JP4797404B2

JP4797404B2 - ディスプレイ装置

Info

Publication number: JP4797404B2
Application number: JP2005060117A
Authority: JP
Inventors: 隆宏小林; 政信井ノ江; 好則古林
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-04
Also published as: JP2006243435A

Description

本発明は、入力画像信号に応じた画像を表示するディスプレイ装置、特にＥＬディスプレイ装置に関するものである。

ＥＬディスプレイ装置は自己発光表示装置であるため、視野角が広く、応答速度が速い。また、バックライトが不要であるため、薄型軽量化が可能である。これらの理由から、近年、ＥＬディスプレイ装置は、液晶表示装置に代わるフラットディスプレイとして注目されている。

しかしながら、ＥＬディスプレイ装置においては、ＥＬ素子の発光特性が発光時間の経過に伴って劣化し、同じ入力電流によって得られる輝度が徐々に低下する。このため、例えば画面の一定位置に同一の表示がなされる場合には、特定の画素の発光頻度のみが高くなるため、これらの画素は他の画素に比べて発光特性が著しく劣化し、焼付きが発生する問題がある。

この問題に対しては、画面全体が静止画の場合画面全体の輝度を低下する方法や、画面の高輝度静止画部分を検出し検出部分のみの輝度を低下する方法（特許文献１）等が開示されているが、前者では静止画において輝度感が大きく低下するという課題が、また後者では、静止画検出の精度に関連する表示の誤動作や回路規模の課題があり、実現は困難である。

一方、焼付きの改善を目的としたものではないが、画面の中心と周辺で入力信号に対するゲインを変えることにより焼付の改善を図ることが可能である（特許文献２）。

図４は、従来のＥＬディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図４に示すＥＬディスプレイ装置は、ゲイン発生手段１０１、輝度レベル制御手段２、ＥＬディスプレイ３を備える。ゲイン発生手段１０１からは、ＥＬディスプレイの画像表示位置に応じたゲインが発生される。輝度レベル制御手段２は、入力画像信号に対し、ゲイン発生手段１０１の出力ゲインを乗ずる。

ＴＶ映像等の入力画像を鑑みた場合、画面中央付近に静止画が長時間表示されることはまれであり、焼付きにとって最も問題となるのは、画面端から所定の範囲に表示される時刻等の高輝度静止画表示である。

図５は、従来のＥＬディスプレイ装置の動作を示す概念図である。図５において、第１の入力輝度レベルは１００％輝度レベルを、第２の入力輝度レベルは概ね入力画像の平均輝度レベルを示す。

時刻等の高輝度固定文字は一般的に、図５（ａ）に示すような位置に存在する。ここで、図５（ｂ）の入力画像に対し、ゲイン発生手段は図５（ｃ）に示すように、画面中央から所定の範囲では１のゲインを出力し、画面端から所定の範囲に近づくにつれて徐々にゲインを小さくする。これにより、出力信号は図５（ｄ）に示すようになり、高輝度固定文字のピーク輝度が下がり、文字の焼付きが改善される。
特開２００２−３５１４４２号公報特開２００２−０７２９５１号公報

しかしながら、上記の表示装置のように、表示位置のみに依存したゲインを入力画像に対して乗じた場合、画面端から所定の範囲における輝度感の低下が課題となる。この輝度感の低下は、現在ＥＬディスプレイ装置がターゲットとしている中小型の領域では特に顕在化し、大型の領域においても表示品位の観点から無視することはできない。また、常に画面端から所定の範囲のゲインが画面中央に比べて小さいため、長時間の点灯後には、画面中央部の輝度劣化が周辺部に対し大きくなり、これに起因する輝度ムラを生じる。

