JP2005173429A - 平面型表示装置および平面型表示装置の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各画素の表示画素の輝度、色度の変化が小さく、高品質の画像を表示することができる複数個の単位平面表示素子を配列した平面型表示装置を提供する。
【解決手段】表示画像の全ての画素の輝度および色度情報を、撮像した画像から抽出し、ＲＧＢ毎の画素配置に演算して画素情報を配置する手段、配置された各画素の輝度情報と予め設定した基準輝度情報とを比較・演算して得られた輝度補正係数を補正係数用メモリーに格納し、補正係数用メモリーから各画素の補正係数を呼び出し、各映像信号を補正して画素間の輝度を調整する輝度補正画像形成手段、輝度補正画像からのＲＧＢ各色の色度および輝度を抽出し、目標合成色度に対するＲＧＢ毎の輝度比を演算する手段、基準輝度情報に対する輝度比の補正係数を演算して補正係数メモリーに格納し、平面型表示装置の各画素へ供給する映像信号を、格納された補正係数を呼び出して補正する映像信号調整手段を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、単位プラズマ表示装置などの単位平面表示素子の複数個を配置して大型の表示画面を形成した平面型画像表示装置に関するものであり、特に隣接する単位平面表示素子間での画像の切れ目等を認識しない画質的に優れた大型の平面型画像表示装置に関するものである。

テレビ、コンピュータなどの画像を表示する手段としてＣＲＴ表示装置に代えて、液晶表示装置、プラズマ表示装置、電界放射型表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置などの平面型表示装置が提案されている。
これらの表示装置はＣＲＴ型に比べて、薄型・軽量で消費電力が小さいと言う特徴を有しており、ＣＲＴ表示装置に代わり利用が進められている。
これら平面型表示装置は各種情報表示用途の拡大から大型化が進められているが、表示画面の大型化には大面積の部材とそれを製造することが可能な各種大型の製造装置を必要とするため平面型表示装置の大型化には限界があった。

そこで、複数個の単位表示素子を並列配置し、それぞれの単位表示装置に、画像を分割した電気信号を送出し全体として大型の画像表示が可能な大型の平面型表示装置が提案されている。この単位表示素子を多数配置した大型の平面型表示装置としては、ＣＲＴやプロジェクション型の単位表示装置を用いたもの等が用いられているが、各単位表示装置の間には、画像が表示されない領域や画像が不連続な領域が生じ、不自然な画像となり表示品位を低下させると言う問題点があった。また、大型表示装置とは言え単位表示素子にＣＲＴやプロジェクション型の表示装置を用いると、面積に比較しても厚さが大きなものとなり平面型画像表示装置としては問題があった。

また、複数個の単位表示素子として平面型表示素子を用い、それを並列配置する大型の平面型表示装置が提案されるようになった。平面型画像表示装置は、一般には画像表示装置の周辺部の幅がＣＲＴ型表示装置に比べて小さいことを特徴としている。ところが大型の平面型表示装置を形成するために単に平面型表示素子をそのまま配置したのみでは、表示素子間の画像が表示されない領域をなくすと言う点ではまだ不十分であった。そこで周辺部の非表示領域が狭い平面表示素子の複数個を配置する各種の方法が提案されている。

本出願人は、こうした問題点を解決するために単位平面表示素子を多数配列した平面型表示装置において、各単位平面表示素子の境界部を目立たないようにする等の表示品質が優れた画像表示装置を提案している。
多数個の単位平面表示素子は、それぞれの表示特性が均質なものとなるように注意が払われて製造されるが、すべての単位表示素子の表示特性を等しくすることは困難であった。
また、長期使用後に個々の単位平面表示素子に表示特性に不均一が生じたり、あるいは一部の劣化した単位平面表示素子の交換後には、交換したものと隣接したものとの表示特性が異なる場合があった。

そこで、各単位平面表示素子間の表示特性の違いを各単位表示素子に供給する画像信号の調整によって行なうことが提案されており、撮像した画像データを元に各単位平面表示素子毎に設定したポインタとの比較によって、映像信号を調整することが提案されている（特許文献１）。
しかしながら、大型の平面型表示装置に表示される画像の表示品質は、個々の単位平面表示素子間の特性を均一化するのみでは充分なものではなく、単位平面表示素子間に存在する非表示部を含む平面型画像表示装置全体での表示品質の向上が不可欠であった。
特開平７−６４５２２号公報

また、各単位表示素子の輝度を均一に調整した場合であっても、各単位平面表示素子間で、Ｒ、Ｇ、Ｂの合成光の色度が一定の大きさ以上異なっていると、表示画像を視認する際した際には色度の違いが認識されて違和感が生じることがあるという問題点があった。
特開平７−６４５２２号公報

本発明は、単位平面表示素子の複数個を配列した平面型画像表示装置における表示画像の品質を表示画像全体に基づいて調整し、画像表示特性が優れた平面型画像表示装置を提供することを課題とするものであり、また平面型画像表示装置の調整方法を提供することを課題とするものである。
また、各単位平面表示素子の輝度の調整を行って、輝度を均一なものとした後に、更に色度の調整を行うことによって、各単位平面表示素子によって表示される画像の違いが認識されることが少ない品質が優れた画像が表示可能な平面型表示装置を提供することを課題とするものである。

