JP6025387B2

JP6025387B2 - 映像表示装置の画質改善方法

Info

Publication number: JP6025387B2
Application number: JP2012106403A
Authority: JP
Inventors: さおり山崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2032-05-08
Also published as: JP2013235075A

Description

この発明は、主として大型の映像表示装置の表示画面全体を均一に見えるようにする画質改善方法に関するものである。

大型映像表示装置は通常、数１０ｃｍ角程度のユニットと呼ばれる最小構成単位を縦横等間隔で複数個並べることで成り立っていて、ユニットは明るさがばらばらのＬＥＤまたはその他デバイスを縦横複数個並べることで成り立っている。大型映像表示装置が高画質であるかどうかの一条件は、装置全体が均一に見えるかどうか、最終的にはユニット自体が均一に見えるかどうかに拠る。ユニット自体を均一に見せる方法は各ＬＥＤの明るさ（以降、輝度と呼ぶ）を同じに調整することであり、輝度を同じにするとはＬＥＤ１個の目標輝度を設定し、設定値に近づくような点灯データを各ＬＥＤに割り付けることである（以降、これを輝度調整と呼ぶ）。この輝度調整は通常自動で行い、調整の合否判定は調整後ユニット内の輝度平均値が設定した目標輝度から設定したバラツキ範囲内、例えば目標輝度１０００ｃｄのバラツキ範囲±５％以内かどうかで決めることが多い。

国際公開番号ＷＯ２００８／１１７３９３号公報特許第３７２９５１０号公報特開２０１０−１１７５７９号公報

ユニット輝度調整後の輝度平均値は、目標輝度からバラツキ範囲±０％であることが望ましいが、実際は製造歩留まり等を考慮すると不可能である。そのため目視でユニットが均一ではないと確認できる輝度バラツキ範囲と製造歩留まりも考慮した上で、輝度調整合否判定のバラツキ範囲を設定しているのが現状である。しかし、例えば、目視確認できるバラツキ範囲±３％、合否判定のバラツキ範囲を±５％と設定すると問題が発生する場合があった。一つは、輝度調整後の輝度バラツキが±４％だと目視でユニットが均一でないと確認できてしまう場合であり、もう一つは、ユニット全体の輝度バラツキ平均値が設定範囲以内であっても、一定領域で範囲外部分があると明暗模様に見え、ユニットが均一でないと確認できてしまう場合である。明暗模様は、１ユニットでは目立たなくても同じ模様が繰り返される大型映像表示装置としては目立つことと、ユニットを正面から見るよりも傾けた角度から見るほうが顕著になる傾向がある。この発明ではこの傾向を考慮して明暗模様の問題を改善する方法を提案する。

この発明に係る映像表示装置の画質改善方法は、発光表示素子がマトリックス状に配置された複数の映像表示ユニットを組合わせて表示画面を構成する映像表示装置の画質改善方法において、明暗模様が全映像表示ユニットでほぼ同じ傾向になるという実績を踏まえ、事前に明暗模様を把握して模様削減の補正テーブルを作成し、前記映像表示ユニットの輝度調整時に、前記補正テーブルの設定値を掛け合わせることで明暗模様部を平滑化するようにしたものであって、前記映像表示ユニットの明暗模様部は、映像表示ユニットの面を縦横に分割した際における分割範囲境界の輝度差であり、前記模様削減の補正テーブル作成においては、前記映像表示ユニットの面の分割範囲の変更を繰り返して行うようにしたものである。

また、この発明に係る映像表示装置の画質改善方法は、発光表示素子がマトリックス状に配置された複数の映像表示ユニットを組合わせて表示画面を構成する映像表示装置の画質改善方法において、発光表示素子毎の輝度を、目標設定値により輝度調整を行なった後
、輝度平滑化補正テーブルの設定値により輝度平滑化処理を行い、発光表示素子毎の輝度バラツキを測定し、該輝度バラツキの平均値を算出し、この輝度バラツキの平均値が所定値範囲内に納まるようにしたものである。

