JP2006129456A

JP2006129456A - 画像表示装置の補正データ生成方法及び画像表示装置の製造方法

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Publication number: JP2006129456A
Application number: JP2005269883A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ouchi; 朗弘大内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2006-05-18
Also published as: US20060071940A1

Abstract

【課題】全階調領域に渡って色度ずれの無い表示を可能にし、また複数の補正データを必要とせず、任意のホワイトバランスで表示を行うことを可能とする。
【解決手段】最大階調または最大階調の近傍の階調のＲＧＢ三刺激値を得る第１のステップと、ＲＧＢを最小階調にしたときの三刺激値を得る第２のステップと、最大階調または最大階調の近傍の階調と最小階調との間の階調でＲＧＢを同時に表示した場合の三刺激値を得る第３のステップと、第１のステップで得られる三刺激値から第２のステップで得られる三刺激値を減算して得られる三刺激値ＸＹＺをＲＧＢの混色比に変換する変換マトリクスを生成、変換マトリクスと第３のステップで得られる三刺激値とからＲＧＢの混色比を算出し、入力階調値と算出したＲＧＢの混色比との関係を示す変化特性データと、入力階調値と入力階調値に対応する輝度データとの関係を示す目標階調特性データから、補正データを生成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示装置における階調性およびホワイトバランスを補正する補正データの生成方法および画像表示装置の製造方法に関するもので、特に３板方式による液晶プロジェクタにおける液晶素子毎および液晶素子面内の電圧−透過率特性ばらつきの補正データの生成方法および画像表示装置の製造方法に使用して好適なものである。

画像表示装置である液晶表示装置では、入力電圧（Ｖ）に対する透過率（Ｔ）特性、いわゆるＶ−Ｔ特性が非線形であるため、該特性を線形な特性に補正する必要がある。また、画像信号は、CRTディスプレイに表示することを前提としているためにCRTの非線形な表示特性を補償する逆γ特性を備えている。このため、液晶表示装置では、液晶の非線形なＶ−Ｔ特性と画像信号の逆γ特性の補正を行っており、一般にこれらの階調性補正をまとめてγ補正と呼んでいる。

従来、γ補正の自動調整方法およびγ補正を行う装置として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色毎に液晶パネルに印加する電圧を制御しながら出力輝度を計測することによってＶ−Ｔ特性を求め、求めたＶ−Ｔ特性に基づいて各色に対応する液晶パネルのγ補正データを演算により算出し、γ補正を行う装置の構成要素である不揮発性メモリに算出したγ補正データを記憶させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、高品位な画像表示を行うためには色味（＝ホワイトバランス）も重要な要素であり、Ｒ、ＧおよびＢそれぞれの色度計測データとＶ−Ｔ特性データを用いてホワイトバランスを考慮したγ補正データを生成するものもある（例えば、特許文献２参照）。

以下、図９により従来技術を説明する。図９において、１０１，１０２，１０３はそれぞれＲ、ＧおよびＢの光量調整手段であり、Ｒ光源１１８、Ｇ光源１１９、Ｂ光源１２０の光量を独立に調整する。１１０は色合成手段であり、光量調整手段１０１，１０２，１０３によって調整されたＲ、ＧおよびＢの光を合成し、表示画像１１７を生成する。１０４，１０５，１０６はそれぞれＲ、ＧおよびＢの補正データ記憶手段であり、アドレス信号として入力されるＲ、ＧおよびＢの画像信号１１１，１１２，１１３のそれぞれに対し、あらかじめ記憶された補正データを用いて補正を行い、補正画像信号１１４，１１５，１１６として光量調整手段１０１，１０２，１０３へ出力する。

また、所定の補正画像信号１１４，１１５，１１６に対して、光量調整手段１０１，１０２，１０３によって調整されたそれぞれのＲ、ＧおよびＢの色度計測値を色度計測データとし、補正画像信号１１４，１１５，１１６の値を変化させて光量調整手段１０１，１０２，１０３を通過したＲ、ＧおよびＢそれぞれの輝度を計測した値をＶ−Ｔ特性計測データとする。

