JP2008070684A - 焼き付き抑制装置、自発光表示装置、画像処理装置、電子機器、焼き付き抑制方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来手法の場合、各画素の劣化状態を継続的に監視する必要があり、画面サイズが大型化すると演算量やシステム規模が大型化する問題がある。
【解決手段】焼き付き抑制装置として、（ａ）表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する照度センサー、（ｂ）検出された明るさに応じて表示デバイスの駆動条件を制御し又は映像信号を階調変換し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するコントラスト制御部とを有するものを提案する。照度に応じてコントラスト比を縮小制御することで、視覚的な変化を目立たせることなく焼き付きを抑制できる。
【選択図】図１

Description

この明細書で説明する発明は、自発光表示装置の焼き付き現象の進行を抑制する技術に関する。発明者らが提案する発明は、焼き付き抑制装置、自発光表示装置、画像処理装置、電子機器、焼き付き抑制方法及びコンピュータプログラムとしての側面を有する。

自発光型の表示素子には、発光量と時間に比例して発光輝度が低下する特性がある。この発光輝度の低下は、発光特性の劣化が原因である。発光特性の劣化が進行すると、同じ駆動条件下でも輝度低下が次第に進行し、初期輝度を維持できなくなる。

ところで、発光輝度の低下は一般には一様に進行せず、画面内で発光特性の劣化にばらつきが生じる。これは、表示内容が一様でないこと等が原因である。この輝度劣化のばらつきが視覚的に認識される状態を“焼き付き現象”という。

従来、焼き付き現象の抑制には、発光素子材料の発光寿命を長くすることが最も好ましいと考えられていた。
しかし、発光素子材料の発光寿命が長くても、焼き付き現象の発生を原理的に無くすことはできないし、焼き付きが生じ易い映像信号のみが継続的に入力される場合もある。

そこで、焼き付きの発生を遅らせたり、発生した焼き付きを目立たなくする仕組みが従来より検討されている。
特開２００３−２２８３２９号公報

特許文献１は、表示画面が不使用状態の期間に各画素の劣化特性を揃えるように各画素を発光制御する方法を開示する。しかし、使用中に実行可能な対策については何らの記述もされていない。また、各画素の劣化状態を継続的に監視する必要があり、画面サイズが大型化すると演算量やシステム規模が大型化する問題がある。

そこで発明者は、照度センサーとコントラスト制御部とを有する焼き付き抑制装置を提案する。
ここで、照度センサーは、表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出するデバイスである。

また、コントラスト制御部は、検出された明るさに応じて表示デバイスの駆動条件を制御し又は映像信号を階調変換し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するデバイスである。

表示画面上で観察されるコントラスト比は、表示画面に入射する外光の明るさの影響を受ける。例えば入射する外光が明るい場合、表示画像は同じでも、人間に知覚されるコントラスト比は大幅に低下する。

この発明では、外光の明るさに応じて表示輝度のコントラスト比を無段階又は選択的に可変制御することにより、表示画面内に配置される自発光素子間の劣化速度のばらつきの進行を抑制する。

焼き付き現象は、一定量以上の劣化量差が近隣画素の間に生じた場合に知覚されるので、劣化量差の拡大する速度を低下することにより、焼き付き現象の発生を抑制することができる。なお、コントラスト比の縮小量は表示画面に入射する外光の明るさに応じて設定するので、画質の変化や低下を最小化できる。

更に、発明者の提案する焼き付き抑制技術では、画素単位での劣化状態の監視や画素単位での発光量の制御が不要であり、処理負荷やシステム規模が小さく済む。従って、画面サイズが大型化する場合にも、従来技術に比して有利である。

以下、外光の明るさに応じて表示輝度のコントラスト比を縮小制御し、視認性の影響を与えることなく焼き付きの進行を抑制する技術の具体例を説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。

（Ａ）形態例１
（Ａ−１）焼き付き抑制装置の機能構成
図１に、焼き付き抑制装置１の機能構成例を示す。焼き付き抑制装置１は、照度センサー３及びコントラスト制御部５で構成される。

照度センサー３は、表示デバイス周辺の照度を検出するセンサー素子である。例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード、アンプ付きフォトダイオードで構成される。なお、照度センサー３は、表示面に入射する外光の明るさを検出するため、表示デバイスの表示面周辺に配置される。

図２に配置例を示す。図２は、表示装置１１を正面側から見た図である。図２の場合、照度センサー３は、表示画面１３の上方外縁部に配置される。なお、照度センサー３を画面の中央付近に配置しているのは、画面中央が最も視認される領域だからである。

ただし、照度センサー３は、表示画面１３に入力される外光の明るさを計測又は推定できれば良い。従って、照度センサー３の配置位置は、表示画面１３と同一面だけでなく、表示装置１１の側面でも良い。基本的に配置位置は、照度センサー３を搭載する表示装置の画面サイズや電子機器の形状、使用態様等に応じて決定される。

コントラスト制御部５は、表示画面周辺に入射する外光の明るさに応じて表示デバイス７の駆動条件を制御し、表示輝度のコントラスト比を無段階に縮小制御する処理デバイスである。
この形態例の場合、コントラスト制御部５は、表示画面に入射する外光の明るさを照度センサー３の検出値として入力する。

なお、コントラスト制御部５は、外光の影響による画面輝度の増加量を照度センサー３の検出値に基づいて算出する。画面輝度の増加量は、実験結果に基づいて予め用意された対応テーブルや演算式に基づいて算出する。
画面輝度の増加量の算出により、外光下で観察されるコントラスト比が確定する。

