(57)【要約】【課題】長時間にわたって視聴しているときの疲労を軽減すること。【解決手段】フレームメモリ１は映像信号を記憶する。環境信号２は視聴者の周囲の環境における値をもつ。刺激算出部３は映像信号とフレームメモリ１に記憶してある時間遅延させた映像信号と環境信号２を入力とし、環境信号と映像信号の輝度の変化に由来する値を算出することで、視聴者がディスプレイから受ける刺激を求める。疲労算出部４は刺激算出部３で求めた刺激の数値を受け取り、累積することで視聴者に溜まっている疲労の数値を算出する。これによって、視聴者がディスプレイの光から受ける疲労をモデル化することができる。補正係数算出部５は疲労算出部４で求めた疲労の数値を基に画質を補正する補正係数を算出する。画質調整部６は映像信号に対して補正係数算出部５で求めた補正係数で視聴者の疲労を考慮した補正を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を記憶するフレームメモリと、
映像信号と前記フレームメモリに記憶してある時間遅延させた映像信号から、映像信号の輝度の変化に由来する値を求める刺激算出部と、
前記刺激算出部で数値化した値を時間の経過と共に累積する疲労算出部と、
前記疲労算出部で求まる値に従って、映像信号を表示させるディスプレイの画質を補正するための補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記補正係数算出部によって求まる前記補正係数に従って前記ディスプレイを補正する画質調整部と、
を備えたディスプレイ装置。
【請求項２】
前記刺激算出部は
２つの時間の映像信号において、映像信号の輝度値に光の強度に変換する光変換係数を掛けることで光量値とし、
ディスプレイ上で同じ位置における２つの前記光量値の差を求めることで光量差分値とし、
前記光量差分値に重み係数を掛けることで、人間がディスプレイ上の各位置から受ける刺激である光変化刺激値を算出し、
前記光変化刺激値の総和から、人間がディスプレイの全画面から受ける刺激である全光変化刺激値を求め、
前記全光変化刺激値をディスプレイでの１フレーム変化当たりの刺激の値とすることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記ディスプレイの画質とは前記ディスプレイの輪郭強調度合いであることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記ディスプレイの画質とは前記ディスプレイの画面全体の明るさであることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えばTV放送受信機やプロジェクターなどのディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイを長時間にわたって視聴すると疲労を感じる。
【０００３】
この原因の中にはディスプレイから放出される光を目に受けることで刺激を感じ、その刺激を長時間感じ続けることがある。
【０００４】
この刺激は、光の強度そのものによる刺激と、光の強度が大小に変化することによる刺激がある。
【０００５】
この明細書中では光の強度そのものによる刺激を光量刺激、光の強度が大小に変化することによる刺激を光変化刺激と定義する。
【０００６】
光量刺激とは光の強度そのものであるから、一つの時刻における強度を測定すれば得られる。
【０００７】
一方、光変化刺激は光の強度が変化することによるものであるから、二つの光の強度の差分である。よって、二つの時刻の光の強度をそれぞれ測定し、それらの差を出すことで得られる。
【０００８】
ディスプレイを長時間にわたって視聴するときの疲労を軽減するためにはこれらの刺激を抑えることが有効である。
【０００９】
従来のディスプレイを長時間にわたって視聴するときの疲労を軽減する手法としては、ディスプレイの画質が所定条件を満たす前は画質を補正するための補正係数が第一値であり、所定条件を満たした後は時間が経過すると共に第一値から第二値に近づくことで利用者の目の疲れを抑制するものがあった（特許文献１参照）。図１０は、前記特許文献１に記載された従来のディスプレイを長時間にわたって視聴するときの疲労を軽減する手法である。
【００１０】
図１０において、１フレームメモリ２１により１フレーム分の映像データを格納する。輝度算出部２２は１フレーム内の輝度値からディスプレイ画面が明るいか判断し、明るいと判断したときは補正係数を時間の経過と共に下げる。インバータ２３は補正係数によって弱い電流を流し、バックライト２４の明るさを下げる。
【００１１】
また光センサと動作時間と映像信号の輝度に対してニューラルネットワークを用いることで視聴者に応じた画面になるように輝度・彩度・色相を制御するものがあった（特許文献２参照）。図１１は、前記特許文献２に記載された従来のディスプレイを長時間にわたって視聴するときの疲労を軽減する手法を示すものである。
【００１２】
