WO2020245981A1

WO2020245981A1 - Ｌｅｄ表示システムおよびｌｅｄ表示装置

Info

Publication number: WO2020245981A1
Application number: PCT/JP2019/022549
Authority: WO
Inventors: 勲米岡; 浅村　吉範
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2020-12-10

Abstract

本発明は、各ＬＥＤの輝度のばらつきを低減することが可能なＬＥＤ表示システムおよびＬＥＤ表示装置を提供することを目的とする。本発明によるＬＥＤ表示システムは、複数のＬＥＤ表示装置と、各ＬＥＤ表示装置の表示の制御を行う表示制御装置とを備える。各ＬＥＤ表示装置が備える各ＬＥＤ表示基板は、当該各ＬＥＤ表示基板を識別する基板識別情報、および各ＬＥＤの累積点灯時間を記憶する基板記憶部を備える。表示制御装置は、各ＬＥＤ表示基板の基板記憶部から読み出した基板識別情報と、制御記憶部に記憶した基板識別情報とに基づいてＬＥＤ表示基板が交換されたか否かを判断し、交換されたと判断したＬＥＤ表示基板の基板記憶部から累積点灯時間を読み出して累積点灯時間記憶部に記憶した累積点灯時間を更新する。

Description

ＬＥＤ表示システムおよびＬＥＤ表示装置

　マトリクス状に配置され、それぞれの表示エリアを合わせて一画面を構成する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示装置と、各ＬＥＤ表示装置の表示エリアを構成する複数のＬＥＤの点灯を制御する表示制御装置とを備えるＬＥＤ表示システムに関し、特に、各ＬＥＤの輝度を制御する技術に関する。

　複数のＬＥＤを画素として用いるＬＥＤ表示装置は、ＬＥＤに関する技術発展および低コスト化によって、屋内外における広告表示などに多く使用されている。従来のＬＥＤ表示装置は、自然画像またはアニメーションなどの動画像を表示することが主であった。

　一方、近年のＬＥＤ表示装置は、画素ピッチの狭ピッチ化に伴って視認距離が短くなり、屋内では会議または監視などにも使用されている。特に、ＬＥＤ表示装置を監視に使用する場合、ＬＥＤ表示装置は、例えばパソコンなどから入力される静止画に近い画像を表示することが多くなっている。しかし、ＬＥＤは、点灯時間が長くなるに従って輝度が低下する。従って、画像の内容によってＬＥＤ表示装置の各ＬＥＤの輝度低下率が異なるため、結果的に画素ごとに輝度のばらつきが生じる。また、輝度のばらつきが生じると、色のばらつきも生じる。

　上記の問題の対策として、従来、各ＬＥＤの輝度を検出して輝度データを補正する技術、あるいは各ＬＥＤの累積点灯時間に応じて、予め測定した輝度補正係数に基づいて各ＬＥＤの輝度を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平１１－１５４３７号公報特開２００６－３３０１５８号公報

　ＬＥＤ表示装置は、例えば１６０×１８０画素を構成するＬＥＤ表示基板を２×２のマトリクス状に配置した３２０×３６０画素を有するＬＥＤ表示装置として構成される。そして、このＬＥＤ表示装置を、例えば６×３のマトリクス状に配置することによって、全体として１９２０×１０８０画素を有するＬＥＤ表示ユニットを構成する。なお、１９２０×１０８０画素はＦｕｌｌＨＤ（Full High Definition）とも呼ばれる。

　また、ＬＥＤ表示ユニットと、当該ＬＥＤ表示ユニットを構成する各ＬＥＤ表示装置に映像信号を分割して配信する表示制御装置とによってＬＥＤ表示システムを構成する。各ＬＥＤの点灯時間の違いによって生じる輝度および色のばらつきを低減する方法としては、各ＬＥＤの点灯時間を積算し、当該積算した点灯時間である累積点灯時間に応じて輝度を補正する方法がある。

　各ＬＥＤの点灯時間の積算および輝度の補正をＬＥＤ表示装置で行うためには、ＬＥＤの輝度を補正するときに用いられる輝度補正係数を算出するために、全画素を構成する各ＬＥＤの累積点灯時間を全てのＬＥＤ表示装置が共有する必要がある。この場合、回路の集約およびコストの低減を図るために、点灯時間を積算する積算回路および輝度補正係数を算出する輝度補正係数算出回路を一括して表示制御装置に搭載することが効率的である。しかし、画素欠陥などの故障が生じて、ＬＥＤ表示基板の交換、または修理後のＬＥＤ表示基板を再利用する場合は、交換されたＬＥＤ表示装置と表示制御装置とのそれぞれで管理される累積点灯時間および輝度補正係数が整合せず、ＬＥＤの輝度が正しく補正されない場合がある。その結果、各ＬＥＤの輝度のばらつきを低減することができないという問題が生じる。

