WO2020008585A1 - Led表示システム、led表示装置およびled表示制御装置 - Google Patents

Led表示システム、led表示装置およびled表示制御装置 Download PDF

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    • G09G3/2007Display of intermediate tones
    • G09G3/2014Display of intermediate tones by modulation of the duration of a single pulse during which the logic level remains constant

Definitions

  • the present invention relates to an LED display system, an LED display device, and an LED display control device.
  • LED display device that displays an image using a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) has been used in many applications such as outdoor and indoor advertising displays due to the technological development and cost reduction of LEDs.
  • the LED display device has been mainly used for displaying a natural image and a moving image of an animation.
  • LED display devices are used indoors, such as in conference rooms and monitoring applications. It is used.
  • LED display devices used for monitoring applications often display images of personal computers that are close to still images.
  • the method of adjusting the brightness of the image displayed by the LED display device includes a method of adjusting a duty ratio of an LED controlled by PWM (Pulse Width Modulation), a method of adjusting a current value for driving the LED, and There is.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the displayable gradation may be reduced. Therefore, even when the display device displays a low-gradation image, it is preferable that the brightness of the image be adjusted by the driving current value of the LED in order to maintain good image quality.
  • the brightness of the LED decreases as the cumulative lighting time increases. Depending on the content of the image to be displayed, a difference occurs in the accumulated lighting time of each LED, and further, a difference occurs in a rate of decrease in luminance of each LED. As a result, as the cumulative lighting time becomes longer, variations in luminance and chromaticity of pixels occur.
  • a technique has been proposed in which the luminance of an LED display surface, that is, a surface on which a desired image is displayed to an observer, is corrected by a reference LED (for example, see Patent Reference 1).
  • the reference LED is mounted on a surface of the two surfaces of the circuit board opposite to the surface on which the plurality of LEDs constituting the LED display surface are mounted.
  • the above-described reference LED which is driven in the same manner as driving a plurality of LEDs mounted on the display surface, deteriorates similarly to the LED on the display surface.
  • the LED display device can detect the luminance of the reference LED by an optical sensor, measure the luminance decrease rate, and correct the luminance of the LED on the display surface side based on the luminance decrease rate. According to this technology, the LED display device can correct the variation in luminance and chromaticity of the LED display surface due to the difference in the lighting time of the LED.
  • one reference LED is subjected to fixed light emission control with a fixed drive current value for one circuit board on which a plurality of LEDs constituting the display surface are mounted.
  • the driving current value of the LED is changed in order to adjust the brightness of the LED on the display surface side during operation of the LED display device, the transition of the decrease in the brightness of the LED depends on the lighting method of the LED or the driving current value. . Therefore, it is difficult to correct the variation in the luminance and chromaticity of the LED display surface due to the change in the drive current value in addition to the difference in the cumulative lighting time of the LEDs based on the luminance reduction rate of one reference LED. is there.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide an LED display system in which a variation in luminance and chromaticity of a display unit is reduced.
  • the LED display system is arranged in a matrix, a plurality of LED display devices having one screen in which the display surface of each is arranged, and distributes a video signal to each of the plurality of LED display devices, An LED display control device that performs control to display an image on one screen.
  • Each of the plurality of LED display devices includes a first display unit including a plurality of first LEDs provided on a display surface, a second display unit including at least one second LED provided on a surface different from the display surface, and at least one A luminance measuring unit that measures the luminance of the two second LEDs, a first driving unit that drives each of the plurality of first LEDs based on the first driving condition based on the video signal, and a plurality of predetermined second driving conditions.
  • a second driving unit that drives at least one second LED under one second driving condition.
  • the LED display control device obtains, from the plurality of LED display devices, a measurement result of the luminance of at least one second LED that is driven under different second driving conditions, and obtains a luminance reduction characteristic with respect to the cumulative lighting time of at least one second LED. Is calculated for each of a plurality of predetermined second driving conditions to obtain a plurality of luminance reduction characteristics, a luminance reduction characteristic of one of the plurality of luminance reduction characteristics, and a plurality of first LEDs. And a brightness correction unit that corrects the brightness of the video included in the video signal for each of the plurality of first LEDs based on the respective cumulative lighting times.
  • the LED display control device controls the display of the video after the brightness correction on one screen by distributing the video signal after the brightness correction to the plurality of LED display devices.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an LED display system according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of one LED display device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a first display unit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a second display unit according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of the LED display control device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a duty ratio of a pulse width in PWM control according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a luminance reduction characteristic for each duty ratio in the first embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a luminance reduction characteristic in a normal luminance mode and a high luminance mode in Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a luminance reduction characteristic when a luminance mode is switched in the second embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an internal configuration of one LED display device according to Embodiment 3.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating an internal configuration of an LED display control device according to a third embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a processing circuit in Embodiment 3.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating another example of the processing circuit in Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the LED display system according to the first embodiment.
  • the LED display system has a plurality of LED display devices 100 and an LED display control device 300.
  • the plurality of LED display devices 100 constitute all the LED display devices 200 arranged in a matrix.
  • the entire LED display device 200 is an array in which a plurality of LED display devices 100 are arranged.
  • the all-LED display device 200 has one screen in which the display surfaces of the plurality of LED display devices 100 are arranged.
  • the total LED display device 200 has a configuration in which six LED display devices 100 are arranged in the horizontal direction and six LED display devices 100 are arranged in the vertical direction.
  • Each LED display device 100 has 320 horizontal pixels ⁇ 180 vertical pixels. Therefore, the entire LED display device 200 has one screen of Full @ HD consisting of 1920 ⁇ 1080 pixels.
  • the LED display system can display an image including characters, graphics, images, and the like on one screen of all the LED display devices 200.
  • the LED display control device 300 distributes a video signal to each LED display device 100, and displays a video on one screen of all the LED display devices 200 by communicating a control signal with each LED display device 100. Is performed.
  • all the LED display devices 200 are divided into three groups. Each group includes twelve LED displays 100. The twelve LED display devices 100 in each group are daisy-chain connected to the LED display control device 300.
  • the LED display control device 300 can efficiently perform video signal distribution and control signal communication by daisy chain connection.
  • the LED display control device 300 is, for example, an LED control unit.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of one LED display device 100 according to the first embodiment.
  • the LED display device 100 includes a first display unit 1, a second display unit 3, a video signal processing unit 6, a first drive unit 2, a communication unit 7, a second drive unit 4, a luminance measurement unit 5, a microcomputer circuit 8, and It has a memory circuit 9.
  • FIG. 2 shows a video input terminal 11 and a control signal terminal 12 as components related to the LED display device 100.
  • the first display unit 1 has a plurality of first LEDs provided on the display surface.
  • the first display unit 1 has a plurality of pixels arranged in a matrix.
  • the first display unit 1 forms a part of one screen of the entire LED display device 200.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the first display unit 1 according to the first embodiment.
  • the first display unit 1 has a configuration in which 320 pixels 10 are arranged in the horizontal direction and 180 pixels 10 are arranged in the vertical direction.
  • one pixel 10 has a configuration in which three first LEDs 1A respectively emitting red (R), green (G), and blue (B) emit light.
  • the second display unit 3 has at least one second LED provided on a surface different from the display surface.
  • the surface different from the display surface is, for example, a back surface located on the opposite side to the display surface.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the second display unit 3 according to the first embodiment.
  • the second display unit 3 has a configuration in which two pixels 10 are arranged in the horizontal direction and two pixels 10 are arranged in the vertical direction.
  • One pixel 10 in the second display unit 3 includes three second LEDs 3A that emit light in red (R), green (G), and blue (B) as one set.
  • the second display unit 3 performs display for the LED display system to predict a change in luminance of the first display unit 1.
  • each first LED 1A of the second display unit 3 when each second LED 3A of the second display unit 3 is driven under the same driving conditions (for example, the same driving current value) and for the same time as each first LED 1A of the first display unit 1, each first LED 1A indicates.
  • the transition of the luminance and the transition of the equivalent luminance are shown.
  • the luminance reduction rate of each second LED 3A is the same as or similar to the luminance reduction rate of each first LED 1A.
  • Each first LED 1A and each second LED 3A are, for example, LEDs of the same production lot. LEDs having the same production lot have similar characteristics such as brightness and wavelength. When both are driven by the same drive current, the respective luminance reduction rates are equal.
  • the video input terminal 11 receives a video signal from the preceding LED display device 100 or LED display control device 300 connected in a daisy chain.
  • the video signal is a signal including video data of a video to be displayed on all LED display devices 200.
  • the video signal processing unit 6 performs a process such as a selection process on the video signal received at the video input terminal 11. In the selection process, the video signal processing unit 6 selects a video area to be displayed by the LED display device 100 including itself from the video included in the video signal.
  • the first drive section 2 drives each first LED 1A under the first drive condition based on the video signal.
  • the first driving condition includes a condition relating to a duty ratio for performing PWM control on each first LED 1A.
  • the first driver 2 performs PWM control and drives each of the first LEDs 1A for each color based on the signal processed by the video signal processor 6.
  • the first display unit 1 displays an image in the image area selected by the image signal processing unit 6.
  • the control signal terminal 12 receives a control signal from the preceding LED display device 100 or LED display control device 300 connected in a daisy chain.
  • the control signal is, for example, a signal including control data such as a luminance correction coefficient.
  • the communication unit 7 communicates with the LED display control device 300 via the control signal terminal 12 or the like.
  • the communication unit 7 outputs a control signal received from the LED display control device 300 to the microcomputer circuit 8.
  • the communication unit 7 transmits a control signal input from the microcomputer circuit 8 to the LED display control device 300.
  • the second driving unit 4 drives each of the second LEDs 3A under one of a plurality of predetermined second driving conditions.
  • the second driving condition includes a condition relating to a duty ratio for performing PWM control of each second LED 3A.
  • the second driver 4 performs PWM control and drives each second LED 3A at one of three predetermined duty ratios.
  • the second drive unit 4 drives each second LED 3A under different second drive conditions for each of the three groups into which the plurality of LED display devices 100 are divided.
  • the second LED 3A in each of the LED display devices 100 having IDs of 13 to 24 is driven at a duty ratio of 80%.
  • the second LED 3A in each of the LED display devices 100 having IDs of 25 to 36 is driven at a duty ratio of 60%.
  • the second driving section 4 always drives each second LED 3A under one second driving condition.
  • the luminance measuring unit 5 measures the luminance of at least one second LED 3A.
  • the luminance measuring unit 5 includes, for example, a light receiving element.
  • the measurement result of the luminance is output to the microcomputer circuit 8.
  • the microcomputer circuit 8 controls the components of the LED display device 100 as a whole.
  • the microcomputer circuit 8 controls the video signal processing unit 6, controls the drive unit, controls the communication unit 7, controls the second drive unit 4, controls the luminance measurement unit 5, and sends the control signal to the memory circuit 9. Control of reading and writing.
  • the memory circuit 9 stores various parameters.
  • the various parameters include, for example, an individual luminance correction coefficient that is a coefficient for correcting the luminance of each first LED 1A, a corrected luminance that is the luminance of each first LED 1A corrected by the individual luminance correction coefficient, and other necessary setting values and adjustments. Contains the value.
  • the individual luminance correction coefficient is a luminance correction coefficient obtained individually for each LED display device 100, and is a luminance correction coefficient for correcting luminance variation and chromaticity variation in each LED display device 100.
  • the memory circuit 9 stores the initial value of the individual luminance correction coefficient and the initial value of the corrected luminance at the time of shipment from the factory.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the LED display control device 300 according to the first embodiment.
  • the LED display control device 300 includes a video signal processing circuit 30, a control circuit 20, and a video division transfer circuit 40.
  • FIG. 5 shows a video signal input terminal 50, an external signal terminal 60, a video output terminal 70, and a control signal terminal 80 as components related to the LED display control device 300.
  • the video signal input terminal 50 receives a video signal from the outside.
  • the video signal processing circuit 30 performs processing such as gamma correction on the video signal received at the video signal input terminal 50.
  • the external signal terminal 60 receives a control signal for controlling the LED display control device 300 and each LED display device 100 from an external PC (Personal Computer) or the like.
  • the control circuit 20 transmits a control signal to the plurality of LED display devices 100 and receives a control signal from the plurality of LED display devices 100. Thereby, the control circuit 20 controls all the LED display devices 200. Further, the control circuit 20 controls the correction of the video signal based on the control signal received at the external signal terminal 60 and the control signal transmitted from each communication unit 7 of the plurality of LED display devices 100.
  • the video division transfer circuit 40 divides the video signal corrected by the control circuit 20 into three video signals corresponding to the video to be displayed by the LED display devices 100 belonging to each group.
  • the video division transfer circuit 40 transmits three video signals to the three groups of LED display devices 100, respectively.
  • the control circuit 20 includes a lighting time calculation unit 24, a parameter storage unit 25, a brightness reduction characteristic calculation unit 21, a brightness correction unit 22, an external communication control unit 26, and an internal communication control unit 27. Further, the brightness correction unit 22 includes a correction coefficient calculation unit 23.
  • the lighting time calculation unit 24 calculates and stores the cumulative lighting time and the average duty ratio of each first LED 1A in 1920 ⁇ 1080 pixels of all the LED display devices 200 at regular intervals.
  • the internal communication control unit 27 stores parameters included in the control signal received at the control signal terminal 80 in the parameter storage unit 25, and outputs the parameters to the external communication control unit 26, the brightness correction unit 22, or the brightness reduction characteristic calculation unit 21. Or Further, the internal communication control unit 27 transmits the parameters stored in the parameter storage unit 25 to the plurality of LED display devices 100 via the control signal terminals 80. Alternatively, the internal communication control unit 27 transmits parameters and the like input from the external communication control unit 26, the brightness correction unit 22, or the brightness reduction characteristic calculation unit 21 to the plurality of LED display devices 100 via the control signal terminal 80. .
  • the luminance lowering characteristic calculation unit 21 acquires, from the plurality of LED display devices 100, the measurement results of the luminance of the second LEDs 3A driven under different second driving conditions.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 calculates the brightness reduction characteristics with respect to the cumulative lighting time of the second LED 3A for each of a plurality of predetermined second driving conditions, and acquires a plurality of brightness reduction characteristics.
