JP2017032888A - Ｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１ＬＥＤ表示部にて所望の画像を表示させたまま、第１ＬＥＤ表示部の輝度ばらつき及び色ばらつきを抑制可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】ＬＥＤ表示装置１００は、第１ＬＥＤ１ａを有する第１ＬＥＤ表示部１と、第２ＬＥＤ２ａを有する第２ＬＥＤ表示部２と、輝度補正部１８とを備える。輝度補正部１８は、第１ＬＥＤ１ａの第１累積点灯時間と、第２ＬＥＤ２ａの輝度の推移及び第２累積点灯時間とに基づいて、第１ＬＥＤ１ａの輝度を補正する。第２ＬＥＤ２ａは、第１ＬＥＤ１ａと熱的に結合されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を有するＬＥＤ表示部を備えるＬＥＤ表示装置に関する。

ＬＥＤを有するＬＥＤ表示装置は、ＬＥＤの技術発展と低コスト化により、屋外及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、自然画及びアニメーションの動画像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となったことから、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は、静止画に近いパソコン画像を表示することが多い。しかしながら、ＬＥＤは点灯時間が長くなるにつれて輝度が低下するため、画像の内容により各ＬＥＤの点灯時間、ひいては各ＬＥＤの輝度低下率が異なる。この結果、点灯時間に伴う画素の輝度ばらつき及び色ばらつきが発生していた。

このような輝度ばらつき及び色ばらつきを低減するために、ＬＥＤ表示部の輝度を検出して当該輝度を補正する技術、または、ＬＥＤの表示時間を積算し、当該積算によって得られる積算時間に基づいて輝度補正係数を補正することにより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及び２）。

特開平１１−１５４３７号公報 特開２００６−３３０１５８号公報

寿命試験などにより積算時間に基づいてＬＥＤの輝度低下率を計測し、当該輝度低下率を用いて輝度を補正する技術によれば、ＬＥＤの点灯時間の違いに起因する輝度ばらつき及び色ばらつきを補正することは可能である。しかしながら、ＬＥＤの製造ロットの違いによる特性のばらつきなどのように、予測困難な特性のばらつきが必然的に存在する。このため、単純に積算時間に基づいて、精度よく輝度ばらつきを補正することは困難であった。

また、所望の画像を表示するＬＥＤ表示部から輝度を検出する技術では、精度よく輝度を補正することが可能であるが、輝度検出時に輝度検出用の画像を表示する必要がある。このため、２４時間稼働が求められる表示システム（例えば上述の監視用途の表示システムなど）においては、輝度ばらつき等を補正するために表示（稼動）を停止するか、表示を維持するために輝度ばらつき等の補正を断念するかのいずれかを甘受せねばならなかった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、第１ＬＥＤ表示部にて所望の画像を表示させたまま、第１ＬＥＤ表示部の輝度ばらつき及び色ばらつきを抑制可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係るＬＥＤ表示装置は、第１ＬＥＤを有する第１ＬＥＤ表示部と、前記第１ＬＥＤと輝度の推移が同等である第２ＬＥＤを有する第２ＬＥＤ表示部と、前記第１ＬＥＤの第１累積点灯時間を記憶する点灯時間記憶部と、前記第２ＬＥＤの輝度を測定する輝度測定部と、前記輝度測定部で測定された前記第２ＬＥＤの前記輝度の推移と、前記第２ＬＥＤの第２累積点灯時間とを対応付けて記憶する輝度推移記憶部と、前記点灯時間記憶部に記憶された前記第１累積点灯時間と、前記輝度推移記憶部に記憶された前記第２ＬＥＤの前記輝度の推移及び前記第２累積点灯時間とに基づいて、前記第１ＬＥＤの輝度を補正する輝度補正部とを備える。前記第２ＬＥＤは、前記第１ＬＥＤと熱的に結合されている。

本発明によれば、点灯時間記憶部に記憶された第１累積点灯時間と、輝度推移記憶部に記憶された第２ＬＥＤの輝度の推移及び第２累積点灯時間とに基づいて、第１ＬＥＤ表示部の第１ＬＥＤの輝度を補正する。これにより、第１ＬＥＤ表示部にて所望の画像を表示させたまま、第１ＬＥＤ表示部の輝度ばらつき及び色ばらつきを抑制することができる。また、第２ＬＥＤと第１ＬＥＤとが熱的に結合されているので、輝度補正の精度を高めることができる。

実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る第１ＬＥＤ表示部及び第２ＬＥＤ表示部の構成を示す斜視図である。 第１ＬＥＤの点灯時間と輝度低下率との関係の一例を示す図である。 第２ＬＥＤの点灯時間と輝度低下率との関係の一例を示す図である。 実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置の動作を示すフローチャートである。 ＰＷＭ駆動の一例を示す図である。 実施の形態２に係る第１ＬＥＤ表示部及び第２ＬＥＤ表示部の構成を示す斜視図である。 実施の形態２に係る第１ＬＥＤ表示部及び第２ＬＥＤ表示部の基板に規定されるブロックを示す図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置の構成を示すブロック図である。図１（ａ）のＬＥＤ表示装置１００は、第１ＬＥＤ表示部１と、第２ＬＥＤ表示部２と、入力端子３と、映像信号処理部４と、信号補正部５と、第１駆動部６と、点灯時間記憶部７と、信号生成部８と、第２駆動部９と、輝度測定部１０と、輝度推移記憶部である輝度低下率記憶部１１と、補正係数演算部１２とを備える。なお、輝度補正部１８は、信号補正部５及び補正係数演算部１２を含んでいる。

