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特許7421620コントローラ、電子機器、表示装置、および、制御方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-16
(45)【発行日】2024-01-24
(54)【発明の名称】コントローラ、電子機器、表示装置、および、制御方法
(51)【国際特許分類】
   G09G 3/3208 20160101AFI20240117BHJP
   G09G 3/20 20060101ALI20240117BHJP
【FI】
G09G3/3208
G09G3/20 612R
G09G3/20 641P
G09G3/20 642A
G09G3/20 670J
G09G3/20 680H
G09G3/20 691G
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2022166367
(22)【出願日】2022-10-17
【審査請求日】2022-10-17
(73)【特許権者】
【識別番号】505205731
【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100169764
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100206081
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 央
(72)【発明者】
【氏名】土橋 守幸
(72)【発明者】
【氏名】藤井 一男
(72)【発明者】
【氏名】肖 利民
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 亮吏
(72)【発明者】
【氏名】杉山 真人
【審査官】武田 悟
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第110610680(CN,A)
【文献】特開2022-21644(JP,A)
【文献】特開2021-124728(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2021/0049955(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G09G 3/00 - 3/38
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
画面の一部である第1領域に配置される第1画素と当該第1領域の周囲の領域である第2領域に配置される第2画素それぞれの駆動に対する負荷を時間経過に従って累積して、第1累積負荷と第2累積負荷を算出し、
前記第1累積負荷により使用開始時点よりも低下した第1輝度が所定の目標輝度以上であるとき、前記第2累積負荷により使用開始時点よりも低下した第2輝度を前記第1輝度に近似させ、
前記第1輝度が前記目標輝度より低いとき、前記第1領域との境界に近い位置に配置された第2画素ほど前記第2輝度を前記第1輝度に近似させるコントローラであって、
前記第1画素の径は前記第2画素の径よりも小さく、
前記第1画素を前記第2画素と等しい輝度で発光させるために、前記第1画素に前記第2画素よりも多くの電流を供給する
コントローラ。
【請求項2】
前記第1輝度が前記目標輝度より低いとき、前記第1領域との境界に配置された第2画素の輝度を前記第1輝度に等しくする
請求項1に記載のコントローラ。
【請求項3】
前記第1輝度が前記目標輝度より低いとき、前記第1領域との境界に近い位置ほど前記第2輝度の傾きを小さくし、前記境界からの距離が大きい位置における前記第2輝度ほど前記目標輝度に近似させる
請求項2に記載のコントローラ。
【請求項4】
前記目標輝度は、前記画面を有する表示装置の使用開始からの標準使用期間経過後における前記第1輝度である
請求項3に記載のコントローラ。
【請求項5】
システムデバイスと、
請求項1に記載のコントローラを備える
電子機器。
【請求項6】
前記システムデバイスは、
前記第1輝度と前記第2輝度に基づいて画像データに示される画素ごとの信号値を補正し、
前記コントローラは、
補正された前記信号値に基づいて前記画素を駆動させる
請求項5に記載の電子機器。
【請求項7】
請求項1に記載のコントローラと、
前記第1画素と前記第2画素を配置した基板を備える
表示装置。
【請求項8】
前記第1領域の裏面にカメラを備える
請求項7に記載の表示装置。
【請求項9】
画面の一部である第1領域に配置される第1画素の輝度である第1輝度と当該第1領域の周囲の領域である第2領域に配置される第2画素の輝度である第2輝度をそれぞれ制御するコントローラにおける制御方法であって、前記第1画素の径は前記第2画素の径よりも小さく、
前記コントローラが、
前記第1画素と前記第2画素それぞれの駆動量に対する負荷を時間経過に従って累積して、第1累積負荷と第2累積負荷を算出するステップと、
前記第1累積負荷により使用開始時点よりも低下した前記第1輝度が所定の目標輝度以上であるとき、前記第2累積負荷により使用開始時点よりも低下した前記第2輝度を前記第1輝度に近似させるステップと、
前記第1輝度が前記目標輝度より低いとき、前記第2領域において前記第1領域との境界に近い位置に配置された第2画素ほど前記第2輝度を前記第1輝度に近似させるステップと、を実行し、
前記第1画素を前記第2画素と等しい輝度で発光させるために、前記第1画素に前記第2画素よりも多くの電流を供給する
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、コントローラ、電子機器、表示装置、および、制御方法、例えば、カメラが設置された表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
表示装置には、カメラを備えるものがある。カメラは、画面の表示領域の一部の領域(本願では、「第1領域」と呼ぶ)の裏面に設置されることがある。第1領域では、カメラに被写体から到来する光の一部を透過するため、個々の画素が間隔を空けて配置される。典型的には、第1領域に到来する光のうち、14%がカメラに透過する。そのため、第1領域の周囲の領域(本願では、「第2領域」と呼ぶ)に配置される画素よりも、面積が小さい画素が配置される。
