JP2006178331A - 画像表示装置の駆動方法及び補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像表示装置での輝度むらを抑制する補正性能を向上した画像表示装置の駆動方法及び補正方法を提供する。
【解決手段】 複数のラインを構成するように並んだ複数の発光体と、該複数の発光体に対応して配列し、該発光体を励起する複数の素子と、を有する画像表示装置の駆動方法であって、入力信号に補正値を乗じた出力信号に基づいて、前記複数の素子を駆動する工程を有し、前記補正値は、各ラインに関して、
【数１】

によって算出した換算ライン輝度Ｌｉの逆数を、該換算ライン輝度Ｌｉの最小値の逆数で規格化した値である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像表示装置の駆動方法及び駆動信号の補正方法に関する。

特許文献１には、輝度むらが生じる可能性を有する画像表示装置での輝度むらを抑制する方法として、ライン輝度からラインごとに補正値を計算し、補正値を基にライン輝度を補正する方法が開示されている。
特開２００３−２９６９６号公報［キヤノン株式会社 画像表示装置および駆動信号の補正方法］

輝度むらをさらに抑制可能とするような、より一層の補正性能向上が望まれていた。

本発明の目的は、画像表示装置での輝度むらを抑制する補正性能を向上した画像表示装置の駆動方法及び補正方法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、
複数のラインを構成するように並んだ複数の発光体と、
該複数の発光体に対応して配列し、該発光体を励起する複数の素子と、
を有する画像表示装置の駆動方法であって、
入力信号に補正値を乗じた出力信号に基づいて、前記複数の素子を駆動する工程を有し、
前記補正値は、各ラインに関して、

によって算出した換算ライン輝度Ｌｉの逆数を、該換算ライン輝度Ｌｉの最小値の逆数で規格化（正規化）した値であることを特徴とする画像表示装置の駆動方法である。

また、
複数の発光体と該複数の発光体を励起させる素子とを有して構成される複数の画素からなる画像表示装置のライン輝度の補正方法であって、
前記複数の発光体が構成した複数のラインのライン輝度を計算するステップと、
計算されたライン輝度からラインごとに補正値を計算するステップと、
前記補正値を基にライン輝度を補正するステップと、
からなり、
ラインごとの補正値の計算方法は、計算するラインの前後２ライン以上のライン輝度を用いて計算することを特徴とする補正方法である。

本発明によると、画像表示装置での輝度むらを抑制する補正性能を向上することができる。

以下に図面を参照して、この発明の最良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。

図１〜図４を参照して、実施形態について説明する。本実施形態の画像表示装置は、ＦＥＤ表示装置、表面伝導型電子放出素子を備えた表面伝導型電子放出表示装置（以下ＳＥＤ）、プラズマ表示装置などを包含しており、特に、ＦＥＤ表示装置やＳＥＤなどの電子線表示装置では、自発光した輝点の位置が画素の面内でばらつくことによって輝度むらが生じる可能性がある点から本発明が適用される好ましい形態である。

以下の実施形態では、ＳＥＤを用いた場合を例に説明する。また、以下の実施形態においては、発光体、およびこの発光体を励起させる素子によって構成される複数の画素と、この素子を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路とを有して構成される画像表示装置に対して、この発明を適用した例を示すものである。

まず、図１（ａ）を用いて実施形態の画像表示装置の構成を示す。１はＳＥＤパネルである。本実施形態では、薄型の真空容器内に、基板上に多数の電子源例えば冷陰極素子を配列してなるマルチ電子源と、電子の照射により画像を形成する画像形成部材と、を対向して備えたＳＥＤパネル１を用いた。電子放出素子が行方向配線電極と列方向配線電極により単純マトリクス状に配線されており、列／行電極バイアスにより選択された素子から放出される電子を高圧電圧により加速し蛍光体に衝突させることで発光を得ている。ＳＥＤパネル１の構成と製造法については、特開２０００−２５０４６３に詳しく開示されている。

このＳＥＤパネル１に映像信号を入力し表示するまでの動作を説明する。信号Ｓ１は入力映像信号であり、信号処理部１１にて、表示に好適な信号処理が成され、信号Ｓ２が表示信号として出力される。図１において信号処理部１１の機能については、本実施形態を説明する上での必要最小限の機能ブロックについて記載している。図１の信号処理部１１は、逆γ補正部１２、ライン輝度補正部１３、タイミング制御部１４を有している。