まず各構成要素のハードウェアについて説明する。第１ＬＥＤ表示部１、及び、第２ＬＥＤ表示部２には、例えばＬＥＤ表示パネルが適用され、輝度測定部１０には、例えば可視域の波長で計測可能なフォトダイオードなどの計測デバイスが適用される。点灯時間記憶部７及び輝度低下率記憶部１１には、例えば図２のメモリ９１が適用される。映像信号処理部４、信号補正部５、第１駆動部６、信号生成部８、第２駆動部９、及び、補正係数演算部１２（以下「映像信号処理部４等」と記す）は、例えば図２のプロセッサ９２が、メモリ９１に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。

なお、メモリ９１は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、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等を含む。プロセッサ９２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、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、プロセッサ、ＤＳＰを含む。上記プログラムは、映像信号処理部４等の手順や方法をコンピュータに実行させるものであり、例えば、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４等は、ソフトウェアプログラムに従って動作することにより実現される構成に限ったものではなく、例えば、当該動作をハードウェアの電気回路で実現する信号処理回路であってもよい。または、映像信号処理部４等は、ソフトウェアプログラムにより実現される構成と、ハードウェアにより実現される構成との組み合わせであってもよい。

次に、図１のＬＥＤ表示装置１００の各構成要素について概要を説明した後、いくつかの構成要素について詳細に説明する。なお便宜上、図１（ａ）では、第１ＬＥＤ表示部１と第２ＬＥＤ表示部２とを個別の部材として示したが、後述するように本実施の形態１では、第１ＬＥＤ表示部１と第２ＬＥＤ表示部２とは一体的に形成されている。

＜概要＞
第１ＬＥＤ表示部１は、例えば文字、図形などの所望の画像を表示するために用いられる。第１ＬＥＤ表示部１は、複数の第１ＬＥＤ１ａを有しており、第１駆動部６からの第１駆動信号（換言すれば表示パターン、駆動パターン、駆動データ）に基づいて駆動されることによって、個々の第１ＬＥＤ１ａの点灯制御などが行われる。

第１ＬＥＤ１ａは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかのＬＥＤを含んでおり、第１ＬＥＤ表示部１が有する複数の第１ＬＥＤ１ａは、Ｒ、Ｇ及びＢのＬＥＤを含んでいる。なお、図１（ａ）の例では、縦４組×横４組の合計１６組の第１ＬＥＤ１ａが、マトリクス状に配設されている。そして、１組の第１ＬＥＤ１ａは、図１（ｂ）に示すように、Ｒ、Ｇ及びＢの合計３つのＬＥＤを含んでいる。ただし、第１ＬＥＤ１ａの数はこれに限ったものではない。

第２ＬＥＤ表示部２は、第１ＬＥＤ表示部１の輝度の推移を計測（予測）するための表示を行う。なお、輝度の推移は、例えば初期輝度を１００％として現在の輝度を示す輝度の維持率、または、輝度の維持率と逆の関係である輝度の低下率（＝１００％−輝度の維持率）などを含む。以下では、輝度の推移に、輝度の低下率が適用されているものとして説明する。

第２ＬＥＤ表示部２は、複数の第２ＬＥＤ２ａを有しており、第２駆動部９からの第２駆動信号（換言すれば表示パターン、駆動パターン、駆動データ）に基づいて駆動されることによって、個々の第２ＬＥＤ２ａの点灯制御などが行われる。

ここで、第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率と、第１ＬＥＤ１ａと輝度低下率とは同等である。つまり、第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率が、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。例えば、第１ＬＥＤ１ａ及び第２ＬＥＤ２ａに、製造ロットが同じＬＥＤが適用されたり、輝度及び波長などによりＬＥＤを分類するＢＩＮコードが同じＬＥＤが適用されたりすると、両者の輝度及び波長などの特性が合わされるので、両者の輝度低下率が同等となる。

第２ＬＥＤ２ａは、第１ＬＥＤ１ａと同様に、Ｒ、Ｇ及びＢのいずれかのＬＥＤを含んでおり、第２ＬＥＤ表示部２が有する複数の第２ＬＥＤ２ａは、Ｒ、Ｇ及びＢのＬＥＤを含んでいる。なお、図１（ａ）の例では、縦２組×横２組の合計４組の第２ＬＥＤ２ａが、マトリクス状に配設されている。そして、１組の第２ＬＥＤ２ａは、１組の第１ＬＥＤ１ａと同様に、Ｒ、Ｇ及びＢの合計３つのＬＥＤを含んでいる。ただし、第２ＬＥＤ２ａの数はこれに限ったものではない。