  • the luminance correction unit 22 corrects the luminance of the video signal processed by the video signal processing circuit 30.
  • the brightness correction unit 22 corrects the brightness of the video signal for each of the plurality of first LEDs 1A based on one of the plurality of brightness reduction characteristics and the cumulative lighting time of each first LED 1A.
  • the brightness correction unit 22 selects, for example, one brightness reduction characteristic based on the first driving condition. That is, the brightness correction unit 22 selects a brightness reduction characteristic driven at a duty ratio close to the average duty ratio of the first LED 1A.
  • the correction coefficient calculator 23 calculates a first luminance correction coefficient for uniformly correcting the luminance on one screen of the entire LED display device 200. At this time, the correction coefficient calculation unit 23 calculates the first luminance correction coefficient based on the individual luminance correction coefficient in each LED display device 100. For example, the correction coefficient calculation unit 23 calculates the first luminance correction coefficient based on the individual luminance correction coefficient and the corrected luminance obtained from the plurality of LED display devices 100 so that the luminance on one screen is uniform. Further, the correction coefficient calculator 23 calculates a second luminance correction coefficient obtained by correcting the first luminance correction coefficient based on the cumulative lighting time of each first LED 1A in one luminance reduction characteristic. The brightness correction unit 22 corrects the brightness of the video included in the video signal for each of the first LEDs 1A using the second brightness correction coefficient.
  • the external communication control unit 26 stores parameters included in the control signal received at the external control terminal in the parameter storage unit 25 or outputs the parameters to the internal communication control unit 27. Further, the external communication control unit 26 transmits the parameters stored in the parameter storage unit 25 or the parameters input from the internal communication control unit 27 to the outside via the external control terminal.
  • the memory circuit 9 stores the individual brightness correction coefficient and the initial value of the corrected brightness at the time of shipment from the factory.
  • the method for obtaining the individual luminance correction coefficient and the corrected luminance will be described below.
  • the individual luminance correction coefficient and the corrected luminance are obtained, for example, by measuring the luminance of each first LED 1A corresponding to each of R, G, and B in each pixel 10.
  • Equation (1) shows the individual luminance correction coefficients Cr (uh, uv), Cg (uh, uv), and Cb (uh, uv).
  • Yr (uh, uv), Yg (uh, uv), and Yb (uh, uv) are R luminance, G luminance, and B luminance of the first LED 1A before correction, respectively.
  • Yr (uh, uv), Yg (uh, uv), and Yb (uh, uv) indicate that all the first LEDs 1A in one LED display device 100 are lit at the maximum gradation.
  • Yr_min, Yg_min, and Yb_min correspond to the minimum luminance of Yr (uh, uv), Yg (uh, uv), and Yb (uh, uv).
  • the luminances (corrected luminances) of R, G, and B of each first LED 1A corrected by the individual luminance correction coefficient are equal to Yr_min, Yg_min, and Yb_min, respectively. That is, the brightness of the display surface of each LED display device 100 is made uniform by lowering the brightness of the first LED 1A, which is higher than the minimum brightness.
  • the memory circuit 9 stores the individual luminance correction coefficients Cr (uh, uv), Cg (uh, uv), Cb (uh, uv) and the correction luminances Yr_min, Yg_min, Yb_min. Under the control of the microcomputer circuit 8, the communication unit 7 transmits the individual brightness correction coefficient and the brightness correction stored in the memory circuit 9 to the LED display control device 300.
  • the LED display control device 300 associates the ID number of each LED display device 100 with the coordinate position of the pixel 10 on the entire 1920 ⁇ 1080 pixel screen.
  • the following equation (2) indicates the coordinates IDn (h0, v0) of the pixel 10 located at the upper left of each LED display device 100.
  • n is an ID number.
  • the LED display control device 300 acquires the individual luminance correction coefficient and the corrected luminance from each LED display device 100.
  • the correction coefficient calculation unit 23 obtains a first luminance correction coefficient of the entire screen composed of 1920 ⁇ 1080 pixels based on the individual luminance correction coefficient and the corrected luminance. More specifically, the correction coefficient calculation unit 23 obtains a first luminance correction coefficient by multiplying the individual luminance correction coefficient by a correction coefficient obtained from the corrected luminance.
  • the first luminance correction coefficients Cr0 (h, v), Cg0 (h, v), Cb0 (h, v) in each LED display device 100 are expressed by the following equations (3) to (9).
  • Expressions (3) to (9) are expressions for obtaining the first luminance correction coefficient of the LED display device 100 corresponding to the representative ID.
  • the first luminance correction coefficient of the LED display device 100 corresponding to an ID not shown in each of the following equations can be similarly obtained.
  • IDn_Cr (uh, uv), IDn_Cg (uh, uv), and IDn_Cb (uh, uv) are individual brightness correction coefficients of each LED display device 100 received by the LED display control device 300.
  • IDnYr_min, IDnYg_min, and IDnYb_min are correction luminances of the respective LED display devices 100 received by the LED display control device 300.
  • Unit_Yr_min, Unit_Yg_min, and Unit_Yb_min are the minimum values of the corrected luminance in all the LED display devices 200.
  • Unit_Yr_min / IDn_Yr_min, Unit_Yg_min / IDn_Yg_min, Unit_Yb_min / IDn_Yb_min correspond to the above-described correction coefficients.
  • the correction coefficient calculator 23 calculates the first luminance correction coefficient by multiplying the individual luminance correction coefficient by the correction coefficient, as shown in the above equations.
  • the parameter storage unit 25 stores the calculated first luminance correction coefficients.
  • the brightness of the display surface of each LED display device 100 can already be made uniform by the individual brightness correction coefficient.
  • the brightness correction unit 22 can further equalize the brightness of one screen of all the LED display devices 200 using the first brightness correction coefficient. As shown in the above equations, the brightness correction unit 22 can set the minimum brightness value on one screen of the entire LED display device 200 as a reference value of the brightness of the entire LED display device 200.
  • the LED display control device 300 can reduce the variation in brightness and the variation in chromaticity among the plurality of LED display devices 100 by using the first brightness correction coefficient.
  • the luminance correction unit 22 corrects the luminance of each first LED 1A with the second luminance correction coefficient obtained by correcting the first luminance correction coefficient, for further reducing the luminance variation.
  • the second luminance correction coefficient is a luminance correction in which the first luminance correction coefficient is corrected based on the cumulative lighting time of all the LED display devices 200 and the luminance measurement result of the second display unit 3 in each LED display device 100. It is a coefficient.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the duty ratio of the pulse width in the PWM control.
  • FIG. 6 shows, from the top, a basic cycle, a waveform PW1 having a duty ratio of 100%, a waveform PW2 having a duty ratio of 80%, and a waveform PW3 having a duty ratio of 60%.
  • the basic period of the PWM is equal to or shorter than one frame period of the video signal.
  • the first drive unit 2 changes the duty ratio based on the luminance information included in the video signal, that is, changes the lighting period and the light-off period of each first LED 1A per unit time.
  • the first drive unit 2 can adjust the luminance for each color recognized by human eyes by changing the duty ratio for each color.
  • the first driving unit 2 drives each first LED 1A at a duty ratio corresponding to the brightness corrected for each first LED 1A. That is, the lighting period and the light-off period per unit time are changed. As a result, each first LED 1A lights up with the corrected luminance.
  • the LED display system performs the display operation of the first display unit 1, that is, the drive, and the display operation of the second display unit 3, that is, the drive in parallel.
  • Each of the first LED 1A and each of the second LEDs 3A in one LED display device 100 are lit in a similar environment, and the luminance reduction rates of the two approach each other.
  • the cumulative lighting time of both is different. Since the lighting of the plurality of first LEDs 1A is controlled based on the image displayed on the first display unit 1, there are many times when the first LEDs 1A are not turned on. On the other hand, the lighting of each second LED 3A is not always based on the image displayed on the first display unit 1, but is always controlled at one of a plurality of predetermined duty ratios. That is, each second LED 3A is always lit at a constant duty ratio. Further, since the lighting of the plurality of first LEDs 1A is controlled based on the brightness of the image, the accumulated lighting time differs for each pixel 10. That is, there is a difference in the cumulative lighting time of each first LED 1A.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a luminance reduction characteristic for each duty ratio in the first embodiment.
  • the brightness lowering characteristic is a relationship between the cumulative lighting time and the brightness lowering rate.
  • FIG. 7 shows the luminance reduction rates when the second LED 3A is turned on at duty ratios of 100%, 80%, and 60%, respectively. Note that a logarithmic scale is applied to the scale of the cumulative lighting time in FIG. The higher the duty ratio is, the higher the brightness of the second LED 3A is. Therefore, the heat load accompanying the temperature rise due to light emission is large. As a result, the luminance reduction rate of the second LED 3A increases. Further, the lower the duty ratio, the smaller the temperature rise due to the light emission of the second LED 3A. Since the decrease in luminance due to the temperature rise can be ignored, the variation in the luminance decrease rate depending on the change in the duty ratio is reduced.
  • the second LED 3A and the first LED 1A have similar luminance reduction characteristics. Therefore, the brightness of the first LED 1A also decreases in accordance with the cumulative lighting time, similarly to the brightness reduction characteristics shown in FIG.
  • the LED display system according to Embodiment 1 corrects the luminance of each first LED 1A based on the cumulative lighting time of each first LED 1A.
  • a luminance correction operation after luminance correction at the time of initial installation will be described in detail.
  • the LED display system controls the driving of the second LED 3A as described below.
  • ID 25.
  • the second LEDs 3A in the to 36 LED display devices 100 are driven at a duty ratio of 60%.
  • the luminance measurement result of the second LED 3A measured by the luminance measuring unit 5 is input to the microcomputer circuit 8.
  • the microcomputer circuit 8 calculates the luminance reduction rate of the second LED 3A from the initial value of the luminance measurement result of the second LED 3A and the current luminance measurement result. In each of the plurality of LED display devices 100, the luminance reduction rate of the second LED 3A is calculated.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 obtains the brightness reduction rate of the second LED 3A from each LED display device 100 via the communication unit 7. That is, the brightness reduction characteristic calculation unit acquires a plurality of brightness reduction rates corresponding to the second LEDs 3A, each of which is driven at a different duty ratio.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 generates a brightness reduction rate table based on the energization time of each LED display device 100 and the brightness reduction rate. At this time, the brightness reduction characteristic calculation unit 21 generates a brightness reduction rate table for each duty ratio.
  • the parameter storage unit 25 stores the generated luminance reduction rate table.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 updates the brightness reduction rate table as time elapses, and the parameter storage unit 25 stores the updated brightness reduction rate table.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 receives the brightness reduction rate from each LED display device 100 every hour and updates the brightness reduction rate table.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 calculates the average value of the 12 brightness reduction rates obtained from the 12 LED display devices 100, and generates a brightness reduction rate table for each duty ratio.
  • the lighting time calculation unit 24 calculates the average duty ratio, the cumulative lighting time (Tr, Tg, Tb) and the cumulative energizing time of the LED display device 100 for each of the first LEDs 1A in all the LED display devices 200 by a certain unit time. Remember each time.
  • the lighting time calculator 24 calculates the average duty ratio and the cumulative lighting time based on the output of the brightness corrector 22. For example, if the unit energization time is one hour and the duty ratio in the unit energization time is 10% (that is, the brightness level is 10%), the lighting time calculation unit 24 sets the lighting time calculation unit 24 to 0.1 hours every one hour. The lighting time is added to the cumulative lighting time. In addition, the lighting time calculation unit 24 calculates the average duty ratio by dividing the cumulative lighting time of each first LED 1A by the cumulative energizing time of the LED display device 100.
  • the correction coefficient calculating unit 23 obtains the luminance maintaining ratio of all the LED display devices 200 based on the cumulative lighting time calculated by the lighting time calculating unit 24 and the luminance reduction rate table stored in the parameter storage unit 25. At this time, the correction coefficient calculation unit 23 obtains a luminance maintenance ratio for each color.
  • the R luminance maintenance ratio Pr (h, v) of each pixel 10 is obtained by the following equation (10) from equation (12).
  • the G luminance maintenance ratio Pg (h, v) of each pixel 10 is obtained by the following expression (13) from expression (15).
  • the B luminance maintenance ratio Pb (h, v) of each pixel 10 is obtained from the following equations (16) to (18).
  • FPr1 (t), FPg1 (t), and FPb1 (t) are R luminance maintenance ratio per cumulative lighting time at a duty ratio of 100% obtained from the luminance measurement result of each second display unit 3, and G The luminance maintenance ratio and the B luminance maintenance ratio.
  • FPr2 (t), FPg2 (t), and FPb2 (t) are an R luminance maintenance rate, a G luminance maintenance rate, and a B luminance maintenance rate at a duty ratio of 80%, respectively.
  • FPr3 (t), FPg3 (t), and FPb3 (t) are an R luminance maintenance ratio, a G luminance maintenance ratio, and a B luminance maintenance ratio at a duty ratio of 60%, respectively.
  • Tr (h, v), Tg (h, v), Tb (h, v) are cumulative lighting times of the first LED 1A for each color.
  • Dr (h, v), Dg (h, v), Db (h, v) are the average duty ratios of the first LED 1A for each color.
  • h is a horizontal pixel position (0 to 1919)
  • v is a vertical pixel position (0 to 1079).
  • Equation (10) shows the R luminance maintenance ratio Pr (h, v) when Dr (h, v)> 80%.
  • Equation (11) shows the R luminance maintenance ratio Pr (h, v) when 80% ⁇ Dr (h, v)> 60%.
  • Equation (12) shows the R luminance maintenance ratio Pr (h, v) when 60% ⁇ Dr (h, v).
  • Equation (13) shows the G luminance maintenance ratio Pg (h, v) when Dg (h, v)> 80%.
  • Equation (14) shows the G luminance maintenance ratio Pg (h, v) when 80% ⁇ Dg (h, v)> 60%.
  • Equation (15) shows the G luminance maintenance ratio Pg (h, v) when 60% ⁇ Dg (h, v).
