(57)【要約】【課題】表示ユニットごとの発光素子の色ばらつきを補正するとともに表示ユニット間における色ばらつきを目立たなくして高品質の映像表示を行うことができる映像表示装置を提供する。【解決手段】映像表示装置１０は複数の表示ユニット１１を平面的に組み合わせてなる。表示ユニット１１はＲ、Ｂ、Ｇの３つのＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂからなる複数の画素１４と、入力映像信号を表示ユニット１１ごとに設定された補正係数により色補正して階調に応じたパルス幅の点灯信号に変換するべく画素１４ごとに設けられたカラーマトリクス回路１９と、点灯信号に従ってＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを個別に点灯させる駆動回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂと、ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂごとに設けられた乱数発生回路２０と、パルス幅の誤差分を乱数値に応じた確率で切り捨てたり切り上げたりする階調誤差補正回路２１とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示ユニットを平面的に組み合わせて構成される映像表示装置であって、
前記表示ユニットは、
発光色が相違する複数種類の発光素子の組からなる複数の画素と、
入力映像信号を前記表示ユニットごとに設定された補正係数により色補正して階調に応じたパルス幅の点灯信号に変換するべく前記画素ごとに設けられた色補正手段と、
前記点灯信号に従って前記発光素子を個別に点灯させる発光素子駆動手段と、
前記発光素子ごとに設けられた乱数発生手段と、
前記パルス幅の階調表現可能な値からの誤差分を前記乱数発生手段からの乱数値に応じた確率で補正する階調誤差補正手段とを備えた映像表示装置。
【請求項２】
前記乱数発生手段は、
前記誤差分に比例した傾向で乱数を発生させる請求項１記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）などの発光素子を平面的に配列し各発光素子を個別に駆動して精細な表示を行う映像表示装置に関し、とくに複数の表示ユニットを平面的に組み合わせて１つの表示面を形成してなる映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ビルの壁や屋上、スタジアムなどに設置される映像表示装置は、大きさの要求に合わせて複数の表示ユニットをマトリクス状に組み合わせて形成される。各表示ユニットは、その表示面を構成する各画素を赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの３色のＬＥＤで構成し、これら３色のＬＥＤの発光状態（点灯輝度および点灯時間）を画素ごとに色別に制御することによりカラー映像の表示を行う。
【０００３】
この種の映像表示装置においては、ＬＥＤなどの製造上のばらつきによって生じる基本色（赤、青、緑）のばらつきが問題となる。このＬＥＤのばらつきを各表示ユニットで補正したとしても、映像表示装置を構成している各表示ユニット間については補正できないため、各表示ユニット間では色ばらつきが存在してしまう。各表示ユニット間で色ばらつきが存在すると、映像表示装置の表示面がタイル状に見えてしまう。
【０００４】
この問題の解決策として、たとえば緑色の基準となる色度に対して緑色ＬＥＤの発光色の色度が偏っている場合に、他色すなわち赤色または青色のＬＥＤを発光させて、偏った緑色を赤側または青側に移動させて、基準となる色度に近づけることにより、素子間ばらつきを補正する技術が知られている。この技術では、図４に示すように、１発光周期Ｔ内に、本来の発光信号である主ＰＷＭ信号の領域と、色補正のための補ＰＷＭ信号の領域を設けている。（特許文献１、図７参照）
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８８５１３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高精細カラー表現を実現する映像表示装置においては、ＬＥＤ数の増大に伴うＬＥＤ駆動回路の増大を抑えるために、図３に示すように、ＰＷＭ信号において１発光周期Ｔを複数（図示の例では２つ）の時間領域Ｔ１、Ｔ２に分割して、それぞれの時間領域Ｔ１、Ｔ２を別々の画素に割り当て、スイッチングにより各画素の駆動タイミングを切り替えるダイナミック駆動方式が採用されるため、各画素のＬＥＤの制御に使用できる時間領域Ｔ１、Ｔ２は非常に短い。したがって、この短い時間領域Ｔ１、Ｔ２内に従来の技術のように主ＰＷＭ信号と同階調を持つ補ＰＷＭ信号の領域を確保することは困難である。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の技術の問題点を解消するべく創案されたものであり、その目的は、各画素の発光素子の制御に使用できる時間領域が非常に短い条件下においても、表示ユニットごとの発光素子の色ばらつきを補正するとともに表示ユニット間における色ばらつきを目立たなくして高品質の映像表示を行うことができる映像表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の映像表示装置は、複数の表示ユニットを平面的に組み合わせて構成される映像表示装置であって、前記表示ユニットは、発光色が相違する複数種類の発光素子の組からなる複数の画素と、入力映像信号を前記表示ユニットごとに設定された補正係数により色補正して階調に応じたパルス幅の点灯信号に変換するべく前記画素ごとに設けられた色補正手段と、前記点灯信号に従って前記発光素子を個別に点灯させる発光素子駆動手段と、前記発光素子ごとに設けられた乱数発生手段と、前記パルス幅の階調表現可能な値からの誤差分を前記乱数発生手段からの乱数値に応じた確率で補正する階調誤差補正手段とを備えたものである。