図３は、第１ＬＥＤ表示部１、及び、第２ＬＥＤ表示部２の構成を示す斜視図である。図３に示すように、第１ＬＥＤ表示部１、及び、前記第２ＬＥＤ表示部は、一の基板２１を共有している。そして、第１ＬＥＤ表示部１の複数の第１ＬＥＤ１ａは、基板２１の第１主面に配設されている。第２ＬＥＤ表示部２の複数の第２ＬＥＤ２ａは、基板２１の第１主面と逆側の第２主面の一部に集中して配設（実装）されることによって、複数の第１ＬＥＤ１ａと基板２１を介して熱的に結合されている。これにより、第１ＬＥＤ１ａ及び第２ＬＥＤ２ａが、同じような環境下で点灯されるので、両者の輝度低下率を互いに近づけることが可能となっている。

加えて本実施の形態１では、第１ＬＥＤ表示部１の表示（駆動）と、第２ＬＥＤ表示部２の表示（駆動）とが並行して行われる。これにより、第１ＬＥＤ１ａ及び第２ＬＥＤ２ａが、同じような環境下で点灯されるので、両者の輝度低下率を互いに近づけることが可能となっている。

図１に戻って、入力端子３は、外部から映像信号を受け付ける。映像信号処理部４は、入力端子３で受け付けた映像信号に基づいて、表示に必要な領域を選択したり、ガンマ補正などの処理を行ったりする。

信号補正部５は、後述する補正係数演算部１２からの補正係数を用いて、映像信号処理部４の出力信号の輝度を補正する。この補正により、信号補正部５は、第１駆動部６から第１ＬＥＤ表示部１への第１駆動信号、ひいては１以上の第１ＬＥＤ１ａの輝度を、実質的に補正することが可能となっている。

第１駆動部６は、信号補正部５で補正された出力信号に基づいて、第１ＬＥＤ表示部１を駆動するための第１駆動信号を生成する。第１駆動部６は、当該第１駆動信号を第１ＬＥＤ表示部１に出力することによって、第１ＬＥＤ表示部１を駆動する。

点灯時間記憶部７は、第１ＬＥＤ１ａの第１累積点灯時間（第１ＬＥＤ１ａが点灯された時間を累積的に加算することにより得られる時間）を記憶する。

信号生成部８は、信号補正部５で補正された出力信号に基づいて、第２ＬＥＤ表示部２の第２駆動信号を生成するための信号を生成する。

第２駆動部９は、信号生成部８で生成された信号に基づいて、第２ＬＥＤ表示部２を駆動するための第２駆動信号を生成する。第２駆動部９は、当該第２駆動信号を第２ＬＥＤ表示部２に出力することによって、第２ＬＥＤ表示部２を駆動する。

輝度測定部１０は、第２ＬＥＤ表示部２の第２ＬＥＤ２ａの輝度を測定する。

輝度推移記憶部である輝度低下率記憶部１１は、輝度測定部１０で測定された第２ＬＥＤ２ａの輝度の低下率と、第２ＬＥＤ２ａの第２累積点灯時間（第２ＬＥＤ２ａが点灯された時間を累積的に加算することにより得られる時間）とを対応付けて記憶する。なお、輝度測定部１０の測定、及び、輝度低下率記憶部１１の記憶は、第２ＬＥＤ表示部２が表示されている間、随時行われる。

補正係数演算部１２は、点灯時間記憶部７に記憶された第１累積点灯時間と、輝度低下率記憶部１１に記憶された第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率及び第２累積点灯時間とに基づいて、輝度の補正係数を算出する。

ここで図１の輝度補正部１８は、上述した信号補正部５及び補正係数演算部１２を含んでいる。このため、輝度補正部１８は、点灯時間記憶部７に記憶された第１累積点灯時間と、輝度低下率記憶部１１に記憶された第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率及び第２累積点灯時間とに基づいて上述した補正係数を算出する。そして、輝度補正部１８は、当該補正係数を用いて、映像信号処理部４の出力信号の輝度を補正することによって、第１駆動部６の第１駆動信号（駆動信号）、ひいては第１ＬＥＤ１ａの輝度を補正する。

なお、本実施の形態１では、複数の第１ＬＥＤ１ａの複数の第１累積点灯時間は異なっている。そして、輝度補正部１８は、点灯時間記憶部７に記憶された複数の第１累積点灯時間のうち最も長い第１累積点灯時間と、輝度低下率記憶部１１に記憶された第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率及び第２累積点灯時間とに基づいて上記補正を行うように構成されている。

＜詳細＞
本実施の形態１では、第１駆動部６の第１駆動信号のデューティ比の情報が、信号補正部５で補正された出力信号に含まれる。点灯時間記憶部７は、当該出力信号に含まれるデューティ比に基づいて、個々の第１ＬＥＤ１ａの点灯時間を一定の単位時間ごとに累積することにより、個々の第１ＬＥＤ１ａの第１累積点灯時間を記憶する。例えば、単位時間が１時間であり、かつ、デューティ比が１０％の輝度の点灯である場合には、１時間ごとに０．１時間の点灯時間（点滅時間から消灯時間を除いた時間）が、点灯時間記憶部７の第１累積点灯時間に加算されることになる。

図４は、緑色（Ｇ）の第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率と点灯時間（第１累積点灯時間）との関係の一例を示す図である。なお、図４の点灯時間の目盛には対数目盛が適用されている。

