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 - Google Patents
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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
【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。
ratio_w、およびBratio_wを算出する。
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。
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≦2n)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)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)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。
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)=Vγ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。
おり、一般に入力階調をVとしてf(V)=Vγ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。
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。
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。
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。
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。
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
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 (5)
- 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。
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