JP2007171527A

JP2007171527A - 補正方法及び表示装置

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Publication number: JP2007171527A
Application number: JP2005368731A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yasuda; 哲也安田; Junji Sakuta; 淳治作田
Original assignee: Nanao Corp
Current assignee: Nanao Corp
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: JP4542988B2

Abstract

【課題】ＬＣＤモニタ等の表示装置に表示される表示画像の色ムラを解消することが可能な補正方法及び表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置に表示される表示画像の輝度を、各色成分について夫々測定し（Ｓ１０１）、色成分毎の測定結果に基づき色成分毎の第１目標輝度を設定し（Ｓ１０２）、設定した第１目標輝度に補正する第１画面領域を決定し（Ｓ１０３）、第１目標輝度の各色成分の比率を算出し（Ｓ１０４）、第１画面領域以外の第２画面領域の夫々について基準色成分を選択し（Ｓ１０５）、選択した基準色成分を基準として、算出した第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で色成分毎の第２目標輝度を各第２画面領域に対して夫々設定し（Ｓ１０６）、第１画面領域の輝度を第１目標輝度に補正し、かつ各第２画面領域の夫々の輝度を夫々の第２目標輝度に補正する。
【選択図】図９

Description

本発明は、複数の色成分の階調値を示す画像信号に基づき表示装置の表示画面に表示される表示画像の輝度を、表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に、測定装置にて測定した結果に基づく目標輝度に補正する補正方法、及び該補正方法を適用した表示装置に関し、特に表示画像の色ムラを補正する補正方法及び表示装置に関する。

ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)モニタ、ＥＬ(Electro Luminescence)モニタ、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)モニタ、プロジェクタ等の表示装置の表示画面は、その製造品質のバラツキで輝度ムラ、色ムラ等の表示ムラが生じてしまうという問題がある。例えばＬＣＤモニタの表示部である液晶パネルの場合、液晶層の厚みのバラツキ、駆動用トランジスタの動作特性のバラツキ及びバックライトの発光分布のバラツキを表示ムラの原因として例示することができる。

従来の表示装置の表示ムラの補正方法を説明する。最初に表示装置の輝度ムラの補正方法について説明する。表示装置の輝度ムラを補正するため、先ず表示装置の輝度ムラの測定を行う。輝度ムラの測定は、特定の階調値に基づく白色画像を表示装置の表示画面全体に表示し、表示されている画像の輝度を測定装置にて測定することにより行われる。

図１５は、表示装置の表示画面の輝度を測定した結果を示す図表である。図１５では、表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に輝度を測定し、測定により得られた値を画面領域毎に示している。図１５に示す様に画面全体に同じ階調値に基づく画像を表示させた場合でも画面領域毎に輝度が異なっており、一般的には、画面中央部の輝度が最も高く周辺部程輝度が低くなる傾向がある。そこでこの様な輝度ムラを補正するため画面領域毎に輝度の補正が行われる。輝度の補正は、通常、輝度を低くする方向で実施される。これは輝度を高くする方法で補正した場合、高輝度で飽和することを回避するためである。

図１６は、表示装置の各画面領域の目標輝度を示す図表である。図１６では、図１５に示した輝度に基づいて設定される輝度の補正の目標となる目標輝度を示している。通常、画面領域は、図１２に例示する様に細かく分割されるが、図１５及び図１６では、説明を容易にするため、簡略化して３×３に分割した図表を例示している。図１６に示す様に目標輝度は、必ずしも各画面領域で一定の値が設定される訳ではない。測定値が最も低い画面領域の輝度、例えば図１５の例では、１３６cd/m² 以下に目標輝度を設定すれば、全画面領域で輝度を均一化することが可能となる。ところが測定値が最も低い画面領域の輝度に目標輝度を設定した場合、輝度の過剰な低下を招くことになる。そこで低下が許容できる輝度に目標輝度を設定し、目標輝度未満の画面領域については輝度の補正を行わないのが一般的である。

図１６に示す例では、目標輝度を中央の画面領域の輝度の９０％、即ち１５７cd/m² ×０．９＝１４１cd/m² に設定した場合の各画面領域の目標輝度を示している。測定した輝度が目標輝度以上である画面領域については、輝度の均一性が図られているが、図１６中斜線にて示す目標輝度未満の画面領域については、輝度の均一性が図られていない。ただし全画面領域についての輝度ムラの解消はできないものの過度な輝度低下を招くことはないため、一般的にはこの様にして目標輝度の設定が行われる。そして画像信号として入力された階調値に対し、各画面領域について設定された目標輝度に基づく補正を行った輝度の画像が、表示装置の表示画面に表示される。

