JP5135790B2 - ピーク輝度レベル制御装置、自発光表示装置、電子機器、ピーク輝度レベル制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
なお、ここでの発明は、ピーク輝度レベル制御装置、自発光表示装置、電子機器、ピーク輝度レベル制御方法及びコンピュータプログラムとしての側面を有する。
このため、これらの技術課題のない有機ELディスプレイ装置が次世代の表示装置として注目されている。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。
(A−1)有機ELディスプレイ装置の機能構成
図1に、有機ELディスプレイ装置1の機能構成を示す。有機ELディスプレイ装置1は、有機ELパネルモジュール3及びピーク輝度レベル制御部5で構成される。
このうち、有機ELパネル11はカラー表示用であり、画素は発光色別に配置される。
図3に、デューティ制御信号の信号波形と有機EL素子Dの点灯・非点灯状態との関係を示す。
図4に、ドライバICブロック13の機能構成を示す。
このうち、タイミングジェネレータ31は、ドライバ駆動用のタイミングパルスを発生する回路である。
この形態例の場合、ピーク輝度レベル制御部5は、ピーク輝度突き上げ設定部21、APL算出部23、ピーク輝度制御部25及びガンマ特性変換部27で構成する。
前述したように、この形態例におけるピーク輝度レベル制御部5は、ピーク輝度レベルの突き上げ駆動に伴う消費電力の増加量以上に消費電力の削減効果を発揮するように入力表示データをガンマ変換することを特徴とする。
以下、ガンマ変換値の決定方法について説明する。
図5に、ピーク輝度レベルを突き上げ駆動しない場合における平均階調値と消費電力の関係を示す。一方、図6に、ピーク輝度レベルを突き上げ駆動する場合における平均階調値と消費電力の関係を示す。
一方、表示画像が黒ベタに近い場合、ピーク輝度は600〔cd/m2〕近くまで増加される。
一般に、有機ELパネル11の平均的な輝度レベルは30%であることが知られている。一般的なテレビジョン放送番組が表示される場合、平均的な輝度レベルは30%程度と考えられているし、世の中に存在する表示内容のほとんどは30%程度と考えられる。
図7では、平均階調値が約58%の付近を破線で囲んで表している。
この時の消費電力を、ピーク輝度レベルの突き上げ駆動がある場合とない場合とで比較すると、ガンマ変換により実現すべき削減量が分かる。
例えば、図7の場合、平均階調値の58%に対応するピーク輝度レベルは300〔cd/m2〕から368〔cd/m2〕に突き上げられる。
なお当然ながら、突き上げ駆動時におけるピーク輝度レベルの変化が小さいものを用いれば、消費電力の上昇分も小さくなる。
図8に、ピーク輝度レベルの突き上げ駆動により増加した消費電力分を削減するのに必要なガンマ特性の設定例を示す。ガンマ特性は、入力表示データの中間階調域の輝度のみを下げる(ガンマ特性カーブを深くする)効果を有している。
ここで、発明者らは、有機ELパネル11の平均的な輝度レベル(平均階値)に注目する。実際の表示内容は様々であっても、平均的な輝度レベルは、有機ELパネル11の平均的な輝度レベル(平均階調値)と同じになると考えられるためである。
図9に、ガンマ特性変換部27で実行するガンマ変換処理の内容を示す。すなわち、階調値に対する輝度特性(ガンマ特性)を元々の 2.2乗から2.67乗に変換するために使用する表示データのガンマ変換手法を示す。
これに対し、ピーク輝度レベルの突き上げ駆動を実行する場合、ガンマ特性変換部27は、ガンマ変換値に1.21乗を使用する。ここでのガンマ変換値1.21は、2.67/2.2に基づいて算出される。
次に、APLa時のγpに対し、電力(すなわち、輝度)をPu分だけ下げるためのガンマ特性γaが求められる。
APLaγa=APLaγp×(2−Pu)
最後に算出されたγaを実現するための表示データ信号のガンマ変換値(すなわち、γchg)を算出する。
γchg=γa/γp
前述した具体例では、この算出式にγa=2.67、γp= 2.2を代入し、ガンマ変換値1.21乗を求めている。
以上説明したように、この形態例に係る有機ELディスプレイ装置では、ピーク輝度レベルの突き上げ駆動とガンマ特性変換部27(ガンマ変換値1.21)によるガンマ変換処理とを組み合わせることにより、高画質化を実現しつつも、消費電力の増加を確実に抑制することができる。
また、この形態例で開示する技術では、ガンマ変換値は、1以上の任意の値に設定できる。
以上のように良好な画質を確保した状態で低消費電力化を実現できるため、バッテリー動作機器であれば動作時間を一段と長くできる。また、商用電源(ACコンセント)から電源の供給を受ける機器であれば、電気代の節約が期待できる。
