
明るさ感輝度演算部６は、式（３）に基づき、記憶部４に保存された各定数Ｌａ，ｋ，αから、観視者が眩しさを感じ始めるときの表示デバイス１５の輝度Ｌｗを求める。
【００５４】
映像信号輝度演算部９は、映像信号に基づき、表示デバイス１５に表示される映像（表示画像）の輝度分布および平均輝度を求める。
【００５５】
画面輝度制御部７は、明るさ感輝度演算部６で求めた輝度Ｌｗと、映像信号輝度演算部９で求めた映像の輝度分布および平均輝度とに基づき、輝度Ｌｗを越えない範囲で最大となる映像信号（即ち表示デバイス１５）の最大輝度を求め、この最大輝度に基づき表示デバイス１５で表示される映像の輝度情報Ｂを生成してバックライト制御信号生成部４０に出力する。
【００５６】
バックライト制御信号生成部（制御信号生成部）４０は、表示デバイス１５のバックライト装置１９の発光効率を高める事ができる所定の輝度範囲で、画面輝度制御部７で決定された最大輝度と同じ輝度またはそれに近い輝度となる様に、表示デバイス１５の表示画面の輝度を制御するものである。
【００５７】
バックライト制御信号生成部４０は、表示デバイス１５のバックライトＰＷＭ信号生成部４１と、デューティ選択回路４２と、周波数選択回路４３とから構成される。
【００５８】
デューティ選択回路４２は、画面輝度制御部７からの輝度情報Ｂに基づき、表示デバイス１５の画面輝度を観視者が眩しく感じ始める輝度を超えない範囲での最大輝度にするためのＰＷＭ駆動用の第１のデューティ比を求める。デューティ選択回路４２には、バックライト装置１９を発光効率良く発光させるためのデューティ比の範囲として所定のデューティ比範囲（例えば５％から２０％の範囲）が設定されている。デューティ選択回路４２は、求めた第１のデューティ比が上記の所定のデューティ比範囲内に含まれる場合は、その第１のデューティ比を、バックライト装置１９のＰＷＭ駆動用のデューティ比ＤとしてＰＷＭ信号生成部４１に出力し、他方、求めた第１のデューティ比が上記の所定のデューティ比範囲内に含まれない場合は、上記の所定のデューティ比範囲内で上記の第１のデューティ比に一番近い値を、バックライト装置１９のＰＷＭ駆動用のデューティ比ＤとしてＰＷＭ信号生成部４１に出力する。
【００５９】
周波数選択回路４３は、画面輝度制御部７からの輝度情報Ｂに基づき、表示デバイス１５の画面輝度を観視者が眩しく感じ始める輝度を超えない範囲での最大輝度にするためのＰＷＭ駆動用の第１の周波数を求める。周波数選択回路４３には、バックライト装置１９を発光効率良く発光させるための周波数の範囲として所定の周波数範囲（例えば４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲）が設定されている。周波数選択回路４３は、求めた第１の周波数が上記の所定の周波数範囲内に含まれる場合は、その第１の周波数を、バックライト装置１９のＰＷＭ駆動用の周波数ＦとしてＰＷＭ信号生成部４１に出力し、他方、求めた第１の周波数が上記の所定の周波数範囲内に含まれない場合は、上記の所定の周波数範囲内で上記の第１の周波数に一番近い値を、バックライト装置１９のＰＷＭ駆動用の周波数ＦとしてＰＷＭ信号生成部４１に出力する。
【００６０】
ＰＷＭ信号生成部４１は、デューティ選択回路４２からのデューティ比Ｄと、周波数選択回路４３からの周波数Ｆとに基づき、表示デバイス１５のバックライト装置１９をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ信号（バックライト制御信号）Ｐを生成して、表示デバイス１５のバックライト制御部１６に出力する。これにより、上記の様に、表示パネル１８に生成された映像が、バックライト装置１９の発光効率を高める事ができる所定の輝度範囲で、観視者にとって最適な輝度（即ち観視者が眩しいと感じ始める輝度を越えない範囲での最大の輝度）で表示される。
【００６１】
＜全体動作＞
次に表示装置１００の動作を説明する。
【００６２】
画面照度測定部１により、表示デバイス１５のオフの時に、表示デバイス１５の中心近傍の照度（画面照度Ｅｉ）が測定され、その測定結果が背景輝度演算部３に出力される。
【００６３】
また設定条件入力部２には、所定のリモコン装置、距離センサ１０および撮像部１４から、観視者の年齢Ａｇや視力、背景輝度演算定数Ｒｅ、視距離Ｌ等の情報が入力され、それらの情報が記憶部４に保存される。
【００６４】
そして背景輝度演算部３では、画面照度測定部１からの画面照度Ｅｉと、記憶部４に保存された背景輝度演算定数Ｒｅとから、式（１）に基づき背景輝度Ｌａが求められる。そしてその背景輝度Ｌａは、記憶部４に保存される。
【００６５】
また映像信号解析部１２では、外部からの映像信号が解析されて表示デバイス１５に表示される映像（表示画像）の実効的な面積Ｓが計算されている。そして視角定数演算部１３では、記憶部４に保存された視距離Ｌと、像信号解析部１２で解析された当該映像の実効的な面積Ｓとから、式（２）に基づき、当該映像の実効的な面積Ｓの視角φが求められる。そしてこの視角φは、記憶部４に保存される。
【００６６】
また輝度調整定数演算部５では、記憶部４に記憶された年齢Ａｇおよび視覚φから、予め設定された年齢Ａｇと視覚φとの関係に基づき、輝度調整定数ｋが求められる。そしてその輝度調整定数ｋは、記憶部４に保存される。
【００６７】
また視覚情報演算部１１では、記憶部４に保存された年齢Ａｇと視角φとから、予め設定された年齢Ａｇと視角φとの関係に基づき、観視者に適した視覚定数αが求められる。そしてその視覚定数αは、記憶部４に保存される。
【００６８】
そして記憶部４から明るさ感輝度演算部６に、背景輝度Ｌａ、輝度調整定数ｋおよび視覚定数αが出力される。明るさ感輝度演算部６では、これらの情報Ｌａ，α，ｋから、式（３）に基づき、観視者が眩しいと感じ始める輝度Ｌｗが求められる。
【００６９】
そして画面輝度制御部７では、映像信号輝度演算部９で求めた映像信号の輝度分布や平均輝度等と、明るさ感輝度演算部６で求めた輝度Ｌｗとに基づき、輝度Ｌｗを越えない範囲で最大となる映像信号（即ち表示デバイス１５）の最大輝度を求め、この最大輝度に基づき表示デバイス１５で表示される映像の輝度情報Ｂを生成してバックライト制御信号生成部４０に出力する。
【００７０】
そしてバックライト制御信号生成部４０では、画面輝度制御部７からの輝度情報Ｂに基づき第１のデューティ比および第１の周波数を求める。そしてその第１のデューティ比が予め設定された所定のデューティ比範囲（例えば５％〜２０％）内に含まれる場合は、その第１のデューティ比をバックライト装置１９のＰＷＭ駆動用のデューティ比Ｄとして決定し、他方、その第１のデューティ比が前記所定のデューティ比範囲内に含まれない場合は、前記所定のデューティ比範囲内でその第１のデューティ比に一番近いデューティ比をバックライト装置１９のＰＷＭ駆動用のデューティ比Ｄとして決定する。そして同様に、その第１の周波数が予め設定された所定の周波数範囲（例えば４０Ｈｚ〜１２０Ｈｚ）内に含まれる場合は、その第１の周波数をバックライト装置１９のＰＷＭ駆動用の周波数Ｆとして決定し、他方、その第１の周波数が前記所定の周波数範囲内に含まれない場合は、前記所定の周波数範囲内でその第１の周波数に一番近い周波数をバックライト装置１９のＰＷＭ駆動用の周波数Ｆとして決定する。そして、それらデューティ比Ｄと周波数Ｆとに基づき、バックライト装置１９をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ信号（バックライト制御信号）Ｐを生成して、表示デバイス１５に出力する。