次に表示装置の色ムラの補正方法について説明する。色ムラの補正は、白色画像に基づいて行った輝度ムラの補正を、画像を構成する各色成分の輝度ムラに対して行うものである。表示装置の色ムラを補正するため、先ず表示装置の色ムラの測定を行う。輝度ムラの測定が白色画像を表示させて行ったことに対し、色ムラの測定は、単色の色成分、即ちＲ（Ｒｅｄ）成分、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）成分及びＢ（Ｂｌｕｅ）成分の夫々の特定の階調値に基づく単色画像を表示装置の表示画面全体に表示し、表示されている単色画像の輝度を測定装置にて測定することにより行われる。

図１７は、表示装置の表示画面の輝度を測定した値を示す図表である。図１７では画面領域毎の輝度の測定値を示しており、図１７（ａ）がＲ成分の単色画像に基づく測定値、図１７（ｂ）がＧ成分の単色画像に基づく測定値、そして図１７（ｃ）がＢ成分の単色画像に基づく測定値を示している。色ムラについても、輝度ムラと同様に輝度を低くする方向での補正が実施される。

図１８は、表示装置の各画面領域の目標輝度を示す図表である。図１８では、図１７に示した輝度に基づいて設定される輝度の補正の目標となる目標輝度を示しており、図１８（ａ）がＲ成分の目標輝度、図１８（ｂ）がＧ成分の目標輝度、そして図１８（ｃ）がＢ成分の目標輝度を示している。目標輝度の設定は、輝度ムラと同様であり、各色成分について中央の画面領域の輝度の９０％の値を夫々の色成分の目標輝度とし、図１８中斜線にて示す目標輝度未満の画面領域については、測定値を目標輝度として設定する。そして画像信号として入力された各色成分の階調値に対し、各画面領域について設定された色成分毎の目標輝度に基づく補正を行った輝度の画像が、表示装置の表示画面に表示される。

上述した様な色ムラを補正する装置は、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００１−３４３９５４号公報

しかしながら従来の補正方法では、目標輝度となる様に色成分の補正が行われた画面領域と、補正が行われなかった領域とで、ＲＧＢ比に相違が生じるため、色ムラが完全に解消していないという問題がある。例えば図１８に示した例では、目標輝度に基づく補正を行った画面領域では、輝度のＲＧＢ比が４８．５：８１．６：１２．１になるのに対し、補正を行っていない画面領域、例えば左上の画面領域では、輝度のＲＧＢ比が４４．５：８１．２：１１．８となる。なお測定値が最も低い画面領域の輝度に目標輝度を設定し、全ての画面領域について補正を行った場合には、色ムラは解消するが、その場合、画面全体の輝度の低下を生じさせるという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みて成されたものであり、色成分毎の測定結果に基づき色成分毎に設定された目標輝度に補正しない画面領域に対し、目標輝度の色成分比率に基づく比率に色成分を補正することにより、不要な輝度低下を招くことなく色ムラを解消することが可能な補正方法、及び該補正方法を適用した表示装置の提供を目的とする。

第１発明に係る補正方法は、複数の色成分の階調値を示す画像信号に基づき表示装置の表示画面に表示される表示画像の輝度を、表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に、測定装置にて測定した結果に基づく目標輝度に補正する補正方法において、画像信号にて示される一の色成分の階調値に基づき前記表示装置の表示画面に表示される表示画像の輝度を、各色成分について夫々測定し、色成分毎の測定結果に基づき色成分毎の第１目標輝度を設定し、設定した第１目標輝度に補正する第１画面領域を、測定結果及び第１目標輝度の関係に基づいて決定し、第１目標輝度の各色成分の比率を算出し、第１画面領域以外の画面領域である第２画面領域の夫々に対し、算出した第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で色成分毎の第２目標輝度を夫々設定し、第１画面領域の輝度を第１目標輝度に補正し、かつ各第２画面領域の夫々の輝度を夫々の第２目標輝度に補正することを特徴とする。

第２発明に係る補正方法は、複数の色成分の階調値を示す画像信号に基づき表示装置の表示画面に表示される表示画像の輝度を、表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に、測定装置にて測定した結果に基づく目標輝度に補正する補正方法において、前記測定装置は、画像信号にて示される一の色成分の階調値に基づき前記表示装置の表示画面に表示される表示画像の輝度を、各色成分について夫々測定し、前記表示装置は、測定結果に基づき決定された第１画面領域の輝度を、色成分毎の測定結果に基づき設定した色成分毎の第１目標輝度に補正し、かつ第１画面領域以外の画面領域である各第２画面領域の夫々の輝度を、第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で夫々設定した色成分毎の第２目標輝度に補正することを特徴とする。

第３発明に係る補正方法は、第１発明又は第２発明において、前記第２目標輝度は、各色成分の測定結果の色成分比率と、第１目標輝度の色成分比率との差異に基づき選択された一の色成分の測定結果に基づいて設定されることを特徴とする。