このように外光の影響を反映するコントラスト比が確定すると、コントラスト制御部５は、このコントラスト比を更に低下させるための駆動条件を決定し、決定した駆動条件に基づいて表示デバイス７を制御する。なお、コントラスト比の更なる低下量は、表示デバイス７の性能や周辺照度等に応じて最適化することが望ましい。

この形態例の場合、コントラスト制御部５は、事前の設定に基づいて、表示輝度の黒レベルの増加量を算出する処理、表示輝度の白レベルの低下量を算出する処理又はその両方を実行する。
なお、コントラスト制御部５は、算出された増加量又は低下量に基づいて、表示デバイス７を構成するデータ線ドライバの黒レベル及び白レベルを規定する基準電圧値を可変制御する処理を実行する。

例えば黒レベルを増加する場合、コントラスト制御部５は、算出された増加量に相当する電圧値だけ、データ線ドライバの黒レベルを規定する基準電圧値を基準値より高い値に制御する。また例えば白レベルを低下する場合、コントラスト制御部５は、算出された低下量に相当する電圧値だけ、データ線ドライバの白レベルを規定する基準電圧値を基準値より低い値に制御する。

（Ａ−２）表示デバイスの構成
この形態例の場合、表示デバイスは自発光表示デバイスの一つである有機ＥＬディスプレイを想定する。
図３に、表示デバイス７の機能構成例を示す。表示デバイス７は、タイミングジェネレータ２１、データ線ドライバ２３、スキャンドライバ２５、スキャンドライバ２７、電源電圧源２９及び有機ＥＬディスプレイパネル３１で構成される。

タイミングジェネレータ２１は、映像信号に含まれるタイミング信号に基づいて画面表示に必要な各種のタイミング信号を発生する処理デバイスである。例えば書き込みパルス等を発生する。

データ線ドライバ２３は、有機ＥＬディスプレイパネル３１のデータ線を駆動する回路デバイスである。データ線ドライバ２３は、各画素の発光輝度を指定する階調値をアナログ電圧値に変換し、データ線に供給する動作を実行するディジタル／アナログ変換器で構成される。なお、ディジタル／アナログ変換器の黒レベルを規定する基準電圧Ｖ_b と白レベルを規定する基準電圧Ｖ_w は、電源電圧源２９より与えられる。

スキャンドライバ２５は、階調値を書き込む水平ラインの選択用に設けられたゲート線を線順次に選択する回路デバイスである。この選択信号が書き込みパルスとして、有機ＥＬディスプレイパネル３１に供給される。この形態例におけるスキャンドライバ２５は、水平ライン別に書き込みパルスを出力する。

スキャンドライバ２７は、デューティパルス信号の供給用に設けられたゲート線を駆動する回路デバイスである。ここでのデューティパルス信号は、１フレーム期間内における点灯時間長を与える信号をいう。

図４に、デューティパルス信号の一例を示す。図４（Ａ）は最大点灯時間長の最大期間を与える垂直同期パルスである。図４（Ｂ）はデューティパルス信号例である。図４（Ｂ）の場合、Ｌレベルの期間が１フレーム期間内の点灯時間長になる。この形態例の場合、点灯時間は固定である。

電源電圧源２９は、コントラスト制御部５から与えられる基準電圧値Ｄ_b 及びＤ_w に基づいて、データ線ドライバ２３に供給する基準電圧Ｖ_b 及びＶ_w を発生する回路デバイスである。

有機ＥＬディスプレイパネル３１は、有機ＥＬ素子がマトリクス状に配置された表示デバイスである。なお、有機ＥＬディスプレイパネル３１はカラー表示用である。従って、表示上の１画素（ピクセル）は、ＲＧＢの三色に対応する画素（サブピクセル）で構成される。

図５に、データ線と選択線との交点位置に形成される画素回路３３と周辺回路との接続関係を示す。
画素回路３３は、スイッチ素子Ｔ１、キャパシタＣ１、電流供給素子Ｔ２、点灯期間制御素子Ｔ３で構成される。

ここで、スイッチ素子Ｔ１は、データ線を通じて与えられる電圧値の取り込み（書き込み）を制御するトランジスタである。電圧値の取り込みタイミングは、水平ライン単位で与えられる。

キャパシタＣ１は、取り込んだ電圧値を１フレームの間保持する記憶素子である。キャパシタＣ１を用いることで、データの書き込みが線順次走査の場合でも、面順次走査と同様の発光態様が実現される。

電流供給素子Ｔ２は、キャパシタＣ１の電圧値に応じた駆動電流を有機ＥＬ素子Ｄ１に供給するトランジスタである。
点灯期間制御素子Ｔ３は、有機ＥＬ素子Ｄ１の点灯時間長を１フレーム内で制御するトランジスタである。

点灯期間制御素子Ｔ３は、駆動電流の供給経路に対して直列に配置される。点灯期間制御素子Ｔ３がオン動作している間、有機ＥＬ素子Ｄ１が点灯する。一方、点灯期間制御素子Ｔ３がオフ動作している間、有機ＥＬ素子Ｄ１が消灯する。もっとも、この形態例の場合、発光時間長は固定である。