この発明によれば、映像表示ユニットの輝度が急激に変化する部分である明暗模様を軽減し、映像表示装置の画質を改善することができる。

この発明に係る映像表示装置の画質改善方法を説明するための映像表示ユニットを示す図である。この発明に係る映像表示装置の画質改善方法を説明するための映像表示ユニットを示す図である。この発明に係る映像表示装置の画質改善方法を説明するための映像表示ユニットを示す図である。この発明に係る映像表示装置の画質改善方法を説明するための映像表示ユニットを示す図である。この発明に係る映像表示装置の画質改善方法を説明するための映像表示ユニットを示す図である。この発明に係る映像表示装置の画質改善方法を説明するための映像表示ユニットを示す図である。この発明に係る映像表示装置の画質改善方法を説明するための映像表示ユニットを示す図である。この発明の実施の形態１に係る映像表示装置の画質改善方法の輝度調整フローチャートである。この発明の実施の形態１に係る映像表示装置の画質改善方法の輝度平滑化補正テーブル作成フローチャートである。この発明の実施の形態１に係る映像表示装置の画質改善方法の縦横模様削減用補正テーブル作成フローチャートである。この発明の実施の形態１に係る映像表示装置の画質改善方法のユニット縦分割範囲内のＬＥＤ輝度平均値の算出例を示す図である。この発明の実施の形態１に係る映像表示装置の画質改善方法の補正テーブル作成例（１）を示す図である。この発明の実施の形態１に係る映像表示装置の画質改善方法の補正テーブル作成例（２）を示す図である。この発明の実施の形態１に係る映像表示装置の画質改善方法の縦横模様削減の補正テーブル演算例を示す図である。この発明の実施の形態１に係る映像表示装置の画質改善方法の輝度平滑化処理演算例を示す図である。従来の輝度調整フローチャートである。

以下この発明の実施の形態を説明するが、本明細書及び図面において、「輝度平均化」と「模様削減」とは同じ意味で用いている。
実施の形態１．
図１〜７は、例えばＬＥＤからなる発光表示素子１がマトリックス状に配置された映像表示ユニット（以下単にユニットと呼ぶ）１０の一つを示すもので、この発明の実施の形態１に係る画質改善方法を説明する図である。図１は明るさ（輝度）調整前のユニットを点灯させた状態の表示面を示しており、ＬＥＤ毎に輝度が大幅に異なり均一には見えない状態を示している。このユニットを輝度調整した結果、輝度バラツキ平均が小さく均一に見える理想的状態が図２である。

しかし、現実は製造上や調整装置の制限などで輝度調整後のユニット全体の輝度バラツキ平均値が設定範囲内であっても、明るい領域と暗い領域への変化が急激だと模様として確認され均一には見えない場合が多い。この具体例が図３の縦模様例、図４の横模様例、図５のユニット間の縦模様例（いずれも破線で囲んで示している）である。この発明はこの模様の境界部分輝度差を薄めるような補正をして輝度を平滑化し、ユニット全体を均一に見せるようにしたものである。この平滑化処理を実施した具体例を図６と図７に示す。図６、図７では、縦横模様部分である明暗の間に、中輝度の平均化処理部Ｘ、Ｙを設けている。

次に、この発明の輝度調整方法を説明する前に、従来の輝度調整方法を図１６により説明する。図１６の（ａ）は、従来の輝度調整フローチャートである。ユニットを自動輝度調整装置にセットして調整を開始する（ステップＳ１６０１）。まず目標輝度αになるよう点灯データを各ＬＥＤに割付けるという輝度調整を行なう（ステップＳ１６０２）。次に例えばカメラで調整後の各ＬＥＤの輝度を測定し、目標輝度に比べて各ＬＥＤがどれだけバラついているか測定し（ステップＳ１６０３）、輝度バラツキの平均値を自動算出し（ステップＳ１６０４）、輝度バラツキの判定値βに照らして輝度バラツキ平均値の判定を行ない（ステップＳ１６０５）、バラツキ判定値内でＯＫ、または判定値外でＮＧという流れになる。ＮＧの場合はなんらかの不具合処理を行い（ステップＳ１６０６）、再調整し、判定値内になるまで処理を繰り返す。大型映像表示装置では複数ユニットに対してこの調整を実施する。なお、自動輝度調整を実施する前に、輝度調整装置の初期設定として図１６（ｂ）に示すような目標輝度αと輝度バラツキ判定値βの設定が必要である。