【００７１】
そして表示デバイス１５では、液層表示ドライバ５０により映像信号に基づき液晶パネル１８に映像が生成されると共に、バックライト制御部１６によりバックライト制御信号生成部４０からのＰＷＭ信号Ｐに基づきバックライト装置１９が輝度制御される。これにより表示パネル１８に生成された映像が、バックライト装置１９の発光効率を高める事ができる所定の輝度範囲で、観視者にとって最適な輝度（即ち観視者が眩しいと感じ始める輝度を越えない範囲での最大の輝度）で表示される。
【００７２】
以上の様に構成された表示装置１００によれば、表示デバイス１５の画面照度Ｅｉおよび観視者の情報に基づき、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度Ｌｗを求め、その輝度Ｌｗを越えない範囲で表示デバイス１５の最大輝度を決定し、表示デバイス１５の輝度を、表示デバイス１５の発光効率が良い所定の輝度範囲内で前記最大輝度に一番近い輝度に制御するので、観視者に応じて見易い明るさで画像を表示でき、これにより長時間観視した場合でも観視者の疲れを低減できる。更に表示デバイス１５の発光効率が高くなる様に考慮して表示デバイス１５の輝度を制御するので、消費電力の低減も可能である。
【００７３】
またバックライト制御信号生成部４０は、ＰＭＷ信号Ｐをバックライト制御部１６に出力し、そのＰＷＭ信号Ｐの周波数Ｆを、表示デバイス１５の発光効率が良い所定の周波数範囲内で前記最大輝度に対応する周波数と同じ値またはそれに一番近い値に制御すると共に、そのＰＷＭ信号Ｐのディーティ比Ｄを、表示デバイス１５の発光効率が良い所定のデューティ比範囲内で前記最大輝度に対応するディーティ比と同じ値またはそれに一番近い値に制御するので、表示デバイス１５がバックライト装置１９を備え、そのバックライト装置１９の輝度をＰＷＭ制御する場合に適用可能である。
【００７４】
また所定のディーティ比範囲は５％から２０％の範囲内であり、所定の周波数範囲は４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲内であるので、画質やハードウエア的の限界を考慮して、バックライト装置の発光効率を高くできる。
【００７５】
また観視者の情報は観視者の年齢を含むので、観視者の年齢を考慮してより適切に、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度を求める事ができる。
【００７６】
観視者を撮像し、その撮像画像に基づき前記観視者の年齢を判別し、その判別した年齢を前記設定条件入力部に入力する撮像部１４を備えるので、視認者の年齢を入力するための操作を省略できる。
【００７７】
また画面照度Ｅｉ測定部で測定された画面照度Ｅｉに基づき表示装置１００の周囲の背景輝度Ｌａを求め、背景輝度Ｌａ、観視者の情報および視距離Ｌに基づき観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度Ｌｗを求めるので、即ち観視者の情報および視距離Ｌに加えて背景輝度Ｌａを考慮するので、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度をより適切に求める事ができる。
【００７８】
視距離Ｌおよび表示デバイス１５の実効的な表示画面の面積Ｓに基づき、観視者から見た実効的な表示画面の視角φを求め、視角φ、画面照度Ｅｉおよび観視者の情報に基づき観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度を求めるので、即ち画面照度Ｅｉおよび観視者の情報に加えて観視者から見た実効的な表示画面Ｓの視角φを考慮するので、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度をより適切に求める事ができる。
【００７９】
映像信号輝度演算部９で抽出された輝度情報（表示画像の輝度情報）に基づき、観視者が眩しく感じ始める表示デバイス１５の輝度を越えない範囲で表示デバイス１５の最大輝度を決定するので、即ち表示画像の輝度情報を考慮して決定するので、観視者が眩しく感じ始める表示デバイス１５の輝度を越えない範囲で表示デバイス１５の最大輝度をより適切に決定できる。
【００８０】
実施の形態２．
この実施の形態では、背景輝度係数Ｒｅを固定値として予め設定条件入力部２または記憶部４に設定しておく場合の背景輝度係数Ｒｅの具体値を検討する。
【００８１】
図５は、５０軒の一般家庭において、テレビが置かれた部屋で、画面照度Ｅｉと背景輝度Ｌａとを測定した結果をプロットしたものである。図５では、式（１）の背景輝度係数Ｒｅが１．０と０．２のときの直線を記入している。図５より、一般家庭における環境では、背景輝度係数Ｒｅを１．０以下の数値にすることで全ての家庭環境を反映することができる事が分かる。また、一般的な家庭環境では、背景輝度係数Ｒｅを０．２に設定するのが適切であることも分かる。
【００８２】
この様に背景輝度係数Ｒｅを固定値にすることで、背景輝度演算部３での演算（Ｌａを求める演算）を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施の形態１に係る画像表示装置を示すブロック図である。
【図２】背景輝度Ｌａと眩しさを感じ始める表示デバイス１５の輝度Ｌｗの主観評価実験を説明する図である。
【図３】眩しさを感じ始める表示画面の輝度Ｌｗと背景輝度Ｌａとの関係を示した図である。
【図４】視角φと表示パターンの面積Ｓと視距離Ｌとの関係を示した図である。
【図５】実施の形態２における画面照度Ｅｉと背景輝度Ｌａとの関係を示した図である。
【図６】バックライト用光源１９ａをＲＧＢ各色のＬＥＤ１９ｃで構成した場合のバックライト装置の１９の構成概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 画面照度測定部、２ 設定条件入力部、３ 背景輝度演算部、４ 記憶部、５ 輝度調整定数演算部、６ 明るさ感輝度演算部、７ 画面輝度制御部、９ 映像信号輝度演算部、１０ 距離センサ、１１ 視覚情報演算部、１３ 視覚定数演算部、１４ 撮像部、１６ バックライト制御部、１８ 液晶パネル、バックライト装置、１９ａ バックライト用光源、１９ｂ 導光板、４０ バックライト制御信号生成部、４１ ＰＷＭ信号生成部、４２ デューティ選択回路、４３ 周波数選択回路、５０ 液晶ドライバ、５１ 演算部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画面輝度を観視者に適した輝度に自動調整する表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家庭で使用されるテレビ受像機は、ブラウン管ディスプレイに代わって、液晶表示装置やプラズマ表示装置などのフラットパネル型の表示装置が普及している。フラットパネル型の表示装置では、デバイス性能の向上により高輝度化が進んでいる。しかしながら、表示装置の高輝度化は、視認性を高める一方で、眩しさ感による疲労や目の疲れを生じさせる要因となっている。