（Ａ−３）焼き付き抑制処理
以下、焼き付き抑制動作例を、コントラスト比の縮小制御を実現する手法別に説明する。

（ａ）外光の入射によるコントラスト比の低下
図６に、外光の明るさによりコントラスト比がどのように変化するかを示す。図６（Ａ）は、外光の影響をほとんど無視できる場合のコントラスト比である。この例の場合、表示輝度は、 0.1〔nit 〕から 500〔nit 〕の範囲で変化する。この場合、コントラスト比は、５０００：１となる。

図６（Ｂ）は、外光が明るい場合のコントラスト比である。図６は、表示輝度換算で55.4〔nit 〕相当の外光が照度センサー３により検出された場合の例である。
この場合、表示画面の黒レベルは、55.5（＝0.1 ＋55.4）〔nit 〕に変化する。一方、表示画面の白レベルは、 555.4〔nit 〕に変化する。この場合、コントラスト比は、１０：１となる。

すなわち、外光が明るいことでコントラスト比が５００分の１に低下する。これは外光が極端に明るい場合の例ではあるが、外光が表示画面に入射することで、視覚上の黒レベルは、表示デバイスに固有の表示輝度よりも明るい状態に変化する。勿論、白レベルも明るくなる。

ただし、視覚上のコントラスト比は低下しても、表示デバイスの表示自体は、５０００：１のコントラスト比で継続されるため、明暗差の大きい固定パターンが継続的に表示されると、焼き付きの原因である劣化量差の拡大が進行してしまう。

そこで、発明者は、外光の影響によるコントラスト比の低下を積極的に利用する。すなわち、外光により視認性が低下することに着目し、外光の明るさに応じて表示輝度のコントラス比を縮小制御する。コントラスト比を縮小制御することで、焼き付き現象の進行を抑制する。

なお、表示輝度のコントラスト比を低下させる方法には、黒レベルを上げる方法、白レベルを下げる方法、その両方を組み合わせる方法の３つがある。
これらのうち、いずれを利用するかは、事前の設定の他、外光の明るさも考慮する。もっとも、これら３つの方法は、外光が明るい場合にも外光が暗い場合にも適用が可能である。以下、各方法について説明する。

（ｂ）黒レベルの可変制御によるコントラス比の縮小処理
ここでは、コントラスト制御部５が、データ線ドライバ２３の黒レベルを上げる場合について説明する。すなわち、外光の明るさに応じて定まるコントラスト比を基準として制御目標を新たに設定する方法について説明する。

まず、制御目標とするコントラスト比が９：１の場合を図７を用いて説明する。なお、図７では、黒浮きによる表示輝度の変化量をｂで表している。
この場合、表示画面の黒レベルは、黒浮きによる輝度の増加量を考慮して、55.5＋ｂ〔nit 〕で表される。

一方、表示画面の白レベルは 555.4〔nit 〕で与えられるので、コントラスト比を９：１に一致させるために必要な変化量ｂは、（555.4 −55.5×９）÷９で算出される。
計算の結果、黒レベルの増加量は、輝度換算で6.21〔nit 〕になる。コントラスト比制御部５は、この増加量を満たすように黒レベルの基準電圧値Ｄ_b を設定し、データ線ドライバ２３に与える。

図８に、一般化例を示す。図８は、制御目標のコントラスト比が１０−ｃ：１の場合である。パラメータｃを基準コントラスト比の１０％に設定した場合が図７である。ここでも、黒レベルの増加による表示輝度の変化量をｂで示す。

この場合、表示画面の黒レベルは、黒浮きによる輝度の増加量を考慮して、55.5＋ｂ〔nit 〕で表される。一方、表示画面の白レベルは 555.4〔nit 〕で与えられる。従って、コントラスト比を１０−ｃ：１に一致させるために必要な変化量ｂは、（555.4
−55.5×（１０−ｃ））÷（１０−ｃ）で算出される。

勿論、コントラスト制御部５は、計算結果に対応する電圧値を求め、黒レベルの基準電圧値Ｄ_b を設定する。
本例による入出力特性とコントラスト比の変化を図９〜図１３に示す。

図９は、外光の影響を無視できる場合に用いられるデータ線ドライバ２３の入出力特性を示す図である。この場合の黒レベルと白レベルは、それぞれ０％輝度及び１００％輝度として与えられる。

図１０に、入力信号に対する表示輝度特性を示す。なお、図１０は、最大輝度レベルを１として他の階調値の画面輝度特性を正規化して表している。また、図１０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色における画面輝度特性を、３色のうちで最大輝度レベルが最も大きいものに正規化して表している。

図１１に、コントラスト比の縮小制御時に用いられるデータ線ドライバ２３の入出力特性を示す。図１１に示すように、外光の影響により視認性が損なわれる黒レベルを積極的に持ち上げる処理が実行される。
なお、黒レベルの持ち上げ量は、図１２に示すように、外光の明るさ等により変動する。
図１３に、入力信号に対する表示輝度特性を示す。図１３に示すように、黒レベルが持ち上げられることで表示輝度のコントラスト比が縮小する様子が分かる。

（ｃ）白レベルの可変制御によるコントラス比の縮小処理
ここでは、コントラスト制御部５が、データ線ドライバ２３の白レベルを下げる場合について説明する。例えば外光が明るい場合、表示輝度を上げて高輝度領域の視認性の向上を図ることが多い。

しかし、表示輝度を上げすぎても、高輝度領域の視認性が低下し、手で外光の入射を遮ることも多い。従って、外光が明るい場合には、白レベルを下げる方法が効果的である。
一方、外光が暗い場合には、人の目が画質を検知し易くなることもあり、白レベルを下げることでコントラスト比を低下するのが好ましい。