【0003】
例えば、特許文献1には、第1の表示領域と第2表示領域とを含むOLEDアレイ基板、表示パネルおよび表示装置について記載されている。第1の表示領域は、第2の表示領域に隣接し、アレイ状に配列された第1のOLED画素を含む。第2の表示領域は、アレイ状に配列された第2のOLED画素を含む。第2のOLED画素の画素密度は、第1のOLED画素の画素密度よりも小さい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2022-21644号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
他方、個々の画素の輝度は、面積が大きいほど高くなり、または、供給される電流が多いほど高くなる傾向がある。第1領域と第2領域との間で、輝度を等しくするために、第1領域に配置される画素には、第2領域に配置される画素よりも多くの電流を供給する必要。第1領域に配置される画素の方が、第2領域に配置される画素よりも経年劣化の速度が高くなりがちである。長期間の使用により第1領域と第2領域との輝度の差が焼き付きとして表れ、画質の低下を招くことがある。
【0006】
従来、焼き付き補正は複数画素(例えば、4×4画素)を処理単位として行われることがあった。画素ごとに累積された負荷を示すストレススコア(stress score)が算出され、処理単位ごとに平均化されたストレススコアを用いて画素ごとの輝度が補正される。他方、処理単位の位置によっては第1領域と第2領域の境界を跨ぐことがある。その処理単位内において境界を挟んで輝度差が生じるとともに、隣接する処理単位との間でも輝度差が生ずる。そのため、輝度差が目立ち、却って主観的な画質が低下することがあった。そこで、その処理単位におけるストレススコアに隣接する処理単位におけるストレススコアに値に近づけ、そのストレススコアを用いて画素ごとの輝度を補正することがあった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示は上記の課題を解決するためになされたものであり、第1態様に係るコントローラは、画面の一部である第1領域に配置される第1画素と当該第1領域の周囲の領域である第2領域に配置される第2画素それぞれの駆動に対する負荷を時間経過に従って累積して、第1累積負荷と第2累積負荷を算出し、前記第1累積負荷に対応する第1輝度が所定の目標輝度以上であるとき、前記第2累積負荷に対応する第2輝度を前記第1輝度に近似させ、前記第1輝度が前記目標輝度より低いとき、前記第1領域との境界に近い位置に配置された第2画素ほど前記第2輝度を前記第1輝度に近似させるコントローラであって、前記第1画素の径は前記第2画素の径よりも小さい。
【0008】
上記のコントローラは、前記第1輝度が前記目標輝度より低いとき、前記第1領域との境界に配置された第2画素の輝度を前記第1輝度に等しくしてもよい。
【0009】
上記のコントローラは、前記第1輝度が前記目標輝度より低いとき、前記第1領域との境界に近い位置ほど前記第2輝度の傾きを小さくし、前記境界からの距離が大きい位置における前記第2輝度ほど前記目標輝度に近似させてもよい。
【0010】
上記のコントローラにおいて、前記目標輝度は、前記画面を有する表示装置の使用開始からの標準使用期間経過後における前記第1輝度であってもよい。
【0011】
第2態様に係る電子機器は、システムデバイスと、上記のコントローラを備えてもよい。
【0012】
上記の電子機器において、前記システムデバイスは、前記第1輝度と前記第2輝度に基づいて画像データに示される画素ごとの信号値を補正し、前記コントローラは、補正された前記信号値に基づいて前記画素を駆動させてもよい。
【0013】
第3態様に係る表示装置は、上記のコントローラと、前記第1画素と前記第2画素を配置した基板を備えてもよい。
【0014】
上記の表示装置は、前記第1領域の裏面にカメラを備えてもよい。
【0015】
第4態様に係る制御方法は、画面の一部である第1領域に配置される第1画素の輝度である第1輝度と当該第1領域の周囲の領域である第2領域に配置される第2画素の輝度である第2輝度をそれぞれ制御するコントローラにおける制御方法であって、前記第1画素の径は前記第2画素の径よりも小さく、前記コントローラが、前記第1画素と前記第2画素それぞれの駆動量に対する負荷を時間経過に従って累積して、第1累積負荷と第2累積負荷を算出するステップと、前記第1累積負荷に対応する前記第1輝度が所定の目標輝度以上であるとき、前記第2累積負荷に対応する前記第2輝度を前記第1輝度に近似させるステップと、前記第1輝度が前記目標輝度より低いとき、前記第2領域において前記第1領域との境界に近い位置に配置された第2画素ほど前記第2輝度を前記第1輝度に近似させるステップと、を実行する。
【発明の効果】
【0016】
本実施形態によれば、画質の低下を緩和または解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本実施形態に係る電子機器の外観構成例を示す正面図である。
図2】本実施形態に係る電子機器の断面の例を示す断面図である。
図3】本実施形態に係るディスプレイ上の画素の配置例を示す拡大図である。
図4】本実施形態に係る電子機器のハードウェア構成例を示すブロック図である。
図5】本実施形態に係る電子機器の機能構成例を示す概略ブロック図である。
図6】本実施形態に係る電子機器の実装例を示す概略ブロック図である。
図7】本実施形態に係る劣化補償処理の例を示すフローチャートである。
図8】本実施形態に係る標準領域補正の実施例を示す説明図である。
図9】本実施形態に係る周囲領域補正の実施例を示す説明図である。
図10】本実施形態に係る電子機器の他の実装例を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、第1の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る電子機器1の外観構成例を示す正面図である。図2は、本実施形態に係る電子機器1の断面の例を示す断面図である。
