WO2013046392A1 - 劣化検出回路、表示装置、及び性能劣化検出方法 - Google Patents

劣化検出回路、表示装置、及び性能劣化検出方法 Download PDF

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勝之 松井
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Definitions

  • the present invention relates to a deterioration detection circuit, a display device, and a performance deterioration detection method.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional display device.
  • the display device includes a display unit using a display panel such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a projector (PJ).
  • the warning screen drawing circuit displays a video signal input from a personal computer or a video as it is on the display unit.
  • the timer circuit detects the operating time of the display device or the number of days elapsed since the last calibration, and outputs a warning output instruction to the warning screen drawing circuit when the operating time or the number of elapsed days exceeds the reference value.
  • the warning screen drawing circuit determines that the display characteristics have deteriorated, and displays a warning screen on the display unit. In this way, the display device recommends calibration to the user by displaying the warning screen.
  • Patent Document 1 discloses a liquid crystal display device that displays a message indicating that a user needs to replace a lamp when a deterioration in luminance of a backlight (hereinafter referred to as “BL”) is detected.
  • BL a deterioration in luminance of a backlight
  • Patent Document 2 describes an LCD display device that instructs a user to replace a BL lamp based on a comparison between a BL drive value at the start of use and a BL drive value after a predetermined time has elapsed. .
  • JP 2009-93098 A Japanese Patent No. 3559161
  • a timer reference value is set in the timer circuit of the conventional display device as shown in FIG. For this reason, in normal use where the room temperature and the luminance are low, it takes a longer time than the timer reference value until the display characteristics are degraded to the extent that calibration is necessary. That is, there is room for reducing the calibration frequency during normal use. Moreover, since calibration is complicated, there is a demand from the user to reduce the execution frequency as much as possible.
  • the display device can determine that calibration is necessary when the deterioration detection value becomes a constant value as in the conventional timer method.
  • luminance stabilization and temperature drift correction are performed, and performance is maintained even if temperature and luminance change.
  • luminance stabilization and temperature drift correction are performed, there is a problem that it is difficult to detect display characteristic deterioration necessary for reducing the calibration frequency.
  • the detected luminance is set as the deterioration value, but the luminance does not change during luminance stabilization.
  • the luminance stabilization when luminance stabilization is not performed, the luminance varies greatly depending on the room temperature, the warm-up state of the display device, and user settings. That is, the luminance value is not suitable as a deterioration index.
  • the BL drive value used for detection of display characteristic deterioration in Patent Document 2 changes due to aging deterioration even in the luminance stabilization state, the detection value is greatly influenced by the room temperature and the luminance set by the user. That is, the BL drive value is not suitable as a deterioration index.
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and includes a deterioration detection circuit, a display device, and a performance deterioration detection method capable of detecting deterioration of display characteristics that need to be calibrated regardless of use conditions. provide.
  • the present invention is a deterioration detection circuit for a display device having a display panel, a light source that illuminates the display panel, and a control unit that controls the amount of light emitted from the light source.
  • a light emission amount detection unit that detects a light emission amount
  • a drive value detection unit that detects a drive value used by the control unit to control the light emission amount of the light source
  • a temperature detection unit that detects an internal temperature or an outside air temperature of the display device Corresponding to the temperature detected by the temperature detection unit and the drive value detected by the drive value detection unit based on the relationship between the reference light emission amount and temperature of the light source obtained in advance and the drive value.
  • a reference light emission amount obtaining unit for obtaining a reference light emission amount, the reference light emission amount obtained by the reference light emission amount obtaining unit based on the temperature and the driving value in an initial state, and the initial state detected by the light emission amount detection unit Luminescence at The initial state value is obtained from the ratio of the reference light amount, and further, the reference light emission amount obtained by the reference light emission amount obtaining unit based on the current temperature and the drive value, and the current detected by the light emission amount detection unit Deterioration detection instructing to display deterioration of the display device or the light source when a current state value is obtained from a ratio with a light emission amount and the initial state value is compared with the current state value and it is determined that calibration is necessary.
  • a deterioration detection circuit comprising:
  • the present invention also provides a display panel, a light source that illuminates the display panel, a control unit that controls the light emission amount of the light source, and a light emission amount detection unit that detects the light emission amount of the light source or the display panel.
  • a drive value detection unit that detects a drive value used by the control unit to control the light emission amount of the light source, a temperature detection unit that detects an internal temperature or an outside temperature of the display device, and a light source that has been obtained in advance. Based on the relationship between the reference light emission amount and the temperature and the drive value, the reference light emission amount is obtained for obtaining the reference light emission amount corresponding to the temperature detected by the temperature detection unit and the drive value detected by the drive value detection unit.
  • the initial state from the ratio of the reference light emission amount obtained by the reference light emission amount acquisition unit based on the temperature and the drive value in the initial state and the light emission amount in the initial state detected by the light emission amount detection unit Seeking the value Further, a current state value is obtained from a ratio between the reference light emission amount obtained by the reference light emission amount acquisition unit based on the current temperature and the drive value and the current light emission amount detected by the light emission amount detection unit.
  • a deterioration detection unit that instructs to display deterioration of the display device or the light source when it is determined that calibration is necessary by comparing the initial state value with the current state value. Device.
  • the present invention also relates to a method for detecting performance deterioration of a display device, comprising: a display panel; a light source that illuminates the display panel; and a control unit that controls the amount of light emitted from the light source.
  • the temperature detected in the temperature detection process and the drive detected in the drive value detection process based on the temperature detection process and the relationship between the reference light emission amount and temperature of the light source obtained in advance and the temperature and the drive value A reference light emission amount obtaining process for obtaining a reference light emission amount corresponding to the value, and the reference light emission amount obtained in the reference light emission amount obtaining process based on the temperature and the drive value in an initial state; An initial state value is obtained from a ratio with the light emission amount in the initial state detected in the light emission amount detection process, and further obtained in the reference light emission amount acquisition process based on the current temperature and the driving value.
