JP2006084729A - 輝度補正方法及び表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】 過不足なく輝度むらを解消することができる輝度補正方法及び表示システムを提供する。
【解決手段】 表示パネルに各特定画素値の表示画像を表示した場合の各特定画素位置の測定輝度を予めハードディスク１２記憶しておき、目標輝度及び測定輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて補正値を演算部１０で算出し、算出した補正値を用いて、表示パネルに表示する画像の各画素値を補正する。目標輝度は、何れかの特定画素値に対する目標輝度を演算部１０で決定し、決定した目標輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて、他の特定画素値に対する目標輝度を演算部１０で算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示画像の各画素値を、複数の特定画素値及び複数の特定画素位置に対応する補正値を用いて補正し、表示パネルに表示画像を表示した場合の輝度むらを減少させる輝度補正方法及び表示システムに関する。

ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの表示パネルを備えた表示装置、又は、プロジェクタなどの表示画像を表示パネルに投影する表示装置においては、画像表示領域内に輝度むらが生じるという問題がある。輝度むらは、製造品質のバラツキなどによって生じ、例えばＬＣＤの場合は、液晶層の厚さのバラツキ、液晶駆動用トランジスタの動作特性のバラツキ、バックライトの発光分布のバラツキなどによって輝度むらが生じる。

図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１（ａ）、（ｂ）は、表示装置の画像表示の例を示す概念図である。表示装置２０は、ＬＣＤなどの表示パネル２２と、表示パネル２２に表示する画像の補正などを行う画像処理部６２とを備えており、表示装置２０にはコンピュータ６０が接続されている。図１０（ａ）の例では、画像処理部６２がコンピュータ６０から受取った表示画像を表示パネル２２に表示しており、表示画像を横４ブロック、縦３ブロックに分けた１２のブロックのうちの左上及び右下のブロックの輝度が他のブロックよりも低く、輝度むらが生じている。

輝度むらを減少させる方法として、画像処理部６２で輝度むらが生じた領域の輝度を補正する方法がある（例えば、特許文献１参照）。図１０（ａ）の例の場合は、図１０（ｂ）に示すように、画像処理部６２で表示画像の前記左上及び右下部分の階調（画素値）を補正して輝度を上げることが考えられる。前記左上及び右下部分に対する画像処理部６２での輝度アップと表示パネル２２での輝度ダウンとが相殺され、輝度むらは減少する。

図１０（ｂ）の例では輝度が低下する領域に対して、輝度を上げるように補正を行ったが、多くの表示パネルでは、輝度を上げるよりも輝度を下げる方が容易であるため、輝度が下がるように補正を行う場合が多い。例えば図１１（ａ）に示すように、表示パネル２２の画像表示領域の左上及び右下部分の輝度が他の部分よりも低い場合、図１１（ｂ）に示すように、表示画像の左上及び右下を除く部分の階調を補正して輝度を下げる。前記左上及び右下を除く部分に対する画像補正部６２での輝度ダウンと、表示パネル２２における前記左上及び右下の輝度ダウンとにより、輝度のバランスが取られ、輝度むらが減少する。
特開平８−２２３５１９号公報

なお、図１０及び図１１では、表示画像を４×３のブロックに分けたが、より精細に輝度むらを減少させるためには、更に細かいブロックに分割する必要が生じる。ただし、ブロックを細かく分割した場合、画像処理部６２の回路規模が増大するという問題が生じる。また、輝度むら分布は入力階調ごとにその分布が異なっており、より精細に輝度むらを減少させるためには、複数の入力階調における輝度むら分布を測定し、入力階調に応じた補正を行う必要がある。ただし、入力階調に応じた補正を行う場合、画像処理部６２の回路規模が増大するという問題が生じる。

一方、表示装置の表示パネルはガンマ特性とよばれる階調特性を有する。階調特性は、表示パネルへの入力信号と実際の表示パネル上の輝度との関係（ただし、比例関係ではない）を示すものであり、液晶パネルの中には例えば表示パネル上の輝度が入力信号の２．２乗に比例するものがある。そのため、表示パネルの階調特性を考慮せずに補正を行った場合、補正レベルに過不足が生じ、輝度むら箇所が極端に明るくなったり、暗くなったりするという問題が生じる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、目標輝度及び予め記憶されている測定輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて補正値を算出することにより、過不足なく輝度むらを解消することができる輝度補正方法及び表示システムを提供することを目的とする。

