JP2015210357A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寿命が短くなるのを抑えると共に、動画を表示する際のぼやけを抑制する画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置１は、画像表示モジュール１０と、検出部と、制御部と、を備える。「検出部」の一実施形態は、「動き検出部２５」である。「制御部」の一実施形態は、「選択信号用制御パルス生成部２４」及び「発光時間制御パルス生成部２６」である。動き検出部２５は、映像信号に基づく複数のフレームから被写体の動きを検出する。発光時間制御パルス生成部２６は、映像信号に基づく映像を画像表示モジュール１０に表示させる場合、動き検出部２５によって動きが検出された領域に対応するフレームの行領域について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行領域よりも発光時間を短くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像を表示する画像表示装置に関する。

ホールド型の画像表示装置では、被写体の動きが速い映像を表示する場合、被写体がぼやけて表示される事象が発生している。被写体の動きぼやけを解消するために、従来の画像表示装置では、１フレームの途中で発光を停止させると共に、発光強度を強くするタイプがある（特許文献１参照）。

特開２００４−１４４９２８号公報

特許文献１に記載された画像表示装置では、動画を表示する場合には、１フレームの途中で発光を停止させると共に、発光強度を強くする制御が行われている。その画像表示装置が有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置であると、発光強度を強くした場合には、有機ＥＬの寿命特性が低下してしまう。

本発明は、寿命が短くなるのを抑えると共に、動画を表示する際のぼやけを抑制する画像表示装置を提供することを目的とする。

画像表示装置は、画像表示モジュールと、映像信号に基づく複数のフレームから被写体の動きを検出する検出部と、映像信号に基づく映像を前記画像表示モジュールに表示させる場合、前記検出部によって動きが検出された領域に対応するフレームの行領域について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行領域よりも発光時間を短くする制御部と、を備える。

前記制御部は、前記検出部によって検出された動きの速さに応じて、短くする発光時間を変化させることが好ましい。

前記制御部は、前記検出部によって検出された動きの速さが所定範囲に入る場合、発光時間を短くすることが好ましい。

前記制御部は、前記検出部によって動きが検出された領域に対応するフレームの行について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行よりも、発光輝度を高くすることが好ましい。

前記画像表示モジュールは、アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示モジュールであることが好ましい。

本発明によれば、寿命が短くなるのを抑えると共に、動画を表示する際のぼやけを抑制する画像表示装置を提供することができる。

一実施形態に係る画像表示装置を説明するためのブロック図である。 画素の構成を説明するための図である。 映像の動きの速さＶと発光時間率Ａｔとの関係を示す図である。 縮小率αと、補正係数βとの関係の一例を示す図である 画像表示装置の動作について説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、一実施形態に係る画像表示装置を説明するためのブロック図である。図２は、画素の構成を説明するための図である。

図１に示すように、画像表示装置１は、画像表示モジュール１０と、同期分離部２１と、データ変換部２２と、データ信号用制御パルス生成部２３と、選択信号用制御パルス生成部２４と、動き検出部２５と、発光時間制御パルス生成部２６と、発光時間制御信号線駆動回路２７と、を備える。動き検出部２５は、本発明の「検出部」の一実施形態に対応する。選択信号用制御パルス生成部２４及び発光時間制御パルス生成部２６は、本発明の「制御部」の一実施形態に対応する。

画像表示モジュール１０は、ホールド型の画像表示モジュールである。より具体的な一例としては、画像表示モジュール１０は、アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示モジュールである。以下では、画像表示モジュール１０として、アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示モジュールを例にして説明する。

画像表示モジュール１０は、データ信号線駆動回路１１と、選択信号線駆動回路１２と、表示パネル１３と、を備える。

データ信号線駆動回路１１には、垂直方向に配される複数のデータ信号線（図１には図示せず）が接続される。データ信号線駆動回路１１は、画像信号とパルス信号と基づいて、複数のデータ信号線のそれぞれにデータ信号を供給する。

選択信号線駆動回路１２には、水平方向に配される複数の選択信号線（図１には図示せず）が接続される。選択信号線駆動回路１２は、パルス信号に基づいて、複数の選択信号線のそれぞれに選択信号を供給する。

表示パネル１３は、複数の画素を備える。図２に示すように、１つの画素は、スイッチングトランジスタＴｒ１と、駆動トランジスタＴｒ２と、発光時間制御用トランジスタＴｒ３と、保持容量Ｃと、有機ＥＬ素子１４と、を備える。