電子機器1は、ディスプレイ14と、カメラ35と、コントローラ36とを備える。
【0019】
ディスプレイ14は、平板の形状を有する表示装置である。ディスプレイ14の厚みは、幅または高さよりも十分に小さい。ディスプレイ14の正面の形状は、ほぼ矩形である。図1の例では、垂直方向の高さよりも水平方向の幅が大きい。ディスプレイ14は、複数の画素と基板を備える。基板の表面には、複数の画素が異なる位置に互いに重なり合わないように配置されることで画面が構成される。基板は、可視光線に対して透明な材質からなる平板である。個々の画素の輝度の分布により、ディスプレイ14の正面から視認できるように画像が表示される。ディスプレイ14は、ベゼルBDにより支持される。ベゼルBDは、ディスプレイ14の画面を覆わないように、その画面の外周を取り囲むように設置される。この配置により、ディスプレイ14の正面のほぼ全体が露出される。本願では、「画像」とは、視認できる模様、図形、文字、記号、などのいずれか1個、または、いずれか複数個の組み合わせを指す。
【0020】
ディスプレイ14の表面には、第1領域CAと第2領域NAが設けられている。第1領域CAは、ディスプレイ14の表面の一部を占める。第2領域NAは、ディスプレイ14の表面のうち第1領域CAの周囲を占める、残りの領域である。通例、第1領域CAの大きさは、第2領域NAの大きさよりも十分に小さい。図1の例では、第1領域CAは、ディスプレイ14の表面の中心部よりも長辺の一方(上方)に偏った位置に設けられる。第1領域CAの形状は、ほぼ円形である。第1領域CAの直径は、例えば、ディスプレイ14の短辺の長さ(高さ)の1/8~1/20となる。以下の説明では、ディスプレイ14表面の長辺の方向を「水平方向」または「x方向」と呼ぶ。その面の短辺の方向を「垂直方向」または「y方向」と呼ぶ。ディスプレイ14の厚みの方向を「厚み方向」または「z方向」と呼ぶ。
【0021】
第1領域CAの裏面にカメラ35が設置されている。第1領域CAは、カメラ設置表示領域(CUD:Camera Under Display area)とも呼ばれる。これに対し、第2領域NAは、通常領域とも呼ばれる。カメラ35の表面には、複数の撮像素子が配置される。個々の撮像素子には、ディスプレイ14の表面から裏面に透過した光線が到来する。到来する光線を透過するため、第1領域CAにおける隣接画素間の間隙は、第2領域NAにおける隣接画素間の間隙よりも広くなるように設定される。そのため、第1領域CAに配置される画素(本願では、「第1画素」と呼ぶことがある)の径は、第2領域NAに配置される画素(本願では、「第2画素」と呼ぶことがある)の径よりも小さくなるように構成されている。第1画素の径は、例えば、第2画素の径よりも10~25%程度小さい。
【0022】
ディスプレイ14は、例えば、有機エレクトロルミネセンス(EL:Electro Luminescence)ディスプレイである。有機ELディスプレイは、発光素子として、有機発光ダイオード(OLED:Organic Light-Emitting Diode)を有するディスプレイである。
図3は、本実施形態に係るディスプレイ14上の画素の配置例を示す拡大図である。例示されるディスプレイ14は、RGB表色系を用いてカラー画像を表現可能とする。RGB表色系は、3種類の原色、赤(R:Red)、緑(G:Green)、青(B:Blue)それぞれの光を混ぜて種々の色を表す表現法である。図示の例では、3種類の画素がデュアルグリーン方式を用いて配置されている。デュアルグリーン方式とは、赤画素pr、青画素pb、緑画素pgそれぞれの画素数の比を1:1:2とし、表示領域全体として各原色の画像を均等に配置する方式である。3種類の画素は、斜方格子の各格子点上に配置されている。赤画素prと青画素pbは、x方向、y方向のそれぞれに対して、画素ピッチdごとに交互に配置されている。画素ビッチdは、ある格子点とx方向またはy方向に隣接する格子点との間隔(周期)に相当する。緑画素pgは、x方向、y方向のそれぞれに対し画素ピッチdごとに一様に配置されている。個々の緑画素pgの位置は、最も近接した赤画素prまたは青画素pbの位置よりも、x方向およびy方向のそれぞれに対し、半周期d/2ずれた位置となる。
【0023】
図3において、破線は第1領域CAと第2領域NAとの境界を示す。第1領域CA、第2領域NAは、それぞれ境界よりも上方、下方に表される。画素ピッチおよび各原色の画素の配置パターンは、第1領域CAと第2領域NAで不変である。各原色について第2領域NAにおける第2画素の径(サイズ)よりも、第1領域CAにおける第1画素の径の方が小さい。
【0024】
一般に個々の画素の輝度は、その発光素子の面積に比例する。径が異なる発光素子同士で輝度を等しくするには、面積に反比例するように、単位面積当たりの輝度を設定することを要する。即ち、第2画素よりも径が小さい第1画素を第2画素と等しい輝度で発光させるには、第1画素に第2画素よりも多くの電流を供給する必要がある。経年劣化は、第2画素よりも第1画素の方が駆動による負荷が著しくなる。そのため、第1領域CAにおける輝度の方が第2領域NAにおける輝度よりも低くなりがちである。よって、第1領域CAと第2領域NAとの境界において輝度差が生じる。この輝度差が、いわゆる焼き付きとして表れる。
【0025】
コントローラ36は、個々の画素の輝度を調整する。コントローラ36は、劣化補償処理を実行可能とする。劣化補償処理とは、個々の画素の発光特性の経年劣化を補償するための処理である。コントローラ36は、個々の画素に対する駆動に対する負荷を時間経過に従って累積し、累積された負荷を累積負荷として算出する。駆動量は、画素を発光させるために供給される電流に相当する。コントローラ36には、累積負荷と一定の駆動量のもとで得られる基準輝度との関係を示す基準輝度関係情報を設定しておく。コントローラ36は、基準輝度関係情報を用いて、累積負荷に対応する基準輝度を算出する。基準輝度は、累積負荷を輝度値に換算したストレススコア(stress score)に相当する。ここで、第1領域CAに配置される第1画素に対する累積負荷である第1累積負荷に対応する第1輝度と、第2領域NAに配置される第2画素に対する累積負荷である第2累積負荷に対応する第2輝度が算出される。