第４発明に係る補正方法は、第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、前記色成分毎の輝度の補正は、無彩色の表示画像の測定結果に基づく各画面領域の輝度の補正後に行うことを特徴とする。

第５発明に係る表示装置は、複数の色成分の階調値を示す画像信号に基づき表示画面に表示される表示画像の輝度を、表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に設定された色成分毎の目標輝度に補正する表示装置において、第１画面領域の輝度を、色成分毎に設定されている第１目標輝度に補正し、かつ第１画面領域以外の画面領域である各第２画面領域の夫々の輝度を、第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で夫々設定されている色成分毎の第２目標輝度に補正する手段を備えることを特徴とする。

本発明では、第２画面領域の輝度を、第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で色成分毎に設定された第２目標輝度に補正することにより、例えば第１目標輝度より輝度が低いために第１目標輝度に補正しない第２画面領域の色成分比率が、第１画面領域の色成分比率と同様になるため、画面全体の色成分比率が一定となるので、色ムラを解消することが可能であり、しかも画面全体の輝度を、最も輝度が低い画面領域の輝度に調整する必要がないので、画面全体の輝度の低下を防止することが可能である。

また本発明では、第２目標輝度の設定の基準となる色成分を、各色成分の測定結果及び第１目標輝度の差異に基づいて選択することにより、各色成分の表示特性に応じて画面領域毎に最適な補正を行うことが可能である。

さらに本発明では、輝度ムラの補正と併用することにより、輝度ムラ及び色ムラを含む表示ムラの高精度な補正を実現することが可能である。

本発明に係る補正方法及び表示装置は、画像信号にて示される一の色成分の階調値に基づき表示される表示画像の輝度を、表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に、各色成分について夫々測定し、色成分毎の測定結果に基づき色成分毎の第１目標輝度を設定し、設定した第１目標輝度に補正する第１画面領域を、測定結果及び第１目標輝度の関係に基づいて決定し、第１目標輝度の各色成分の比率を算出し、第１画面領域以外の第２画面領域の夫々に対し、算出した第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で色成分毎の第２目標輝度を夫々設定し、第１画面領域の輝度を第１目標輝度に補正し、かつ各第２画面領域の夫々の輝度を夫々の第２目標輝度に補正する。

この構成により、本発明では、例えば第１目標輝度より輝度が低いために第１目標輝度に補正しない第２画面領域の色成分比率が、第１画面領域の色成分比率と同様になるため、画面全体の色成分比率が一定となるので、色ムラを解消することが可能である等、優れた効果を奏する。しかも画面全体の輝度を、最も輝度が低い画面領域の輝度に調整する必要がないので、画面全体の輝度の低下を防止することが可能である等、優れた効果を奏する。

また本発明では、各色成分の測定結果及び第１目標輝度の夫々の差異に基づき選択された一の色成分の測定結果に基づいて第２目標輝度を設定することにより、各色成分の表示特性に応じて画面領域毎に最適な補正を行うことが可能である等、優れた効果を奏する。

さらに本発明では、白色等の無彩色の表示画像の測定結果に基づき各画面領域の輝度を補正する輝度ムラの補正後に、色ムラの補正を行うことにより、輝度ムラ及び色ムラを含む表示ムラの高精度な補正を実現することが可能である等、優れた効果を奏する。

以下、本発明をその実施の形態を示す画面について詳述する。

図１は、本発明の表示装置の外観の一例を示す斜視図である。図１中１は、ＬＣＤモニタ等の表示装置であり、表示装置１は、パーソナルコンピュータ等の処理装置２に接続されており、処理装置２から出力される画像信号の入力を受け付け、受け付けた画像信号の階調値に基づく輝度値の表示画像を液晶パネル等の表示部１０の表示画面に表示させる。処理装置２から表示装置１へ出力される画像信号は、複数の色成分、即ちＲ（Ｒｅｄ）成分、Ｇ成分（Ｇｒｅｅｎ）成分及びＢ（Ｂｌｕｅ）成分の夫々についての階調値を含んでいる。なお表示装置１としては、ＬＣＤモニタに限らず、ＥＬモニタ、ＰＤＰモニタ、プロジェクタ等の装置を用いてもよく、また処理装置２としては、パーソナルコンピュータに限らず、テレビ用チューナ、ＤＶＤプレーヤ、ゲーム機等の装置を用いてもよい。

図２は、本発明の補正方法における表示ムラの測定例を概念的に示す斜視図である。表示装置１の表示ムラの測定は、表示部１０の表示画面全体に同一の階調値の画像信号に基づく画像を表示させ、測定装置３を用いて表示画面の輝度を測定することにより行う。輝度の測定の対象として同一の階調値の画像信号に基づき表示させる画像とは、各色成分の単色画像、即ちＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の夫々の単色画像、並びに白色画像等の無彩色画像である。これにより階調値と、表示画面全体に表示される画像の輝度との関係を求めることができ、また階調値に対する表示画面全体の輝度の分布、即ち表示ムラを求めることができる。