(B−1)ガンマ変換値の切り替え処理1
前述の形態例においては、有機ELパネル11の平均的な使用態様を想定して(入力表示データの長期的な平均階調値を想定して)設定したガンマ変換値を全ての入力表示データに適用する場合について説明した。
なお、図12には図1との対応部分に同一符号を付して示す。
肯定結果が得られた場合、ガンマ特性変換部53は、各フレームの入力表示データについて算出された平均階調値が変更点を与える階調値APLn以下か否かを判定する(S2)。
結果的に、ピーク輝度レベルの突き上げ時の消費電力を、不実行時の消費電力に比して確実に低減することができる。
前述の「切り替え処理1」においては、変更点を境にガンマ変換値を2値的に切り替える場合について説明した。
肯定結果が得られた場合、ガンマ特性変換部53は、各フレームの表示データ信号について算出された平均階調値が変更点を与える階調値APLn以下か否かを判定する(S12)。
なお、判定処理S11で否定結果が得られた場合、ガンマ特性変換部53は、ガンマ変換値に「1」を選択し、入力された階調値をそのまま出力する(S14)。
肯定結果が得られた場合、ガンマ特性変換部53は、各フレームの表示データ信号について算出された平均階調値が変更点を与える階調値APLn以下か否かを判定する(S22)。
結果的に、ピーク輝度レベルの突き上げ時の消費電力を不実行時の消費電力に比して低減するという効果を維持しつつ、ガンマ特性の変更に伴う画質の低下を防止できる。
前述した形態例の場合には、ピーク輝度レベルの突き上げ駆動時に用いるガンマ変換値γchgを、有機ELパネル11の平均的な使用態様を想定して(入力表示データの平均階調値を想定して)設定する場合について説明した。
しかし、ガンマ特性(ガンマ変換値)は、1フレーム毎に算出される入力表示データの平均階調値に連動して1フレーム単位で設定しても良い。
ただし、この場合には、各平均階調値に最適なガンマ特性を読み出してガンマ変換処理を実行する等の処理が1フレーム単位で必要になる。
前述の形態例の場合、入力表示データの平均階調値はフレーム単位で算出する場合について説明した。
しかし、平均階調値は、任意の1フレームについて定期的に又は不定期に算出しても良い。
これらの算出方法を採用する場合、システムに要求される処理負荷を小さくできる。
前述した形態例においては、1フレーム期間内の点灯時間割合を制御するデューティ制御信号によりピーク輝度レベルを可変制御する場合について説明した。
しかし、有機ELパネルのピーク輝度レベルは他の方法によっても制御できる。
なお、ピーク輝度レベル制御部81を構成する機能ブロックのうちピーク輝度制御部83以外の構成は形態例1と同じである。
ドライバICブロック73は、ガンマ基準電圧制御信号Sγに基づいてデータ線ドライバ33の出力段に位置するディジタル/アナログ変換回路に印加するガンマ基準電圧を発生するガンマ基準電圧発生器を搭載する点を除き、図4に示す回路構成と同じ構成を採用する。
このような制御手法を採用しても、形態例と同じ効果を得ることが可能である。
前述の形態例においては、図2に示す画素構造を例示した。
しかし、画素構造はこれに限らない。例えば図19に示すように、電流ドライブ素子T2をNチャネル型のFETとし、キャパシタCを電流ドライブ素子T2のゲート電極とドレイン電極の間に接続しても良い。
(a)ドライブIC
前述した有機ELディスプレイ装置(有機ELパネルモジュール及び駆動条件制御部)は、いずれも1つのパネル上に形成することもできるが、処理回路部分と画素マトリクスとを別々に製造し、流通することもできる。
circuit)として製造し、有機ELパネルとは独立に流通することもできる。勿論、ドライバICブロックと駆動条件制御部とで1つのドライブICを構成することもできる。
前述した形態例における有機ELディスプレイ装置は、図20に示す外観構成を有する表示モジュール101の形態で流通することもできる。
表示モジュール101は、支持基板105の表面に対向部103を貼り合わせた構造を有している。対向部103は、ガラスその他の透明部材を基材とし、その表面にはカラーフィルタ、保護膜、遮光膜等が配置される。
前述した形態例における有機ELディスプレイ装置は、電子機器に実装された商品形態でも流通される。
図21に、電子機器111の概念構成例を示す。電子機器111は、前述した有機ELディスプレイ装置113及びシステム制御部115で構成される。システム制御部115で実行される処理内容は、電子機器111の商品形態により異なる。
この種の電子機器111には、例えばテレビジョン受像機が想定される。図22に、テレビジョン受像機121の外観例を示す。