本発明の課題は、平面型表示装置において、表示画像の全ての画素の輝度および色度情報を画像撮像手段によって撮像した画像から平面型表示装置の表示画像データを抽出する画像抽出手段、抽出した表示画像データを平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂ毎の画素配置に演算して画素情報を配置する手段、配置された各画素の輝度情報と予め設定した基準輝度情報とを比較し、各画素の輝度の補正係数を演算する輝度補正用係数演算手段、輝度補正用係数演算手段によって演算した輝度補正用係数を平面表示装置の補正係数用メモリーに格納する手段、補正係数用メモリーから各画素の補正係数を呼び出して演算し、各映像信号を補正して画素間の輝度を調整した輝度補正画像形成手段、輝度補正画像からのＲ，Ｇ，Ｂの各色の色度および輝度の抽出手段、Ｒ，Ｇ，Ｂの目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に対するＲ，Ｇ，Ｂ毎の輝度比の演算手段、基準輝度情報に対する輝度比の色度補正用補正係数を演算する色度補正用係数演算手段、色度補正用係数演算手段によって演算した色度補正用係数を補正係数用メモリーに格納する手段、および平面型表示装置の各画素へ供給する映像信号を、補正係数用メモリーに格納された補正係数を呼び出して補正する映像信号調整手段を設けた平面型表示装置によって解決することができる。
このように、本発明の平面型表示装置においては、表示画像の全てを画像撮像手段によって撮像し、撮像した画像から表示画像データを抽出し、得られた表示画像データを平面型表示装置の画素位置に演算して配置する画素情報配置手段を設けたので、平面型表示装置の画素密度と撮像手段の画素密度とが一致しない場合であっても、平面型表示装置の各画素位置に対応した画素情報を取得することができ、平面型表示装置における全ての表示画素の画素情報に基づいて、基準設定値を設定することが可能となる。
また、平面型表示装置の各画素毎に補正係数を演算することができるので、補正係数を格納したメモリーからデータを読み出して各画素に対して供給される映像信号を各画素の情報に対応したものとすることできるので、高精度に画像の輝度を調整した平面型表示装置を提供することができる。
更に、輝度補正画像からのＲ，Ｇ，Ｂの各色の色度および輝度の抽出手段を設け、Ｒ，Ｇ，Ｂの目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に対するＲ，Ｇ，Ｂ毎の輝度比を演算し、基準輝度情報に対する輝度比の色度補正用補正係数を求めて、補正係数メモリーに格納して映像信号を補正したので、輝度のみならず色度も調整されて違和感がない優れた画像を表示可能な平面型表示装置を提供することができる。

また、補正係数用メモリーから呼び出した輝度補正用係数によって映像信号を調整した後に、再度画像を撮像手段による撮像から輝度補正画像形成手段による画像形成までの過程を繰り返し行うフィードバック制御手段を有する前記の平面型表示装置である。
このように、映像信号を調整した後に、調整した映像信号を再度撮像し同様の調整手順を繰り返し行うことによってより高精度の画像調整が実現できる。
平面型表示装置が単位平面表示素子の複数個を配置して構成されている前記の平面型表示装置である。

また、平面型表示装置の調整方法において、表示画像の全てを撮像する画像撮像手段によって撮像した画像から平面型表示装置の表示画像データを抽出し、抽出した表示画像データを平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂ毎の画素配置に補間して画素情報を配置し、配置した画素情報から画素基準設定値を設定し、得られた設定値を配置した画素情報と比較し各画素の補正係数を演算して輝度補正用補正係数を補正係数用メモリーに格納し、平面型表示装置の各画素へ供給する映像信号を補正係数用メモリーから呼び出した補正係数によって調整の後に抽出した表示画像データを平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂ毎の画素配置に演算して画素情報を配置して輝度補正画像を形成した後に、輝度補正画像からＲ，Ｇ，Ｂの各色の色度および輝度を抽出し、Ｒ，Ｇ，Ｂの目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に対するＲ，Ｇ，Ｂの各々の、色度・輝度情報（ｘ₁，ｙ₁，Ｙ₁₀）、（ｘ₂，ｙ₂，Ｙ₂₀）、（ｘ₃，ｙ₃，Ｙ₃₀）からＲ，Ｇ，Ｂ各々の輝度値の比Ｙ₁₀₀：Ｙ₂₀₀：Ｙ₃₀₀ を演算し、輝度比からなる色度補正用補正係数を演算して補正係数用メモリーに格納し、平面型表示装置の各画素へ供給する映像信号を、補正係数用メモリーに格納された補正係数を呼び出して補正する平面型表示装置の調整方法である。
目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に補正される平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂの各々の色度・輝度（ｘ₁，ｙ₁，Ｙ₁₀₀）、（ｘ₂，ｙ₂，Ｙ₂₀₀）、（ｘ₃，ｙ₃，Ｙ₃₀₀）と目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）との間に

なる関係を持つようにＲ，Ｇ，Ｂ各々の輝度値を制御する前記の平面型表示装置の調整方法である。

また、画素基準設定値を、平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂの各々の画素の輝度情報の頻度分布で最小値±１０％以内の値とした前記の平面型表示装置の調整方法である。
補正係数用メモリーから呼び出した輝度補正用補正係数によって映像信号を調整した後に、再度画像を撮像手段による撮像から映像信号調整手段による調整までの過程を繰り返し行う前記の平面型表示装置の調整方法である。
映像信号調整手段による映像の調整が平面型表示装置における画素の位置によって定められた補正係数によって調整される前記の平面型表示装置の調整方法である。

