(57)【要約】【課題】全体が明るい（又は暗い）画像の認識を可能にする表示モジュールを提供すること。【解決手段】電流駆動回路３２は、電流量制御回路４１と、駆動電流生成回路４２とを備えている。電流量制御回路４１は、電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬに応答して高電位電源Ｖｃｃから伝送ライン（伝送線路）５１に供給する電流量を制御する。駆動電流生成回路４２は、ＲＧＢのパルス幅変調信号に基づいて、伝送ライン５１に流れる電流量を画素の階調値に応じて制御する。伝送ライン５１には、電流量制御回路４１による電流と、駆動電流生成回路４２による電流との差分量が流れる。従って、駆動電流生成回路４２が流す駆動電流を基本とした場合、電流量制御回路４１は、その駆動電流に対して電流量を付加する、言い換えれば駆動電流に対して電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬによる重み付けを行っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電流によって動作する複数の電流駆動素子を備え、前記電流駆動素子の動作によって映像データによる画像を表示する表示モジュールにおいて、
前記映像データの階調値と、前記映像データの輝度状態とに応じて前記駆動電流を生成する電流駆動回路を備えたことを特徴とする表示モジュール。
【請求項２】
映像データの階調値に応じたパルス幅を有するパルス幅変調信号により駆動電流を発生する駆動電流生成回路と、
１フレームの映像の輝度状態に応じた電流制御信号により前記駆動電流に重み付けを加える電流付加回路と、
前記駆動電流によって動作する電流駆動素子と、
を備え、前記電流駆動素子の動作によって前記映像データによる画像を表示することを特徴とする表示モジュール。
【請求項３】
１フレームの映像の輝度状態に応じた電流制御信号により高電位電源から伝送線路に供給する電流量を制御する電流量制御回路と、
前記伝送線路に流れる電流に基づいて、映像データの階調値に応じたパルス幅に応じた駆動電流を発生する駆動電流生成回路と、
前記駆動電流によって動作する電流駆動素子と、
を備え、前記電流駆動素子の動作によって前記映像データによる画像を表示することを特徴とする表示モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶等を用いた表示パネルにおいて、中間調のある画像の表示やＲＧＢの三原色からカラー表示をするため、階調表示が行われている（例えば、非特許文献１参照）。この階調表示は、液晶セルが印加される電圧に対して光の透過率が変化する特性を持っているので、データ信号の電圧振幅を映像データに応じて変化させ、セルに印加する電圧を変化させて階調のある画像を表示する。ＬＥＤ等の発光素子を用いた表示モジュールにおいても、同様にして階調のある画像を表示する。
【非特許文献１】新田博幸／工藤泰幸著、「カラー液晶ディスプレイ・システム詳解」、トランジスタ技術、２０００年９月号、ＣＱ出版株式会社、２０００年９月１日、ｐ．２５５−２６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、表示モジュールの使用環境において発光表示輝度の画面全体の表示される画面全体での輝度量が高く「明るい」状態と、画面全体での輝度量が低く「暗い」状態では、画面全体と個別の表示映像部分での、表示を見つめる人間側の「視覚的な認知」現象によって、画面映像の「輝度」感覚が異なり、表示の視覚的な認知結果に「差異」が生じる。つまり、１画面中に輝度量が低いセルと輝度量が高いセルとが存在する場合、人間はその明るい（又は暗い）部分でも各セルの輝度の差を認識する（輝度量の差（階調差）が少ないセルを区別する）ことができる。しかし、全体が明るい（又は暗い）画像の場合、人間はその明るい（又は暗い）部分における各セルの輝度の差を認識する（輝度量の差（階調差）が少ないセルを区別する）ことができない。従って、個々のセルを認識することが困難であった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、全体が明るい（又は暗い）画像の認識を可能にする表示モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、駆動電流によって動作する複数の電流駆動素子を備え、前記電流駆動素子の動作によって前記映像データによる画像を表示する表示モジュールにおいて、映像データの階調値と、映像データの輝度状態とに応じて前記駆動電流を生成する電流駆動回路を備えた。