【０００３】
また、液晶表示装置やプラズマ表示装置の高輝度化には、消費電力が高くなるという問題もある。
【０００４】
これらのことから、表示装置に周囲の明るさを測定する受光素子を搭載し、周囲の明るさ環境に合わせて画面輝度を調整する方法が一般的に行われている。例えば、周囲が暗い場合は画面輝度を低く調整し、周囲が明るい場合は画面輝度を高く調整する。これにより、明るい環境での視認性や、暗い環境における眩しさ感を抑え、消費電力も下げることができる。
【０００５】
例えば、従来の表示装置においては、表示デバイスの周囲光を基に、観視者が観視し易い明るさに画面輝度を自動的に調整している。具体的には、表示デバイス近傍に、観視者に向かって受光素子を配置し、この受光素子により表示デバイス近傍の明るさを測定し、この測定結果に基づき表示デバイスの輝度を求め、その輝度を、観視者が観視し易い明るさになる様に調整している。尚、表示デバイスの輝度は、表示デバイス近傍の明るさと一定の定数とから演算される（例えば特許文献１）。
【０００６】
また、別の従来の表示装置においては、観視者の視力や年齢、表示画面のサイズ、表示デバイスと観視者との距離である視距離、および表示画面の照度等をパラメータとして画面輝度を演算することで、その画面輝度を、明るさ環境と観視者の特性とに合った輝度に調整している（例えば特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３０８８９１号公報（第４頁から第６頁、第１図）
【特許文献２】特開２００７−２７９４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の表示装置においては、表示装置の明るさを制御する必要があるが、例えば表示装置の一例として挙げられる液晶表示装置においては、明るさを制御する方法としてバックライト装置の輝度制御が必要になる。バックライト装置の構成としては、光源と、光源の光を平面発光させるための導光板とから構成される。光源としては、従来、ＣＣＦＬ（冷陰極管）を用いるものが主流であったが、昨今、特に携帯電話等の小型機器向けや高色域ディスプレイにおいては、ＬＥＤを用いたバックライト装置（以後ＬＥＤバックライト装置と称す）が主流になっている。このＬＥＤバックライト装置の明るさ制御については、単純にＬＥＤに流す直流電流を制御する場合もあるが、ＣＰＵなどから容易に制御できるＰＷＭ信号のデューティ比を変化させることで制御する場合が増えている。
【０００９】
また、従来の表示装置においては、観視者が眩しさを感じないように表示デバイスの明るさを制御することで、表示装置の省電力を実現していた。例えば液晶表示装置の場合では、バックライト装置の明るさの制御は、単純にバックライト用ＬＥＤへの印加電流を変化させることで行われる。バックライト装置の消費電力は、ＬＥＤの順方向電圧と電流値との積により決まる。ＬＥＤの明るさと印加電流との関係は一般に線形変化するので、例えばバックライト装置の明るさを高めるためにＬＥＤを明るくするには、印加電流を増加させる必要があるが、そうすると、バックライト装置の消費電力が増大してしまう。
【００１０】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、表示装置の観視者にとって視認し易い明るさで画像を表示でき、且つ消費電力を低減できる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を解決する為に、本発明の第１の態様は、表示デバイスと、前記表示デバイスの画面照度を測定する画面照度測定部と、前記表示デバイスの観視者の情報および前記表示デバイスと前記観視者との距離である視距離の情報が入力される設定条件入力部と、前記画面照度測定部で測定された前記画面照度および前記設定条件入力部に入力された前記情報に基づき、前記観視者が眩しいと感じ始める前記表示デバイスの輝度を求める演算部と、前記演算部で求めた前記輝度を越えない範囲で前記表示デバイスの最大輝度を決定する画面輝度制御部と、前記表示デバイスの輝度を、前記表示デバイスの発光効率が良い所定の輝度範囲内で、前記画面輝度制御部で決定された前記最大輝度に一番近い輝度に制御するための制御信号を生成し、その制御信号を用いて前記表示デバイスの輝度を制御する制御信号生成部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、表示デバイスの画面照度および観視者の情報に基づき、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイスの輝度を求め、その輝度を越えない範囲で表示デバイスの最大輝度を決定し、表示デバイスの輝度を、表示デバイスの発光効率が良い所定の輝度範囲内で前記最大輝度に一番近い輝度に制御するので、観視者に応じて見易い明るさで画像を表示でき、これにより長時間観視した場合でも観視者の疲れを低減できる。更に表示デバイスの発光効率が高くなる様に考慮して表示デバイスの輝度を制御するので、消費電力の低減も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
＜全体構成＞
この実施の形態に係る表示装置１００は、図１の様に、画面照度測定部１と、設定条件入力部２と、背景輝度演算部３と、記憶部４と、輝度調整定数演算部５と、明るさ感輝度演算部６と、画面輝度制御部７と、映像信号輝度演算部９と、距離センサ１０と、映像信号解析部１２と、視角定数演算部１３と、撮像部１４と、表示デバイス１５と、バックライト制御信号生成部４０とを備えている。尚、各部３，４，５，６，１１，１３により演算部５１が構成されている。
【００１４】
表示デバイス１５は、液晶パネル１８と、液晶パネル１８を駆動する液晶表示ドライバ５０と、液晶パネル１８用のバックライト装置１９と、バックライト装置１９の輝度を制御するバックライト制御部１６とから構成される。バックライト装置１９は、バックライト用光源１９ａと、光源１９ａの光を平面発光させるための導光板１９ｂとから構成される。ここでは、バックライト用光源１９ａは、図６の様に、例えばＲＧＢ各色のＬＥＤ１９ｃを用いて構成される。
【００１５】
この表示デバイス１５では、液晶表示ドライバ５０により、映像信号に基づき液晶パネル１８が駆動されて液晶パネル１８に映像が生成される。そしてバックライト制御部１６により、バックライト制御信号生成部４０からのバックライト制御信号に基づきバックライト装置１９の輝度が制御される。これにより表示パネル１８に生成された映像が、観視者にとって最適な輝度で照らし出される（即ち表示される）。
【００１６】
ここで、この表示装置１００の特徴を説明しておく。
【００１７】
人の目は、視界の全ての光の影響を受ける。図２は、表示デバイス１５の周囲の背景輝度と、観視者２０が眩しさを感じ始める表示デバイス１５の輝度とを観視者２０の主観で評価する実験を説明する図であり、部屋（例えばシアタールーム）内において、表示装置１００が設置され、その表示装置１００を観視者２０が観視している状態を示している。観視者２０の視界に影響を与える領域は、２つの領域に分けられる。１つは、表示デバイス１５の表示画面の領域（テレビ画面領域２１）であり、もう１つは、テレビ画面領域２１の周囲領域（背景輝度領域２２）である。
