WO2022113154A1

WO2022113154A1 - 映像表示装置および輝度補正方法

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Publication number: WO2022113154A1
Application number: PCT/JP2020/043578
Authority: WO
Inventors: 隆志的場
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2023-05-24

Abstract

複数のＬＥＤの、温度差に起因する輝度ムラを軽減する。映像表示装置は、映像信号の複数のフレームに基づいて輝度情報を算出する輝度情報算出部と、第１の関数と輝度情報とに基づいてＬＥＤの温度を算出する画素温度算出部と、第２の関数と画素温度算出部において算出されたＬＥＤの温度とに基づいてＬＥＤの温度補正係数を算出する温度補正係数算出部と、ＬＥＤの温度補正係数に基づいて映像信号を補正する補正部と、補正された映像信号に基づいてＬＥＤを駆動する駆動部とを備える。

Description

映像表示装置および輝度補正方法

　本願明細書に開示される技術は、映像表示技術に関するものである。

　発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ、すなわち、ＬＥＤ）を有する映像表示装置は、ＬＥＤの技術発展および低コスト化に伴い、屋外または屋内における広告表示などのために使用される機会が増えつつある。

　これまで、ＬＥＤを有する映像表示装置は、自然画またはアニメーションなどの動画像（映像）を表示することが主であった。しかしながら、近年、屋内用途のＬＥＤを有する映像表示装置において、画素ピッチの狭ピッチ化が進んでおり、それに伴って、屋内用途の映像表示装置の視認距離が短くなっている。屋内用途では、たとえば、会議室用途または監視用途などのために映像表示装置が使用されている。特に、監視用途の映像表示装置が、たとえば、静止画に近いパソコン画像を表示することが多くなっている。

　映像表示装置が有する複数のＬＥＤの輝度特性には、ばらつきが存在する。そのため、映像表示装置の表示面に輝度ムラなどが発生する。たとえば、特許文献１（特開平１１－０１５４３７号公報）では、輝度ムラを軽減するための構成（以下、「関連構成Ａ」とも称する）が開示されている。関連構成Ａでは、画素としてのそれぞれのＬＥＤの輝度が、補正係数に基づいて補正される。これによって、映像表示面におけるそれぞれのＬＥＤの輝度特性の均一化が実現されている。

特開平１１－０１５４３７号公報

　ＬＥＤを有する映像表示装置は、複数のＬＥＤが配列されている映像表示面を有する。ＬＥＤの発光輝度は温度の影響を受けるため、ＬＥＤが高い輝度で発光するとＬＥＤの温度が上昇し、結果としてＬＥＤの輝度が低下することが知られている。

　このため、たとえば特許文献１に例が示されるように、あらかじめ測定されたそれぞれの画素の輝度に基づいて算出された補正係数を用いて、それぞれの画素の輝度を補正する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、補正する時点でのそれぞれのＬＥＤの温度差によって生じる輝度差までは補正することができない場合がある。

　本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を鑑みてなされたものであり、映像表示面に配列された複数のＬＥＤの、温度差に起因する輝度ムラを軽減するための技術である。

　本願明細書に開示される技術の第１の態様である映像表示装置は、複数のＬＥＤが配列された表示部を有する映像表示装置であり、複数の前記ＬＥＤのうちの１つに対応する映像信号の複数のフレームに基づいて、輝度情報を算出する輝度情報算出部と、前記ＬＥＤの輝度と前記ＬＥＤの温度との関係を示す第１の関数と、前記輝度情報とに基づいて、前記ＬＥＤの温度を算出する画素温度算出部と、前記ＬＥＤの温度と前記ＬＥＤの温度補正係数との関係を示す第２の関数と、前記画素温度算出部において算出された前記ＬＥＤの温度とに基づいて、前記ＬＥＤの前記温度補正係数を算出する温度補正係数算出部と、前記ＬＥＤの前記温度補正係数に基づいて、対応する前記映像信号を補正する補正部と、補正された前記映像信号に基づいて、前記表示部に配列された対応する前記ＬＥＤを駆動する駆動部とを備える。

　本願明細書に開示される技術の少なくとも第１の態様によれば、複数のＬＥＤの、温度差に起因する輝度ムラを軽減することができる。

　また、本願明細書に開示される技術に関連する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。

実施の形態に関する、映像表示装置の構成の例を概略的に示す図である。ＬＥＤの特性の例を示す図である。画素値飽和温度関数の例を示す図である。ＬＥＤの温度と温度補正係数との関係を示す温度補正関数の例を示す図である。図１に例が示される映像表示装置を実際に運用する場合のハードウェア構成を概略的に例示する図である。図１に例が示される映像表示装置を実際に運用する場合のハードウェア構成を概略的に例示する図である。本実施の形態に関する映像表示装置の構成（機能部）の例を概念的に示す図である。

　以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、技術の説明のために詳細な特徴なども示されるが、それらは例示であり、実施の形態が実施可能となるためにそれらすべてが必ずしも必須の特徴ではない。

　なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化が図面においてなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、断面図ではない平面図などの図面においても、実施の形態の内容を理解することを容易にするために、ハッチングが付される場合がある。

　また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

　また、以下に記載される説明において、ある構成要素を「備える」、「含む」または「有する」などと記載される場合、特に断らない限りは、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

　また、以下に記載される説明において、「第１の」または「第２の」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。

　また、以下に記載される説明において、等しい状態であることを示す表現、たとえば、「同一」、「等しい」、「均一」または「均質」などは、特に断らない限りは、厳密に等しい状態であることを示す場合、および、公差または同程度の機能が得られる範囲において差が生じている場合を含むものとする。