  • a current state value is obtained from a ratio between the reference light emission amount and the current light emission amount detected in the light emission amount detection process, and the initial state value and the current state value are compared with each other and it is determined that calibration is necessary. And a degradation detection process for instructing to display degradation of the display device or the light source.
  • the present invention it is possible to detect deterioration of display characteristics that need to be calibrated regardless of the usage state of the display device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a display device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 1 includes a target luminance setting unit 11, a drive circuit 12, a backlight 13 (hereinafter, “backlight” is described as “BL”), a deterioration detection circuit 14, and a warning screen drawing.
  • a circuit 15 and a display unit 16 are provided.
  • the display unit 16 is a display panel such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a micromirror device.
  • BL13 is a light source that illuminates the display panel.
  • the target brightness setting unit 11 sets the target brightness of the BL 13 input by a switch or the like provided in the display device 1 in the drive circuit 12.
  • the drive circuit 12 drives the BL 13 with a BL drive value corresponding to the target brightness set by the target brightness setting unit 11.
  • the BL drive value is a control value that changes the BL brightness, such as voltage, current, and PWM (Pulse Width Modulation) duty during BL control.
  • the deterioration detection circuit 14 includes a drive value detection unit 21, a temperature detection unit 22, a reference light emission amount acquisition unit 23, a light emission amount detection unit 25, and a deterioration detection unit 26.
  • the drive value detector 21 detects the BL drive value that the drive circuit 12 uses to drive the BL 13.
  • the temperature detection unit 22 detects the device internal temperature or the outside air temperature of the display device 1.
  • the reference light emission amount acquisition unit 23 includes a reference light emission amount storage unit 24 that stores data indicating the relationship between the BL drive value and temperature and the reference light emission amount.
  • reference luminance is used as the reference light emission amount.
  • the reference luminance is a reference luminance for determining the luminance degradation state.
  • the reference light emission amount acquisition unit 23 corresponds to the combination of the BL drive value detected by the drive value detection unit 21 and the temperature detected by the temperature detection unit 22 based on the data stored in the reference light emission amount storage unit 24. Find the reference brightness.
  • the light emission amount detection unit 25 detects or estimates the luminance as the light emission amount of BL13. In addition, the light emission amount detection unit 25 performs luminance stabilization control that instructs the drive circuit 12 to provide a new BL drive value so that the luminance is constant based on the current luminance.
  • the deterioration detection unit 26 compares the reference luminance calculated by the reference light emission amount acquisition unit 23 with the luminance detected by the light emission amount detection unit 25 to calculate a state value representing the state of the display characteristics. When the deterioration detection unit 26 detects a deterioration state that requires calibration by comparing the state value in the initial state with the current state value, the deterioration detection unit 26 notifies the warning screen drawing circuit 15 of the performance deterioration.
  • the deterioration detection unit 26 includes an initial state value storage unit 27 that stores an initial value of the deterioration state.
  • the warning screen drawing circuit 15 causes the display unit 16 to display the screen of the video signal input from a personal computer or a video as it is when performance degradation is not notified from the degradation detection unit 26.
  • the warning screen drawing circuit 15 displays a warning screen on the display unit 16 so as to overlap the screen of the video signal.
  • the target luminance setting unit 11, the drive circuit 12, BL13, the warning screen drawing circuit 15, and the display unit 16 are realized by existing general techniques.
  • the light emission amount detection unit 25 detects the brightness of the BL 12 on the side surface or the back surface of the display panel (display unit 16) in order to prevent the appearance from being lost such as part of the display screen being hidden. It is said. However, even if the screen luminance is detected by the light emission amount detection unit 25 installed on the display screen of the display panel (display unit 16), the same effect can be obtained.
  • the luminance is used as the light emission amount. Instead of the luminance, the light emission amount is measured by the RGB (Red Green Blue) value of the color sensor or the illuminance sensor value. It can be appropriately selected according to the light emission amount detection means of the unit 25.
  • the manufacturer of the display device 1 measures the luminance characteristics when the BL drive value and the temperature are changed using the display device 1 in advance. This is because BL13 has a characteristic that the luminance greatly changes depending on the BL driving value and temperature.
  • FIG. 2 is a diagram showing luminance characteristics corresponding to changes in room temperature and BL drive value.
  • the figure shows an example in which a PWM duty is used as the BL drive value.
  • This figure shows the relationship between the BL drive value and the reference brightness, which is the brightness when the drive circuit 12 drives BL13 with this BL drive value, for each room temperature of 15 degrees Celsius, 25 degrees Celsius, and 35 degrees Celsius.
  • FIG. 3 is a diagram showing a two-dimensional lookup table (hereinafter referred to as “2DLUT”) generated from the relationship between the temperature and BL driving value shown in FIG. 2 and the reference luminance.
  • 2DLUT is data indicating a correspondence between a set of temperature (TEMP) and BL drive value (BL Level) and reference luminance (Lumi).
  • the manufacturer of the display device 1 generates the 2DLUT shown in FIG. 3 from the luminance characteristics obtained as shown in FIG.
  • the generated 2DLUT is stored in the reference light emission amount storage unit 24 of the display device 1.
  • the initial characteristics of the display device 1 are stored immediately after calibration, such as during factory production.
  • the time immediately after the calibration is described as the initial characteristic setting.
  • the drive value detection unit 21 of the display device 1 reads out the BL drive value at the time of initial characteristic setting from the drive circuit 12 and outputs it to the reference light emission amount acquisition unit 23.
  • the temperature detection unit 22 reads the temperature at the time of initial characteristic setting and outputs it to the reference light emission amount acquisition unit 23.
  • the reference emission amount acquisition unit 23 reads the reference luminance from the 2DLUT (FIG. 3) stored in the reference emission amount storage unit 24 in advance using the received temperature and the BL drive value as search conditions.