【００１８】
ここで、観視者２０の眩しさ感が視界の中のテレビ画面領域２１と背景輝度領域２２との面積比に影響されるとすると、観視者２０の眩しさ感は、テレビ画面領域２１の面積およびその明るさ、背景輝度領域２２の面積およびその明るさ、観視者２０の視力、視距離等に関係する。そのため、背景輝度領域２２の明るさの測定のみをして、表示画面の明るさ（輝度）を調整する単純な方法では、必ずしも観視者２０にとって最適な明るさに調整されるとは限らない。よって、表示画面の明るさを観視者にとって最適な明るさに調整するには、更に、テレビ画面領域２１の面積およびその明るさ、観視者２０の視力、視距離などを考慮する必要がある（後述の様に実際には更に観視者２０の年齢も反映する事が望ましい）。
【００１９】
そこで、この表示装置１００は、表示デバイス１５において、テレビ画面領域２１の面積およびその明るさ、背景輝度領域２２の面積およびその明るさ、観視者２０の視力、視距離等を考慮して表示デバイス１５の輝度を制御することで、表示デバイス１５の発光効率を高める事ができる範囲（即ち省電力化を考慮した範囲）で、表示画面の輝度を観視者にとって最適な輝度（即ち観視者が眩しいと感じ始める輝度を越えない範囲での最大の輝度）に調整する様にしたものである。
【００２０】
次に観視者が眩しいと感じ始める輝度の求め方を説明しておく。
【００２１】
上記の事（観視者２０の眩しさ感が視界の中のテレビ画面領域２１と背景輝度領域２２との面積比に影響される事）を明らかにするために行った予備実験について説明する。表示装置１００を設置した部屋の明るさを照明等により変化させた場合の表示デバイス１５の画面照度Ｅｉとその周囲の背景輝度Ｌａとの関係を求めた。
【００２２】
ここで、画面照度Ｅｉとは、上述の通り、表示デバイス１５がオフの時の表示デバイス１５の中央付近の照度であり、表示デバイス１５の付近で照度計を観視者２０に向けて測定される輝度である。また背景輝度Ｌａとは、観視者２０の位置から１８０度視野の魚眼画像により撮像装置１００を撮像し、その撮像画像に対して、画像処理により、表示装置１００の表示画面の輝度を除外し、表示装置１００の背景部分のみの輝度を平均した輝度である。測定の結果、画面照度Ｅｉと背景輝度Ｌａとは、式１の様に、線形の関係式で良好に近似できる事が分かった。
【００２３】
Ｌａ＝Ｒｅ×Ｅｉ ・・・・・（１）
ここでＲｅは、部屋の壁の反射率、部屋の形状、および表示装置１００と観視者との相対位置等で決まる定数（背景輝度演算定数）である。
【００２４】
図３は、背景輝度Ｌａと、観視者が眩しさを感じ始める表示デバイス１５の輝度Ｌｗとの関係を実験で求めた結果を示したものである。実験は、背景輝度Ｌａが５ｃｄ／ｍ2，０ｃｄ／ｍ2，８０ｃｄ／ｍ2の各照明環境の下で、表示デバイス１５に大きさの異なる円形パターン（視角φ＝１°，５°，２５°）を表示し、それを例えば１８歳から２４歳までの２０名の若年者と、例えば６５歳から８０歳までの２４名の高齢者とに提示し、それら各観視者の主観で眩しさを感じ始める輝度を評価するやり方で行った。尚、主観評価の項目は眩しさ感に関する１項目とし、評価尺度は４段階で評価した。
【００２５】
尚、円形パターンの視角φは、図４の様に、表示デバイス１５と観視者２０との視距離Ｌと円形パターンの面積Ｓとから、式（２）により求められる。
【００２６】
φ＝２×Tan-1（√（Ｓ／π）／Ｌ）・・・・・（２）
尚、上述の説明は原理的な説明なので、便宜上、円形パターンを用いたが、実際には（即ち観視者が表示装置１００を視聴している状況では）、表示装置１００に表示中の映像（表示画像）の実効的な面積を上記の面積Ｓとして用いる。
【００２７】
上記の実験は、視距離Ｌを例えば１ｍに固定して行われた。そして、上記の各照明環境（Ｌａ＝５ｃｄ／ｍ2，２０ｃｄ／ｍ2，８０ｃｄ／ｍ2）および各視角（φ＝１°，５°，２５°）において、表示デバイス１５上の円形パターンの輝度を徐々に大きくし、各観視者が眩しさを感じ始めたときの表示デバイス１５の輝度Ｌｗを測定した。図２では、眩しさを感じ始めた輝度Ｌｗとして、若年者２０名と高齢者２４名のそれぞれの平均値をプロットした。この実験結果から、各視角φにおける背景輝度Ｌａと輝度Ｌｗとの関係式として、式（３）が得られた。
【００２８】
Ｌｗ＝ｋ×Ｌａα・・・・・・・（３）
ここで、αは視覚定数であり、ｋは輝度調整定数である。図３より、視覚定数αは、年齢Ａｇと視角φとに関係する定数であり、輝度調整定数ｋは、主に視角φ（即ち表示画面のサイズや視距離Ｌ）に関係する定数である。この様に、式（３）から、観視者が眩しいと感じ始める輝度Ｌｗが求められる。この表示装置１００では、表示画面の輝度は、この輝度Ｌｗと、表示画面に表示される映像情報とから決定される。
【００２９】
次に表示デバイス１５（即ちバックライト装置１９）の発光効率を高める事ができる範囲の表示画面の輝度について説明する。
【００３０】
上記の様に表示画面の輝度は、観視者が眩しさを感じ始めるときの表示デバイス１５の輝度Ｌｗと、表示画面に表示される映像情報とから決定される。例えば図３において、背景輝度Ｌａ＝１ｃｄ／ｍ2（部屋で映画を見るために部屋の照明をオフにした場合の明るさ）および視角φ＝２５°の場合では、若年者は、表示デバイス１５の輝度が１６０ｃｄ／ｍ2を超えると、表示画面に対して眩しさを感じ始める。
【００３１】
この事から、画面輝度の最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2である昨今の一般的な液晶ＴＶにおいては、ＴＶの画面輝度を十分に暗く設定しないと、最大輝度のままでは眩しくて観視者の目が疲れる事が分かる。これを解決するには、背景輝度Ｌａが低い環境では、表示デバイス１５の輝度を低減させることが有効である。
【００３２】
画面輝度を低減させるには多々手段が考えられる。例えば図１の表示デバイス１５の場合は、バックライト用光源１９ａとしてＬＥＤを用いているので、画面輝度を低減させるためには、バックライト用光源１９ａに流れる駆動電流を低減させれば良い。具体的には、バックライト用光源１９ａの駆動電流はバックライト制御部１６により制御されるので、例えばバックライト制御信号生成部４０からのＰＷＭ信号Ｐの周波数Ｆやデューティ比Ｄの変化によりバックライト用光源１９ａの明るさを低減させれば良い。
【００３３】
ＰＷＭ信号Ｐは、“０”または“１”で表されるデジタル信号であり、バックライト用光源１９ａの電流値をパルス信号のデューティ比Ｄに変換して制御するものである。例えばデューティ比Ｄ＝５０％の場合は、単位時間あたりに“０”と“１”の発生する時間が同じ比率になり、またデューティ比Ｄ＝５％の場合は、“０”と“１”の発生する時間が９５：５の比率になる。
【００３４】