なお、制御目標とするコントラスト比の与え方は黒レベルを上げる場合と同様である。
すなわち、外光の明るさにより定まるコントラスト比を基準として制御目標を新たに設定する。

まず、制御目標とするコントラスト比が９：１の場合を図１４を用いて説明する。なお、図１４でも、白レベルの低下による表示輝度の変化量をｂで表している。

この場合、表示画面の黒レベルは、黒浮きにより55.5〔nit 〕になる。一方、表示画面の白レベルは 黒浮きを加味して555.4−ｂ〔nit 〕で与えられる。従って、コントラスト比を９：１に一致させるために必要な変化量ｂは、555.4
−55.5×９で算出される。

計算の結果、白レベルの低下量は、輝度換算で55.9〔nit 〕になる。コントラスト比制御部５は、この増加量を満たすように白レベルの基準電圧値Ｄ_w を設定し、データ線ドライバ２３に与える。

図１５に、一般化例を示す。図１５は、制御目標のコントラスト比が１０−ｃ：１の場合である。パラメータｃを基準コントラスト比の１０％に設定した場合が図１４である。ここでも、白レベルの低下による表示輝度の変化量をｂで示す。

この場合、表示画面の黒レベルは、黒浮きによる輝度の増加量を考慮して、55.5〔nit 〕で表される。一方、表示画面の白レベルは 555.4−ｂ〔nit 〕で与えられる。従って、コントラスト比を１０−ｃ：１に一致させるために必要な変化量ｂは、555.4
−55.5×（１０−ｃ）で算出される。
勿論、コントラスト制御部５は、計算結果に対応する電圧値を求め、白レベルの基準電圧値Ｄ_w を設定する。

本例による入出力特性とコントラスト比の変化を図１６及び図１７に示す。
図１６は、コントラスト比の縮小制御時に用いられるデータ線ドライバ２３の入出力特性を示す。図１６に示すように、白レベルを積極的に下げる処理が実行される。
図１７に、この場合の表示輝度特性を示す。図１７に示すように、白レベルが下げられることで表示輝度のコントラスト比が縮小する。

（ｄ）黒レベルと白レベルの可変制御によるコントラス比の縮小処理
ここでは、コントラスト制御部５が、データ線ドライバ２３の黒レベルと白レベルの両方を可変する場合について説明する。すなわち、黒レベルを上げる一方で、白レベルを下げる場合について説明する。

制御目標とするコントラスト比の与え方は黒レベルや白レベルを可変制御する場合と基本的に同じである。すなわち、外光の明るさにより定まるコントラスト比を基準として制御目標を新たに設定する。ただし、この制御例の場合は変化量が２つであり、一方の変化量が確定しないと他方の変化量を確定することができない。

まず、制御目標とするコントラスト比が９：１の場合を図１８を用いて説明する。なお、図１８は、黒レベルの増加による表示輝度の変化量をａで示し、白レベルの低下による表示輝度の変化量をｂで示す。

この場合、表示画面の黒レベルは、黒浮きにより55.5＋ａ〔nit 〕になる。一方、表示画面の白レベルは 黒浮きを加味して555.4−ｂ〔nit 〕で与えられる。この場合、コントラスト比を９：１に一致させるために必要な変化量ｂは、事前に設定した変化量ａを用いると、555.4
−（55.5＋ａ）×９で算出できる。

この反対に、変化量ｂに設定値を使用する場合には、変化量ａを（555.4 −ｂ−55.5×９）÷９で算出する。
計算の結果、黒レベルの変化量と白レベルの変化量が確定すると、コントラスト比制御部５は、これらの変化量を満たすように黒レベルの基準電圧値Ｄ_b と白レベルの基準電圧値Ｄ_w を設定し、データ線ドライバ２３に与える。

図１９に、一般化例を示す。図１９は、制御目標のコントラスト比が１０−ｃ：１の場合である。パラメータｃを基準コントラスト比の１０％に設定した場合が図１８である。ここでも、黒レベルの増加による表示輝度の変化量をａ、白レベルの低下による表示輝度の変化量をｂで示す。

この場合、表示画面の黒レベルは、黒浮きによる輝度の増加量を考慮して、55.5＋ａ〔nit 〕で表される。一方、表示画面の白レベルは 555.4−ｂ〔nit 〕で与えられる。この場合、コントラスト比を１０−ｃ：１に一致させるために必要な変化量ｂは、事前に設定した変化量ａを用いると、555.4
−（55.5＋ａ）×（１０−ｃ）で算出できる。

勿論この反対に、変化量ｂに設定値を使用する場合には、変化量ａを（555.4 −ｂ−55.5×（１０−ｃ））÷（１０−ｃ）で算出する。
計算の結果、黒レベルの変化量と白レベルの変化量が確定すると、コントラスト比制御部５は、これらの変化量を満たすように黒レベルの基準電圧値Ｄ_b と白レベルの基準電圧値Ｄ_w を設定し、データ線ドライバ２３に与える

本例による入出力特性とコントラスト比の変化を図２０及び図２１に示す。
図２０は、コントラスト比の縮小制御時に用いられるデータ線ドライバ２３の入出力特性を示す。図２１に、この場合の表示輝度特性を示す。図２１に示すように、黒レベルが上がる一方で白レベルが下げられることで表示輝度のコントラスト比が縮小されている。