図８（ａ）はこの発明による輝度調整フローチャートである。図１６と異なるのは、図８（ａ）では、輝度調整（ステップＳ８０２）後のＬＥＤ毎の点灯データに、輝度平均化補正テーブルγのデータを掛け合わせるという輝度平滑化処理（ステップＳ８０３）を追加している点である。

図8（ａ）において、ユニットを自動輝度調整装置にセットし調整を開始する（ステッ
プＳ８０１）。まず目標輝度αになるよう点灯データを各ＬＥＤに割付けるという輝度調整を行なう（ステップＳ８０２）。この輝度調整後のＬＥＤ毎の点灯データに、輝度平滑化補正テーブル設定値γのデータを掛け合わせる輝度平滑化処理（ステップＳ８０３）を行なう。次に例えばカメラで調整後の各ＬＥＤの輝度を測定し、目標輝度に比べて各ＬＥＤがどれだけバラついているか測定し（ステップＳ８０４）、輝度バラツキの平均値を自動算出し（ステップＳ８０５）、輝度バラツキの判定値βに照らして輝度バラツキ平均値の判定を行ない（ステップＳ８０６）、バラツキ判定値内でＯＫ、または判定値外でＮＧという流れになる。ＮＧの場合はなんらかの不具合処理を行い（ステップＳ８０７）、再調整し、判定値内になるまで処理を繰り返す。大型映像表示装置では複数ユニットに対してこの調整を実施する。この処理を実施するため図８（ｂ）に示すように、目標輝度αと輝度バラツキ判定値βの作成に加えて、初期設定に必要な輝度平滑化補正テーブル設定値γを作成する。輝度平滑化補正テーブル設定値γを作成する段階でユニット内の模様部を把握し、その境界部分の輝度差を薄くする補正データを算出する。

図９は、輝度平滑化の補正テーブル作成フローチャートである。輝度平滑化補正テーブル設定値γはどのユニットも同じ傾向の模様になり、縦模様か横模様の組み合わせ、模様が顕著になる角度があるという実績を踏まえて作成する。図９は、サンプルユニットにより、模様の傾向を把握して補正テーブルを作成する手順を示している。まず、図９（ａ）に示すように、サンプルユニットを通常輝度調整し（ステップＳ９０１）、そのユニットで縦横模様夫々の模様削減角度（表示画面を見たときどの角度で模様を削減するのが効果的かという角度）を決定し（ステップＳ９０２）、（ステップＳ９０３）、その角度における模様削減用の補正テーブルを作成する（ステップＳ９０４）、（ステップＳ９０５）。夫々の補正テーブルを掛け合わせて最終的な縦横模様削減用（輝度平滑化）補正テーブル設定値γとして処理を終わる（ステップＳ９０６）。

図９（ｂ）に縦模様削減角度決定の流れを示す。ユニットを左右方向に傾ける角度、例えば３０度と４５度を設定し（ステップＳ９０７）、設定した複数の傾け角度に対してＬＥＤ毎の輝度を測定し、輝度バラツキの平均値を算出する（ステップＳ９０８）。これにより輝度バラツキが最大となるバラツキ角度を見つけ出す（ステップＳ９０９）。この例では、角度４５度の方が角度３０度よりもバラツキが大きい。この角度が最も模様が顕著に現れる角度であり、これを縦模様削減角度に決定する（ステップＳ９１０）。次に説明する補正テーブル作成時の輝度測定はこの角度で測定する。横模様削減角度決定も同様である。

図１０は、縦模様削減用補正テーブル作成の流れを示す。まずユニット縦分割範囲を例えば８分割とし、補正領域を例えば１／４範囲に決定し（ステップＳ１００１）、隣接した分割範囲の平均輝度差上限を例えば４％に決定する（ステップＳ１００２）。その後、分割範囲内において、ＬＥＤ毎の輝度測定と平均輝度の算出を行なう（ステップＳ１００３）。隣接分割範囲間で平均輝度差上限を超えた部分は明るい領域から暗い領域に急激に変化するので輝度模様があると判断する。これにより、輝度平滑化のための補正テーブル作成と演算を行う（ステップＳ１００４）。