本発明の補正方法では、図２に例示したように表示装置１の表示部１０に表示される画像の輝度を測定装置３で測定して求めた表示ムラに対し、表示画面全体の輝度が一様となるように輝度ムラ及び色ムラを解消することにより行う。表示画面全体の輝度を一様にするため表示装置１では、表示部１０の表示画面を複数の画面領域に区分した画面領域毎に輝度の補正の目標となる目標輝度を設定し、画面領域毎に輝度が目標輝度になるように受け付けた画像信号の階調値を補正する。

次に測定した結果に基づく表示ムラの補正方法について説明する。先ず表示ムラとして輝度ムラを補正する方法について説明する。図３は、本発明の表示装置１の表示画面の輝度を測定した結果を示す図表である。図３では、表示部１０の表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に輝度を測定し、測定結果である輝度値を画面領域毎に示している。図３では、表示部１０の画面を９個の画面領域に区分する形態を示したが、本発明はこれに限らず、９以外の数、例えば１０以上の多数の画面領域に区分することも可能であり、更には画素毎に区分することも可能である。そして区分する画面領域の数が多い程、高精度の輝度ムラ補正が可能となる。

図４は、本発明の表示装置１の各画面領域の目標輝度を示す図表である。図４では、図３に示した輝度に基づいて設定される輝度の補正の目標となる目標輝度を示している。本発明の表示装置１では、中央の画面領域を基準画面領域とし、基準画面領域の輝度の９０％の輝度を目標輝度とする。但し、測定した輝度が目標輝度未満の画面領域については、測定結果を目標輝度とする。即ち測定した輝度が目標輝度以下の画面領域については輝度の補正を行わない。図４に示す例では、中央の画面領域の輝度の９０％、即ち１５７cd/m² ×０．９＝１４１cd/m² が目標輝度となる。但し、図４中斜線で示した画面領域の測定輝度は、１４１cd/m²未満であるので、測定結果が目標輝度となる。この様にして画像信号の各階調値に対し画面領域毎の目標輝度を設定する。なお必ずしも全ての階調値に対して画面領域毎の目標輝度を設定する必要はなく、例えば階調値が０，３２，６４，…というように３２おきの階調値に対する目標輝度を設定する様にし、設定していない階調値に対しては、他の階調値に対する目標輝度を加重平均して設定する目標輝度を算出する様にしても良い。

次に表示ムラとして色ムラを補正する方法について説明する。図５は、本発明の表示装置１の輝度を測定した値を示す図表である。図５では画面領域毎の輝度の測定値を示しており、図５（ａ）がＲ成分の単色画像に基づく測定値、図５（ｂ）がＧ成分の単色画像に基づく測定値、そして図５（ｃ）がＢ成分の単色画像に基づく測定値を示している。図５では、表示部１０にＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の単色画像を表示し、画面領域毎に輝度を測定して、測定結果である輝度値を画面領域毎に示している。

図６は、本発明の表示装置１の各画面領域の目標輝度を示す図表である。図６では、図５に示した輝度に基づいて設定される輝度の補正の目標輝度を示しており、図６（ａ）がＲ成分の目標輝度、図６（ｂ）がＧ成分の目標輝度、そして図６（ｃ）がＢ成分の目標輝度を示している。本発明の表示装置１では、各色成分の輝度について、中央の画面領域を基準画面領域とし、基準画面領域の輝度の９０％の輝度を夫々の色成分の第１目標輝度とする。但し、測定した輝度が第１目標輝度未満である斜線で示した画面領域については、以下に示す方法により算出する第２目標輝度を画面領域毎に設定する。以降の説明において必要がある場合、第１目標輝度が設定された画面領域を第１画面領域、第２目標輝度が設定された画面領域を第２画面領域として表現する。なお図５の上部中央の画面領域の様に測定値が第１目標輝度以上である色成分と第１目標輝度未満である色成分とが混在する場合、当該画面領域は、第２画面領域として扱う。

第２目標輝度の設定に際し、先ず第１目標輝度のＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の比率を算出する。図６の例では、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の第１目標輝度の比率は、４８．５：８１．６：１２．１となる。

そして第１目標輝度を設定していない各画面領域について、夫々対応しているＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の輝度の測定結果の色成分比率と、第１目標輝度の色成分比率との差異に基づいて基準色成分を選択する。各画面領域についてのＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の輝度の測定結果の色成分比率は、白色輝度成分中の各色成分の含有比率から導出する。具体的には、下記の式１にてＲ成分の含有比率を算出し、式２にてＧ成分の含有比率を算出し、そして式３にてＢ成分の含有比率を算出する。