一般的に、入力映像信号Ｓ１はＣＲＴディスプレイ装置で表示することを前提として、ＣＲＴディスプレイの入力−発光特性に合わせたガンマ変換と呼ばれる０．４５乗などの非線形変換が施されて伝送あるいは記録されている。その映像信号を、ＳＥＤ、ＦＥＤ、ＰＤＰなどの入力−発光特性が線形な表示デバイスに表示する場合には、入力信号に対して、２．２乗などの逆ガンマ変換を施す必要がある。この逆ガンマ変換を施す部分が逆γ補正部１２である。逆γ補正部１２の出力データは表示パネルの輝度とデータが線形な系に変換され、本実施形態での特徴となるライン輝度補正部１３に入力する。ライン輝度補正部１３に関しては以降で詳しく説明する。ライン輝度補正部１３からの出力は、ＳＥＤパネル１にとって最適な映像の表示信号Ｓ２として出力される。タイミング制御部１４は、入力映像信号Ｓ１と共に受け渡された同期信号を元に、各ブロックの動作のための各種タイミング信号を生成し出力する。

ＰＷＭパルス制御部１５は、水平１周期（行選択期間）毎に表示信号Ｓ２をＳＥＤパネル１に適応した駆動信号（例では、ＰＷＭ変調）に変換する。駆動電圧補正部１６は、ＳＥＤパネル１に配置されている素子を駆動する電圧を補正する。１７は列配線スイッチ部
で、トランジスタなどのスイッチ手段により構成され、毎水平１周期（行選択期間）ごとに駆動電圧補正部１６からの駆動出力をＰＷＭパルス制御部１５から出力されるＰＷＭパルス期間だけパネル列電極に印加する。

１８は行選択制御部で、ＳＥＤパネル１上の素子を駆動する行選択パルスを発生する。１９は行配線スイッチ部で、トランジスタなどのスイッチ手段により構成され、行選択制御部１８から出力される行選択パルスに応じた駆動電圧補正部１６の駆動出力をＳＥＤパネル１に出力する。

２０は高電圧発生部で、ＳＥＤパネル１に配置されている電子放出素子から放出された電子を不図示の蛍光体に衝突させるために加速する加速電圧を発生する。

以上により、ＳＥＤパネル１が駆動されて映像が表示される。

次に、本実施形態として、プロファイルデータを表示素子に対応した１画素分の範囲で平均したものをライン輝度とする方法について説明する。まず、水平方向又は垂直方向のライン輝度を計算するステップについて説明する。

図２はＳＥＤパネル１の各ラインの輝度データを得るための測定の図である。図２（ａ）において、１はＳＥＤパネル、２はＣＣＤカメラを示している。図２（ａ）に示すようにＣＣＤカメラ２でＳＥＤパネル１の各ラインを拡大して撮影する。補正の精度を上げるためには、最低でもＳＥＤの１画素につきＣＣＤが１０画素程度必要である。また、このときＳＥＤパネル１の水平方向とＣＣＤカメラ２の水平方向が一致している必要がある。これらが一致していないと、後述するプロファイル計算が精度良くできないという問題が発生する。

全素子を同一値の信号で駆動した際のＣＣＤカメラ２により撮影されたデータを輝度データに変換したのが図２（ｂ）である。図中、１つの輝点がＳＥＤの１画素であり、図示するライン９、ライン１０はＳＥＤパネル１の水平１ラインの一部（ＣＣＤで撮影された範囲）である。

まず、ＣＣＤカメラ２で撮影した輝度データを、図３に示すように水平方向に平均化し、プロファイルデータ１００（一次元データ）を求める。プロファイルデータ１００の一つの山がＳＥＤの１画素に相当する。本実施形態では水平方向のライン状輝度むらであるため、水平方向に平均化しプロファイルデータを求める。なお、垂直方向のライン状輝度むらであれば、垂直方向の平均化によりプロファイルデータを求める。このプロファイルデータをもとにライン輝度を計算する。

求められたプロファイルデータ１００からライン輝度を計算する。本実施形態では、ＳＥＤの１画素分の範囲でプロファイルデータ１００を平均したものをライン輝度とする。

図４は本実施形態におけるライン輝度計算法を説明するための図である。図４では前記のプロファイルデータ１００を９０度回転して表示している。図４中の点線はＳＥＤの１画素分の範囲を示している。この範囲１〜範囲１７は全て均等である。範囲１〜範囲１７の求め方は複数考えられるが、例えば以下のように求める方法がある。

まず、プロファイルデータ１００から各ラインのピーク位置を検出する。図４中の黒丸は各ラインのピーク位置を示している。次に、図４の例で説明すると、ライン１のピークとライン１７のピークの間の距離Ｄ１を求める。

この距離Ｄ１を１６（＝１７−１）で割った値ＤがＳＥＤの１画素分の幅となる。範囲１〜１７はライン１〜１７のピークを中心とし、幅Ｄの範囲とする。

ライン１〜ライン１７はＳＥＤの各水平ラインを表している。本実施形態では、ラインｉ（ｉ＝１〜１７）のライン輝度は範囲ｉでプロファイルデータ１００を平均した値とする。図４のプロファイルデータから計算されたライン輝度の数値およびそれをグラフ化したものを図５に示す。