図４に示されるように、点灯時間の増加とともに、緑色（Ｇ）の第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率は大きくなり、緑色（Ｇ）の第１ＬＥＤ１ａの輝度は低下する。程度には差があるが、赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ）の第１ＬＥＤ１ａの輝度も、点灯時間の増加とともに低下する（図示せず）。また後述するように、第２ＬＥＤ２ａの輝度も、点灯時間の増加とともに低下する。

従来技術では、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率は、事前に輝度を実測することによって求められる。これに対して、本実施の形態１では、第１ＬＥＤ１ａの輝度を実測するのではなく、第１点灯時間を実測し、当該第１点灯時間と実質的に同じ第２点灯時間に対応付けられた第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率を、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率として計測（予測）するように構成されている。以下、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率の計測（予測）について説明する。

信号生成部８は、信号補正部５で補正された出力信号に基づいて、第２ＬＥＤ表示部２の表示を制御するための第２駆動信号となる信号を生成する。第２駆動部９は、信号生成部８で生成された信号に基づいて、第２ＬＥＤ表示部２を駆動する。

ここで、信号生成部８は、信号補正部５で補正された出力信号から、第１ＬＥＤ表示部１の第１駆動信号（例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）の最大デューティ比を読み取り、当該最大デューティ比で第２ＬＥＤ表示部２を駆動するための信号を生成する。これにより、第１ＬＥＤ表示部１の第１駆動信号の最大デューティ比が１００％であれば、第２ＬＥＤ表示部２の第２駆動信号のデューティ比も１００％に設定される。

この結果、本実施の形態１では、第２ＬＥＤ２ａの第２累積点灯時間は、第１ＬＥＤ表示部１が有する複数の第１ＬＥＤ１ａの第１累積点灯時間の中で最も長い第１累積点灯時間に設定される。つまり、第２ＬＥＤ２ａの第２累積点灯時間の長さが、第１ＬＥＤ１ａの第１累積点灯時間の長さ以上となるように制御される。なお、この制御は、Ｒ，Ｇ，Ｂごとに行われてもよい。

輝度測定部１０は、第２ＬＥＤ表示部２と対向配置されており（図３）、第２ＬＥＤ２ａの輝度を測定する。実施の形態１では、輝度測定部１０は、個々の第２ＬＥＤ２ａの各色の輝度を測定する。

図５は、Ｒ、Ｇ及びＢの第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率と経過時間である点灯時間（第２累積点灯時間）との関係の一例を示す図である。なお、図５の点灯時間の目盛には対数目盛が適用されている。

図５に示されるように、第２ＬＥＤ２ａの輝度も、第１ＬＥＤ１ａの輝度と同様に点灯時間とともに低下する。ここでＲ，Ｇ，Ｂの第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率は、点灯時間ｔの関数ｋｒ（ｔ），ｋｇ（ｔ），ｋｂ（ｔ）によってそれぞれ示すことが可能である。この関数ｋｒ（ｔ），ｋｇ（ｔ），ｋｂ（ｔ）は、輝度低下率記憶部１１に記憶された複数組の第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率及び第２累積点灯時間に回帰分析などを行なうことによって、近似式または補間式などの関係式として算出可能である。

輝度低下率記憶部１１には、輝度測定部１０の測定結果と、第２ＬＥＤ２ａの点灯時間とが対応付けられて記憶される。そして、輝度補正部１８が、点灯時間記憶部７に記憶された第１ＬＥＤ１ａの点灯時間（実測時間）と同じまたはそれに近い第２ＬＥＤ２ａの点灯時間に対応する輝度（輝度低下率）を読み取る。これにより本実施の形態１では、第１ＬＥＤ１ａの輝度を実測しなくても、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率を実質的に計測することが可能となっている。

＜動作＞
図６は、本実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置１００の輝度補正の動作を示すフローチャートである。

まずステップＳ１にて、輝度補正部１８（信号補正部５及び補正係数演算部１２）は、動作開始時から、または前回の補正時から現時点までの時間が、輝度補正の単位時間（例えば１００時間）を超えたか否かを判定する。ここで、輝度補正の単位時間は、一定時間であってもよいし、補正回数に応じて変化する時間（例えば補正回数の指数関数として示される時間）であってもよい。輝度補正の単位時間を経過したと判定した場合にはステップＳ２に進み、そうでない場合にはステップＳ１を再度行う。

ステップＳ２にて、輝度補正部１８は、点灯時間記憶部７を参照し、Ｒ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの最大累積点灯時間ｔｒｍａｘ，ｔｇｍａｘ，ｔｂｍａｘを検索する。

ステップＳ３にて、輝度補正部１８は、ステップＳ２で検索した最大累積点灯時間ｔｒｍａｘ，ｔｇｍａｘ，ｔｂｍａｘと同じまたはそれに近い第２累積点灯時間に対応するＲ，Ｇ，Ｂの輝度低下率を、輝度低下率記憶部１１から取得する。ここで取得されるＲ，Ｇ，Ｂの輝度低下率は、上述した輝度低下率の関数ｋｒ（ｔ），ｋｇ（ｔ），ｋｂ（ｔ）のｔに、ｔｒｍａｘ，ｔｇｍａｘ，ｔｂｍａｘをそれぞれ適用したｋｒ（ｔｒｍａｘ），ｋｇ（ｔｇｍａｘ），ｋｂ（ｔｂｍａｘ）とほぼ同じである。そこで、以下の説明では便宜上、ステップＳ３で取得したＲ，Ｇ，Ｂの輝度低下率を、輝度低下率ｋｒ（ｔｒｍａｘ），ｋｇ（ｔｇｍａｘ），ｋｂ（ｔｂｍａｘ）と記すこともある。