　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、各ＬＥＤの輝度のばらつきを低減することが可能なＬＥＤ表示システムおよびＬＥＤ表示装置を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するために、本発明によるＬＥＤ表示システムは、マトリクス状に配置され、それぞれの表示エリアを合わせて一画面を構成する複数のＬＥＤ表示装置と、各ＬＥＤ表示装置の表示の制御を行う表示制御装置とを備えるＬＥＤ表示システムであって、各ＬＥＤ表示装置は、それぞれに複数のＬＥＤをマトリクス状に配置した複数のＬＥＤ表示基板と、表示制御装置から配信された映像信号を入力する映像信号入力部と、映像信号入力部に入力された映像信号に基づいて、各ＬＥＤの点灯を制御するＬＥＤ駆動部とを備え、各ＬＥＤ表示基板は、当該各ＬＥＤ表示基板を識別する基板識別情報、および各ＬＥＤの累積点灯時間を記憶する基板記憶部を備え、表示制御装置は、各ＬＥＤ表示装置に映像信号を配信する映像信号配信部と、各ＬＥＤ表示装置と通信を行う通信部と、各ＬＥＤ表示基板の基板識別情報と、一画面における各ＬＥＤ表示基板に相当する表示エリアとを対応付けて記憶する制御記憶部と、各ＬＥＤの累積点灯時間を記憶する累積点灯時間記憶部と、各ＬＥＤの累積点灯時間と、予め定められた各ＬＥＤの累積点灯時間と輝度との関係を示す輝度低下率とに基づいて、各ＬＥＤの輝度の補正係数を算出する補正係数算出部と、補正係数算出部が算出した各ＬＥＤの輝度の補正係数に基づいて、映像信号の輝度を補正する輝度補正部とを備え、通信部は、累積点灯時間記憶部に記憶した累積点灯時間を、制御記憶部に記憶した基板識別情報に基づいて各ＬＥＤ表示基板の基板記憶部に書き込み、通信部は、各ＬＥＤ表示基板の基板記憶部から読み出した基板識別情報と、制御記憶部に記憶した基板識別情報とに基づいてＬＥＤ表示基板が交換されたか否かを判断し、交換されたと判断したＬＥＤ表示基板の基板記憶部から累積点灯時間を読み出して累積点灯時間記憶部に記憶した累積点灯時間を更新する。

　本発明によると、ＬＥＤ表示システムは、各ＬＥＤ表示基板の基板記憶部が、当該各ＬＥＤ表示基板を識別する基板識別情報、および各ＬＥＤの累積点灯時間を記憶し、各ＬＥＤ表示基板の基板記憶部から読み出した基板識別情報と、制御記憶部に記憶した基板識別情報とに基づいてＬＥＤ表示基板が交換されたか否かを判断し、交換されたと判断したＬＥＤ表示基板の基板記憶部から累積点灯時間を読み出して累積点灯時間記憶部に記憶した累積点灯時間を更新するため、各ＬＥＤの輝度のばらつきを低減することが可能となる。

　本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の実施の形態によるＬＥＤ表示システムの構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態によるＬＥＤ表示装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態による表示制御装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態によるＰＷＭ駆動を説明するための図である。本発明の実施の形態によるＰＷＭ駆動を説明するための図である。本発明の実施の形態によるＰＷＭ駆動を説明するための図である。本発明の実施の形態によるＬＥＤの累積点灯時間と輝度低下率との関係の一例を示す図である。本発明の実施の形態によるＬＥＤ表示ユニットの表示エリアとＬＥＤ表示装置の位置との関係の一例を示す図である。本実施の形態によるＬＥＤ表示ユニットの表示エリアとＬＥＤ表示基板との関係を示す管理情報の一例を示す図である。本発明の実施の形態によるＬＥＤの累積点灯時間と輝度低下率との関係の一例を示す図である。本発明の実施の形態によるＬＥＤ表示基板の交換時におけるＬＥＤ表示システムの動作の一例を示すフローチャートである。

　本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。

　＜実施の形態＞
　＜ＬＥＤ表示システムの構成＞
　図１は、本実施の形態によるＬＥＤ表示システム３００の全体的な構成の一例を示すブロック図である。

　図１に示すように、ＬＥＤ表示システム３００は、ＬＥＤ表示ユニット１０１と、表示制御装置２００とを備えている。ＬＥＤ表示ユニット１０１は、表示制御装置２００から配信された映像信号に基づいて映像を表示する。

　ＬＥＤ表示ユニット１０１は、複数のＬＥＤ表示装置１００を備えている。各ＬＥＤ表示装置１００は、例えば後述の図２に示すような複数のＬＥＤ表示基板２を有しており、当該複数のＬＥＤ表示基板２で一の表示エリアを構成する。そして、各ＬＥＤ表示装置１００の表示エリアを合わせて、ＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面を構成する。換言すれば、表示制御装置２００から配信された映像は、ＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面に表示される。各ＬＥＤ表示装置１００の表示エリアは、ＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面の一部に相当する。図１の例では、ＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面は、水平方向に６個のＬＥＤ表示装置１００×垂直方向に３個のＬＥＤ表示装置１００の合計１８個のＬＥＤ表示装置１００で構成される。ここで、水平方向とは紙面の横方向ことをいい、垂直方向とは紙面の縦方向のことをいう。

　なお、本実施の形態では、一のＬＥＤ表示装置１００は３２０×３６０画素を有するものとする。従って、ＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面は、１８個のＬＥＤ表示装置１００で構成されるため、１９２０×１０８０画素を有することになる。

　表示制御装置２００は、ＬＥＤ表示ユニット１０１への映像信号の配信、およびＬＥＤ表示ユニット１０１の制御を行う。本実施の形態では、表示制御装置２００が各ＬＥＤ表示装置１００を制御するために、ＬＥＤ表示ユニット１０１を構成する各ＬＥＤ表示装置１００を３グループに分割し、各グループを構成する各ＬＥＤ表示装置１００をディジーチェーン接続する。表示制御装置２００は、各グループに映像信号および制御信号を配信する。図１の例では、ＩＤ番号が１～６を１つのグループとし、ＩＤ番号が７～１２を１つのグループとし、ＩＤ番号が１３～１８を１つのグループとする。表示制御装置２００が各ＬＥＤ表示装置１００を制御する方法については、後で詳細に説明する。