スイッチングトランジスタＴｒ１のゲート電極Ｇは、選択信号線ＳＬに接続される。スイッチングトランジスタＴｒ１のドレイン電極Ｄは、データ信号線ＤＬに接続される。スイッチングトランジスタＴｒ１のソース電極Ｓは、駆動トランジスタＴｒ２のゲート電極Ｇと、保持容量Ｃに接続される。

駆動トランジスタＴｒ２のドレイン電極Ｄは、電源Ｖｄｄと、保持容量Ｃに接続される。駆動トランジスタＴｒ２のソース電極Ｓは、発光時間制御用トランジスタＴｒ３のドレイン電極Ｄに接続される。発光時間制御用トランジスタＴｒ３のソース電極Ｓは、有機ＥＬ素子１４に接続される。発光時間制御用トランジスタＴｒ３のゲート電極Ｇは、発光時間制御信号線１５に接続される。

図１に示す同期分離部２１は、入力された映像信号を、画像信号と同期信号とに分離する。
データ変換部２２は、入力された画像信号がアナログ信号の場合、表示パネル１３に映像を表示させることができるデジタル信号に変換する。又は、データ変換部２２は、入力された画像信号がデジタル信号の場合、表示パネル１３に映像を表示させることができるデジタル信号に変換する。

データ信号用制御パルス生成部２３は、同期信号に基づいて、映像を表示パネル１３に表示させるためのパルス信号（データ信号用制御パルス）を生成して、データ信号線駆動回路１１に供給する。
選択信号用制御パルス生成部２４は、同期信号に基づいて、映像を表示パネル１３に表示させるためのパルス信号（選択信号用制御パルス）を生成して、選択信号線駆動回路１２に供給する。

動き検出部２５は、映像信号に基づく複数のフレームから被写体の動きを検出する。例えば、動き検出部２５は、画像信号を構成する連続する複数のフレームからフレーム間差分データを取得し、フレーム間差分データに基づいて、フレームに記録される被写体の動きベクトルを検出する。すなわち、動き検出部２５は、被写体が動く方向と速さを検出する。動き検出部２５は、被写体の動きを検出する場合、被写体の動きを行単位で決定してもよい。

発光時間制御パルス生成部２６は、映像信号に基づく映像を画像表示モジュール１０に表示させる場合、動き検出部２５によって動きが検出された領域に対応するフレームの行領域について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行領域よりも、１フレームの発光時間を短くする。
発光時間制御パルス生成部２６は、動き検出部２５によって検出された動きの速さが所定範囲に入る場合、発光時間を短くする。
発光時間制御パルス生成部２６は、動き検出部２５によって検出された動きの速さに応じて、短くする発光時間を変化させる。具体的には、発光時間制御パルス生成部２６は、動き検出部２５によって検出された動きの速さがより速い場合には、発光時間をより短くするように制御する。

図３は、映像の動きの速さＶと発光時間率Ａｔとの関係を示す図である。
図３において、発光時間率Ａｔが１．０の場合は、通常の発光である。すなわち、発光時間率Ａｔが１．０の場合は、動きを検出したフレームの発光時間を短くする制御を行っていない場合である。一方、図３において、発光時間率Ａｔの数値が小さくなる程、１フレームあたりの発光時間は短くなる。

動き検出部２５によって検出された速さが所定範囲の下限値Ｖｍｉｎよりも遅い場合、被写体の動きが遅いために、映像が表示パネル１３に表示されても、ユーザは、被写体の動きぼやけを認識しない。すなわち、下限値Ｖｍｉｎは、被写体の動きに対して画質の劣化がユーザに認知される速さである。

一方、動き検出部２５によって検出された速さが所定範囲の上限値Ｖｍａｘよりも速い場合、被写体の動きが速いために、映像が表示パネル１３に表示されても、ユーザは、被写体の動きに追従することができずに、被写体の動きぼやけを認識しない。上限値Ｖｍａｘは、カメラの撮像系等の要素により、動画質についての改善の効果が検知され難くなる速さである。
下限値Ｖｍｉｎ及び上限値Ｖｍａｘは、予め実験等を行うことにより求められる。

発光時間制御パルス生成部２６は、映像を表示パネル１３に表示させる場合、動き検出部２５によって動きが検出された領域について、動きが検出されない領域に比べて、１フレームあたりの有機ＥＬ素子１４の発光時間を短くする。このように発光時間を短くする場合、発光時間制御パルス生成部２６は、表示パネル１３を行単位で制御する。