輝度補正部１８は、輝度低下率ｋｒ（ｔｒｍａｘ），ｋｇ（ｔｇｍａｘ），ｋｂ（ｔｂｍａｘ）のうち、最も大きい輝度低下率を、最大輝度低下率ｋｒｇｂ（ｔｍａｘ）として求める。つまり、輝度補正部１８は、次式（１）で示される最大輝度低下率ｋｒｇｂ（ｔｍａｘ）を求める。

ステップＳ４にて、輝度補正部１８は、点灯時間記憶部７及び輝度低下率記憶部１１を参照し、第１ＬＥＤ表示部１の全ての第１ＬＥＤ１ａについて、累積点灯時間ｔに対する理論上の輝度低下率と、ステップＳ３で求めた最大輝度低下率ｋｒｇｂ（ｔｍａｘ）とに基づいて、各第１ＬＥＤ１ａに対する補正係数を求める。

ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの現在の理論上の輝度をＲｐ，Ｇｐ，Ｂｐとし、累積点灯時間ｔにおけるＲ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの理論上の輝度低下率をｋｒ（ｔ），ｋｇ（ｔ），ｋｂ（ｔ）とし、最大輝度低下率をｋｒｇｂ（ｔｍａｘ）とすると、補正後のＲ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの輝度Ｒｃｏｍｐ，Ｇｃｏｍｐ，Ｂｃｏｍｐは、次式（２）で示される。なお、累積点灯時間ｔにおけるＲ，Ｇ，Ｂの輝度低下率ｋｒ（ｔ），ｋｇ（ｔ），ｋｂ（ｔ）には、例えば前回の補正において求めた最大輝度低下率が適用される。

本実施の形態１に係る輝度補正部１８は、上式（２）の右辺の式からＲｐ，Ｇｐ，Ｂｐを除いた式を、ステップＳ４で求めるべき補正係数の式として用いる。

なお、上式（２）における現在の理論上の輝度Ｒｐ，Ｇｐ，Ｂｐは、Ｒ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの初期輝度をＲ０，Ｇ０，Ｂ０とすると、次式（３）で示される。

上式（３）を上式（２）に代入すれば、補正後のＲ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの輝度Ｒｃｏｍｐ，Ｇｃｏｍｐ，Ｂｃｏｍｐは、次式（４）で示される。次式（４）で示されるように、輝度Ｒｃｏｍｐ，Ｇｃｏｍｐ，Ｂｃｏｍｐは、Ｒ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの初期輝度Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０を、最大輝度低下率ｋｒｇｂ（ｔｍａｘ）によって統一的に補正したものとなる。

ステップＳ４の後、ステップＳ５にて、輝度補正部１８は、ステップＳ４で求めた補正係数を用いて、映像信号処理部４の出力信号の輝度を、実質的には第１駆動信号を補正することによって、第１ＬＥＤ１ａの輝度を補正する。その後、ステップＳ１に戻る。

ここで第１ＬＥＤ１ａの輝度調整には、例えばＰＷＭ方式などが適用される。図７は、ＰＷＭ方式で用いられるＰＷＭ駆動の一例を示す図である。図７（ａ）には、ＰＷＭの基本周期（パルス周期）が示されており、映像信号の１フレーム期間以下の期間が、ＰＷＭの基本周期に適用される。図７（ｂ）には、パルス幅のデューティ比が例えば８５％の場合が示され、図７（ｃ）には、パルス幅のデューティ比が例えば８０％の場合が示されている。パルス周期は非常に短いので、パルス周期のＬＥＤの点滅は、人の目には点灯として感じられる。このようなＰＷＭ方式では、デューティ比が小さいほどＬＥＤの点灯時間の割合が小さいので、人の目が感じる輝度は、図７（ｂ）の場合よりも図７（ｃ）の場合の方が低くなる。このように、パルス幅のデューティ比を変更することによって、第１ＬＥＤ１ａの輝度を調整することが可能となる。

上述のステップＳ５では、輝度調整と同様にパルス幅のデューティ比を変更することによって輝度の補正が行われる。例えば、ｋｒｇｂ（ｔｍａｘ）＝０．２、ｋｒ（ｔ）＝０．１の場合、補正係数の式（上式（２）の右辺の式からＲｐ，Ｇｐ，Ｂｐを除いた式）により、輝度Ｒｐに対する補正係数は（１−０．２）／（１−０．１）＝８／９となる。このため、輝度補正部１８は、ＰＷＭのデューティ比を８／９倍することにより、第１ＬＥＤ１ａの補正を行う。

＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような補正を行う本実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置１００によれば、第１ＬＥＤ表示部１の補正後の輝度は、補正前の輝度と比べて全体的に低下するが、全ての第１ＬＥＤ１ａの輝度を、点灯時間が最も長いＬＥＤの輝度（輝度低下率が最も大きい輝度）に統一することができる。このため、第１ＬＥＤ表示部１全体として輝度の均一性、ホワイトバランスを保つことができ、輝度ばらつき及び色ばらつきを抑制することができる。