ここで、バックライト用光源１９ａをＰＷＭ信号Ｐによって駆動することで、光源１９ａを直流駆動する場合と比べて、バックライト用光源１９ａの発光効率を飛躍的に高くできる場合がある。独立行政法人科学技術振興機構開催の新技術発表会のうち、２００８年４月４日に開催された“四国地区四大学発 新技術説明会”における“パルス駆動による視覚心理効果を用いたＬＥＤ照明の高効率化技術“（愛媛大学 大学院理工学研究科 電子情報工学専攻 准教授 神野 雅文）において、ＲＧＢ各色のＬＥＤを周波数６０Ｈｚ，デューティ比５％で点灯した場合は、同じ光束を発生する直流点灯の場合と比べて、３０％〜６０％以上明るく感じるという報告があり、この技術を用いると、従来の直流点灯の場合と比べて、消費電流を大幅に削減することが可能となる。
【００３５】
周波数については、理想的には上記の６０Ｈｚであるが、表示デバイス１５に応じて調整する必要があるので、６０Ｈｚを含む４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲で考えることが望ましい。この範囲は、４０Ｈｚ以下では、フリッカ等による画質品位の低下が目立ち、１２０Ｈｚ以上ではハードウエアが対応できなくなることを考慮した範囲である。
【００３６】
またデューティ比については、理想的には上記の５％であるが、表示デバイス１５に応じて調整する必要があるので、５％から２０％の範囲で考えることが望ましい。この範囲は、５％未満では輝度が暗くなり過ぎ、２０％を越えると発光効率が悪くなることを考慮した範囲である。
【００３７】
この様に、この表示装置１００では、表示デバイス１５（即ちバックライト装置１９）の発光効率を高める事ができる範囲の表示画面の輝度として、例えば、周波数については４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲を考え、デューティ比については５％から２０％の範囲を考える。これにより従来の直流点灯の場合と比べて、表示デバイス１５の発光効率を極めて高効率にできる。
【００３８】
以上の事を踏まえて表示装置１００の各部の説明を行う。
【００３９】
画面照度測定部１は、図示省略されるが、例えば視感度補正を施したシリコンホトダイオードと増幅器とから構成された受光素子である。画面照度測定部１は、表示デバイス１５の中心付近において観視者の方向を向いて配置されており、表示デバイス１５がオフの時の表示デバイス１５の中央付近の照度（画面照度Ｅｉ）を測定する。尚、画面照度測定部１を表示デバイス１５の中央付近に配置することが困難な場合には、表示デバイス１５の近傍に配置し、そこで測定した照度を画面照度Ｅｉと近似しても問題はない。
【００４０】
設定条件入力部２は、所定のリモコン装置（図示省略）からのリモコン光を受光する受光部を有しており、操作者のリモコン操作により当該所定のリモコン装置から送信される所定の条件（例えば観視者の年齢Ａｇや視力、背景輝度演算定数Ｒｅ、視距離Ｌ等の条件）を受信し、それらを記憶部４に保存する。尚、上記の年齢等の情報は、リモコン操作により入力されない場合には、予め定められたデフォルト値を用いても良い。
【００４１】
撮像部１４は、図示省略されるが、イメージセンサと画像処理装置とから構成されており、例えば表示ディバイス１５付近に配置されている。撮像部１４は、表示装置１００の観視者を撮像し、その撮像画像を画像処理して、観視者と表示デバイス１５との距離（視距離）Ｌおよび観視者の年齢Ａｇを検出する。視距離Ｌや年齢Ａｇの検出方法は、周知の画像処理技術を使用する事ができる。それらの検出結果Ｌ，Ａｇは、例えば設定条件入力部２を介して記憶部１に保存される。
【００４２】
尚、撮像画像から年齢を検出する方法としては、例えば予め人間の顔における顔色、目、鼻、口の位置などの特徴を、年齢、性別の異なる人物ごとにデータベース化し、それと撮像画像から抽出された前記特徴を比較することによって、被写体人物の年齢を特定できる（以後、顔情報比較の技術と呼ぶ。例えば特許第０３８０６９６号および特許第０３８１１４７４号）。
【００４３】
また撮像画像から視距離Ｌを検出する方法としては、上記の顔情報比較の技術を用いれば、顔全体の面積が算出できる。ここで、予め撮像部１４で得られる撮像画像において、人物の顔面積と視距離Ｌとの関係を求めておけば、顔面積から距離Ｌが求められる。
【００４４】
距離センサ１０は、例えば超音波を用いたものであり、例えば表示ディバイス１５付近に配置されており、観視者と表示デバイス１５との距離（視距離）Ｌを検出する。その検出結果Ｌは、例えば設定条件入力部２を介して記憶部１に保存される。
【００４５】
尚ここでは、視距離Ｌの設定は、所定のリモコン装置、撮像部１４および距離センサ１０のうちの何れかの手段により選択的に設定される。観視者の年齢Ａｇの設定も、所定のリモコン装置および撮像部１４のうちの何れかの手段により選択的に行われる。これらの選択は、前記所定のリモコン装置や図示省略の選択スイッチで行う事ができる。
【００４６】
背景輝度演算部３は、式（１）に基づき、記憶部４に保存された定数Ｒｅと、画面照度測定部１で測定された画面照度Ｅｉとから背景輝度Ｌａを求める。その背景輝度Ｌａは、記憶部４に保存される。
【００４７】
映像信号解析部１２は、映像信号から、表示デバイス１５に表示される映像（表示画像）に対して上記の実効的な面積Ｓを求める。尚、この実効的な面積Ｓは、単に表示デバイス１５の表示画面の面積としても良いし、表示デバイス１５の表示画面の面積に１より小さい定数を乗じたものとしても良い。これにより、映像信号解析部１２を不要とすることができる。
【００４８】
視覚定数演算部１３は、式（２）に基づき、記憶部４に保存された視距離Ｌと、映像信号解析部１２で求められた面積Ｓとから、表示デバイス１５に表示される映像の実効的な面積Ｓの視覚φを求める。そしてこの視覚φは、記憶部４に保存される。
【００４９】
輝度調整定数演算部５には、輝度調整定数ｋと視覚φと観視者の年齢Ａｇとの関係が設定されており、輝度調整定数演算部５は、その関係に基づき、記憶部４に保存された視覚φと観視者の年齢Ａｇとから、観視者に適した輝度調整定数ｋを求める。そしてその定数ｋは、記憶部４に保存される。
【００５０】
尚、上記の関係としては、視角φおよび年齢Ａｇから輝度調整定数ｋを与えるテーブルを用いても良いし、図３で示した実験結果から得られる適当な関数式を用いても良い。またここでは、視覚φと観視者の年齢Ａｇに基づき輝度調整定数ｋを求めるが、輝度調整定数ｋは主に視覚φに依存するので、年齢Ａｇの情報を用いずに視覚φだけを輝度調整定数ｋを求める様にしても良い。
【００５１】
視覚情報演算部１１には、視覚定数αと年齢Ａｇおよび視角φとの関係が設定されており、視覚情報演算部１１は、その関係に基づき、記憶部４に保存された視覚φと年齢Ａｇとから、観視者に適した視覚定数αを求める。そしてその定数αは、記憶部４に保存される。
【００５２】
尚、上記の関係としては、年齢Ａｇおよび視角φから視覚定数αを与えるテーブルを用いても良いし、図３で示した実験結果から得られる適当な関数式を用いても良い。尚、観視者の年齢Ａｇおよび視角φに加えて、更に記憶部４に保存された観視者の視力を考慮して視覚定数αを決定することで、更に良好な視覚定数αを決める様にしても良い。
【００５３】
明るさ感輝度演算部６は、式（３）に基づき、記憶部４に保存された各定数Ｌａ，ｋ，αから、観視者が眩しさを感じ始めるときの表示デバイス１５の輝度Ｌｗを求める。
【００５４】
映像信号輝度演算部９は、映像信号に基づき、表示デバイス１５に表示される映像（表示画像）の輝度分布および平均輝度を求める。