従って、全体が明るい（又は暗い）画像において映像データの輝度状態に応じて階調値に対して電流駆動素子に供給する駆動電流を多くすることで各階調間の電流量差、つまり輝度の差を大きくすることで、個々の電流駆動素子の認識が可能となる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、映像データの階調値に応じたパルス幅を有するパルス幅変調信号により駆動電流を発生する駆動電流生成回路と、１フレームの映像の輝度状態に応じた電流制御信号により前記駆動電流に重み付けを加える電流付加回路と、前記駆動電流によって動作する電流駆動素子と、を備え、前記電流駆動素子の動作によって前記映像データによる画像を表示するようにした。従って、全体が明るい（又は暗い）画像において映像データの輝度状態に応じて階調値に対して電流駆動素子に供給する駆動電流に重み付けをすることで各階調間の電流量差、つまり輝度の差を大きくすることで、個々の電流駆動素子の認識が可能となる。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、１フレームの映像の輝度状態に応じた電流制御信号により高電位電源から伝送線路に供給する電流量を制御する電流量制御回路と、前記伝送線路に流れる電流に基づいて、映像データの階調値に応じたパルス幅に応じた駆動電流を発生する駆動電流生成回路と、前記駆動電流によって動作する電流駆動素子と、を備え、前記電流駆動素子の動作によって前記映像データによる画像を表示するようにした。従って、映像データの輝度状態に応じて伝送線路に供給する電流量を可変し、全体が明るい（又は暗い）画像において階調値に対して電流駆動素子に供給する駆動電流を多くすることで、各階調間の電流量差、つまり輝度の差を大きくすることで、個々の電流駆動素子の認識が可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
以上記述したように、本発明によれば、全体が明るい（又は暗い）画像の認識を可能にする表示モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図４に従って説明する。
図４は、本実施形態の映像データ表示システムのブロック図である。
この映像データ表示システム１０は、映像信号処理装置１１と表示モジュール１２とから構成されている。映像信号処理装置１１は、プロセッサ２１、発振器（ＶＣＯ）２２、タイミングコントローラ２３、パルス幅変調回路２４を備えている。
【００１０】
プロセッサ２１は、外部から供給されるＲＧＢの映像データに所定の信号処理を施すためのものであり、信号処理された映像データを記憶するためのフレームメモリ２１ａを備えている。プロセッサ２１は、外部から供給されるＲＧＢの映像データを階調数に応じたビット数から構成される映像データに変換し、該映像データを１フレーム毎にフレームメモリ２１ａに格納する。
【００１１】
発振器（ＶＣＯ）２２は、映像信号処理装置１１と表示モジュール１２を動作させるためのクロック信号を生成する。タイミングコントローラ２３は、発振器２２の出力信号から該装置１１で用いられる各種タイミング信号及び表示モジュール１２で用いられる各種タイミング信号を生成する。パルス幅変調回路２４は、タイミング信号に基づいて動作し、フレームメモリ２１ａから読み出された映像データからＲＧＢのパルス幅変調信号（図３に示す信号ＳＲＰ，ＳＧＰ，ＳＢＰ）を生成する。これらのパルス幅変調信号ＳＲＰ，ＳＧＰ，ＳＢＰは、階調値に応じたパルス幅を有している。尚、図３に示す「ＯＮ」「ＯＦＦ」は、後述するトランジスタＭ４の状態を示す。
【００１２】
更に、プロセッサ２１は、１フレーム分の映像データにおける判定値を算出し、該判定値に基づいて所定フレーム（例えば１フレーム）毎に電流制御データを生成する。判定値は、１フレーム分の画像における輝度の傾向を示す値である。例えば、階調数の中間値（例えば２５６階調の場合には１２８）に対して、全体的に明るい画像の場合には判定値が中間値よりも大きくなり、全体的に暗い画像の場合には判定値が中間値よりも小さくなる。尚、この大小関係は、全黒の階調値が「０」であり、全白の階調値が「２５５」の場合を想定している。電流制御データは、表示モジュール１２において各セルに印加する電流量を可変するためのものである。
【００１３】
例えば、プロセッサ２１は、判定値として１フレーム分の映像データの輝度値の平均値を算出し、該平均値と表示モジュール１２の階調数の中間値（例えば２５６階調の場合には１２８）との差を算出する。そして、プロセッサ２１は、この差分値Ｄと基準値とを比較して電流制御データを生成する。例えば、プロセッサ２１は、この差分値Ｄ（絶対値）が第１基準値Ｋ１未満（０≦Ｄ＜Ｋ１）の場合には「０」の電流制御データを生成し、差分値Ｄが第１基準値Ｋ１以上かつ第２基準値未満（Ｋ１≦Ｄ＜Ｋ２）の場合には「１」の電流制御データを生成する。更に、プロセッサ２１は、差分値Ｄが第２基準値Ｋ２以上第３基準値Ｋ３未満（Ｋ２≦Ｄ＜Ｋ３）の場合には「２」の電流制御データを生成し、差分値Ｄが第３基準値Ｋ３以上（Ｋ３≦Ｄ）の場合には「３」の電流制御データを生成する。