　＜映像表示装置の概念的な構成について＞
　図７は、本実施の形態に関する映像表示装置の構成（機能部）の例を概念的に示す図である。

　図７に概念的に示される映像表示装置は、複数のＬＥＤ３００１が配列された表示部３００２を有する映像表示装置である。

　図７に例示されるように映像表示装置は、輝度情報算出部３００３と、画素温度算出部３００４と、温度補正係数算出部３００５と、補正部３００６と、駆動部３００７とを備える。

　輝度情報算出部３００３は、複数のＬＥＤ３００１のうちの１つに対応する映像信号の複数のフレームに基づいて、輝度情報を算出する。画素温度算出部３００４は、ＬＥＤ３００１の輝度とＬＥＤ３００１の温度との関係を示す第１の関数と、輝度情報とに基づいて、ＬＥＤ３００１の温度を算出する。

　温度補正係数算出部３００５は、ＬＥＤ３００１の温度とＬＥＤ３００１の温度補正係数との関係を示す第２の関数と、画素温度算出部３００４において算出されたＬＥＤ３００１の温度とに基づいて、ＬＥＤ３００１の前記温度補正係数を算出する。補正部３００６は、ＬＥＤ３００１の温度補正係数に基づいて、対応する映像信号を補正する。

　駆動部３００７は、補正された映像信号に基づいて、表示部３００２に配列された対応するＬＥＤ３００１を駆動する。

　以下の実施の形態において図面などを用いて示されるそれぞれの構成は、上記の図７に示された構成の例をさらに具体的に示すものである。

　＜第１の実施の形態＞
　以下、本実施の形態に関する映像表示装置、および、輝度補正方法について説明する。以下の実施の形態では、映像表示装置の一例として、映像表示面に複数のＬＥＤがマトリックス状に配置され、かつ、それぞれのＬＥＤが点滅制御されることによって映像を表示する映像表示装置が説明される。

　＜映像表示装置の構成について＞
　図１は、本実施の形態に関する映像表示装置の構成の例を概略的に示す図である。図１に例が示されるように、映像表示装置１は、外部から入力された映像信号に応じて映像表示面に映像を表示する。

　映像表示装置１は、入力端子１０と、映像信号処理部２０と、輝度情報算出部３１と、画素温度算出部３２と、記憶部３３と、温度補正係数算出部３４と、記憶部３５と、補正部３０と、駆動部４０と、表示部５０とを備える。

　表示部５０（映像表示面に相当）は、画素としての複数のＬＥＤ５１で構成される。すなわち、表示部５０には、映像を表示するための画素としての複数のＬＥＤ５１が配列されている。複数のＬＥＤ５１は、平面視で行列状に配列されており、３つのサブ画素（ＲＧＢ）を含む。３つのサブ画素は、それぞれ、ＬＥＤ５１ｓｒ、ＬＥＤ５１ｓｇおよびＬＥＤ５１ｓｂである。駆動部４０は、それぞれのＬＥＤに対し発光の制御を行うことによって、表示部５０に映像を表示させる。

　表示部５０は、ＬＥＤ５１が、たとえば、水平方向に１９２０画素、垂直方向に１０８０画素の行列状に配置されることによって構成される。すなわち、表示部５０の表示面は、１９２０×１０８０画素で構成される。

　次に、ＬＥＤの特性について説明する。ＬＥＤの輝度は、当該ＬＥＤの温度の影響を受けて変化する。図２は、ＬＥＤの特性の例を示す図である。具体的には、図２は、ＬＥＤの温度と相対輝度との関係の例を示す図である。図２において、縦軸は、相対輝度を示し、横軸は、ＬＥＤの温度を示す。

　図２に例が示されるように、ＬＥＤの温度が低いほどＬＥＤの輝度は高くなる。一方で、ＬＥＤの温度が高いほどＬＥＤの輝度は低くなる。

　以下においては、赤、緑および青のそれぞれを「原色」とも称する。また、以下においては、赤、緑および青を、それぞれＲ、ＧおよびＢとも称する。また、以下においては、赤色光、緑色光および青色光を、それぞれＲ光、Ｇ光およびＢ光とも称する。

　ＬＥＤ５１ｓｒ、ＬＥＤ５１ｓｇおよびＬＥＤ５１ｓｂは、それぞれ、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を射出する。すなわち、サブ画素としてのＬＥＤ５１ｓｒ、ＬＥＤ５１ｓｇおよびＬＥＤ５１ｓｂのそれぞれは、異なる原色を表現するための素子である。以下においては、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光のそれぞれを「原色光」とも称する。また、以下においては、Ｒ光の輝度、Ｇ光の輝度およびＢ光の輝度を、それぞれ、Ｒ輝度、Ｇ輝度およびＢ輝度とも称する。すなわち、Ｒ輝度は、ＬＥＤ５１ｓｒの輝度である。また、Ｇ輝度は、ＬＥＤ５１ｓｇの輝度である。また、Ｂ輝度は、ＬＥＤ５１ｓｂの輝度である。

　ＬＥＤ５１は、ＬＥＤ５１ｓｒ、ＬＥＤ５１ｓｇおよびＬＥＤ５１ｓｂがそれぞれ射出する赤色光、緑色光および青色光が合成された光（以下、「合成光」とも称する）を射出する。以下においては、ＬＥＤ５１が射出する合成光の輝度を、「ＬＥＤ５１の輝度」とも称する。