また、本発明は、複数の特定画素値の何れかに対する目標輝度を決定し、決定した目標輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて他の特定画素値に対する目標輝度を算出することにより、全特定画素値に対する目標輝度を決定する必要がなくなる輝度補正方法及び表示システムを提供することを他の目的とする。

また、本発明は、補正対象画素の画素位置の周辺位置の特定画素値に対応する補正値を用いて、前記補正対象画素の画素位置に対応する補正値の補間を行う構成とすることにより、補正値の記憶に必要な記憶容量を低減することができる表示システムを提供することを他の目的とする。

また、本発明は、補正対象画素の画素値の上下の特定画素値に対応する補正値を用いて、前記補正対象画素の画素値に対応する補正値の補間を行う構成とすることにより、補正値の記憶に必要な記憶容量を低減することができる表示システムを提供することを他の目的とする。

第１発明に係る輝度補正方法は、表示画像の各画素値を、複数の特定画素値及び複数の特定画素位置に対応する補正値を用いて補正し、表示パネルに表示画像を表示した場合の輝度むらを減少させる輝度補正方法において、表示パネルに各特定画素値の表示画像を表示して測定を行った各特定画素位置の測定輝度を予め記憶しておき、目標輝度及び測定輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて補正値を算出し、算出した補正値を用いて補正を行うことを特徴とする。

第２発明に係る輝度補正方法は、第１発明において、何れかの特定画素値に対する目標輝度を決定し、決定した目標輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて、他の特定画素値に対する目標輝度を算出し、決定又は算出した目標輝度を用いて前記補正値を算出することを特徴とする。

第３発明に係る表示システムは、表示画像の各画素値を、複数の特定画素値及び複数の特定画素位置に対応する補正値を用いて補正し、表示パネルに表示画像を表示した場合の輝度むらを減少させる表示システムにおいて、表示パネルに各特定画素値の表示画像を表示して測定を行った各特定画素位置の測定輝度を記憶する輝度記憶部と、目標輝度及び前記輝度記憶部に記憶されている測定輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて補正値を算出する補正値算出手段とを備え、該補正値算出手段が算出した補正値を用いて補正を行うように構成してあることを特徴とする。

第４発明に係る表示システムは、第３発明において、何れかの特定画素値に対する目標輝度を決定する決定手段と、該決定手段が決定した目標輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて、他の特定画素値に対する目標輝度を算出する目標輝度算出手段とを備え、前記補正値算出手段は、決定手段又は目標輝度算出手段が決定又は算出した目標輝度を用いて前記補正値を算出するように構成してあることを特徴とする。

第５発明に係る表示システムは、第３又は第４発明において、補正対象画素の画素位置の周辺位置の特定画素値に対応する補正値を用いて、前記補正対象画素の画素位置に対応する補正値の補間を行う画素位置補間手段を備えることを特徴とする。

第６発明に係る表示システムは、第３乃至第５発明において、補正対象画素の画素値の上下の特定画素値に対応する補正値を用いて、前記補正対象画素の画素値に対応する補正値の補間を行う画素値補間手段を備えることを特徴とする。

第１、第３発明においては、目標輝度及び予め記憶されている測定輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて補正値を算出し、算出した補正値を用いて階調などの画素値を補正しているため、表示パネルの輝度は目標輝度に補正される。表示パネルの階調特性を考慮して補正を行っているため、過不足なく輝度むら補正を行うことが可能となる。

第２、第４発明においては、複数の特定画素値の何れかに対する目標輝度を決定し、決定した目標輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて他の特定画素値に対する目標輝度を算出しているため、全特定画素値に対する目標輝度を決定する必要はなく、何れかの特定画素値に対して決定するだけで済む。

第５発明においては、補正対象画素の画素位置の周辺の特定画素値に対応する補正値を用いて、前記補正対象画素の画素位置に対応する補正値の補間を行っているため、全画素位置に対応する補正値を記憶する必要はなく、一部の特定画素位置に対応する補正値を記憶するだけでよい。そのため、補正値の記憶に必要な記憶容量を低減することができる。

第６発明においては、補正対象画素の画素値の上下の特定画素値に対応する補正値を用いて、前記補正対象画素の画素値に対応する補正値の補間を行っているため、全画素値に対応する補正値を記憶する必要はなく、一部の特定画素値に対応する補正値を記憶するだけでよい。そのため、補正値の記憶に必要な記憶容量を低減することができる。