輝度補正値として、Ｂの輝度値Ｙ₃₀₀をＹ₃₀ と等しくした前記の平面型表示装置の調整方法である。
平面型表示装置の画像撮像の際に、画像撮像手段の受光素子面を平面型表示装置の表示面に対して回転、あるいは移動させモアレ縞を最小にして測定する前記の平面型表示装置の調整方法である。
モアレ縞の位相をずらして画像撮像を複数回行い、得られた画像データを合算平均化して測定データとする前記の平面型表示装置の調整方法である。
平面型表示装置が単位平面表示素子の複数個を配置して構成されている前記の平面型表示装置の調整方法である。

また、全単位平面表示素子の輝度を一定に補正した後、色度が平面型表示装置に応じて設定された基準値を超えた単位平面表示素子が存在する場合には、基準値を超えた単位平面表示素子を除くＲ，Ｇ，Ｂの合成色度（ｘ₄₀，ｙ₄₀）に対する前記基準値を超えた単位平面表示素子のＲ，Ｇ，Ｂの各々の、色度・輝度情報（ｘ'₁，ｙ'₁，Ｙ₁₀）、（ｘ'₂，ｙ'₂，Ｙ₂₀）、（ｘ'₃，ｙ'₃，Ｙ₃₀）からＲ，Ｇ，Ｂ各々の輝度値の比Ｙ'₁₀：Ｙ'₂₀：Ｙ'₃₀ を演算し、輝度比からなる色度補正用補正係数として補正係数用メモリーに格納し、平面型表示装置の各画素へ供給する映像信号を、補正係数用メモリーに格納された補正係数を呼び出して補正する前記の平面型表示装置の調整方法である。
また、あらかじめ設定した基準を超えた単位平面表示素子のＲ，Ｇ，Ｂの各々の色度・輝度(ｘ’₁，ｙ’₁，Ｙ’₁₀）、（ｘ’₂,ｙ’₂,Ｙ’₂₀）、（ｘ’₃，ｙ’₃，Ｙ’₃₀） とその他の単位平面表示素子のＲ，Ｇ，Ｂ光の合成色度（ｘ₄₀，ｙ₄₀）との間に

なる関係を持つようにＲ，Ｇ，Ｂ各々の輝度値を制御する前記の平面型表示装置の調整方法である。

また、基準値を超えた単位平面表示素子の合成光の輝度を基準値内の単位平面表示素子のＲ，Ｇ，Ｂの合成光の輝度値に合わせる輝度補正演算をし、基準値を超えた単位平面表示素子の合成光の輝度を調整する前記の平面型表示装置の調整方法である。

本発明の調整方法では、輝度の調整の後に、全白色表示の際の色度が平面型表示装置においてあらかじめ定めた基準値を超えた単位平面表示素子を抽出し、基準値を超えた単位平面表示素子以外の合成色度から求めた合成色度を基準にして、基準値を超えた単位平面表示素子を補正したので、多数の平面表示素子中に表示特性が異なるものが存在している場合にあっても適正な補正をすることができるので、輝度、色度に違和感のない画像を表示することが可能となる。

本発明によって、単位平面表示素子を多数配列した大型の画像表示装置においても、画像表示装置を撮像して得られた表示面の情報を基準にして、個々の単位平面表示素子の輝度、および色度を均一に調整することが可能となるので、表示面全体の表示品質が優れた大型の平面型表示装置を提供することができる。

本発明は、複数の単位平面表示素子を配列した大型の平面型表示装置において、平面型表示装置の表示面の全体を撮像した撮像画像から、平面型表示装置の各表示画素毎の画素情報を演算して、輝度補正用補正係数を求めて補正係数用メモリーに蓄積し、輝度補正用補正係数に基づいて表示面の輝度を調整した後に、更に輝度が調整された画像から色度の違いを抽出し、色度の調整のためのＲ，Ｇ，Ｂの各輝度値の比を求め色度補正用補正係数を求めて補正係数用メモリーに蓄積し、輝度の補正係数と色度の違いを補正する色度補正用補正係数とによって画像情報を調整したので、輝度、および色度が調整された画像を調整したものである。

以下に、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の平面型表示装置を説明する図である。
図１で説明する平面型表示装置１は、多数のプラズマ表示素子３から構成された単位平面表示素子５が配置されて構成されている。
平面型表示装置１の表示面に形成された、表示画像の周辺を示すマーカ７および表示画像９のそれぞれが、平面型表示装置の表示面から所定の距離を設けて配置されたＣＣＤカメラ等の撮像手段１１によって同一の倍率で撮像される。撮像は、ＣＣＤカメラ等のデジタル撮像手段を用いずにアナログ式の撮像手段によって行って、Ａ／Ｄ変換によってデジタル画像を形成しても良い。
撮像された撮像画像情報１３、マーカ７による画像情報によって定められた画像の大きさを示す画像情報に基づいて、画素情報を補間および再配置することによって、表示画像の各画素の情報に応じた補間配置画像が形成される。
この補間配置画像から基準輝度情報を設定するとともに、基準輝度情報との相違を輝度補正係数演算手段を構成する輝度分布補正係数処理回路１５によって演算して、輝度補正用補正係数が補正係数用メモリー１７に保存される。