　＜ＬＥＤ表示装置の構成＞
　図２は、本実施の形態によるＬＥＤ表示装置１００の構成の一例を示すブロック図である。

　図２に示すように、ＬＥＤ表示装置１００は、ＬＥＤ１と、ＬＥＤ表示基板２と、基板記憶部３と、映像信号入力端子４と、映像信号出力端子５と、入出力回路６と、映像信号処理回路７と、ＬＥＤ駆動部８と、制御信号入力端子９と、制御信号出力端子１０と、マイコン回路１１とを備えている。

　ＬＥＤ１は、赤色（Ｒ）を発光するＬＥＤと、緑色（Ｇ）を発光するＬＥＤと、青色（Ｂ）を発光するＬＥＤとを含み、これら３つのＬＥＤで１画素を構成する。すなわち、一のＬＥＤ１は１画素に相当する。ＬＥＤ表示基板２上には、１６０×１８０個のＬＥＤ１がマトリクス状に配置されている。図２の例では、ＬＥＤ表示装置１００は、４個のＬＥＤ表示基板２を備えており、これらのＬＥＤ表示基板２を合わせて３２０×３６０画素の表示エリアを有する。なお、以下では、赤色（Ｒ）を発光するＬＥＤのことを赤色ＬＥＤといい、緑色（Ｇ）を発光するＬＥＤのことを緑色ＬＥＤといい、青色（Ｂ）を発光するＬＥＤのことを青色ＬＥＤという。

　基板記憶部３は、ＬＥＤ表示基板２のＬＥＤ１が配置されている側とは反対側に実装されており、ＬＥＤ表示基板２に固有の番号である基板識別番号を含む基板識別情報を記憶する。

　入出力回路６は、表示制御装置２００から配信された映像信号を、映像信号入力端子４を介して入力し、映像信号出力端子５を介して出力する。映像信号処理回路７は、入出力回路６が入力した映像信号に基づいて、各ＬＥＤ表示装置１００で構成される表示エリアのうち、映像を表示するために必要な表示エリアを選択する処理を行う。ＬＥＤ駆動部８は、映像信号処理回路７の処理結果に基づいて、各ＬＥＤ表示基板２の各ＬＥＤ１の点灯をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動によって制御する。

　マイコン回路１１は、表示制御装置２００から配信された制御信号を、制御信号入力端子９を介して入力し、制御信号出力端子１０を介して出力する。具体的には、マイコン回路１１は、制御信号入力端子９を介して入力した制御信号に従って、表示制御装置２００から配信された情報を基板記憶部３に書き込む制御を行う、あるいは基板記憶部３に記憶した情報を読み出して、制御信号出力端子１０を介して表示制御装置２００に送信する制御を行う。なお、表示制御装置２００から同一グループ内の各ＬＥＤ表示装置１００に制御信号が配信されるように、制御信号入力端子９および制御信号出力端子１０は短絡接続されている。

　各ＬＥＤ表示装置１００では、各ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの輝度を測定し、自身の表示エリアの全体の輝度を均一にする輝度補正係数と、当該輝度補正係数で補正された補正後の輝度値とを基板記憶部３に予め記憶しておく。

　以下では、各ＬＥＤ１における赤色ＬＥＤの輝度をＲ輝度とし、緑色ＬＥＤの輝度をＧ輝度とし、青色ＬＥＤの輝度をＢ輝度とする。また、Ｒ輝度、Ｇ輝度、およびＢ輝度のそれぞれを、Ｙｒ（ｕｈ，ｕｖ）、Ｙｇ（ｕｈ，ｕｖ）、およびＹｂ（ｕｈ，ｕｖ）で表す。なお、ｕｈは、一のＬＥＤ表示基板２における水平方向の画素位置である。また、ｕｖは、一のＬＥＤ表示基板２における垂直方向の画素位置である。

　Ｒ輝度、Ｇ輝度、およびＢ輝度のそれぞれの目標輝度値をＹｒ＿ｔ、Ｙｇ＿ｔ、Ｙｂ＿ｔとすると、ＬＥＤ表示装置１００の表示エリアの全体の輝度を均一にする輝度補正係数Ｃｒ（ｕｈ，ｕｖ）、Ｃｇ（ｕｈ，ｕｖ）、およびＣｂ（ｕｈ，ｕｖ）は、下記の式（１）～（３）で示される。なお、式（１）～（３）において、ｕｈ＝０～１５９であり、ｕｖ＝０～１７９である。
　　Ｃｒ（ｕｈ，ｕｖ）＝Ｙｒ＿ｔ／Ｙｒ（ｕｈ，ｕｖ）　・・・（１）
　　Ｃｇ（ｕｈ，ｕｖ）＝Ｙｇ＿ｔ／Ｙｇ（ｕｈ，ｕｖ）　・・・（２）
　　Ｃｂ（ｕｈ，ｕｖ）＝Ｙｂ＿ｔ／Ｙｂ（ｕｈ，ｕｖ）　・・・（３）

　上記の輝度補正係数で補正された赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの輝度値はＹｒ＿ｔ、Ｙｇ＿ｔ、Ｙｂ＿ｔとなる。各画素単位に相当する各ＬＥＤ１における輝度補正係数Ｃｒ（ｕｈ，ｕｖ）、Ｃｇ（ｕｈ，ｕｖ）、およびＣｂ（ｕｈ，ｕｖ）と、補正後の輝度値Ｙｒ＿ｔ、Ｙｇ＿ｔ、Ｙｂ＿ｔとは基板記憶部３に記憶され、後述するＬＥＤ表示装置１００の初期設置時における各ＬＥＤ表示装置１００の輝度補正の計算に用いられる。