第１、第３発明によれば、過不足なく輝度むらを補正することが可能となる。

第２、第４発明によれば、全特定画素値に対する目標輝度を決定する必要がなくなる。

第５、第６発明によれば、補正値が記憶される補正値記憶部の記憶容量を低減することができる。補正回路部分のコスト及びサイズを減少させることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下の説明では、図１１（ｂ）に示したように、コンピュータ６０に接続され、表示画像の補正などを行う画像処理部６２及びＬＣＤなどの表示パネル２２を備えた表示装置において、輝度を下げることにより、輝度むらを減少させる場合を例にして説明を行う。

図１は、本発明に係る表示システムの構成例を示すブロック図である。表示システムは、コンピュータ６０と、コンピュータ６０に接続された表示装置２０とを備える。コンピュータ６０は、後述する測定輝度テーブルが記憶されたハードディスクドライブ（以下、ハードディスクという）１２と、ハードディスク１２に接続され、後述する目標輝度を決定し、後述する補正係数を算出する、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む演算部１０と、演算部１０に接続され、補正係数の算出に用いる一時的なデータなどを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１４とを備える。

表示装置２０は、例えば図１１に示したように、画像処理部６２及び表示パネル（ＬＣＤ）２２を備え、画像処理部６２は、演算部１０に接続され、算出された補正係数を記憶する補正係数メモリ１６を備える。また、コンピュータ６０及び表示装置２０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート又はシリアルポートを備えており、ＵＳＢケーブル又はシリアルケーブルで互いに接続されている。そのため、例えばコンピュータ６０の演算部１０から表示装置２０の補正係数メモリ１６へデータを転送することが可能である。なお、コンピュータ６０と表示装置２０との間には、表示画像信号を出力するディスプレイケーブルも接続されている。

表示装置２０の表示パネル２２は、例えば横方向（水平方向、以下Ｈ方向という）の画素数が１６００、縦方向（垂直方向、以下Ｖ方向という）の画素数が１２００の液晶パネルであり、各画素は例えば白黒の２５６階調、又は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各２５６階調の出力が可能である。以下、白黒の２５６階調を例にして説明する。

表示パネル２２は、表示画像の各画素の階調（画素値）に応じた輝度を出力するはずであるが、出力しようとする輝度と、実際に出力される輝度との間には誤差が生じており、輝度むらが生じている。実際に出力される輝度は、輝度測定器で測定することが可能である。図２は、輝度測定器を用いた表示パネル２２の画像表示領域の輝度測定の概要を示す斜視図である。輝度測定器２８を表示パネル２２の正面に配置し、表示パネル２２の画像表示領域全体の輝度分布を測定する。ここで、輝度分布は表示画像の階調に応じて変動するため、複数階調の各表示画像を表示した場合の輝度分布を測定する。例えば、０〜２５５階調のうち、３２、９６、１６０及び２２４の特定階調（特定画素値）の表示画像を表示した場合の輝度分布を測定する。

測定した輝度分布は、全画像表示領域の測定輝度が測定輝度テーブルに格納されるわけではなく、特定座標（特定画素位置）の測定輝度のみが測定輝度テーブルに格納される。例えば、全画像表示領域を複数のブロックに分割し、各ブロックの中心座標の測定輝度を測定輝度テーブルに格納する。図３（ａ）は特定座標の例を示す概略図である。図３（ａ）の例では、Ｈ方向を４ブロックに分け、Ｖ方向を３ブロックに分けている。なお、前記ブロックの分け方は任意であり、例えば画像表示領域の両端部分を除いた中央の正方形領域に対して、Ｖ方向を１６ブロックに分け、Ｈ方向を１６ブロックに分けることも可能である。測定輝度テーブルには、ブロックの中心座標（特定座標）の測定輝度が格納されている。なお、表示パネル２２の画像表示領域内の各座標と、表示画像内の各座標とは対応関係にある。