一方、映像入力信号１９は、γ補正回路２１によって補正された後に、補正係数用メモリー１７に蓄積された画素毎の輝度補正用補正係数に基づいて、輝度補正画像形成手段を構成する画像信号補正演算回路２３において各画素の輝度信号が補正をされる。
次いで、輝度補正されたデータは、映像信号用フレームメモリー２５において展開されて表示データ配列変換処理回路２７に送信されて、それぞれの単位平面表示素子５に応じたデータとされる。
そして、表示データ伝送回路２９から、単位平面表示素子５−１ないし５−ｎの表示制御回路３１へと伝送され、表示制御回路からアドレス駆動回路３３、スキャン駆動回路３５、サステイン駆動回路３７へ駆動信号が送信されて、画像の表示が行われる。
また、各駆動回路には、ＤＣ／ＤＣコンバータから構成された電源３９からアドレス駆動電圧Ｖａ、サステイン駆動電圧Ｖｓ、スキャン駆動電圧Ｖｗ等が供給される。

以下に色度の補正について説明する。
Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度補正が行われた画像を全白状態で表示し、撮像手段１１によって同一の倍率で撮像される。全表示画像合成手段によって合成された画像から、色度および輝度の抽出手段を構成する色情報の抽出回路４１において、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の色度および輝度を抽出し、色度補正係数演算手段を構成する色度補正処理演算回路４２および色度補正用ＲＧＢ補正係数処理回路４３によって、目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に対するＲ，Ｇ，Ｂ毎の輝度比を演算し、次いで、基準輝度情報に対する輝度比の補正係数を輝度補正係数処理回路４４によって演算して色度補正用補正係数として補正係数用メモリー１７に保存される。
映像入力信号１９は、補正係数用メモリー１７に蓄積された画素毎の輝度、および色度の補正係数に基づいて画像信号補正演算回路２３において各画素の信号が補正をされる。
次いで、輝度・色度補正されたデータは、映像信号用フレームメモリー２５において展開されて表示データ配列変換処理回路２７に送信されて、それぞれの単位平面表示素子５に応じたデータとされる。
補正係数用メモリーに格納される輝度補正用補正係数と色度補正用補正係数は、別個に保存されるものであっても、あるいは映像信号との関係で、両者の補正係数を所定の関係で組み合わせて保存されるものであっても良い。

図２は、本発明の平面型表示装置を説明する図である。
本発明の平面型表示装置１は、単位平面表示素子５の素子番号Ｕ１１からＵ１ｍの一列の表示素子を、ｎ段配置したものであり、合計ｎ×ｍ個の単平面表示素子５によって一つの平面型表示装置１が形成されている。
そして、各単位平面表示素子５には、表示データ伝送回路２９から表示データが伝送されて一つの画像が表示される。

図３は、本発明の平面型表示装置の画素の輝度、色度調整手順を説明する図である。
単位平面表示素子として、６４画素×６４画素×Ｒ，Ｇ，Ｂの画素で形成されたものを用いて、単位平面表示素子を縦方向に８個、横方向に１０個、合計８０個配列し、総画素数６４０×５１２×Ｒ，Ｇ，Ｂの平面型表示装置を例に挙げて説明する。
Ｓ１において、平面型表示装置の表示画素の最外周の４個の頂点に設けたマーカを表示し、撮像手段によって撮像する。撮像した４個の頂点によって表示画像の大きさを検出する。
画像の大きさの検出のために４個の頂点に配置するマーカに代えて、最外周部の一列のみを発光させる等の方法によって画像の大きさを検出しても良い。
Ｓ２において、平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂすべての画素の表示を行って、全白表示を行う。
Ｓ３において、先のマーカの撮像時と同一の測定倍率で、表示した画像の全体画像を撮像する。この例では、撮像手段によって撮像された表示画像は、Ｎ×Ｍ×Ｒ，Ｇ，Ｂの画素として取り込まれる。

Ｓ４において、撮像画像から、表示画像の画像データを抽出する。ところが、表示画像の画素密度と撮像手段による撮像画像の画素密度は一致していないので、撮像画像の各画素の画素情報は、表示画像の各画素の画素情報とは一致しないものとなる。
そこで、先に撮像したマーカの位置を基準にして、撮像画像の各画素情報のアドレスを求め、そのアドレスを表示画像の画素密度に補間配置処理を行って、表示画素の各画素の画素情報を確定して補間配置画像を形成する。

次いで、Ｓ５において、撮像した表示面全体の画素情報から形成した補間配置画像から演算した基準輝度情報に基づいて各画素毎の補正係数を演算する。
Ｓ６において、演算した輝度補正用補正係数が補正係数用メモリーに読み込まれる。
次いで、Ｓ７において、入力されたＲ，Ｇ，Ｂの映像信号を補正係数用メモリーに格納された補正係数に基づいて輝度分布演算回路によって演算を行って映像信号の輝度情報を補正する。

次いで、Ｓ８において、映像信号用フレームメモリーに輝度分布が補正された映像信号を展開した後に、Ｓ９において、輝度分布補正画像を平面型表示装置に伝送して画像の表示を行う。
以上のＳ９までの補正によって画素の輝度むらは改良されるが、さらに表示画像の輝度分布の均一性を高めるためには、補正された画像を再度撮像して、Ｓ２からの処理工程を繰り返し行うことによって補正処理での誤差を低減することが可能となる。