色度計測データから得られるＲ、ＧおよびＢの色度と白表示目標色度（＝ホワイトバランス）とから、式（１）および式（２）を用いて白表示合成輝度比Ｒｒａｔｉｏ_ｗ、Ｇ
ｒａｔｉｏ_ｗ、およびＢｒａｔｉｏ_ｗを算出する。

式（１）および式（２）は、

となる。

次に、この白表示合成輝度比とＶ−Ｔ特性計測データから得られるＲ、ＧおよびＢの最大輝度とから、各色の白表示合成輝度比に対する最大輝度の割合を算出し、目標白表示におけるＲ、ＧおよびＢの補正最大輝度Ｙ’ｒ_ｍａｘ、Ｙ’g_ｍａｘ、Ｙ’b_ｍａｘを決
定する。

黒表示においても白表示と同様に黒表示目標色度から黒表示合成輝度比を算出し、この黒表示合成輝度比とＶ−Ｔ特性計測データから得られるＲ、ＧおよびＢの最小輝度とから、各色の黒表示合成輝度比に対する最小輝度の割合を算出し、目標黒表示におけるＲ、ＧおよびＢの補正最小輝度Ｙ’ｒ_ｍｉｎ、Ｙ’g_ｍｉｎ、Ｙ’b_ｍｉｎを決定する。

次に画像信号ｘに対する補正後の輝度の階調性を表す階調関数ｆ（ｘ）（０≦ｆ（ｘ）≦１、０≦ｘ≦２^ｎ）を設定し、補正最大輝度および補正最小輝度からＲ、ＧおよびＢそれぞれの補正後の輝度ｙ’ｒ、ｙ’ｇ、ｙ’ｂを定めた目標輝度関数（式（３））を生成する。

式（３）は、

となる。

こうして生成した目標輝度関数とＶ−Ｔ特性計測データとから補正データ記憶手段１０４，１０５，１０６に格納されるデータを生成する。
特開平５−６４０３７号公報特開平１１−３５５７９８号公報

ところで、以上に述べたホワイトバランスを考慮したγ補正データの生成技術では、ホワイトバランスを調整する際に、所定の補正画像信号１１４，１１５，１１６に対して実際に計測されたＲ、ＧおよびＢそれぞれの色度からＲ、ＧおよびＢの目標混合比を求めているが、中間階調以下の低階調部において液晶素子の有する黒浮きの影響が考慮されていない。

液晶素子の有する黒浮きとは、液晶素子に最小階調を表示させて、輝度および色度を計測すると、若干の輝度および色度を持つことである。これは、微小ながらもＲ、ＧおよびＢの輝度成分が常に存在していることを示しており、Ｒ、ＧおよびＢのそれぞれを単色で表示した場合でも色度が階調によって変化することを意味する。

従来技術では、白表示（＝最大階調）において算出した目標混合比と黒表示（＝最小階調）において算出した目標混合比とから求めた補正最大輝度および補正最小輝度を用いて他の階調域におけるＲ、ＧおよびＢの目標輝度を決定している。しかしながら、中間階調部における目標輝度の決定においては、液晶素子の有する黒浮きに起因するＲ、ＧおよびＢ単色の色度変化が考慮されないため、Ｒ、ＧおよびＢを合成した場合のＲ、ＧおよびＢそれぞれの混合比にずれが発生し、結果として中間階調部において色度のずれが生じてしまう。