  • the reference light emission amount acquisition unit 23 outputs the read reference luminance to the deterioration detection unit 26.
  • the deterioration detection unit 26 acquires the luminance at the time of initial characteristic setting of the BL 13 from the light emission amount detection unit 25.
  • the deterioration detection unit 26 is a ratio between the reference luminance obtained from the 2DLUT by the reference light emission amount acquisition unit 23 using the temperature and driving value at the time of initial characteristic setting and the luminance at the time of initial characteristic setting received from the light emission amount detection unit 25. Is calculated.
  • the deterioration detection unit 26 writes the calculated ratio in the initial state value storage unit 27 as an initial state value (InitStatus).
  • the performance deterioration detection procedure assuming the case where the display device 1 is shipped and used by a user will be described.
  • the performance deterioration detection procedure is executed periodically such as every predetermined time.
  • the drive value detection unit 21 of the display device 1 reads the current BL drive value from the drive circuit 12 and outputs it to the reference light emission amount acquisition unit 23.
  • the temperature detection unit 22 reads the current temperature and outputs it to the reference light emission amount acquisition unit 23.
  • the reference emission amount acquisition unit 23 reads the reference luminance from the 2DLUT (FIG. 3) stored in the reference emission amount storage unit 24 in advance using the received temperature and the BL drive value as search conditions.
  • the reference light emission amount acquisition unit 23 outputs the read reference luminance to the deterioration detection unit 26.
  • the deterioration detection unit 26 obtains the current brightness of the BL 13 in the light emission amount detection unit 25.
  • the deterioration detection unit 26 is a current state value that is a ratio between the reference luminance obtained from the 2DLUT by the reference light emission amount acquisition unit 23 using the current temperature and the BL drive value and the current luminance received from the light emission amount detection unit 25. Calculate (CurrentStatus).
  • the deterioration detection unit 26 divides the calculated current state value by the initial state value read from the initial state value storage unit 27, and calculates a performance maintenance ratio (PerformanceRatio) as shown in Expression (1). .
  • Performance maintenance rate Current state value / Initial state value ... (1)
  • This performance maintenance rate is 100% immediately after calibration, and is a deterioration detection value that serves as an index that decreases as the deterioration of the display device 1 progresses.
  • the deterioration detection unit 26 determines that calibration is necessary and outputs a warning output instruction to the warning screen drawing circuit 15.
  • the warning screen drawing circuit 15 notifies the display unit 16 of the performance deterioration of the display characteristics and displays a warning screen warning that the calibration is necessary.
  • the display device 1 displays a warning screen on the display unit 16 and prompts the user to calibrate the display device 1. For example, when the allowable limit is 90%, a warning screen is displayed after approximately 1000 to 2000 hours of use after calibration.
  • the performance maintenance ratio of the display device 1 is detected by paying attention to the change in the luminous efficiency of the BL 13.
  • the display device 1 can prompt calibration only when a certain performance deterioration is detected. Therefore, it is possible to reliably maintain the performance while reducing the calibration frequency as compared with the conventional display device that is assumed to be in a state where the performance deterioration is fast.
  • the present embodiment is characterized in that the performance maintenance ratio can be detected even when the luminance stabilization control is performed, and the performance maintenance ratio is constant even if the display brightness at the time of measurement or measurement changes. is there. For example, immediately after calibration, the performance maintenance ratio becomes 100% regardless of the brightness setting, and the performance maintenance ratio can be detected correctly even at a brightness different from that at the time of calibration.
  • the present embodiment is a display panel (display unit) such as a liquid crystal or a micromirror device, a light source (BL) that illuminates the display panel, and a control unit (drive circuit) that controls the light emission amount of the light source.
  • the drive value detection unit detects a drive value (BL drive value) used by the control unit to control the light emission amount of the light source of the display device
  • the temperature detection unit detects the internal temperature of the display device. Or the outside temperature is detected.
  • the light emission amount detection unit detects or estimates the light emission amount (luminance) of the light source or the display panel.
  • the reference emission amount acquisition unit obtains a reference emission amount (reference luminance) of the light source corresponding to the drive value detected by the drive value detection unit and the temperature detected by the temperature detection unit.
  • the deterioration detection unit calculates an initial state value from a ratio between the reference light emission amount obtained by the reference light emission amount acquisition unit based on the temperature and drive value in the initial state and the light emission amount in the initial state detected by the light emission amount detection unit. And remember. Further, the deterioration detection unit calculates a current state value from a ratio between the reference light emission amount obtained by the reference light emission amount acquisition unit based on the current temperature and the drive value and the current light emission amount detected by the light emission amount detection unit. The stored initial state value is compared with the calculated current state value to determine whether calibration is necessary. Based on this determination, the warning screen display unit displays the deterioration of the display device or the light source on the display panel. As a result, the display device reports the performance deterioration of the display characteristics to the user.
  • the reference light emission amount acquisition unit 23 uses the 2DLUT shown in FIG. 3 in order to obtain the reference brightness.
  • the reference brightness may be calculated using a predetermined calculation formula.
  • This calculation formula is a formula for calculating the reference luminance from the temperature and the BL drive value using a polynomial expansion approximated to the characteristics indicated by the 2DLUT.
  • the reference luminance output from the reference light emission amount acquisition unit 23 may be absolute luminance, or may be a ratio or relative luminance with respect to some reference luminance.
  • the 2DLUT is data indicating a correspondence between a set of temperature and BL drive value and relative luminance.
  • the reference light emission amount acquisition unit 23 calculates the relative luminance from the temperature and the BL drive value using a polynomial expansion approximated to the characteristics indicated by the 2DLUT. It is desirable that the reference brightness be a drive level with little change in brightness even when the temperature changes. For example, in FIG. 2, a circled portion indicated by a dotted line has a small luminance change due to temperature. Therefore, the brightness of BL13 when the drive circuit 12 is driven with the BL drive value indicated by the circled portion is set as the reference brightness.