【００１４】
そして、パルス幅変調回路２４は、電流制御データに基づいて電流制御信号ＣＣを生成する。本実施形態において、パルス幅変調回路２４は、電流制御信号ＣＣとして、３つの電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬを生成するように構成され、電流制御データに基づいて各電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬのレベルを図２に示すように変更する。例えば、パルス幅変調回路２４は、「０」の電流制御データに基づいてＨレベルの電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬを出力し、「１」の電流制御データに基づいてＬレベルの電流制御信号ＳＳとＨレベルの電流制御信号ＳＭ，ＳＬを出力する。更に、パルス幅変調回路２４は、「２」の電流制御データに基づいてＬレベルの電流制御信号ＳＳ，ＳＭとＨレベルの電流制御信号ＳＬを出力し、「３」の電流制御データに基づいてＬレベルの電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬを出力する。
【００１５】
尚、プロセッサ２１は、映像データの輝度値の総和を演算し、その演算結果と基準値とを比較して電流制御データを生成する構成としてもよい。また、電流制御信号の生成を他の回路（例えばプロセッサ２１）にて行うようにしてもよい。また、プロセッサ２１は、複数フレームにおいて算出した平均値（総和値）の平均値（又は積分値、微分値）を判定値とし、該判定値と基準値とに基づいて電流制御データを生成する構成としてもよい。更に、プロセッサ２１は、１フレーム分の映像データの輝度の最大値及び最小値を含めて判定する構成としてもよい。
【００１６】
表示モジュール１２は、表示部（表示領域）３１、電流駆動回路３２、水平駆動回路３３及び垂直駆動回路３４、プリチャージ回路３５を備えている。表示部３１は、マトリックス状に配置されたセルＧＳにより構成されている。尚、図４には、１つのセルＧＳを示す。水平駆動回路３３及び垂直駆動回路３４は、映像信号処理装置１１から供給されるＨ−パルス（水平走査パルス）及びＶ−パルス（垂直走査パルス）に応答して表示部３１のセルＧＳを順次選択する。電流駆動回路３２は、電流制御信号ＣＣ及びＲＧＢのパルス幅変調信号に基づいて選択されたセルＧＳに駆動電流を供給する。プリチャージ回路３５は、映像信号処理装置１１から供給される信号Presetに応答してセルＧＳが接続されたドレインラインをプリチャージする。
【００１７】
図１に示すように、電流駆動回路３２は、電流量制御回路４１と、駆動電流生成回路４２とを備えている。電流量制御回路４１は、電流制御信号ＣＣに応答して高電位電源Ｖｃｃから伝送ライン（伝送線路）５１に供給する電流量を制御する。駆動電流生成回路４２は、ＲＧＢのパルス幅変調信号に基づいて、伝送ライン５１に流れる電流量を画素の階調値に応じて制御する。伝送ライン５１には、電流量制御回路４１による電流と、駆動電流生成回路４２による電流との差分量が流れる。従って、駆動電流生成回路４２が流す駆動電流を基本とした場合、電流量制御回路４１は、その駆動電流に対して電流量を付加する、言い換えれば駆動電流に対して電流制御信号ＣＣによる重み付けを行っている。
【００１８】
尚、パルス幅変調信号には、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の各色に対応した信号が含まれる。ここでは、説明を簡単にするためにＲに対応するパルス幅変調信号ＳＲＰにかかる回路部分について説明する。Ｇに対応するパルス幅変調信号ＳＧＰ、Ｂに対応するパルス幅変調信号ＳＢＰについても同様の回路である。
【００１９】
電流量制御回路４１は、高電位電源Ｖｃｃと伝送ライン５１との間に並列に接続された複数（本実施形態では３個）のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３から構成されている。各トランジスタＭ１〜Ｍ３は、ゲートにそれぞれ電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬが印加され、該信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬによってオン・オフする。従って、電流量制御回路４１は、電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬによってオンしたトランジスタの数に応じた電流Ｉ１を高電位電源Ｖｃｃから伝送ライン５１に供給する。