【0026】
コントローラ36は、第1累積負荷に対応する第1輝度が予め設定された所定の目標輝度以上であるとき、第2累積負荷に対応する第2輝度を第1輝度に近似させる。コントローラ36は、第1輝度が目標輝度より低いとき、第2領域において第1領域との境界に近い位置に配置された第2画素ほど第1輝度に近似するように第2輝度を定める。
【0027】
コントローラ36は、ディスプレイ14の一部の部材として構成されてもよいし、ディスプレイ14とは、別個の部材として電子機器1に備わってもよい。コントローラ36は、例えば、タイミングコントローラ(T-CON:Timing Controller)である。T-CONは、公知の手法(例えば、ラスタースキャン)を用いて、画像データで指示される輝度に従って画素ごとに発光するタイミングを、その位置に応じて制御する。
【0028】
次に、本実施形態に係る電子機器1のハードウェア構成例について説明する。図4は、本実施形態に係る電子機器1のハードウェア構成例を示すブロック図である。電子機器1は、CPU11、メインメモリ12、ビデオサブシステム13、ディスプレイ14、チップセット21、BIOS(Basic Input Output System、基本入出力システム)メモリ22、SSD(Solid State Drive)23、USB(Universal Serial Bus)コネクタ24、オーディオシステム25、ネットワークカード26、RTC(Real Time Clock)27、エンベデッドコントローラ30、電源回路31、バッテリ33、入力I/F(Interface)34、および、カメラ35を備える。図4では、コントローラ36の図示が省略されている。図4の例では、コントローラ36は、ディスプレイ14に内蔵されている。
【0029】
CPU11は、電子機器1の各部の機能を制御する中核となる演算処理装置である。CPU11は、メインメモリ12に展開されたプログラムに記述された指令で指示される処理を実行し、その機能を実現する。なお、本願では、プログラムに記述された指令で指示される処理を実行することを、「プログラムの実行」または「プログラムを実行する」などと呼ぶことがある。
【0030】
メインメモリ12は、CPU11により実行される各種のプログラムの読み込み領域を有する。メインメモリ12は、CPU11により取得された各種のデータ、CPU11により実行される処理に用いられる各種のデータを記憶するための作業領域を有する。CPU11により実行されるプログラムには、例えば、OS(Operating System、オペレーティングシステム)、周辺機器を操作するための各種ドライバ、各種サービス/ユーティリティ、アプリケーションプログラム(本願では、「アプリ」と呼ぶことがある)などがある。また、CPU11とメインメモリ12は、電子機器1のコンピュータシステムをなすシステムデバイスを構成する。
【0031】
ビデオサブシステム13は、CPU11からの制御に従い描画処理を行って各種の表示データを生成し、ディスプレイ14に出力する。ビデオサブシステム13は、例えば、ビデオコントローラとビデオメモリを備える。ビデオコントローラは、CPU11から入力される描画指令に従って描画情報を生成し、生成した描画情報をビデオメモリに書き込む。ビデオコントローラは、ビデオメモリから描画情報を読み出し、読み出した描画情報を示す表示データをディスプレイ14に出力する。
ディスプレイ14は、ビデオサブシステムから入力される表示データで指示される表示画面を表示する。
【0032】
チップセット21には、各種のデバイスが接続され、個々のデバイスの動作または入出力を制御する。チップセット21は、各種のデータバスのコントローラを備える。チップセット21は、例えば、USB(Universal Serial Bus)、シリアルATA(AT Attachment)、SPI(Serial Peripheral Interface)バス、PCI(Peripheral Component Interconnect)バス、PCI-Expressバス、LPC(Low Pin Connect)バスなどを有する。図4の例では、チップセット21には、BIOS(Basic Input Output System)メモリ22、SSD(Solid State Drive)23、USBコネクタ24、オーディオシステム25、ネットワークカード26、RTC(Real-time Clock)27およびエンベデッドコントローラ(EC:Embedded Controller)30に接続されている。
【0033】
BIOSメモリ22は、BIOS、エンベデッドコントローラ30などのデバイスの制御に用いられるシステムファームウェアなどが記憶される。BIOSメモリ22は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュROMなど、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを含んで構成される。
SSD23は、補助記憶装置の一例である。SSD23には、OS、各種ドライバ、各種サービス/ユーティリティ、アプリ、などのプログラムの他、各種のデータを記憶する。SSD23に代えて、または、SSD23とともに、HDD(Hard Disk Drive)などの他の種類の記憶装置が備わってもよい。
【0034】
オーディオシステム25は、各種の音声データの記録、符号化、復号、入出力などを行う。
ネットワークカード26は、無線または有線でネットワークに接続し、データ通信を行う。ネットワークカード26は、例えば、無線LAN(Local Area Network)を経由して、直接または他のネットワークを経由して他の機器と接続する。
RTC27は、その時点における日時を計測する。RTC27は、バックアップ用バッテリ(図示せず)から供給される電力を消費する。バックアップ用バッテリは、バッテリ33とは別個に設けられる。よって、RTC27は、電子機器1のシャットダウンにより電源回路31から電力の供給が停止されても定常的に日時を計測することができる。
【0035】