Ｒ成分の含有比率＝Ｒ成分の輝度／（Ｒ成分の輝度＋Ｇ成分の輝度＋Ｂ成分の輝度）
……式１
Ｇ成分の含有比率＝Ｇ成分の輝度／（Ｒ成分の輝度＋Ｇ成分の輝度＋Ｂ成分の輝度）
……式２
Ｂ成分の含有比率＝Ｂ成分の輝度／（Ｒ成分の輝度＋Ｇ成分の輝度＋Ｂ成分の輝度）
……式３

例えば図５中の左上の画面領域は、Ｒ成分の輝度、Ｇ成分の輝度及びＢ成分の輝度は、夫々４４．５cd/m² 、８１．２cd/m² 及び１１．８cd/m² であるからＲ成分の含有比率、Ｇ成分の含有比率及びＢ成分の含有比率は、０．３２４、０．５９０及び０．０８６と算出される。

Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の第１目標輝度の比率は、４８．５：８１．６：１２．１＝０．３４１：０．５７１：０．０９１であるから、第１目標輝度の各色成分の比率から各色成分の含有比率を減じることにより算出される差異は、Ｒ成分が０．０１７、Ｇ成分が−０．０１９、そしてＢ成分が０．００５となる。この様にして算出した差異がマイナス方向に最も大きい色成分、ここではＲ成分が基準色成分として選択される。図５及び図６に例示した図表では、全ての第２画面領域でＲ成分が基準色成分となるが、画面領域毎に基準色成分が異なっても良いことは言うまでもない。なお基準色成分の輝度の測定結果は、当該画面領域における当該色成分の第２目標輝度となる。

さらに第１目標輝度を設定していない各画面領域について、基準色成分の輝度を基準として、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の比率が第１目標輝度の比率と同様となるように、基準色成分以外の色成分の輝度を算出する。そして算出した輝度を、当該画面領域における当該色成分の第２目標輝度とする。例えば左上の画面領域では、Ｇ成分の第２目標輝度が７４．８cd/m² となり、Ｂ成分の第２目標輝度が１１．１cd/m² となる。このように差異がマイナス方向に最も大きい色成分を基準色成分とすることにより、必ず下げる方向への補正となるので、輝度が飽和することがない。

図７は、本発明の表示装置１の各画面領域の目標輝度の比を示す図表である。図７は、各画面領域について設定した第１目標輝度又は第２目標輝度の色成分間の比を、Ｒ成分の目標輝度を１．００として示した図表であり、図７（ａ）がＲ成分、図７（ｂ）がＧ成分、そして図７（ｃ）がＢ成分を示している。図７（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）から明らかな様に、全ての画面領域で各色成分の輝度の比は一定となっている。

図８は、表示装置１の各画面領域の目標輝度の比を示す図表である。図８は、図７との比較用に示した図表であり、第１目標輝度のみを設定し、第２目標輝度は設定せずに、測定結果である輝度を目標輝度として示している。Ｒ成分の目標輝度を１．００とし、図８（ａ）にＲ成分、図８（ｂ）にＧ成分、そして図８（ｃ）にＢ成分の目標輝度を示している。図８に示す様に第１目標輝度を設定した画面領域の輝度の比は一定であるが、斜線で示した第１目標輝度を設定していない画面領域では、色成分間の比は画面領域毎に異なっている。図７及び図８を比較すると明らかな様に第２目標輝度を設定することにより、色ムラを解消することが可能になる。

上述した色ムラを補正するための目標輝度の設定方法を、フローチャートを用いて説明する。図９は、本発明の補正方法における色ムラ補正のための目標輝度の設定方法を示すフローチャートである。本発明の補正方法では、画像信号にて示される一の色成分の階調値に基づき表示装置１の表示画面に表示される表示画像の輝度を、各色成分について夫々測定し（Ｓ１０１）、色成分毎の測定結果に基づき色成分毎の第１目標輝度を設定し（Ｓ１０２）、設定した第１目標輝度に補正する第１画面領域を、測定結果及び第１目標輝度の関係に基づいて決定し（Ｓ１０３）、第１目標輝度の各色成分の比率を算出し（Ｓ１０４）、第１画面領域以外の第２画面領域の夫々に対し、各色成分の測定結果の色成分比率と、第１目標輝度の色成分比率との差異に基づき基準色成分を選択し（Ｓ１０５）、選択した基準色成分を基準として、算出した第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で色成分毎の第２目標輝度を各第２画面領域に対して夫々設定する（Ｓ１０６）。この様にして画像信号の各階調値に対し画面領域毎の各色成分の第１目標輝度又は第２目標輝度を設定する。なお必ずしも全ての階調値に対して目標輝度を設定する必要はなく、例えば階調値が０，３２，６４，…というように３２おきの階調値に対する目標輝度を設定するようにし、設定していない階調値に対しては、他の階調値に対する目標輝度を加重平均して設定する目標輝度を算出する。