次に、ライン輝度から輝度補正値を計算するステップについて説明する。まず、各ライン輝度から次式に従って、換算ライン輝度Ｌｉを求める。ここで、換算ライン輝度データとは、観測者（人間の目）が実際に感じる輝度のデータであり、具体的には、着目するラインとこれに隣接するラインとの輝点間距離によって、着目するラインで実際に感じる輝度値に換算したデータである。

換算の式は、

である。

次に、各ライン輝度の逆数を求める。そして、このライン輝度の逆数を０〜１の値に規格化し、これを輝度補正値（ラインごとの補正値）とする。具体的には、各ライン輝度の逆数を、最低輝度のラインのライン輝度の逆数で割ることによって、０〜１の値に規格化（正規化）する。これにより、例えば最低輝度のラインの補正値は１となり（つまり補正後も輝度を変えない）、最低輝度ラインの２倍の輝度を持つラインの補正値は０．５（つまり、補正後は輝度が補正前の１／２になる）となる。

次に、求められた補正値に従って各ライン輝度を補正するステップについて説明する。例えば、補正値が１であればそのラインは輝度を変えない。あるいは、補正値が０．５であれば、そのラインは輝度を１／２に落とすというような補正を行う。つまり、補正後のライン輝度が、補正前のライン輝度に補正値を乗算した値となるように補正する。この補正手段は複数考えられるが、例えば画像信号に補正値を乗ずるなど可能な方法であれば何でも良い。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、上で求められた輝度補正値をライン輝度補正値テーブル２１に記憶させ、乗算器２２で入力信号に乗算することによって、補正を行っている。

以上、説明したように本実施形態によれば、注目するラインの隣接ラインを含む多数のラインからの影響を考慮して輝度むらを抑制することができ、ＳＥＤパネル１のライン状の輝度むらをより一層精度良く補正することができる。

以下に、実施例１を挙げて本発明をさらに詳述する。

まず、実施形態と同様にして、プロファイルデータを求める。求められたプロファイルデータから、ライン輝度を計算する。本実施例では、ＳＥＤの１画素の４０％の範囲でプ
ロファイルデータを平均したものをライン輝度とする。

プロファイルデータを平均する範囲は、輝点のサイズや、画素周辺部の大きさ、ＳＮ比に応じて適宜変更することが望ましい。

図６は、本実施例におけるライン輝度計算方法を説明するための図である。図６では、求めたプロファイルデータを９０度回転して表示している。図６中の点線は、各ラインのピーク位置を示し、さらに影部は、前記ピーク位置を中心として、ＳＥＤの１画素の±２０％の範囲を示している。

ライン１〜ライン１７はＳＥＤの各水平ラインを表している。本実施例では、ラインｉ（ｉ＝１〜１７）のライン輝度は範囲ｉでプロファイルデータを平均した値とする。図６のプロファイルデータから計算されたライン輝度の数値およびそれから求まる換算ライン輝度Ｌｉ、換算ライン輝度Ｌｉの逆数、補正値を図７に示す。

次に、ライン輝度から輝度補正値を計算するステップについて図７を参照しながら説明する。まず、各ライン輝度から次式に従って、換算ライン輝度Ｌｉを求める。これは、図７（ａ）の表から（ｂ）の表への変換である。また、図７（ａ）の最右列は、隣接するラインの間隔である。

換算ライン輝度Ｌｉは、

で実施形態と同じく求める。

本実施例では、ｍ＝２の場合を計算した。以下にｉ＝９の式を示す。ｍ＝２、ｉ＝９では、

である。ここで、Ｃ_ｉ−ｎとＣ_ｉ＋ｎは、Ｄ−Ｒ＞０ならば１、Ｄ−Ｒ＜０ならば０．５とした。このＣの値は、輝点の大きさや、画素ピッチなどから経験的に求められたものである。

次に、各換算ライン輝度の逆数を求める。図７（ｂ）の表から（ｃ）の表への変換である。

そして、この換算ライン輝度の逆数（図７（ｃ））を０〜１に規格化しこれを輝度補正値とする。これは、図７（ｃ）の表から（ｄ）の表への変換である。この図７（ｃ）の表から（ｄ）の表への変換は、図７（ｃ）の各換算ライン輝度の逆数を、図７（ｃ）の換算ライン輝度の逆数では最も値の大きい最低輝度のラインの換算ライン輝度の逆数で割ることによって、０〜１の値に規格化して補正値を求める。すなわち、図７の例では、ライン４が最も換算ライン輝度の逆数が大きい（最低輝度のラインである）ので、各ラインの換算ライン輝度の逆数を、ライン４の換算ライン輝度の逆数で割ることによりそれぞれのラ
インの補正値が求まる。