（Ａ−４）効果
以上説明したように、外光の明るさを照度センサー３で検出し、検出照度に応じて表示輝度のコントラスト差を縮小制御することにより、制御期間中の表示により有機ＥＬ素子間で蓄積される劣化量差をオリジナルの表示時よりも縮小することができる。
この結果、焼き付き現象が知覚されるまでの期間を遅らせることができる。すなわち、焼き付き現象の発生を抑制することができる。

勿論、コントラスト比の低下は画質の低下に通じるが、外光が明るければ視認されるコントラスト比はもともと劣化している。このため、表示輝度のコントラスト比を低下させても画質に違和感は生じない。また、外光が暗い場合、コントラスト比を低下させても十分な画質を維持できるため、やはり画質に違和感は生じない。

加えて、焼き付き抑制装置１は小規模回路で実現できる。このため、焼き付き抑制装置１は、表示デバイス７に実装されるＩＣ（integrated circuit）等の一部に格納することもできる。

例えば図３に示すデバイス構造の表示デバイス７の場合、焼き付き抑制装置１は、タイミングジェネレータ２１の一部分に実装することができる。このように、既存の処理回路の一部に実装すれば、レイアウト変更や実装空間の変更を必要としない。従って、製造コストの面でも有利である。

特に、画面サイズが大型化する場合でも、演算量やシステム規模が小型で済み、製造コストの面で有利である。
また、コントラスト比の縮小により、消費電力を下げることができる。このことは、表示デバイスがバッテリー機器に搭載される場合に特に効果的であり、駆動時間の延長を実現できる。

（Ｂ）形態例２
ここでは、コントラスト差の縮小処理を映像信号の階調変換を通じて実行する焼き付き抑制装置について説明する。

（Ｂ−１）焼き付き抑制装置の機能構成
図２２に、この種の焼き付き抑制装置４１の機能構成例を示す。なお、図２２には、図１との対応部分に同一符号を付して示す。
焼き付き抑制装置４１は、照度センサー３及びコントラスト制御部４３で構成される。

ここでのコントラスト制御部４３は、照度センサー３で検出される外光の明るさに基づいて表示輝度の変化量を算出する処理と、算出した変化量に対応する変換特性に基づいて映像信号を階調変換する処理とを実行する。

この形態例の場合も、コントラスト比を制御する方法には、黒レベルを上げる方法、白レベルを下げる方法及びその両方を実行する方法がある。
各方法に応じた変化量の算出方法は形態例１と同じであるので説明を省略する。

なお、この形態例の場合には、コントラスト制御部４３は、算出された変化量に対応する変換特性を設定し、設定された変換特性に基づいて各画素に対応する映像信号（階調値）を出力階調値に変換する処理を実行する。

ここでの変換処理は、例えば事前に用意した変換テーブルの中から制御方法と変化量に応じて変換テーブルを特定し、特定された変換テーブルを読み出すことにより実現できる。ただし、全ての変化量について変換テーブルを用意するのは実用的ではない。実際、この制御の目的は、焼き付きの抑制が実現できれば、コントラスト制御の精度はある程度犠牲にできる。

従って、変化量に対応した何種類かの変換テーブルを事前に用意しておき、算出された変化量に最も近い変化量の変換テーブルを選択的に適用することもできる。
図２３に、黒レベルを制御する場合に使用する変換テーブルの入出力関係を示す。この変換テーブルを使用すると、図２４に示す表示輝度特性が得られる。

これらの特性は、形態例１で説明した特性と同じである。
勿論、白レベルを制御する場合や黒レベルと白レベルを同時に制御する場合にも、形態例１と同じ特性を適用できる。

この他、コントラスト制御部４３の階調変換処理は演算処理によっても実現できる。制御方法（黒レベルを制御する方法、白レベルを制御する方法、両方を制御する方法）と変化量が確定すれば、算出された変化量を階調値に換算できるためである。

例えば黒レベルを制御する場合であれば、黒レベルの変化量に対応する階調値と１００％輝度の白レベルに対応する階調値を通る直線を与える変換式を求めれば良い。線形変換であるので変換処理に要する演算量は少なく済む。また、変換テーブルの格納が不要であり、処理システムに搭載する記憶容量が少なく済む。

（Ｂ−２）効果
以上説明したように、映像信号を階調変換する場合にも、形態例１と同様の効果を実現できる。すなわち、外光の明るさに応じて表示輝度のコントラスト比を縮小制御することにより、焼き付きの進行速度を抑制することができる。

（Ｃ）実装例
ここでは、前述した焼き付き抑制装置の電子機器への実装例を説明する。

（ａ）自発光表示装置への実装
前述した焼き付き抑制装置は、図２５に示すように、自発光表示装置５１内に実装することができる。図２５に示す自発光表示装置５１は、表示デバイス５３と焼き付き抑制装置５５を搭載する。

（ｂ）画像処理装置
前述した焼き付き抑制装置は、図２６に示すように、自発光表示装置６１に映像信号を供給する外部装置としての画像処理装置７１に実装することもできる。
図２６に示す画像処理装置７１は、画像処理部７３と焼き付き抑制装置７５で構成される。なお、画像処理部７３の処理内容は、搭載されるアプリケーションに依存する。

ただし、照度センサーは、自発光表示装置６１に一体的に又は自発光表示装置６１の近傍に自発光表示装置６１又は焼き付き抑制装置７５に外部接続されるシステム形態を採用する。このシステム構成の場合、焼き付き抑制装置７５は、外光の明るさに応じて階調変換した映像信号を自発光表示装置６１に出力するか、自発光表示装置６１の駆動条件を制御する信号を出力する。