　また、以下においては、ＬＥＤ５１の輝度の補正に用いられる係数を、「温度補正係数」または「補正係数」とも称する。

　また、以下においては、表示部５０に表示するための映像を、映像信号とも称する。映像信号は、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像によって表現される。ここで、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像のそれぞれの解像度は同じである。Ｒ画像は、映像信号における赤成分の画像である。Ｇ画像は、映像信号における緑成分の画像である。Ｂ画像は、映像信号における青成分の画像である。

　駆動部４０は、映像信号に基づく映像が表示部５０にフレームごとに順次表示されるように、表示部５０を駆動させる。駆動部４０は、たとえば、パルス幅変調（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、すなわち、ＰＷＭ）方式によって、表示部５０を駆動させる。これによって、表示部５０に含まれるそれぞれのＬＥＤ５１のサブ画素（ＬＥＤ５１ｓｒ、ＬＥＤ５１ｓｇおよびＬＥＤ５１ｓｂ）の輝度が制御される。

　入力端子１０には、外部から映像信号が入力される。映像信号処理部２０は、入力された映像信号に対して処理を行って映像信号２１を得る。映像信号処理部２０において行われる処理は、たとえば、ガンマ補正などである。

　映像信号２１は、複数の画素の輝度をそれぞれ示す複数のフレームごとの画素値（階調値）を含む。本実施の形態においては、それぞれの画素の輝度を示す画素値は、サブ画素であるＬＥＤ５１ｓｒ、ＬＥＤ５１ｓｇおよびＬＥＤ５１ｓｂそれぞれの画素の輝度を示す画素値を含む。画素値は、たとえば、８ビットのビット長を有し、２５６階調を有する。したがって、画素値がとりうる最大画素値は、２５５である。また、画素値がとりうる最小画素値は、０である。

　以下においては、表示部５０における水平方向の画素の位置を「位置ｘ」とも称する。「ｘ」は、２以上の自然数である。また、以下においては、表示部５０における垂直方向の画素の位置を「位置ｙ」とも称する。「ｙ」は、２以上の自然数である。また、以下においては、表示部５０における画素の座標（位置）を「座標ｘｙ」、「座標（ｘ，ｙ）」または「（ｘ，ｙ）」と表現する。また、以下においては、表示部５０において、座標ｘｙで特定される画素（ＬＥＤ５１）を、「画素Ｐｘｙ」または「画素Ｐ（ｘ，ｙ）」とも称する。

　以下においては、映像信号における画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}のサブ画素であるＬＥＤ５１ｓｒの画素値を「画素値ＡＲｘｙ」または「ＡＲｘｙ」とも称する。また、以下においては、画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}のサブ画素であるＬＥＤ５１ｓｇの画素値を「画素値ＡＧｘｙ」または「ＡＧｘｙ」とも称する。また、以下においては、画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}のサブ画素であるＬＥＤ５１ｓｂの画素値を「画素値ＡＢｘｙ」または「ＡＢｘｙ」とも称する。

　輝度情報算出部３１は、映像信号処理部２０から入力される映像信号２１から輝度情報Ａを算出する。Ｗが通電されてから現在までのフレーム数であり、通電時間に相当するものとすると、輝度情報算出部３１が算出する輝度情報Ａ_（Ｗ）は、現在のフレームに対する輝度情報であり、輝度情報は、映像信号２１の複数のフレームに基づいて算出されるものである。たとえば、輝度情報は、それぞれの画素の輝度を示す画素値の現在から連続するＮフレーム分前までの連続Ｎフレーム分の加重平均である。ここで、フレームとは、動画像を構成する個々の静止画像を示すものである。

　画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}のサブ画素の輝度情報ＡＲｘｙ_（Ｗ）、輝度情報ＡＧｘｙ_（Ｗ）、輝度情報ＡＢｘｙ_（Ｗ）は、たとえば、以下の式（１）によって算出される。

　式（１）において、ＡＲｘｙ_（０）は、サブ画素であるＬＥＤ５１ｓｒの現在の画素値を示し、ＡＲｘｙ_{（Ｗ－１）}は、ＬＥＤ５１ｓｒの１フレーム前の輝度情報、すなわち、現在の１フレーム前から連続するＮフレーム分前（つまり、現在からはＮ＋１フレーム前のフレーム）までの加重平均の結果である。

　画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}のサブ画素であるＬＥＤ５１ｓｇの輝度情報ＡＧｘｙ_（Ｗ）、および、ＬＥＤ５１ｓｂの輝度情報ＡＢｘｙ_（Ｗ）についても同様に算出される。

　ただし、ＬＥＤの温度は通電時間が短い場合は飽和温度に達しないため、通電時間（または、起動後の経過時間）であるＷが、Ｎフレーム分の時間以下である期間、すなわち、Ｗ≦Ｎである期間に関しては、式（１）を用いて加重平均の算出をすることができない。そのため、Ｗ≦Ｎの場合は、以下の式（２）に例が示されるように、Ｎフレームまでの平均値となるように輝度情報を算出する。

　すなわち、Ｗ＞Ｎの場合は式（１）を用いて輝度情報を算出し、Ｗ≦Ｎの場合は式（２）を用いて輝度情報を算出する。

　画素Ｐｘｙの輝度情報Ａｘｙ_（Ｗ）は、以下の式（３）に示されるように、サブ画素の輝度情報ＡＲｘｙ_（Ｗ）、輝度情報ＡＧｘｙ_（Ｗ）および輝度情報ＡＢｘｙ_（Ｗ）の合計から算出される。