本発明の目的は、このような輝度感の低下や画面中央部と周辺部の輝度ムラを発生させず、画面周辺部の高輝度固定文字の焼付きを従来方式以上に改善することができるディスプレイ装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、入力画像信号からディスプレイに印加される平均電流を検出する平均電流検出手段と、前記入力画像信号とディスプレイの画像表示位置と前記平均電流検出手段の出力に応じたゲインを出力するゲイン発生手段と、前記入力画像信号に対し前記ゲイン発生手段から出力されるゲインを乗じた信号を出力する輝度レベル制御手段と、前記輝度レベル制御手段から出力される信号を前記平均電流検出手段の出力に応じて制御するとともに、前記ディスプレイの平均電流がある一定値を超えないように制御する電流制御手段とを有し、前記平均電流検出手段により前記ディスプレイに印加される平均電流がある一定値を超えないと検出した場合、前記ディスプレイの画面中央から所定の範囲は、前記入力画像信号の輝度レベルに関係なく一定のゲインを発生して前記ディスプレイに表示するとともに、前記ディスプレイの画面端から所定の範囲は、前記入力画像信号の輝度レベルが高い第１の入力輝度レベルの場合は前記画面中央から所定の範囲におけるゲインより小さいゲインを出力し、入力画像信号の平均輝度を示す第２の入力輝度レベルの場合は前記画面中央から所定の範囲と同じゲインを出力して前記ディスプレイに表示し、さらに前記平均電流検出手段により前記ディスプレイに印加される平均電流がある一定値を超えると検出した場合、前記平均電流検出手段の出力レベルに応じて、前記電流制御手段によりディスプレイの電流を制限するとともに、電流制御の割合に応じて前記画面端から所定の範囲でのゲインを制御するように構成したものである。

本発明は、上記構成を有し、入力画像信号の平均輝度レベルやディスプレイでの平均電流制御に依存せず、長時間の点灯による画面中央と画面周辺での輝度ムラを発生させず、画面の周辺に表示される高輝度固定文字等の焼付改善と前記高輝度固定文字部以外の輝度感低下改善を図ることが可能である。

以下、本発明の実施の形態によるディスプレイ装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態によるＥＬディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すＥＬディスプレイ装置は、ゲイン発生手段３１、平均電流検出手段３２、輝度レベル制御手段２、電流制御手段３３、ＥＬディスプレイ３を備える。

尚、前記ゲイン発生手段、前記平均電流検出手段、前記輝度レベル制御手段、前記電流制御手段、を単数、又は複数の集積回路にまとめることも可能である。

平均電流検出手段３２は、現在の入力画像信号において、電流制御手段３３を動作させない場合におけるＥＬディスプレイ３の１フィールド期間の平均電流を予測し、最終的にＥＬディスプレイ３が消費する平均電流がある一定値を超えないよう電流制御手段３３を動作させるための制御信号を出力する。

例えば、ＥＬディスプレイが消費する最大電流が１Ａであるとし、Ｒに１００％入力信号を入力した場合の電流が０．５Ａ、Ｇに１００％入力信号を入力した場合の電流が０．５Ａ、Ｂに１００％入力信号を入力した場合の電流も０．５Ａと仮定すると、ＲＧＢ全てが１００％の入力信号であった場合、ＥＬディスプレイ３の１フィールド期間の平均電流は１．５Ａと予測できるので、これを１Ａ以下にするため、平均電流制御手段３２は、電流制御手段３３に対し、ＥＬディスプレイ３に印加される電流を２／３（＝１．５Ａ／１Ａ）にするような制御信号を出力する。

ＲＧＢの電流効率が異なる場合、例えばＢのみが１００％入力信号を入力した場合の電流が１Ａであったとすると、ＲＧＢ全てが１００％の入力信号であった場合、ＥＬディスプレイ３の１フィールド期間の平均電流は２Ａと予測できるので、これを１Ａ以下にする為、平均電流制御手段３２は、電流制御手段３３に対し、ＥＬディスプレイ３に印加される電流を１／２（＝２Ａ／１Ａ）にするような制御信号を出力する。

ゲイン発生手段３１からは、ＥＬディスプレイの画像表示位置と入力画像信号と平均電流検出手段３２から出力される制御信号に応じたゲインが発生される。輝度レベル制御手段２は、入力画像信号に対しゲイン発生手段３１の出力ゲインを乗じ出力する。電流制御手段は、ゲイン発生手段３１の出力ゲインを入力とし、平均電流検出手段３２から出力される制御信号に応じてＥＬディスプレイ３が消費する平均電流がある一定値を超えないようにするように制御する。

例えば、入力画像信号の平均輝度が低く、ＥＬディスプレイ３が消費する上限電力を超えないと予測した場合、平均電流検出手段３２は１の制御値を出力し、電流制御手段３３は制御を実施せず、入力信号がそのまま出力される。