図４は、図３に示した輝度の補正アルゴリズムを説明する図である。
図４（Ａ）において、全表示画像からステップＡ１において、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度、色度を取り込み、ステップＡ２において、輝度分布補正係数処理回路においてＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれについて、補正係数を演算し、ステップＡ３において、それらの補正係数によって輝度を補正し、ステップＡ４に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各輝度を一定とした後に、輝度が一定とされた合成白色画像を形成する。
また、図４（Ｂ）は、三刺激値ＸＹＺデータとして取り込む場合を示す図である。
表示画像の取り込み方法において、色彩輝度情報として三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚの特性データとして取り込んでもよい。Ｙの出力を視感度出力に値付けすれば三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚのデータは以下の式によって、色度ｘ、ｙ及び輝度Ｙに変換できるので得られてデータを使用して輝度補正を行うことができる。
ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） Ｙ：視感度出力値
全表示画像からステップＢ１において、三刺激値として輝度、色度データを取り込み、ステップＢ２において、ＸＹＺ系からｘｙ系へと変換演算を行って、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度、色度のデータを調整した後に、先に示した図４（Ａ）のステップＡ１と同様の処理を行って輝度を調整することができる。

図５は、色度補正手順を説明する図である。
図５のＳ１０において、輝度分布補正画像から、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の色度および輝度の抽出手段によって、輝度、色度を抽出した後に、Ｓ１１において、Ｒ，Ｇ，Ｂの目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の輝度比（Ｙ₁₀₀，Ｙ₂₀₀，Ｙ₃₀₀） の演算を行う。次いで、Ｓ１２において、ＲＧＢいずれかの輝度情報に対する輝度比からなる色度補正用補正係数を演算し、得られた補正係数を補正係数用メモリーに格納する。
Ｓ１３において、補正係数用メモリーに格納された色度補正用補正係数に基づいて、色度・輝度分布補正演算回路によって演算を行って映像信号が補正される。また、Ｓ１４に示すように映像信号が映像信号用フレームメモリーにおいて輝度、色度分布が補正された映像信号を展開した後に、Ｓ１５において、輝度、色度分布補正画像を平面型表示装置に伝送して、目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に補正された画像の表示が行われる。

図６は、図５に示した色度の補正アルゴリズムを説明する図である。
全表示画像からステップＣ１およびステップＣ２において、図４（Ａ）に示したステップＡ１、Ａ２と同様に輝度補正を行って、ステップＣ３のようにＲ，Ｇ，Ｂの輝度が一定とした後に、ステップＣ４において、色度補正演算回路において、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度比を演算し、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかの基準輝度情報を元に、色度補正用補正係数を演算した後に、補正係数用メモリーへ読み込み、映像信号の色度の補正を行うものである。
ここでの演算は、目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）とそれぞれの色度情報に基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各々の輝度比（Ｙ₁₀₀，Ｙ₂₀₀，Ｙ₃₀₀）を下記の関係を満足するように演算され、 目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）および輝度をＹ₄₀₀に均一化することができる。

以上のようにして、輝度および色度が調整されるが、輝度一定時の白色領域で見分けられる色差識別範囲は、色度値としてｘ，ｙとも０．００５程度とされている。複数の単位平面表示素子を配置した平面型表示装置の場合には、各単位平面表示素子間のＲ，Ｇ，Ｂ合成光の色度がｘあるいはｙが０．０１程度以上の色差があると表示に違和感が生じるため色度の補正が必要となる。
同一の製造ロットで製造された単位平面表示素子にあっては、色差に違和感を生じるような場合は少ないが、一部の単位平面表示素子を取り替えた場合には色差が大きくなることがあった。

一例を挙げれば、初期のＲ，Ｇ，Ｂの合成光の色度はｘ＝０．３１１０，ｙ＝０．３０８５であったものが３０００時間表示した後、その色度はｘ＝０．３５７３，ｙ＝０．３２３５と変化する。この変化は使用蛍光体の経時劣化によるものが主要因である。
したがって、３０００時間後に単位平面表示索子が故障し、新規な単位平面袈示素子に一部を置き換えて使用した場合、新規単位平面表示素子は周囲の既存の複数の単位表示素子に比べ、色度がｘ＝＋０．０４６３、ｙ＝＋０．０１５０ずれているため表示画面の色差が感じられ表示品質を低下させる。そのため表示色度を一致させる補正が必要となる。

図７は、色度があらかじめ設定した基準値を超えた単位平面表示素子が存在する場合の輝度色度調整手順を説明する図である。
Ｓ１０Ｂにおいて、輝度分布補正画像から、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の色度および輝度の抽出手段によって、輝度、色度を抽出する。
抽出した輝度、色度情報から、補修単位平面表示素子のようにあらかじめ設定された基準値を超えた単位平面表示素子の色度、輝度を求めるとともに、基準値内の単位平面表示素子の色度、輝度情報を求める。
基準値内の平面表示素子についての色度の調整は、図５に示す手順によって進められるが、基準値を超えた平面表示素子の色度の調整は以下の手順によって並行して進められる。