また、画像表示装置としては、使用者の好み、あるいは使用環境によって複数のホワイトバランスによる表示を切り替え可能であることが望ましいが、従来技術では複数のホワイトバランス毎に補正データを生成しなければならなかった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、中間階調部において色度のずれが生じず、全階調領域に渡って色度ずれの無い表示を行うことができるようにし、また、複数の補正データを必要とせず、補正データを変化させること無く任意のホワイトバランスで表示を行うことができるようにする技術を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
Ｒ、ＧおよびＢそれぞれの入力画像信号のディジタルデータに対して補正画像信号のディジタルデータを出力するデータ変換手段を備えた画像表示装置の補正データ生成方法であって、
最大階調または最大階調の近傍の階調におけるＲ、ＧおよびＢそれぞれの三刺激値を得る第１のステップと、
Ｒ、ＧおよびＢを最小階調にしたときの三刺激値を得る第２のステップと、
最大階調または最大階調の近傍の階調と最小階調との間の階調でＲ、ＧおよびＢを同時に表示した場合の三刺激値を得る第３のステップと、
第１のステップで得られるＲ、ＧおよびＢそれぞれの三刺激値から第２のステップで得られる三刺激値を減算して得られる三刺激値であるＸＹＺをＲＧＢの混色比に変換する変換マトリクスを生成するステップと、
生成した前記変換マトリクスと第３のステップで得られる三刺激値とから、Ｒ、ＧおよびＢの混色比を算出するステップと、
入力階調値と前記入力階調値に対応して算出した前記Ｒ、ＧおよびＢの混色比との関係を示す変化特性データと、前記入力階調値と前記入力階調値に対応するべき輝度データとの関係を示す目標階調特性データとから、補正データを生成するステップと、
を有することを特徴とする画像表示装置の補正データ生成方法である。

また、
前記補正データを表示画面内の複数領域に対応して生成した後に行う、その内の基準領域に対応した補正データを取り出すステップと、
前記基準領域に対応した補正データと他の領域に対応した補正データとの誤差を階調性補正誤差データとして生成するステップと、
を更に有することを特徴とする画像表示装置の補正データ生成方法である。

また、
Ｒ、ＧおよびＢそれぞれの入力画像信号のディジタルデータに対して補正画像信号のディジタルデータを出力するデータ変換手段を備えた画像表示装置を準備するステップと、
補正データを前記データ変換手段のメモリに設定するステップと、
を有しており、
前記補正データは、
最大階調または最大階調の近傍の階調におけるＲ、ＧおよびＢのそれぞれの三刺激値を得る第１のステップと、
Ｒ、ＧおよびＢを最小階調にしたときの三刺激値を得る第２のステップと、
最大階調または最大階調の近傍の階調と最小階調との間の階調でＲ、ＧおよびＢを同時に表示した場合の三刺激値を得る第３のステップと、
第１のステップで得られるＲ、ＧおよびＢのそれぞれの三刺激値から第２のステップで得られる三刺激値を減算して得られる三刺激値であるＸＹＺをＲＧＢに変換する変換マトリクスを生成するステップと、
生成した前記変換マトリクスと第３のステップで得られる三刺激値とから、Ｒ、ＧおよびＢの混色比を算出するステップと、
入力階調値と前記入力階調値に対応して算出した前記Ｒ、ＧおよびＢの混色比との関係を示す変化特性データと、前記入力階調値と前記入力階調値に対応するべき輝度データとの関係を示す目標階調特性データとから、補正データを生成するステップと、
によって得られたものであることを特徴とする画像表示装置の製造方法である。

本発明によると、中間階調部において色度のずれが生じず、全階調領域に渡って色度ず
れの無い表示を行うことができる。また、複数の補正データを必要とせず、補正データを変化させること無く任意のホワイトバランスで表示を行うことができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像表示装置としての液晶表示装置１０００の概略構成を示すブロック図である。

図１において、１，２，３はそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の液晶表示パネル等の画像表示手段、１０は表示合成手段であり、画像表示手段１，２，３によって表示されたＲ、ＧおよびＢに対応する表示を光学的に合成して表示画像１７を生成する。

４，５，６はそれぞれＲ、ＧおよびＢのデータ変換手段であり、あらかじめ記憶された階調性補正データとしてのγ補正データを用いて、入力画像信号１１，１２，１３を補正画像信号１４，１５，１６として画像表示手段１，２，３へ出力する。

７，８，９はそれぞれＲ、ＧおよびＢの最大階調調整手段であり、入力画像信号１１，１２，１３にゲインをかけることで最大階調を調整する。

画像表示装置は、最大階調調整手段７，８，９、データ変換手段４，５，６、画像表示手段１，２，３及び画像表示手段１，２，３とを電気的に接続し、画像表示手段１，２，３からの出力画像を光学的に表示合成手段１０により合成するように、組み立てることにより製造可能である。表示合成手段１０は、液晶プロジェクタや背面投射型テレビ等で使用されている既知の方法で実現可能である。