  • the reference light emission amount acquisition unit 23 obtains the reference luminance corresponding to the detected temperature and the BL drive value, and the deterioration detection unit 26 detects the temperature and the BL drive value at the time of detection. It is compared with the brightness of the measured BL. However, if the reference luminance is fixed and the detected current luminance is corrected so as to correspond to the temperature and BL driving value at the reference luminance, the same effect can be obtained.
  • the display device of this embodiment has the following features.
  • Deterioration of display characteristics of the display device can be detected even under conditions where the luminance is constant because the luminance is stabilized.
  • the deterioration state value changes depending on the deterioration state of the actual display characteristics of the display device. That is, even in the same usage time, the deterioration progresses quickly at high luminance or at high room temperature, and the deterioration state value changes greatly.
  • the deterioration detection value (threshold of the deterioration state value) for determining that calibration is necessary is constant regardless of the room temperature and display luminance at the time of detection.
  • the present invention can be applied to various display devices such as projectors and liquid crystal displays.
  • any of an ultra-high pressure mercury lamp, a W / RGB LED (Light Emitting Diode), and a cold cathode tube (CCFL) can be selected.
  • the light emission amount detection unit 25 may detect screen luminance, or may detect backlight luminance on the side or back of the screen.
  • the light emission amount detected by the light emission amount detection unit 25 can be replaced by another scale indicating the light emission amount, such as the RGB value and the illuminance value of the color sensor, in addition to the luminance.
  • the RGB values of the color sensor are suitable.
  • the display device calibration frequency can be reduced when the display device is used in an environment where the performance degradation is slow while maintaining the same usability as the conventional timer method.
  • the display device of this embodiment is suitable for use in a display device used in industries that require high-precision color reproduction, such as a display for graphic design use and a display for medical use.
  • a display for graphic design use such as a display for graphic design use
  • a display for medical use it is necessary to reliably detect the deterioration of display characteristics, but it is not allowed to recalibrate the display characteristics without confirmation from the administrator (automatically) for reasons such as quality control. It is effective when used in various situations.
  • the deterioration detection circuit 14 shown in FIG. 1 is realized by dedicated hardware (for example, wired logic).
  • a part of the deterioration detection circuit 14 is constituted by a memory and a CPU (central processing unit), and the function is realized by loading a program for realizing the function of each unit from the memory and executing it. Also good.
