(57)【要約】      （修正有）【課題】配列型表示装置において、発光素子間の輝度バラツキによる輝度むら、色むらを補正し、輝度低下を抑えつつ、均一な表示が可能な映像表示装置を提供する。【解決手段】発光素子を多数配列した映像表示部２、この映像表示部２を駆動する駆動回路３、及び一つの画素毎に輝度制御信号に基づいて最高輝度の制御と階調制御を独立して行う制御回路４を備え、制御回路４は、予め記録されている画素毎の補正係数と、外部から供給される映像データの階調とを演算することで求められた階調制御信号、及び外部から供給される輝度レベルにより得られた輝度制御信号に基づき駆動回路３を制御し、映像表示部２の発光輝度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を多数配列した映像表示部、該映像表示部を駆動する駆動回路、及び一つの画素毎に輝度制御信号に基づいて最高輝度の制御と階調制御を独立して行う制御回路を備え、前記制御回路は、予め記録されている画素毎の補正係数と、外部から供給される映像データの階調とを演算することで求められた階調制御信号、及び外部から供給される輝度レベルにより得られた輝度制御信号に基づき上記駆動回路を制御し、上記映像表示部の発光輝度を制御することを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
発光素子を多数配列した映像表示部、該映像表示部を駆動する駆動回路、及び上記映像表示部の表示画面全体に対して輝度制御信号に基づいて最高輝度の制御を行い、かつ一つの画素毎に階調制御を行う制御回路を備え、前記制御回路は、予め記録されている画素毎の補正係数と、外部から供給される映像データの階調とを演算することで求められた階調制御信号、及び外部から供給される輝度レベルにより得られた輝度制御信号に基づき上記駆動回路を制御し、映像表示部の発光輝度を制御することを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
発光素子を多数配列した映像表示部、該映像表示部を駆動する駆動回路、及び上記映像表示部の表示画面を複数に分割した領域毎に対して輝度制御信号に基づいて最高輝度の制御を行い、かつ一つの画素毎に階調制御を行う制御回路を備え、前記制御回路は、予め記録されていた各画素の補正係数と、外部から供給される映像データの階調を演算することで求められた階調制御信号、及び外部から供給される輝度レベルにより得られた輝度制御信号に基づき上記駆動回路を制御し、上記映像表示部の発光輝度を制御することを特徴とする映像表示装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、映像表示装置、特に、多数の発光素子を配列して映像表示面を構成する平面型映像表示装置において、画素毎の輝度バラツキを補正可能にした映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、多数の発光素子を配列して映像表示面を構成する映像表示装置は、多数の発光素子、例えばＬＥＤを用いるため、均一な表示画面を得るためには、各発光素子の発光輝度レベルを揃えることが必要である。実際には、製造上のバラツキがあるため、発光素子毎に同じ発光輝度とはならない。そのため、均一な表示面が得がたく、輝度むら、色むらなどが発生するという問題があった。また、液晶パネルなどを用いた複数の発光素子を有する平面ディスプレイにおいても同様の問題がある。この問題を解決するための提案が以下に示す特許文献でなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−７５５４２号公報
【特許文献２】特開２００６−１０６１４７号公報
【特許文献３】特開２００５−１９６０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の発光素子間の輝度バラツキを特許文献１のような技術を用いて補正すると、発光素子間の輝度バラツキは減少するが、最低輝度に高い輝度の発光素子の輝度を合わせて補正するため、平面ディスプレイ全体として見た場合は輝度低下が起こる。発光素子間の輝度バラツキが大きく、最低輝度が小さい場合は、その最低輝度に全体としての輝度を合わせるため、輝度低下も大きくなるという問題がある。そのため、発光素子の選別を行い、各素子の発光輝度がある程度の範囲に限定されるようにランク分けを行うことでこの輝度低下問題に対応していた。