図１１において、輝度信号平均値検出回路３１は映像信号からこの信号の輝度を直接検出するものであり、輝度信号平均値検出センサ３２は画面の明るさを測定することにより映像信号の輝度を検出するものであり、これらのどちらかで映像信号の輝度を検出する。光センサ（R）３３と光センサ（G）３４と光センサ（B）３５から周囲光を検出する。タイマ３６で動作時間を測定する。ニューラルネットワーク３７は得られた映像信号の輝度と周囲光と動作時間の出力値に基づいて、使用者に応じた画面となるような制御信号を生成する。ディスプレイ制御回路３８で映像出力信号を制御する。
【特許文献１】特開２０００−９８９９５号公報
【特許文献２】特開平８−２９２７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記従来の構成では光量刺激だけを考慮したものであり、光変化刺激が原因の疲労を考慮していないので、長時間にわたって視聴するときに疲労を感じるという課題を有していた。
【００１４】
本発明は、ディスプレイを長時間にわたって視聴するときの疲労を軽減する方法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】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明のディスプレイ装置は、映像信号を記憶するフレームメモリと、映像信号とフレームメモリに記憶してある時間遅延させた映像信号から、映像信号の輝度の変化に由来する値を求める刺激算出部と、刺激算出部で数値化した値を時間の経過と共に累積する疲労算出部と、疲労算出部で求まる値に従って、映像信号を表示するディスプレイの画質を補正するための補正係数を算出する補正係数算出部と、補正係数算出部によって求まる補正係数に従ってディスプレイを補正する画質調整部を備えることを特徴としている。
【００１６】
これにより、ディスプレイを長時間にわたって視聴するときの疲労を軽減することができる。
【００１７】
また刺激算出部は２つの時間の映像信号において、映像信号の輝度値に光の強度に変換する光変換係数を掛けることで光量値とし、ディスプレイ上で同じ位置における２つの光量値の差を求めることで光量差分値とし、光量差分値に重み係数を掛けることで人間がディスプレイ上の各位置から受ける刺激である光変化刺激値を算出し、光変化刺激値の総和から人間がディスプレイの全画面から受ける刺激である全光変化刺激値を求め、全光変化刺激値をディスプレイでの１フレーム変化当たりの刺激の値とすることを特徴としてもよい。
【００１８】
これにより、光変化刺激の疲労をモデル化でき、そのモデルで求まる数値でディスプレイを制御することができる。
【００１９】
ディスプレイの画質とはディスプレイの輪郭強調度合いであることを特徴としてもよい。
【００２０】
ディスプレイの画質とはディスプレイの画面全体の明るさであることを特徴としてもよい。
【００２１】
これらにより、ディスプレイを長時間にわたって視聴するときの疲労を軽減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のディスプレイ装置によれば、光変化刺激の疲労をモデルでき、そのモデルで求まる数値でディスプレイを制御することで長時間視聴するときの疲労を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態におけるディスプレイ装置のブロック図である。尚、図１中のブロック図に示す回路群は、該ディスプレイ装置の内部に組み込まれているものとして説明する。
【００２５】
図１において、フレームメモリ１は映像信号を記憶する。環境信号２は視聴者の周囲の温度の値をもつ。刺激算出部３は映像信号とフレームメモリ１に記憶してある時間遅延させた映像信号と環境信号２を入力とし、環境信号と映像信号の輝度の変化に由来する値を算出することで、視聴者がディスプレイから受ける刺激を求める。疲労算出部４は刺激算出部３で求めた刺激の数値を受け取り、累積することで視聴者に溜まっている疲労の数値を算出する。これによって、視聴者がディスプレイの光から受ける疲労をモデル化することができる。補正係数算出部５は疲労算出部４で求めた疲労の数値を基に画質を補正する補正係数を算出する。画質調整部６は映像信号に対して補正係数算出部５で求めた補正係数で視聴者の疲労を考慮した補正を行う。リセット７は疲労算出部４で求めた疲労の数値を初期値に戻すことで視聴中に画質の補正を初期状態に戻すことができる。
【００２６】
以上のように構成されたディスプレイ装置について、以下、その動作を説明する。
【００２７】
本実施の形態において、刺激算出部３の疲労算出方法を説明する。
【００２８】
図２は刺激算出部の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２９】
まず、ディスプレイ装置の電源をオンにすると（ステップ１００）、映像信号、フレームメモリ１から出力される映像信号、環境信号を読み込む（ステップ２００）。
【００３０】
次に２つの映像信号の差から、ディスプレイ全体から受ける光変化刺激である全光変化刺激を求める（ステップ３００）。図３は光変化刺激を求める動作のフローチャートである。