（ｃ）その他の実装例
焼き付き抑制装置は、前述した装置以外にも各種の電子機器に搭載することができる。なお、ここでの電子機器は、可搬型であるか据え置き型かを問わない。また、表示デバイスは必ずしも電子機器に搭載しなくても良い。

（ｃ１）放送波受信装置
焼き付き抑制装置は、放送波受信装置に搭載することができる。
図２７に、放送波受信装置の機能構成例を示す。放送波受信装置８１は、表示デバイス８３、システム制御部８５、操作部８７、記憶媒体８９、電源９１及びチューナー９３を主要な構成デバイスとする。

なお、システム制御部８５は、例えばマイクロプロセッサで構成される。システム制御部８５は、システム全体の動作を制御する。操作部８７は、機械式の操作子の他、グラフィックユーザーインターフェースも含む。

記憶媒体８９は、表示デバイス８３に表示する画像や映像に対応するデータの他、ファームウェアやアプリケーションプログラムの格納領域として用いられる。電源９１は、放送波受信装置８１が可搬型の場合にはバッテリー電源を使用する。勿論、放送波受信装置８１が据え置き型の場合には商用電源を使用する。

チューナー９３は、到来する放送波の中からユーザーの選局した特定チャネルの放送波を選択的に受信する装置である。
この放送波受信装置の構成は、例えばテレビジョン番組受信機、ラジオ番組受信機、放送波受信機能を搭載する携帯型の電子機器に適用する場合に用いることができる。

（ｃ２）オーディオ装置
図２８は、再生機としてのオーディオ装置に適用する場合の機能構成例である。
再生機としてのオーディオ装置１０１は、表示デバイス１０３、システム制御部１０５、操作部１０７、記憶媒体１０９、電源１１１、オーディオ処理部１１３及びスピーカー１１５を主要な構成デバイスとする。

この場合も、システム制御部１０５は、例えばマイクロプロセッサで構成される。システム制御部１０５は、システム全体の動作を制御する。操作部１０７は、機械式の操作子の他、グラフィックユーザーインターフェースも含む。表示デバイス１０３には、操作情報や楽曲情報等が表示される。

記憶媒体１０９は、オーディオデータの他、ファームウェアやアプリケーションプログラムの格納領域である。また、楽曲データの記憶にも用いられる。記憶媒体１０９は、半導体記憶媒体の他、ハードディスク装置等が用いられる。

電源１１１は、オーディオ装置１０１が可搬型の場合にはバッテリー電源を使用する。勿論、オーディオ装置１０１が据え置き型の場合には商用電源を使用する。
オーディオ処理部１１３は、オーディオデータを信号処理する処理デバイスである。圧縮符号化されたオーディオデータの解凍処理も実行される。スピーカー１１５は、再生された音を出力するデバイスである。

なお、オーディオ装置１０１を記録機として用いる場合、スピーカー１１５に替えてマイクロフォンを接続する。この場合、オーディオ処理部１１３は、オーディオデータを圧縮符号化する機能を実現する。
このオーディオ装置の構成は、例えば携帯型の音楽機器、携帯電話機等に適用する場合に用いることができる。

（ｃ３）通信装置
図２９は、通信装置に適用する場合の機能構成例である。通信装置１２１は、表示デバイス１２３、システム制御部１２５、操作部１２７、記憶媒体１２９、電源１３１及び通信部１３３を主要な構成デバイスとする。

なお、システム制御部１２５は、例えばマイクロプロセッサで構成される。システム制御部１２５は、システム全体の動作を制御する。操作部１２７は、機械式の操作子の他、グラフィックユーザーインターフェースも含む。

記憶媒体１２９は、表示デバイス１２３に表示する画像や映像に対応するデータファイルの他、ファームウェアやアプリケーションプログラムの格納領域として用いられる。電源１３１は、通信装置１２１が可搬型の場合にはバッテリー電源を使用する。勿論、通信装置１２１が据え置き型の場合には商用電源を使用する。

通信部１３３は、他機との間でデータを送受信する無線又は有線型の通信モジュールで構成される。この通信装置の構成は、例えば据え置き型の電話機、携帯電話機、通信機能を搭載する携帯型の電子機器に適用する場合に用いることができる。

（ｃ４）撮像装置
図３０は、撮像装置に適用する場合の機能構成例である。撮像装置１４１は、表示デバイス１４３、システム制御部１４５、操作部１４７、記憶媒体１４９、電源１５１及び撮像部１５３を主要な構成デバイスとする。

なお、システム制御部１４５は、例えばマイクロプロセッサで構成される。システム制御部１４５は、システム全体の動作を制御する。操作部１４７は、機械式の操作子の他、グラフィックユーザーインターフェースも含む。

記憶媒体１４９は、表示デバイス１４３に表示する画像や映像に対応するデータファイルの他、ファームウェアやアプリケーションプログラムの格納領域として用いられる。電源１５１は、撮像装置１４１が可搬型の場合にはバッテリー電源を使用する。勿論、撮像装置１４１が据え置き型の場合には商用電源を使用する。

撮像部１５３は、例えばＣＭＯＳセンサーとその出力信号を処理する信号処理部で構成する。この撮像装置の構成は、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ、撮像機能を搭載する携帯型の電子機器等に適用する場合に用いることができる。