ステップＳ１００４の補正テーブル作成は次のように行なう。図１１にユニット分割範囲８分割、隣接範囲の平均輝度差４％と設定したユニットのイメージ例を示す。分割範囲毎にユニット全体の平均輝度からの割合（例えば左端部はユニット全体平均輝度から−２％の暗い範囲であることを示している）を％で示している。この例では、隣接分割範囲間の輝度差６％（−３％から＋３％：輝度差６％ＮＧで示す）、及び５％（−２％から＋３％：輝度差５％ＮＧで示す）部が輝度差上限４％を超えており模様があると判断する。

図１２に補正テーブル作成例（１）を示す。輝度差６％部の境界部分（図１２（ａ）の−３％と＋３％の隣接部参照）を薄くするため、補正領域範囲が輝度差上限４％になるように計算する（図１２（ｂ）参照）。具体的には、
{−（−３％暗い領域）＋（＋３％明るい領域）−（４％輝度差上限）}/２＝１％
分だけ境界部分の輝度を上下させるような補正テーブル（図１２（ｃ）参照）を作成する。

図１３に補正テーブル作成例（２）を示す。ユニット両端部は大型映像表示装置にするとユニット間の隣接部分（図１３（ａ）の−２％と＋３％の隣接部参照）になるので平均輝度差４％以内か確認する。図１１の場合、両端間には輝度差が５％あるので、補正を要する（図１３（ｂ）参照）。具体的には、
{−（−２％暗い領域）＋（＋３％明るい領域)−（４％輝度差上限）}/２＝０.５％
分だけ境界部分の輝度を上下させるような補正テーブル（図１３（ｃ）参照）を作成する。

図１０に示すように、ステップＳ１００４で得られた補正テーブルは、一旦仮記憶させ（ステップＳ１００５）且つ補正した点灯データをユニットに割り当てる。次に分割範囲を変更する場合は（ステップＳ１００６）、補正後ユニットを指定の分割範囲に分割し、同様の処理を行い前補正データと次補正データを掛け合わせたものを仮記憶させ且つ補正した点灯データをユニットに割り当てる。この処理を繰り返し、分割範囲を変更しなくなった時点の仮記憶に残ったものが縦模様削減用補正テーブルとなり処理を終了する（ステップＳ１００７）。

同様にユニット横分割にして横模様削減用補正テーブルを作成する。図１４に示すように、縦模様削減用補正テーブル（図１４（ａ）参照）と横模様削減用補正テーブル（図１
４（ｂ）参照）を掛け合わせたものが最終的な縦横模様削減用補正テーブル（図１４（ｃ）参照）となる。

図１５に輝度平滑化処理演算例を示す。通常輝度調整時点での点灯データ（図１５（ａ）参照）に縦横模様対策用補正テーブル（図１５（ｂ）参照）を掛け合わせ平滑処理後の点灯データ（図１５（ｃ）参照）とする。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜変更することが可能である。

１発光表示素子、
１０映像表示ユニット、
Ｘ平均化処理部、
Ｙ平均化処理部。

Claims

発光表示素子がマトリックス状に配置された複数の映像表示ユニットを組合わせて表示画面を構成する映像表示装置の画質改善方法において、明暗模様が全映像表示ユニットでほぼ同じ傾向になるという実績を踏まえ、事前に明暗模様を把握して模様削減の補正テーブルを作成し、前記映像表示ユニットの輝度調整時に、前記補正テーブルの設定値を掛け合わせることで明暗模様部を平滑化するようにしたものであって、前記映像表示ユニットの明暗模様部は、映像表示ユニットの面を縦横に分割した際における分割範囲境界の輝度差であり、前記模様削減の補正テーブル作成においては、前記映像表示ユニットの面の分割範囲の変更を繰り返して行うことを特徴とする映像表示装置の画質改善方法。
前記補正テーブルは、映像表示ユニット面をある角度から見たとき、輝度バラツキが最も大きい角度における輝度差を薄める補正をするように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置の画質改善方法。