JP2011059596A - 表示装置、ムラ補正方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リニア空間の中でムラ補正をすると共に、リニア空間外にも１つムラ補正面を設定して超低階調側の領域におけるムラを補正することで、消費電力、回路面積の増大を抑えながらも効果的に、超低階調側の領域におけるムラを補正することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】電流量に応じて自発光する発光素子と映像信号に応じて前記発光素子へ印加する電流を制御する画素回路とを備える画素と、発光させる前記画素を選択する選択信号を所定の走査周期で該画素へ供給する走査線と、前記映像信号を前記画素へ供給するデータ線とがマトリクス状に配置される表示部と、リニア特性を有する前記映像信号に対し発光ムラを補正する第１のムラ補正部と、ガンマ特性を有する前記映像信号に対し所定の領域以下の発光ムラを補正する第２のムラ補正部と、を備える、表示装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置、ムラ補正方法およびコンピュータプログラムに関し、より詳細には、所定の走査周期で画素を選択する走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与えるデータ線と、前記輝度情報に基づいて電流量を制御し、電流量に応じて発光素子を発光させる画素回路とが、マトリクス状に配置されて構成されるアクティブマトリクス型の表示装置、当該表示装置におけるムラ補正方法およびコンピュータプログラムに関する。

平面で薄型の表示装置として、液晶を用いた液晶表示装置、プラズマを用いたプラズマ表示装置等が実用化されている。

液晶表示装置は、バックライトを設け、電圧の印加によって液晶分子の配列を変化させることでバックライトからの光を通過させたり遮断したりすることで画像を表示する表示装置である。また、プラズマ表示装置は、基板内に封入されたガスに対して電圧を印加することでプラズマ状態となり、プラズマ状態から元の状態に戻る際に生じるエネルギーによって発生する紫外線が、蛍光体に照射されることで可視光となり、画像を表示する表示装置である。

一方、近年においては、電圧を印加すると素子自体が発光する有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いた自発光型の表示装置の開発が進んでいる。有機ＥＬ素子は、電解によってエネルギーを受けると、基底状態から励起状態へ変化し、励起状態から基底状態に戻るときに、差分のエネルギーを光として放出する。有機ＥＬ表示装置は、この有機ＥＬ素子が放出する光を用いて画像を表示する表示装置である。

自発光型表示装置は、バックライトを必要とする液晶表示装置とは異なり、素子が自ら発光するためにバックライトを必要としないため、液晶表示装置に比べて薄く構成することが可能である。また、液晶表示装置と比べて、動画特性、視野角特性、色再現性等が優れているため、有機ＥＬ素子を用いた自発光型表示装置は次世代の平面薄型表示装置として注目されている。

このような自発光型表示装置は、その製造工程において、画素を構成するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；薄膜トランジスタ）をレーザー光で露光する工程がある。この露光工程は、１本のレーザー光を光学手段によって扇状に広げ、扇状のレーザー光によって、画像を表示するパネルの垂直方向に配置されたＴＦＴの露光処理を行っている。そして、パネルを水平方向に移動させることで、パネル全体に配置されたＴＦＴに対して露光処理を行う。

しかし、レーザー光を扇状に広げていることにより、レーザー光がパネルに対して均一に照射されない場合がある。そのため、製造されたパネルは水平方向や垂直方向に筋状の発光ムラを生じやすくなっている。また、水平方向や垂直方向以外にも、局所的に発光ムラを生じる場合もある。この他、気温・湿度・環境による影響や、製造装置に起因する製造ばらつきなどの影響により、ＴＦＴの厚みや特性、各種配線の抵抗値等にばらつきが生じて、結果としてそれがムラのように見える。従って、この発光ムラを補正して、ムラの無い画像を表示する技術が開発され、提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３１６４０８号公報