また、入力画像信号の平均輝度が高く、ＥＬディスプレイが消費する上限電力の２倍になると予測した場合、平均電流検出手段３２は２の制御値を出力し、電流制御手段３３は、ＥＬディスプレイが消費する上限電力を超えないよう、平均電流が０．５倍（１／２）になるような制御を行う。前記電流制御手段３３には、ディジタルデータのゲインを直接制御する方法、有機ＥＬ素子に流す基準電流を制御する方法等様々な方法が提案されているが、本発明において電流制御手段自体については無関係である。

このとき、入力画像信号における平均輝度が低く、電流制御手段３３による電流制御をしなくても、前記ＥＬディスプレイの平均電流がある一定値を超えないような場合には、ゲイン発生手段３１及び輝度レベル制御手段２は、輝度の高い入力信号においては画面端から所定の範囲での輝度を低下する一方、輝度が高くない入力信号においては画面端から所定の範囲においても輝度を維持する。

一方、入力画像信号における平均輝度が高くなり、電流制御手段３３による電流制御が必要な場合においては、平均電流検出手段の制御信号に応じて、電流制御手段３３によりＥＬディスプレイの電流を制限するとともに、電流制御割合の増加に応じて、輝度の高い入力信号においても画面端から所定の範囲での輝度低下割合を低下する。

これにより、平均輝度の低い信号においては、画面の周辺に表示される高輝度固定文字等の焼付改善と高輝度固定文字部以外の輝度感低下改善を図り、画面の周辺に表示される高輝度固定文字等の焼付が発生し難い、平均輝度の高い信号においては画面端から所定の範囲における輝度感の低下及び輝度ムラを改善することが可能である。

図２は、図１に示すＥＬディスプレイ装置の動作を示す概念図である。

尚、以降の説明において、第１の入力輝度レベルは、入力画像信号の１００％白を示す信号であり、第２の入力輝度レベルは、前記入力画像信号の一般的な画像信号の平均輝度である２０％〜４０％のレベルとする。

時刻等の高輝度固定文字は一般的に、図２（ａ）に示すような位置に存在する。ここで、図２（ｂ）の入力画像に対し、ゲイン発生手段は図２（ｃ）に示すように、第１の入力輝度レベルに対しては画面中央から所定の範囲では１のゲインを出力し、画面周辺に近づくにつれて徐々にゲインを小さくする。一方、第２の入力輝度レベルに対しては画面中央から所定の範囲では、第１の入力輝度レベルと同様１のゲインを出力するが、画面端から所定の範囲においてもゲインを大きく変化させない。

これにより、出力信号は図２（ｄ）に示すようになり、高輝度固定文字のピーク輝度は低減されるが、それ以外の画像については輝度低下の影響を受けにくい。

図３は、ゲイン発生手段３１の出力ゲインを示す概念図である。

画面中央から所定の範囲では、図３（ａ）に示すように、入力画像信号の輝度レベルによらず、一定のゲインを発生する。一方、画面端から所定の範囲では図３（ｂ）に示すように、入力輝度レベルが高い程、ゲインを小さくし、概ね入力画像の平均輝度レベルとなる第２の入力輝度レベル以下においては画面中央から所定の範囲と同等のゲインを発生する。尚、図３（ｂ）においては、画面端から所定の範囲における入力輝度レベルに応じたゲインを直線変換し出力しているが、ＲＯＭテーブル等を使用し図３（ｃ）に示すように曲線的な出力とすることも同様に可能である。

したがって、画面中央から所定の範囲においては、入力画像信号の輝度レベルによらず、ゲイン発生手段３１より一定のゲインを出力し、入力画像信号に乗じる。また、画面端から所定の範囲においては、輝度の高い第１の入力輝度レベルにおいては、ゲイン発生手段３１より画面中央から所定の範囲におけるゲインより小さいゲインを出力して、入力画像信号に乗じることで画面端から所定の範囲の輝度を大きく低下させ、概ね入力画像信号の平均輝度を示す第２の入力輝度レベルにおいては、ゲイン発生手段３１より画面中央から所定の範囲と概ね同じゲインを出力して、入力画像信号に乗じることで画面端から所定の範囲の輝度を大きく低下させない。