　ここで、動画像のように短い周期で輝度が大きく変化する画像（すなわち、映像）を表示する場合に、頻繁に補正係数（温度補正係数）が変化すると不自然な輝度補正が行われてしまうため、式（１）のＮは十分に大きい値を選択する必要がある。たとえば、１フレーム６０Ｈｚの表示映像を３０分単位での加重平均によって温度補正係数を算出する場合、Ｎ＝３０×６０×６０　＝　１０８０００フレームとすればよい。

　画素温度算出部３２は、温度補正係数を演算するために、画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}の現在の温度を算出する。具体的には、画素温度算出部３２は、輝度情報算出部３１で算出された輝度情報Ａｘｙ_（Ｗ）を画素値飽和温度関数に適用して、画素Ｐｘｙの現在の温度である現在温度Ｔｘｙ_（Ｗ）を求める。

　図３は、画素値飽和温度関数の例を示す図である。図３において、縦軸が飽和温度［℃］を示し、横軸が画素値を示す。記憶部３３には、図３に例が示される画素値飽和温度関数のテーブルなどが格納されている。

　上記の画素値飽和温度関数とは、ＬＥＤ５１を画素値ｈで駆動点灯し続けた場合の最終温度、すなわち、飽和温度Ｔ（ｈ）を示す、ＬＥＤの輝度と温度との関係を示す関数であり、たとえば、あらかじめ、複数の画素値ｈで飽和温度Ｔ（ｈ）を測定し、それらの近似関数を求めることによって決定される。

　次に、温度補正係数算出部３４において、温度補正係数Ｃを求める方法を説明する。図４は、ＬＥＤ５１の温度と温度補正係数との関係を示す温度補正関数の例を示す図である。図４において、縦軸が温度補正係数Ｃを示し、横軸がＬＥＤの温度［℃］を示す。記憶部３５には、図４に例が示される温度補正関数のテーブルなどが格納されている。

　図４には、サブ画素であるＬＥＤ５１ｓｒ、ＬＥＤ５１ｓｇおよびＬＥＤ５１ｓｂそれぞれの温度に対応する温度補正係数が示されている。具体的には、図４において、ＬＥＤ５１ｓｒの温度に対応する温度補正係数は点線で示され、ＬＥＤ５１ｓｇの温度に対応する温度補正係数は実線で示され、ＬＥＤ５１ｓｂの温度に対応する温度補正係数は破線で示される。

　これらの温度補正係数は、上記のように、ＬＥＤの温度差に起因する輝度差を小さくし、輝度ムラを軽減するための係数であり、たとえば、ＬＥＤの温度と相対輝度との関係から求められる。本実施の形態においては、相対輝度の逆数としている。

　画素温度算出部３２において求められた画素Ｐｘｙの現在温度Ｔｘｙ_（Ｗ）と、記憶部３５に格納されている温度補正関数のテーブルとによって、サブ画素ごとの温度補正係数Ｃが、ＣＲｘｙ_（Ｗ）、ＣＧｘｙ_（Ｗ）およびＣＢｘｙ_（Ｗ）として求められる。

　画素Ｐｘｙの輝度の補正は、映像信号２１の対象画素の画素値（階調値）に、温度補正係数Ｃを乗じることによって行われる。

　具体的には、補正部３０が、たとえば、以下の式（４）を用いることによって、映像信号２１の画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}のサブ画素であるＬＥＤ５１ｓｒの画素値ＡＲｘｙ_（０）から、映像信号３６の画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}のサブ画素であるＬＥＤ５１ｓｒの画素値ＡＲｘｙ_（Ｃ）を算出する。

　同様に、サブ画素であるＬＥＤ５１ｓｇの画素値ＡＧｘｙ_（Ｃ）、および、サブ画素であるＬＥＤ５１ｓｂの画素値ＡＢｘｙ_（Ｃ）が算出される。

　映像信号２１の１９２０×１０８０個の画素値それぞれに対し、式（４）を用いる輝度補正処理が行われ、補正された映像信号３６（Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像）が得られる。

　そして、駆動部４０が、補正された映像信号３６にしたがって、表示部５０に備えられる１９２０×１０８０個のＬＥＤを駆動する。これによって、表示部５０には、補正された映像信号３６に応じた映像が表示される。

　なお、本実施の形態では、Ｎフレーム期間で１フレーム前に算出された輝度値と現在の輝度値との加重平均に基づいて飽和温度が算出されたが、連続するＮフレーム期間の平均値を用いて飽和温度が算出されてもよい。

　従来の映像表示装置では、ＬＥＤが発する光によるＬＥＤ自体の温度上昇に起因する輝度低下が考慮されていない。そのため、通電後しばらく時間が経過すると、ＬＥＤの輝度の違いに起因して生じる温度差に応じて、ＬＥＤ間で輝度ムラが生じていた。当該現象は、特に、静止画像が長時間表示された後、当該静止画像を切り替える際に顕著に表れる。

　本実施の形態に関する映像表示装置によれば、映像信号のそれぞれの画素における現在までの連続Ｎフレーム分の画素値（階調値）に基づいて輝度情報が演算される。さらに、当該輝度情報に基づいて、それぞれの画素に対応するＬＥＤの現在の温度が算出される。そして、ＬＥＤの現在の温度に基づく温度補正係数が算出される。当該温度補正係数を用いてＬＥＤの輝度補正が行われることによって、それぞれのＬＥＤの温度上昇に起因する輝度ムラを軽減することができる。特に、静止画像が長時間表示される場合でも、それぞれのＬＥＤ単位での温度差に起因する輝度ムラを軽減することができるため、視認性が向上する。