映像信号を用いてムラ補正を実行する場合には、表示デバイスの入出力特性がリニアでないときは、各階調において適切にムラを補正するために複数面の補正データを持たなければならない。特許文献１に記載された発明のように、単一の補正面を持ち各画素の発光点の違いのみを吸収するような技術も公開されてはいるが、この技術を適用する場合には、全ての画素において同一のガンマ特性を有する必要がある。しかし、実際には様々な要因により画素ごとにガンマ特性のばらつきが存在するので、この技術を適用してムラを補正するのは非常に困難である。

また、一般的な有機ＥＬ素子を用いた自発光型表示装置では、極めて低階調側（超低階調側）の領域におけるムラは、使用上はあまり問題にはならない。しかし、スタジオモニタやマスタモニタ、写真を確認するための写真用モニタ等の、プロフェッショナル向けやセミプロフェッショナル向けのディスプレイにおいては、超低階調側のムラであっても品質上の問題が生じる。

補正データを削減して効率よくムラを補正する方法として、信号処理上に入出力がリニアな空間を作り出し、そのリニア空間の中で少ない補正データを用いて補正する方法が提案されている。しかし、この方法ではリニア空間を作る関係上、超低階調側ではリニア空間が崩れる可能性が高い。これはデジタル化の際のビット誤差に起因するものであり、ビット幅が狭ければそのリニア空間の崩れがより顕著なものになる。リニア空間の崩れを補正するためにはリニア空間のビット幅を広げれば良いが、ビット幅を広くするとＩＣ（集積回路）での計算容量の増大に繋がり、結果として回路規模を増大させるために、消費電力、回路面積の増大を招いてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、リニア空間の中でムラ補正をすると共に、リニア空間外にも１つムラ補正面を設定して超低階調側の領域におけるムラを補正することで、消費電力、回路面積の増大を抑えながらも効果的に、超低階調側の領域におけるムラを補正することが可能な、新規かつ改良された表示装置、ムラ補正方法およびコンピュータプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電流量に応じて自発光する発光素子と映像信号に応じて前記発光素子へ印加する電流を制御する画素回路とを備える画素と、発光させる前記画素を選択する選択信号を所定の走査周期で該画素へ供給する走査線と、前記映像信号を前記画素へ供給するデータ線とがマトリクス状に配置される表示部と、リニア特性を有する前記映像信号に対し発光ムラを補正する第１のムラ補正部と、ガンマ特性を有する前記映像信号に対し所定の領域以下の発光ムラを補正する第２のムラ補正部と、を備える、表示装置が提供される。

前記第１のムラ補正部による発光ムラの補正の後に、前記第２のムラ補正部による所定の領域以下の発光ムラの補正を実行してもよい。

前記第２のムラ補正部による所定の領域以下の発光ムラの補正の後に、前記第１のムラ補正部による所定の領域を超える領域の発光ムラの補正を実行してもよい。

前記第１のムラ補正部及び前記第２のムラ補正部に対して、前記所定の領域を指定する閾値を伝送する制御部をさらに備えていてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電流量に応じて自発光する発光素子と映像信号に応じて前記発光素子へ印加する電流を制御する画素回路とを備える画素と、発光させる前記画素を選択する選択信号を所定の走査周期で該画素へ供給する走査線と、前記映像信号を前記画素へ供給するデータ線とがマトリクス状に配置される表示部に表示される発光ムラを、リニア特性を有する前記映像信号に対して補正する第１のムラ補正ステップと、ガンマ特性を有する前記映像信号に対し所定の領域以下の発光ムラを補正する第２のムラ補正ステップと、を備える、ムラ補正方法が提供される。