図３（ｂ）は、ハードディスク（輝度記憶部）１２に記憶されている測定輝度テーブルの概要を示す図である。測定輝度テーブルには、特定階調３２，９６，１６０，２２４の夫々における特定座標（４×３の各ブロックの中心座標）の測定輝度が格納されている。測定輝度テーブルに格納されている測定輝度は、従来と同様の方法で測定することが可能である。また、測定輝度テーブルは、デバイスドライバ又はアプリケーションソフトなどと同様に、例えばコンピュータ６０が備えるＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭなどの外部記憶装置又はＬＡＮ（Local Area Network）カードなどの通信装置で測定輝度テーブルのデータを受付け、ハードディスク１２に記憶することが可能である。また、例えば図２の輝度測定器２８をコンピュータ６０とＵＳＢケーブル又はシリアルケーブルで接続し、測定値をコンピュータに送り、ハードディスク１２に測定輝度テーブルとして記憶することも可能である。

演算部（決定手段）１０は、特定階調の何れか１つに対する目標輝度を決定する。例えば、特定階調のうち、最も階調の高い２２４の目標輝度を決定する。目標輝度（２２４）は、測定輝度テーブルに基づいて演算部（決定手段）１０で決定することが可能である。例えば測定輝度においてある輝度値以上となる領域（補正対象）の割合が所定値以上になるように目標輝度（２２４）を決定することが可能である。例えば前記所定値が９４％に設定されている場合、１２３ｃｄ／ｍ² 以上の測定輝度の割合が９４％以上で、１２４ｃｄ／ｍ² 以上の測定輝度の割合が９４％未満のとき、目標輝度（２２４）は１２３ｃｄ／ｍ² に決定される。

演算部（目標輝度算出手段）１０は、決定した目標輝度（２２４）に基づいて、他の特定階調３２，９６，１６０の目標輝度を算出する。通常、表示パネル固有の階調特性はガンマ関数で示されており、

より算出することが可能である。ここで、上式のべき指数γは表示装置のガンマ値であり、以下ガンマ値が２．２の場合を例にして説明を行う。階調特性に関するガンマ値などの情報は例えばハードディスク１２に記憶されている。上式を用いて演算部１０により、各特定階調３２，９６，１６０の目標輝度１．７、１９．１、５８．７が算出される。図４（ａ）は階調と算出した目標輝度との関係を示す図である。受付けた目標輝度及び算出した目標輝度は、演算部１０により、ＲＡＭ１４に記憶される。ただし、目標輝度の設定方法は、上記方法に限定されない。例えば、上記方法で特定階調２２４の目標輝度を１２３ｃｄ／ｍ² に仮決定する。そのとき、特定階調３２での算出目標輝度１．７ｃｄ／ｍ² の分布割合が８０％となり、特定階調２２４での割合９４％を大きく下回った場合、特定階調３２での輝度むら補正領域が少なくなるため、この階調で割合９４％となるような輝度を目標輝度に再設定し、他の特定階調の目標輝度を前記数式により算出し直す方法も考えられる。

演算部（補正値算出手段）１０は、目標輝度と測定輝度との誤差に基づき、階調（画素値）の補正係数（補正値）を算出する。特定階調２２４の目標輝度は上述したように１２３ｃｄ／ｍ² に決定しているが、各特定座標において測定輝度との間に誤差（輝度むら）が生じている場合が多い。図４（ｂ）は輝度の誤差の例を示す図である。階調２２４に関して、ある特定座標の測定輝度が１４６ｃｄ／ｍ² の場合、目標輝度１２３ｃｄ／ｍ² よりも２３ｃｄ／ｍ² 高いため、演算部１０は、輝度を２３ｃｄ／ｍ² 下げる補正係数を算出する。この場合、図中の破線で示されるガンマ関数（ガンマ値＝２．２）を考えて、輝度が１２３ｃｄ／ｍ² となる階調をｘとした場合、
１２３＝（ｘ／２２４）^2.2 ×１４６
ｘ＝（１２３／１４６）^1/2.2 ×２２４≒２０７
であり、補正係数は（１２３／１４６）^1/2.2 となる。また、補正係数（１２３／１４６）^1/2.2 を階調２２４に乗じることにより、目標輝度１２３ｃｄ／ｍ² が得られる階調２０７が求まる。

演算部１０は、測定輝度テーブルの各特定階調及び各特定座標の測定輝度に対して、補正係数＝（目標輝度／測定輝度）^1/2.2 を算出し、算出した補正係数をＲＡＭ１４に一旦記憶した後、補正係数メモリ１６に記憶する。補正係数メモリ１６には、図３（ｂ）に示した測定輝度と同様に、各特定階調における各特定座標の補正係数が記憶される。なお、ＲＧＢ階調の場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂの夫々に対応する測定輝度テーブルがハードディスク１２に記憶される。