エンベデッドコントローラ30は、電源回路31を制御する電源管理機能と、入力I/F34からの入力データの入力制御機能を有する。エンベデッドコントローラ30は電源管理機能として、システムデバイスから通知される動作状態に基づいて電源回路31を制御し、CPU11を含む各デバイスに供給する電力を制御する。エンベデッドコントローラ30は、入力制御機能として、入力I/F34からの入力データの入力の要否を制御する。エンベデッドコントローラ30は、CPU11とメインメモリ12とは別個のCPUとメインメモリを有するマイクロコンピュータである。エンベデッドコントローラ30は、CPU11とメインメモリ12の動作状態に関わらず定常的に動作可能とする。
【0036】
電源回路31は、エンベデッドコントローラ30の制御に従って、各デバイスへの電力の供給を制御する。電源回路31は、例えば、DC(Direct Current)/DCコンバータ、充放電ユニット、AC(Alternating Current)/DCアダプタなどを含んで構成される。DC/DCコンバータは、充放電ユニットから供給される直流電力の電圧を、各デバイスで要求される電圧に変換し、変換した電圧を有する電力を当該デバイスに供給する。充放電ユニットは、AC/DCアダプタから供給される電力のバッテリ33への充電またはバッテリ33からの放電を制御する。充放電ユニットは、例えば、AC/DCアダプタから供給される電力の一部または全部をDC/DCコンバータに供給する。充放電ユニットは、AC/DCアダプタから供給される電力のうち消費されずに余った電力をバッテリ33に充電する。充放電ユニットは、AC/DCアダプタから電力が供給されないとき、またはAC/DCアダプタからの電力が不足するとき、バッテリ33から放電される電力をDC/DCコンバータに供給する。AC/DCアダプタは、外部の商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力を充放電ユニットに供給する。
【0037】
バッテリ33は、電源回路31から供給される電力を充電可能とし、または、充電された電力を電源回路31の制御に従って放電する蓄電池である。
入力I/F34は、ユーザの操作を受け付け、受け付けた操作に応じて操作データを取得する入力デバイスを備える。入力I/F34は、例えば、キーボード、タッチパッド、マウス、などのいずれか1個、または、いずれかの組み合わせを有する。入力I/F34をなすタッチセンサは、ディスプレイ14と重なり合うように一体化し、タッチパネルとして構成されてもよい。
【0038】
次に、本実施形態に係る電子機器1の機能構成例について説明する。図5は、本実施形態に係る電子機器1の機能構成例を示す概略ブロック図である。図6は、本実施形態に係る電子機器1の実装例を示す概略ブロック図である。電子機器1は、制御部100と、記憶部200と、ディスプレイ14とを有する。
制御部100は、ディスプレイ14に配置される画素ごとの輝度を制御する。制御部100の機能は、主にコントローラ36により実現される。制御部100の機能の一部または全部は、コントローラ36が所定のプログラムを実行して実現される。制御部100の一部の機能は、ディスプレイ14またはコントローラ36用のドライバをCPU11が実行して実現されてもよい。
記憶部200は、コントローラ36に備わる記憶媒体(メモリ)を用いて実現される。
【0039】
制御部100は、負荷演算部102と、補正処理部104と、設定処理部106とを備える。制御部100は、以下に説明する劣化補償処理を実行する。
負荷演算部102は、ディスプレイ14に配置される画素ごとに、当該画素に対する駆動に対する負荷を時間経過に従って累積し、累積負荷を算出する。ここで、負荷とは、駆動による劣化の影響度を意味する。一般に、画素に供給する電流が多いほど負荷が大きくなる。負荷は、概ね輝度の1.3~1.5乗に比例する。言い換えれば、経年劣化は輝度の1.3~1.5乗に比例する速度で進行する。また、画素が小さいほど、一定の輝度での発光に要する電流が増加する。例えば、第1領域CAにおける第1画素の面積が第2領域NAにおける第2画素の面積の1/2であるとき、第1画素を第2画素と等しい輝度で発光するには、第1画素に対する駆動電流を第2画素に対する駆動電流の2倍にする。OLEDを発光素子として有する画素に供給する電流は、その画素に対して印加する電圧が高いほど増加するため、より輝度が高くなる。負荷を累積する期間は、ディスプレイ14の使用開始時点を起点とし、現時点を終点とする。
【0040】
また、負荷演算部102には、ビデオサブシステム13から入力される画像データを用いて画素ごとの信号値が指示される。画素ごとの信号値は、輝度を指示する。負荷演算部102には、例えば、第1領域CA、第2領域NAのそれぞれについて、信号値ごとに、その信号値により実現される輝度に対応する負荷との関係を示す負荷関係情報を設定しておいてもよい。負荷関係情報は、信号値に対する負荷を与える関数もしくはそのパラメータで表されてもよいし、信号値と負荷との関係を示すデータテーブルで表されてもよい。負荷演算部102は、負荷関係情報を参照し、画像データに基づいて画素ごとに負荷を特定し、特定した負荷を時間で積分して累積負荷を算出することができる。累積負荷を用いることで時間経過に応じて累積する劣化の度合いが定量化される。
【0041】
画素の輝度は、発光素子の経年劣化により低下する。即ち、一定の駆動電流または駆動電圧(以下の説明では「駆動量」と総称する)のもとでは、累積負荷が増加するほど輝度が低下する。そこで、負荷演算部102には、累積負荷に対応する輝度として、基準となる所定の駆動量の電流が供給されるときに得られる基準輝度との関係を示す基準輝度関係情報を予め設定しておく。基準輝度関係情報は、累積負荷に対する基準輝度を与える関数またはそのパラメータで表されてもよいし、累積負荷と基準輝度との関係を示すデータテーブルで表されてもよい。負荷演算部102は、基準輝度関係情報を参照し、画素ごとに算出された累積負荷に対応する基準輝度を算出する。負荷演算部102は、第1領域CAに配置される第1画素に対して算出される基準輝度を第1輝度として算出することができる(第1負荷演算)。負荷演算部102は、第2領域NAに配置される第2画素に対して算出される基準輝度を第2輝度として算出することができる(第2負荷演算)。負荷演算部102は、画素ごとに算出した基準輝度を示す基準輝度情報を記憶部200に記憶する。