この液晶表示装置１０００において、γ補正データは図２に示すフローチャートに沿って生成する。

まず液晶表示パネルである画像表示手段１，２，３の素特性を計測するため、最大階調調整手段７，８，９とデータ変換手段４，５，６へ、入力画像信号１１，１２，１３をそのまま通して、入力画像信号１１，１２，１３が補正画像信号１４，１５，１６となるように設定する。これが液晶表示装置１０００の初期設定である（ステップＳ１００）。

次にＲの表示を最大階調（１０２３）、ＧおよびＢの表示を最小階調（０）として色彩輝度計２０によりＲの最大階調での輝度および色度を計測する（ステップＳ１０１）。また、Ｇの表示を最大階調、ＲおよびＢの表示を最小階調として色彩輝度計２０によりＧの最大階調での輝度および色度を計測する（ステップＳ１０２）。また、Ｂの表示を最大階調、ＲおよびＧの表示を最小階調として色彩輝度計２０によりＢの最大階調での輝度および色度を計測する（ステップＳ１０３）。そして次に、Ｒ、ＧおよびＢの表示を最小階調（＝黒表示）として色彩輝度計２０により黒表示での輝度および色度を計測する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０３において、最大階調（１０２３）の代わりに、最大階調の近傍の階調での輝度および色度を計測するようにしてもよい。例えば、最大階調の近傍の階調は、最大階調の値より小さく、かつ、最大階調の値＊０．９５（＝９７１．８５）以
上とする。この場合、最大階調の近傍の階調は、９７２以上１０２３未満となる。

ステップＳ１０１からステップＳ１０４で計測した輝度および色度から、ＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクスを作成する（ステップＳ１０５）。

ここでＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクスの作成は、以下の考え方に基づいている。輝度および色度計測データはＹｘｙ表色系であり、式（４）を用いてＸＹＺ表色系のデータに変換できる。

式（４）は、

で表せる。

画像表示手段へ入力される画像信号はＲＧＢ表色系の混色比に対応しており、ＸＹＺ表色系との間に式（５）の関係が成立している。

式（５）は、

である。

式（５）から任意の三刺激値Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’を表示するためのＲＧＢ混色比を式（６）で求めることができる。

式（６）は、

である。

式（６）におけるＭ^−１がＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクスであり、このＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクスを決定することにより任意のＧｒａｙ表示における三刺激値からＲＧＢ混色比を算出することができる。

ところで、Ｒ、ＧおよびＢの表示を全て最小階調（＝黒表示）とした場合でも、微小ながらＲ、ＧおよびＢの光が常に存在（黒浮き）している。従って、入力階調レベルに対応した実質の表示は黒表示における三刺激値を差し引いた値と考えることができる。

そこで、黒浮きの影響を考慮して、ＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクス（Ｍ^−１）は式（７）として求める。

式（７）は、

である。

次にＲ、ＧおよびＢの表示を全て所定の同一階調表示（＝Ｇｒａｙを表示）とし（ステップＳ１０６）、色彩輝度計２０によりＧｒａｙ表示の輝度および色度を計測する（ステップＳ１０７）。次に、Ｇｒａｙ表示における三刺激値から式（６）を用いてＲＧＢ混色比を算出する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８で用いる式（６）のＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクス（Ｍ^−１）は式（７）に示すＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクス（Ｍ^−１）である。そして、現在表示しているＧｒａｙ表示が最大階調であるか否かを判定し（ステップＳ１０９）、最大階調でなければ所定の階調分（＝Ｓｔｅｐレベル）だけ階調を変化させ（ステップＳ１１０）、表示階調が最大階調となるまでステップＳ１０７からステップＳ１１０を繰り返す。