【００５５】
画面輝度制御部７は、明るさ感輝度演算部６で求めた輝度Ｌｗと、映像信号輝度演算部９で求めた映像の輝度分布および平均輝度とに基づき、輝度Ｌｗを越えない範囲で最大となる映像信号（即ち表示デバイス１５）の最大輝度を求め、この最大輝度に基づき表示デバイス１５で表示される映像の輝度情報Ｂを生成してバックライト制御信号生成部４０に出力する。
【００５６】
バックライト制御信号生成部（制御信号生成部）４０は、表示デバイス１５のバックライト装置１９の発光効率を高める事ができる所定の輝度範囲で、画面輝度制御部７で決定された最大輝度と同じ輝度またはそれに近い輝度となる様に、表示デバイス１５の表示画面の輝度を制御するものである。
【００５７】
バックライト制御信号生成部４０は、表示デバイス１５のバックライトＰＷＭ信号生成部４１と、デューティ選択回路４２と、周波数選択回路４３とから構成される。
【００５８】
デューティ選択回路４２は、画面輝度制御部７からの輝度情報Ｂに基づき、表示デバイス１５の画面輝度を観視者が眩しく感じ始める輝度を超えない範囲での最大輝度にするためのＰＷＭ駆動用の第１のデューティ比を求める。デューティ選択回路４２には、バックライト装置１９を発光効率良く発光させるためのデューティ比の範囲として所定のデューティ比範囲（例えば５％から２０％の範囲）が設定されている。デューティ選択回路４２は、求めた第１のデューティ比が上記の所定のデューティ比範囲内に含まれる場合は、その第１のデューティ比を、バックライト装置１９のＰＷＭ駆動用のデューティ比ＤとしてＰＷＭ信号生成部４１に出力し、他方、求めた第１のデューティ比が上記の所定のデューティ比範囲内に含まれない場合は、上記の所定のデューティ比範囲内で上記の第１のデューティ比に一番近い値を、バックライト装置１９のＰＷＭ駆動用のデューティ比ＤとしてＰＷＭ信号生成部４１に出力する。
【００５９】
周波数選択回路４３は、画面輝度制御部７からの輝度情報Ｂに基づき、表示デバイス１５の画面輝度を観視者が眩しく感じ始める輝度を超えない範囲での最大輝度にするためのＰＷＭ駆動用の第１の周波数を求める。周波数選択回路４３には、バックライト装置１９を発光効率良く発光させるための周波数の範囲として所定の周波数範囲（例えば４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲）が設定されている。周波数選択回路４３は、求めた第１の周波数が上記の所定の周波数範囲内に含まれる場合は、その第１の周波数を、バックライト装置１９のＰＷＭ駆動用の周波数ＦとしてＰＷＭ信号生成部４１に出力し、他方、求めた第１の周波数が上記の所定の周波数範囲内に含まれない場合は、上記の所定の周波数範囲内で上記の第１の周波数に一番近い値を、バックライト装置１９のＰＷＭ駆動用の周波数ＦとしてＰＷＭ信号生成部４１に出力する。
【００６０】
ＰＷＭ信号生成部４１は、デューティ選択回路４２からのデューティ比Ｄと、周波数選択回路４３からの周波数Ｆとに基づき、表示デバイス１５のバックライト装置１９をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ信号（バックライト制御信号）Ｐを生成して、表示デバイス１５のバックライト制御部１６に出力する。これにより、上記の様に、表示パネル１８に生成された映像が、バックライト装置１９の発光効率を高める事ができる所定の輝度範囲で、観視者にとって最適な輝度（即ち観視者が眩しいと感じ始める輝度を越えない範囲での最大の輝度）で表示される。
【００６１】
＜全体動作＞
次に表示装置１００の動作を説明する。
【００６２】
画面照度測定部１により、表示デバイス１５のオフの時に、表示デバイス１５の中心近傍の照度（画面照度Ｅｉ）が測定され、その測定結果が背景輝度演算部３に出力される。
【００６３】
また設定条件入力部２には、所定のリモコン装置、距離センサ１０および撮像部１４から、観視者の年齢Ａｇや視力、背景輝度演算定数Ｒｅ、視距離Ｌ等の情報が入力され、それらの情報が記憶部４に保存される。
【００６４】
そして背景輝度演算部３では、画面照度測定部１からの画面照度Ｅｉと、記憶部４に保存された背景輝度演算定数Ｒｅとから、式（１）に基づき背景輝度Ｌａが求められる。そしてその背景輝度Ｌａは、記憶部４に保存される。
【００６５】
また映像信号解析部１２では、外部からの映像信号が解析されて表示デバイス１５に表示される映像（表示画像）の実効的な面積Ｓが計算されている。そして視角定数演算部１３では、記憶部４に保存された視距離Ｌと、像信号解析部１２で解析された当該映像の実効的な面積Ｓとから、式（２）に基づき、当該映像の実効的な面積Ｓの視角φが求められる。そしてこの視角φは、記憶部４に保存される。
【００６６】
また輝度調整定数演算部５では、記憶部４に記憶された年齢Ａｇおよび視覚φから、予め設定された年齢Ａｇと視覚φとの関係に基づき、輝度調整定数ｋが求められる。そしてその輝度調整定数ｋは、記憶部４に保存される。
【００６７】
また視覚情報演算部１１では、記憶部４に保存された年齢Ａｇと視角φとから、予め設定された年齢Ａｇと視角φとの関係に基づき、観視者に適した視覚定数αが求められる。そしてその視覚定数αは、記憶部４に保存される。
【００６８】
そして記憶部４から明るさ感輝度演算部６に、背景輝度Ｌａ、輝度調整定数ｋおよび視覚定数αが出力される。明るさ感輝度演算部６では、これらの情報Ｌａ，α，ｋから、式（３）に基づき、観視者が眩しいと感じ始める輝度Ｌｗが求められる。
【００６９】
そして画面輝度制御部７では、映像信号輝度演算部９で求めた映像信号の輝度分布や平均輝度等と、明るさ感輝度演算部６で求めた輝度Ｌｗとに基づき、輝度Ｌｗを越えない範囲で最大となる映像信号（即ち表示デバイス１５）の最大輝度を求め、この最大輝度に基づき表示デバイス１５で表示される映像の輝度情報Ｂを生成してバックライト制御信号生成部４０に出力する。
【００７０】
そしてバックライト制御信号生成部４０では、画面輝度制御部７からの輝度情報Ｂに基づき第１のデューティ比および第１の周波数を求める。そしてその第１のデューティ比が予め設定された所定のデューティ比範囲（例えば５％〜２０％）内に含まれる場合は、その第１のデューティ比をバックライト装置１９のＰＷＭ駆動用のデューティ比Ｄとして決定し、他方、その第１のデューティ比が前記所定のデューティ比範囲内に含まれない場合は、前記所定のデューティ比範囲内でその第１のデューティ比に一番近いデューティ比をバックライト装置１９のＰＷＭ駆動用のデューティ比Ｄとして決定する。そして同様に、その第１の周波数が予め設定された所定の周波数範囲（例えば４０Ｈｚ〜１２０Ｈｚ）内に含まれる場合は、その第１の周波数をバックライト装置１９のＰＷＭ駆動用の周波数Ｆとして決定し、他方、その第１の周波数が前記所定の周波数範囲内に含まれない場合は、前記所定の周波数範囲内でその第１の周波数に一番近い周波数をバックライト装置１９のＰＷＭ駆動用の周波数Ｆとして決定する。そして、それらデューティ比Ｄと周波数Ｆとに基づき、バックライト装置１９をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ信号（バックライト制御信号）Ｐを生成して、表示デバイス１５に出力する。