  • Equation (16) shows the B luminance maintenance ratio Pb (h, v) when Db (h, v)> 80%.
  • Equation (17) shows the B luminance maintenance ratio Pb (h, v) when 80% ⁇ Db (h, v)> 60%.
  • Equation (18) shows the B luminance maintenance ratio Pb (h, v) when 60% ⁇ Db (h, v).
  • the LED display system uses the first luminance correction coefficients Cr0 (h, v), Cg0 (h, v), and Cb0 (h, v). Perform brightness correction.
  • the relative value of the actual luminance in consideration of the luminance maintenance rate is expressed by the following equation (19).
  • the correction coefficient calculator 23 calculates the relative values Qr (h, v), Qg (h, v), and Qb (h, v) of the actual luminance using the above equation (19). Then, the correction coefficient calculation unit 23 obtains the minimum value Qrgb_min of the relative value of the actual luminance in all the R, G, and B pixels. Further, the correction coefficient calculator 23 calculates the second luminance correction coefficients Cr1 (h, v), Cg1 (h, v), Cb1 for correcting the initial luminance variation of the first LED 1A and the luminance decrease due to the cumulative lighting time. (H, v) is obtained using the following equation (20).
  • the correction coefficient calculation unit 23 obtains the luminance maintaining ratio of each of the plurality of first LEDs 1A of one LED display device 100 based on the cumulative lighting time of one LED display device 100. At this time, the correction coefficient calculation unit 23 obtains a luminance maintenance ratio for each color of the first LED 1A. Similarly, the correction coefficient calculating unit 23 calculates the other lighting time based on the accumulated lighting time and the average duty ratio (average brightness) of the other LED display devices 100 and the brightness reduction rate table actually measured by each LED display device 100. The brightness maintenance ratio of each color of each of the plurality of first LEDs 1A of the LED display device 100 is obtained.
  • the correction coefficient calculation unit 23 calculates the first luminance correction coefficients Cr0 (h, v), Cg0 (h, v), Cb0 (h, v) by using the luminance maintenance ratio of one LED display device 100 and another luminance maintenance factor. Based on the luminance maintaining ratio of the LED display device 100, the luminance is changed to the second luminance correction coefficient Cr1 (h, v), Cg1 (h, v), Cb1 (h, v).
  • the brightness correction unit 22 corrects the brightness of the video data included in the video signal based on the second brightness correction coefficient.
  • the correction coefficient calculation unit 23 calculates the second luminance correction coefficients Cr1 (h, v), Cg1 (h, v), and Cb1 (h, v) and corrects the luminance at regular time intervals (for example, 100 hours). May be implemented. Alternatively, the correction coefficient calculation unit 23 may perform the calculation and the brightness correction when a brightness drop occurs. The occurrence of the luminance decrease is, for example, a case where Qrgb_min is reduced by 10% or more from Qrgb_min at the time of the previous correction.
  • the duty ratio for driving each second LED 3A for each of the three groups is set to three types of 100%, 80%, and 60%, but is not limited thereto. The duty ratio may be any two or more duty ratios.
  • each first LED 1A is not necessarily driven at a duty ratio of 100%.
  • the LED display system cannot accurately predict the luminance reduction rate in the first display unit 1. As a result, the prediction error of the luminance decrease becomes large, and the luminance uniformity accuracy of the screen after correction deteriorates.
  • each second LED 3A is driven at a plurality of duty ratios for each of the plurality of LED display devices 100.
  • the LED display system selects and corrects the luminance reduction rate table having the most appropriate duty ratio from the average luminance of each pixel 10. As a result, the prediction error of the luminance decrease is reduced, and the luminance uniformity accuracy after the correction is improved.
  • the luminance correction unit 22 can also correct the luminance by using a luminance reduction rate table stored in the parameter storage unit 25 before shipment from the factory.
  • the decrease in the brightness of the first LED 1A changes depending on the environmental temperature and the like.
  • the accuracy of brightness correction is improved by providing the second display unit 3 for brightness measurement in each LED display device 100.
  • each of the plurality of second LEDs 3A is driven at a different duty ratio in one LED display device 100, similarly, a luminance reduction rate table for each duty ratio can be obtained.
  • the brightness measurement sequence of each second LED 3A is complicated.
  • the second LED 3A in the first embodiment is driven at one duty ratio in one LED display device 100.
  • the LED display control device 300 collects the brightness measurement results of the second LEDs 3A driven at different duty ratios from the plurality of LED display devices 100, and calculates a plurality of brightness reduction characteristics. Therefore, the luminance measurement sequence in one LED display device 100 can be simplified.
  • the LED display system includes a plurality of LED display devices 100 that are arranged in a matrix and have one screen in which display surfaces of the LED display devices are arranged.
  • An LED display control device 300 that distributes a video signal to each and controls to display a video on one screen.
  • Each of the plurality of LED display devices 100 includes a first display unit 1 including a plurality of first LEDs 1A provided on a display surface, and a second display unit 3 including at least one second LED 3A provided on a surface different from the display surface.
  • a luminance measuring unit 5 that measures the luminance of at least one second LED 3A, a first driving unit 2 that drives each of the plurality of first LEDs 1A under a first driving condition based on a video signal, and a plurality of predetermined second LEDs 3A.
  • a second driving unit 4 that drives at least one second LED 3A under one of the two driving conditions.
  • the LED display control device 300 acquires, from the plurality of LED display devices 100, the measurement results of the luminance of at least one second LED 3A that is driven under different second driving conditions, and obtains the luminance with respect to the cumulative lighting time of at least one second LED 3A.
  • a brightness reduction characteristic calculating unit 21 that calculates the brightness reduction characteristics for each of a plurality of predetermined second driving conditions and obtains a plurality of brightness reduction characteristics; And a brightness correction unit 22 that corrects the brightness of the video included in the video signal for each of the plurality of first LEDs 1A based on the cumulative lighting time of each of the first LEDs 1A.
  • the LED display control device 300 controls the display of the video after the brightness correction on one screen by distributing the video signal after the brightness correction to the plurality of LED display devices 100.
  • the LED display system improves the uniformity of luminance and chromaticity of the first display unit 1 that displays an image or the like.
  • the brightness correction unit 22 of the LED display system according to the first embodiment selects one of the plurality of brightness reduction characteristics based on the first driving condition.
  • the uniformity of luminance and chromaticity of the first display unit 1 is improved with high accuracy.
  • the first driving condition includes a condition relating to a duty ratio for performing PWM control on the plurality of first LEDs 1A.
  • Each of the predetermined plurality of second drive conditions includes a condition relating to a duty ratio for performing PWM control on at least one second LED 3A.
  • the LED display system accurately improves the uniformity of luminance and chromaticity caused by the duty ratio.
  • the brightness correction unit 22 of the LED display system calculates a first brightness correction coefficient for uniformly correcting the brightness of each of the plurality of first LEDs 1A on one screen, and calculates one brightness reduction characteristic.
  • a correction coefficient calculation unit configured to further calculate a second luminance correction coefficient obtained by correcting the first luminance correction coefficient based on the cumulative lighting time of each of the plurality of first LEDs;
  • the brightness correction unit 22 corrects the brightness of the video included in the video signal for each of the first LEDs 1A using the second brightness correction coefficient.
  • the LED display system improves the uniformity of the luminance and chromaticity of the first display unit 1.
  • At least one second LED 3A of the LED display system according to Embodiment 1 has the same brightness lowering characteristics as the plurality of first LEDs 1A when driven under the same driving conditions and the same time as the plurality of first LEDs 1A. Have.
  • the LED display system can accurately obtain the luminance reduction characteristic, and accurately improve the uniformity of the luminance and chromaticity of the first display unit 1.
  • the first drive unit 2 of each LED display device 100 drives each first LED 1A with a fixed drive current.
  • the LED display system according to Embodiment 2 corrects the luminance of all LED display devices 200 by changing the drive current of LED display device 100.
  • the LED display system switches the drive current flowing through each first LED 1A between two types, a high brightness mode and a normal brightness mode.
  • the drive current value in the high brightness mode is larger than the drive current value in the normal brightness mode.
  • the operation is performed in the normal luminance mode, and the operation is switched to the high luminance mode as necessary in an emergency or the like.
  • the LED display system switches the mode.
  • the LED display system switches the above mode. The case where it is difficult for the observer to see is considered, for example, when the content displayed on the first display unit 1 is changed from dark to bright.
  • the first drive unit 2 adjusts the brightness by simultaneously changing the drive current values of the plurality of first LEDs 1A. I do. In one luminance mode, the drive current values of the plurality of first LEDs 1A are the same.
  • the LED display system needs to measure the brightness reduction rate of the second LED 3A in the high brightness mode and the brightness reduction rate of the second LED 3A in the normal brightness mode.
  • the LED display system controls each LED display device 100 as described below.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 obtains the brightness reduction rate of the second LED 3A from each LED display device 100 via the communication unit 7.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 generates a brightness reduction rate table in the high brightness mode and in the normal brightness mode based on the energization time of each LED display device 100 and the brightness reduction rate. At this time, the brightness reduction characteristic calculation unit 21 generates a brightness reduction rate table for each duty ratio.
  • the parameter storage unit 25 stores the generated luminance reduction rate table.
  • the luminance reduction characteristic calculation unit 21 updates the luminance reduction ratio table for each duty ratio as time elapses. For example, the brightness reduction characteristic calculation unit 21 receives the brightness reduction rate from each LED display device 100 every hour and updates the brightness reduction rate table. There are six LED display devices 100 for one duty ratio.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 calculates an average value of the six brightness reduction rates obtained from the six LED display devices 100, and generates a brightness reduction rate table.
  • the correction coefficient calculator 23 calculates the brightness reduction rate of all the LED display devices 200 based on the cumulative lighting time calculated by the lighting time calculator 24 and the brightness reduction rate table stored in the parameter storage 25. At this time, the correction coefficient calculation unit 23 calculates a luminance reduction rate for each color.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a luminance reduction characteristic in the normal luminance mode and the high luminance mode according to the second embodiment.
  • the luminance reduction rate of the second LED 3A increases.
  • the drive current value in the high brightness mode is larger than the drive current value in the normal brightness mode. Therefore, the heat load accompanying the temperature rise is large.
  • the brightness reduction rate of the second LED 3A that is lit in the high brightness mode is greater than that of the second LED 3A that is lit in the normal brightness mode.
  • each first LED 1A of the first display unit 1 has a similar brightness reduction characteristic to the extent that the brightness reduction rate of each second LED 3A can be identified.
  • each first LED 1A decreases with the cumulative lighting time.
  • the luminance correction unit 22 corrects the luminance of the first LED 1A based on the luminance reduction rate of the normal luminance mode in which the same cumulative lighting time has simply elapsed at the time of the transition. Get different correction results. That is, the luminance correction unit 22 cannot accurately correct the luminance.
  • the LED display system according to Embodiment 2 converts the cumulative lighting time in the high brightness mode immediately before changing the brightness mode into the corresponding cumulative lighting time in the normal brightness mode. With this conversion, the LED display system can accurately predict the luminance reduction rate of the first LED 1A, and thus can reduce the luminance variation and the chromaticity variation of the first display unit 1.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a luminance reduction characteristic when the luminance mode is switched according to the second embodiment. Note that FIG. 9 shows, as an example, only each luminance reduction rate of the cumulative lighting time with respect to a duty ratio of 100%.
  • the correction coefficient calculation unit 23 calculates the cumulative lighting time T1 indicating the luminance reduction rate of 20% in the graph indicating the luminance reduction rate in the normal luminance mode. That is, the correction coefficient calculation unit 23 calculates the cumulative lighting time in the normal brightness mode in which the brightness reduction rate corresponding to the brightness reduction rate in the high brightness mode is obtained.
  • the first LED 1A when the first LED 1A is turned on for 10K hours in the high brightness mode and then for 100 hours in the normal brightness mode, the first LED 1A shows the brightness reduction rate when turned on for 20K hours +100 hours only in the normal brightness mode.
  • the correction coefficient calculation unit 23 obtains a second luminance correction coefficient using the luminance reduction rate when turned on for 20 K hours + 100 hours in the normal luminance mode.
  • the R luminance maintenance ratio Pr (h, v) is expressed by the following equations (21) to (23).
  • FPrh1 (t) is the R luminance maintenance rate per cumulative lighting time in the high luminance mode and at a duty ratio of 100%.
  • FPrn1 (t) is the R luminance maintenance rate per cumulative lighting time in the normal luminance mode and at a duty ratio of 100%.
  • Prh (h, v) is the R luminance maintenance ratio for each pixel 10 in the high luminance mode.
  • Prn (h, v) is the R luminance maintenance ratio in the normal luminance mode.
  • t0 is the cumulative lighting time in the high brightness mode.
  • Equation (22) shows the R luminance maintenance ratio (h, v) in the normal luminance mode when switching from the high luminance mode to the normal luminance mode.
  • the correction coefficient calculation unit 23 calculates T1 that satisfies Expression (22).
  • Equation (23) shows the R luminance maintenance ratio (h, v) after switching to the normal luminance mode.
  • t1 is the cumulative lighting time after switching to the normal luminance mode.
  • the brightness mode for driving the second LED 3A of the second display unit 3 is not limited to two types of brightness modes such as a high brightness mode and a normal brightness mode.
  • the LED display system may drive each of the second LEDs 3A of the plurality of LED display devices 100 in three or more types of brightness modes.
  • the LED display system according to Embodiment 2 converts the cumulative lighting time before changing the brightness mode into the cumulative lighting time after changing the brightness mode when changing the brightness mode. Accordingly, the LED display system can accurately predict the luminance maintenance ratio of the first LED 1A, and thus can reduce the luminance variation and the chromaticity variation of the first display unit 1.
  • the luminance correction unit 22 can also correct the luminance by using a luminance reduction rate table stored in the parameter storage unit 25 before shipment from the factory.
  • the decrease in the brightness of the first LED 1A changes depending on the environmental temperature and the like.
  • the accuracy of brightness correction is improved by providing the second display unit 3 for brightness measurement in each LED display device 100.