  • the program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium.
  • the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement

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Abstract

表示装置（１）の基準発光量取得部（２３）は、駆動値検出部（２１）により検出されたＢＬ駆動値と、温度検出部（２２）により検出された温度とに対応した基準輝度を求める。劣化検出部（２６）は、初期状態における温度及びＢＬ駆動値に基づいて求められた基準輝度と、発光量検出部（２５）が検出した初期状態における輝度との比から初期状態値を算出して記憶しておく。さらに、劣化検出部（２６）は、現在の温度及びＢＬ駆動値に基づいて求められた基準輝度と、発光量検出部（２５）が検出した現在の輝度との比から現在状態値を算出し、初期状態値と現在状態値とを比較して校正が必要か否かを判断する。校正が必要と判断された場合、警告画面表示部（１５）は、性能の劣化を表示部（１６）に表示させる。

Description

劣化検出回路、表示装置、及び性能劣化検出方法
　本発明は、劣化検出回路、表示装置、及び性能劣化検出方法に関する。
　グラフィックデザイン用途向けや医療用途向けの表示装置では、表示特性劣化を補正するため定期的な校正（キャリブレーション，ＣＡＬ）が行われている。
　図４は、従来の表示装置の構成を示す図である。表示装置は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やプロジェクタ（ＰＪ）など、表示パネルを用いた表示部を備える。警告画面描画回路は、校正の必要がない場合、パーソナルコンピュータやビデオなどから入力された映像信号をそのまま表示部に表示させる。タイマー回路は、表示装置の稼働時間あるいは前回校正を行なってからの経過日数を検出し、稼働時間あるいは経過日数が基準値を超えた場合、警告出力指示を警告画面描画回路に出力する。警告画面描画回路は、タイマー回路から警告出力指示が入力されると、表示特性が劣化したと判断し、警告画面を表示部に表示させる。このようにして、表示装置は、警告画面を表示させることにより、利用者に校正を推奨する。
　一方、特許文献１には、バックライト（以下、「ＢＬ」と記載する。）の輝度の劣化を検出すると、利用者にランプの交換が必要であることを示すメッセージを表示する液晶表示装置について記載されている。また、特許文献２には、使用開始時のＢＬ駆動値と所定時間経過後のＢＬ駆動値との比較に基づいて、利用者にＢＬ用ランプの交換を指示するＬＣＤ表示装置について記載されている。
特開２００９－９３０９８号公報 特許第３５５９１６１号
　一般的な表示装置の特性として、同じ使用時間であっても高室温や高輝度の環境では劣化が早く進む。そこで、図４に示すような従来の表示装置のタイマー回路には、最も劣化が早い条件にあわせたタイマー基準値が設定される。このため、室温や輝度が低い通常使用時では、校正が必要な程度まで表示特性が劣化するまでにはタイマー基準値よりも長い時間がかかる。すなわち、通常使用時では、校正頻度を削減する余地がある。
　また、校正は煩雑であるため、利用者からは、実行頻度を極力減らしたいという要望がある。
　表示の信頼性を維持しつつ校正の実行頻度を減らすためには、従来のタイマー方式より精度よく表示特性の劣化量を検出する必要がある。この表示特性の劣化量を検出する際に用いる劣化検出値は、異なる表示輝度や室温で使用されている表示装置に対しても、同じ劣化状態であれば同じ値となることが望ましい。これにより、表示装置は、従来のタイマー方式のように、劣化検出値が一定値になった場合に、校正が必要と判断することができる。
　しかし、前述のグラフィックデザイン用途向けや医療用途向けの表示装置の多くでは、輝度安定化及び温度ドリフト補正が行われており、温度や輝度が変わっても性能が維持される。このように、輝度安定化及び温度ドリフト補正を行なっている場合、校正頻度を減らすために必要な表示特性劣化の検出が困難であるという課題がある。
　例えば、特許文献１では検出した輝度を劣化値としているが、輝度安定化中は輝度の変化は発生しない。一方、輝度安定化を行わない場合、室温や表示装置のウォームアップ状態や利用者の設定により輝度は大きく変動する。すなわち、輝度値は劣化指標として不適である。
　また、特許文献２が表示特性劣化検出に利用するＢＬ駆動値は、輝度安定化状態でも経年劣化によって変化するものの、検出値は室温や利用者が設定した輝度に大きく影響される。すなわちＢＬ駆動値は劣化指標として不適である。
　上記のように、表示輝度やＢＬ駆動値の変化は一般的な表示特性劣化指標であるが、輝度安定化及び温度ドリフト補正を行なっている場合は、表示特性劣化検出に利用することはできない。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、使用状況によらず校正が必要な表示特性の劣化を検出することができる劣化検出回路、表示装置、及び性能劣化検出方法を提供する。
［１］　本発明は、表示パネルと、前記表示パネルを照明する光源と、前記光源の発光量を制御する制御部とを有する表示装置の劣化検出回路であって、前記光源または前記表示パネルの発光量を検出する発光量検出部と、前記制御部が前記光源の発光量の制御に用いる駆動値を検出する駆動値検出部と、前記表示装置の内部温度または外気温を検出する温度検出部と、予め得られている光源の基準発光量及び温度と駆動値との関係に基づいて、前記温度検出部が検出した前記温度と、前記駆動値検出部が検出した前記駆動値とに対応した基準発光量を求める基準発光量取得部と、初期状態における前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得部が求めた前記基準発光量と、前記発光量検出部が検出した前記初期状態における発光量との比から初期状態値を求めておき、さらに、現在の前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得部が求めた前記基準発光量と、前記発光量検出部が検出した現在の発光量との比から現在状態値を求め、前記初期状態値と前記現在状態値とを比較して校正が必要と判断した場合に前記表示装置または前記光源の劣化を表示するよう指示する劣化検出部と、を備えることを特徴とする劣化検出回路である。