そのため、選別工程が必要であること、及び精密な精度の選別が必要なため選別工程に時間を要することなどの問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、発光素子間の輝度バラツキが大きく最低輝度が小さい場合、つまりその素子の発光効率が低い場合でも、輝度低下を抑えつつ、均一な表示が可能な映像表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の請求項１に係る映像表示装置は、発光素子を多数配列した映像表示部、該映像表示部を駆動する駆動回路、及び一つの画素毎に輝度制御信号に基づいて最高輝度の制御と階調制御を独立して行う制御回路を備え、前記制御回路は、予め記録されている画素毎の補正係数と、外部から供給される映像データの階調とを演算することで求められた階調制御信号、及び外部から供給される輝度レベルにより得られた輝度制御信号に基づき上記駆動回路を制御し、上記映像表示部の発光輝度を制御するものである。
【０００７】
また、この発明の請求項２に係る映像表示装置は、発光素子を多数配列した映像表示部、該映像表示部を駆動する駆動回路、及び上記映像表示部の表示画面全体に対して輝度制御信号に基づいて最高輝度の制御を行い、かつ一つの画素毎に階調制御を行う制御回路を備え、前記制御回路は、予め記録されている画素毎の補正係数と、外部から供給される映像データの階調とを演算することで求められた階調制御信号、及び外部から供給される輝度レベルにより得られた輝度制御信号に基づき上記駆動回路を制御し、映像表示部の発光輝度を制御するものである。
【０００８】
また、この発明の請求項３に係る映像表示装置は、発光素子を多数配列した映像表示部、該映像表示部を駆動する駆動回路、及び上記映像表示部の表示画面を複数に分割した領域毎に対して輝度制御信号に基づいて最高輝度の制御を行い、かつ一つの画素毎に階調制御を行う制御回路を備え、前記制御回路は、予め記録されている画素毎の補正係数と、外部から供給される映像データの階調を演算することで求められた階調制御信号、及び外部から供給される輝度レベルにより得られた輝度制御信号に基づき上記駆動回路を制御し、上記映像表示部の発光輝度を制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、発光素子の輝度補正手法を、映像データと補正値を補正された状態で、オーバーフローが起きることを前提として、リミッターを設けるように構成したため、低発光効率の素子が混在した場合でも、低階調〜中階調領域においては、均一な輝度で表示することができる。また一時的／用途的に最高輝度を重視する場合には、高階調時の均一性を犠牲にすることで、最高輝度を向上させることができる。その場合でも画質に大きな影響を与える低階調〜中間階調では均一性を保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る映像表示装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１における映像データに対する補正後の表示輝度を示したものである。
【図３】この発明の実施の形態１における別の映像データに対する補正後の表示輝度を示したものである。
【図４】この発明の実施の形態２における映像データに対する補正後の表示輝度を示したものである。
【図５】この発明の実施の形態２における別の映像データに対する補正後の表示輝度を示したものである。
【図６】この発明の実施の形態３に係る映像表示装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る映像表示装置を示すブロック図である。実施の形態１の映像表示装置１は、大きく分けて、ＬＥＤなどの発光素子が多数配列された映像表示部２と、駆動回路３と、制御回路４からなる。制御回路４は、予め求められた補正値を記憶している不揮発メモリ（ＲＯＭ）５と、不揮発メモリ５の補正値を読み出して補正回路６に送り込む読出制御回路７と、前記補正値と外部からの映像データ１０を演算する補正回路６と、駆動回路３の階調制御を行う階調制御回路８と、外部からの輝度レベル１１により駆動回路３の輝度制御を行う輝度制御回路９とから構成されている。
【００１２】
制御回路４は、映像表示部２の一つの画素毎に、最高階調時の輝度（最高輝度）の制御と、階調レベルの制御が独立に行えるものとする。例えば輝度の制御は素子を駆動する電流の大小で制御し、階調レベルの制御は素子に電流を流す時間で制御する。制御回路４には、映像信号処理回路（図示せず）からＲＧＢの映像データ１０が入力される。このＲＧＢの映像データ１０は、輝度むらの補正回路６に入力される。この補正回路６は、各発光素子に応じた補正値を演算することで、各発光素子の補正後の表示輝度が均一になるように制御を行う。
【００１３】
ここでは、階調レベルとしては２５６段階、輝度レベルとしては６４段階の線形な制御を行うとして説明するが、この構成に限定されるものではない。線形な制御とは、同じ階調レベルで比較した場合、輝度レベル３２は輝度レベル６４の半分の輝度であり、輝度レベル４８は輝度レベル６４の３／４の輝度である制御である。