次に、補正係数を用いた輝度むらの補正について説明する。図５は、本発明に係る表示装置が備える画像処理部６２の一部の構成例を示すブロック図である。画像処理部６２は、補正係数メモリ１６と、補正係数メモリ１６に接続され、表示パネル２２に表示する表示画像の画素信号が入力される階調レベル選択部４６と、表示画像の同期信号及びクロック信号が入力されるアドレスカウンタ３０と、アドレスカウンタ３０及び補正係数メモリ１６間に接続されたブロックアドレス発生器３２と、補正係数メモリ１６に接続されたバッファ３４及び３６と、各バッファ３４及び３６に夫々接続されたＨ方向補間部３８及び４０と、各Ｈ方向補間部３８及び４０に夫々接続されたＶ方向補間部４２及び４４と、Ｖ方向補間部４２及び４４に接続されると共に、遅延回路４８を介して階調レベル選択部４６に接続されたレベル方向補間部５２と、レベル方向補間部５２及びアドレスカウンタ３０に接続されると共に、遅延回路５０を介して階調レベル選択部４６に接続された輝度補正部５６とを備える。

また、バッファ３４は４つのバッファ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを備え、バッファ３６は４つのバッファ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを備え、Ｈ方向補間部３８は２つのＨ方向補間部３８ａ，３８ｂを備え、Ｈ方向補間部４０は２つのＨ方向補間部４０ａ，４０ｂを備える。バッファ３４ａ及び３４ｂはＨ方向補間部３８ａに接続され、バッファ３４ｃ及び３４ｄはＨ方向補間部３８ｂに接続され、バッファ３６ａ及び３６ｂはＨ方向補間部４０ａに接続され、バッファ３６ｃ及び３６ｄはＨ方向補間部４０ｂに接続されている。また、Ｈ方向補間部３８ａ及び３８ｂはＶ方向補間部４２に接続され、Ｈ方向補間部４０ａ及び４０ｂはＶ方向補間部４４に接続されている。

アドレスカウンタ３０は、同期信号及びクロック信号に基づいて、表示画像における画素の座標（画素位置）を表す画素アドレスをカウントしている。多くの場合、表示画像の左上から右上に向かってカウントし、順次下方向に移動しながら、左下から右下に向かってカウントする。表示画像の右下で１画像分のカウントが終了し、再度左上からカウントを開始する。画素アドレスはＨ方向補間部３８及び４０とＶ方向補間部４２及び４４とに送られ、同期信号は輝度補正部５６に送られる。

ブロックアドレス発生器３２は、表示画像を分割するブロックのアドレスを発生する。上述したように、補正係数メモリ１６には、図３（ａ）に示したように表示画像又は表示パネル２２の画像表示領域を分割するブロックの中心座標に対応する補正係数が記憶されている。ブロックアドレス発生器３２は、画素のアドレスに対応するブロックのアドレスを、補正係数メモリ１６に与える。

階調レベル選択部４６は、画素信号に基づいて、階調レベルを選択する。上述したように、補正係数メモリ１６には、図３（ｂ）に示したように複数の特定階調における補正係数が記憶されている。階調レベル選択部４６は、画素の階調に対応する階調レベルを選択する。例えば、レベル０：０≦階調≦３２、レベル１：３２＜階調≦９６、レベル２：９６＜階調≦１６０、レベル３：１６０＜階調≦２２４、レベル４：２２４＜階調≦２５５の何れかを選択し、選択結果（選択階調レベル）を補正係数メモリ１６に与える。例えば画素の階調が２００の場合、レベル３が選択される。また、画素の階調、選択階調レベルの上限及び下限を含む階調レベル情報が遅延回路４８を介してレベル方向補間部５２に与えられる。また、画素信号は、遅延回路５０を介して輝度補正部５６に与えられる。