図１０は、本発明の表示装置１の構成例を示すブロック図である。表示装置１は、処理装置２から画像信号の入力を受け付ける入力部１１と、入力部１１から受け付けた画像信号に対する変換処理等の処理を実行し、変換処理後の画像信号を出力する画像コントローラ等の画像処理部１２とを備えており、画像処理部１２から出力された画像信号は、表示部１０から表示画像として出力される。さらに表示装置１は、装置全体を制御するＭＰＵ(Micro Processing Unit) 等の制御部１３と、制御部１３の制御に要するプログラム及びデータ等の情報を記録しているＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable Read Only Memory)等の記録部１４とを備えている。なお入力部１１から受け付けた画像信号がアナログ信号である場合には、適宜アナログ／デジタル変換が行われる。

画像処理部１２は、入力部１１から受け付けた画像信号に基づく画像に対する画質調整を行う画質調整部１２１と、画質調整部１２１により画質調整された画像信号に対して表示ムラを補正する表示ムラ補正部１２２とを備えている。

画質調整部１２１は、入力を受け付けた画像信号に対する輝度補正を行う第１調整回路（ＹＣＯＲＲＥＣＴ）１２１１、色温度の調整を行う第２調整回路（ＭＡＴＲＩＸ）１２１２及びガンマ補正を行う第３調整回路（ＧＡＭＭＡ）１２１３を備えている。第１調整回路１２１１は、画質調整に要するγテーブル１２１４ａ等のデータを記録したＳＲＡＭ(Static Random Access Memory) 等のメモリ１２１４からデータを読み取ることが可能であり、第３調整回路１２１３は、画質調整に要するγテーブル１２１５ａ等のデータを記録したＳＲＡＭ等のメモリ１２１５からデータを読み取ることが可能である。

表示ムラ補正部１２２は、輝度ムラを補正する輝度ムラ補正回路１２２１と、色ムラを補正する色ムラ補正回路１２２２とを備えている。輝度ムラ補正回路１２２１は、輝度ムラ補正に要する輝度ムラ補正テーブル１２２３ａ等のデータを記録したＳＲＡＭ等のメモリ１２２３からデータを読み取ることが可能であり、色ムラ補正回路１２２２は、色ムラ補正に要する色ムラ補正テーブル１２２４ａ等のデータを記録したＳＲＡＭ等のメモリ１２２４からデータを読み取ることが可能である。輝度ムラ補正テーブル１２２３ａとは、図４に示した階調値毎の目標輝度に基づいて設定されたテーブルであり、受け付けた階調値に基づき出力される輝度を、目標輝度に補正すべく階調値を補正するための補正係数が画面領域毎に記録されている。色ムラ補正テーブル１２２４ａとは、図６に示した階調値及び色成分毎の目標輝度に基づいて設定されたテーブルであり、受け付けた階調値に基づき出力される輝度を、目標輝度に補正すべく階調値を補正するための補正係数が画面領域毎に記録されている。なお輝度ムラ補正テーブル１２２３ａ及び色ムラ補正テーブル１２２４ａに記録される補正係数は、測定装置３を用いて表示画像を測定した結果に基づく階調値及び測定した輝度との関係に基づいて導出した数値である。

次に本発明の表示装置１の処理について説明する。図１１は、本発明の表示装置１にて実行される処理を示すフローチャートである。表示装置１では、入力部１１にて画像信号の入力を受け付け（Ｓ２０１）、受け付けた画像信号に対して、画質調整部１２１が備える第１調整回路１２１１、第２調整回路１２１２及び第３調整回路１２１３により画像信号に基づく画像の画質を調整する（Ｓ２０２）。

そして表示装置１は、表示ムラ補正部１２２の輝度ムラ補正回路１２２１により、画質を調整した画像信号にて示される各画面領域に含まれる画素の階調値を判別し（Ｓ２０３）、判別した各画面領域の画素の階調値に対応する輝度ムラ補正テーブル１２２３ａを画素毎に選択し（Ｓ２０４）、選択した輝度ムラ補正テーブル１２２３ａに記録されている補正係数を画素毎に抽出し（Ｓ２０５）、表示画像の輝度を目標輝度にすべく、抽出した補正係数にて各画面領域の階調値を補正する（Ｓ２０６）。ステップＳ２０６による補正は、階調値に補正係数を乗じることにより行われる。