このステップＳ１００〜Ｓ１１０の一連のフローにより、図３に示すようなＶ−Ｔ特性に準じた入力階調に対するＲ、ＧおよびＢそれぞれの混色比の変化特性が得られる。

なお、ステップＳ１１０における変化階調量は等間隔としても良いし、Ｖ−Ｔ特性の変化率が小さい領域を密となるようにしても良い。また、ここでは階調変化を低階調から最大階調へ変化させるようにしたが、階調全域をカバーするデータを取得することが目的であるので、最大階調から低階調へ変化させるようにしても、あるいはランダムに変化させても良い。

こうして求めた入力階調に対するＲ、ＧおよびＢそれぞれの混色比の変化特性からγ補正データを生成し（ステップＳ１１１）、データ変換手段４，５，６を構成するメモリ手段４１、５１、６１にデータを格納する（ステップＳ１１２）。

γ補正データは、混色比の変化特性（変化特性データ）を、目標とする変化特性（目標階調性データ）へ変換するためのＬＵＴデータとして求められる。これらの関係を図４に示す。図４において、領域Iは入力階調に対して期待される出力輝度の変化特性を示して
おり、一般に入力階調をＶとしてｆ（Ｖ）＝Ｖ^γで表す特性である。この特性におけるγの値は、例えばNTSC信号に基づく表示を行う場合には２．２である。領域IIは図３に示すＶ−Ｔ特性に準じた特性そのものである。領域IIIはγ補正特性を示している。例えば、
領域Iにおける目標変化特性において、入力階調をＶとしたとき目標混色比はＹである。
この混色比Ｙを得るために要求される液晶表示パネルへの補正階調は、領域IIに示す特性からＶ’でなければならないことが分かる。従って、目標変化特性を得るためには、入力階調ＶをＶ’へ変換する必要がある。この変換特性が領域IIIに示すγ補正特性である。

上記説明から分かる通り、γ補正特性は、混色比を入力階調に置き換えたＶ−Ｔ特性に順ずる特性の逆関数として求めることができる。すなわち、領域IIIに示される特性に対
応する関数は、「入力階調を混色比（Rの輝度もしくはGの輝度もしくはBの輝度）に変換
（領域Iに対応する変換）し、更に、混色比を補正階調に変換（領域IIに対応する変換）
する関数」の逆関数となる。なお、混色比の変化特性を測定するためのサンプリングポイントは離散的であるため、γ補正特性は線形補間あるいはスプライン補間などを用いた補間演算によって求める。

次に目標ホワイトポイントの色度座標を設定し（ステップＳ１１３）、式（６）から算出される目標ホワイトポイントを得るためのＲＧＢ混色比に基づいて最大階調調整値を決定し（ステップＳ１１４）、最大階調調整手段７，８，９の調整値として設定する（ステップＳ１１５）。ステップＳ１１４では、算出されたＲＧＢ混色比のうち最大比率となる色に対する他の色の比を最大階調調整値として算出する。

なお、本実施形態では、各表示の輝度および色度の計測値から三刺激値ＸＹＺを算出するようにしているが、各表示の輝度および色度を直接三刺激値として計測した結果を用いることもできる。

以上説明したように本実施形態によれば、液晶素子の最小階調表示において存在する黒浮きを基準として、ＲＧＢ混色比を一定とした階調表示を行うことができるため、中間階調部において色度のずれが生じず、全階調領域に渡って色度ずれの無い表示を行うことができる。また、全階調領域に渡ってＲＧＢ混色比が一定であるため、最大階調調整手段７，８，９の調整を行うだけで、複数のγ補正データを必要とせず、γ補正データを変化させること無く任意のホワイトバランスで表示を行うことができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態における液晶表示装置１０００のデータ変換手段４，５，６の構成要素であるγ補正データを格納する図示しない第１のメモリ手段とは別に階調性補正誤差データとしてのγ補正誤差データを格納する第２のメモリ手段を備える。

この液晶表示装置１０００において、γ補正データおよびγ補正誤差データは図５に示すフローチャートに沿って生成する。ステップＳ１０１’からステップＳ１１１’までは、表示画面の複数領域で行われる、第１の実施形態で説明したステップＳ１０１からステ
ップＳ１１１までと同様の処理であり、ここでは説明を省く。