【００７１】
そして表示デバイス１５では、液層表示ドライバ５０により映像信号に基づき液晶パネル１８に映像が生成されると共に、バックライト制御部１６によりバックライト制御信号生成部４０からのＰＷＭ信号Ｐに基づきバックライト装置１９が輝度制御される。これにより表示パネル１８に生成された映像が、バックライト装置１９の発光効率を高める事ができる所定の輝度範囲で、観視者にとって最適な輝度（即ち観視者が眩しいと感じ始める輝度を越えない範囲での最大の輝度）で表示される。
【００７２】
以上の様に構成された表示装置１００によれば、表示デバイス１５の画面照度Ｅｉおよび観視者の情報に基づき、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度Ｌｗを求め、その輝度Ｌｗを越えない範囲で表示デバイス１５の最大輝度を決定し、表示デバイス１５の輝度を、表示デバイス１５の発光効率が良い所定の輝度範囲内で前記最大輝度に一番近い輝度に制御するので、観視者に応じて見易い明るさで画像を表示でき、これにより長時間観視した場合でも観視者の疲れを低減できる。更に表示デバイス１５の発光効率が高くなる様に考慮して表示デバイス１５の輝度を制御するので、消費電力の低減も可能である。
【００７３】
またバックライト制御信号生成部４０は、ＰＭＷ信号Ｐをバックライト制御部１６に出力し、そのＰＷＭ信号Ｐの周波数Ｆを、表示デバイス１５の発光効率が良い所定の周波数範囲内で前記最大輝度に対応する周波数と同じ値またはそれに一番近い値に制御すると共に、そのＰＷＭ信号Ｐのディーティ比Ｄを、表示デバイス１５の発光効率が良い所定のデューティ比範囲内で前記最大輝度に対応するディーティ比と同じ値またはそれに一番近い値に制御するので、表示デバイス１５がバックライト装置１９を備え、そのバックライト装置１９の輝度をＰＷＭ制御する場合に適用可能である。
【００７４】
また所定のディーティ比範囲は５％から２０％の範囲内であり、所定の周波数範囲は４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲内であるので、画質やハードウエア的の限界を考慮して、バックライト装置の発光効率を高くできる。
【００７５】
また観視者の情報は観視者の年齢を含むので、観視者の年齢を考慮してより適切に、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度を求める事ができる。
【００７６】
観視者を撮像し、その撮像画像に基づき前記観視者の年齢を判別し、その判別した年齢を前記設定条件入力部に入力する撮像部１４を備えるので、視認者の年齢を入力するための操作を省略できる。
【００７７】
また画面照度Ｅｉ測定部で測定された画面照度Ｅｉに基づき表示装置１００の周囲の背景輝度Ｌａを求め、背景輝度Ｌａ、観視者の情報および視距離Ｌに基づき観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度Ｌｗを求めるので、即ち観視者の情報および視距離Ｌに加えて背景輝度Ｌａを考慮するので、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度をより適切に求める事ができる。
【００７８】
視距離Ｌおよび表示デバイス１５の実効的な表示画面の面積Ｓに基づき、観視者から見た実効的な表示画面の視角φを求め、視角φ、画面照度Ｅｉおよび観視者の情報に基づき観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度を求めるので、即ち画面照度Ｅｉおよび観視者の情報に加えて観視者から見た実効的な表示画面Ｓの視角φを考慮するので、観視者が眩しいと感じ始める表示デバイス１５の輝度をより適切に求める事ができる。
【００７９】
映像信号輝度演算部９で抽出された輝度情報（表示画像の輝度情報）に基づき、観視者が眩しく感じ始める表示デバイス１５の輝度を越えない範囲で表示デバイス１５の最大輝度を決定するので、即ち表示画像の輝度情報を考慮して決定するので、観視者が眩しく感じ始める表示デバイス１５の輝度を越えない範囲で表示デバイス１５の最大輝度をより適切に決定できる。
【００８０】
実施の形態２．
この実施の形態では、背景輝度係数Ｒｅを固定値として予め設定条件入力部２または記憶部４に設定しておく場合の背景輝度係数Ｒｅの具体値を検討する。
【００８１】
図５は、５０軒の一般家庭において、テレビが置かれた部屋で、画面照度Ｅｉと背景輝度Ｌａとを測定した結果をプロットしたものである。図５では、式（１）の背景輝度係数Ｒｅが１．０と０．２のときの直線を記入している。図５より、一般家庭における環境では、背景輝度係数Ｒｅを１．０以下の数値にすることで全ての家庭環境を反映することができる事が分かる。また、一般的な家庭環境では、背景輝度係数Ｒｅを０．２に設定するのが適切であることも分かる。
【００８２】
この様に背景輝度係数Ｒｅを固定値にすることで、背景輝度演算部３での演算（Ｌａを求める演算）を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施の形態１に係る画像表示装置を示すブロック図である。
【図２】背景輝度Ｌａと眩しさを感じ始める表示デバイス１５の輝度Ｌｗの主観評価実験を説明する図である。
【図３】眩しさを感じ始める表示画面の輝度Ｌｗと背景輝度Ｌａとの関係を示した図である。
【図４】視角φと表示パターンの面積Ｓと視距離Ｌとの関係を示した図である。
【図５】実施の形態２における画面照度Ｅｉと背景輝度Ｌａとの関係を示した図である。
【図６】バックライト用光源１９ａをＲＧＢ各色のＬＥＤ１９ｃで構成した場合のバックライト装置の１９の構成概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 画面照度測定部、２ 設定条件入力部、３ 背景輝度演算部、４ 記憶部、５ 輝度調整定数演算部、６ 明るさ感輝度演算部、７ 画面輝度制御部、９ 映像信号輝度演算部、１０ 距離センサ、１１ 視覚情報演算部、１３ 視覚定数演算部、１４ 撮像部、１６ バックライト制御部、１８ 液晶パネル、バックライト装置、１９ａ バックライト用光源、１９ｂ 導光板、４０ バックライト制御信号生成部、４１ ＰＷＭ信号生成部、４２ デューティ選択回路、４３ 周波数選択回路、５０ 液晶ドライバ、５１ 演算部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示デバイスと、
前記表示デバイスの画面照度を測定する画面照度測定部と、
前記表示デバイスの観視者の情報および前記表示デバイスと前記観視者との距離である視距離の情報が入力される設定条件入力部と、
前記画面照度測定部で測定された前記画面照度および前記設定条件入力部に入力された前記情報に基づき、前記観視者が眩しいと感じ始める前記表示デバイスの輝度を求める演算部と、
前記演算部で求めた前記輝度を越えない範囲で前記表示デバイスの最大輝度を決定する画面輝度制御部と、
前記表示デバイスの輝度を、前記表示デバイスの発光効率が良い所定の輝度範囲内で、前記画面輝度制御部で決定された前記最大輝度と同じ輝度またはそれに一番近い輝度に制御するための制御信号を生成し、その制御信号を用いて前記表示デバイスの輝度を制御する制御信号生成部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示デバイスは、