【００１４】
輝度むらの補正回路６は、各画素の輝度データを予め測定して、その値に対する補正値を不揮発メモリ（ＲＯＭ）５に保持している。例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４画素において、同一の条件で点灯させた場合に、画素Ａの明るさをｂＡ、画素Ｂの明るさをｂＢ、画素Ｃの明るさをｂＣ、画素Ｄの明るさをｂＤとして、ｂＡ＝６００、 ｂＢ＝８００、ｂＣ＝１０００、ｂＤ＝１２００とした場合、補正後の明るさを１０００になるように補正する。それぞれの画素に対する補正値を、画素Ａの補正値ｈＡ、画素Ｂの補正値ｈＢ、画素Ｃの補正ｈＣ、画素Ｄの補正値ｈＤとする。補正値はそれぞれｈＡ＝４２７、ｈＢ＝３２０、ｈＣ＝２５６、ｈＤ＝２１３となる。この場合、従来は、補正値が階調レベル２５６を超えることがないように、補正後の明るさを最低輝度の画素に合わせて６００になるようにしていた。
【００１５】
ここで、補正方法としては、入力映像データ＊補正値＝実際に点灯する制御データとする。例えば、階調レベル１２８の映像データが入力された場合、
画素Ａでは：１２８＊４２７／２５６＝２１４
画素Ｂでは：１２８＊３２０／２５６＝１６０
画素Ｃでは：１２８＊２５６／２５６＝１２８
画素Ｄでは：１２８＊２１３／２５６＝１０７
の制御データとして制御する。
【００１６】
補正後のデータが階調レベル２５５を超える場合、２５５にリミットを掛けた制御とすることで、視感度的に重要な低階調〜中階調領域では均一性を確保したままで、ディスプレイ全体としては輝度を確保することができる。
【００１７】
画素Ａにおいては、階調レベル１５２(＝２５５＊２５６／４２７)を超える映像データに関しては階調レベル２５５として出力する。従って、図２に示すように、画素Ａ及び画素Ｂに関しては、ある値より映像データが大きい場合には、望ましい特性の輝度対映像データ特性（図２のＲで示す）からずれることになる。さらに、輝度レベルが６４以下の例えば輝度レベル４８の場合では、暗い画素Ａに関してのみ、輝度レベル６４とし、補正値を４２７＊４８／６４＝３２０とする。輝度レベルの制御も線形としているため、輝度レベル４８の場合は理想的な特性としては、映像データ２５５に対しては１０００＊４８／６４＝７５０の輝度となる。
【００１８】
補正値が階調レベル２５５を超えている画素に関しては、補正値を、[実際の補正値]＊[外部からの輝度レベル]／６４とし、輝度レベルは６４として制御する。この場合、２５５＊２５６／３２０＝２０４を超える映像データに関しては階調レベル２５５として出力することとなる。輝度レベル６４時点での限界点１５２よりも、高階調側に移動しているため、影響が出る範囲が狭まり、高画質となる。
【００１９】
図２は、実施の形態１において、同一条件で光らせた場合に輝度レベル６４において、輝度値６００の画素Aと輝度値８００の画素Bと、輝度値１０００の画素Cの映像データに対する補正後の表示輝度の関係を示したものである。ある階調からは、輝度値６００の画素Aと輝度値１０００の画素Cとの表示輝度差がある。理想的には高い輝度を持つ表示輝度、輝度１０００及び１２００の特性（図２のＲで示す）の表示輝度が望ましい。ところが本手法においては、輝度レベル最大、つまり６４設定の場合、低い輝度６００を持つ画素の特性（図２のＴで示す）は、２５６＊０．６＝１５３で理想ラインから外れ、輝度８００を持つ画素の特性（図２のＳで示す）は、２５６＊０．８＝２０４から差が生じる。
【００２０】
映像表示装置においては、最大輝度レベルで運用することは少なく、輝度レベルを落として運用することが多いため、常用時の画質を向上させる効果がある。また、輝度レベルが下がると、オーバーフローでの切り捨ての影響の出る範囲が狭まるため、視感度の分別閾値が小さくなる低輝度領域での影響が出にくくなる効果がある。
【００２１】
輝度レベル４８における階調レベル１２８の映像データの表示輝度は、最高階調及び輝度時を１００とすると、
１２８＊４２７／２５６＊４８／６４＝６２．５→６３
輝度レベル６４における階調レベル１２８の映像データは
１２８＊３２０／２５６＊６４／６４＝６２．５→６３
となり、同一の値となり、表示面の均一性を確保できる。
【００２２】
図３は、実施の形態１において、輝度レベル４８での輝度値６００の画素Aと、輝度値１０００の画素Cの映像データに対する補正後の表示輝度の関係を示したものである。図２に比較すると、輝度値６００の画素Aの特性（図３のＴで示す）と輝度値１０００の画素Cの特性（図３のＲで示す）との表示輝度差が出る階調が高階調側に移動している。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態２の映像表示装置は、発光素子、例えばＬＥＤなどを多数配列した映像表示部２と、駆動回路３と、制御回路４から構成されており、実施の形態１と同じである。実施の形態１と異なるのは、制御回路４による制御の方法である。