  • each of the plurality of second LEDs 3A is driven in a different brightness mode (drive current value) and a different duty ratio in one LED display device 100, similarly, a brightness reduction rate table for each brightness mode and each duty ratio Is obtained.
  • the brightness measurement sequence of each second LED 3A is complicated.
  • the second LED 3A in the second embodiment is driven in one LED display device 100 in one luminance mode (one drive current value) and duty ratio.
  • the LED display control device 300 collects the brightness measurement results of the second LEDs 3A driven at different duty ratios from the plurality of LED display devices 100, and calculates a plurality of brightness reduction characteristics. Therefore, the luminance measurement sequence in one LED display device 100 can be simplified.
  • the first driving condition in the LED display system according to Embodiment 3 includes a condition relating to a driving current for driving the plurality of first LEDs 1A.
  • Each of the predetermined plurality of second driving conditions includes a condition relating to a driving current for driving at least one second LED 3A.
  • the LED display system can accurately improve the uniformity of luminance and chromaticity even when the luminance of the first display unit 1 is adjusted by changing the drive current of the first LED 1A during operation. I do.
  • the LED display system according to the third embodiment is a superordinate concept of the LED display system according to the first or second embodiment. That is, the LED display system according to the first or second embodiment includes the components of the LED display system according to the third embodiment. The description of the same configuration and operation as those of the first or second embodiment is omitted.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an internal configuration of one LED display device 100 according to the third embodiment.
  • the LED display device 100 includes a first display unit 1, a first drive unit 2, a second display unit 3, a second drive unit 4, and a luminance measurement unit 5.
  • the first display unit 1 includes a plurality of first LEDs provided on the display surface.
  • the first driving unit 2 drives each of the plurality of first LEDs under a first driving condition based on a video signal.
  • the video signal is input from, for example, an LED display control device 301 described later via the video division transfer circuit 40.
  • the second display unit 3 includes at least one second LED provided on a surface different from the display surface.
  • the second drive unit 4 drives at least one second LED under one of a plurality of predetermined second drive conditions.
  • the luminance measuring unit 5 measures the luminance of at least one second LED.
  • the luminance measurement unit 5 outputs the measurement result to the LED display control device 301 via the internal communication control device 27A, for example.
  • the configuration and functions of internal communication control device 27A are the same as those of internal communication control unit 27 in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an internal configuration of the LED display control device 301 according to the third embodiment.
  • the LED display control device 301 includes a luminance reduction characteristic calculation unit 21 and a luminance correction unit 22.
  • the luminance reduction characteristic calculation unit 21 acquires, from the plurality of LED display devices 100, the measurement results of the luminance of at least one second LED that is driven under different second driving conditions.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 acquires, for example, a brightness measurement result via the internal communication control device 27A.
  • the brightness reduction characteristic calculation unit 21 calculates the brightness reduction characteristics for the cumulative lighting time of each of the at least one second LED for each of a plurality of predetermined second driving conditions, and acquires a plurality of brightness reduction characteristics.
  • the brightness correction unit 22 corrects the brightness of the video included in the video signal for each of the plurality of first LEDs based on one of the plurality of brightness reduction characteristics and the cumulative lighting time of each of the plurality of first LEDs. I do.
  • the LED display control device 301 controls the display of the video after the luminance correction on one screen by distributing the video signal after the luminance correction to each of the first driving units 2 of the plurality of LED display devices 100.
  • the LED display control device 301 distributes, for example, the video signal after the luminance correction to each of the first driving units 2 via the video division transfer circuit 40.
  • the video signal before the luminance correction is input from the video signal processing circuit 30, for example.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the processing circuit 90 included in the LED display control device 301.
  • Each function of the brightness reduction characteristic calculation unit 21 and the brightness correction unit 22 is realized by the processing circuit 90. That is, the processing circuit 90 includes the luminance reduction characteristic calculation unit 21 and the luminance correction unit 22.
  • the processing circuit 90 When the processing circuit 90 is dedicated hardware, the processing circuit 90 includes, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and an FPGA (Field-Programmable). Gate Array) or a circuit combining these.
  • Each function of the brightness reduction characteristic calculation unit 21 and the brightness correction unit 22 may be individually realized by a plurality of processing circuits, or may be realized by one processing circuit.
  • FIG. 13 is a diagram showing another example of the processing circuit included in the LED display control device 301.
  • the processing circuit has a processor 91 and a memory 92.
  • the processor 91 executes the program stored in the memory 92, the functions of the luminance reduction characteristic calculation unit 21 and the luminance correction unit 22 are realized.
  • each function is realized by executing software or firmware described as a program by the processor 91. That is, the LED display control device 301 has a memory 92 for storing a program and a processor 91 for executing the program.
  • the LED display control device 301 acquires, from the plurality of LED display devices 100, the measurement results of the luminance of at least one second LED that is driven under different second driving conditions, and each of the at least one second LED Is calculated for each of a plurality of predetermined second driving conditions to obtain a plurality of brightness reduction characteristics, and one of the plurality of brightness reduction characteristics and a plurality of brightness reduction characteristics are calculated. Based on the cumulative lighting time of each of the first LEDs, the brightness of the video included in the video signal is corrected for each of the plurality of first LEDs, and the first drive unit 2 of each of the plurality of LED display devices 100 is subjected to the brightness correction. It describes a function of performing control to display a video after luminance correction on one screen by distributing a video signal. Further, the program causes a computer to execute the procedure or method of the luminance reduction characteristic calculation unit 21 and the luminance correction unit 22.
  • the processor 91 is, for example, a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 92 is a non-volatile or volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). It is a semiconductor memory.