ステップＳ１０１’からステップＳ１１１’の処理で生成された複数領域に対応するγ補正データのうち、基準領域に対応するγ補正データを代表γ補正データとしてデータ変換手段４，５，６を構成する不図示の第１のメモリ手段に格納する（ステップＳ１１２’）。

次に、基準領域のγ補正データと他の領域のγ補正データとの誤差をγ補正誤差データとして生成し（ステップＳ１２０）、データ変換手段４，５，６を構成する不図示の第２のメモリ手段に格納する（ステップＳ１２１）。

次に、目標ホワイトポイントの色度座標を設定し（ステップＳ１１３’）、式（６）から算出される目標ホワイトポイントを得るためのＲＧＢ混色比に基づいて基準領域における最大階調調整値を決定し（ステップＳ１１４’）、最大階調調整手段７，８，９の調整値として設定する（ステップＳ１１５’）。

ここで第２のメモリ手段に格納されたγ補正誤差データは、画像表示手段である液晶パネルの構造などに起因する面内の表示不均一性を補正するものである。また、このデータは表示領域に対して離散的に生成されており、線形補間あるいはスプライン補間などを用いて個別画素に対応したデータへと増加させることができる。

以上説明したように本実施形態によれば、全表示画面、および、全階調領域に渡って色度ずれの無い表示を行うことができる。

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る液晶表示装置におけるγ補正データの自動設定システムの概略構成を示すブロック図である。

図６において、液晶表示装置１０００は第１の実施形態における液晶表示装置１０００と同一であり、ここでは説明を省く。

２０００はγ補正データ生成手段であり、γ補正およびホワイトバランスの目標特性を設定する目標特性設定部２１と、γ補正データを生成する補正データ生成部２２とホワイトバランスを調整する最大階調調整値決定部２３と、画像信号１１，１２，１３の表示階調を制御する画像信号制御手段２４を備え、一般的にはパーソナルコンピュータのアプリケーションとして実現される。

３０００は、色彩輝度計２０であり、表示画像１７の輝度および色度を計測する。

この液晶表示装置１０００におけるγ補正データの自動設定システムにおいて、γ補正データ生成手段２０００は、第１の実施形態で説明したγ補正方法によってγ補正データおよびホワイトバランス調整用の最大階調調整値を生成し、それぞれのγ補正データおよび最大階調調整値を、液晶表示装置１０００を構成するデータ変換手段４，５，６と、最大階調調整手段７，８，９に格納および設定する。

本実施形態では、画像信号制御手段２４が直接画像信号１１，１２，１３を液晶表示装置１０００に出力する構成としたが、例えば、別に信号発生器を制御して所望の階調画像信号を液晶表示装置１０００へ出力する構成、あるいは液晶表示装置１０００に階調画像信号生成手段を備え、該階調画像信号生成手段を制御する構成としても良い。

以上説明したように本実施形態によれば、液晶素子の最小階調表示において存在する黒浮きを基準としてＲＧＢ混色比を一定とするγ補正データ、および任意のホワイトバランス調整値を自動的に設定することができる。

（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。

図７に示す液晶表示装置１０００’において、第１の実施形態における液晶表示装置１０００と同一要素は同一符号を付しここでは説明を省く。

２１’はγ補正およびホワイトバランスの目標特性を設定する目標特性設定手段であり、２２’はγ補正データを生成するγ補正データ生成手段であり、２３’はホワイトバランスを調整する最大階調調整値決定手段であり、２４は’画像信号１１，１２，１３の表示階調を制御する画像信号制御手段であり、３０は表示画面の輝度および色度を計測する輝度色度計測手段である。