ここで、ＬＥＤの輝度低下は時間だけではなく温度にも依存する。本実施の形態１では、第１ＬＥＤ１ａと第２ＬＥＤ２ａとが熱的に結合されるので、表示用の第１ＬＥＤ表示部１と、輝度計測用の第２ＬＥＤ表示部２との温度差を低減することができる。このため、第１ＬＥＤ表示部１及び第２ＬＥＤ表示部２の輝度低下率を互いに精度良く近づけることができるので、輝度補正の精度を高めることができる。

また本実施の形態１では、第２ＬＥＤ表示部２は、第１ＬＥＤ表示部１の最大デューティ比で駆動している。これにより、第２ＬＥＤ２ａの第２累積点灯時間の長さが、第１ＬＥＤ１ａの第１累積点灯時間の長さ以上となるので、第２ＬＥＤ２ａの輝度低下が、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下と同じかそれよりも早くなる。このことは、輝度低下率記憶部１１には、点灯時間が最も長い第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率が、第１ＬＥＤ１ａの将来の輝度低下率として記憶されることを意味する。本実施の形態１では、輝度低下率記憶部１１に記憶されている第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率に基づいて、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率を予測するので、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率の予測精度、ひいては輝度補正の精度を高めることができる。

従来技術では、第１ＬＥＤ表示部１において所望の画像を継続して表示させたまま、第１ＬＥＤ表示部１の輝度低下率を測定することができず、輝度ばらつき及び色ばらつきを抑制することができなかった。これに対して本実施の形態１では、第１ＬＥＤ表示部１にて所望の画像を表示させたまま、第１ＬＥＤ表示部１とは別の第２ＬＥＤ表示部２の輝度低下率を実測することによって、第１ＬＥＤ表示部１の輝度低下率を実質的に測定することができるので、輝度ばらつき及び色ばらつきを抑制することができる。この結果、新しいＬＥＤモジュールへの交換の低減化も期待できる。

＜変形例＞
実施の形態１では、第２ＬＥＤ表示部２は、複数組（図１では縦２組×横２組の合計４組）の第２ＬＥＤ２ａから構成されていた。しかし、第２ＬＥＤ表示部２は、必ずしも複数組から構成される必要はなく、１組の第２ＬＥＤ２ａから構成されてもよい。ただし、複数組の第２ＬＥＤ２ａからなる構成は、１組の第２ＬＥＤ２ａからなる構成に比べて、各色の輝度の平均値を用いることができるので、個々の輝度のばらつきによる悪影響を抑制することができる。

また、実施の形態１では、輝度補正部１８が、点灯時間記憶部７に記憶された第１ＬＥＤ１ａの点灯時間（実測時間）と同じまたはそれに近い第２ＬＥＤ２ａの点灯時間に対応する輝度を読み取ることによって、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率を計測（予測）するように構成されていた。

このような構成の代わりに、輝度補正部１８は、輝度低下率記憶部１１に記憶された複数組の第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率及び第２累積点灯時間に回帰分析などを行なうことによって、輝度低下率の関数ｋｒ（ｔ），ｋｇ（ｔ），ｋｂ（ｔ）を算出してもよい。そして、輝度補正部１８は、輝度低下率の関数ｋｒ（ｔ），ｋｇ（ｔ），ｋｂ（ｔ）のｔに、第１ＬＥＤ１ａについて最大累積点灯時間ｔｒｍａｘ，ｔｇｍａｘ，ｔｂｍａｘをそれぞれ適用したｋｒ（ｔｒｍａｘ），ｋｇ（ｔｇｍａｘ），ｋｂ（ｔｂｍａｘ）を、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率として計測（予測）してもよい。

このような構成によれば、第２ＬＥＤ２ａの第２累積点灯時間の長さが、第１ＬＥＤ１ａの第１累積点灯時間の長さ以上となるように制御されなくても、第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率を予測することができる。

なお、以上の変形例は、後述する実施の形態２においても適用可能である。

＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ表示装置のブロック構成は、実施の形態１に係るＬＥＤ表示装置のブロック構成（図１）と同じである。以下、本実施の形態２に係るＬＥＤ表示装置のうち、実施の形態１と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

実施の形態１では、複数の第２ＬＥＤ２ａが、基板２１の第２主面の一部に集中して配設された（図３）。これに対して本実施の形態２では、図８に示すように、５組の第２ＬＥＤ２ａ（第２ＬＥＤ２ａＡ，２ａＢ，２ａＣ，２ａＤ，２ａＥ）が、基板２１の第２主面に分散配設されており、５つの輝度測定部１０（輝度測定部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ）も、複数組の第２ＬＥＤ２ａと同様に分散配設されている。このように構成された本実施の形態２によれば、基板２１内の温度分布に偏りが存在しても、複数組の第２ＬＥＤ２ａの輝度低下の平均をとることができるので、輝度低下率の予測精度をさらに向上させることができる。