具体的には、発光時間制御パルス生成部２６は、動き検出部２５によって検出された動きの速さが所定範囲に入る場合、同期信号に基づいて、有機ＥＬ素子１４の発光時間を制御するためのパルス信号（発光時間制御パルス）を生成して、発光時間制御信号線駆動回路２７に供給する。

一例として、発光時間制御信号線駆動回路２７には、水平方向に沿う、複数の発光時間制御信号線１５が接続されている。各発光時間制御信号線１５には、その発光時間制御信号線１５が配された水平方向に沿う領域に存在する発光時間制御用トランジスタＴｒ３が複数接続される。

発光時間制御信号線駆動回路２７は、発光時間制御パルスを受信すると、動き検出部２５によって動きが検出された領域を表示する画素に対して、発光時間制御信号を出力する。上述したように、発光時間制御信号線１５には、水平方向に沿って複数の発光時間制御用トランジスタＴｒ３が接続される。このため、発光時間制御信号線１５に発光時間制御信号が供給されると、その発光時間制御信号線１５に接続される全ての発光時間制御用トランジスタＴｒ３（水平方向に沿う発光時間制御用トランジスタＴｒ３）には、発光時間制御信号が供給される。発光時間制御用トランジスタＴｒ３は、発光時間制御信号を受信すると、その発光時間制御信号に基づいて、電源のオン／オフを制御する。すなわち、発光時間制御用トランジスタＴｒ３は、発光時間制御信号に基づいて、動きが検出されたフレームについて１フレームあたりの有機ＥＬ素子１４の発光時間を短くする。

また、選択信号用制御パルス生成部２４は、動き検出部２５によって動きが検出された領域に対応するフレームの行について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行よりも、発光輝度を高くする。すなわち、上述したように発光時間を短くした場合のみでは、ユーザは、動きを検出した領域を含む行領域の映像について、動きを検出していない領域（他の領域）の映像よりも暗く認知する。このため、選択信号用制御パルス生成部２４は、ユーザによって暗く感じられるのを防ぐために、動きを検出した領域を含む行領域の時間あたりの発光輝度を、他の領域よりも明るくする。

一例として、上述したように、動き検出部２５は、被写体の動きの速さＶを行単位で検出する。そして、発光時間制御パルス生成部２６は、動き検出部２５によって検出された速さＶに基づいて、動きぼやけを軽減するための１フレームあたりの発光時間Ｃ´を決定する。一方、選択信号用制御パルス生成部２４は、決定された発光時間Ｃ´に応じた輝度を得るために、有機ＥＬ素子１４に供給される電流を補正係数により補正する。

図４は、縮小率αと、補正係数βとの関係の一例を示す図である。
縮小率αは、Ｃ´＝α×Ｃ（０＜α＜１）より求められる。ここで、Ｃは、動き検出部２５によって動きが検出されない場合の１フレームあたりの発光時間である。すなわち、発光時間Ｃは、発光時間が変更されないときの時間である。縮小率αは、発光時間Ｃの縮小率を示す。

補正係数βは、有機ＥＬ素子１４への供給電流量を補正するための係数である。補正係数βは、Ｉ´＝β×Ｉ（β＞１）で求められる。ここで、Ｉは、発光時間が変更されない場合に、有機ＥＬ素子１４に供給される電流の電流値である。Ｉ´は、発光時間が変更される場合に、有機ＥＬ素子１４に供給される電流の電流値である。補正係数βは、おおよそ１／αにより与えられる。しかし、低輝度の部分では、線形性が必ずしも一致しない場合が生じる。この場合には、表示パネル１３の実測値に基づいて、補正係数βが決定される。

選択信号用制御パルス生成部２４は、図４に一例を示す関係に基づいて、保持容量Ｃへの充電量を調整するために、図４に示す関係に応じた選択信号用パルスを出力する。これにより、保持容量Ｃへの充電量が増えるために、有機ＥＬ素子１４の発光輝度は高くなる。

次に、画像表示装置１の動作について説明する。図５は、画像表示装置１の動作について説明するための図である。
まず、図５の（１）に示すように、人がサッカーボールを蹴っている映像が画像表示装置１に入力されたとする。この場合、動き検出部２５は、サッカーボールに対応する領域、及び、サッカーボールの影に対応する領域において動きを検出する（図５の（２）参照）。ここで、サッカーボールが動く速さは、上述した所定範囲に収まるものとする。