【0042】
補正処理部104は、劣化補償機能を有する。補正処理部104は、記憶部200に記憶された基準輝度情報と設定情報を用いて画素ごとの輝度を補正する。設定情報には、図6に例示されるように、目標輝度、目標輝度フラグおよび周囲領域補正フラグを含む。目標輝度(dimming limit、調光限界)は、補正対象となる輝度の目標値である。目標輝度として、ディスプレイ14の使用開始から予め定めた標準使用期間(例えば、数か月~数年)経過後における第1輝度が設定されてもよい。目標輝度は、第1領域における第1輝度の初期値および第2領域における第2輝度の初期値よりも低い値となる。
【0043】
目標輝度フラグは、標準領域補正(dimming、調光)の要否を示す1ビットのパラメータである。標準領域補正の要否は、目標輝度フラグの値が1であるか、0であるかにより指示される。目標輝度フラグは、基準輝度情報に示される第1輝度が目標輝度に達したか否かを示す目標輝度到達情報(reached diming limit)とみなすこともできる。設定処理部106は、第1輝度が目標輝度以上であるか否かを判定する。第1輝度が目標輝度以上であるとき、設定処理部106は、目標輝度フラグの値を変更しない。第1輝度が目標輝度未満となるとき、設定処理部106は、目標輝度フラグの値を1から0に変更し、変更後の目標輝度フラグを記憶部200に記憶する。
【0044】
補正処理部104は、目標輝度フラグが標準領域補正要を示すとき、即ち、第1輝度が目標輝度以上であるとき、標準領域補正を実行する。標準領域補正は、一定の駆動量のもとで第1輝度に近似または等しくなるように第2領域NA(標準領域)に配置される第2画素の第2輝度を補正(低下)させる処理である。補正処理部104は、第2画素に対して一定の駆動量のもとで得られる輝度が第1輝度と等しくなるように、第2画素に対する信号値に対応する駆動電圧との関係を示す駆動情報を補正する。駆動電圧は、信号値に対応する輝度を得るために画素に印加する電圧である。駆動情報は、信号値から駆動電圧を算出するための関数として表されてもよいし、信号値ごとに対応する駆動電圧を示すデータテーブルとして表されてもよい。補正処理部104は、補正後の駆動情報を参照し、信号値に基づいて第2画素に印加する駆動電圧を定めることができる。信号値から駆動電圧を定める手法として、例えば、ガンマ補正が用いられてもよい。その場合、信号値に対する輝度との関係を示すパラメータであるガンマ値の逆数が駆動情報として用いられる。
【0045】
補正処理部104は、目標輝度フラグが標準領域補正否を示すとき、即ち、第1輝度が目標輝度未満であるとき、標準領域補正を実行しない。そして、補正処理部104は、周囲領域補正フラグを参照し、周囲領域補正の要否を判定する。
周囲領域補正フラグは、周囲領域補正(top edge dimming、終端調光)の要否を示す1ビットのパラメータである。周囲領域補正の要否は、周囲領域補正フラグの値が1であるか、0であるかにより指示される。
【0046】
補正処理部104は、周囲領域補正要と判定するとき、周囲領域補正を行う。補正処理部104は、第2領域NAにおいて第1領域CAとの境界に近い位置に配置された第2画素ほど第1輝度に近似するように第2輝度を定める。補正処理部104は、第1領域との境界に配置された第2画素の第2輝度を第1輝度に等しくする。輝度が第1領域と第2領域との境界を挟んで連続するため、輝度の空間変化が顕著に視認されなくなる。
【0047】
補正処理部104は、第1領域CAとの境界に近い第2輝度の空間変化としての傾きを小さくし、その境界からの距離が大きい位置における第2輝度ほど目標輝度に近似してもよい。第2輝度の傾きが第1領域との境界に近い位置および境界から十分に離れた位置においてゼロに近似する。そのため、輝度の空間変化が顕著に視認されず、かつ、目標輝度に近似した輝度での表示能力が画面全体として発揮される。この場合、第2輝度の第1領域との境界からの距離依存性を示す関数として、例えば、シグモイド関数、双曲線正接関数、誤差関数、などのいずれかを用いることができる。
【0048】
補正処理部104は、第1領域CAとの境界からの距離に応じ、一定の駆動量のもとで上記の第2輝度が得られるように、第2画素に対する信号値に対応する駆動電圧との関係を示す駆動情報を補正すればよい。補正処理部104は、補正後の駆動情報を参照し、信号値に基づいて第2画素に印加する駆動電圧を定める。
なお、第2輝度の最大値が目標輝度未満となる場合には、補正処理部104は、目標輝度に代え、第2輝度の最大値を新たな目標輝度として用いて周囲領域補正を行ってもよい。また、第2輝度の最大値が目標輝度未満となる場合には、補正処理部104は、ディスプレイの劣化または交換を案内するための案内情報をディスプレイ14に表示させてもよい。案内情報として、劣化により目標輝度を超える輝度での表示ができない、もしくは、困難なことを示すメッセージが含まれてもよい。
【0049】
設定処理部106は、劣化補償処理に係る設定情報を設定する。設定処理部106は、例えば、入力I/F34から入力される操作データで指示される設定情報を記憶部200に記憶する。設定処理部106は、例えば、目標輝度と周囲領域補正フラグの一方または両方を操作データに従って変更してもよい。
設定処理部106は、劣化補償処理の一環として基準輝度情報に示される第1輝度が目標輝度に達したか否かを判定してもよい。劣化補償処理の契機は、劣化補償処理の契機は、例えば、電子機器1のコンピュータシステムの起動時、所定周期(例えば、1~2か月)ごと、その他、操作データに応じて指示される時点、などのいずれであってもよい。劣化補償処理の周期は、第1輝度と第2輝度との輝度差に対する人間の標準的な弁別閾以下となる期間となるように設定されてもよい。なお、図6の例において、周囲領域補正フラグの設定が省略されてもよい。その場合、補正処理部104は、標準領域補正否と判定されるとき、周囲領域補正を実行する。
【0050】
次に、本実施形態に係る劣化補償処理の例について、説明する。
図7は、本実施形態に係る劣化補償処理の例を示すフローチャートである。