  • the memory 92 may be any storage medium used in the future, such as a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, a DVD, and the like.
  • the functions of the above-described brightness reduction characteristic calculation unit 21 and brightness correction unit 22 may be partially realized by dedicated hardware, and partially realized by software or firmware. As described above, the processing circuit realizes the above-described functions by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • Reference Signs List 1 1st display section, 1A 1st LED, 2 1st drive section, 3 second display section, 3A 2nd LED, 4 second drive section, 5 luminance measurement section, 21 luminance decrease characteristic calculation section, 22 luminance correction section, 23 Correction coefficient calculator, 100 LED display device, 101 LED display device, 300 LED display control device, 301 LED display control device.

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Abstract

輝度の均一性が向上するLED表示システムの提供を目的とする。LED表示システムは、マトリクス状に配置される複数のLED表示装置と、各LED表示装置に映像を表示させる制御を行う制御装置とを含む。各LED表示装置は、表示面に複数の第1LEDを含む第1表示部と、表示面とは異なる面に少なくとも1つの第2LEDを含む第2表示部と、第2LEDの輝度を測定する輝度測定部と、映像信号に基づく第1駆動条件で各第1LEDを駆動させる第1駆動部と、一の第2駆動条件で第2LEDを駆動させる第2駆動部とを含む。制御装置は、第2LEDの輝度の測定結果に基づき互いに異なる第2駆動条件ごとに輝度低下特性を演算する輝度低下特性演算部と、一の輝度低下特性と各第1LEDの累積点灯時間とに基づいて映像の輝度を補正する輝度補正部と、を含む。制御装置は各LED表示装置に輝度補正後の映像を表示させる制御を行う。

Description

LED表示システム、LED表示装置およびLED表示制御装置
 本発明は、LED表示システム、LED表示装置およびLED表示制御装置に関する。
 複数のLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)によって画像を表示するLED表示装置は、LEDの技術発展と低コスト化により、屋外および屋内の広告表示等の多くの用途に使用されている。具体的には、従来、LED表示装置は、自然画およびアニメーションの動画の表示に主に使用されていた。しかし近年、画素ピッチの狭ピッチ化に伴い、視認距離が短くても画質を維持することが可能になったことから、LED表示装置は、屋内での用途として、会議室や監視用途などにも使用されている。このうち監視用途において使用されるLED表示装置は、静止画に近いパソコンの画像を表示することが多い。
 LED表示装置が表示する画像の明るさの調整方法には、PWM(Pulse Width Modulation)制御されているLEDのDuty(デューティ)比を調整する方法と、LEDを駆動する電流値を調整する方法とがある。Duty比を調整して画像の明るさを下げた場合、表示可能な階調が低下する場合がある。そのため、表示装置が低階調の画像を表示する場合にも、その映像品位を良好に保つためには、LEDの駆動電流値によって画像の明るさが調整されることが好ましい。
 また、LEDは累積点灯時間が長くなるにつれて輝度が低下する。表示する画像の内容によっては各LEDの累積点灯時間に差が生じ、さらには各LEDの輝度低下率に差が生じる。この結果、累積点灯時間の長時間化に伴い、画素の輝度ばらつきおよび色度ばらつきが発生する。
 このような輝度ばらつきおよび色度ばらつきを低減するために、LED表示面、即ち観察者に向けて所望の画像を表示する面の輝度を、基準LEDによって補正する技術が提案されている(例えば特許文献1)。その基準LEDは、回路板が有する2面のうち、LED表示面を構成する複数のLEDが実装される面とは反対側の面に実装される。
特開2014-102484号公報
 表示面側に実装された複数のLEDの駆動と同じように駆動される上述の基準LEDは、表示面側のLEDと同様に劣化する。LED表示装置は、当該基準LEDの輝度を光センサーにより検知して輝度低下率を計測し、当該輝度低下率に基づいて表示面側のLEDの輝度を補正することができる。この技術により、LED表示装置は、LEDの点灯時間の違いに起因するLED表示面の輝度および色度ばらつきを補正することが可能である。
 しかしながら、表示面を構成する複数のLEDが実装される1枚の回路板につき、1個の基準LEDを固定の駆動電流値で固定の発光制御を行った場合、以下のような課題が生じる。LED表示装置の運用途中で表示面側のLEDの明るさを調整するために、当該LEDの駆動電流値を変化させた場合、LEDの輝度低下の推移はLEDの点灯方法または駆動電流値によって異なる。そのため、LEDの累積点灯時間の違いに加えて当該駆動電流値の変化に起因するLED表示面の輝度および色度ばらつきを、1個の基準LEDの輝度低下率に基づいて補正することは困難である。
 本発明は、上記のような課題を鑑みてなされたものであり、表示部の輝度および色度ばらつきが低減するLED表示システムの提供を目的とする。
 本発明に係るLED表示システムは、マトリクス状に配置され、各々が有する表示面が配列されてなる一画面を有する複数のLED表示装置と、複数のLED表示装置の各々に映像信号を配信し、一画面に映像を表示させる制御を行うLED表示制御装置と、を含む。複数のLED表示装置の各々は、表示面に設けられる複数の第1LEDを含む第1表示部と、表示面とは異なる面に設けられる少なくとも1つの第2LEDを含む第2表示部と、少なくとも1つの第2LEDの輝度を測定する輝度測定部と、映像信号に基づく第1駆動条件で、複数の第1LEDの各々を駆動させる第1駆動部と、予め定められた複数の第2駆動条件のうち一の第2駆動条件で、少なくとも1つの第2LEDを駆動させる第2駆動部と、を含む。LED表示制御装置は、複数のLED表示装置から、それぞれが異なる第2駆動条件で駆動する少なくとも1つの第2LEDの輝度の測定結果を取得し、少なくとも1つの第2LEDの累積点灯時間に対する輝度低下特性を、予め定められた複数の第2駆動条件ごとに演算して、複数の輝度低下特性を取得する輝度低下特性演算部と、複数の輝度低下特性のうち一の輝度低下特性と複数の第1LEDの各々の累積点灯時間とに基づいて、映像信号に含まれる映像の輝度を複数の第1LEDごとに補正する輝度補正部と、を含む。LED表示制御装置は、複数のLED表示装置に輝度補正後の映像信号を配信することにより、一画面に輝度補正後の映像を表示させる制御を行う。
 本発明によれば、表示部の輝度および色度ばらつきが低減するLED表示システムの提供が可能である。
 本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白になる。
実施の形態1におけるLED表示システムの構成を示す図である。 実施の形態1における一のLED表示装置の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態1における第1表示部の構成を示す図である。 実施の形態1における第2表示部の構成を示す図である。 実施の形態1におけるLED表示制御装置の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態1におけるPWM制御におけるパルス幅のデューティ比の一例を示す図である。 実施の形態1におけるデューティ比ごとの輝度低下特性の一例を示す図である。 実施の形態2における通常輝度モードおよび高輝度モードにおける輝度低下特性の一例を示す図である。 実施の形態2における輝度モードが切り替わる場合の輝度低下特性の一例を示す図である。 実施の形態3における一のLED表示装置の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態3におけるLED表示制御装置の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態3における処理回路の一例を示す図である。 実施の形態3における処理回路の別の一例を示す図である。
 <実施の形態1>
 実施の形態1におけるLED表示システム装置を説明する。
 (LED表示システムの構成)
 図1は、実施の形態1におけるLED表示システムの構成を示す図である。LED表示システムは、複数のLED表示装置100およびLED表示制御装置300を有する。
 複数のLED表示装置100は、マトリクス状に配列された全LED表示装置200を構成する。全LED表示装置200は、複数のLED表示装置100が配列されてなる配列体である。全LED表示装置200は、複数のLED表示装置100の各々が有する表示面が配列されてなる一画面を有する。実施の形態1において、全LED表示装置200は、水平方向に6台のLED表示装置100が配列され、かつ、垂直方向に6台のLED表示装置100が配列された構成を有する。また、ここでは、複数のLED表示装置100には、ID番号(ID=1~36)がそれぞれ付与されている。
 各LED表示装置100は、水平320画素×垂直180画素を有する。したがって、全LED表示装置200は、1920×1080画素からなるFull HDの一画面を有する。LED表示システムは、全LED表示装置200の一画面に、文字、図形および画像などを含む映像を表示することが可能である。
 LED表示制御装置300は、各LED表示装置100に映像信号を配信し、また、各LED表示装置100との間で制御信号を通信することによって、全LED表示装置200の一画面に映像を表示させる制御を行う。実施の形態1において、全LED表示装置200は3つのグループに分けられている。それぞれ1つのグループは12台のLED表示装置100を含む。各グループにおける12台のLED表示装置100は、LED表示制御装置300とディジーチェーン接続されている。LED表示制御装置300は、ディジーチェーン接続により、映像信号の配信および制御信号の通信を効率よく行うことができる。LED表示制御装置300は、例えば、LEDコントロールユニットである。
 図2は、実施の形態1における一のLED表示装置100の内部構成を示すブロック図である。LED表示装置100は、第1表示部1、第2表示部3、映像信号処理部6、第1駆動部2、通信部7、第2駆動部4、輝度測定部5、マイコン回路8、およびメモリ回路9を有する。また、図2には、LED表示装置100に関連する構成として、映像入力端子11および制御信号端子12が示されている。
 第1表示部1は、表示面に設けられる複数の第1LEDを有する。また、第1表示部1は、マトリクス状に配列される複数の画素を有する。第1表示部1は、全LED表示装置200の一画面の一部を構成する。図3は、実施の形態1における第1表示部1の構成を示す図である。第1表示部1は、320個の画素10が水平方向に配設され、180個の画素10が垂直方向に配設された構成を有する。実施の形態1において、1つの画素10は、赤(R)、緑(G)、青(B)でそれぞれ発光する3つの第1LED1Aを1組とする構成を有する。
 第2表示部3は、表示面とは異なる面に設けられる少なくとも1つの第2LEDを有する。表示面とは異なる面とは、例えば、表示面とは反対側に位置する背面である。図4は、実施の形態1における第2表示部3の構成を示す図である。第2表示部3は、2個の画素10が水平方向に配設され、垂直方向に2個の画素10が配設された構成を有する。第2表示部3における1つの画素10は、赤(R)、緑(G)、青(B)でそれぞれ発光する3つの第2LED3Aを1組として有する。第2表示部3は、LED表示システムが、第1表示部1の輝度の推移を予測するための表示を行う。
 実施の形態1において、第2表示部3の各第2LED3Aは、第1表示部1の各第1LED1Aと同じ駆動条件(例えば同じ駆動電流値)で同じ時間駆動した場合に、各第1LED1Aが示す輝度の推移と、同等の輝度の推移を示す。輝度の推移は、例えば初期輝度100%に対する現在の輝度の比率を示す輝度維持率、または、輝度維持率と逆の関係である輝度低下率(=100%-輝度維持率)などを含む。例えば、各第2LED3Aの輝度低下率は、各第1LED1Aの輝度低下率と同一、または同一視できる程度に類似している。各第1LED1Aと各第2LED3Aとは、例えば、製造ロットが同じLEDである。製造ロットが互いに同じLEDは、それぞれの輝度および波長などの特性が類似する。両者が同じ駆動電流で駆動された場合、それぞれの輝度低下率は同等である。
 映像入力端子11は、ディジーチェーン接続された前段のLED表示装置100またはLED表示制御装置300から映像信号を受け取る。なお、映像信号は、全LED表示装置200で表示されるべき映像の映像データを含む信号である。
 映像信号処理部6は、映像入力端子11で受けた映像信号に対して選択処理などの処理を行う。選択処理において、映像信号処理部6は、映像信号に含まれる映像のうち、自身が含まれるLED表示装置100が表示すべき映像領域を選択する。
 第1駆動部2は、映像信号に基づく第1駆動条件で、各第1LED1Aを駆動させる。ここでは、第1駆動条件は、各第1LED1AをPWM制御するためのデューティ比に関する条件を含む。第1駆動部2は、映像信号処理部6にて処理された信号に基づき、色ごとに各第1LED1AをPWM制御し、駆動させる。第1表示部1には、映像信号処理部6が選択した映像領域の映像が表示される。
 制御信号端子12は、ディジーチェーン接続された前段のLED表示装置100またはLED表示制御装置300から制御信号を受け取る。制御信号とは、例えば、輝度補正係数などの制御データを含む信号である。
 通信部7は、制御信号端子12などを介して、LED表示制御装置300と通信する。通信部7は、LED表示制御装置300から受信した制御信号をマイコン回路8に出力する。また、通信部7は、マイコン回路8から入力された制御信号をLED表示制御装置300に送信する。
 第2駆動部4は、予め定められた複数の第2駆動条件のうち一の第2駆動条件で、各第2LED3Aを駆動させる。ここでは、第2駆動条件は、各第2LED3AをPWM制御するためのデューティ比に関する条件を含む。第2駆動部4は、予め定められた3つのデューティ比のうち一のデューティ比で、各第2LED3AをPWM制御し、駆動させる。また、第2駆動部4は、複数のLED表示装置100が分けられた3つのグループごとに、異なる第2駆動条件で、各第2LED3Aを駆動させる。例えば、図1におけるID=1~12の各LED表示装置100における第2LED3Aは、デューティ比100%で駆動する。ID=13~24の各LED表示装置100における第2LED3Aは、デューティ比80%で駆動する。ID=25~36の各LED表示装置100における第2LED3Aは、デューティ比60%で駆動する。また、第2駆動部4は、常時、一の第2駆動条件で各第2LED3Aを駆動させる。
 輝度測定部5は、少なくとも1つの第2LED3Aの輝度を測定する。輝度測定部5は、例えば、受光素子を含む。輝度の測定結果は、マイコン回路8に出力される。
 マイコン回路8は、LED表示装置100の構成要素を統括的に制御する。実施の形態1では、マイコン回路8は、映像信号処理部6の制御、駆動部の制御、通信部7の制御、第2駆動部4の制御、輝度測定部5の制御および、メモリ回路9への読み出しおよび書き込みの制御を行う。
 メモリ回路9は、各種パラメータを記憶する。各種パラメータは、例えば、各第1LED1Aの輝度を補正するための係数である個別輝度補正係数、個別輝度補正係数によって補正された各第1LED1Aの輝度である補正輝度、その他の必要な設定値および調整値を含む。個別輝度補正係数とは、LED表示装置100ごとに個別に求められる輝度補正係数であって、各LED表示装置100における輝度ばらつきおよび色度ばらつきを補正するための輝度補正係数である。メモリ回路9は、工場出荷時における個別輝度補正係数の初期値および補正輝度の初期値を記憶している。
 図5は、実施の形態1におけるLED表示制御装置300の内部構成を示すブロック図である。LED表示制御装置300は、映像信号処理回路30、制御回路20および映像分割転送回路40を有する。また、図5には、LED表示制御装置300に関連する構成として、映像信号入力端子50、外部信号端子60、映像出力端子70および制御信号端子80が示されている。
 映像信号入力端子50は、外部から映像信号を受け取る。
 映像信号処理回路30は、映像信号入力端子50で受けた映像信号に、ガンマ補正などの処理を行う。
 外部信号端子60は、外部のPC(Personal Computer)などから、LED表示制御装置300および各LED表示装置100を制御するための制御信号を受け取る。