これにより、例えば最低輝度のラインの補正値は１となり（つまり補正後も輝度を変えない）、最低輝度ラインの２倍の輝度を持つラインの補正値は０．５（つまり、補正後は輝度が補正前の１／２になる）となる。図７の例では、ライン４が最も暗いため補正値は１（補正後も輝度は変えない）、ライン１０が最も明るく補正値は０．７４１（補正後の輝度は補正前の０．７４１倍）である。

次に、求められた補正値に従って各ライン輝度を補正するステップについて説明する。例えば、補正値が１であればそのラインは輝度を変えない。あるいは、補正値が０．５であれば、そのラインは輝度を１／２に落とすというような補正を行う。つまり、補正後のライン輝度が、補正前のライン輝度に補正値をかけた値（乗算した値）となるように補正する。この補正手段は複数考えられるが、例えば画像信号に補正値を乗ずるなど可能な方法であれば何でも良い。本実施例では、実施形態と同様、上で求められた輝度補正値をテーブルに記憶させ、入力信号に乗算することによって、補正を行っている。

以上、説明したように本実施例によれば、注目するラインの隣接ラインを含む多数のラインからの影響を考慮して輝度むらを抑制することができ、ＳＥＤパネル１のライン状の輝度むらをより一層精度良く補正することができる。

ＳＥＤパネル及びその周辺回路を説明する概略図である。 ＳＥＤパネルをＣＣＤカメラで測定する要素を示した模式図である。 プロファイルデータを示した模式図である。 実施形態におけるライン輝度計算方法を示した図である。 実施形態において計算されたライン輝度を示した図である。 実施例におけるライン輝度計算方法を示した図である。 実施例におけるライン輝度から輝度補正値を求める方法について示した図である。

符号の説明

１ ＳＥＤパネル
２ ＣＣＤカメラ
１１ 信号処理部
１２ 補正部
１３ ライン輝度補正部
１４ タイミング制御部
１５ パルス制御部
１６ 駆動電圧補正部
１７ 列配線スイッチ部
１８ 行選択制御部
１９ 行配線スイッチ部
２０ 高電圧発生部
２１ ライン輝度補正値テーブル
２２ 乗算器
１００ プロファイルデータ

Claims (6)

1. 複数のラインを構成するように並んだ複数の発光体と、
   該複数の発光体に対応して配列し、該発光体を励起する複数の素子と、
   を有する画像表示装置の駆動方法であって、
   入力信号に補正値を乗じた出力信号に基づいて、前記複数の素子を駆動する工程を有し、
   前記補正値は、各ラインに関して、
   

   

   によって算出した換算ライン輝度Ｌｉの逆数を、該換算ライン輝度Ｌｉの最小値の逆数で規格化した値であることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
2. 複数のラインを構成するように並んだ複数の発光体と、
   該複数の発光体に対応して配列し、該発光体を励起する複数の素子と、
   を有する画像表示装置の駆動方法であって、
   

   

   によって複数のラインの内影響し合うラインの中でラインごとに算出した換算ライン輝度Ｌｉの逆数を、前記影響し合うラインの中で最小値となる換算ライン輝度Ｌｉの逆数で割って規格化した値をラインごとの補正値として予め記憶させておき、
   入力信号に該ラインごとの補正値を乗じ、前記影響し合うライン全てからの影響を考慮して輝度補正を行った出力信号に基づいて、前記複数の素子を駆動することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
3. 複数の発光体と該複数の発光体を励起させる素子とを有して構成される複数の画素からなる画像表示装置のライン輝度の補正方法であって、
   前記複数の発光体が構成した複数のラインのライン輝度を計算するステップと、
   計算されたライン輝度からラインごとに補正値を計算するステップと、
   前記補正値を基にライン輝度を補正するステップと、
   からなり、
   ラインごとの補正値の計算方法は、計算するラインの前後２ライン以上のライン輝度を用いて計算することを特徴とする補正方法。
4. 前記ライン輝度を計算するステップでは、発光体の輝度データをラインごとに平均化して得られたプロファイルデータによりライン輝度を計算することを特徴とする請求項３に記載の補正方法。
5. 前記補正値を計算するステップでは、
   前記プロファイルデータにおけるピーク位置を算出し、
   

   

   による換算ライン輝度Ｌｉを用いて補正値を計算することを特徴とする請求項４に記載の補正方法。
6. 前記補正値を計算するステップでは、
   前記プロファイルデータにおけるピーク位置を算出し、
   

   

   による換算ライン輝度Ｌｉを算出し、
   算出した換算ライン輝度Ｌｉの逆数を、最小値の換算ライン輝度Ｌｉの逆数で割って規格化して補正値を計算し、
   前記ライン輝度を補正するステップでは、
   入力信号に前記補正値を乗じて補正を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の補正方法。

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