（ｃ５）情報処理装置
図３１は、携帯型の情報処理装置に適用する場合の機能構成例である。情報処理装置１６１は、表示デバイス１６３、システム制御部１６５、操作部１６７、記憶媒体１６９及び電源１７１を主要な構成デバイスとする。

なお、システム制御部１６５は、例えばマイクロプロセッサで構成される。システム制御部１６５は、システム全体の動作を制御する。操作部１６７は、機械式の操作子の他、グラフィックユーザーインターフェースも含む。

記憶媒体１６９は、表示デバイス１６３に表示する画像や映像に対応するデータファイルの他、ファームウェアやアプリケーションプログラムの格納領域として用いられる。電源１７１は、情報処理装置１６１が可搬型の場合にはバッテリー電源を使用する。勿論、情報処理装置１６１が据え置き型の場合には商用電源を使用する。

この情報処理装置の構成は、例えばゲーム機、電子ブック、電子辞書、コンピュータ、測定装置等に適用する場合に用いることができる。なお、測定装置に使用する場合には、センサー（検出デバイス）の検出信号がシステム制御部１６５に入力される。

（Ｄ）その他の形態例
（ａ）前述した形態例１の場合、データ線ドライバ２３の黒レベルを規定する基準電圧値Ｄ_b と白レベルを規定する基準電圧値Ｄ_w がコントラスト制御部５から表示デバイス７に供給される場合について説明した。
しかし、コントラスト制御部５は黒レベル及び白レベルの一方又は両方の変化量だけを表示デバイス７に供給し、表示デバイス７側で変化量に対応する基準電圧Ｖ_b ，Ｖ_w を発生させても良い。

（ｂ）前述した形態例１においては、白レベルの表示輝度を下げる場合、データ線ドライバ２３の白レベルを規定する基準電圧値を可変制御する場合について説明した。
しかし、白レベルの表示輝度は、表示デバイス７のフレーム内発光期間を規定するデューティパルス信号のＬレベル長を制御することによっても実現できる。

図３２に、デューティパルス信号の可変制御例を示す。図３２（Ａ）は最大点灯時間長の最大期間を与える垂直同期パルスである。図３２（Ｂ）はデューティパルス信号例である。図３２（Ｂ）に示すように、白レベルの変化量に応じてＬレベル長を可変する。変化量が大きいほど（低下量が大きいほど）、Ｌレベル長が短く制御される。

（ｃ）前述した形態例では、表示輝度の白レベル及び黒レベルを変更することにより、コントラスト比を縮小制御する場合について説明した。
しかし、この縮小制御に追加して、入力信号と出力輝度の対応関係を規定するガンマ変換曲線の形状が直線に近づくように、データ線ドライバ２３の中間基準電圧や階調変換特性を変更しても良い。

図３３に、この種の制御例を示す。図中、太線で示すガンマ変換曲線がコントラスト比を縮小制御する場合の曲線例である。ガンマ変換曲線の形状が矢印で示すように深い方から浅い方向に変更されることにより、階調値の高い部分と低い部分の輝度差を一段と縮小される。このため、コントラスト比の縮小効果を高めることができる。

（ｄ）前述した形態例では、基本的に表示輝度のコントラスト比を無段階に縮小する場合について説明した。
しかし、変換テーブルを用いる場合のように、コントラスト比を段階的に縮小制御しても良い。

（ｅ）前述した形態例では、デューティパルス信号が１フレームに１回出力される場合（図４）について説明した。
しかし、図３４に示すように、デューティパルス信号が１水平期間に１回出力される場合にも適用できる。

（ｆ）前述した形態例においては、表示デバイスが有機ＥＬディスプレイである場合について説明した。
しかし、表示デバイスは、その他の自発光型表示デバイスでも良い。
例えば無機ＥＬディスプレイ装置、ＦＥＤディスプレイ装置、ＰＤＰディスプレイ装置でも良い。

（ｇ）前述の形態例で説明した焼き付き抑制装置は、処理機能の全てをハードウェア又はソフトウェアで実現するだけでなく、ハードウェアとソフトウェアの機能分担により実現することもできる。

（ｈ）前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。

焼き付き抑制装置の機能構成例を示す図である。 照度センサーの配置例を示す図である。 表示デバイスの機能構成例を示す図である。 デューティパルス信号を説明する図である。 画素回路と周辺回路との接続関係を説明する図である。 外光の明るさに応じたコントラスト比の変化を説明する図である。 黒レベルを変化させる場合における変化量の算出例を説明する図である。 黒レベルを変化させる場合における変化量の算出例を説明する図である。 外光の影響を無視できる場合に用いられるデータ線ドライバの入出力特性を示す図である。 入力信号に対する表示輝度特性を示す図である。 黒レベルを制御する場合に用いられるデータ線ドライバの入出力特性を示す図である。 黒レベルの変化が外光の照度に応じて連続的に変化する様子を説明する図である。 入力信号に対する表示輝度特性を示す図である。 白レベルを変化させる場合における変化量の算出例を説明する図である。 白レベルを変化させる場合における変化量の算出例を説明する図である。 白レベルを制御する場合に用いられるデータ線ドライバの入出力特性を示す図である。 入力信号に対する表示輝度特性を示す図である。 黒レベルと白レベルを変化させる場合における変化量の算出例を説明する図である。 黒レベルと白レベルを変化させる場合における変化量の算出例を説明する図である。 黒レベルと白レベルを制御する場合に用いられるデータ線ドライバの入出力特性を示す図である。 入力信号に対する表示輝度特性を示す図である。 焼き付き抑制装置の機能構成例を示す図である。 黒レベルを変化させる場合に使用する変換特性を示す図である。 入力信号に対する表示輝度特性を示す図である。 焼き付き抑制装置の自発光表示装置への実装例を説明する図である。 焼き付き抑制装置の画像処理装置への実装例を説明する図である。 焼き付き抑制装置の電子機器への搭載例を説明する図である。 焼き付き抑制装置の電子機器への搭載例を説明する図である。 焼き付き抑制装置の電子機器への搭載例を説明する図である。 焼き付き抑制装置の電子機器への搭載例を説明する図である。 焼き付き抑制装置の電子機器への搭載例を説明する図である。 デューティパルス信号の可変制御例を示す図である。 入力信号に対する表示輝度特性の変更によるコントラスト比の縮小を説明する図である。 デューティパルス信号の他の構成例を説明する図である。