また、図８は、γ補正データ生成手段２２’の概略構成を示すブロック図である。図８において、２０１は輝度色度計測手段３０で計測した輝度Ｙおよび色度ｘ、ｙを三刺激値ＸＹＺに変換するＹｘｙ→ＸＹＺ変換手段である。２０２はＲ、ＧおよびＢの最大階調をそれぞれ個別に表示した画面での計測値から得られるそれぞれの三刺激値と、Ｒ、ＧおよびＢの最小階調を同時に表示した画面での計測値から得られる三刺激値とからＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクスを生成するＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクス生成手段である。２０３はＲ、ＧおよびＢを同一階調で同時に表示した画面での計測値から得られる三刺激値とＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクス生成手段２０２で生成されるＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクスとからＲＧＢ混色比を算出するＲＧＢ混色比算出手段である。２０４は算出されたＲＧＢ混色比とγ補正の目標特性とからγ補正データを生成する補正データ生成手段である。

本構成において液晶表示装置１０００’は、例えば不図示の操作スイッチの操作によりγ補正のキャリブレーション動作に入る。

キャリブレーション動作に入ると、まず液晶表示パネルの素特性を計測するため、画像信号制御手段２４’の制御によりＲ、ＧおよびＢについて計測対象色の表示を最大階調、その他の色の表示を最小階調として輝度色度計測手段３０でそれぞれ輝度Ｙおよび色度ｘ、ｙを計測する。次にＲ、ＧおよびＢの表示を全て最小階調（＝黒表示）として輝度色度計測手段３０で輝度Ｙおよび色度ｘ、ｙを計測する。

ここで計測された輝度Ｙおよび色度ｘ、ｙをＹｘｙ→ＸＹＺ変換手段２０１でそれぞれの三刺激値ＸＹＺへ変換し、ＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクス生成手段２０２において第１の実施形態で説明したＭ^−１を生成する。

次にＲ、ＧおよびＢを全て所定の同一階調表示（＝Ｇｒａｙ表示）とし輝度色度計測手段３０でそれぞれ輝度Ｙおよび色度ｘ、ｙを計測し、Ｙｘｙ→ＸＹＺ変換手段２０１で三刺激値ＸＹＺへ変換して、ＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクス生成手段２０２で生成したＭ^−１を用いてＲＧＢ混色比を算出する。このＲＧＢ混色比をＧｒａｙ表示の最小階調から最大階調まで全階調領域に渡って算出することで入力階調に対するＲ、ＧおよびＢそれぞれの混色比の変化特性を得る。

こうして求めた入力階調に対するＲ、ＧおよびＢそれぞれの混色比の変化特性と目標特性設定手段２１’で一般に入力階調をＶとしてｆ（Ｖ）＝Ｖγで設定するγ補正の目標特性とから補正データ生成手段２０４でγ補正データを生成し、データ変換手段４，５，６
を構成する図示しないメモリ手段にデータを格納する。

次に、最大階調調整値決定手段２３’は、目標特性設定手段２１’で設定する色度と、ＸＹＺ→ＲＧＢ変換マトリクス生成手段２０２で生成されるＭ^−１を用いて算出されるＲＧＢ混色比に基づいて最大階調調整値を決定し、最大階調調整手段７，８，９の調整値として設定しキャリブレーションを終了する。

ここで、目標特性設定手段２１’で設定する目標特性は複数の特性を予め組み込んでおいて使用者が選択可能にしても良い。

以上説明したように本実施形態によれば、液晶表示素装置１０００’単独でγ補正およびホワイトバランスのキャリブレーションが可能となり、従って液晶パネルである画像表示手段１，２，３のＶ−Ｔ特性の経年変化などに起因する表示特性の変化を任意の時期に使用者が簡単に調整することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る階調性補正方法を適用する液晶表示装置を示す概略ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る階調性補正方法で実行される処理を示すフローチャートである。入力階調に対する混色比の変化特性を示す図である。目標混色比の変化特性、画像表示手段の混色比の変化特性、γ補正特性の関係を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る階調性補正方法で実行される処理を示すフローチャートである。本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置における補正データの自動設定システムの概略ブロック図である。本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置を示す概略ブロック図である。本発明の第４の実施形態に係るγ補正データ生成手段を示す概略ブロック図である。従来の階調性補正方法を適用する液晶表示装置を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１画像表示手段Ｒ
２画像表示手段Ｇ
３画像表示手段Ｂ
４データ変換手段Ｒ
５データ変換手段Ｇ
６データ変換手段Ｂ
７最大階調調整手段Ｒ
８最大階調調整手段Ｇ
９最大階調調整手段Ｂ
１０表示合成手段
１１入力画像信号Ｒ
１２入力画像信号Ｇ
１３入力画像信号Ｂ
１４補正画像信号Ｒ
１５補正画像信号Ｇ
１６補正画像信号Ｂ
１７表示画像
４１メモリ手段
５１メモリ手段
６１メモリ手段