 制御回路20は、3つの制御信号端子80を介して、3つのグループの先頭の各LED表示装置100(ID=6,18,30)の制御信号端子12(図2)とそれぞれ接続されている。制御回路20は、複数のLED表示装置100に制御信号を送信したり、複数のLED表示装置100から制御信号を受信したりする。それにより、制御回路20は、全LED表示装置200を制御する。また、制御回路20は、外部信号端子60で受けた制御信号と、複数のLED表示装置100の各々の通信部7から送信された制御信号とに基づいて、映像信号の補正を制御する。
 映像分割転送回路40は、映像出力端子70を介して、3つのグループの先頭のLED表示装置100(ID=6,18,30)の映像入力端子11(図2)とそれぞれ接続されている。映像分割転送回路40は、制御回路20で補正された映像信号を、それぞれのグループに属するLED表示装置100が表示すべき映像に対応した3つの映像信号に分割する。映像分割転送回路40は、3つの映像信号を、それぞれ3つのグループのLED表示装置100に送信する。
 制御回路20は、点灯時間演算部24、パラメータ記憶部25、輝度低下特性演算部21、輝度補正部22、外部通信制御部26および内部通信制御部27を有する。また、輝度補正部22は、補正係数演算部23を有する。
 点灯時間演算部24は、全LED表示装置200が有する1920×1080画素における各第1LED1Aの累積点灯時間と平均デューティ比とを一定時間ごとに演算し記憶する。
 内部通信制御部27は、制御信号端子80で受けた制御信号に含まれるパラメータをパラメータ記憶部25に記憶させたり、外部通信制御部26、輝度補正部22または輝度低下特性演算部21に出力したりする。また、内部通信制御部27は、パラメータ記憶部25に記憶されたパラメータを制御信号端子80を介して複数のLED表示装置100に送信する。または、内部通信制御部27は、外部通信制御部26、輝度補正部22または輝度低下特性演算部21から入力されたパラメータ等を、制御信号端子80を介して複数のLED表示装置100に送信する。
 輝度低下特性演算部21は、複数のLED表示装置100から、それぞれ異なる第2駆動条件で駆動する第2LED3Aの輝度の測定結果を取得する。輝度低下特性演算部21は、第2LED3Aの累積点灯時間に対する輝度低下特性を、予め定められた複数の第2駆動条件ごとに演算して、複数の輝度低下特性を取得する。
 輝度補正部22は、映像信号処理回路30で処理された映像信号の輝度を補正する。輝度補正部22は、複数の輝度低下特性のうち一の輝度低下特性と各第1LED1Aの累積点灯時間とに基づいて、映像信号の輝度を複数の第1LED1Aごとに補正する。輝度補正部22は、例えば、一の輝度低下特性を、第1駆動条件に基づき選択する。つまり、輝度補正部22は、第1LED1Aの平均デューティ比に近いデューティ比で駆動された輝度低下特性を選択する。
 補正係数演算部23は、全LED表示装置200の一画面における輝度を均一に補正するための第1輝度補正係数を算出する。この際、補正係数演算部23は、各LED表示装置100における個別輝度補正係数に基づき、第1輝度補正係数を算出する。例えば、補正係数演算部23は、複数のLED表示装置100から取得する個別輝度補正係数と補正輝度とに基づき、一画面における輝度が均一になるように第1輝度補正係数を算出する。さらに、補正係数演算部23は、一の輝度低下特性における各第1LED1Aの累積点灯時間に基づいて、第1輝度補正係数を補正した第2輝度補正係数を算出する。輝度補正部22は、第2輝度補正係数によって、映像信号に含まれる映像の輝度を複数の第1LED1Aごとに補正する。
 外部通信制御部26は、外部制御端子で受けた制御信号に含まれるパラメータをパラメータ記憶部25に記憶したり、内部通信制御部27に出力したりする。また、外部通信制御部26は、パラメータ記憶部25に記憶されたパラメータ、または、内部通信制御部27から入力されたパラメータを、外部制御端子を介して外部に送信する。
 (LED表示システムの動作)
 実施の形態1におけるLED表示システムの動作および輝度補正方法について説明する。
 上述したようにメモリ回路9は、工場出荷時における個別輝度補正係数および補正輝度の初期値を記憶している。それら個別輝度補正係数および補正輝度の求め方を以下に説明する。個別輝度補正係数および補正輝度は、例えば、各画素10におけるR,GおよびBのそれぞれに対応する各第1LED1Aの輝度を測定することによって求められる。
 下記の式(1)は、個別輝度補正係数Cr(uh,uv),Cg(uh,uv),Cb(uh,uv)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、Yr(uh,uv),Yg(uh,uv),Yb(uh,uv)は、それぞれ第1LED1Aの補正前のR輝度、G輝度、B輝度である。uh(=0~319)は、一のLED表示装置100における水平画素位置であり、uv(=0~179)は、垂直画素位置である。個別輝度補正係数の算出過程において、Yr(uh,uv),Yg(uh,uv),Yb(uh,uv)は、例えば、一のLED表示装置100における全ての第1LED1Aが最大階調で点灯した際のR輝度、G輝度、B輝度である。また、Yr_min,Yg_min,Yb_minは、それらYr(uh,uv),Yg(uh,uv),Yb(uh,uv)のうちの最小の輝度に対応する。
 個別輝度補正係数によって補正された各第1LED1AのR,G,Bの輝度(補正輝度)は、それぞれYr_min,Yg_min,Yb_minに揃う。つまり、最小輝度よりも輝度が高い第1LED1Aの輝度が低下することにより、各LED表示装置100の表示面の輝度は均一化する。
 メモリ回路9は、個別輝度補正係数Cr(uh,uv),Cg(uh,uv),Cb(uh,uv)および補正輝度Yr_min,Yg_min,Yb_minを記憶する。マイコン回路8の制御により、通信部7は、メモリ回路9に記憶された個別輝度補正係数および輝度補正をLED表示制御装置300に送信する。
 次に、初期設置時のLED表示システムの輝度補正動作について説明する。
 LED表示制御装置300は、各LED表示装置100のID番号と、1920×1080画素の全体画面における画素10の座標位置とを関連付ける。下記の式(2)は、各LED表示装置100の左上に位置する画素10の座標IDn(h0,v0)を示す。nはID番号である。例えば、ID1(h0,v0)は、ID=1のLED表示装置の左上に位置する画素10の座標を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、hsize(=320)は、各LED表示装置100の水平画素数あり、vsize(=180)は、垂直画素数である。
 次にLED表示制御装置300は、各LED表示装置100から個別輝度補正係数および補正輝度を取得する。補正係数演算部23は、個別輝度補正係数および補正輝度に基づき1920×1080画素からなる全体画面の第1輝度補正係数を求める。より詳細には、補正係数演算部23は、補正輝度から求められる補正係数を、個別輝度補正係数に乗じて第1輝度補正係数を求める。
 各LED表示装置100における第1輝度補正係数Cr0(h,v),Cg0(h,v),Cb0(h,v)は、下記の式(3)から式(9)で示される。なお、式(3)から式(9)は、代表的なIDに対応するLED表示装置100の第1輝度補正係数を求める式を示している。以下の各式に示されていないIDに対応するLED表示装置100の第1輝度補正係数ついても同様に求められる。
 h(=0~1919)は水平方向の画素位置であり、v(=0~1079)は垂直方向の画素位置である。IDn_Cr(uh,uv),IDn_Cg(uh,uv),IDn_Cb(uh,uv)は、LED表示制御装置300が受信した各LED表示装置100の個別輝度補正係数である。IDnYr_min,IDnYg_min,IDnYb_minは、LED表示制御装置300が受信した各LED表示装置100の補正輝度である。Unit_Yr_min,Unit_Yg_min,Unit_Yb_minは、全LED表示装置200における補正輝度の最小値である。
 式(3)は、ID=1のLED表示装置100の各第1LED1A(h=0~319,v=0~179)に対する第1輝度補正係数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 式(4)は、ID=2のLED表示装置100の各第1LED1A(h=0~319,v=180~359)に対する第1輝度補正係数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 式(5)は、ID=6のLED表示装置100の各第1LED1A(h=0~319,v=900~1079)に対する第1輝度補正係数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 式(6)は、ID=7のLED表示装置100の各第1LED1A(h=320~639,v=0~179)に対する第1輝度補正係数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 式(7)は、ID=8のLED表示装置100の各第1LED1A(h=320~639,v=180~359)に対する第1輝度補正係数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 式(8)は、ID=12のLED表示装置100の各第1LED1A(h=320~639,v=900~1079)に対する第1輝度補正係数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 式(9)は、ID=36のLED表示装置100の各第1LED1A(h=1600~1919,v=180~359)に対する第1輝度補正係数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 式(3)から式(9)において、Unit_Yr_min/IDn_Yr_min,Unit_Yg_min/IDn_Yg_min,Unit_Yb_min/IDn_Yb_minが、上述した補正係数に相当する。補正係数演算部23は、上記の各式に示されるように、個別輝度補正係数に補正係数を乗じることによって第1輝度補正係数を求める。パラメータ記憶部25は、これら算出された第1輝度補正係数を記憶する。
 各LED表示装置100の表示面の輝度は、すでに個別輝度補正係数によって均一化可能である。輝度補正部22は、さらに第1輝度補正係数によって、全LED表示装置200の一画面の輝度を均一化することができる。上記の各式に示されるように、輝度補正部22は、全LED表示装置200の一画面における最少輝度値を、全LED表示装置200の輝度の基準値に設定することができる。このように、LED表示制御装置300は、第1輝度補正係数によって、複数のLED表示装置100間の輝度ばらつきおよび色度ばらつきを低減することができる。
 輝度補正部22は、さらなる輝度ばらつきの低減のため、第1輝度補正係数を補正した第2輝度補正係数により、各第1LED1Aの輝度を補正する。第2輝度補正係数は、全LED表示装置200の累積点灯時間と、各LED表示装置100内の第2表示部3の輝度測定結果とに基づいて、第1輝度補正係数が補正された輝度補正係数である。
 各LED表示装置100の第1駆動部2は、映像データ値に基づいて、複数の第1LED1AをPWM方式で駆動させる。それにより、複数の第1LED1Aの輝度が制御される。図6は、PWM制御におけるパルス幅のデューティ比の一例を示す図である。図6は、上から順に、基本周期、デューティ比100%の波形PW1、デューティ比80%の波形PW2、デューティ比60%の波形PW3を示す。ここでは、PWMの基本周期は、映像信号の1フレーム期間以下である。
 第1駆動部2は、映像信号に含まれる輝度の情報に基づいてデューティ比を変える、つまり各第1LED1Aの単位時間当たりの点灯期間および消灯期間を変える。第1駆動部2は、色ごとにデューティ比を変えることで、人の目が認識する色ごとの輝度を調整することができる。
 同様に、パルス幅のデューティ比の変更により、輝度の均一性の補正も可能である。この場合、輝度補正部22による輝度値の補正に従い、第1駆動部2が第1LED1Aごとに補正された輝度に対応するデューティ比で各第1LED1Aを駆動される。つまり単位時間当たりの点灯期間および消灯期間が変更される。その結果、各第1LED1Aは、補正された輝度で点灯する。
 LED表示システムは、第1表示部1の表示動作すなわち駆動と、第2表示部3の表示動作すなわち駆動とを並行して行う。一のLED表示装置100における各第1LED1Aおよび各第2LED3Aは同じような環境下で点灯し、両者の輝度低下率は互いに近付く。
 一方で、両者の累積点灯時間は異なる。複数の第1LED1Aの点灯は、第1表示部1に表示される画像に基づいて制御されるため、点灯していない時間が多い。一方、各第2LED3Aの点灯は、第1表示部1に表示する画像に基づくものではなく、予め定められた複数のデューティ比のうち一のデューティ比で、常時、制御される。つまり、各第2LED3Aは、常時、一定のデューティ比で点灯する。また、複数の第1LED1Aの点灯は、画像の輝度に基づいて制御されることから、画素10ごとに累積点灯時間が異なる。つまり、各第1LED1Aの累積点灯時間には差が生じる。
 図7は、実施の形態1におけるデューティ比ごとの輝度低下特性の一例を示す図である。ここでは、輝度低下特性とは、累積点灯時間と輝度低下率との関係のことである。図7は、それぞれデューティ比100%、80%、60%で第2LED3Aが点灯した場合の輝度低下率を示す。なお、図7の累積点灯時間の目盛には対数目盛が適用されている。デューティ比が高いほど、第2LED3Aの輝度が高くなるため、発光による温度上昇に伴う熱負荷が大きい。その結果、第2LED3Aの輝度低下率が大きくなる。また、デューティ比が低いほど、第2LED3Aの発光による温度上昇が小さくなる。温度上昇に伴う輝度低下が無視できるため、デューティ比の変化に依存する輝度低下率のバラツキが少なくなる。
 上述したように、第2LED3Aと第1LED1Aとは同様の輝度低下特性を有する。よって、第1LED1Aの輝度も、図7に示される輝度低下特性と同様に、累積点灯時間に応じて低下する。実施の形態1におけるLED表示システムは、各第1LED1Aの累積点灯時間に基づいて、各第1LED1Aの輝度を補正する。以下、このような補正動作、具体的には初期設置時の輝度補正後の輝度補正動作について詳細に説明する。
 実施の形態1において、LED表示システムは、以下のように第2LED3Aの駆動を制御する。ID=1~12のLED表示装置100における各第2LED3Aはデューティ比を100%で駆動し、ID=13~24のLED表示装置100における各第2LED3Aはデューティ比80%で駆動し、ID=25~36のLED表示装置100における第2LED3Aはデューティ比60%で駆動する。
 輝度測定部5が測定した第2LED3Aの輝度測定結果は、マイコン回路8に入力される。マイコン回路8は、第2LED3Aの輝度測定結果の初期値と現在の輝度測定結果から第2LED3Aの輝度低下率を算出する。複数のLED表示装置100の各々において、第2LED3Aの輝度低下率が算出される。
 輝度低下特性演算部21は、各LED表示装置100から通信部7を介して第2LED3Aの輝度低下率を取得する。つまり、輝度低下特性演算部は、それぞれが異なるデューティ比で駆動する第2LED3Aに対応する複数の輝度低下率を取得する。輝度低下特性演算部21は、各LED表示装置100の通電時間と輝度低下率とに基づき、輝度低下率テーブルを生成する。この際、輝度低下特性演算部21は、デューティ比ごとの輝度低下率テーブルを生成する。パラメータ記憶部25は、生成された輝度低下率テーブルを記憶する。輝度低下特性演算部21は輝度低下率テーブルを時間経過とともに随時更新し、パラメータ記憶部25はその更新された輝度低下率テーブルを記憶する。例えば、輝度低下特性演算部21は、1時間ごとに各LED表示装置100から輝度低下率を受信し、輝度低下率テーブルを更新する。実施の形態1において、1つのデューティ比に対し、12台のLED表示装置100が存在する。輝度低下特性演算部21は、12台のLED表示装置100から得られる12個の輝度低下率の平均値を算出し、デューティ比ごとの輝度低下率テーブルを生成する。
 点灯時間演算部24は、全LED表示装置200における全ての第1LED1Aの色ごとの平均デューティ比、累積点灯時間(Tr,Tg,Tb)およびLED表示装置100の累積通電時間を、一定の単位時間ごとに記憶する。点灯時間演算部24は、平均ディーティ比および累積点灯時間を、輝度補正部22の出力に基づいて求める。例えば、単位通電時間が1時間であり、かつ、単位通電時間におけるデューティ比が10%(つまり輝度レベルが10%)である場合、点灯時間演算部24は、1時間ごとに0.1時間の点灯時間を累積点灯時間に加算する。また、点灯時間演算部24は、各第1LED1Aの累積点灯時間を、LED表示装置100の累積通電時間で除算して平均デューティ比を算出する。
 補正係数演算部23は、点灯時間演算部24で求められた累積点灯時間と、パラメータ記憶部25に記憶されている輝度低下率テーブルに基づいて、全LED表示装置200の輝度維持率を求める。この際、補正係数演算部23は、色ごとに輝度維持率を求める。各画素10のR輝度維持率Pr(h,v)は、以下の式(10)から式(12)で求められる。各画素10のG輝度維持率Pg(h,v)は、以下の式(13)から式(15)で求められる。各画素10のB輝度維持率Pb(h,v)は、以下の式(16)から式(18)で求められる。
 ここで、FPr1(t)、FPg1(t)、FPb1(t)は、それぞれ、各第2表示部3の輝度測定結果から得られるデューティ比100%における累積点灯時間当たりのR輝度維持率、G輝度維持率、B輝度維持率である。同様に、FPr2(t),FPg2(t),FPb2(t)は、それぞれ、デューティ比80%におけるR輝度維持率、G輝度維持率、B輝度維持率である。同様に、FPr3(t),FPg3(t),FPb3(t)は、それぞれ、デューティ比60%におけるR輝度維持率、G輝度維持率、B輝度維持率である。