【００２０】
駆動電流生成回路４２は、伝送ライン５１と低電位電源（本実施形態ではグランドＧＮＤ）との間に接続されたＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ４から構成されている。トランジスタＭ４は、ゲートに印加されるパルス幅変調信号ＳＲＰによってオン・オフする。そして、そのオン・オフする時間は、パルス幅変調信号ＳＲＰのパルス幅に対応する。
【００２１】
伝送ライン５１にはＰチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ６のドレインが接続されている。トランジスタＭ６のソースには電源電圧Ｖｃｃが印加され、ゲートは同トランジスタＭ６のドレイン及びトランジスタＭ５のゲートと接続されている。このトランジスタＭ６は、セルＧＳに対する駆動電流の安定供給を制御して、発光輝度の安定を促すものである。トランジスタＭ５のソースには電源電圧Ｖｃｃが印加され、ドレインはトランスファゲートＴＧと接続されている。トランジスタＭ５，Ｍ６はカレントミラー回路を形成する。トランジスタＭ５は、オンしたトランジスタＭ４により伝送ライン５１に流れる電流に応じた駆動電流をセルＧＳに供給する。即ち、伝送ライン５１に流れる、電流制御回路４１による電流と、駆動電流生成回路４２による電流の差分量に応じて、カレントミラー回路を構成するトランジスタＭ５によってセルＧＳに駆動電流が供給される。
【００２２】
トランスファゲートＴＧは、スイッチング信号ＳＷ，＊ＳＷ（＊ＳＷはＳＷの反転信号）に応じてスイッチングし、トランジスタＭ５に流れる電流をドレインライン６１に供給する。スイッチング信号ＳＷ，＊ＳＷは水平走査信号であり、図４の水平駆動回路３３から供給される。
【００２３】
ドレインライン６１とゲートライン６２の交点付近には、表示パネルの表示部３１を構成するセルＧＳが配置されている。セルＧＳは、画素選択用ＴＦＴ７１と、電流駆動素子としての電流駆動型発光素子Ｌ１（例えば、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子又は無機ＥＬ素子）を有している。画素選択用ＴＦＴ７１のゲートにはゲートライン６２が接続され、図４の垂直駆動回路３４から垂直走査信号がゲートライン６２に供給される。画素選択用ＴＦＴ７１は垂直走査信号に応じてスイッチングし、ドレインライン６１からの駆動電流Ｉ１を電流駆動型発光素子Ｌ１に供給する。
【００２４】
上記のように構成された表示モジュール１２の動作を説明する。
電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬは、元の映像データＳＲの輝度に応じてレベルが設定され、パルス幅変調信号ＳＲＰのパルス幅は、元の映像データＳＲの大きさに応じて可変される。
【００２５】
一例として、映像データＳＲの輝度に応じて電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬがＨレベルに設定されている。従って、トランジスタＭ１〜Ｍ３はオフする。そして、スイッチング信号ＳＷ，＊ＳＷによりトランスファゲートＴＧがオンする。このトランスファゲートＴＧがオンしている期間に、パルス幅変調信号ＳＲＰによりトランジスタＭ４がオンし、このパルス幅変調信号ＳＲＰのパルス幅が可変設定される。このトランジスタＭ４がオンすることによりトランジスタＭ６と伝送ライン５１を介して電流が流れ、このトランジスタＭ６に流れる電流と同じカレントミラー電流がトランジスタＭ５に流れる。このトランジスタＭ５に流れる電流が駆動電流としてトランスファゲートＴＧを介してセルＧＳに供給される。このため、パルス幅変調信号ＳＲＰのパルス期間（本実施形態では信号がＨレベルの期間）に比例した大きさの電流がセルＧＳの発光素子Ｌ１に供給され、該発光素子Ｌ１は供給される電流に応じた強度で発光する。
【００２６】
別の例として、映像データＳＲの輝度に応じて電流制御信号ＳＳがＬレベルに設定され、他の電流制御信号ＳＭ，ＳＬがＨレベルに設定されている。この時、トランジスタＭ１はオンし、トランジスタＭ２，Ｍ３はオフする。従って、伝送ライン５１には、トランジスタＭ１とトランジスタＭ６を介して電流が流れ、そのトランジスタＭ１，Ｍ６に流れる電流と同じカレントミラー電流がトランジスタＭ５に流れる。つまり、上記の例よりも多くの電流が伝送ライン５１、即ちトランジスタＭ５に流れる。従って、電流量制御回路４１は、パルス幅変調信号ＳＲＰにより流れる駆動電流に対して、電流制御信号ＳＳにより１フレームの映像データの輝度状態を重み付けする電流付加回路として機能する。そして、上記と同様にして、パルス幅変調信号ＳＲＰのパルス期間に比例した大きさの電流がセルＧＳの発光素子Ｌ１に供給され、該発光素子Ｌ１は供給される電流に応じた強度で発光する。この時伝送ライン５１に流れる電流量は、上記の例に比べて多いため、発光素子Ｌ１は上記の例に比べて大きな強度で発光する。