　また、上記の温度補正係数は、連続Ｎフレーム分の画素値の加重平均（すなわち、輝度情報）に基づいて算出されている。そのため、温度補正係数は、短時間で大きく変化することはない。したがって、表示される映像信号が動画像などのように短い周期で大きく変化する場合にも、不自然な輝度補正が行われることを抑制することができる。また、Ｎフレーム分の期間で１フレーム前に算出された画素値と現在の画素値との加重平均に基づいて温度補正係数が算出される場合には、計算負荷が小さくなる。そのため、輝度情報算出部３１のハードウェア規模を小さくすることができる。

　＜第２の実施の形態＞
　本実施の形態に関する映像表示装置、および、輝度補正方法について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

　上記の第１の実施の形態では、不自然な輝度補正が行われないように、十分に大きい連続Ｎフレーム分の画素値の加重平均によって輝度情報が算出された。たとえば、１フレーム６０Ｈｚの表示映像を３０分単位での加重平均によって温度補正係数を算出する場合、Ｎ＝３０×６０×６０　＝　１０８０００フレームとされる。

　ここで、映像表示装置を起動した直後に高い輝度の映像が表示される場合、または、起動後３０分が経過するまでの期間に動画像のように短い周期で輝度が大きく変化する映像を表示される場合には、不自然な輝度補正が行われることがある。

　本実施の形態に関する映像表示装置は、起動した後、Ｎフレーム分の時間が経過する前であっても、不自然な輝度補正が行われることを抑制する。

　本実施の形態に関する輝度情報算出部は、映像信号処理部２０から入力される映像信号２１から輝度情報を演算する際、Ｗ＞Ｎの場合は、それぞれの画素の輝度を示す画素値の現在から連続Ｎフレーム分前までの値の加重平均によって輝度情報を算出する。

　すなわち、現時点で、起動した後にＷフレーム分の時間が経過したとすると、Ｗフレーム時間がＮフレーム時間よりも長い場合、Ｗフレーム分の時間が経過した現在の画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}のサブ画素の輝度情報ＡＲｘｙ_（Ｗ）、輝度情報ＡＧｘｙ_（Ｗ）および輝度情報ＡＢｘｙ_（Ｗ）は、以下の式（５）によって算出される。

　式（５）において、ＡＲｘｙ_（０）は、サブ画素であるＬＥＤ５１ｓｒの現在の画素値を示し、ＡＲｘｙ_{（Ｗ－１）}は、ＬＥＤ５１ｓｒの１フレーム前の輝度情報、すなわち、現在の１フレーム前から連続するＮフレーム分前（つまり、現在からはＮ＋１フレーム前のフレーム）までの加重平均の結果である。

　一方で、Ｗ≦Ｎの場合、すなわち、ＬＥＤ５１の現在までのフレーム数（Ｗ）がしきい値（Ｎ）以下である場合には、本実施の形態に関する輝度情報算出部は、まず、映像信号処理部２０から入力される映像信号２１の、起動後からＷフレーム後までの画素値の平均値ＳＲｘｙ_（Ｗ）、平均値ＳＧｘｙ_（Ｗ）および平均値ＳＢｘｙ_（Ｗ）を、以下の式（６）を用いて算出する。

　式（６）において、ＳＲｘｙ_（０）は、サブ画素であるＬＥＤ５１ｓｒの現在の画素値を示し、ＳＲｘｙ_{（Ｗ－１）}は、ＬＥＤ５１ｓｒの１フレーム前の輝度情報、すなわち、現在の１フレーム前から連続するＷフレーム分前（つまり、現在からはＷ＋１フレーム前のフレーム）までの加重平均の結果である。

　画素Ｐｘｙ_{（ＬＥＤ５１）}のサブ画素であるＬＥＤ５１ｓｇの平均値ＳＧｘｙ_（Ｗ）、および、ＬＥＤ５１ｓｂの平均値ＳＢｘｙ_（Ｗ）についても同様に算出される。

　次に、本実施の形態に関する輝度情報算出部は、輝度情報ＡＲｘｙ_（Ｗ）、輝度情報ＡＧｘｙ_（Ｗ）および輝度情報ＡＢｘｙ_（Ｗ）を、以下の式（７）を用いて算出する。すなわち、現在までのフレーム数（Ｗ）としきい値（Ｎ）との比率に基づいて、輝度情報ＡＲｘｙ_（Ｗ）、輝度情報ＡＧｘｙ_（Ｗ）および輝度情報ＡＢｘｙ_（Ｗ）を算出する。

　そして、画素Ｐｘｙの輝度情報Ａｘｙ_（Ｗ）は、以下の式（８）に示されるように、サブ画素の輝度情報ＡＲｘｙ_（Ｗ）、輝度情報ＡＧｘｙ_（Ｗ）および輝度情報ＡＢｘｙ_（Ｗ）の合計から算出される。

　以後、本実施の形態に関する映像表示装置は、第１の実施の形態に示されたものと同様の動作を行い、補正された映像信号３６（Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像）を得る。そして、本実施の形態に関する映像表示装置は、表示部５０に、補正された映像信号３６に応じた映像を表示させる。

　映像表示装置を起動した直後に高い輝度の映像が表示される場合、または、起動後３０分が経過するまでの期間に動画像のように短い周期で輝度が大きく変化する映像を表示される場合には、不自然な輝度補正が行われることがある。

　これに対し、本実施の形態に関する映像表示装置によれば、Ｎフレーム時間経過前に高い輝度の映像または動画像のように短い周期で輝度が大きく変化する映像が表示される場合でも、温度補正係数は大きく変化しない。そのため、不自然な輝度補正が行われることが抑制され、それぞれのＬＥＤの温度上昇に起因する輝度ムラを軽減することができる。