　＜表示制御装置２００の構成＞
　図３は、本実施の形態による表示制御装置２００の構成の一例を示すブロック図である。

　図３に示すように、表示制御装置２００は、映像信号入力端子２０と、映像信号処理回路２１と、輝度補正回路２２と、映像信号配信部２３と、制御回路２４と、制御記憶部２５と、映像信号出力端子２６，２７，２８と、制御端子２９，３０，３１と、外部制御通信端子３２とを備えている。

　映像信号入力端子２０には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの外部装置から配信された映像信号が入力される。映像信号処理回路２１は、映像信号入力端子２０に入力された映像信号に対してガンマ補正などの映像信号処理を行う。輝度補正回路２２は、映像信号処理回路２１で処理された映像信号の信号レベルを変えることによって映像信号の輝度を補正する。すなわち、輝度補正回路２２は、映像信号の輝度を補正する輝度補正部の機能を有する。

　映像信号配信部２３は、輝度補正回路２２で補正された映像信号を３つに分割し、分割された各映像信号を、映像信号出力端子２６，２７，２８を介してＬＥＤ表示ユニット１０１に配信する。すなわち、映像信号出力端子２６，２７，２８のそれぞれは、ディジーチェーン接続された各ＬＥＤ表示装置１００で構成される３つのグループのそれぞれに接続されている。

　制御回路２４は、補正係数算出部３３と、累積点灯時間記憶部３４と、外部通信部３５と、通信部３６とを備えている。

　外部通信部３５は、外部制御通信端子３２を介して、パーソナルコンピュータなどの外部装置から配信された表示制御装置２００および各ＬＥＤ表示装置１００を制御する制御信号を受信する。通信部３６は、制御端子２９，３０，３１を介して、各ＬＥＤ表示装置１００との間で制御信号の送受信を行う。すなわち、制御端子２９，３０，３１のそれぞれは、ディジーチェーン接続された各ＬＥＤ表示装置１００で構成される３つのグループのそれぞれに接続されている。

　ここで、ＬＥＤ１の点灯の制御について説明する。

　ＬＥＤ１の点灯は、ＰＷＭ駆動で制御される。ＰＷＭ駆動で制御されたＬＥＤ１は、信号レベルに比例したデューティ比で点灯するため、信号レベルに比例して輝度が変化する。図４は、ＰＷＭ駆動における信号の基本周期を示しており、パルス幅は映像信号の１フレーム期間以下である。図５は、パルス幅のデューティ比が８５％である場合を示している。図６は、パルス幅のデューティ比が８０％である場合を示している。図５，６に示すように、パルス幅のデューティ比を変えることによって、ＬＥＤ１の輝度を調整することができる。

　輝度補正回路２２は、映像信号処理回路２１で処理された映像信号の信号レベルを、補正係数算出部３３で算出された補正係数の比率となるように変えることによって、映像信号の輝度を補正することが可能となる。この場合、輝度補正回路２２で補正された輝度値に依存して各ＬＥＤ１におけるパルス幅のデューティ比が変化するため、点灯時間がＬＥＤ１ごとに異なる。また、ＬＥＤ１の輝度は、累積点灯時間に依存して低下するため、各ＬＥＤ１の累積点灯時間による輝度の低下分のばらつきを補正する必要がある。

　累積点灯時間記憶部３４は、各ＬＥＤ１の点灯時間を一定時間ごとに累積して記憶する。すなわち、累積点灯時間記憶部３４は、各ＬＥＤ１の累積点灯時間を記憶する。ＬＥＤ１は、上記で説明した通り、信号レベルに応じたデューティ比で点灯する。例えば、信号レベルの最大値が１００であり、現在の信号レベルが１０である場合、ＰＷＭのデューティ比は１０％となる。単位時間が１時間であり、デューティ比が１０％の輝度の点灯である場合、１時間ごとに０．１時間の点灯時間が、累積点灯時間記憶部３４に累積して記憶されることになる。

　図７は、ＬＥＤ１に含まれる緑色ＬＥＤの累積点灯時間と輝度低下率との関係の一例を示す図である。図７において、横軸は緑色ＬＥＤの累積点灯時間を示し、縦軸は緑色ＬＥＤの輝度低下率を示している。

　図７に示すように、緑色ＬＥＤの輝度は、累積点灯時間が増加するに従って低下する。なお、図７では緑色ＬＥＤの輝度低下率を示しているが、赤色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの輝度低下率も同様に、累積点灯時間が増加するに従って低下する。通常、図７に示すような緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間と輝度低下率との関係は、予め測定して求めておいて制御記憶部２５に記憶しておく。

　表示制御装置２００は、例えば図８に示すように、ＩＤ番号が設定された各ＬＥＤ表示装置１００の表示エリアが、ＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面におけるどの表示エリアに相当するのかを設定する。具体的には、表示制御装置２００は、例えば図８に示すように、ＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面に相当する１９２０画素×１０８０ラインを構成する一の表示エリアに対応するＬＥＤ表示装置１００にＩＤ番号を設定する。

　また、表示制御装置２００は、各ＬＥＤ表示装置１００のＩＤ番号と、各ＬＥＤ表示装置１００の各ＬＥＤ表示基板２の表示エリアとの対応関係を設定する。その後、表示制御装置２００の通信部３６は、制御端子２９，３０，３１を介して、各ＬＥＤ表示装置１００の各ＬＥＤ表示基板２に実装された基板記憶部３から基板識別番号を読み出し、上記のＩＤ番号および表示エリアと対応付ける。このように対応付けされた情報は、例えば図９に示すような管理情報として制御記憶部２５に記憶される。表示制御装置２００は、管理情報を参照することによって、例えばＩＤ番号が「１」であるＬＥＤ表示装置１００における基板識別番号が「０００００４」のＬＥＤ表示基板２の表示エリアは、水平方向に１６０＿３１９、および垂直方向に１８０＿３５９であることが分かる。なお、図９の例では、基板識別番号を数字で示しているが、ＬＥＤ表示基板２を識別可能であれば数字のみに限らず英数字および記号などを用いてもよい。