ビデオカメラ151は、本体153の前方に被写体を撮像する撮像レンズ155、撮影のスタート/ストップスイッチ157及び表示画面159で構成される。このうち、表示画面159の部分が、形態例で説明した有機ELディスプレイ装置に対応する。
ノート型コンピュータ181は、下型筐体183、上側筐体185、キーボード187及び表示画面189で構成される。このうち、表示画面189の部分が、形態例で説明した有機ELディスプレイ装置に対応する。
形態例の説明においては、駆動条件制御部を有機ELディスプレイ装置に搭載する場合について説明した。
しかし、駆動条件制御部は、その他の自発光表示装置にも適用することができる。例えば無機ELディスプレイ装置、LEDを配列する表示装置、FEDディスプレイ装置やPDPディスプレイ装置等にも適用できる。
前述の説明では、駆動条件制御部をハードウェア的に実現する場合について説明した。
しかし、駆動条件制御部の一部又は全部は、ソフトウェア処理として実現することができる。
前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。
5 ピーク輝度レベル制御部
21 ピーク輝度突き上げ設定部
23 平均階調値算出部
25 ピーク輝度制御部
27 ガンマ特性変換部
41 有機ELディスプレイ装置
51 ピーク輝度レベル制御部
53 ガンマ特性変換部
61 有機ELディスプレイ装置
81 ピーク輝度レベル制御部
83 ピーク輝度制御部
Claims (9)
- アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールにおけるピーク輝度レベルを制御するとともに入力表示データを所定のガンマ特性でガンマ変換した表示データを前記自発光表示モジュールに供給するピーク輝度レベル制御装置において、
前記自発光表示モジュールに供給される前記入力表示データの平均階調値を算出する平均階調値算出部と、
ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時に、前記平均階調値に応じたピーク輝度レベルが得られるように自発光表示モジュールの駆動条件を制御する駆動条件制御部と、
平均消費電力となる前記表示データの平均階調値に対応する、前記ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時のピーク輝度レベルが前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルより大きい場合には、前記突き上げ駆動時のピーク輝度レベルと前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルとの差から求めたガンマ変換値と前記ガンマ特性とから、新たにガンマ特性を定め、該ガンマ特性に基づき前記入力表示データをガンマ変換するガンマ変換部と、
を有するピーク輝度レベル制御装置。 - 請求項1に記載のピーク輝度レベル制御装置において、
前記平均階調値算出部は、任意の1フレームについて平均階調値を算出するピーク輝度レベル制御装置。 - 請求項1に記載のピーク輝度レベル制御装置において、
前記平均階調値算出部は、一定期間に入力された表示データについて平均階調値を算出
するピーク輝度レベル制御装置。 - 請求項1に記載のピーク輝度レベル制御装置において、
前記平均階調値算出部は、フレーム毎に平均階調値を算出するピーク輝度レベル制御装置。 - ピーク輝度レベル制御装置を備え、
上記ピーク輝度レベル制御装置は、アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールにおけるピーク輝度レベルを制御するとともに入力表示データを所定のガンマ特性でガンマ変換した表示データを前記自発光表示モジュールに供給するピーク輝度レベル制御装置であり、
前記自発光表示モジュールに供給される前記入力表示データの平均階調値を算出する平均階調値算出部と、
ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時に、前記平均階調値に応じたピーク輝度レベルが得られるように自発光表示モジュールの駆動条件を制御する駆動条件制御部と、
平均消費電力となる前記表示データの平均階調値に対応する、前記ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時のピーク輝度レベルが前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルより大きい場合には、前記突き上げ駆動時のピーク輝度レベルと前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルとの差から求めたガンマ変換値と前記ガンマ特性とから、新たにガンマ特性を定め、該ガンマ特性に基づき前記入力表示データをガンマ変換するガンマ変換部とを有する、自発光表示装置。 - 請求項5に記載の自発光表示装置において、