［２］　また、本発明は、表示パネルと、前記表示パネルを照明する光源と、前記光源の発光量を制御する制御部と、前記光源または前記表示パネルの発光量を検出する発光量検出部と、前記制御部が前記光源の発光量の制御に用いる駆動値を検出する駆動値検出部と、前記表示装置の内部温度または外気温を検出する温度検出部と、予め得られている光源の基準発光量及び温度と駆動値との関係に基づいて、前記温度検出部が検出した前記温度と、前記駆動値検出部が検出した前記駆動値とに対応した基準発光量を求める基準発光量取得部と、初期状態における前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得部が求めた前記基準発光量と、前記発光量検出部が検出した前記初期状態における発光量との比から初期状態値を求めておき、さらに、現在の前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得部が求めた前記基準発光量と、前記発光量検出部が検出した現在の発光量との比から現在状態値を求め、前記初期状態値と前記現在状態値とを比較して校正が必要と判断した場合に前記表示装置または前記光源の劣化を表示するよう指示する劣化検出部と、を備えることを特徴とする表示装置である。
［３］　また、本発明は、表示パネルと、前記表示パネルを照明する光源と、前記光源の発光量を制御する制御部とを有する表示装置の性能劣化検出方法であって、前記光源または前記表示パネルの発光量を検出する発光量検出過程と、前記制御部が前記光源の発光量の制御に用いる駆動値を検出する駆動値検出過程と、前記表示装置の内部温度または外気温を検出する温度検出過程と、予め得られている光源の基準発光量及び温度と駆動値との関係に基づいて、前記温度検出過程において検出された前記温度と、前記駆動値検出過程において検出された前記駆動値とに対応した基準発光量を求める基準発光量取得過程と、初期状態における前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得過程において求められた前記基準発光量と、前記発光量検出過程において検出された前記初期状態における発光量との比から初期状態値を求めておき、さらに、現在の前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得過程において求められた前記基準発光量と、前記発光量検出過程において検出された現在の発光量との比から現在状態値を求め、前記初期状態値と現在状態値とを比較して校正が必要と判断した場合に、前記表示装置または前記光源の劣化を表示するよう指示する劣化検出過程と、を有することを特徴とする性能劣化検出方法である。
　本発明によれば、表示装置の使用状況によらず、校正が必要な表示特性の劣化を検出することができる。
本発明の一実施形態による表示装置の構成を示すブロック図である。 室温とＢＬ駆動値の変化に対応する輝度特性を示す図である。 ２次元ルックアップテーブルを示す図である。 従来の表示装置の構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の一実施形態による表示装置１の構成を示すブロック図である。同図に示すように、表示装置１は、目標輝度設定部１１、駆動回路１２、バックライト１３（以下、「バックライト」を「ＢＬ」と記載する。）、劣化検出回路１４、警告画面描画回路１５、及び表示部１６を備えて構成される。
　表示部１６は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やマイクロミラーデバイスなどの表示パネルである。ＢＬ１３は、前記表示パネルを照明する光源である。目標輝度設定部１１は、表示装置１に設けられたスイッチ等により入力されたＢＬ１３の目標輝度を駆動回路１２に設定する。駆動回路１２は、目標輝度設定部１１により設定された目標輝度に対応したＢＬ駆動値によって、ＢＬ１３を駆動する。ＢＬ駆動値は、例えば、ＢＬ制御時の電圧、電流、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）デューティーなど、ＢＬ輝度を変化させる制御値である。
　劣化検出回路１４は、駆動値検出部２１、温度検出部２２、基準発光量取得部２３、発光量検出部２５、及び劣化検出部２６を備えて構成される。
　駆動値検出部２１は、駆動回路１２がＢＬ１３を駆動するために使用しているＢＬ駆動値を検出する。温度検出部２２は、表示装置１の装置内部温度または外気温を検出する。
　基準発光量取得部２３は、ＢＬ駆動値及び温度と、基準となる発光量との関係を示すデータを記憶する基準発光量記憶部２４を備えている。本実施形態では、基準となる発光量として基準輝度を用いる。基準輝度は、輝度の劣化状態を判断するための基準となる輝度である。基準発光量取得部２３は、基準発光量記憶部２４に記憶されているデータに基づいて、駆動値検出部２１が検出したＢＬ駆動値と温度検出部２２が検出した温度との組合せに対応した基準輝度を求める。
　発光量検出部２５は、ＢＬ１３の発光量として輝度を検出または推定する。また、発光量検出部２５は、現在の輝度に基づいて輝度を一定にするように、駆動回路１２に対して新たなＢＬ駆動値を指示する輝度安定化制御を行う。
　劣化検出部２６は、基準発光量取得部２３が算出した基準輝度と、発光量検出部２５が検出した輝度とを比較して表示特性の状態を表す状態値を算出する。劣化検出部２６は、初期状態の状態値と、現在の状態値とを比較して校正が必要な劣化状態を検出した場合、警告画面描画回路１５に性能劣化を通知する。劣化検出部２６は、劣化状態の初期値を記憶する初期状態値記憶部２７を備える。
　警告画面描画回路１５は、劣化検出部２６から性能劣化が通知されていない場合、パーソナルコンピュータやビデオなどから入力された映像信号の画面をそのまま表示部１６に表示させる。劣化検出部２６から性能劣化が通知された場合、警告画面描画回路１５は、映像信号の画面に重ねるようにして表示部１６に警告画面を表示させる。
　なお、目標輝度設定部１１、駆動回路１２、ＢＬ１３、警告画面描画回路１５、及び表示部１６は、既存の一般的な技術により実現される。
　なお、本実施形態では、発光量検出部２５で、表示画面の一部が隠れるなど美観が損なわれるのを防ぐため、表示パネル（表示部１６）の側面や背面でＢＬ１２の輝度を検出する方法としている。しかし、表示パネル（表示部１６）の表示画面上に設置した発光量検出部２５によって、画面輝度を検出しても同等の効果が得られる。
　また、本実施形態では、発光量として輝度を用いているが、輝度の代わりに、カラーセンサーのＲＧＢ（Red Green Blue）値や、照度センサー値を用いるなど、発光量の尺度は、発光量検出部２５が有する発光量検出手段に応じて適宜選択できる。
　次に、表示装置１の動作について説明する。
　表示装置１の製造者は、予め、表示装置１を用いてＢＬ駆動値と温度とを変化させた際の輝度特性を測定しておく。これは、ＢＬ１３はＢＬ駆動値と温度に依存して輝度が大きく変化する特性があるためである。
　図２は、室温とＢＬ駆動値の変化に対応する輝度特性を示す図である。同図は、ＢＬ駆動値としてＰＷＭデューティーを用いた場合の例である。同図では、摂氏１５度、２５度、３５度の室温別に、ＢＬ駆動値と、このＢＬ駆動値によって駆動回路１２がＢＬ１３を駆動したときの輝度である基準輝度との関係を示している。
　図３は、図２に示す温度及びＢＬ駆動値と、基準輝度との関係から生成した２次元ルックアップテーブル（以下、「２ＤＬＵＴ」と記載する。）を示す図である。同図に示すように、２ＤＬＵＴは、温度（ＴＥＭＰ）及びＢＬ駆動値（ＢＬ　Ｌｅｖｅｌ）の組と、基準輝度（Ｌｕｍｉ）との対応を示すデータである。表示装置１の製造者は、図２のように求めた輝度特性から、図３に示す２ＤＬＵＴを生成する。生成した２ＤＬＵＴは、表示装置１の基準発光量記憶部２４に記憶させておく。