ステップＳ２０３〜Ｓ２０６にて示した無彩色の表示画像の測定結果に基づく輝度ムラ補正の方法は、表示画像の測定結果に基づく補正方法で有れば、様々な方法を適用することが可能である。例えば受け付けた階調値に対し、補正を行わない場合に表示される画像の輝度と、補正の目標となる目標輝度との差を輝度補正量として算出し、算出した輝度補正量に対し、予め設定されている補正係数を乗じて階調値の補正量を算出するという様な補正方法を適用することができる。またその様な補正方法を適用する場合に、どの様な演算回路を用い、どの様なデータが記録されたテーブルを用いるか等の実装形態については、表示装置１の仕様に応じて適宜設計することが可能である。

そして表示装置１は、表示ムラ補正部１２２の色ムラ補正回路１２２２により、輝度ムラを補正した画像信号にて示される各画面領域に含まれる画素の色成分毎の階調値を判別し（Ｓ２０７）、判別した各画面領域の画素の階調値に対応する色ムラ補正テーブル１２２４ａを各画素の色成分毎に選択し（Ｓ２０８）、選択した色ムラ補正テーブル１２２４ａに記録されている補正係数を各画素の色成分毎に抽出し（Ｓ２０９）、表示画像の輝度を目標輝度にすべく、抽出した補正係数にて各画面領域の色成分毎の階調値を補正する（Ｓ２１０）。ステップＳ２１０による補正は、階調値に補正係数を乗じることにより行われる。またステップＳ２１０における目標輝度とは、図９を用いて説明した目標輝度の設定方法にて示した目標輝度であり、第１画面領域では第１目標輝度であり、第２画面領域では第２目標輝度である。

そして表示装置１は、輝度を補正した画像を表示部１０の表示画面に表示する（Ｓ２１１）。

ステップＳ２０７〜Ｓ２１０にて示した色ムラの補正の方法は、表示画像の色成分毎の測定結果に基づく色成分毎の補正方法で有れば、様々な方法を適用することが可能である。例えば受け付けた階調値に対し、補正を行わない場合に表示される画像の輝度と、補正の目標となる目標輝度との差を輝度補正量として算出し、算出した輝度補正量に対し、予め設定されている補正係数を乗じて階調値の補正量を算出するという様な補正方法を適用することができる。またその様な補正方法を適用する場合に、どの様な演算回路を用い、どの様なデータが記録されたテーブルを用いるか等の実装形態については、表示装置１の仕様に応じて適宜設計することが可能である。また図９を用いて説明した目標輝度の設定方法にて示す手順の一部、例えばステップＳ１０２〜Ｓ１０６の手順を、この段階で実行する処理として構成する様にしても良い。

上述した処理は、図１０に例示した表示装置１の画像処理部１２内の各種ハードウェア及びソフトウェアが協働して、適宜処理を分担して実行されるが、パーソナルコンピュータ等の処理装置２を接続し、接続した処理装置２とも協同して実行する様にしても良い。

次に本発明の補正方法による補正の結果について説明する。図１２、図１３及び図１４は、本発明の補正方法による色ムラ分布を示す説明図である。図１２、図１３及び図１４は、いずれも表示画面を形成する画素毎の色度を、表示画面上の画素の位置に対応付けて配置したグラフとして示している。図１２は、表示画面の色ムラの分布を、国際照明委員会（ＣＩＥ）にて制定されたＹｘｙ表色系のｘ座標のみで示した図であり、表示画面を形成する各画素の色度のＹｘｙ表色系におけるｘ座標の値を、中心の画素のｘ座標の値との差異とし、その差異が同じとなる画素を結んだ等色度差線にて表示画面の色ムラの分布を示している。なお図１２（ａ）は、補正前の色ムラ分布であり、図１２（ｂ）は、補正後の色ムラ分布である。図１３は、表示画面の色ムラの分布を、Ｙｘｙ表色系のｙ座標のみで示した図であり、表示画面を形成する各画素の色度のＹｘｙ表色系におけるｙ座標の値を、中心の画素のｙ座標の値との差異とし、その差異が同じとなる画素を結んだ等色度差線にて表示画面の色ムラの分布を示している。なお図１３（ａ）は、補正前の色ムラ分布であり、図１３（ｂ）は、補正後の色ムラ分布である。図１４は、表示画面の色ムラの分布を、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系を用いて示した図であり、表示画面を形成する各画素の色度として下記の式４にて示す色差ΔＥ^*ａｂを、明度差ΔＬ^* を固定して示し、色差ΔＥ^* ａｂが同じとなる画素を結んだ等色差線にて表示画面の色ムラの分布を示している。なお図１４（ａ）は、補正前の色ムラ分布であり、図１４（ｂ）は、補正後の色ムラ分布である。

ΔＥ^* ａｂ＝［（ΔＬ^* ）² ＋（Δａ^*）² ＋（Δｂ^* ）² ］^1/2 ……式４

図１２、図１３及び図１４のいずれの図も濃い色で示した領域程、色ムラが顕著であることを示している。図１２、図１３及び図１４から明らかな様に本発明の補正方法を適用することにより、全画面領域に渡って色ムラが解消している。