【００３１】
まず映像信号とフレームメモリ１から出力される映像信号において、実際の光の強度である光量値を各画素に対して求める（ステップ３０１）。これは光変換係数を各映像信号の輝度値に掛けることで、映像信号とフレームメモリ１から出力される映像信号の光量値を各画素に対して求めることができる。この光変換係数は、例えば（数１）であり、光変換係数はあらかじめ設定してある。
【００３２】
【数１】
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【００３３】
尚、γ補正を行うディスプレイ装置であればγ補正を考慮し、光変換係数を設定する。
【００３４】
次に映像信号とフレームメモリ１から出力される映像信号において、光の強度の変化量である光量差分値を各画素に対して求める（ステップ３０２）。これは図４のようにディスプレイ画面の同じ位置にあらわれる、映像信号の光量値とフレームメモリ１から出力される映像信号の光量値との差の絶対値を各画素に対して求め、各画素の光量差分値とする。なお、輝度値の差分を求めた後で光変換係数を掛けるようにしても同様の結果が得られる。
【００３５】
そして光量差分値から、人間が受ける光変化刺激の値である光変化刺激値を求める（ステップ３０３）。これは各画素の光量差分値に刺激変換係数を掛けることで各画素の光変化刺激値を求めることができる。この刺激変換係数とは人間の刺激の受け取り方に基づいた重み係数であり、例えばブロッカザルツアー（Broca-Sulzer）効果に従う。図５に示されたブロッカザルツアー効果から、１秒間に３０回または６０回、映像が切り替わるような条件の場合、光の強度の変化が大きいときほど人間は刺激を大きく受けることが分かる。そこで本実施の形態における刺激変換係数も、この人間の刺激の受け取り方に基づき、光量値が大きいものほど刺激変換係数の値も大きく、光量値が小さいものほど刺激変換係数の値も小さくする。例えば、図９のようなグラフになる。
【００３６】
最後にディスプレイ全体から受ける光変化刺激である全光変化刺激値を求める（ステップ３０４）。これは各画素の光変化刺激値の総和を算出することで全光変化刺激値求めることができる。
【００３７】
ステップ３０１からステップ３０４までの処理を行うことでディスプレイ全体から受ける全光変化刺激を求めることができる。
【００３８】
視聴環境によって人間の光変化刺激の受け取り方が異なるので、環境を考慮して補正を行った光変化刺激である補正光変化刺激を求める（ステップ４００）。これは視聴者の周囲の温度、湿度、視聴距離、騒音の測定値である環境信号から環境係数を求め、全光変化刺激値に環境係数を掛けることで補正光変化刺激を求める。
【００３９】
この環境係数は温度、湿度、視聴距離、騒音のような視聴者の環境に基づいて、視聴のしやすさを求めるものである。例えば温度であれば暑すぎるときや寒すぎるときは長時間の視聴に疲れやすく、２０度のような快適に過ごせるときほど疲れにくい。また湿度であれば湿度が高いときほど体感温度があがり長時間の視聴に疲れやすく、湿度が人間に合っているような快適に過ごせるときほど疲れにくい。視聴距離であればディスプレイ装置のディスプレイに近いときほど目に入る光の強度が強くなるので疲れやすく、遠いときほど目に入る光の強度が弱くなるので疲れにくい。騒音であれば周りが静かなときほど視聴が行いやすく疲れにくいが、周りがうるさいときほど視聴が行いにくいため疲れやすい。
【００４０】
視聴者の環境における温度に快適に過ごせる温度の適性値を設け、その適性値から離れるほど環境係数が増し、近づくほど環境係数が減る関数を用いる。例えば、環境信号と環境係数の関係は図６のようなグラフになる。同様に湿度、視聴距離、騒音においても適性値を設け、適性値から離れるほど環境係数が増し、近づくほど環境係数が減る関数を用いる。なお環境係数は必ずしも必要となる係数ではなく、無い場合であっても疲労をモデル化し画質の補正を行うという固有の効果が得られるものである。
【００４１】
ステップ１００からステップ４００の処理を行うことでディスプレイ全体から受ける光変化刺激を刺激算出部で求めることができる。
【００４２】
本実施の形態において、疲労算出部４の疲労算出方法を説明する。
【００４３】
刺激算出部３から求まる全光変化刺激値を受け取り、その値を累積することで疲労の値を算出する。累積手法は例えば電源オンからの総和である。この疲労の値は動作中であってもリセット７によって初期値に戻すことができる。このことによって、ディスプレイを表示したまま視聴を一旦やめ、疲労が回復してから再び視聴を開始したときでも、疲労を考慮した映像から鮮明な映像に戻すことができる。また、他の人が途中から一緒に視聴を始めたとしてもリセット７によって鮮明な映像に戻すことができる。
【００４４】
本実施の形態において補正係数算出部５を説明する。
【００４５】
疲労算出部４より求まる疲労の値を受け取り、その疲労の値に基づいて輪郭強調や画面の明るさなどの補正係数を算出する。
【００４６】