Claims

Ｒ、ＧおよびＢそれぞれの入力画像信号のディジタルデータに対して補正画像信号のディジタルデータを出力するデータ変換手段を備えた画像表示装置の補正データ生成方法であって、
最大階調または最大階調の近傍の階調におけるＲ、ＧおよびＢそれぞれの三刺激値を得る第１のステップと、
Ｒ、ＧおよびＢを最小階調にしたときの三刺激値を得る第２のステップと、
最大階調または最大階調の近傍の階調と最小階調との間の階調でＲ、ＧおよびＢを同時に表示した場合の三刺激値を得る第３のステップと、
第１のステップで得られるＲ、ＧおよびＢそれぞれの三刺激値から第２のステップで得られる三刺激値を減算して得られる三刺激値であるＸＹＺをＲＧＢの混色比に変換する変換マトリクスを生成するステップと、
生成した前記変換マトリクスと第３のステップで得られる三刺激値とから、Ｒ、ＧおよびＢの混色比を算出するステップと、
入力階調値と前記入力階調値に対応して算出した前記Ｒ、ＧおよびＢの混色比との関係を示す変化特性データと、前記入力階調値と前記入力階調値に対応するべき輝度データとの関係を示す目標階調特性データとから、補正データを生成するステップと、
を有することを特徴とする画像表示装置の補正データ生成方法。
最大階調の近傍の階調は、最大階調より小さく、かつ、最大階調＊0．95以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の補正データ生成方法。
前記画像表示装置は、入力画像信号のディジタルデータの最大階調を調整する最大階調調整手段を更に備えたものであり、
白表示におけるホワイトバランスの目標色度を設定するステップと、
前記目標色度と前記変換マトリクスとから、目標色度を得るためのＲ、ＧおよびＢの混色比を算出するステップと、
算出した前記目標色度を得るためのＲ、ＧおよびＢの混色比に基づいて前記最大階調調整手段の調整値を決定するステップと、
を更に有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置の補正データ生成方法。
前記補正データを表示画面内の複数領域に対応して生成した後に行う、その内の基準領域に対応した補正データを取り出すステップと、
前記基準領域に対応した補正データと他の領域に対応した補正データとの誤差を階調性補正誤差データとして生成するステップと、
を更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置の補正データ生成方法。
Ｒ、ＧおよびＢそれぞれの入力画像信号のディジタルデータに対して補正画像信号のディジタルデータを出力するデータ変換手段を備えた画像表示装置を準備するステップと、
補正データを前記データ変換手段のメモリに設定するステップと、
を有しており、
前記補正データは、
最大階調または最大階調の近傍の階調におけるＲ、ＧおよびＢのそれぞれの三刺激値を得る第１のステップと、
Ｒ、ＧおよびＢを最小階調にしたときの三刺激値を得る第２のステップと、
最大階調または最大階調の近傍の階調と最小階調との間の階調でＲ、ＧおよびＢを同時に表示した場合の三刺激値を得る第３のステップと、
第１のステップで得られるＲ、ＧおよびＢのそれぞれの三刺激値から第２のステップで得られる三刺激値を減算して得られる三刺激値であるＸＹＺをＲＧＢに変換する変換マトリクスを生成するステップと、
生成した前記変換マトリクスと第３のステップで得られる三刺激値とから、Ｒ、ＧおよびＢの混色比を算出するステップと、
入力階調値と前記入力階調値に対応して算出した前記Ｒ、ＧおよびＢの混色比との関係を示す変化特性データと、前記入力階調値と前記入力階調値に対応するべき輝度データとの関係を示す目標階調特性データとから、補正データを生成するステップと、によって得られたものであることを特徴とする画像表示装置の製造方法。