補正係数メモリ１６は、受取ったブロックアドレス及び選択階調レベルに対応する補正係数を、バッファ３４及び３６に出力する。より詳しくは、画素の階調を間に含む上レベル及び下レベルの特定階調における補正係数を、バッファ３４（上レベル）及びバッファ３６（下レベル）に夫々分けて出力する。例えば、画素の階調が２００で選択階調レベルがレベル３の場合、上レベルの特定階調２２４における補正係数が補正係数メモリ１６からバッファ３４に出力され、下レベルの特定階調１６０における補正係数が補正係数メモリ１６からバッファ３６に出力される。

また、バッファ３４ａ〜３４ｄ、及び、バッファ３６ａ〜３６ｄには、画素周辺の４つ（２×２）のブロックの補正係数が出力される。図６は画素の座標とブロックの中心座標（特定座標）との例を示す図である。図６において、Ｐは画素であり、Ｐ０〜Ｐ３は各ブロックの中心であり、画素Ｐはブロックの中心Ｐ０〜Ｐ３に囲まれている。画素Ｐ周辺の４つのブロックのうち、左上（Ｐ０）のブロックに対応する補正係数がバッファ３４ａ、３６ａに出力され、右上（Ｐ１）に対応する補正係数がバッファ３４ｂ、３６ｂに出力され、左下（Ｐ２）に対応する補正係数がバッファ３４ｃ、３６ｃに出力され、右下（Ｐ３）に対応する補正係数がバッファ３４ｄ、３６ｄに出力される。なお、例えば図６のＰ’のように、画素が表示画像の外周付近にある場合、画素Ｐ’をブロックの中心で囲むことができないが、この場合は、画素Ｐ’の近傍の２×２のブロックを選択する。以下、画素Ｐと同様の処理がなされる。

Ｈ方向補間部（画素位置補間手段）３８は、Ｈ方向に並ぶブロックにおける補正係数に対してＨ方向の補間を行い、画素のＨ方向座標における補正係数を求める。より詳しくは、Ｈ方向補間部３８ａは、バッファ３４ａ及び３４ｂに記憶されている図６のＰ０及びＰ１に対応する補正係数、及び、アドレスカウンタから受取った画素アドレスを用いてＨ方向の補間を行い、画素のＨ方向座標Ｐ０１に対応する補正係数を求める。同様に、Ｈ方向補間部３８ｂは、バッファ３４ｃ及び３４ｄに記憶されている図６のＰ２及びＰ３に対応する補正係数、及び、アドレスカウンタから受取った画素アドレスを用いてＨ方向の補間を行い、画素のＨ方向座標Ｐ２３に対応する補正係数を求める。求めた補正係数はＶ方向補間部４２に送られる。

Ｖ方向補間部（画素位置補間手段）４２は、Ｖ方向に並ぶブロックにおける補正係数に対してＶ方向の補間を行い、画素のＶ方向座標における補正係数を求める。より詳しくは、Ｖ方向補間部４２は、Ｈ方向補間部３８ａ及び３８ｂから受取った図６のＰ０１及びＰ２３に対応する補正係数、及び、アドレスカウンタから受取った画素アドレスを用いてＶ方向の補間を行い、画素の座標Ｐに対応する補正係数を求める。求めた補正係数はレベル方向補間部５２に送られる。なお、Ｈ方向補間部（画素位置補間手段）４０及びＶ方向補間部（画素位置補間手段）４４の動作は、上述したＨ方向補間部３８及びＶ方向補間部４２と同様であり、バッファ３６ａ〜３６ｄに記憶されている補正係数に対してＨ方向及びＶ方向の補間が行われる。

レベル方向補間部（画素値補間手段）５２は、Ｖ方向補間部４２及び４４から受取った上レベル及び下レベルの補正係数、及び、遅延回路４８から受取った階調レベル情報を用いて、階調レベル方向の補間を行い、画素の階調に対応する補正係数を求める。例えば、上レベルの特定階調２２４における補正係数と、下レベルの特定階調１６０における補正係数とを用いて、画素の階調２００における補正係数の補間を行う。レベル方向の補間は、Ｈ方向の補間及びＶ方向の補間と同様に行うことが可能である。求めた補正係数は輝度補正部５６に送られる。

輝度補正部５６は、遅延回路５０から受取った画素信号に補正係数を乗じる。また、輝度補正部５６は、補正係数の下位ビットをディザ法を用いてまるめるなどの処理も行う。補正係数を乗じた画素信号に基づく表示画像が表示パネル２２に出力される。