【００２４】
本実施の形態の制御回路４は、映像表示部２の全体としての最高階調時の輝度（最高輝度）の制御と、画素毎の階調レベルの制御が独立に行えるものとする。例えば輝度の制御は素子に流す駆動電流や印加する電圧で制御し、階調レベルの制御は、素子に電流を流す時間で制御する。
【００２５】
制御回路４には、映像信号処理回路（図示せず）から、ＲＧＢの映像データ１０が入力される。このＲＧＢデータが、輝度むらの補正回路６に入力される。この補正回路６は各発光素子に応じた補正値を演算することで、各発光素子の補正後の表示輝度が均一になるように制御している。
【００２６】
上記輝度むらの補正回路６は、各画素の輝度データを予め測定して、その値に対する補正値を不揮発メモリ（ＲＯＭ）５に保持している。画素Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの明るさをそれぞれｂＥ、ｂＦ、ｂＧ、ｂＨとして、（ｂＥ、ｂＦ、ｂＧ、ｂＨ）＝（６００、８００、１０００、１２００）である場合、補正後の明るさが１．０になるように補正するとする。従来は、補正値が階調レベル２５６を超えることがないように、補正後の明るさを最低輝度の画素、つまり全体中で最低輝度６００になるようにしていた。各画素の補正値を、画素Ｅの補正値はｈＥ、画素Ｆの補正値はｈＦ、画素Ｇの補正値はｈＧ、画素Ｈの補正値はｈＨとすると、それぞれ(ｈＥ、ｈＦ、ｈＧ、ｈＨ)＝（４２７、３２０、２５６、２１３）となる。
【００２７】
補正方法としては、入力映像データ＊補正値／２５６＝実際に点灯する制御データとする。例えば、階調レベル１２８の映像データが入力された場合、
画素Ａでは：１２８＊４２７／２５６＝２１４の点灯データとして制御する。
【００２８】
ここで、補正後のデータが階調レベル２５５を超える場合、階調レベル２５５にリミットを掛けた制御とすることで、視感度的に重要な低階調〜中階調領域では均一性を確保したままで、ディスプレイ全体としては輝度を確保することができる。画素Ｅについて、階調レベル１５２(＝２５５＊２５６／４２７)を超える映像データに関しては、階調レベル２５５として出力する。映像データと表示輝度の関係は図４に示すようになる。さらに、輝度レベルが、６４以下の例えば輝度レベル４８に外部から指定された場合では、制御回路の動作としては、輝度レベル６４とし、補正値を４２７＊４８／６４＝３２０とする。
【００２９】
具体的には、輝度レベル６４で階調レベル２５５の映像データに対する理想的な表示輝度は１０００となるため、輝度レベル４８の場合には階調レベル２５５の映像データの輝度値は１０００＊４８／６４＝７５０となればよい。例えば、画素Ｇに関して、補正値を２５６＊４８／６４＝１９２とすることで、輝度レベル６４では、１０００＊１９２／２５６＝７５０となる。（補正値が２５６、輝度レベル６４で１０００となるため）。他の補正値も同様に４８／６４を掛けたものとし、この場合、(ｈＥ、ｈＦ、ｈＧ、ｈＨ)＝（３２０、２４０、１９２、１６０）となる。
【００３０】
画素Ｅにおいて、２５５＊２５６／３２０＝２０４を超える映像データに関しては２５５として出力することとなる。輝度レベル６４時点での限界点１５２よりも、高階調側に移動しているため、影響が出る範囲が狭まり、高画質となり、映像データと表示輝度の関係は図５のようになる。輝度レベル６４では図４に示すように画素ＥとＦが途中の映像データから、理想的な特性（図４のＲで示す）からずれが発生しているが、輝度レベル４８では図５（Ｔで示す）に示すように、画素Ｅのみがずれが発生している。またずれが発生する映像データが輝度レベル６４での１５２から輝度レベル４８では２０４とずれが発生する高階調側に移動している。
【００３１】
具体的な補正方法は、実施の形態１と同様であるが、各画素に輝度調整機構を持つ必要がないため、単純な構成で実現できる。
【００３２】
実施の形態３．
実施の形態３の映像表示装置を図６に示す。この映像表示装置は、発光素子、例えばＬＥＤなどを多数配列した映像表示部２、駆動回路３、及び制御回路４から構成されており、実施の形態１との違いは、映像表示部２が複数のブロックＬ、Ｍ、Ｎ、Ｐに分割されている点と、駆動回路３が上記各ブロックＬ〜Ｐを駆動するＢ１〜Ｂ４に分かれている点である。その他の構成は、図１に示す各要素と同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