本実施の形態２では、図９に示すように、基板２１の第１主面及び第２主面が、それら主面に共通する９つのブロック（ブロック２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１ＡＢＣ，２１ＡＣＤ，２１ＢＣＥ，２１ＣＤＥ）に区分（分割）されている。このうち、ブロック２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅに、５組の第２ＬＥＤ２ａ（第２ＬＥＤ２ａＡ，２ａＢ，２ａＣ，２ａＤ，２ａＥ）がそれぞれ配設されている。

そして、点灯時間記憶部７は、ブロック単位で、ブロック２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの各組の第１ＬＥＤの第１累積点灯時間を記憶する。輝度測定部１０は、ブロック単位で、ブロック２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅにおける各組の第２ＬＥＤ２ａの輝度を測定する。

輝度低下率記憶部１１は、ブロック単位で、ブロック２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの各組の第２ＬＥＤ２ａの輝度低下率及び第２累積点灯時間を記憶する。輝度補正部１８は、ブロック単位の第１累積点灯時間と、ブロック単位の輝度低下率及び第２累積点灯時間とに基づいて、ブロック単位で輝度低下率をともめて第１ＬＥＤ１ａの輝度の補正を行う。

以下、本実施の形態２に係る輝度補正部１８について詳細に説明する。

ブロック２１Ａに配設されたＲ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率は、点灯時間ｔの関数ｋｒＡ（ｔ），ｋｇＡ（ｔ），ｋｂＡ（ｔ）によってそれぞれ示される。同様に、ブロック２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅに配設されたＲ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率は、点灯時間ｔの関数ｋｒＢ（ｔ），ｋｇＢ（ｔ），ｋｂＢ（ｔ），ｋｒＣ（ｔ），ｋｇＣ（ｔ），ｋｂＣ（ｔ），ｋｒＤ（ｔ），ｋｇＤ（ｔ），ｋｂＤ（ｔ），ｋｒＥ（ｔ），ｋｇＥ（ｔ），ｋｂＥ（ｔ）によってそれぞれ示される。

輝度補正部１８は、第２ＬＥＤ２ａが配設されていない２１ＡＢＣ，２１ＡＣＤ，２１ＢＣＥ，２１ＣＤＥの輝度低下率の関数ｋ＄ＡＢＣ（ｔ），ｋ＄ＡＣＤ（ｔ），ｋ＄ＢＣＥ（ｔ），ｋ＄ＣＤＥ（ｔ）を、周辺ブロックの輝度低下率と次式（５）とに基づいて算出する（ただし、＄＝ｒ，ｇ，ｂ）。

輝度補正部１８は、点灯時間記憶部７を参照し、ブロック２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１ＡＢＣ，２１ＡＣＤ，２１ＢＣＥ，２１ＣＤＥのそれぞれについて、Ｒ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの最大累積点灯時間ｔｒｍａｘ＃，ｔｇｍａｘ＃，ｔｂｍａｘ＃を検索する（ただし、＃＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，ＡＢＣ，ＡＣＤ，ＢＣＥ，ＣＤＥ）。

輝度補正部１８は、最大累積点灯時間ｔｒｍａｘ＃，ｔｇｍａｘ＃，ｔｂｍａｘ＃に対応するＲ，Ｇ，Ｂの輝度低下率ｋｒ＃（ｔｒｍａｘ＃），ｋｇ＃（ｔｇｍａｘ＃），ｋｂ＃（ｔｂｍａｘ＃）を、輝度低下率記憶部１１から取得する。

輝度補正部１８は、取得したＲ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの輝度低下率ｋｒ＃（ｔｒｍａｘ＃），ｋｇ＃（ｔｇｍａｘ＃），ｋｂ＃（ｔｂｍａｘ＃）から、ブロック２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１ＡＢＣ，２１ＡＣＤ，２１ＢＣＥ，２１ＣＤＥのそれぞれについて、次式（６）で示される最大輝度低下率ｋｒｇｂ＃（ｔｍａｘ＃）を求める。

輝度補正部１８は、第１ＬＥＤ表示部１の第１ＬＥＤ１ａの最大輝度低下率、すなわち全ブロックの最大輝度低下率ｋｒｇｂＡＬＬを、次式（７）を用いて求める。

Ｒ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの現在の理論上の輝度をＲｐ，Ｇｐ，Ｂｐとし、累積点灯時間ｔにおけるＲ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの理論上の輝度低下率をｋｒ＃（ｔ），ｋｇ＃（ｔ），ｋｂ＃（ｔ）とし、最大輝度低下率をｋｒｇｂＡＬＬとすると、補正後のＲ，Ｇ，Ｂの第１ＬＥＤ１ａの輝度Ｒｃｏｍｐ，Ｇｃｏｍｐ，Ｂｃｏｍｐは、次式（８）で示される。なお、累積点灯時間ｔにおけるＲ，Ｇ，Ｂの理論上の輝度低下率ｋｒ＃（ｔ），ｋｇ＃（ｔ），ｋｂ＃（ｔ）には、例えば前回の補正において求めた最大輝度低下率が適用される。

本実施の形態２に係る輝度補正部１８は、上式（８）の右辺の式からＲｐ，Ｇｐ，Ｂｐを除いた式を、補正係数の式として用いる。その後、輝度補正部１８は、求めた補正係数を用いて、映像信号処理部４の出力信号の輝度、ひいては第１駆動信号を補正することによって、第１ＬＥＤ１ａの輝度を補正する。