　＜映像表示装置のハードウェア構成について＞
　図５および図６は、図１に例が示される映像表示装置を実際に運用する場合のハードウェア構成を概略的に例示する図である。

　なお、図５および図６に例示されるハードウェア構成は、図１に例示される構成とは数などが整合しない場合があるが、これは図１に例示される構成が概念的な単位を示すものであることに起因する。

　よって、少なくとも、図１に例示される１つの構成が、図５および図６に例示される複数のハードウェア構成から成る場合と、図１に例示される１つの構成が、図５および図６に例示されるハードウェア構成の一部に対応する場合と、さらには、図１に例示される複数の構成が、図５および図６に例示される１つのハードウェア構成に備えられる場合とが想定され得る。

　図５では、図１中の映像信号処理部２０、補正部３０、輝度情報算出部３１、画素温度算出部３２、温度補正係数算出部３４および駆動部４０を実現するためのハードウェア構成として、演算を行う処理回路１１０２Ａと、情報を記憶することができる記憶装置１１０３とが示される。これらの構成は、他の実施の形態においても同様である。

　図６では、図１中の映像信号処理部２０、補正部３０、輝度情報算出部３１、画素温度算出部３２、温度補正係数算出部３４および駆動部４０を実現するためのハードウェア構成として、演算を行う処理回路１１０２Ｂが示される。当該構成は、他の実施の形態においても同様である。

　記憶部３３および記憶部３５は、記憶装置１１０３または別の記憶装置（ここでは、図示しない）によって実現される。

　記憶装置１１０３は、たとえば、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ　ｄｉｓｋ　ｄｒｉｖｅ、すなわち、ＨＤＤ）、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ｅｒａｓａｂｌｅ　ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ（ＥＰＲＯＭ）およびｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　ｅｒａｓａｂｌｅ　ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ（ＥＥＰＲＯＭ）などの、揮発性または不揮発性の半導体メモリ、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、ミニディスクまたはＤＶＤなどを含むメモリ（記録媒体）、または、今後使用されるあらゆる記録媒体であってもよい。

　処理回路１１０２Ａは、記憶装置１１０３、外部のＣＤ－ＲＯＭ、外部のＤＶＤ－ＲＯＭ、または、外部のフラッシュメモリなどに格納されたプログラムを実行するものであってもよい。すなわち、たとえば、中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｕｎｉｔ、すなわち、ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、デジタルシグナルプロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、すなわち、ＤＳＰ）であってもよい。

　処理回路１１０２Ａが記憶装置１１０３、外部のＣＤ－ＲＯＭ、外部のＤＶＤ－ＲＯＭ、または、外部のフラッシュメモリなどに格納されたプログラムを実行するものである場合、映像信号処理部２０、補正部３０、輝度情報算出部３１、画素温度算出部３２、温度補正係数算出部３４および駆動部４０は、記憶装置１１０３に格納されたプログラムが処理回路１１０２Ａによって実行されるソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。なお、映像信号処理部２０、補正部３０、輝度情報算出部３１、画素温度算出部３２、温度補正係数算出部３４および駆動部４０の機能は、たとえば、複数の処理回路が連携することによって実現されてもよい。

　ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置１１０３に記憶されるものであってもよい。その場合、処理回路１１０２Ａは、記憶装置１１０３に格納されたプログラムを読み出して実行することによって、上記の機能を実現する。すなわち、記憶装置１１０３は、処理回路１１０２Ａに実行されることによって、上記の機能が結果的に実現されるプログラムを記憶するものであってもよい。

　また、処理回路１１０２Ｂは、専用のハードウェアであってもよい。すなわち、たとえば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ、すなわち、ＡＳＩＣ）、ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｇａｔｅ　ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）またはこれらを組み合わせた回路であってもよい。

　処理回路１１０２Ｂが専用のハードウェアである場合、映像信号処理部２０、補正部３０、輝度情報算出部３１、画素温度算出部３２、温度補正係数算出部３４および駆動部４０は、処理回路１１０２Ｂが動作することにより実現される。なお、映像信号処理部２０、補正部３０、輝度情報算出部３１、画素温度算出部３２、温度補正係数算出部３４および駆動部４０の機能は、別々の回路で実現されてもよいし、単一の回路で実現されてもよい。

　なお、映像信号処理部２０、補正部３０、輝度情報算出部３１、画素温度算出部３２、温度補正係数算出部３４および駆動部４０の機能は、一部が記憶装置１１０３に格納されたプログラムを実行するものである処理回路１１０２Ａにおいて実現され、一部が専用のハードウェアである処理回路１１０２Ｂにおいて実現されてもよい。

　＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
　次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果の例を示す。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例が示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例が示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。すなわち、以下では便宜上、対応づけられる具体的な構成のうちのいずれか１つのみが代表して記載される場合があるが、代表して記載された具体的な構成が対応づけられる他の具体的な構成に置き換えられてもよい。

　また、当該置き換えは、複数の実施の形態に跨ってなされてもよい。すなわち、異なる実施の形態において例が示されたそれぞれの構成が組み合わされて、同様の効果が生じる場合であってもよい。