すなわち、Ｓ１１Ｂにおいて、色度補正演算回路において、基準値内の単位平面表示素子の目標合成色度（ｘ₄₀，ｙ₄₀）に対する、基準値を超えた単位平面表示素子のＲ，Ｇ，Ｂの輝度比（Ｙ’₁₀：Ｙ’₂₀：Ｙ’₃₀）の演算が行われる。
次いで、Ｓ１２Ｂにおいて、ＲＧＢいずれかの輝度情報に基づき輝度値の補正係数と、補正後の基準値内の単位平面表示素子と基準値を超えた単位平面表示素子に対する輝度比の補正係数αを演算し、得られた両補正係数を色度補正用補正係数として補正係数用メモリーに格納する。
Ｓ１３Ｂにおいて、補正係数用メモリーに格納された色度補正用補正係数に基づいて、色度・輝度分布補正演算回路によって演算を行って映像信号が補正された後に、Ｓ１４Ｂにおいて補正された映像信号が映像信号用フレームメモリーにおいて輝度、色度分布が補正された映像信号を展開した後に、Ｓ１５Ｂにおいて、輝度、色度分布補正画像を平面型表示装置に伝送して、目標合成色度（ｘ₄₀，ｙ₄₀）に補正された画像の表示を行う。
これによって、基準値内の単位平面表示素子と、基準値を超えた単位平面表示素子の両者を補正することができるので、基準値を超えた単位平面表示素子を含めて色度の相違がない平面型表示装置を提供することができる。

図８は、図７に示した色度の補正アルゴリズムを説明する図である。
全表示画像からステップＤ１およびステップＤ２において、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれについて、図において点線で囲まれた輝度、色度が基準値を超えた、色度・輝度情報(ｘ’₁，ｙ’₁，Ｙ’₁）、（ｘ’₂,ｙ’₂,Ｙ’₂）、（ｘ’₃，ｙ’₃，Ｙ’₃）と、基準値内の色度・輝度情報（ｘ₁，ｙ₁，Ｙ₁）、（ｘ₂，ｙ₂，Ｙ₂）、（ｘ₃，ｙ₃，Ｙ₃）とを抽出する。
次いで、ステップＤ３において輝度一定となるように調整した後に、ステップＤ４において、色度が基準値の単位平面表示素子の色度補正と、基準値を超えた単位平面表示素子の色度を目標色度と一致させるための補正係数を求めて、基準値を超えた単位平面表示素子を補正する。
ここでの演算は、基準値を超えた単位平面表示素子の輝度Ｙ'₄₀を、基準値を超えていない単位平面表示素子の色度（ｘ₄₀，ｙ₄₀）と一致させるために、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度Ｙ'₁₀，Ｙ'₂₀，Ｙ'₃₀を下記の関係を満足するように演算され、基準値を超えた単位平面表示素子の色度補正後、基準値を超えた単位平面表示素子の輝度を基準値内の単位平面表示素子の輝度に合わせる補正係数を演算して、すべての単位平面表示素子の輝度をＹ₄₀に均一化することができる。

具体例を挙げると、
以下の表１に示すように、基準輝度と色度が相違した新規単位平面表示素子を目標色度へと調整することができる。
表１
新規単位平面表示素子の色情報
ｘ ｙ 測定輝度（ｃｄ／ｍ ² ） Ｙ（輝度％） 合成光の目標色度
Ｒ：0.6194 0.3685 159 Ｙ１ 色温度: 4349K
Ｇ：0.2518 0.6563 231 Ｙ２ ｘ：0.3573
Ｂ：0.1511 0.1004 70 Ｙ３ ｙ：0.3235
輝度:292ｃｄ／ｍ²

上記の数６の式と単位平面素子及び目標合成光の色情報より、Ｙｌ、Ｙ２、Ｙ３の輝度比、Ｙ１＝４５．０％、Ｙ２＝４２．８％、Ｙ３＝１２．２％が求まる。
次に、この輝度比をもとにして輝度基準情報としてＲを１５９ｃｄ／ｍ² に設定すると、Ｇ，Ｂの輝度値はそれぞれ１５１ｃｄ／ｍ²、４３．１ｃｄ／ｍ²が算出され、この輝度比に調整することで色度が補正される。
次にこの合成光の輝度値３５３．１ｃｄ／ｍ² が得られ、目標合成光の輝度値に合わせるため、その比として、補正係数α＝２９２／３５３．１＝０．８２７が得られ、補正係数用メモリーに読み込まれる。
入力された映像信号は、以後補正係数用メモリーに読み込まれた輝度補正用補正係数および色度補正用補正係数に基づいて補正されて、色度・輝度補正処理が行われる。この結果、補修用に交換した新規の単位平面表示素子の合成光の色度と輝度は、既存の単位平面表示素子の合成光の色度と輝度に合致し、表示品質を低下することなく使用できる。
また、以上の説明では、輝度基準情報として、Ｒの輝度値を用いて補正を行う例について述べたが、Ｇ，Ｂを輝度値を輝度基準情報として補正を行っても良い。特に、Ｒ，Ｇ，Ｂのなかで最も発光効率が低いものを基準として用いた方が他の発光色の過負荷動作にならないため望ましい。一般にプラズマディスプレイの場合は、Ｂ色が最も発光効率が低いため、これを基準輝度値とすることが良い。