　表示制御装置２００は、ＬＥＤ表示装置１００の初期設置時に、図８，９で設定された各ＬＥＤ表示装置１００の各ＬＥＤ表示基板２に実装された基板記憶部３から、制御端子２９，３０，３１を介して輝度補正係数Ｃｒ（ｕｈ，ｕｖ）、Ｃｇ（ｕｈ，ｕｖ）、およびＣｂ（ｕｈ，ｕｖ）を読み出す。そして、表示制御装置２００は、読み出した輝度補正係数を、１９２０画素×１０８０ラインに対応する初期輝度補正係数Ｃｒ＿ｉ（ｈ，ｖ）、Ｃｇ＿ｉ（ｈ，ｖ）、およびＣｂ＿ｉ（ｈ，ｖ）として制御記憶部２５に記憶する。ここで、ｈ＝０～１９１９であり、ｖ＝０～１０７９である。

　例えば、図９に示すように、ＩＤ番号が「１」であるＬＥＤ表示装置１００における基板識別番号が「０００００４」のＬＥＤ表示基板２の表示エリアは、水平方向に１６０＿３１９、および垂直方向に１８０＿３５９である。この場合、当該ＬＥＤ表示基板２に実装された基板記憶部３から読み出した輝度補正係数Ｃｒ（ｕｈ，ｕｖ）、Ｃｇ（ｕｈ，ｕｖ）、およびＣｂ（ｕｈ，ｕｖ）は、表示制御装置２００では、Ｃｒ＿ｉ（ｈ＋１６０，ｖ＋１８０）＝Ｃｒ（ｈ，ｖ）、Ｃｇ＿ｉ（ｈ＋１６０，ｖ＋１８０）＝Ｃｇ（ｈ，ｖ）、およびＣｂ＿ｉ（ｈ＋１６０，ｖ＋１８０）＝Ｃｂ（ｈ，ｖ）に展開されて制御記憶部２５に記憶される。ここで、ｈ＝０～１５９であり、ｖ＝０～１７９である。

　各ＬＥＤ表示装置１００の各ＬＥＤ１の輝度値はＹｒ＿ｔ、Ｙｇ＿ｔ、Ｙｂ＿ｔとなるように補正されているため、上記の初期輝度補正係数Ｃｒ＿ｉ（ｈ，ｖ）、Ｃｇ＿ｉ（ｈ，ｖ）、およびＣｂ＿ｉ（ｈ，ｖ）によって、表示制御装置２００が表示する１９２０画素×１０８０ラインの映像の輝度を均一に保つことができる。

　図１０は、ＬＥＤ１の累積点灯時間と輝度低下率との関係の一例を示す図である。図１０において、横軸はＬＥＤ１の累積点灯時間を示し、縦軸はＬＥＤ１の輝度低下率を示している。なお、図１０では、ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの累積点灯時間と輝度低下率との関係を示している。

　図１０に示すように、ＬＥＤ１の輝度は、累積点灯時間が増加するに従って低下する。上述の通り、ＬＥＤ１の発光はＰＷＭ駆動によって制御されているため、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれで累積点灯時間が異なる。ここで、ＬＥＤ表示ユニと１０１の一画面における水平方向の画素位置ｈ＝０～１９１９、垂直方向の画素位置ｖ＝０～１０７９とし、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれで累積点灯時間をｔｒ（ｈ，ｖ）、ｔｇ（ｈ，ｖ）、ｔｂ（ｈ，ｖ）とすると、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの輝度低下率は、累積点灯時間をｔｒ（ｈ，ｖ）、ｔｇ（ｈ，ｖ）、ｔｂ（ｈ，ｖ）の関数としてｋｒ（ｔｒ（ｈ，ｖ））、ｋｇ（ｔｇ（ｈ，ｖ））、ｋｂ（ｔｂ（ｈ，ｖ））で示される。

　補正係数算出部３３は、累積点灯時間記憶部３４に記憶したＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間を参照し、当該各累積点灯時間から輝度低下率を算出して補正係数を求める。ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれについて、最大累積点灯時間をｔｒｍａｘ、ｔｇｍａｘ、ｔｂｍａｘとすると、最大輝度低下率Ｋｍａｘは、輝度低下率ｋｒ（ｔｒ（ｈ，ｖ））、ｋｇ（ｔｇ（ｈ，ｖ））、ｋｂ（ｔｂ（ｈ，ｖ））から下記の式（４）で示される。
　　Ｋｍａｘ＝ＭＡＸ（ｋｒ（ｔｒｍａｘ），ｋｇ（ｔｇｍａｘ），ｋｂ（ｔｂｍａｘ））　・・・（４）

　この場合、ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの補正係数Ｌｒ（ｈ，ｖ）、Ｌｇ（ｈ，ｖ）、Ｌｂ（ｈ，ｖ）は、下記の式（５）～（７）で示される。
　　Ｌｒ（ｈ，ｖ）＝Ｃｒ＿ｉ（ｈ，ｖ）×（１－Ｋｍａｘ）／（１－ｋｒ（ｔｒ（ｈ，ｖ）））　・・・（５）
　　Ｌｇ（ｈ，ｖ）＝Ｃｇ＿ｉ（ｈ，ｖ）×（１－Ｋｍａｘ）／（１－ｋｇ（ｔｇ（ｈ，ｖ）））　・・・（６）
　　Ｌｂ（ｈ，ｖ）＝Ｃｂ＿ｉ（ｈ，ｖ）×（１－Ｋｍａｘ）／（１－ｋｂ（ｔｂ（ｈ，ｖ）））　・・・（７）