(ステップS102)設定処理部106は、劣化補償処理の要否を判定する。劣化補償処理要と判定される場合(ステップS102 YES)、ステップS104の処理に進む。劣化補償処理否と判定される場合(ステップS102 NO)、ステップS102の処理を繰り返す。
(ステップS104)負荷演算部102は、第1領域CA(カメラ設置領域)における信号値に対する負荷と、第2領域NA(標準領域)における第2輝度に対する信号値に対する負荷をそれぞれ累積し、第1累積負荷および第2累積負荷として算出する。負荷演算部102は、基準輝度関係情報を参照し、第1累積負荷、第2累積負荷にそれぞれ対応する第1輝度、第2輝度を算出する。
【0051】
(ステップS106)設定処理部106は、第1累積負荷に対応する第1輝度が設定された目標輝度以上であるか否かを判定する。目標輝度以上と判定される場合(ステップS106 YES)、ステップS108の処理に進む。目標輝度未満と判定される場合(ステップS106 NO)、ステップS110の処理に進む。
(ステップS108)補正処理部104は、第2領域NAにおいて、第2負荷に対応する第2輝度が第1輝度に等しくなるように補正する。その後、ステップS102の処理に戻る(標準領域補正)。
(ステップS110)補正処理部104は、第2領域NAにおいて、第1領域CA(カメラ設置領域)との境界に近い画素の第2輝度ほど第1輝度に近似するように補正する(周囲領域補正)。その後、ステップS102の処理に戻る。
【0052】
次に、本実施形態に係る劣化補償処理の実施例について説明する。図8は、本実施形態に係る標準領域補正の実施例を示す説明図である。図8において、基準輝度の分布は濃淡で表される。図8(a)は、ディスプレイ14の使用開始時における基準輝度の分布を表す。この段階では、画素の劣化が生じていないので、画面上の基準輝度は十分に高い値(例えば、400nit)であり位置に依存せず均一となる。図8(b)は、使用開始から第1期間(例えば、6か月)経過後における補正前の基準輝度の分布を表す。第1領域CAに配置された第1画素における第1輝度(例えば、320nit)は、第2領域NAに配置された第2画素における第2輝度(例えば、360nit)よりも低い。この段階では、第1輝度は目標輝度(例えば、300nit)よりも高い。補正処理部104は、標準領域補正を行って、第2輝度が第1輝度に等しくなるように補正する。図8(c)は、標準領域補正直後における基準輝度の分布を示す。第2輝度が第1輝度と等しくなり、画面全体の基準輝度が第1輝度となる。
【0053】
図9は、本実施形態に係る周囲領域補正の実施例を示す説明図である。図9(a)は、標準領域補正直後における基準輝度の分布を示す。この基準輝度の分布は、図8(c)に例示される基準輝度の分布と同様である。図9(b)は、標準領域補正から第2期間(例えば、1年)経過後における補正前の基準輝度の分布を表す。第1領域CAに配置された第1画素における第1輝度(例えば、280nit)は、第2領域NAに配置された第2画素における第2輝度(例えば、320nit)よりも低い。この段階では、第1輝度は目標輝度(例えば、300nit)よりも低い。補正処理部104は、周囲領域補正を行って、第1領域CAとの境界に近い画素の第2輝度ほど第1輝度に近似するように補正する。ここで、補正処理部104は、第1領域CAとの境界に配置される画素の第2輝度を第1輝度と等しくし、その画素における第2輝度の傾きをゼロとし、かつ、境界からの距離が一定値以上となる第2輝度が目標輝度となるように第2輝度の傾きを調整する。図9(c)は、周囲領域補正直後における基準輝度の分布を示す。図示されるように、第1領域CAと第2領域NAとの境界における輝度が第1輝度となり、その位置における傾きがゼロであり、境界からの距離が大きい位置ほど傾きが小さく、かつ、目標輝度に近似するように第2輝度が分布する。そのため、図9(b)に例示されるように周囲領域補正前における境界に輝度差が空間的に平滑化されることで目立たなくなり、かつ、画面全体として、目標輝度を有する画像の表示能力が確保される。
【0054】
次に、本実施形態に係る電子機器1の変形例について説明する。図6の実装例では、コントローラ36が劣化補償処理を実行する場合を示すが、これには限られない。劣化補償処理は、複数のデバイス間で分担されてもよい。図10は、本実施形態に係る電子機器1の他の実装例を示す概略ブロック図である。図10の例では、CPU11が所定のプログラムに従って周囲領域補正を実行し、補正処理部104の機能の一部を奏する(ソフトウェア処理)。
【0055】
目標輝度フラグが標準領域補正否を示し、かつ、目標周囲領域補正フラグが周囲領域補正否を示すとき、コントローラ36は周囲領域補正を行わない。このとき、CPU11は、記憶部200から画素ごとの基準輝度(第1輝度、第2輝度を含む)を示す基準輝度情報を取得する。コントローラ36には、CPU11からのデータ読み出しを許可する許可フラグを設定しておく。CPU11は、補正処理部104の機能として、一定の駆動量を示す基準信号値のもとで第2領域NAにおいて第1領域CAとの境界に近い位置に配置された第2画素ほど第1輝度に近似する第2輝度が得られるように画素ごとの信号値を補正する。画素ごとの信号値は、ビデオサブシステム13から入力される画像データにより伝達される。CPU11は、信号値に対する輝度を与える関数を示す輝度情報を参照し、取得される画像データに示される画素ごとの信号値に対する関数値である輝度に、基準信号値に対して第2輝度を与える関数の逆関数を作用して得られる信号値に補正すればよい。
【0056】
CPU11は、補正後の信号値を示す画像データをディスプレイ14のコントローラ36に出力する。CPU11によるソフトウェア処理により、コントローラ36よりも精密な補正を実行することができる。
本変形例では、コントローラ36は、周囲領域補正の実行能力を有していなくてもよい。また、周囲領域補正フラグが省略されてもよい。
【0057】
なお、上記の実施形態および変形例において、負荷演算部102は、第1輝度が目標輝度以上である場合、第1領域CAに属する画素のうち、少なくとも1個の第1代表画素について第1輝度を算出し、第2領域NAに属する画素のうち少なくとも1個の第2代表画素について第2輝度を算出すればよい。補正処理部104は、標準領域補正において、1個の第2代表画素の第2輝度を1個の第1代表画素の第1輝度に等しくする際に得られる補正量を、他の第2画素に対する第2輝度の補正に適用してもよい。補正処理部104は、標準領域補正において、複数の第2代表画素の第2輝度の平均値を複数の第1代表画素の第1輝度に等しくする際に得られる補正量を、個々の第2画素に対する第2輝度の補正に適用してもよい。