　以上に記載された実施の形態によれば、映像表示装置は、輝度情報算出部３１と、画素温度算出部３２と、温度補正係数算出部３４と、補正部３０と、駆動部４０とを備える。輝度情報算出部３１は、複数のＬＥＤ５１のうちの１つに対応する映像信号２１の複数のフレームに基づいて、輝度情報を算出する。画素温度算出部３２は、ＬＥＤ５１の輝度とＬＥＤ５１の温度との関係を示す第１の関数と、輝度情報とに基づいて、ＬＥＤ５１の温度を算出する。ここで、第１の関数は、たとえば、画素値飽和温度関数などに対応するものである。温度補正係数算出部３４は、ＬＥＤ５１の温度とＬＥＤ５１の温度補正係数との関係を示す第２の関数と、画素温度算出部３２において算出されたＬＥＤ５１の温度とに基づいて、ＬＥＤ５１の温度補正係数を算出する。ここで、第２の関数は、たとえば、温度補正関数などに対応するものである。補正部３０は、ＬＥＤ５１の温度補正係数に基づいて、対応する映像信号を補正する。駆動部４０は、補正された映像信号に基づいて、表示部５０に配列された対応するＬＥＤ５１を駆動する。

　また、以上に記載された実施の形態によれば、映像表示装置は、表示部５０およびＬＥＤ５１を備える。

　また、映像表示装置は、プログラムを実行する処理回路１１０２Ａと、実行されるプログラムを記憶する記憶装置１１０３とを備える。そして、処理回路１１０２Ａがプログラムを実行することによって、以下の動作が実現される。

　すなわち、複数のＬＥＤ５１のうちの１つに対応する映像信号２１の複数のフレームに基づいて、輝度情報が算出される。そして、ＬＥＤ５１の輝度とＬＥＤ５１の温度との関係を示す画素値飽和温度関数と、輝度情報とに基づいて、ＬＥＤ５１の温度が算出される。そして、ＬＥＤ５１の温度とＬＥＤ５１の温度補正係数との関係を示す温度補正関数と、算出されたＬＥＤ５１の温度とに基づいて、ＬＥＤ５１の温度補正係数が算出される。そして、ＬＥＤ５１の温度補正係数に基づいて、対応する映像信号が補正される。そして、補正された映像信号に基づいて、表示部５０に配列された対応するＬＥＤ５１が駆動される。

　また、以上に記載された実施の形態によれば、映像表示装置は、表示部５０およびＬＥＤ５１を備える。また、映像表示装置は、専用のハードウェアである処理回路１１０２Ｂを備える。そして、専用のハードウェアである処理回路１１０２Ｂは、以下の動作を行う。

　すなわち、専用のハードウェアである処理回路１１０２Ｂは、複数のＬＥＤ５１のうちの１つに対応する映像信号２１の複数のフレームに基づいて、輝度情報を算出する。そして、ＬＥＤ５１の輝度とＬＥＤ５１の温度との関係を示す画素値飽和温度関数と、輝度情報とに基づいて、ＬＥＤ５１の温度を算出する。そして、ＬＥＤ５１の温度とＬＥＤ５１の温度補正係数との関係を示す温度補正関数と、算出されたＬＥＤ５１の温度とに基づいて、ＬＥＤ５１の温度補正係数を算出する。そして、ＬＥＤ５１の温度補正係数に基づいて、対応する映像信号を補正する。そして、補正された映像信号に基づいて、表示部５０に配列された対応するＬＥＤ５１を駆動する。

　このような構成によれば、複数のＬＥＤ５１の、温度差に起因する輝度ムラを軽減することができる。具体的には、ＬＥＤ５１の発する光によるＬＥＤ５１自体の温度上昇に起因する輝度低下を補正することができる。特に、複数のＬＥＤ５１が配列されている表示部５０に表示される映像が切り替わった際に、異なる輝度の画素で表示されていた直前の映像の影響を受けて生じ得る輝度ムラを、効果的に軽減することができる。

　なお、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。

　また、以上に記載された実施の形態によれば、輝度情報算出部３１は、映像信号の現在までの複数のフレームにおけるＬＥＤ５１の画素値の加重平均に基づいて、輝度情報を算出する。このような構成によれば、現在までの通電時間分の画素値の加重平均に対応する輝度情報に基づいて、温度補正係数が算出されることとなるため、温度補正係数は、短時間で大きく変化することがない。よって、表示される映像信号が動画像などのように短い周期で大きく変化する場合にも、不自然な輝度補正が行われることを抑制することができる。

　また、以上に記載された実施の形態によれば、画素値飽和温度関数は、ＬＥＤ５１に設定された複数の画素値と、それぞれの画素値に設定されたＬＥＤ５１で測定された飽和温度との関係を示す関数である。このような構成によれば、あらかじめ測定された複数の画素値におけるＬＥＤ５１の飽和温度を示す画素値飽和温度関数を用いることによって、ＬＥＤ５１の温度を直接測定せずとも、ＬＥＤ５１の画素値に基づいてＬＥＤ５１の飽和温度を算出することができる。

　また、以上に記載された実施の形態によれば、温度補正関数は、複数の温度下におけるＬＥＤ５１の相対輝度に基づいて算出される関数である。このような構成によれば、ＬＥＤ５１の相対輝度に基づく温度補正関数を用いて温度補正係数を算出することによって、異なる温度下におけるＬＥＤ５１の相対輝度を反映して映像信号の補正がなされることとなるため、ＬＥＤ５１の温度の違いに起因する輝度ムラを軽減することができる。

　また、以上に記載された実施の形態によれば、輝度情報算出部は、ＬＥＤ５１の現在までのフレーム数（実施の形態におけるＷ）がしきい値（実施の形態におけるＮ）以下である場合に、現在までのフレーム数としきい値との比にも基づいて、輝度情報を算出する。このような構成によれば、映像表示装置を起動した直後に高い輝度の映像が表示される場合、または、起動後に所定の時間が経過するまでの期間に動画像のように短い周期で輝度が大きく変化する映像を表示される場合であっても、不自然な輝度補正が行われることを抑制することができる。