各画素がエレクトロルミネセンス素子で構成される自発光表示装置。 - ピーク輝度レベル制御装置を備え、
上記ピーク輝度レベル制御装置は、アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールにおけるピーク輝度レベルを制御するとともに入力表示データを所定のガンマ特性でガンマ変換した表示データを前記自発光表示モジュールに供給するピーク輝度レベル制御装置であり、
前記自発光表示モジュールに供給される前記入力表示データの平均階調値を算出する平均階調値算出部と、
ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時に、前記平均階調値に応じたピーク輝度レベルが得られるように自発光表示モジュールの駆動条件を制御する駆動条件制御部と、
平均消費電力となる前記表示データの平均階調値に対応する、前記ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時のピーク輝度レベルが前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルより大きい場合には、前記突き上げ駆動時のピーク輝度レベルと前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルとの差から求めたガンマ変換値と前記ガンマ特性とから、新たにガンマ特性を定め、該ガンマ特性に基づき前記入力表示データをガンマ変換するガンマ変換部とを有する、電子機器 - アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールにおけるピーク輝度レベルを制御するとともに入力表示データを所定のガンマ特性でガンマ変換した表示データを前記自発光表示モジュールに供給するピーク輝度レベル制御方法において、
前記自発光表示モジュールに供給される前記入力表示データの平均階調値を算出する処理と、
ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時に、前記平均階調値に応じたピーク輝度レベルが得られるように自発光表示モジュールの駆動条件を制御する処理と、
平均消費電力となる前記表示データの平均階調値に対応する、前記ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時のピーク輝度レベルが前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルより大きい場合には、前記突き上げ駆動時のピーク輝度レベルと前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルとの差から求めたガンマ変換値と前記ガンマ特性とから、新たにガンマ特性を定め、該ガンマ特性に基づき前記入力表示データをガンマ変換する処理と、
を有するピーク輝度レベル制御方法。 - アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールにおけるピーク輝度レベルを制御するとともに入力表示データを所定のガンマ特性でガンマ変換した表示データを前記自発光表示モジュールに供給する動作を制御するコンピュータに、
前記自発光表示モジュールに供給される前記入力表示データの平均階調値を算出する処理と、
ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時に、前記平均階調値に応じたピーク輝度レベルが得られるように自発光表示モジュールの駆動条件を制御する処理と、
平均消費電力となる前記表示データの平均階調値に対応する、前記ピーク輝度レベルの突き上げ駆動実行時のピーク輝度レベルが前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルより大きい場合には、前記突き上げ駆動時のピーク輝度レベルと前記突き上げ駆動をしない時のピーク輝度レベルとの差から求めたガンマ変換値と前記ガンマ特性とから、新たにガンマ特性を定め、該ガンマ特性に基づき前記入力表示データをガンマ変換する処理と、
を実行させるコンピュータプログラム。
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