輪郭強調の補正係数であれば図７のように疲労の値（Ｘ）は時間の経過と共に累積されていく。輪郭強調の補正係数（Ｙ１）は設定した上限値（Ａ１）から設定した下限値（Ｂ１）まで疲労の値によって変化する。例えば上限値から下限値へ近づく変化を調整するための定数（α１）を用いると（数２）のような関係になる。
【００４７】
【数２】
2006173696.tif 000004
【００４８】
このように疲労が累積されるに従って輪郭強調の補正を行うことで、エッジの強調度合いを抑えていく。図８はエッジの強調度合いが強いときと弱いときに関して示した図である。時間が経つにつれエッジの位置が左から右へ移動させる。このとき画素の一箇所の位置でみれば、エッジの強調度合いを弱くさせることで、図８のように光の強度の変化量を細かく分割できる。図５のブロッカザルツアー効果によれば光の強度の変化量が大きいものほど刺激が急激に大きくなり、変化量の小さいものほど刺激が小さくなる。図８のようにエッジの強調を弱くすることで光の強度の変化による刺激を抑えることができる。これによって、視聴者は疲労が溜まっていないときは鮮明な映像を楽しむことができ、疲労が溜まり始めるにつれて目にやさしい映像を楽しむことができる。
【００４９】
本実施の形態において画質調整部６を説明する。
【００５０】
補正係数算出部５から輪郭強調を制御する補正係数を受け取り、それに応じて映像信号の画質を調整する。これによって、ディスプレイの映像を疲労に応じて鮮明な映像から目にやさしい映像に変化させることができる。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態２の構成は実施の形態１とほぼ同じであり、ブロック図レベルでは図１と同様になるので図示を省略する。
【００５２】
本実施の形態において、実施の形態１と同様の部分については、その詳細な説明を省略する。
【００５３】
本実施の形態と実施の形態１との相違点は補正係数算出部５と画質調整部６である。
【００５４】
本実施の形態において補正係数算出部５を説明する。
【００５５】
画面全体の明るさを制御する補正係数（Ｙ２）は設定した上限値（Ａ２）から設定した下限値（Ｂ２）まで疲労の値によって変化する。例えば上限値から下限値へ近づく変化を調整するための定数（α２）を用いると（数３）のような関係になる。
【００５６】
【数３】
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【００５７】
このように画面全体の明るさを下げることで、光量刺激も抑えることができる。これによって、視聴者は疲労が溜まっていないときは鮮明な映像を楽しむことができ、疲労が溜まり始めるにつれて目にやさしい映像を楽しむことができる。
【００５８】
本実施の形態において画質調整部６を説明する。
【００５９】
補正係数算出部５からディスプレイ全体の明るさを制御する補正係数を受け取り、それに応じて映像信号の画質を調整する。これによって、ディスプレイの映像を疲労に応じて鮮明な映像から目にやさしい映像に変化させることができる。
【００６０】
尚、本実施の形態によれば、光変化刺激というのは、映像の中の人物などが動いたときに発生することによる刺激も含まれるので、映像が動いているときに発生する疲労も当然含む。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のディスプレイ装置は、２つの時間の映像信号の差から得られる光の強度が大小に変化するときの疲労を数値化する特徴を有し、その疲労の値に応じてディスプレイの映像を疲労に応じて制御する効果を奏するので、長時間わたって視聴したときの疲労を軽減することに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態におけるディスプレイ装置の概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるディスプレイ装置の刺激算出部の動作を説明するためのフローチャート
【図３】光変化刺激を求める動作を説明するためのフローチャート
【図４】映像信号とフレームメモリの映像信号の輝度差を求める手法を示す図
【図５】ブロッカザルツアー効果を示す図
【図６】環境係数と環境パラメータの関係を示す図
【図７】補正係数と画質の関係を示す図
【図８】エッジの強調度合いの強い場合と弱い場合の違いを示す図
【図９】刺激変換係数と光の強度の変化量の関係を示す図
【図１０】従来の画質自動補正装置の一例の概略構成を示すブロック図
【図１１】従来の表示装置の一例の概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００６３】
１    フレームメモリ
３    刺激算出部
４    疲労算出部
５    補正係数算出部
６    画質調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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