図７は各特定階調における各特定座標の補正係数の算出手順の例を示すフローチャートである。演算部１０は、特定階調２２４の目標輝度を取得（Ｓ１０）してＲＡＭ１４に記憶すると共に、特定階調２２４の目標輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて、他の特定階調（１６０、９６、３２）の目標輝度を算出（Ｓ１２）してＲＡＭ１４に記憶する。その後、演算部１０は、各特定階調において、目標輝度及び各測定輝度と表示パネルの階調特性とに基づく、各特定座標に対応する補正係数を算出して（Ｓ１４）、ＲＡＭ１４に記憶し、ＲＡＭ１４に記憶した補正係数を補正係数メモリ１６に記憶する（Ｓ１６）。

図８は補正係数メモリ１６に記憶されている補正係数を用いた各画素の階調の補正手順の例を示すフローチャートである。階調レベル選択部４６は、画素の階調に対応する階調レベル（画素の階調の上下に夫々対応する特定階調）を選択（Ｓ２０）し、選択階調レベルを補正係数メモリ１６に与える。また、補正係数メモリ１６は、ブロックアドレス発生器３２から受取ったブロックアドレスに基づいて、画素の座標の上下左右に夫々対応する特定座標を選択（Ｓ２２）し、階調レベルに基づいて選択した２つの各特定階調に対し、選択した４つの特定座標の補正係数をバッファ３４，３６に読出す（Ｓ２４）。

次に、Ｈ方向補間部３８，４０により、選択した２つの各特定階調に対し、左右（Ｈ方向）に並んだ特定座標において補正係数をＨ方向に補間（Ｓ２６）し、また、Ｖ方向補間部４２，４４により、選択した２つの各特定階調に対し、上下（Ｖ方向）に並んだ特定座標において補正係数をＶ方向に補間（Ｓ２８）し、さらに、レベル補間部５２により、選択した２つの各特定階調において補正係数をレベル方向に補間（Ｓ３０）する。補間された補正係数を用いて輝度補正部５６で画素の階調を補正する（Ｓ３２）。各画素の階調が補正された表示画像が表示パネル２２に表示される。前記補正は、目標輝度に基づく補正係数を用いて行われている。

なお、階調が０であっても、表示パネル２２の輝度が０にならない場合もあり、この場合は階調が全体的に低い表示画像に対して過剰な補正を行う傾向がある。そのため、階調が０の場合の輝度を考慮して輝度むらの補正を行うことが好ましい。例えば、補正係数を算出する際に階調０時の輝度値をオフセットとして、測定輝度から減算することなどがあげられる。

また、上述した実施の形態においては、輝度を下げることにより、輝度むらを減少させるため、補正係数が１以上の場合は補正を行わず、補正係数が１未満の場合に補正を行うことも可能である。また、画素の階調が３２未満又は２２４より大きい場合は補正を行わず、画素の階調が３２以上２２４以下の場合に補正を行うことも可能である。また、上述した実施の形態においては、輝度補正部５６で補正係数を画素の階調に乗算したが、画素の階調をｘ、画素の階調の上下の特定階調をｘ１，ｘ２、特定階調ｘ１，ｘ２に対応する補正係数をＣ１，Ｃ２として、補正後の階調ｘ’を
ｘ’＝｛ｘ・Ｃ２・（｜ｘ−ｘ１｜） ＋ ｘ・Ｃ１・（｜ｘ−ｘ２｜）｝
÷（｜ｘ１−ｘ２｜）
より算出することも可能である。

上述した各実施の形態においては、輝度を下げることにより、輝度むらを減少させたが、輝度を上げることにより、輝度むらを減少させることも可能である。図９は輝度の誤差の他の例を示す図である。階調２２４に関して、ある特定座標の測定輝度が１００ｃｄ／ｍ² の場合、目標輝度１２３ｃｄ／ｍ² よりも２３ｃｄ／ｍ² 低いため、演算部１０は、輝度を２３ｃｄ／ｍ² 上げる補正係数を算出する。この場合、図中の破線で示される表示パネル固有の階調特性（ガンマ値＝２．２）を考えて、輝度が１２３ｃｄ／ｍ² となる階調をｘとした場合、
１２３＝（ｘ／２２４）^2.2 ×１００
ｘ＝（１２３／１００）^1/2.2 ×２２４≒２４６
であり、補正係数は（１２３／１００）^1/2.2 となる。また、補正係数（１２３／１００）^1/2.2 を階調２２４に乗じることにより、目標輝度１２３が得られる階調２４６が求まる。