【０００９】
上記の構成された本発明の映像表示装置では、入力映像信号が画素ごとに色補正され、階調に応じたパルス幅の点灯信号に変換される。その際、表示ユニットごとに設定された補正係数が使用される。したがって、各画素の発光素子の制御に使用できる時間領域が非常に短い条件下においても、表示ユニットごとの発光素子の色ばらつきを補正することができる。また、発光素子ごとに発生させた乱数値に応じた確率で、パルス幅の階調表現可能な値からの誤差分が補正されるので、補正による階調の変化が表示ユニットの全画素に画一的に生じるのを防止できる。すなわち、補正による階調の変化を各表示ユニットの表示面全体に空間的かつ時間的に分散させることができる。したがって、表示ユニット間における色ばらつきを目立たなくすることができる。
【００１０】
本発明の映像表示装置において、前記乱数発生手段は、前記誤差分に比例した傾向で乱数を発生させることが望ましい。
【００１１】
上記構成によれば、誤差分に比例した確率でその誤差分が切り捨てられたり切り上げられたりするので、誤差分に応じた中間階調表現を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１（ａ）は本発明にかかる映像表示装置の構成例を示す正面図である。この映像表示装置１０は、表示装置ユニット１１を保持フレーム１２に複数個取り付けることにより、大面積の表示面を形成している。各表示装置ユニット１１の表示面１１ａは、図１（ｂ）に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類のＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂからなる画素１４をマトリクス状に配置してなる。
【００１４】
図２は図１に示す映像表示装置１０のブロック図である。
映像表示装置１０は、図示しない信号源からフレーム周期ごとに送られてくる１画面分の映像信号を、表示装置ユニット１１ごとの映像信号に変換し分配する映像信号変換装置１５を備えている。
【００１５】
各表示装置ユニット１１内には、映像信号変換装置１５からの入力映像信号に基づいて各画素１４の各ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを制御するための点灯信号（ＰＷＭ信号）を生成する演算回路１６と、点灯信号に従って各ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを個別に駆動するＬＥＤ駆動回路１７Ｒ、１７Ｂ、１７Ｇと、スイッチング回路１８とが設けられている。
【００１６】
演算回路１６は、カラーマトリクス回路１９、乱数発生回路２０、および階調誤差補正回路２１を備えている。カラーマトリクス回路１９は画素１４ごとに設けられている。乱数発生回路２０および階調誤差補正回路２１は、ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂごとに設けられている。
【００１７】
カラーマトリクス回路１９は、下記の式で表されるマトリクス演算式により入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を画素１４ごとに色補正するとともに階調に応じたパルス幅の点灯信号（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）に変換する。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
上記の式中のカラーマトリクス係数（補正係数）は、各表示ユニット１１に搭載されるＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの特性を考慮して、表示ユニット１１ごとに設定される。
【００２０】
カラーマトリクス回路１９から出力される点灯信号（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）のパルス幅は、階調表現可能な値からのずれ、すなわち誤差分（ΔＲｓ、ΔＧｓ、ΔＢｓ）を含んでいる。たとえば、各色ごとに２５６（８ビット）階調表現を行う場合、０〜２５５の間に存在する２の乗数値（０，１，２，・・・・，２５４，２５５）に対応するパルス幅によって階調が表現されるが、カラーマトリクス回路１８から出力される点灯信号（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）のパルス幅は０．５、１．２５、０．１２５といった演算結果の少数部分（０．５、０．２５、０．１２５，・・・）に相当する誤差を含んでいる。
【００２１】
乱数発生回路２０は、点灯信号（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）のパルス幅の階調表現可能な値すなわち２の乗数値に対応するパルス幅からの誤差分（ΔＲｓ、ΔＧｓ、ΔＢｓ）に比例した傾向で乱数を発生させる。たとえば、０〜１の間の乱数を発生させる場合、０．５相当の誤差分であれば１／２の確率で１、１／２の確率で０の乱数を発生させ、０．２５相当の誤差分であれば１／４の確率で１、１／４の確率で０の乱数を発生させる。
【００２２】
階調誤差補正回路２１は、乱数発生回路２０からの乱数値に応じた確率で誤差分（ΔＲｓ、ΔＧｓ、ΔＢｓ）を切り捨てたり切り上げたりする。たとえば、乱数値が１であれば１／２の確率で、それぞれ誤差分（ΔＲｓ、ΔＧｓ、ΔＢｓ）を切り上げ、それ以外の値の場合は切り捨てる。これにより、点灯信号（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）のパルス幅がたとえば１．５相当のパルス幅であった場合、１／２の確率で１または２相当のパルス幅に変換される。また、点灯信号（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）のパルス幅がたとえば１．２５相当のパルス幅であった場合、１／４の確率で１または２相当のパルス幅に変換される。