発光時間制御パルス生成部２６は、映像を表示パネル１３に表示させる場合、動き検出部２５によって動きが検出された動き領域、すなわち、サッカーボール及び影の領域に対応するフレームの行領域について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行領域よりも１フレームあたりの発光時間を短くする。すなわち、発光時間制御パルス生成部２６は、サッカーボール及び影の領域を含む行領域について発光時間率Ａｔを１．０未満にする。また、発光時間制御パルス生成部２６は、動き検出部２５によって動きが検出されなかった領域については、発光時間率Ａｔは、１．０のままで変更しない（図５の（３）参照）。この場合、選択信号用制御パルス生成部２４は、発光時間率Ａｔを１．０未満とした領域の発光輝度を他の領域よりも高くする。

このような画像表示装置１によれば、以下の効果が奏される。
すなわち、画像表示装置１は、映像信号に基づく映像を画像表示モジュール１０に表示させる場合、動き検出部２５によって動きが検出された領域に対応するフレームの行領域について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行領域よりも発光時間を短くする。これにより、画像表示装置１は、動画を表示する際のぼやけを抑制することができる。すなわち、画像表示装置１は、動画の表示性能を向上させることができる。

画像表示装置１は、動き検出部２５によって検出された動きの速さに応じて、短くする発光時間を変化させる。これにより、画像表示装置１は、被写体の動きに応じて、ユーザによってぼやけが視認されるのを抑えることができる。

画像表示装置１は、動き検出部２５によって検出された動きの速さが所定範囲に入る場合、発光時間を短くする。これにより、画像表示装置１は、ユーザによってぼやけが視認される領域でのみ発光時間を短くするので、不要な発光輝度の制御を抑制することができる。

画像表示装置１は、動き検出部２５によって動きが検出された領域に対応するフレームの行について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行よりも、発光輝度を高くする。画像表示装置１は、フレームの全体ではなく、動きが検出された領域に対応する行領域の発光輝度を高くするので、フレーム全体の輝度を高くする場合に比べて、表示パネル１３の劣化を抑制することができる。すなわち、画像表示装置１は、寿命が短くなるのを抑えることができる。また、画像表示装置１は、ユーザによってぼやけが視認される場合にのみ発光輝度を高くするので、表示パネル１３の劣化を抑えることができる。

なお、画像表示装置１は、例えば、図５の（３）に示すように、サッカーボール及び影に対応する行領域では発光時間率を１．０未満とし、その他の領域では発光時間率を１．０としている。すなわち、発光時間率は、１．０未満の領域と、１．０の領域とで階段状になっている。このため、発光時間制御パルス生成部２６は、発光時間率１．０未満の領域と、発光時間率１．０の領域との境界で時間率がなだらかに変わるよう、発光時間率を変化させてもよい。すなわち、発光時間制御パルス生成部２６は、動きを検出した領域と検出していない領域との境界で段階的に発光時間を変えてもよい。

また、発光時間制御パルス生成部２６は、動き検出部２５によって動きが検出された場合、直ちに発光時間率を小さくしているが、動きが検出される時間が数十フレーム以上継続される場合、数フレームかけて発光時間率を小さくしても同様の効果が得られる。すなわち、発光時間制御パルス生成部２６は、動き検出部２５によって動きが検出されると、所定のフレーム数を使用して、発光時間を段階的に短くしてもよい。この場合、動き検出の終了時点でも数フレームかけて発光時間率を１．０に戻してもよい。

１ 画像表示装置
１０ 画像表示モジュール
２４ 選択信号用制御パルス生成部（制御部）
２５ 動き検出部（検出部）
２６ 発光時間制御パルス生成部（制御部）

Claims (5)

1. 画像表示モジュールと、
   映像信号に基づく複数のフレームから被写体の動きを検出する検出部と、
   映像信号に基づく映像を前記画像表示モジュールに表示させる場合、前記検出部によって動きが検出された領域に対応するフレームの行領域について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行領域よりも発光時間を短くする制御部と、
   を備える画像表示装置。
2. 前記制御部は、前記検出部によって検出された動きの速さに応じて、短くする発光時間を変化させる
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記制御部は、前記検出部によって検出された動きの速さが所定範囲に入る場合、発光時間を短くする
   請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 前記制御部は、前記検出部によって動きが検出された領域に対応するフレームの行について、動きが検出されない領域に対応するフレームの行よりも、発光輝度を高くする
   請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記画像表示モジュールは、アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示モジュールである
   請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。

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