上述のように、映像表示部２は、複数の画素を備えた複数のブロックＬ〜Ｐ、つまり表示画面を複数に分割した領域を配列して構成されている。制御回路４は、ブロックＬ〜Ｐに対して、駆動回路３（Ｂ１〜Ｂ４）を介して、最高階調時の輝度（最高輝度）の制御と、階調レベルの制御が独立に行えるものとする。例えば輝度の制御は素子を駆動電流で制御し、階調レベルの制御は、素子に電流を流す時間で制御する。
【００３４】
制御回路４には、映像信号処理回路（図示せず）から、ＲＧＢの映像データ１０が入力される。このＲＧＢデータが、輝度むらの補正回路６に入力される。この補正回路６は、各発光素子に応じた補正値を演算することで、各発光素子の補正後の表示輝度が均一になるように制御している。
【００３５】
輝度むらの補正回路６は、各画素の輝度データを予め測定して、その値に対する補正値を不揮発メモリ５に保持している。ブロックＬ、Ｍ、Ｎ、Ｐは、それぞれ４画素を持つものとする。各ブロックの明るさｂＬ、ｂＭ、ｂＮ、ｂＰと各ブロック内の各画素の明るさとの関係が、
ブロック名＝（画素1の明るさ、画素２の明るさ、画素３の明るさ、画素４の明るさ）
ｂＬ＝（  ６００、   ８００、１０００、１２００）
ｂＭ＝（  ８００、   ９００、１０００、１２００）
ｂＮ＝（  ９００、   ９００、１０００、１２００）
ｂＰ＝（１０００、 １１００、１２００、１５００）
となった場合、補正後の明るさを１．０になるように、補正値を定めて、補正する。
従来は、補正値が２５６を超えることがないように、補正後の明るさを最低輝度の画素、つまり全体中で最低輝度０．６になるようにしていた。
補正値ｈＬ、ｈＭ、ｈＮ、ｈＰはそれぞれ、
ｈＬ＝（４２７、３２０、２５６、２１３）
ｈＭ＝（３２０、２８４、２５６、２１３）
ｈＮ＝（２８４、２８４、２５６、２１３）
ｈＰ＝（２５６、２３３、２１３、１７１）
画素１の補正値、画素２の補正値、画素３の補正値、画素４の補正値となる。
【００３６】
ここで、補正方法としては、入力映像データ＊補正値＝実際に点灯する制御データとする。例えば、階調レベル１２８の映像データが入力された場合、ブロックＬの画素１（Ｌ１で表す）では、
Ｌ１：１２８＊４２７／２５６＝２１４の点灯データとして制御する。
階調レベル１５２(＝２５５＊２５６／４２７)を超える映像データに関しては階調レベル２５５として出力する。
【００３７】
ここで、補正後のデータが階調レベル２５５を超える場合、階調レベル２５５にリミットを掛けた制御とすることで、視感度的に重要な低階調〜中階調領域では均一性を確保したままで、ディスプレイ全体としては輝度を確保することができる。さらに、輝度レベルが６４以下、例えば輝度レベル４８の場合では、暗い画素１に関してのみ、輝度レベル６４とし、補正値を４２７＊４８／６４＝３２０とする。他の補正値も同様に４８／６４倍したものとする。
【００３８】
この場合、２５５＊２５６／３２０＝２０４を超える映像データに関しては２５５として出力することとなる。輝度レベル６４時点での限界点１５２よりも、高階調側に移動しているため、影響が出る映像データ範囲が狭まり、高画質となる。
【００３９】
具体的な補正方法は、実施の形態１と同様であるが、ブロック毎に輝度レベルを可変させることにより、明るい画素における補正誤差を少なく出来る。
【００４０】
具体的に、明るい画素を多く含むＰブロックで以下に説明する。輝度レベル４８の場合に、Ｌブロックに合わせて４８／６４となるように補正値を調整すると、
ｈＰ＝（１９２、１７５、１６０、１２８）
となる。ここで、最も小さい補正値１２８の画素の場合、１３０と１３１の映像データが入力された場合を考えると、
補正演算  入力データ＊補正値／２５６より
１３０＊１２８／２５６＝６５
１２９＊１２８／２５６＝６５
と異なる入力データに対する表示階調がともに６５と同一になってしまう問題がある。
これは、補正値が小さくなるほど、同一となってしまうことが多くなるため、補正値は１２８以上が望ましく、できれば２／３に相当する１７１以上であることが望ましい。連続して、同じ値となるデータが少なくなるため、なだらかな画像変化部分でのバラツキが目に知覚され難いためである。
【符号の説明】
【００４１】
１  映像表示装置、
２  映像表示部、
３  駆動回路、
４  制御回路、
５  不揮発メモリ（ＲＯＭ）、
６  補正回路、
７  読出制御回路、
８  階調制御回路、
９  輝度制御回路、
１０  映像データ、
１１  輝度レベル。
【図１】
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【図６】
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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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