【００２３】
スイッチング回路１８は、図３に示すように、１発光周期Ｔを複数の時間領域Ｔ１、Ｔ２に分割して、それぞれの時間領域Ｔ１、Ｔ２を別々の画素１４に割り当て、スイッチングにより各画素１４の駆動タイミングを切り替える。すなわち、この映像表示装置１０は、駆動方式としてダイナミック駆動方式を採用している。
【００２４】
つぎに、この実施の形態の作用について説明する。
映像表示装置１０には、図示しない信号源からフレーム周期ごとに１画面分の映像信号が供給される。その映像信号は、映像信号変換装置１５によって表示装置ユニット１１ごとの映像信号に変換され、各ユニットに同時に分配される。
【００２５】
各表示装置ユニット１１内では、演算回路１６により入力映像信号に応じた画素４ごとの各色のＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの点灯信号が生成される。
【００２６】
その際、演算回路１６内では、各カラーマトリクス回路１９により、表示ユニット１１ごとに設定されたマトリクス係数を用いて、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が画素１４ごとに色補正されるとともに階調に応じたパルス幅の点灯信号（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）に変換され、各ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂのごとに設けられた乱数発生回路２０に入力される。そして、各乱数発生回路２０により点灯信号（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）のパルス幅の誤差分（ΔＲｓ、ΔＧｓ、ΔＢｓ）に比例した傾向で乱数が生成され、その乱数値に応じた確率で、階調誤差補正回路２１により誤差分（ΔＲｓ、ΔＧｓ、ΔＢｓ）を切り捨てたり切り上げたりする階調誤差補正処理が行われる。
【００２７】
上記のようにして演算回路１６により生成された点灯信号は、各ＬＥＤ駆動回路１７Ｒ、１７Ｂ、１７Ｇに供給される。その結果、ＬＥＤ駆動回路１７Ｒ、１７Ｂ、１７Ｇにより各画素１４の各ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが点灯信号に従って個別に駆動される。
【００２８】
上記のように、入力映像信号を画素１４ごとに色補正し階調に応じたパルス幅の点灯信号に変換する際、表示ユニット１１ごとに設定されたマトリクス係数を使用することにより、ダイナミック駆動方式を採用した場合でも、表示ユニット１４ごとのＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの色ばらつきを補正することができる。
【００２９】
また、ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂごとに発生させた乱数値に応じた確率で、点灯信号（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）のパルス幅の誤差分（ΔＲｓ、ΔＧｓ、ΔＢｓ）を切り捨てたり切り上げたりする階調補正処理を行うようにしたので、補正による階調の変化が表示ユニット１１の全画素１４に画一的に生じるのを防止できる。すなわち、補正による階調の変化を各表示ユニット１１の表示面１１ａ全体に空間的かつ時間的に分散させることができる。したがって、表示ユニット１１間における色ばらつきを目立たなくすることができる。
【００３０】
また、上記階調補正処理の基準となる乱数を、誤差分に比例した傾向で発生させるようにしたので、誤差分に比例した確率でその誤差分を切り捨てたり切り上げたりして、誤差分に応じた中間階調表現を行うことができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、階調誤差補正回路２１を演算回路１６内に設けたが、各ＬＥＤ駆動回路１７Ｒ、１７Ｂ、１７Ｇ内に設けてもよい。
【００３２】
また、上記実施の形態では、表示ユニットごとの構成を説明したが、同様の構成を１画素以上で構成される表示ブロックごとに持っていてもよい。たとえば演算回路１６を表示ユニット内の表示ブロックごとに備えてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の映像表示装置によれば、表示ユニットごとの発光素子の色ばらつきを補正するとともに表示ユニット間における色ばらつきを目立たなくして高品質の映像表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明にかかる映像表示装置の構成例を示す正面図である。
（ｂ）は表示装置ユニットの正面図である。
【図２】図１に示す映像表示装置のブロック図である。
【図３】アクティブ駆動方式におけるＰＷＭ信号（点灯信号）の出力波形の一例を示すタイミング図である。
【図４】補ＰＷＭ信号を使用して色補正を行う従来技術における出力波形の一例を示すタイミング図である。
【符号の説明】
１０：映像表示装置
１１：表示装置ユニット
１１ａ：表示面
１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ：ＬＥＤ（発光素子）
１４：画素
１５：映像信号変換装置
１６：演算回路
１７Ｒ、１７Ｂ、１７Ｇ：ＬＥＤ駆動回路（発光素子駆動手段）
１８：スイッチング回路
１９：カラーマトリクス回路（色補正手段）
２０：乱数発生回路（乱数発生手段）
２１：階調誤差補正回路（階調誤差補正手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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