　次に、工場生産時など校正直後の時点で、表示装置１の初期特性を記憶させる。この校正直後の時点を初期特性設定時と記載する。
　まず、表示装置１の駆動値検出部２１は、駆動回路１２から初期特性設定時のＢＬ駆動値を読み出して基準発光量取得部２３に出力する。同時に、温度検出部２２は、初期特性設定時の温度を読み取り、基準発光量取得部２３に出力する。
　基準発光量取得部２３は、受信した温度とＢＬ駆動値とを検索条件とし、予め基準発光量記憶部２４に記憶されている２ＤＬＵＴ（図３）から基準輝度を読み出す。基準発光量取得部２３は、読み出した基準輝度を劣化検出部２６に出力する。
　劣化検出部２６は、発光量検出部２５からＢＬ１３の初期特性設定時の輝度を取得する。劣化検出部２６は、基準発光量取得部２３が初期特性設定時の温度と駆動値を用いて２ＤＬＵＴから得た基準輝度と、発光量検出部２５から受信した初期特性設定時の輝度との比を算出する。劣化検出部２６は、この算出された比を初期状態値(InitStatus)として初期状態値記憶部２７に書き込む。
　次に、表示装置１が出荷され、利用者により利用されている場合を想定した性能劣化検出手順を説明する。例えば、性能劣化検出手順は、所定の時間毎など定期的に実行される。
　まず、表示装置１の駆動値検出部２１は、駆動回路１２から現在のＢＬ駆動値を読み出して基準発光量取得部２３に出力する。同時に、温度検出部２２は、現在の温度を読み取り、基準発光量取得部２３に出力する。
　基準発光量取得部２３は、受信した温度とＢＬ駆動値とを検索条件とし、予め基準発光量記憶部２４に記憶されている２ＤＬＵＴ（図３）から基準輝度を読み出す。基準発光量取得部２３は、読み出した基準輝度を劣化検出部２６に出力する。
　劣化検出部２６は、発光量検出部２５にＢＬ１３の現在の輝度を取得する。劣化検出部２６は、基準発光量取得部２３が現在の温度とＢＬ駆動値を用いて２ＤＬＵＴから得た基準輝度と、発光量検出部２５から受信した現在の輝度との比である現在状態値（CurrentStatus）を算出する。
　続いて、劣化検出部２６は、この算出された現在状態値を、初期状態値記憶部２７から読み出した初期状態値で除算し、式（１）のように性能維持率（PerformanceRatio）を算出する。
　性能維持率［%］＝現在状態値／初期状態値　　　…（１）
　この性能維持率は、校正直後に１００％となり、表示装置１の劣化が進むに従って低下する指標となる劣化検出値である。劣化検出部２６は、算出された性能維持率が予め決められた許容限度（閾値）を下回った場合、校正が必要であると判断し、警告出力指示を警告画面描画回路１５に出力する。警告画面描画回路１５は、表示特性の性能劣化を通知し、校正が必要である旨を警告する警告画面を表示部１６に表示させる。
　上述のように、表示装置１は、表示部１６に警告画面を表示し、利用者に表示装置１の校正を促す。例えば、許容限度が９０％であった場合、校正後におよそ１０００～２０００時間使用すると、警告画面が表示される。
　上述した実施形態では、ＢＬ１３の発光効率の変化に着目することにより、表示装置１の性能維持率を検出している。このことにより、表示装置１は、一定の性能劣化を検出した場合のみ、校正を促すことができる。よって、性能劣化が早い状態を想定した従来の表示装置と比較して、校正頻度を下げながらも、確実に性能を維持することができる。
　また、この際、本実施形態は、輝度安定化制御を行っていても性能維持率を検出できること、また性能維持率は室温や測定時の表示輝度が変化しても一定であることが特長である。例えば、校正直後は輝度設定に関係なく性能維持率１００％となり、校正時とは異なる輝度であっても正しく性能維持率を検出できる。
　以上説明したように、本実施形態は、液晶やマイクロミラーデバイスなどの表示パネル（表示部）と、表示パネルを照明する光源（ＢＬ）と、光源の発光量を制御する制御部（駆動回路）とを有する表示装置において、自表示装置の光源の発光量を制御するために制御部が用いる駆動値（ＢＬ駆動値）を駆動値検出部が検出し、温度検出部が自表示装置の内部温度または外気温を検出する。発光量検出部は、光源または表示パネルの発光量（輝度）を検出または推定する。基準発光量取得部は、駆動値検出部により検出された駆動値と、温度検出部により検出された温度とに対応した光源の基準発光量（基準輝度）を求める。劣化検出部は、初期状態における温度及び駆動値に基づいて基準発光量取得部が求めた基準発光量と、発光量検出部が検出した初期状態における発光量との比から初期状態値を算出して記憶しておく。さらに、劣化検出部は、現在の温度及び駆動値に基づいて基準発光量取得部が求めた基準発光量と、発光量検出部が検出した現在の発光量との比から現在状態値を算出し、記憶していた初期状態値と算出した現在状態値とを比較して校正が必要か否かを判断する。警告画面表示部は、この判断をもとに表示装置または光源の劣化を表示パネルに表示させる。これによって、表示装置は、利用者に表示特性の性能劣化を報告する。
　なお、上述した実施形態では、基準発光量取得部２３は、基準輝度を求めるために図３に示す２ＤＬＵＴを使用しているが、所定の算出式により基準輝度を算出してもよい。この算出式は、２ＤＬＵＴが示す特性に近似した多項式展開を用いて、温度及びＢＬ駆動値から基準輝度を算出する式である。
　また、基準発光量取得部２３が出力する基準輝度は、絶対輝度でもよく、何らかの基準とする輝度に対する比率や相対輝度でもよい。この場合、２ＤＬＵＴは、温度及びＢＬ駆動値の組と、相対輝度との対応を示すデータとする。あるいは、基準発光量取得部２３は、２ＤＬＵＴが示す特性に近似した多項式展開を用いて、温度及びＢＬ駆動値から相対輝度を算出する。
　なお、基準輝度は、温度変化時にも輝度変化が少ない駆動レベルとすることが望ましい。例えば、図２において、点線で記載した丸の部分は、温度による輝度変化が少ない。そこで、この丸の部分が示すＢＬ駆動値により駆動回路１２を駆動したときのＢＬ１３の輝度を基準輝度とする。
　なお、相対輝度を用いる場合は、温度変化時にも輝度変化が少ない駆動レベルで正規化することが望ましい。例えば、図２において、点線で記載した丸の部分は、温度による輝度変化が少ない。そこで、この丸の部分が示すＢＬ駆動値により駆動回路１２を駆動したときのＢＬ１３の輝度に対する相対輝度とする。
　また、上述の実施形態では利用者に性能劣化を報告する形式としたが、逆に正常時に正常状態であることを報告する形式としてもよい。
　また、上述した実施形態では、基準発光量取得部２３は、検出された温度及びＢＬ駆動値に相当する基準輝度を求め、劣化検出部２６は、この温度及びＢＬ駆動値を検出した時点において検出されたＢＬの輝度と比較している。しかし逆に基準輝度を固定とし、この基準輝度時の温度とＢＬ駆動値に相当するよう、検出された現在輝度を補正しても同等の効果が得られる。
　本実施形態の表示装置は、以下の特長を有する。
（１）輝度安定化を行っているために輝度が一定である条件でも、表示装置の表示特性の劣化を検出できる。