　＜ＬＥＤ表示基板の交換時における輝度補正＞
　以下では、ＬＥＤ表示システム３００において、ＬＥＤ表示基板２の交換時における輝度補正の方法について詳細に説明する。

　図１１は、ＬＥＤ表示基板２の交換時におけるＬＥＤ表示システム３００の動作の一例を示すフローチャートである。

　ステップＳ１において、表示制御装置２００は、各ＬＥＤ表示装置１００を個別に制御するために、各ＬＥＤ表示装置１００にＩＤ番号を設定する。図１の例では、表示制御装置２００は、１８個のＬＥＤ表示装置１００に１～１８のＩＤ番号をそれぞれ設定する。表示制御装置２００は、設定したＩＤ番号を制御記憶部２５に記憶する。また、表示制御装置２００は、設定したＩＤ番号を、制御端子２９，３０，３１を介して各ＬＥＤ表示装置１００に送信する。各ＬＥＤ表示装置１００は、制御信号入力端子９を介して表示制御装置２００から受信したＩＤ番号をマイコン回路１１に記憶する。

　ステップＳ２において、表示制御装置２００は、ＩＤ番号が設定された各ＬＥＤ表示装置１００の表示エリアがＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面におけるどのエリアに対応するのかを設定し、制御記憶部２５に記憶する。図９の例では、ＩＤ番号が「１」であるＬＥＤ表示装置１００の表示エリアは、水平方向に０＿３１９、および垂直方向に０＿３５９である。また、ＩＤ番号が「５」であるＬＥＤ表示装置１００の表示エリアは、水平方向に３２０＿６３９、および垂直方向に３６０＿７１９である。

　ステップＳ３において、表示制御装置２００は、各ＬＥＤ表示装置１００の各ＬＥＤ表示基板２に実装された基板記憶部３から、制御端子２９，３０，３１を介して基板識別番号を読み出す。

　ステップＳ４において、表示制御装置２００は、各ＬＥＤ表示装置１００のＩＤ番号、表示エリア、および基板識別番号に関する図９に示すような管理情報を制御記憶部２５に記憶する。図９の例において、ＩＤ番号が「１」であるＬＥＤ表示装置１００における基板識別番号が「０００００４」のＬＥＤ表示基板２の表示エリアは、水平方向に１６０＿３１９、および垂直方向に１８０＿３５９である。

　ステップＳ５において、表示制御装置２００は、各ＬＥＤ表示装置１００の各ＬＥＤ表示基板２の基板識別番号を定期的に監視し、ＬＥＤ表示基板２が交換されたか否かを判断する。具体的には、通信部３６は、各ＬＥＤ表示基板２に実装された基板記憶部３から基板識別番号を定期的に読み出し、読み出した基板識別番号と、制御記憶部２５に記憶した基板識別番号とが一致した場合はＬＥＤ表示基板２が交換されていないと判断し、一致しない場合はＬＥＤ表示基板２が交換されたと判断する。ＬＥＤ表示基板２が交換されていない場合は、ステップＳ６に移行する。一方、ＬＥＤ表示基板２が交換された場合は、ステップＳ７に移行する。

　ステップＳ６において、表示制御装置２００の通信部３６は、制御端子２９，３０，３１を介して、定期的に各ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間を各ＬＥＤ表示装置１００に送信する。各ＬＥＤ表示装置１００は、制御信号入力端子９を介して受信した赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間を各基板記憶部３に記憶する。例えば、基板識別番号が「０００００４」のＬＥＤ表示基板２の表示エリアは、水平方向に１６０＿３１９、および垂直方向に１８０＿３５９であるため、１６０×１８０画素分に対応する各ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間ｔｒ（ｈ，ｖ）、ｔｇ（ｈ，ｖ）、ｔｂ（ｈ，ｖ）が各基板記憶部３に記憶される。

　ステップＳ７において、ＬＥＤ表示ユニット１０１におけるいずれかのＬＥＤ表示基板２が故障して未使用のＬＥＤ表示基板２と交換する場合、交換後のＬＥＤ表示基板２における１６０×１８０画素分に対応する各ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間として０時間が、および、交換後のＬＥＤ表示基板２に固有な基板識別番号が基板記憶部３に記憶されている。表示制御装置２００は、交換後のＬＥＤ表示基板２の基板記憶部３に記憶されている基板識別番号を読み出し、制御記憶部２５に記憶されている交換前のＬＥＤ表示基板２の基板識別番号を交換後のＬＥＤ表示基板２の基板識別番号に更新する。また、表示制御装置２００は、交換後のＬＥＤ表示基板２の基板記憶部３に記憶されている赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの輝度補正係数を読み出し、初期輝度補正係数として制御記憶部２５に記憶する。このように、表示制御装置２００は、交換後のＬＥＤ表示基板２について管理情報を更新する。

　また、表示制御装置２００は、交換後のＬＥＤ表示基板２の基板記憶部３に記憶されている赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間を読み出し、累積点灯時間記憶部３４に記憶されている交換前のＬＥＤ表示基板２における赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間を、交換後のＬＥＤ表示基板２における赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間に更新する。補正係数算出部３３は、累積点灯時間記憶部３４に記憶されている累積点灯時間に基づいて赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの補正係数を算出する。輝度補正回路２２は、映像信号処理回路２１で処理された映像信号の信号レベルを、補正係数算出部３３で算出された補正係数の比率となるように変えることによって、映像信号の輝度を補正する。