【0058】
負荷演算部102は、第1輝度が目標輝度未満である場合、第1領域CAに属する画素のうち、少なくとも1個の第1代表画素について第1輝度を算出し、第2領域NAに属する画素のうち、第1領域CAとの境界からの距離ごとに少なくとも1個の第2代表画素について第2輝度を算出すればよい。補正処理部104は、周囲領域補正において、第1領域CAとの境界に近い第2代表画素の第2輝度ほど第1代表画素の第1輝度に近似する際に、その境界から1個の第2代表画素までの距離ごとに得られる補正量を、その距離に所在する他の第2画素に対する第2輝度の補正に適用してもよい。補正処理部104は、周囲領域補正において、第1領域CAとの境界に近い第2代表画素の第2輝度ほど複数の第1代表画素の第1輝度の平均値に近似する際に、その境界から複数の第2代表画素までの距離ごとに得られる補正量を、その距離に所在する他の第2画素に対する第2輝度の補正に適用してもよい。
【0059】
以上に説明したように、上記の実施形態に係るコントローラ36は、画面の一部である第1領域に配置される第1画素と当該第1領域の周囲の領域である第2領域に配置される第2画素それぞれの駆動に対する負荷を時間経過に従って累積して、第1累積負荷と第2累積負荷を算出する。コントローラ36は、第1累積負荷に対応する第1輝度が所定の目標輝度以上であるとき、第2累積負荷に対応する第2輝度を第1輝度に近似させる。コントローラ36は、第1輝度が目標輝度より低いとき、第1領域との境界に近い位置に配置された第2画素ほど第2輝度を前記第1輝度に近似させる。また、第1画素の径は第2画素の径よりも小さい。
この構成によれば、第1累積負荷に対する第1輝度が目標輝度以上となるとき、第2累積負荷に対応する第2輝度が第1輝度に近づくように補正される。そのため、第1画素における劣化が軽微な場合には画面全体における輝度が均一に補正される。第1輝度が目標輝度より低いとき、第1領域との境界に近い位置に配置された第2画素ほど第2輝度が第1輝度に近づく。そのため、第1画素における劣化が進行した場合でも、第1領域と第2領域との境界に生じうる顕著な輝度差が平滑化される。よって、第1画素の劣化状況による画面の表現能力に応じて画質の劣化を解消または低減することができる。
【0060】
コントローラ36は、第1輝度が目標輝度より低いとき、第1領域との境界に配置された画素の輝度を第1輝度に等しくしてもよい。
この構成によれば、第1領域と第2領域との境界において輝度が連続するので、第1領域と第2領域との輝度差による画質の劣化を低減することができる。
【0061】
第1輝度が目標輝度より低いとき、第1領域との境界に近い位置ほど第2輝度の傾きを小さくし、境界からの距離が大きい位置における第2輝度ほど目標輝度に近似させてもよい。
この構成によれば、第1領域との境界に近い位置ほど第2輝度の傾きが小さくなり、その境界から離れた位置ほどに第2輝度の傾きが小さくなるとともに第2輝度が目標輝度に近似する。そのため、第1領域における第1輝度と第2輝度との連続性を補強することで、境界における輝度差による画質の劣化を低減するとともに、境界から離れた位置における表示能力を発揮することができる。
【0062】
目標輝度は、画面を有する表示装置(例えば、ディスプレイ14)の使用開始からの標準使用期間経過後における第1輝度であってもよい。
この構成によれば、使用開始からの標準使用期間における第1画素の劣化に基づいて、目標輝度が設定される。
【0063】
本実施形態は、上記のコントローラ36とシステムデバイス(例えば、CPU11およびメインメモリ12)を備える電子機器1として構成されてもよい。システムデバイスは、第1輝度と第2輝度に基づいて画像データに示される画素ごとの輝度を補正してもよい。コントローラ36は、補正された輝度に従って画素を駆動させてもよい。
この構成によれば、システムデバイスにより第1輝度と第2輝度に基づく、より精密な劣化補償処理を実現することができる。
【0064】
本実施形態は、上記のコントローラ36と、第1画素と第2画素を配置した基板を備える表示装置(例えば、ディスプレイ14)として構成されてもよい。表示装置は、第1領域の裏面にカメラ35を備えてもよい。
【0065】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。上述の実施形態において説明した各構成は、任意に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0066】
1…電子機器、12…メインメモリ、13…ビデオサブシステム、14…ディスプレイ、21…チップセット、22…BIOSメモリ、23…SSD、24…USBコネクタ、25…オーディオシステム、26…ネットワークカード、27…RTC、30…エンベデッドコントローラ、31…電源回路、33…バッテリ、34…入力I/F、35…カメラ、36…コントローラ、100…制御部、102…負荷演算部、104…補正処理部、106…設定処理部、200…記憶部、CA…第1領域(カメラ設置領域)、NA…第2領域(標準領域)
【要約】
【課題】画質の低下を緩和または解消することができるコントローラ、電子機器、表示装置、および、制御方法を提供する。
【解決手段】画面の一部である第1領域に配置される第1画素と当該第1領域の周囲の領域である第2領域に配置される第2画素それぞれの駆動に対する負荷を時間経過に従って累積して、第1累積負荷と第2累積負荷を算出し、第1累積負荷に対応する第1輝度が所定の目標輝度以上であるとき、第2累積負荷に対応する第2輝度を第1輝度に近似させ、第1輝度が目標輝度より低いとき、第1領域との境界に近い位置に配置された第2画素ほど第2輝度を第1輝度に近似させる。第1画素の径は第2画素の径よりも小さい。
【選択図】図1
図1
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図10