また、上述した各実施の形態においては、ＬＣＤを例にして説明したが、ＬＣＤに限定はされず、ＣＲＴ又はＰＤＰなどの輝度むら補正に本発明を適用したり、プロジェクタの輝度むら補正に本発明を適用することが可能である。また、上述した各実施の形態は、コンピュータと表示装置とで構成されているが、図１に示すコンピュータ６０の本発明に係る構成部分を表示装置内部に設け、表示装置単体で本発明を実現することも可能である。

本発明に係る表示システムの構成例を示すブロック図である。 輝度測定器を用いた表示パネルの画像表示領域の輝度測定の概要を示す斜視図である。 （ａ）は特定座標の例を示す概略図であり、（ｂ）は、ハードディスクに記憶されている測定輝度テーブルの概要を示す図である。 （ａ）は階調と算出した目標輝度との関係を示す図であり、（ｂ）は輝度の誤差の例を示す図である。 本発明に係る表示装置が備える画像処理部の一部の構成例を示すブロック図である。 画素の座標とブロックの中心座標との例を示す図である。 各特定階調における各特定座標の補正係数の算出手順の例を示すフローチャートである。 補正係数メモリに記憶されている補正係数を用いた各画素の階調の補正手順の例を示すフローチャートである。 輝度の誤差の他の例を示す図である。 表示装置の画像表示の例を示す概念図である。 表示装置の画像表示の例を示す概念図である。

符号の説明

１０ 演算部
１２ ハードディスク
１４ ＲＡＭ
１６ 補正係数メモリ
２０ 表示装置
２２ 表示パネル
２８ 輝度測定器
３０ アドレスカウンタ
３２ ブロックアドレス発生器
３４、３６ バッファ
３８、４０ Ｈ方向補間部
４２、４４ Ｖ方向補間部
４６ 階調レベル選択部
４８、５０ 遅延回路
５２ レベル方向補間部
５６ 輝度補正部
６０ コンピュータ
６２ 画像処理部

Claims (6)

1. 表示画像の各画素値を、複数の特定画素値及び複数の特定画素位置に対応する補正値を用いて補正し、表示パネルに表示画像を表示した場合の輝度むらを減少させる輝度補正方法において、
   表示パネルに各特定画素値の表示画像を表示して測定を行った各特定画素位置の測定輝度を予め記憶しておき、
   目標輝度及び測定輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて補正値を算出し、
   算出した補正値を用いて補正を行うことを特徴とする輝度補正方法。
2. 何れかの特定画素値に対する目標輝度を決定し、
   決定した目標輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて、他の特定画素値に対する目標輝度を算出し、決定又は算出した目標輝度を用いて前記補正値を算出することを特徴とする請求項１記載の輝度補正方法。
3. 表示画像の各画素値を、複数の特定画素値及び複数の特定画素位置に対応する補正値を用いて補正し、表示パネルに表示画像を表示した場合の輝度むらを減少させる表示システムにおいて、
   表示パネルに各特定画素値の表示画像を表示して測定を行った各特定画素位置の測定輝度を記憶する輝度記憶部と、
   目標輝度及び前記輝度記憶部に記憶されている測定輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて補正値を算出する補正値算出手段と
   を備え、該補正値算出手段が算出した補正値を用いて補正を行うように構成してあることを特徴とする表示システム。
4. 何れかの特定画素値に対する目標輝度を決定する決定手段と、
   該決定手段が決定した目標輝度と表示パネルの階調特性とに基づいて、他の特定画素値に対する目標輝度を算出する目標輝度算出手段と
   を備え、前記補正値算出手段は、決定手段又は目標輝度算出手段が決定又は算出した目標輝度を用いて前記補正値を算出するように構成してあることを特徴とする請求項３記載の表示システム。
5. 補正対象画素の画素位置の周辺位置の特定画素値に対応する補正値を用いて、前記補正対象画素の画素位置に対応する補正値の補間を行う画素位置補間手段を備えることを特徴とする請求項３又は４記載の表示システム。
6. 補正対象画素の画素値の上下の特定画素値に対応する補正値を用いて、前記補正対象画素の画素値に対応する補正値の補間を行う画素値補間手段を備えることを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の表示システム。

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