＜実施の形態２のまとめ＞
以上のような本実施の形態２に係るＬＥＤ表示装置１００は、ブロック単位の第１累積点灯時間と、ブロック単位の輝度低下率及び第２累積点灯時間とに基づいて第１ＬＥＤ１ａの輝度をブロック単位で計測（予測）する。これにより、基板２１内の温度分布の偏りにより発生する輝度低下率の誤差を、例えば平均化などによって補正することができる。したがって、第１ＬＥＤ表示部１及び第２ＬＥＤ表示部２の輝度低下率を互いに精度良く近づけることができるので、輝度補正の精度を高めることができる。

なお以上の説明では、基板２１を９つのクロックに区分し、当該基板２１に５組の第２ＬＥＤ２ａを配設したが、ブロックの数、第２ＬＥＤ２ａの組の数はこれに限ったものではない。例えば、ブロックの数をさらに大きくする、つまりブロックをさらに細分化してより細かな補正をすることも可能である。また基板２１内の温度分布の偏りがより複雑な場合は、第２ＬＥＤ２ａの配設箇所をさらに増やすことにより、輝度補正の精度を高めることが可能となる。

また以上の説明では、第１ＬＥＤ１ａの輝度補正を、映像信号処理部４の出力に対して行った。しかし、処理結果として、第１ＬＥＤ１ａの第１駆動信号のデューティ比、駆動電流、または、第１ＬＥＤ表示部１の駆動が補正されればよく、輝度補正の対象は、映像信号処理部４の出力に限定されるものではない。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ 第１ＬＥＤ表示部、１ａ 第１ＬＥＤ、２ 第２ＬＥＤ表示部、２ａ 第２ＬＥＤ、７ 点灯時間記憶部、１０ 輝度測定部、１１ 輝度低下率記憶部、１８ 輝度補正部、２１ 基板、１００ ＬＥＤ表示装置。

Claims (6)

1. 第１ＬＥＤを有する第１ＬＥＤ表示部と、
   前記第１ＬＥＤと輝度の推移が同等である第２ＬＥＤを有する第２ＬＥＤ表示部と、
   前記第１ＬＥＤの第１累積点灯時間を記憶する点灯時間記憶部と、
   前記第２ＬＥＤの輝度を測定する輝度測定部と、
   前記輝度測定部で測定された前記第２ＬＥＤの前記輝度の推移と、前記第２ＬＥＤの第２累積点灯時間とを対応付けて記憶する輝度推移記憶部と、
   前記点灯時間記憶部に記憶された前記第１累積点灯時間と、前記輝度推移記憶部に記憶された前記第２ＬＥＤの前記輝度の推移及び前記第２累積点灯時間とに基づいて、前記第１ＬＥＤの輝度を補正する輝度補正部と
   を備え、
   前記第２ＬＥＤは、前記第１ＬＥＤと熱的に結合されている、ＬＥＤ表示装置。
2. 請求項１に記載のＬＥＤ表示装置であって、
   前記第１ＬＥＤ表示部及び前記第２ＬＥＤ表示部は、一の基板を共有し、
   前記第１ＬＥＤは、前記基板の第１主面に配設され、
   前記第２ＬＥＤは、前記基板の前記第１主面と逆側の第２主面に配設されることによって、前記第１ＬＥＤと前記基板を介して熱的に結合されている、ＬＥＤ表示装置。
3. 請求項２に記載のＬＥＤ表示装置であって、
   前記第１主面及び前記第２主面は、それら主面に共通する複数のブロックに区分され、
   前記点灯時間記憶部は、
   前記ブロック単位で複数の前記第１ＬＥＤの前記第１累積点灯時間を記憶し、
   前記輝度測定部は、
   前記ブロック単位で複数の前記第２ＬＥＤの輝度を測定し、
   前記輝度推移記憶部は、
   前記ブロック単位で前記輝度の推移及び前記第２累積点灯時間を記憶し、
   前記輝度補正部は、
   前記ブロック単位の前記第１累積点灯時間と、前記ブロック単位の前記輝度の推移及び前記第２累積点灯時間とに基づいて前記補正を行う、ＬＥＤ表示装置。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のＬＥＤ表示装置であって、
   前記第２累積点灯時間の長さを、前記第１累積点灯時間の長さ以上となるように制御する、ＬＥＤ表示装置。
5. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のＬＥＤ表示装置であって、
   前記第１ＬＥＤ表示部の表示と、前記第２ＬＥＤ表示部の表示とが並行して行われる、ＬＥＤ表示装置。
6. 請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載のＬＥＤ表示装置であって、
   前記第１ＬＥＤ表示部は、駆動信号に基づいて駆動され、
   前記輝度補正部は、
   前記点灯時間記憶部に記憶された前記第１累積点灯時間と、前記輝度推移記憶部に記憶された前記第２ＬＥＤの前記輝度の推移及び前記第２累積点灯時間とに基づいて補正係数を算出し、当該補正係数を用いて前記駆動信号を補正することによって、前記第１ＬＥＤの輝度を補正する、ＬＥＤ表示装置。

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