図９は、本発明において発生するモアレ縞を説明する図である。
単位平面表示素子の横方向の６４画素に対して、カメラの撮像素子側の５０画素を対応させて撮像した場合には、５０画素の撮像画像には、撮像画像の画素に対応した水平方向アドレスには、図９（Ａ）に示すようにモアレ縞による輝度変動が観察される。
そこで、表示系と撮像系との干渉によって生じる周期性分の値を取り除くため撮像素子を水平方向に微小移動し、移動毎に撮像した撮像データの加算処理をして低減することができる。
すなわち、図９（Ｂ）は、水平方向への微小移動と撮像を５回行い、撮像した５個の撮像画像を加算処理することによって得られた水平方向アドレスに対する画像の輝度変化を説明する図である。
また、図９（Ｃ）は、撮像画像の５回の加算処理の状況を示す図である。
モアレの位相を５回微小移動させて取り込んだ画像データを５個の細線で示し、加算処理後の画像データを太線で示したものであり、輝度の変動成分が低減していることが分かる。
この位相変化分の最適化と５回程度のデータの加算平均化処理により図８（Ａ）に示すモアレによる輝度変化を、図９（Ｂ）のように低減できる。これらの処理によりモアレ変動を低減あるいは取り除くことが可能となる。
このモアレ処理を表示画像の撮像時に行い、測定画像の補正処理前段階で撮像データからモアレ変動を低減あるいは取り除いた後に、以下の補正処理を行うことにより補正精度を高めることができる。
また、このモアレ除去処理は、撮像素子の回転、あるいは上下への移動などによって行って画像データの取り込み処理を行ってもよい。
また、以上の説明では、画像表示系と画像撮像系の画素ピッチの比があまり大きくない場合を説明したが、これを大きくすることにより相互の干渉を緩やかにすることによってモアレ縞をより充分に取り除くことできる。

また、以上の説明においては、本発明の平面型画像表示装置においては、単位平面表示素子としてプラズマディスプレイによって形成するタイル型の大型の画像表示装置について説明したが、プラズマディスプレイのみではなく、液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、無機ＥＬ表示素子、電界効果型表示素子などの様々な平面型表示素子を用いてタイル型の大型の平面型画像表示装置にも適用できる。

本発明の平面型画像表示装置は、単位平面表示素子を多数配列した大型の画像表示装置においても、画像表示装置を撮像して得られた表示面の情報を基準にして、個々の単位平面表示素子の輝度、および色度を均一に調整することが可能となるので、補修用の単位平面表示素子に交換して、色度が周囲と異なるものが存在した場合でも、表示面全体の表示品質が優れた大型の平面型表示装置を提供することができる。

図１は、本発明の平面型表示装置を説明する図である。 図２は、本発明の平面型表示装置を説明する図である。 図３は、本発明の平面型表示装置の画素の輝度、色度調整手順を説明する図である。 図４は、図３に示した輝度の補正アルゴリズムを説明する図である。 図５は、色度補正手順を説明する図である。 図６は、図５に示した色度の補正アルゴリズムを説明する図である。 図７は、色度があらかじめ設定した基準値を超えた単位平面表示素子が存在する場合の輝度色度調整手順を説明する図である。 図８は、図７に示した色度の補正アルゴリズムを説明する図である。 図９は、本発明において発生するモアレ縞を説明する図である。

符号の説明

１…平面型表示装置、３…プラズマ表示素子、５，５−１，５−ｎ…単位平面表示素子、７…マーカ、９…表示画像、１１…撮像手段、１３…撮像画像情報、１５…輝度分布補正係数処理回路、１７…補正係数用メモリー、１９…映像入力信号、２１…γ補正回路、２３…輝度補正演算回路、２５…映像信号用フレームメモリー、２７…表示データ配列変換処理回路、２９…表示データ伝送回路、３１…表示制御回路、３３…アドレス駆動回路、３５…スキャン駆動回路、３７…サステイン駆動回路、３９…電源、４１…色情報の抽出回路、４２…色度補正処理演算回路、４３…色度補正用ＲＧＢ補正係数処理回路、４４…輝度補正係数処理回路

Claims (15)

1. 平面型表示装置において、表示画像の全ての画素の輝度および色度情報を画像撮像手段によって撮像した画像から平面型表示装置の表示画像データを抽出する画像抽出手段、抽出した表示画像データを平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂ毎の画素配置に演算して画素情報を配置する手段、配置された各画素の輝度情報と予め設定した基準輝度情報とを比較し、各画素の輝度の補正係数を演算する輝度補正用係数演算手段、輝度補正用係数演算手段によって演算した輝度補正係数を平面表示装置の補正係数用メモリーに格納する手段、補正係数用メモリーから各画素の補正係数を呼び出して演算し、各映像信号を補正して画素間の輝度を調整した輝度補正画像形成手段、輝度補正画像からのＲ，Ｇ，Ｂの各色の色度および輝度の抽出手段、Ｒ，Ｇ，Ｂの目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に対するＲ，Ｇ，Ｂ毎の輝度比の演算手段、基準輝度情報に対する輝度比の補正係数を演算する色度補正用係数演算手段、色度補正用係数演算手段によって演算した色度補正用係数を補正係数用メモリーに格納する手段、および平面型表示装置の各画素へ供給する映像信号を、補正係数用メモリーに格納された補正係数を呼び出して補正する映像信号調整手段を設けたことを特徴とする平面型表示装置。
2. 補正係数用メモリーから呼び出した輝度補正用係数によって映像信号を調整した後に、再度画像を撮像手段による撮像から輝度補正画像形成手段による画像形成までの過程を繰り返し行うフィードバック制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の平面型表示装置。
3. 平面型表示装置が単位平面表示素子の複数個を配置して構成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の平面型表示装置。
4. 平面型表示装置の調整方法において、表示画像の全てを撮像する画像撮像手段によって撮像した画像から平面型表示装置の表示画像データを抽出し、抽出した表示画像データを平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂ毎の画素配置に補間して画素情報を配置し、配置した画素情報から画素基準設定値を設定し、得られた設定値を配置した画素情報と比較し各画素の輝度補正係数を演算して補正係数を補正係数用メモリーに格納し、平面型表示装置の各画素へ供給する映像信号を補正係数用メモリーから呼び出した補正係数によって調整の後に抽出した表示画像データを平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂ毎の画素配置に演算して画素情報を配置して輝度補正画像を形成した後に、輝度補正画像からＲ，Ｇ，Ｂの各色の色度および輝度を抽出し、Ｒ，Ｇ，Ｂの目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に対するＲ，Ｇ，Ｂの各々の、色度・輝度情報（ｘ₁，ｙ₁，Ｙ₁₀）、（ｘ₂，ｙ₂，Ｙ₂₀）、（ｘ₃，ｙ₃，Ｙ₃₀）からＲ，Ｇ，Ｂ各々の輝度値の比Ｙ₁₀₀：Ｙ₂₀₀：Ｙ₃₀₀ を演算し、輝度比の補正係数を演算して色度補正用係数として補正係数用メモリーに格納し、平面型表示装置の各画素へ供給する映像信号を、補正係数用メモリーに格納された補正係数を呼び出して補正することを特徴とする平面型表示装置の調整方法。
5. 目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）に補正された平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂの各々の色度・輝度（ｘ₁，ｙ₁，Ｙ₁₀₀）、（ｘ₂，ｙ₂，Ｙ₂₀₀）、（ｘ₃，ｙ₃，Ｙ₃₀₀）と目標合成色度（ｘ₅₀，ｙ₅₀）との間に
   