（２）表示装置の実際の表示特性の劣化状態によって劣化状態値が変化する。つまり同じ使用時間でも、高輝度または高室温時には、劣化が早く進むため、劣化状態値が大きく変化する。
（３）検出時の室温や表示輝度に依存せず、校正が必要と判断するための劣化検出値（劣化状態値の閾値）が一定である。
（４）プロジェクタ、液晶ディスプレイなど多様な表示装置に適用できる。バックライトも超高圧水銀ランプ、Ｗ／ＲＧＢ　ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、冷陰極管（ＣＣＦＬ）のいずれもが選択できる。発光量検出部２５は、画面輝度を検出してもよいし、画面の横や背面でバックライト輝度を検出しても良い。発光量検出部２５が検出する発光量は、輝度以外に、カラーセンサーのＲＧＢ値や照度値など、発光量を示す他の尺度でも代替できる。例えば、多色バックライトを持つ表示装置ではカラーセンサーのＲＧＢ値が適する。
　上記の特長により、従来のタイマー手法と同等の使い勝手を維持しつつ、性能の低下が遅い環境で表示装置が利用されている場合には、表示装置の校正頻度を削減することができる。
　本実施形態の表示装置は、高精度な色再現が必要な産業で利用される表示装置、例えばグラフィックデザイン用途向けディスプレイや、医療用途向けディスプレイなどに用いて好適である。
　特に、医療用途の表示装置などでは、表示特性劣化の確実な検出が必要であるが、品質管理などの理由で管理者の確認無く（自動的に）表示特性を再校正することが許されないような状況で使用されている場合に有効である。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、図１に示す劣化検出回路１４は、専用のハードウェア（例えば、ワイヤードロジック等）により実現される。また、劣化検出回路１４の一部がメモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、各部の機能を実現するためのプログラムをメモリからロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
　また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
１…表示装置
１１…目標輝度設定部
１２…駆動回路
１３…ＢＬ
１４…劣化検出回路
１５…警告画面描画回路
１６…表示部
２１…駆動値検出部
２２…温度検出部
２３…基準発光量取得部
２４…基準発光量記憶部
２５…発光量検出部
２６…劣化検出部
２７…初期状態値記憶部

Claims (4)

  1. 　表示パネルと、前記表示パネルを照明する光源と、前記光源の発光量を制御する制御部とを有する表示装置の劣化検出回路であって、
    　前記光源または前記表示パネルの発光量を検出する発光量検出部と、
    　前記制御部が前記光源の発光量の制御に用いる駆動値を検出する駆動値検出部と、
    　前記表示装置の内部温度または外気温を検出する温度検出部と、
    　予め得られている光源の基準発光量及び温度と駆動値との関係に基づいて、前記温度検出部が検出した前記温度と、前記駆動値検出部が検出した前記駆動値とに対応した基準発光量を求める基準発光量取得部と、
    　初期状態における前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得部が求めた前記基準発光量と、前記発光量検出部が検出した前記初期状態における発光量との比から初期状態値を求めておき、さらに、現在の前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得部が求めた前記基準発光量と、前記発光量検出部が検出した現在の発光量との比から現在状態値を求め、前記初期状態値と前記現在状態値とを比較して校正が必要と判断した場合に前記表示装置または前記光源の劣化を表示するよう指示する劣化検出部と、
    　を備えることを特徴とする劣化検出回路。
  2. 　前記劣化検出部は、前記初期状態値と前記現在状態値との比から性能維持率を算出し、算出した性能維持率が閾値を超えているか否かにより校正が必要かを判断する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の劣化検出回路。
  3. 　表示パネルと、
    　前記表示パネルを照明する光源と、
    　前記光源の発光量を制御する制御部と、
    　前記光源または前記表示パネルの発光量を検出する発光量検出部と、
    　前記制御部が前記光源の発光量の制御に用いる駆動値を検出する駆動値検出部と、
    　前記表示装置の内部温度または外気温を検出する温度検出部と、
    　予め得られている光源の基準発光量及び温度と駆動値との関係に基づいて、前記温度検出部が検出した前記温度と、前記駆動値検出部が検出した前記駆動値とに対応した基準発光量を求める基準発光量取得部と、
    　初期状態における前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得部が求めた前記基準発光量と、前記発光量検出部が検出した前記初期状態における発光量との比から初期状態値を求めておき、さらに、現在の前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得部が求めた前記基準発光量と、前記発光量検出部が検出した現在の発光量との比から現在状態値を求め、前記初期状態値と前記現在状態値とを比較して校正が必要と判断した場合に前記表示装置または前記光源の劣化を表示するよう指示する劣化検出部と、
    　を備えることを特徴とする表示装置。
  4. 　表示パネルと、前記表示パネルを照明する光源と、前記光源の発光量を制御する制御部とを有する表示装置の性能劣化検出方法であって、
    　前記光源または前記表示パネルの発光量を検出する発光量検出過程と、
    　前記制御部が前記光源の発光量の制御に用いる駆動値を検出する駆動値検出過程と、
    　前記表示装置の内部温度または外気温を検出する温度検出過程と、
    　予め得られている光源の基準発光量及び温度と駆動値との関係に基づいて、前記温度検出過程において検出された前記温度と、前記駆動値検出過程において検出された前記駆動値とに対応した基準発光量を求める基準発光量取得過程と、
    　初期状態における前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得過程において求められた前記基準発光量と、前記発光量検出過程において検出された前記初期状態における発光量との比から初期状態値を求めておき、さらに、現在の前記温度及び前記駆動値に基づいて前記基準発光量取得過程において求められた前記基準発光量と、前記発光量検出過程において検出された現在の発光量との比から現在状態値を求め、前記初期状態値と現在状態値とを比較して校正が必要と判断した場合に、前記表示装置または前記光源の劣化を表示するよう指示する劣化検出過程と、
    　を有することを特徴とする性能劣化検出方法。
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