　以上に記載された実施の形態によれば、輝度補正方法において、複数のＬＥＤ５１のうちの１つに対応する映像信号２１の複数のフレームに基づいて、輝度情報を算出する。そして、ＬＥＤ５１の輝度とＬＥＤ５１の温度との関係を示す画素値飽和温度関数と、輝度情報とに基づいて、ＬＥＤ５１の温度を算出する。そして、ＬＥＤ５１の温度とＬＥＤ５１の温度補正係数との関係を示す温度補正関数と、算出されたＬＥＤ５１の温度とに基づいて、ＬＥＤ５１の温度補正係数を算出する。そして、ＬＥＤ５１の温度補正係数に基づいて、対応する映像信号を補正する。そして、補正された映像信号に基づいて、表示部５０に配列された対応するＬＥＤ５１を駆動する。

　なお、特段の制限がない場合には、それぞれの処理が行われる順序は変更することができる。

　また、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。

　＜以上に記載された実施の形態の変形例について＞
　以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面においてひとつの例であって、限定的なものではないものとする。

　したがって、例が示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

　また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよいものとする。

　さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。

　また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。

　また、本願明細書における説明は、本技術に関連するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。

　また、以上に記載された実施の形態で記載されたそれぞれの構成要素は、ソフトウェアまたはファームウェアとしても、それと対応するハードウェアとしても想定され、その双方の概念において、それぞれの構成要素は「部」または「処理回路」（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）などと称される。

　また、本願明細書に開示される技術は、それぞれの構成要素が複数の装置に分散して備えられる場合、すなわち、複数の装置の組み合わせとしてのシステムのような態様であってもよいものとする。

　たとえば、記憶部３３および記憶部３５は、図１においては映像表示装置内に搭載されるものとして示されたが、これらのうちの少なくとも１つは外部の機能部であってもよいものとする。その場合、映像表示装置内の他の機能部と外部の機能部とが互いに作用しあうことによって、全体として映像表示装置の機能を果たすものであればよい。

　１　映像表示装置、１０　入力端子、２０　映像信号処理部、２１，３６　映像信号、３０，３００６　補正部、３１，３００３　輝度情報算出部、３２，３００４　画素温度算出部、３３，３５　記憶部、３４，３００５　温度補正係数算出部、４０，３００７　駆動部、５０，３００２　表示部、５１，５１ｓｂ，５１ｓｇ，５１ｓｒ，３００１　ＬＥＤ、１１０２Ａ，１１０２Ｂ　処理回路、１１０３　記憶装置。

Claims

　複数のＬＥＤが配列された表示部を有する映像表示装置であり、
　複数の前記ＬＥＤのうちの１つに対応する映像信号の複数のフレームに基づいて、輝度情報を算出する輝度情報算出部と、
　前記ＬＥＤの輝度と前記ＬＥＤの温度との関係を示す第１の関数と、前記輝度情報とに基づいて、前記ＬＥＤの温度を算出する画素温度算出部と、
　前記ＬＥＤの温度と前記ＬＥＤの温度補正係数との関係を示す第２の関数と、前記画素温度算出部において算出された前記ＬＥＤの温度とに基づいて、前記ＬＥＤの前記温度補正係数を算出する温度補正係数算出部と、
　前記ＬＥＤの前記温度補正係数に基づいて、対応する前記映像信号を補正する補正部と、
　補正された前記映像信号に基づいて、前記表示部に配列された対応する前記ＬＥＤを駆動する駆動部とを備える、
　映像表示装置。
　請求項１に記載の映像表示装置であり、
　前記輝度情報算出部は、前記映像信号の現在までの複数のフレームにおける前記ＬＥＤの画素値の加重平均に基づいて、前記輝度情報を算出する、
　映像表示装置。
　請求項１または２に記載の映像表示装置であり、
　前記第１の関数は、前記ＬＥＤに設定された複数の画素値と、それぞれの前記画素値に設定された前記ＬＥＤで測定された飽和温度との関係を示す関数である、
　映像表示装置。
　請求項１から３のうちのいずれか１つに記載の映像表示装置であり、
　前記第２の関数は、複数の温度下における前記ＬＥＤの相対輝度に基づいて算出される関数である、
　映像表示装置。
　請求項１から４のうちのいずれか１つに記載の映像表示装置であり、
　前記輝度情報算出部は、前記ＬＥＤの現在までのフレーム数がしきい値以下である場合に、現在までの前記フレーム数と前記しきい値との比にも基づいて、前記輝度情報を算出する、
　映像表示装置。
　表示部に配列された複数のＬＥＤの輝度を補正する輝度補正方法であり、
　複数の前記ＬＥＤのうちの１つに対応する映像信号の複数のフレームに基づいて、輝度情報を算出し、
　前記ＬＥＤの輝度と前記ＬＥＤの温度との関係を示す第１の関数と、前記輝度情報とに基づいて、前記ＬＥＤの温度を算出し、
　前記ＬＥＤの温度と前記ＬＥＤの温度補正係数との関係を示す第２の関数と、算出された前記ＬＥＤの温度とに基づいて、前記ＬＥＤの温度補正係数を算出し、
　前記ＬＥＤの前記温度補正係数に基づいて、対応する前記映像信号を補正し、
　補正された前記映像信号に基づいて、前記表示部に配列された対応する前記ＬＥＤを駆動する、
　輝度補正方法。
　請求項６に記載の輝度補正方法であり、
　前記輝度情報を算出することは、前記映像信号の現在までの複数のフレームにおける前記ＬＥＤの画素値の加重平均に基づいて、前記輝度情報を算出することである、
　輝度補正方法。