   

   なる関係を持つようにＲ，Ｇ，Ｂ各々の輝度値を制御することを特徴とする請求項４記載の平面型表示装置の調整方法。
6. 画素基準設定値を、平面型表示装置のＲ，Ｇ，Ｂの各々の画素の輝度情報の頻度分布で最小値±１０％以内の値としたことを特徴とする請求項４または５記載の平面型表示装置の調整方法。
7. 補正係数用メモリーから呼び出した補正係数によって映像信号を調整した後に、再度画像を撮像手段による撮像から映像信号調整手段による調整までの過程を繰り返し行うことを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の平面型表示装置の調整方法。
8. 映像信号調整手段による映像の調整が平面型表示装置における画素の位置によって定められた補正係数によって調整されることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項に記載の平面型表示装置の調整方法。
9. 輝度補正値として、Ｂの輝度値Ｙ₃₀₀をＹ₃₀ と等しくしたことを特徴とする請求項４ないし８のいずれか１項に記載の平面型表示装置の調整方法。
10. 平面型表示装置の画像撮像の際に、画像撮像手段の受光素子面を平面型表示装置の表示面に対して回転、あるいは移動させモアレ縞を最小にして測定することを特徴とする請求項４ないし８のいずれか１項に記載の平面型表示装置の調整方法。
11. モアレ縞の位相をずらして画像撮像を複数回行い、得られた画像データを合算平均化して測定データとすることを特徴とする請求項４ないし１０のいずれか１項に記載の平面型表示装置の調整方法。
12. 平面型表示装置が単位平面表示素子の複数個を配置して構成されていることを特徴とする請求項４ないし１１のいずれか１項に記載の平面型表示装置の調整方法。
13. 全単位平面表示素子の輝度を一定に補正した後、色度が平面型表示装置に応じて設定された基準値を超えた単位平面表示素子が存在する場合には、基準値を超えた単位平面表示素子を除くＲ，Ｇ，Ｂの合成色度（ｘ₄₀，ｙ₄₀）に対する前記基準値を超えた単位平面表示素子のＲ，Ｇ，Ｂの各々の、色度・輝度情報（ｘ'₁，ｙ'₁，Ｙ₁₀）、（ｘ'₂，ｙ'₂，Ｙ₂₀）、（ｘ'₃，ｙ'₃，Ｙ₃₀）からＲ，Ｇ，Ｂ各々の輝度値の比 Ｙ'₁₀：Ｙ'₂₀：Ｙ'₃₀を演算し、輝度比を色度補正用係数として補正係数用メモリーに格納し、平面型表示装置の各画素へ供給する映像信号を、補正係数用メモリーに格納された補正係数を呼び出して補正することを特徴とする請求項４ないし１２のいずれか１項に記載の平面型表示装置の調整方法。
14. あらかじめ設定した基準値を超えた単位平面表示素子のＲ，Ｇ，Ｂの各々の色度・輝度(ｘ’₁，ｙ’₁，Ｙ’₁₀）、（ｘ’₂,ｙ’₂,Ｙ’₂₀）、（ｘ’₃，ｙ’₃，Ｙ’₃₀） とその他の単位平面表示素子のＲ，Ｇ，Ｂ光の合成色度（ｘ₄₀，ｙ₄₀）との間に
    

    

    なる関係を持つようにＲ，Ｇ，Ｂ各々の輝度値を調整することを特徴とする請求項１３記載の平面型表示装置の調整方法。
15. 基準値を超えた単位平面表示素子の合成光の輝度を基準値内の単位平面表示素子のＲ，Ｇ，Ｂの合成光の輝度値に合わせる輝度補正演算をし、基準値を超えた単位平面表示素子の合成光の輝度を調整することを特徴とする請求項１３または１４のいずれかに記載の平面型表示装置の調整方法。

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