【００２７】
電流制御信号ＳＳ，ＳＭ，ＳＬは、１フレーム毎に制御される。従って、表示部３１を構成する全てのセルＧＳには、トランジスタＭ５のみをオンして供給する駆動電流よりも多くの電流が流れる。そして、この電流量は、比例関係にある。つまり、映像データにより暗く発光するように駆動電流が供給されるセルＧＳにおいて、トランジスタＭ５のみをオンして供給する駆動電流と、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ３をオンして供給する駆動電流の差をΔＩ１とする。そして、映像データにより明るく発光するように駆動電流が供給されるセルＧＳにおいて、トランジスタＭ５のみをオンして供給する駆動電流と、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ３をオンして供給する駆動電流の差をΔＩ２とする。これら電流差ΔＩ１，ΔＩ２は、駆動電流の電流量が比例関係にあることから、ΔＩ１よりもΔＩ２の方が大きい（ΔＩ１＜ΔＩ２）となる。これにより、上記の２つのセルＧＳの輝度差が大きくなる、即ちコントラスト比が大きくなる。これは、１フレームを構成するセルＧＳ全てに当てはまる。このため、１フレームの画像において、セルＧＳの輝度の差を人間が一層識別し易くなる。
【００２８】
尚、電流制御信号ＳＭ，ＳＬについても、上記と同様にセルＧＳに供給する駆動電流量を比例的に制御することができる。このため、１フレームの画像において、セルＧＳの輝度の差を人間が明瞭に識別できるようになる。この結果、映像の全体に表現されるコントラスト比を変えることでより鮮明な画質になる。
【００２９】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）電流駆動回路３２は、電流量制御回路４１と、駆動電流生成回路４２とを備えている。電流量制御回路４１は、電流制御信号ＣＣに応答して高電位電源Ｖｃｃから伝送ライン（伝送線路）５１に供給する電流量を制御する。駆動電流生成回路４２は、ＲＧＢのパルス幅変調信号に基づいて、伝送ライン５１に流れる電流量を画素の階調値に応じて制御する。伝送ライン５１には、電流量制御回路４１による電流と、駆動電流生成回路４２による電流との差分量が流れる。従って、駆動電流生成回路４２が流す駆動電流を基本とした場合、電流量制御回路４１は、その駆動電流に対して電流量を付加する、言い換えれば駆動電流に対して電流制御信号ＣＣによる重み付けを行っている。これにより、上記の２つのセルＧＳの輝度差が大きくなる、即ちコントラスト比が大きくなる。これは、１フレームを構成するセルＧＳ全てに当てはまる。このため、１フレームの画像において、セルＧＳの輝度の差を人間が一層明瞭に識別できるようになる。
【００３０】
尚、上記各実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、伝送ライン５１に接続したトランジスタＭ５，Ｍ６により通常画像（コントラストがはっきりしていて認識しやすい画像、判定値が階調数の中間値付近）に対する駆動電流をセルＧＳに供給するように構成した。このトランジスタＭ５，Ｍ６は、セルＧＳの表示特性をできるだけ均質な、或いは安定した電流を供給することができる点で有利である。しかし、このトランジスタＭ５，Ｍ６を省略し、電流量制御回路４１のトランジスタＭ１〜Ｍ３により駆動電流をセルＧＳに供給する構成としてもよい。
【００３１】
・上記実施形態において、電流駆動回路３２の構成を適宜変更してもよい。
・上記実施形態において、電流駆動素子を備えた表示モジュール（表示デバイス）としては、ＯＬＥＤデバイス、ＬＥＤマトリックス表示デバイス、電流駆動素子（ＴＦＤなど）を利用した液晶表示デバイス、等に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】表示モジュールの一部ブロック図である。
【図２】電流可変制御のための信号の波形図である。
【図３】カラー表示のための信号の波形図である。
【図４】映像データ表示システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１２…表示モジュール、３２…電流駆動回路、４１…電流量制御回路、４２…駆動電流生成回路、Ｌ１…電流駆動素子、ＳＲＰ，ＳＧＰ，ＳＢＰ…パルス幅変調信号、ＳＳ，ＳＭ，ＳＬ…電流制御信号、Ｉ１…駆動電流、ＳＲ…映像データ、Ｖｃｃ…高電位電源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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