 また、Tr(h,v),Tg(h,v),Tb(h,v)は、それぞれ色ごとの第1LED1Aの累積点灯時間である。Dr(h,v),Dg(h,v),Db(h,v)は、それぞれ色ごとの第1LED1Aの平均デューティ比である。hは、水平画素位置(0~1919)であり、vは、垂直画素位置(0~1079)である。
 式(10)は、Dr(h,v)>80%の場合のR輝度維持率Pr(h,v)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 式(11)は、80%≧Dr(h,v)>60%の場合のR輝度維持率Pr(h,v)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 式(12)は、60%≧Dr(h,v)の場合のR輝度維持率Pr(h,v)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 式(13)は、Dg(h,v)>80%の場合のG輝度維持率Pg(h,v)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 式(14)は、80%≧Dg(h,v)>60%の場合のG輝度維持率Pg(h,v)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 式(15)は、60%≧Dg(h,v)の場合のG輝度維持率Pg(h,v)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 式(16)は、Db(h,v)>80%の場合のB輝度維持率Pb(h,v)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
 式(17)は、80%≧Db(h,v)>60%の場合のB輝度維持率Pb(h,v)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
 式(18)は、60%≧Db(h,v)の場合のB輝度維持率Pb(h,v)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
 前述のように複数の第1LED1Aが有する初期の輝度ばらつきを補正するため、LED表示システムは、第1輝度補正係数Cr0(h,v),Cg0(h,v),Cb0(h,v)による輝度補正を行う。この補正において、輝度維持率を考慮した実際の輝度の相対値は、下記の式(19)で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
 補正係数演算部23は、上記の式(19)を用いて実際の輝度の相対値Qr(h,v),Qg(h,v),Qb(h,v)を求める。そして、補正係数演算部23は、R,G,Bの全画素における、実際の輝度の相対値の最小値Qrgb_minを求める。さらに、補正係数演算部23は、第1LED1Aの初期の輝度ばらつきと、累積点灯時間による輝度低下とを補正するための第2輝度補正係数Cr1(h,v),Cg1(h,v),Cb1(h,v)を、下記の式(20)を用いて求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
 以上を小括すると、補正係数演算部23は、一のLED表示装置100の累積点灯時間に基づいて、一のLED表示装置100の複数の第1LED1Aのそれぞれの輝度維持率を求める。その際、補正係数演算部23は、第1LED1Aの色ごとに輝度維持率を求める。同様に、補正係数演算部23は、他のLED表示装置100の累積点灯時間と平均デューティ比(平均輝度)と各LED表示装置100で実際に計測される輝度低下率テーブルに基づいて、他のLED表示装置100の複数の第1LED1Aのそれぞれの各色の輝度維持率を求める。
 そして、補正係数演算部23は、第1輝度補正係数Cr0(h,v),Cg0(h,v),Cb0(h,v)を、一のLED表示装置100の輝度維持率と、他のLED表示装置100の輝度維持率とに基づいて、第2輝度補正係数Cr1(h,v),Cg1(h,v),Cb1(h,v)に変更する。輝度補正部22は、第2輝度補正係数に基づいて映像信号に含まれる映像データの輝度を補正する。
 補正係数演算部23は、第2輝度補正係数Cr1(h,v),Cg1(h,v),Cb1(h,v)の計算および輝度補正を、一定の時間周期(例えば100時間)ごとに実施してもよい。または、補正係数演算部23は、その計算および輝度補正を、輝度低下の発生時に実施してもよい。輝度低下の発生時とは、例えばQrgb_minが前回補正時のQrgb_minより10%以上低下した場合である。また、3つのグループごとに各第2LED3Aを駆動するためのデューティ比は100%、80%、60%の3種類に設定されたが、それに限定されるものではない。デューティ比は、2種類以上の任意のデューティ比であってもよい。
 (実施の形態1のまとめ)
 各第1LED1Aの点灯はデューティ比が必ずしも100%で駆動されるわけではない。複数のLED表示装置100における全ての第2LED3Aが、デューティ比100%で駆動した場合、LED表示システムは、第1表示部1における輝度低下率を正確に予想できなくなる。その結果、輝度低下の予測誤差が大きくなり、補正後の画面の輝度均一精度が悪くなる。
 これに対し、実施の形態1におけるLED表示システムは、複数のLED表示装置100ごとに、複数のデューティ比で各々の第2LED3Aが駆動する。LED表示システムは、画素10ごとの平均輝度から最も適切なデューティ比の輝度低下率テーブルを選択し補正を行う。その結果、輝度低下の予測誤差が小さくなり、補正後の輝度均一精度が向上する。
 また、輝度補正部22は、工場出荷時に予めパラメータ記憶部25に保存された輝度低下率テーブルによって輝度を補正することも可能である。しかし、第1LED1Aの輝度低下は環境温度等に依存して変化する。実施の形態1に示されるように、各LED表示装置100内に輝度測定用の第2表示部3が設けられることにより輝度補正の精度が向上する。
 一のLED表示装置100の中で、複数の第2LED3Aのそれぞれを異なるデューティ比で駆動した場合でも、同様に、デューティ比ごとの輝度低下率テーブルが得られる。しかし、各第2LED3Aの輝度測定シーケンスが複雑化する。実施の形態1における第2LED3Aは、一のLED表示装置100内では、一のデューティ比で駆動する。そして、LED表示制御装置300が、互いに異なるデューティ比で駆動する第2LED3Aの輝度測定結果を複数のLED表示装置100から収集し、複数の輝度低下特性を算出する。そのため、一のLED表示装置100における輝度測定シーケンスが簡略化できる。
 以上をまとめると、実施の形態1におけるLED表示システムは、マトリクス状に配置され、各々が有する表示面が配列されてなる一画面を有する複数のLED表示装置100と、複数のLED表示装置100の各々に映像信号を配信し、一画面に映像を表示させる制御を行うLED表示制御装置300と、を含む。複数のLED表示装置100の各々は、表示面に設けられる複数の第1LED1Aを含む第1表示部1と、表示面とは異なる面に設けられる少なくとも1つの第2LED3Aを含む第2表示部3と、少なくとも1つの第2LED3Aの輝度を測定する輝度測定部5と、映像信号に基づく第1駆動条件で、複数の第1LED1Aの各々を駆動させる第1駆動部2と、予め定められた複数の第2駆動条件のうち一の第2駆動条件で、少なくとも1つの第2LED3Aを駆動させる第2駆動部4と、を含む。LED表示制御装置300は、複数のLED表示装置100から、それぞれが異なる第2駆動条件で駆動する少なくとも1つの第2LED3Aの輝度の測定結果を取得し、少なくとも1つの第2LED3Aの累積点灯時間に対する輝度低下特性を、予め定められた複数の第2駆動条件ごとに演算して、複数の輝度低下特性を取得する輝度低下特性演算部21と、複数の輝度低下特性のうち一の輝度低下特性と複数の第1LED1Aの各々の累積点灯時間とに基づいて、映像信号に含まれる映像の輝度を複数の第1LED1Aごとに補正する輝度補正部22と、を含む。LED表示制御装置300は、複数のLED表示装置100に輝度補正後の映像信号を配信することにより、一画面に輝度補正後の映像を表示させる制御を行う。
 以上の構成により、LED表示システムは、映像等を表示する第1表示部1の輝度および色度の均一性を向上させる。
 また、実施の形態1におけるLED表示システムの輝度補正部22は、複数の輝度低下特性のうち一の輝度低下特性を、第1駆動条件に基づき選択する。
 以上の構成により、第1表示部1の輝度および色度の均一性が精度良く改善する。
 また、実施の形態1におけるLED表示システムにおいて、第1駆動条件は、複数の第1LED1AをPWM制御するためのデューティ比に関する条件を含む。予め定められた複数の第2駆動条件の各々は、少なくとも1つの第2LED3AをPWM制御するためのデューティ比に関する条件を含む。
 以上の構成により、LED表示システムは、デューティ比に起因する輝度および色度の均一性を正確に改善する。
 また、実施の形態1におけるLED表示システムの輝度補正部22は、一画面における複数の第1LED1Aの各々の輝度を均一に補正するための第1輝度補正係数を算出し、一の輝度低下特性における複数の第1LED1Aの各々の累積点灯時間に基づいて、第1輝度補正係数を補正した第2輝度補正係数をさらに算出する補正係数演算部23、を含む。輝度補正部22は、第2輝度補正係数によって、映像信号に含まれる映像の輝度を複数の第1LED1Aごとに補正する。
 以上の構成により、LED表示システムは、第1表示部1の輝度および色度の均一性を向上させる。
 また、実施の形態1におけるLED表示システムの少なくとも1つの第2LED3Aは、複数の第1LED1Aと同じ駆動条件で同じ時間駆動した場合に、複数の第1LED1Aが示す輝度低下特性と、同じ輝度低下特性を有する。
 以上の構成により、LED表示システムは、輝度低下特性を正確に求めることができ、第1表示部1の輝度および色度の均一性を正確に改善する。
 <実施の形態2>
 実施の形態1において、各LED表示装置100の第1駆動部2は、固定の駆動電流で各第1LED1Aを駆動させていた。実施の形態2におけるLED表示システムは、LED表示装置100の駆動電流を変更することによって、全LED表示装置200の輝度を補正する。
 実施の形態2におけるLED表示システムは、各第1LED1Aに流れる駆動電流を、高輝度モードと通常輝度モードとの2種類の間で切り替える。高輝度モードにおける駆動電流値は、通常輝度モードにおける駆動電流値よりも大きい。通常使用時は、通常輝度モードで運用され、緊急時等必要に応じて高輝度モードに切り替えて運用される。例えば、イベントなどで使用されていたLED表示システムの設置場所が明るい会場から別の暗い会場に移動された場合に、LED表示システムは上記のモードを切り替える。または、高輝度モードで点灯する第1表示部1の輝度が高過ぎて観察者にとっては見づらくなるような場合に、LED表示システムは上記のモードを切り替える。観察者にとっては見づらくなるような場合とは、例えば、第1表示部1に表示するコンテンツが暗いものから明るいものに変更された場合などが考えられる。
 LED表示システムが高輝度モードと通常輝度モードとの2つの設定にて輝度の調整を行う場合、第1駆動部2が複数の第1LED1Aの駆動電流値を同時に変化させることでそれらの輝度を調整する。一の輝度モードにおいて、複数の第1LED1Aの各々の駆動電流値は同じ値である。
 高輝度モードにおいては、第1LED1Aに流れる駆動電流が大きくなるため、第1LED1Aの温度上昇も大きくなる。そのため、累積点灯時間に対する輝度低下率が大きくなる。したがって、LED表示システムは、高輝度モードにおける第2LED3Aの輝度低下率と、通常輝度モードにおける第2LED3Aの輝度低下率をそれぞれ計測する必要がある。
 実施の形態2においては、LED表示システムは、以下のように各LED表示装置100を制御する。例えば、ID=1~6のLED表示装置100における第2LED3Aは、通常輝度モードかつデューティ比100%で駆動する。ID=7~12のLED表示装置100における第2LED3Aは、高輝度モードかつデューティ比100%で駆動する。ID=13~16のLED表示装置100における第2LED3Aは、通常輝度モードかつデューティ比80%で駆動する。ID=17~24のLED表示装置100における第2LED3Aは、高輝度モードかつデューティ比80%で駆動する。ID=25~30のLED表示装置100における第2LED3Aは、通常輝度モードかつデューティ比60%で駆動する。ID=31~36のLED表示装置100における第2LED3Aは、高輝度モードかつデューティ比60%で駆動する。
 輝度低下特性演算部21は、各LED表示装置100から通信部7を介して第2LED3Aの輝度低下率を取得する。輝度低下特性演算部21は、各LED表示装置100の通電時間と輝度低下率とに基づき、高輝度モード時および通常輝度モード時の輝度低下率テーブルを生成する。この際、輝度低下特性演算部21は、デューティ比ごとの輝度低下率テーブルを生成する。パラメータ記憶部25は、生成された輝度低下率テーブルを記憶する。輝度低下特性演算部21は、デューティ比ごとの輝度低下率テーブルを時間経過とともに随時更新する。例えば、輝度低下特性演算部21は、1時間ごとに各LED表示装置100から輝度低下率を受信し、輝度低下率テーブルを更新する。1つのデューティ比に対し、6台のLED表示装置100が存在する。輝度低下特性演算部21は、6台のLED表示装置100から得られる6個の輝度低下率の平均値を算出し、輝度低下率テーブルを生成する。
 高輝度モードまたは通常輝度モードに運用を固定して駆動部に駆動電流を切り替えない場合の輝度補正方法は実施の形態1と同等であるため説明を省略する。
 次にLED表示システムが行う輝度の補正動作を説明する。ここでは、LED表示システムの運用途中で、第1表示部1の明るさを調整する場合の、LED表示システムが行う輝度の補正動作について説明する。
 補正係数演算部23は、点灯時間演算部24で求められた累積点灯時間と、パラメータ記憶部25に記憶されている輝度低下率テーブルに基づいて、全LED表示装置200の輝度低下率を求める。この際、補正係数演算部23は、色ごとに輝度低下率を求める。
 図8は、実施の形態2における通常輝度モードおよび高輝度モードにおける輝度低下特性の一例を示す図である。点灯時間の増加とともに、第2LED3Aの輝度低下率は大きくなる。前述したように、高輝度モードにおける駆動電流値は、通常輝度モードにおける駆動電流値よりも大きい。そのため、温度上昇に伴う熱負荷も大きい。高輝度モードで点灯する第2LED3Aの輝度低下率は、通常輝度モードで点灯する第2LED3Aのそれよりも大きい。
 前述したように、両者の駆動電流値が同じ値である場合、第1表示部1の各第1LED1Aは、各第2LED3Aの輝度低下率と同一視できる程度に類似した輝度低下特性を有する。
 各第1LED1Aの輝度は、累積点灯時間とともに低下する。また、高輝度モードから通常輝度モードに切り替わった場合、各第1LED1Aの輝度低下特性は、高輝度モードの輝度低下特性から、通常輝度モードの輝度低下特性に移行する。互いの累積点灯時間が同じであっても、通常輝度モードの輝度低下率は、高輝度モードの輝度低下率とは異なる。よって、輝度補正部22が、移行時に、単純に同じ累積点灯時間が経過した通常輝度モードの輝度低下率に基づき第1LED1Aの輝度を補正した場合、実際の第1LED1Aの輝度低下率の進行程度とは異なる補正結果を得る。つまり、輝度補正部22は、正確に輝度補正をすることができない。
 そこで、実施の形態2におけるLED表示システムは、輝度モードを変更する直前の高輝度モードにおける累積点灯時間を、それに対応する通常輝度モードの累積点灯時間に変換する。この変換により、LED表示システムは、第1LED1Aの輝度低下率を正確に予測ができるため、第1表示部1の輝度ばらつきおよび色度ばらつきを低減することができる。
 図9は、実施の形態2における輝度モードが切り替わる場合の輝度低下特性の一例を示す図である。なお、図9は、一例として、デューティ比100%時に対する累積点灯時間の各輝度低下率のみを表示している。
 第1LED1Aが高輝度モードで点灯し、かつ、累積点灯時間T0が10K時間である場合、輝度低下率は20%である。T0=10K時間にて、高輝度モードから通常輝度モードに切り替わる。補正係数演算部23は、通常輝度モードの輝度低下率を示すグラフにおいて、輝度低下率20%を示す累積点灯時間T1を算出する。つまり、補正係数演算部23は、高輝度モードにおける輝度低下率に対応する輝度低下率が得られる通常輝度モードの累積点灯時間を算出する。ここでは、T1は20K時間である。高輝度モードから通常輝度モードに切り替わっても、輝度モードごとの輝度低下特性は略等しい。よって、累積点灯時間が10K時間以降において、第1LED1Aの輝度は、累積点灯時間T1=20K時間以降の通常輝度モードの輝度低下特性に沿って低下が進行する。
 すなわち、第1LED1Aが、高輝度モードで10K時間、その後通常輝度モードで100時間、点灯した場合、第1LED1Aは、通常輝度モードのみで20K時間+100時間、点灯した場合の輝度低下率を示す。補正係数演算部23は、通常輝度モードで20K時間+100時間、点灯した場合の輝度低下率を用いて、第2輝度補正係数を求める。
 ここでは、式(10)に対応するR輝度維持率Pr(h,v)を求める例を示す。R輝度維持率Pr(h,v)は、以下の式(21)から式(23)で示される。以下の各式において、FPrh1(t)は、高輝度モードかつデューティ比100%における累積点灯時間当たりのR輝度維持率である。FPrn1(t)は、通常輝度モードかつデューティ比100%における累積点灯時間当たりのR輝度維持率である。Prh(h,v)は、高輝度モードにおける画素10ごとのR輝度維持率である。Prn(h,v)は、通常輝度モードにおけるR輝度維持率である。