液晶パネルと、
前記液晶パネル用のバックライト装置と、
前記制御信号に応じて前記バックライト装置の輝度をＰＷＭ制御するバックライト制御部とを備え、
前記制御信号生成部は、
前記制御信号としてＰＭＷ信号を前記バックライト制御部に出力するＰＷＭ信号生成部と、
前記ＰＷＭ信号の周波数を、前記表示デバイスの発光効率が良い所定の周波数範囲内で、前記画面輝度制御部で決定された前記最大輝度に対応する周波数と同じ値またはそれに一番近い値に制御する周波数選択回路と、
前記ＰＷＭ信号のディーティ比を、前記表示デバイスの発光効率が良い所定のデューティ比範囲内で、前記画面輝度制御部で決定された前記最大輝度に対応するディーティ比と同じ値またはそれに一番近い値に制御する周波数選択回路と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記所定のディーティ比範囲は、５％から２０％の範囲内であり、
前記所定の周波数範囲は、４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記観視者の情報は、前記観視者の年齢を含めることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記観視者を撮像し、その撮像画像に基づき前記観視者の年齢を判別し、その判別した年齢を前記設定条件入力部に入力する撮像部を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記画面照度測定部で測定された前記画面照度に基づき前記表示装置の周囲の背景輝度を求め、前記背景輝度、前記観視者の情報および前記視距離に基づき前記観視者が眩しいと感じ始める前記表示デバイスの輝度を求めることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記演算部は、前記視距離および前記表示デバイスの実効的な表示画面の面積に基づき、前記観視者から見た前記実効的な表示画面の視角を求め、前記視角、前記画面照度および前記観視者の情報に基づき、前記観視者が眩しいと感じ始める前記表示デバイスの輝度を求めることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示デバイスに表示する映像信号から表示画像の輝度情報を抽出する映像信号輝度演算部を更に備え、
前記画面輝度制御部は、前記映像信号輝度演算部で抽出された輝度情報に基づき、前記演算部で求めた前記輝度を越えない範囲で前記表示デバイスの最大輝度を決定することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の表示装置。
【請求項１】
表示デバイスと、
前記表示デバイスの画面照度を測定する画面照度測定部と、
前記表示デバイスの観視者の情報および前記表示デバイスと前記観視者との距離である視距離の情報が入力される設定条件入力部と、
前記画面照度測定部で測定された前記画面照度および前記設定条件入力部に入力された前記情報に基づき、前記観視者が眩しいと感じ始める前記表示デバイスの輝度を求める演算部と、
前記演算部で求めた前記輝度を越えない範囲で前記表示デバイスの最大輝度を決定する画面輝度制御部と、
前記表示デバイスの輝度を、前記表示デバイスの発光効率が良い所定の輝度範囲内で、前記画面輝度制御部で決定された前記最大輝度と同じ輝度またはそれに一番近い輝度に制御するための制御信号を生成し、その制御信号を用いて前記表示デバイスの輝度を制御する制御信号生成部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示デバイスは、
液晶パネルと、
前記液晶パネル用のバックライト装置と、
前記制御信号に応じて前記バックライト装置の輝度をＰＷＭ制御するバックライト制御部とを備え、
前記制御信号生成部は、
前記制御信号としてＰＭＷ信号を前記バックライト制御部に出力するＰＷＭ信号生成部と、
前記ＰＷＭ信号の周波数を、前記表示デバイスの発光効率が良い所定の周波数範囲内で、前記画面輝度制御部で決定された前記最大輝度に対応する周波数と同じ値またはそれに一番近い値に制御する周波数選択回路と、
前記ＰＷＭ信号のディーティ比を、前記表示デバイスの発光効率が良い所定のデューティ比範囲内で、前記画面輝度制御部で決定された前記最大輝度に対応するディーティ比と同じ値またはそれに一番近い値に制御する周波数選択回路と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記所定のディーティ比範囲は、５％から２０％の範囲内であり、
前記所定の周波数範囲は、４０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記観視者の情報は、前記観視者の年齢を含めることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記観視者を撮像し、その撮像画像に基づき前記観視者の年齢を判別し、その判別した年齢を前記設定条件入力部に入力する撮像部を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記画面照度測定部で測定された前記画面照度に基づき前記表示装置の周囲の背景輝度を求め、前記背景輝度、前記観視者の情報および前記視距離に基づき前記観視者が眩しいと感じ始める前記表示デバイスの輝度を求めることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記演算部は、前記視距離および前記表示デバイスの実効的な表示画面の面積に基づき、前記観視者から見た前記実効的な表示画面の視角を求め、前記視角、前記画面照度および前記観視者の情報に基づき、前記観視者が眩しいと感じ始める前記表示デバイスの輝度を求めることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示デバイスに表示する映像信号から表示画像の輝度情報を抽出する映像信号輝度演算部を更に備え、
前記画面輝度制御部は、前記映像信号輝度演算部で抽出された輝度情報に基づき、前記演算部で求めた前記輝度を越えない範囲で前記表示デバイスの最大輝度を決定することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−８５８９１（Ｐ２０１０−８５８９１Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５７２０２（Ｐ２００８−２５７２０２）
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【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２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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