符号の説明

１ 焼き付き抑制装置
３ 照度センサー
５ コントラスト制御部
７ 表示デバイス
４１ 焼き付き抑制装置
４３ コントラスト制御部

Claims (19)

1. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する照度センサーと、
   検出された明るさに応じて表示デバイスの駆動条件を制御し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するコントラスト制御部と
   を有することを特徴とする焼き付き抑制装置。
2. 請求項１に記載の焼き付き抑制装置において、
   前記コントラスト制御部は、表示画面周辺に入射する外光が明るい場合、表示画像の黒レベルを上げることにより表示輝度のコントラスト比を縮小する
   を有することを特徴とする焼き付き抑制装置。
3. 請求項１に記載の焼き付き抑制装置において、
   前記コントラスト制御部は、表示画面周辺に入射する外光が明るい場合、表示画像の白レベルを下げることにより表示輝度のコントラスト比を縮小する
   を有することを特徴とする焼き付き抑制装置。
4. 請求項１に記載の焼き付き抑制装置において、
   前記コントラスト制御部は、表示画面周辺に入射する外光が明るい場合、表示画像の黒レベルを上げると共に白レベルを下げることにより表示輝度のコントラスト比を縮小する
   を有することを特徴とする焼き付き抑制装置。
5. 請求項１に記載の焼き付き抑制装置において、
   前記コントラスト制御部は、表示画面周辺に入射する外光が暗い場合、表示画像の黒レベルを上げることにより表示輝度のコントラスト比を縮小する
   を有することを特徴とする焼き付き抑制装置。
6. 請求項１に記載の焼き付き抑制装置において、
   前記コントラスト制御部は、表示画面周辺に入射する外光が暗い場合、表示画像の黒レベルを上げると共に白レベルを下げることにより表示輝度のコントラスト比を縮小する
   を有することを特徴とする焼き付き抑制装置。
7. 請求項１に記載の焼き付き抑制装置において、
   前記コントラスト制御部は、表示画像の白レベルと黒レベルを規定する基準電圧値の両方又は一方を制御して表示輝度のコントラスト比を縮小する
   ことを特徴とする焼き付き抑制装置。
8. 請求項１に記載の焼き付き抑制装置において、
   前記コントラスト制御部は、１フレーム期間内における発光時間割合を規定するデューティパルス信号長を制御して表示輝度のコントラスト比を縮小制御する
   ことを特徴とする焼き付き抑制装置。
9. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する照度センサーと、
   検出された明るさに応じて映像信号を階調変換し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するコントラスト制御部と
   を有することを特徴とする焼き付き抑制装置。
10. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する照度センサーと、
    検出された明るさに応じて表示デバイスの駆動条件を制御し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するコントラスト制御部と、
    マトリクス駆動型の自発光表示デバイスと
    を有することを特徴とする自発光表示装置。
11. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する照度センサーと、
    検出された明るさに応じて映像信号を階調変換し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するコントラスト制御部と、
    マトリクス駆動型の自発光表示デバイスと
    を有することを特徴とする自発光表示装置。
12. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する照度センサーと、
    検出された明るさに応じて表示デバイスの駆動条件を制御し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するコントラスト制御部と、
    映像信号を処理する信号処理部と
    を有することを特徴とする画像処理装置。
13. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する照度センサーと、
    検出された明るさに応じて映像信号を階調変換し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するコントラスト制御部と、
    映像信号を処理する信号処理部と
    を有することを特徴とする画像処理装置。
14. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する照度センサーと、
    検出された明るさに応じて表示デバイスの駆動条件を制御し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するコントラスト制御部と、
    マトリクス駆動型の自発光表示デバイスと
    を有することを特徴とする電子機器。
15. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する照度センサーと、
    検出された明るさに応じて映像信号を階調変換し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御するコントラスト制御部と、
    マトリクス駆動型の自発光表示デバイスと
    を有することを特徴とする電子機器。
16. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する処理と、
    検出された明るさに応じて表示デバイスの駆動条件を制御し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御する処理と
    を有することを特徴とする焼き付き抑制方法。
17. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する処理と、
    検出された明るさに応じて映像信号を階調変換し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御する処理と
    を有することを特徴とする焼き付き抑制方法。
18. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する処理と、
    検出された明るさに応じて表示デバイスの駆動条件を制御し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御する処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
19. 表示画面周辺に入射する外光の明るさを検出する処理と、
    検出された明るさに応じて映像信号を階調変換し、表示輝度のコントラスト比を無段階に又は段階的に縮小制御する処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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