前記実施の形態では、輝度ムラの補正後、色ムラを補正する形態を示したが、本発明はこれに限らず、色ムラのみを補正する形態に適用することも可能であり、その場合、特定の画面領域、例えば中央の画面領域のみが第１画面領域となり、他の画面領域が第２画面領域となる。

また本発明では、色ムラ補正後、輝度ムラ補正を行う様にしても良く、更には輝度ムラ補正、色ムラ補正、輝度ムラ補正と繰り返し実行し、一定値に収束するまで表示ムラの補正を実行することも可能である。

さらに本発明は、ＲＧＢだけでなく、Ｗ（Ｗｈｉｔｅ）、Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ）等の様々な色成分に係るフィルタを付加した画素を設けた表示装置に対しても適用することが可能である。

本発明の表示装置の外観の一例を示す斜視図である。本発明の補正方法における表示ムラの測定例を概念的に示す斜視図である。本発明の表示装置の表示画面の輝度を測定した結果を示す図表である。本発明の表示装置の各画面領域の目標輝度を示す図表である。本発明の表示装置の輝度を測定した値を示す図表である。本発明の表示装置の各画面領域の目標輝度を示す図表である。本発明の表示装置の各画面領域の目標輝度の比を示す図表である。表示装置の各画面領域の目標輝度の比を示す図表である。本発明の補正方法における色ムラ補正のための目標輝度の設定方法を示すフローチャートである。本発明の表示装置の構成例を示すブロック図である。本発明の表示装置にて実行される処理を示すフローチャートである。本発明の補正方法による色ムラ分布を示す説明図である。本発明の補正方法による色ムラ分布を示す説明図である。本発明の補正方法による色ムラ分布を示す説明図である。表示装置の表示画面の輝度を測定した結果を示す図表である。表示装置の各画面領域の目標輝度を示す図表である。表示装置の表示画面の輝度を測定した値を示す図表である。表示装置の各画面領域の目標輝度を示す図表である。

符号の説明

１表示装置
２処理装置
３測定装置
１０表示部
１１入力部
１２画像処理部
１２１画質調整部
１２２表示ムラ補正部
１２２１輝度ムラ補正回路
１２２２色ムラ補正回路

Claims

複数の色成分の階調値を示す画像信号に基づき表示装置の表示画面に表示される表示画像の輝度を、表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に、測定装置にて測定した結果に基づく目標輝度に補正する補正方法において、
画像信号にて示される一の色成分の階調値に基づき前記表示装置の表示画面に表示される表示画像の輝度を、各色成分について夫々測定し、
色成分毎の測定結果に基づき色成分毎の第１目標輝度を設定し、
設定した第１目標輝度に補正する第１画面領域を、測定結果及び第１目標輝度の関係に基づいて決定し、
第１目標輝度の各色成分の比率を算出し、
第１画面領域以外の画面領域である第２画面領域の夫々に対し、算出した第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で色成分毎の第２目標輝度を夫々設定し、
第１画面領域の輝度を第１目標輝度に補正し、かつ各第２画面領域の夫々の輝度を夫々の第２目標輝度に補正する
ことを特徴とする補正方法。
複数の色成分の階調値を示す画像信号に基づき表示装置の表示画面に表示される表示画像の輝度を、表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に、測定装置にて測定した結果に基づく目標輝度に補正する補正方法において、
前記測定装置は、
画像信号にて示される一の色成分の階調値に基づき前記表示装置の表示画面に表示される表示画像の輝度を、各色成分について夫々測定し、
前記表示装置は、
測定結果に基づき決定された第１画面領域の輝度を、色成分毎の測定結果に基づき設定した色成分毎の第１目標輝度に補正し、かつ第１画面領域以外の画面領域である各第２画面領域の夫々の輝度を、第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で夫々設定した色成分毎の第２目標輝度に補正する
ことを特徴とする補正方法。
前記第２目標輝度は、各色成分の測定結果の色成分比率と、第１目標輝度の色成分比率との差異に基づき選択された一の色成分の測定結果に基づいて設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の補正方法。
前記色成分毎の輝度の補正は、無彩色の表示画像の測定結果に基づく各画面領域の輝度の補正後に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の補正方法。
複数の色成分の階調値を示す画像信号に基づき表示画面に表示される表示画像の輝度を、表示画面を複数の領域に区分した画面領域毎に設定された色成分毎の目標輝度に補正する表示装置において、
第１画面領域の輝度を、色成分毎に設定されている第１目標輝度に補正し、かつ第１画面領域以外の画面領域である各第２画面領域の夫々の輝度を、第１目標輝度の色成分比率に基づく比率で夫々設定されている色成分毎の第２目標輝度に補正する手段を備えることを特徴とする表示装置。