このように、ＥＬディスプレイの画像表示位置に応じたゲイン制御に加え、入力輝度レベルにも応じたゲイン制御をすることにより、輝度の高い入力信号においては画面端から所定の範囲での輝度を低下する一方、輝度が高くない入力信号においては画面端から所定の範囲においても輝度を維持し、画面の周辺に表示される高輝度固定文字等の焼付改善と高輝度固定文字部以外の輝度感低下改善を図ることが可能になる。また、概平均輝度入力以下に対するゲインが画面表示位置によらず一定であることより、従来方式において発生する長時間の点灯後の、画面中央部と周辺部の経時劣化による輝度ムラ（輝度差）も改善することが可能である。更に、画面端から所定の範囲において、概平均輝度入力に対するゲインを低下させないため、高輝度固定文字とそれ以外の入力画像の出力輝度レベル差が、従来方式に比べ小さくなり、高輝度固定文字の焼付きも改善される。

尚、第１の入力輝度に対応する画面端から所定の範囲のゲインは、高輝度固定文字等の部分的な高輝度部における輝度感低下と、部分的な高輝度部輝度と画像信号の平均輝度の差に応じて発生する焼付改善の両方を鑑み、０．４〜０．７の値とし、第２の入力輝度レベルに対応する画面端から所定の範囲ゲインは、画像信号の平均輝度における輝度感低下と部分的な高輝度部輝度と画像信号の平均輝度の差に応じて発生する焼付改善の両方を鑑み、０．８〜１．２の値とすることで、焼付き改善と輝度感の改善が最も有効に図られる。

また、前記画面中央から所定の範囲とは、ピークの輝度感と一般的な前記入力画像信号における本領域の高輝度固定文字の有無を鑑みて、画面中央から画面端の距離の概５０％〜７０％とし、前記画面端から所定の範囲は、一般的な前記入力画像信号における本領域の高輝度固定文字の有無を鑑み０〜３０％とすることで、焼付き改善と輝度感の改善を図ることができる。

本発明は入力画像信号に応じた画像を表示するディスプレイ装置、特にＥＬディスプレイ装置に有用である。

本発明の実施の形態によるＥＬディスプレイ装置の構成を示すブロック図本発明のＥＬディスプレイ装置の動作を示す概念図本発明のゲイン発生手段の出力ゲインを示す概念図従来のＥＬディスプレイ装置の構成を示すブロック図従来のＥＬディスプレイ装置の動作を示す概念図

２輝度レベル制御手段
３ＥＬディスプレイ
３１ゲイン発生手段
３２平均電流検出手段
３３電流制御手段

Claims

入力画像信号からディスプレイに印加される平均電流を検出する平均電流検出手段と、前記入力画像信号とディスプレイの画像表示位置と前記平均電流検出手段の出力に応じたゲインを出力するゲイン発生手段と、前記入力画像信号に対し前記ゲイン発生手段から出力されるゲインを乗じた信号を出力する輝度レベル制御手段と、前記輝度レベル制御手段から出力される信号を前記平均電流検出手段の出力に応じて制御するとともに、前記ディスプレイの平均電流がある一定値を超えないように制御する電流制御手段とを有し、
前記平均電流検出手段により前記ディスプレイに印加される平均電流がある一定値を超えないと検出した場合、前記ディスプレイの画面中央から所定の範囲は、前記入力画像信号の輝度レベルに関係なく一定のゲインを発生して前記ディスプレイに表示するとともに、前記ディスプレイの画面端から所定の範囲は、前記入力画像信号の輝度レベルが高い第１の入力輝度レベルの場合は前記画面中央から所定の範囲におけるゲインより小さいゲインを出力し、入力画像信号の平均輝度を示す第２の入力輝度レベルの場合は前記画面中央から所定の範囲と同じゲインを出力して前記ディスプレイに表示し、
さらに前記平均電流検出手段により前記ディスプレイに印加される平均電流がある一定値を超えると検出した場合、前記平均電流検出手段の出力レベルに応じて、前記電流制御手段によりディスプレイの電流を制限するとともに、電流制御の割合に応じて前記画面端から所定の範囲でのゲインを制御するように構成したディスプレイ装置。