　例えば、基板識別番号が「０００００４」のＬＥＤ表示基板２を未使用のＬＥＤ表示基板２と交換した場合、累積点灯時間記憶部３４における水平方向に１６０＿３１９、および垂直方向に１８０＿３５９である１６０×１８０画素分に対応する各ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間ｔｒ（ｈ，ｖ）、ｔｇ（ｈ，ｖ）、ｔｂ（ｈ，ｖ）は０時間に更新される。また、制御記憶部２５における水平方向に１６０＿３１９、および垂直方向に１８０＿３５９である１６０×１８０画素分に対応する各ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの初期輝度補正係数Ｃｒ＿ｉ（ｈ，ｖ）、Ｃｇ＿ｉ（ｈ，ｖ）、およびＣｂ＿ｉ（ｈ，ｖ）を更新する。図１０に示すように、累積点灯時間が０時間であるときの輝度低下率は０％であり、最大輝度低下率Ｋｍａｘが２０％であるとすると、交換後のＬＥＤ表示基板２の表示エリアの補正係数は、下記の式（８）～（１０）で示される。なお、式（８）～（１０）において、ｈ＝１６０～３１９であり、ｖ＝１８０～３５９である。
　　Ｌｒ（ｈ，ｖ）＝Ｃｒ＿ｉ（ｈ，ｖ）×（１－Ｋｍａｘ）／（１－ｋｒ（ｔｒ（ｈ，ｖ）））
　　　　　　　　　＝Ｃｒ＿ｉ（ｈ，ｖ）×８０／１００　・・・（８）
　　Ｌｇ（ｈ，ｖ）＝Ｃｇ＿ｉ（ｈ，ｖ）×（１－Ｋｍａｘ）／（１－ｋｇ（ｔｇ（ｈ，ｖ）））
　　　　　　　　　＝Ｃｇ＿ｉ（ｈ，ｖ）×８０／１００　・・・（９）
　　Ｌｂ（ｈ，ｖ）＝Ｃｂ＿ｉ（ｈ，ｖ）×（１－Ｋｍａｘ）／（１－ｋｂ（ｔｂ（ｈ，ｖ）））
　　　　　　　　　＝Ｃｂ＿ｉ（ｈ，ｖ）×８０／１００　・・・（１０）

　このように、各ＬＥＤ表示基板２の各ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの輝度を、長期間点灯することによって輝度が低下したＬＥＤの輝度に合わせることによって、ＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面全体の輝度および色を均一に維持することが可能となる。

　図１１に戻り、ステップＳ８において、表示制御装置２００は、図１１に示す処理を終了する否かを判断する。例えば、表示制御装置２００は、ＬＥＤ表示システム３００の電源をオフにしたとき、処理を終了すると判断してもよい。処理を終了しない場合は、ステップＳ５に戻る。

　なお、上記では、ＬＥＤ表示基板２を未使用のＬＥＤ表示基板２と交換する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、既に使用実績があるＬＥＤ表示基板２と交換する場合も同様である。この場合、ＬＥＤ表示基板２に実装されている基板記憶部３には、１６０×１８０画素分に対応する各ＬＥＤ１に含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間ｔｒ（ｈ，ｖ）、ｔｇ（ｈ，ｖ）、ｔｂ（ｈ，ｖ）と、輝度補正係数Ｃｒ（ｈ，ｕｖ）、Ｃｇ（ｕｈ，ｕｖ）、およびＣｂ（ｕｈ，ｕｖ）が記憶されているため、未使用のＬＥＤ表示基板２の交換時と同様に上記の式（８）～（１０）に従って各ＬＥＤの輝度を補正することができるため、ＬＥＤ表示基板２の交換後もＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面全体の輝度および色の均一性を維持することが可能となる。

　＜効果＞
　従来、ＬＥＤ表示基板２が故障したときは修理に時間を要するため、代替の新たなＬＥＤ表示基板２を使用する場合、または長期間使用していないＬＥＤ表示基板２を再利用する場合、表示制御装置２００が管理しているＬＥＤ表示基板２の各ＬＥＤ１含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの各ＬＥＤの累積点灯時間と、交換後のＬＥＤ表示基板２の各ＬＥＤ１含まれる各ＬＥＤのそれぞれの累積点灯時間との不整合が生じ、各ＬＥＤの輝度補正を行っても輝度および色のばらつきが生じて表示品位を損なっていた。

　一方、本実施の形態によれば、各ＬＥＤ表示基板２に実装されている基板記憶部３に各ＬＥＤの累積点灯時間および輝度補正係数が記憶されているため、表示制御装置２００は、交換後の基板記憶部３から各ＬＥＤの累積点灯時間および輝度補正係数を読み出し、交換後のＬＥＤ表示基板２に係る累積点灯時間ｔｒ（ｈ，ｖ）、ｔｇ（ｈ，ｖ）、ｔｂ（ｈ，ｖ）と、初期輝度補正係数Ｃｒ＿ｉ（ｈ，ｖ）、Ｃｇ＿ｉ（ｈ，ｖ）、およびＣｂ＿ｉ（ｈ，ｖ）とを更新する。また、表示制御装置２００は、交換後のＬＥＤ表示基板２に係る累積点灯時間および初期輝度補正係数に基づいて補正係数を算出し、当該補正係数に基づいて映像信号の輝度を補正する。これにより、ＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面全体の輝度および色の均一性を維持することが可能となる。

　従来、複数のＬＥＤ表示基板２が故障したため修理して再使用する場合、各ＬＥＤ表示基板２の各ＬＥＤ１含まれる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの各ＬＥＤの累積点灯時間が異なるため、修理前と同じ表示エリアに戻す必要があった。一方、本実施の形態によれば、ＬＥＤ表示基板２に実装された基板記憶部３に各ＬＥＤの累積点灯時間が記憶されているため、修理前と同じ表示エリアに戻さなくてもＬＥＤ表示ユニット１０１の一画面全体の輝度および色の均一性を維持することが可能となる。