 式(21)は、Dr(h,v)=100%の場合の高輝度モードにおけるR輝度維持率(h,v)を示す。ただし、t0は高輝度モードにおける累積点灯時間である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
 式(22)は、高輝度モードから通常輝度モードに切り替わった場合の通常輝度モードにおけるR輝度維持率(h,v)を示す。補正係数演算部23は、式(22)を満たすT1を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
 式(23)は、通常輝度モードに切り替わった後におけるR輝度維持率(h,v)を示す。t1は、通常輝度モードに切り替わった後における累積点灯時間である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
 なお、第2表示部3の第2LED3Aを駆動する輝度モードは、高輝度モードおよび通常輝度モードなど2種類の輝度モードに限定されるものではない。LED表示システムは、複数のLED表示装置100が有するそれぞれの第2LED3Aを3種類以上の輝度モードで駆動してもよい。
 (実施の形態2のまとめ)
 第1LED1Aの点灯制御が高輝度モードから通常輝度モードへと切り替わった場合、輝度モードの切り替え後の第1LED1Aの累積点灯時間の算出に誤差が生じる。そのため、第1LED1Aの輝度補正の精度が悪化し、第1表示部1の表示に輝度のばらつきが発生する。
 これに対し、実施の形態2におけるLED表示システムは、輝度モードを変更する際に、輝度モード変更前の累積点灯時間を、輝度モード変更後の累積点灯時間に変換する。それにより、LED表示システムは、第1LED1Aの輝度維持率を正確に予測ができるため、第1表示部1の輝度ばらつきおよび色度ばらつきを低減することができる。
 また、輝度補正部22は、工場出荷時に予めパラメータ記憶部25に保存された輝度低下率テーブルによって輝度を補正することも可能である。しかし、第1LED1Aの輝度低下は環境温度等に依存して変化する。実施の形態2に示されるように、各LED表示装置100内に輝度測定用の第2表示部3が設けられることにより輝度補正の精度が向上する。
 一のLED表示装置100の中で、複数の第2LED3Aのそれぞれを異なる輝度モード(駆動電流値)および異なるデューティ比で駆動した場合でも、同様に、輝度モードごとおよびデューティ比ごとの輝度低下率テーブルが得られる。しかし、各第2LED3Aの輝度測定シーケンスが複雑化する。実施の形態2における第2LED3Aは、一のLED表示装置100内では、一の輝度モード(一の駆動電流値)およびデューティ比で駆動する。そして、LED表示制御装置300が、互いに異なるデューティ比で駆動する第2LED3Aの輝度測定結果を複数のLED表示装置100から収集し、複数の輝度低下特性を算出する。そのため、一のLED表示装置100における輝度測定シーケンスが簡略化できる。
 以上をまとめると、実施の形態3におけるLED表示システムにおける第1駆動条件は、複数の第1LED1Aを駆動するための駆動電流に関する条件を含む。予め定められた複数の第2駆動条件の各々は、少なくとも1つの第2LED3Aを駆動するための駆動電流に関する条件を含む。
 このような構成により、LED表示システムは、運用途中で第1表示部1の輝度を第1LED1Aの駆動電流を変化させて調整した場合であっても、輝度および色度の均一性を精度よく改善する。
 <実施の形態3>
 実施の形態3におけるLED表示システムは、実施の形態1または2に記載のLED表示システムの上位概念である。つまり、実施の形態1または2に記載のLED表示システムは、実施の形態3のLED表示システムが有する各構成を含む。なお、実施の形態1または2と同様の構成および動作については説明を省略する。
 図10は、実施の形態3における一のLED表示装置100の内部構成を示すブロック図である。LED表示装置100は、第1表示部1、第1駆動部2、第2表示部3、第2駆動部4および輝度測定部5を有する。
 第1表示部1は、表示面に設けられる複数の第1LEDを含む。第1駆動部2は、映像信号に基づく第1駆動条件で、複数の第1LEDの各々を駆動させる。映像信号は、例えば、映像分割転送回路40を介して後述するLED表示制御装置301から入力される。
 第2表示部3は、表示面とは異なる面に設けられる少なくとも1つの第2LEDを含む。第2駆動部4は、予め定められた複数の第2駆動条件のうち一の第2駆動条件で、少なくとも1つの第2LEDを駆動させる。輝度測定部5は、少なくとも1つの第2LEDの輝度を測定する。輝度測定部5は、例えば、その測定結果を内部通信制御装置27Aを介してLED表示制御装置301に出力する。内部通信制御装置27Aの構成および機能は、実施の形態1における内部通信制御部27と同様である。
 図11は、実施の形態3におけるLED表示制御装置301の内部構成を示すブロック図である。LED表示制御装置301は、輝度低下特性演算部21および輝度補正部22を有する。
 輝度低下特性演算部21は、複数のLED表示装置100から、それぞれが異なる第2駆動条件で駆動する少なくとも1つの第2LEDの輝度の測定結果を取得する。輝度低下特性演算部21は、例えば、輝度測定結果を、内部通信制御装置27Aを介して取得する。輝度低下特性演算部21は、少なくとも1つの第2LEDの各々の累積点灯時間に対する輝度低下特性を、予め定められた複数の第2駆動条件ごとに演算して、複数の輝度低下特性を取得する。
 輝度補正部22は、複数の輝度低下特性のうち一の輝度低下特性と複数の第1LEDの各々の累積点灯時間とに基づいて、映像信号に含まれる映像の輝度を複数の第1LEDごとに補正する。LED表示制御装置301は、複数のLED表示装置100の各々の第1駆動部2に輝度補正後の映像信号を配信することにより、一画面に輝度補正後の映像を表示させる制御を行う。LED表示制御装置301は、例えば、輝度補正後の映像信号を、映像分割転送回路40を介して各第1駆動部2に配信する。なお、輝度補正前の映像信号は、例えば、映像信号処理回路30から入力される。
 図12はLED表示制御装置301が有する処理回路90の一例を示す図である。輝度低下特性演算部21および輝度補正部22の各機能は、処理回路90により実現される。すなわち、処理回路90は、輝度低下特性演算部21および輝度補正部22を有する。
 処理回路90が専用のハードウェアである場合、処理回路90は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせた回路等である。輝度低下特性演算部21および輝度補正部22の各機能は、複数の処理回路により個別に実現されてもよいし、1つの処理回路によりまとめて実現されてもよい。
 図13はLED表示制御装置301が有する処理回路の別の一例を示す図である。処理回路は、プロセッサ91とメモリ92とを有する。プロセッサ91がメモリ92に格納されるプログラムを実行することにより、輝度低下特性演算部21および輝度補正部22の各機能が実現される。例えば、プログラムとして記述されたソフトウェアまたはファームウェアがプロセッサ91により実行されることにより各機能が実現される。すなわち、LED表示制御装置301は、プログラムを格納するメモリ92と、そのプログラムを実行するプロセッサ91とを有する。
 プログラムには、LED表示制御装置301が、複数のLED表示装置100から、それぞれが異なる第2駆動条件で駆動する少なくとも1つの第2LEDの輝度の測定結果を取得し、少なくとも1つの第2LEDの各々の累積点灯時間に対する輝度低下特性を、予め定められた複数の第2駆動条件ごとに演算して、複数の輝度低下特性を取得し、複数の輝度低下特性のうち一の輝度低下特性と複数の第1LEDの各々の累積点灯時間とに基づいて、映像信号に含まれる映像の輝度を複数の第1LEDごとに補正し、複数のLED表示装置100の各々の第1駆動部2に輝度補正後の映像信号を配信することにより、一画面に輝度補正後の映像を表示させる制御を行う機能が記述されている。また、プログラムは、輝度低下特性演算部21および輝度補正部22の手順または方法をコンピュータに実行させるものである。
 プロセッサ91は、例えば、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)等である。メモリ92は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。または、メモリ92は、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD等、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。
 上述した輝度低下特性演算部21および輝度補正部22の各機能は、一部が専用のハードウェアによって実現され、他の一部がソフトウェアまたはファームウェアにより実現されてもよい。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現する。
 なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
 本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
 1 第1表示部、1A 第1LED、2 第1駆動部、3 第2表示部、3A 第2LED、4 第2駆動部、5 輝度測定部、21 輝度低下特性演算部、22 輝度補正部、23 補正係数演算部、100 LED表示装置、101 LED表示装置、300 LED表示制御装置、301 LED表示制御装置。

Claims (8)

  1.  マトリクス状に配置され、各々が有する表示面が配列されてなる一画面を有する複数のLED表示装置(100,101)と、
     前記複数のLED表示装置(100,101)に映像信号を配信し、前記一画面に映像を表示させる制御を行うLED表示制御装置(300,301)と、を備え、
     前記複数のLED表示装置(100,101)の各々は、
     前記表示面に設けられる複数の第1LED(1A)を含む第1表示部(1)と、
     前記表示面とは異なる面に設けられる少なくとも1つの第2LED(3A)を含む第2表示部(3)と、
     前記少なくとも1つの第2LED(3A)の輝度を測定する輝度測定部(5)と、
     前記映像信号に基づく第1駆動条件で、前記複数の第1LED(1A)の各々を駆動させる第1駆動部(2)と、
     予め定められた複数の第2駆動条件のうち一の第2駆動条件で、前記少なくとも1つの第2LED(3A)を駆動させる第2駆動部(4)と、を含み、
     前記LED表示制御装置(300,301)は、
     前記複数のLED表示装置(100,101)から、それぞれが異なる第2駆動条件で駆動する前記少なくとも1つの第2LED(3A)の前記輝度の測定結果を取得し、前記少なくとも1つの第2LED(3A)の累積点灯時間に対する輝度低下特性を、前記予め定められた複数の第2駆動条件ごとに演算して、複数の輝度低下特性を取得する輝度低下特性演算部(21)と、
     前記複数の輝度低下特性のうち一の輝度低下特性と、前記複数の第1LED(1A)の各々の累積点灯時間とに基づいて、前記映像信号に含まれる前記映像の輝度を前記複数の第1LED(1A)ごとに補正する輝度補正部(22)と、を含み、
     前記LED表示制御装置(300,301)は、
     前記複数のLED表示装置(100,101)に輝度補正後の前記映像信号を配信することにより、前記一画面に輝度補正後の前記映像を表示させる制御を行う、LED表示システム。
  2.  前記輝度補正部(22)は、
     前記複数の輝度低下特性のうち前記一の輝度低下特性を、前記第1駆動条件に基づき選択する、請求項1に記載のLED表示システム。
  3.  前記第1駆動条件は、前記複数の第1LED(1A)をPWM制御するためのデューティ比に関する条件を含み、
     前記予め定められた複数の第2駆動条件は、前記少なくとも1つの第2LED(3A)をPWM制御するためのデューティ比に関する条件を含む、請求項1または請求項2に記載のLED表示システム。
  4.  前記第1駆動条件は、前記複数の第1LED(1A)を駆動するための駆動電流に関する条件を含み、
     前記予め定められた複数の第2駆動条件は、前記少なくとも1つの第2LED(3A)を駆動するための駆動電流に関する条件を含む、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のLED表示システム。
  5.  前記輝度補正部(22)は、
     前記一画面における前記複数の第1LED(1A)の各々の輝度を均一に補正するための第1輝度補正係数を算出し、前記一の輝度低下特性における前記複数の第1LED(1A)の各々の累積点灯時間に基づいて、前記第1輝度補正係数を補正した第2輝度補正係数をさらに算出する補正係数演算部(23)、を含み、
     前記輝度補正部(22)は、
     前記第2輝度補正係数によって、前記映像信号に含まれる前記映像の輝度を前記複数の第1LED(1A)ごとに補正する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のLED表示システム。
  6.  前記少なくとも1つの第2LED(3A)は、前記複数の第1LED(1A)と同じ駆動条件で同じ時間駆動した場合に、前記複数の第1LED(1A)が示す輝度低下特性と、同じ輝度低下特性を有する、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のLED表示システム。
  7.  マトリクス状に配置され、各々が有する表示面が配列されてなる一画面を有する複数のLED表示装置(100,101)と、前記複数のLED表示装置(100,101)に映像信号を配信し、前記一画面に映像を表示させる制御を行うLED表示制御装置(300,301)と、を備えるLED表示システムにおける一のLED表示装置(100,101)であって、
     前記表示面に設けられる複数の第1LED(1A)を含む第1表示部(1)と、
     前記表示面とは異なる面に設けられる少なくとも1つの第2LED(3A)を含む第2表示部(3)と、
     前記少なくとも1つの第2LED(3A)の輝度を測定する輝度測定部(5)と、
     前記映像信号に基づく第1駆動条件で、前記複数の第1LED(1A)の各々を駆動させる第1駆動部(2)と、
     予め定められた複数の第2駆動条件のうち一の第2駆動条件で、前記少なくとも1つの第2LED(3A)を駆動させる第2駆動部(4)と、を備え、
     前記LED表示制御装置(300,301)は、
     前記複数のLED表示装置(100,101)から、それぞれが異なる第2駆動条件で駆動する前記少なくとも1つの第2LED(3A)の前記輝度の測定結果を取得し、前記少なくとも1つの第2LED(3A)の累積点灯時間に対する輝度低下特性を、前記予め定められた複数の第2駆動条件ごとに演算して、複数の輝度低下特性を取得する輝度低下特性演算部(21)と、
     前記複数の輝度低下特性のうち一の輝度低下特性と、前記複数の第1LED(1A)の各々の累積点灯時間とに基づいて、前記映像信号に含まれる前記映像の輝度を前記複数の第1LED(1A)ごとに補正する輝度補正部(22)と、を含み、
     前記LED表示制御装置(300,301)は、
     前記複数のLED表示装置(100,101)に輝度補正後の前記映像信号を配信することにより、前記一画面に輝度補正後の前記映像を表示させる制御を行う、LED表示装置(100,101)。
  8.  マトリクス状に配置され、各々が有する表示面が配列されてなる一画面を有する複数のLED表示装置(100,101)と、前記複数のLED表示装置(100,101)に映像信号を配信し、前記一画面に映像を表示させる制御を行うLED表示制御装置(300,301)と、を備えるLED表示システムにおける前記LED表示制御装置(300,301)であって、
     前記複数のLED表示装置(100,101)の各々は、
     前記表示面に設けられる複数の第1LED(1A)を含む第1表示部(1)と、
     前記表示面とは異なる面に設けられる少なくとも1つの第2LED(3A)を含む第2表示部(3)と、
     前記少なくとも1つの第2LED(3A)の輝度を測定する輝度測定部(5)と、
     前記映像信号に基づく第1駆動条件で、前記複数の第1LED(1A)の各々を駆動させる第1駆動部(2)と、
     予め定められた複数の第2駆動条件のうち一の第2駆動条件で、前記少なくとも1つの第2LED(3A)を駆動させる第2駆動部(4)と、を含み、
     前記LED表示制御装置(300,301)は、
     前記複数のLED表示装置(100,101)から、それぞれが異なる第2駆動条件で駆動する前記少なくとも1つの第2LED(3A)の前記輝度の測定結果を取得し、前記少なくとも1つの第2LED(3A)の累積点灯時間に対する輝度低下特性を、前記予め定められた複数の第2駆動条件ごとに演算して、複数の輝度低下特性を取得する輝度低下特性演算部(21)と、
     前記複数の輝度低下特性のうち一の輝度低下特性と、前記複数の第1LED(1A)の各々の累積点灯時間とに基づいて、前記映像信号に含まれる前記映像の輝度を前記複数の第1LED(1A)ごとに補正する輝度補正部(22)と、を備え、
     前記複数のLED表示装置(100,101)に輝度補正後の前記映像信号を配信することにより、前記一画面に輝度補正後の前記映像を表示させる制御を行う、LED表示制御装置(300,301)。
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