　上記では、表示制御装置２００が、ＬＥＤ表示基板２に実装されている基板記憶部３に各ＬＥＤの累積点灯時間を定期的に書き込む場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、ユーザがＬＥＤ表示基板２の交換時に当該ＬＥＤ表示基板２に実装されている基板記憶部３に各ＬＥＤの累積点灯時間を書き込んでもよい。

　上記では、表示制御装置２００が、ＬＥＤ表示基板２に実装されている基板記憶部３に記憶された基板識別番号を定期的に監視することによって、ＬＥＤ表示基板２が交換されたか否かを判断する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、ユーザがＬＥＤ表示基板２の交換後に基板識別番号を確認することによって、ＬＥＤ表示基板２が交換されたと判断してもよい。

　なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略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、すべての態様において、例示であって、この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　ＬＥＤ、２　ＬＥＤ表示基板、３　基板記憶部、４　映像信号入力端子、５　映像信号出力端子、６　入出力回路、７　映像信号処理回路、８　ＬＥＤ駆動部、９　制御信号入力端子、１０　制御信号出力端子、１１　マイコン回路、２０　映像信号入力端子、２１　映像信号処理回路、２２　輝度補正回路、２３　映像信号配信部、２４　制御回路、２５　制御記憶部、２６，２７，２８　映像信号出力端子、２９，３０，３１　制御端子、３２　外部制御通信端子、３３　補正係数算出部、３４　累積点灯時間記憶部、３５　外部通信部、３６　通信部、１００　ＬＥＤ表示装置、１０１　ＬＥＤ表示ユニット、２００　表示制御装置、３００　ＬＥＤ表示システム。

Claims

　マトリクス状に配置され、それぞれの表示エリアを合わせて一画面を構成する複数のＬＥＤ表示装置と、各前記ＬＥＤ表示装置の表示の制御を行う表示制御装置とを備えるＬＥＤ表示システムであって、
　各前記ＬＥＤ表示装置は、
　それぞれに複数のＬＥＤをマトリクス状に配置した複数のＬＥＤ表示基板と、
　前記表示制御装置から配信された映像信号を入力する映像信号入力部と、
　前記映像信号入力部に入力された前記映像信号に基づいて、各前記ＬＥＤの点灯を制御するＬＥＤ駆動部と、
を備え、
　各前記ＬＥＤ表示基板は、当該各前記ＬＥＤ表示基板を識別する基板識別情報、および各前記ＬＥＤの累積点灯時間を記憶する基板記憶部を備え、
　前記表示制御装置は、
　各前記ＬＥＤ表示装置に前記映像信号を配信する映像信号配信部と、
　各前記ＬＥＤ表示装置と通信を行う通信部と、
　各前記ＬＥＤ表示基板の前記基板識別情報と、前記一画面における各前記ＬＥＤ表示基板に相当する表示エリアとを対応付けて記憶する制御記憶部と、
　各前記ＬＥＤの累積点灯時間を記憶する累積点灯時間記憶部と、
　各前記ＬＥＤの累積点灯時間と、予め定められた各前記ＬＥＤの累積点灯時間と輝度との関係を示す輝度低下率とに基づいて、各前記ＬＥＤの輝度の補正係数を算出する補正係数算出部と、
　前記補正係数算出部が算出した各前記ＬＥＤの輝度の補正係数に基づいて、前記映像信号の輝度を補正する輝度補正部と、
を備え、
　前記通信部は、前記累積点灯時間記憶部に記憶した前記累積点灯時間を、前記制御記憶部に記憶した前記基板識別情報に基づいて各前記ＬＥＤ表示基板の前記基板記憶部に書き込み、
　前記通信部は、各前記ＬＥＤ表示基板の前記基板記憶部から読み出した前記基板識別情報と、前記制御記憶部に記憶した前記基板識別情報とに基づいて前記ＬＥＤ表示基板が交換されたか否かを判断し、交換されたと判断した前記ＬＥＤ表示基板の前記基板記憶部から前記累積点灯時間を読み出して前記累積点灯時間記憶部に記憶した前記累積点灯時間を更新することを特徴とする、ＬＥＤ表示システム。
　前記表示制御装置は、各前記ＬＥＤ表示基板の前記基板記憶部に対して、各前記ＬＥＤ表示装置の前記表示エリアの全体の輝度を均一にする輝度補正係数を書き込むことを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ表示システム。
　前記表示制御装置は、交換されたと判断した前記ＬＥＤ表示基板の前記基板記憶部から前記輝度補正係数および前記累積点灯時間を読み出し、前記累積点灯時間記憶部に記憶した前記累積点灯時間を前記基板記憶部から読み出した前記累積点灯時間に更新し、
　前記補正係数算出部は、交換されたと判断した前記ＬＥＤ表示基板の各前記ＬＥＤの輝度の補正係数を算出することを特徴とする、請求項２に記載のＬＥＤ表示システム。
　それぞれに複数のＬＥＤをマトリクス状に配置した複数のＬＥＤ表示基板と、
　映像信号を入力する映像信号入力部と、
　前記映像信号入力部に入力された前記映像信号に基づいて、各前記ＬＥＤの点灯を制御するＬＥＤ駆動部と、
を備え、
　各前記ＬＥＤ表示基板は、当該各前記ＬＥＤ表示基板を識別する基板識別情報、および各前記ＬＥＤの累積点灯時間を記憶する基板記憶部を備えることを特徴とする、ＬＥＤ表示装置。