前記第１のムラ補正ステップによる発光ムラの補正の後に、前記第２のムラ補正ステップによる所定の領域以下の発光ムラの補正を実行してもよい。

前記第２のムラ補正ステップによる所定の領域以下の発光ムラの補正の後に、前記第１のムラ補正ステップによる所定の領域を超える領域の発光ムラの補正を実行してもよい。

前記第１のムラ補正ステップ及び前記第２のムラ補正ステップでの補正の際に、前記所定の領域を指定する閾値を伝送する閾値伝送ステップを備えていてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電流量に応じて自発光する発光素子と映像信号に応じて前記発光素子へ印加する電流を制御する画素回路とを備える画素と、発光させる前記画素を選択する選択信号を所定の走査周期で該画素へ供給する走査線と、前記映像信号を前記画素へ供給するデータ線とがマトリクス状に配置される表示部に表示される発光ムラを、リニア特性を有する前記映像信号に対して補正する第１のムラ補正ステップと、ガンマ特性を有する前記映像信号に対し所定の領域以下の発光ムラを補正する第２のムラ補正ステップと、をコンピュータに実行させる、コンピュータプログラムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、リニア空間の中でムラ補正をすると共に、リニア空間外にも１つムラ補正面を設定して超低階調側の領域におけるムラを補正することで、消費電力、回路面積の増大を抑えながらも効果的に、超低階調側の領域におけるムラを補正することが可能な、新規かつ改良された表示装置、ムラ補正方法およびコンピュータプログラムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる表示装置１００の構成について説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる表示装置１００を流れる信号の特性の移り変わりをグラフで説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかるムラ補正部１３０の構成について説明する説明図である。 従来のムラ補正方法を示す説明図である。 従来のムラ補正方法を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる表示装置１００によるムラ補正方法を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態にかかる表示装置１００の構成について説明する説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．第１の実施形態＞
［１−１．表示装置の構成］
［１−２．表示装置を流れる信号の特性］
［１−３．ムラ補正部の構成］
＜２．第２の実施形態＞
＜３．まとめ＞

＜１．第１の実施形態＞
［１−１．表示装置の構成］
まず、本発明の第１の実施形態にかかる表示装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる表示装置１００の構成について説明する説明図である。以下、図１を用いて本発明の第１の実施形態にかかる表示装置１００の構成について説明する。

図１に示したように、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００は、制御部１０４と、記録部１０６と、信号処理集積回路１１０と、記憶部１５０と、低階調側ムラ補正部１５１と、データドライバ１５２と、ガンマ回路１５４と、過電流検出部１５６と、パネル１５８と、を含んで構成される。

そして信号処理集積回路１１０は、エッジぼかし部１１２と、Ｉ／Ｆ部１１４と、リニア変換部１１６と、パターン生成部１１８と、色温度調整部１２０と、静止画検波部１２２と、長期色温度補正部１２４と、発光時間制御部１２６と、信号レベル補正部１２８と、ムラ補正部１３０と、ガンマ変換部１３２と、ディザ処理部１３４と、信号出力部１３６と、長期色温度補正検波部１３８と、ゲートパルス出力部１４０と、ガンマ回路制御部１４２と、を含んで構成される。

表示装置１００は、映像信号の供給を受けると、その映像信号を分析して、分析した内容に従って、後述するパネル１５８の内部に配置される画素を点灯することで、パネル１５８を通じて映像を表示するものである。

制御部１０４は、信号処理集積回路１１０の制御を行うものであり、Ｉ／Ｆ部１１４との間で信号の授受を行う。また、制御部１０４はＩ／Ｆ部１１４から受け取った信号に対して各種信号処理を行う。制御部１０４で行う信号処理には、例えばパネル１５８に表示する画像の輝度の調整に用いるゲインの算出がある。

記録部１０６は、制御部１０４において信号処理集積回路１１０を制御するための情報を格納するためのものである。記録部１０６として、表示装置１００の電源が切れている状態でも情報が消えずに格納することができるメモリを用いることが好ましい。記録部１０６として採用するメモリとして、例えば電気的に内容を書き換えることができるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いることが望ましい。ＥＥＰＲＯＭは基板に実装したままでデータの書き込みや消去を行うことができる不揮発性のメモリである。

信号処理集積回路１１０は、映像信号を入力し、入力された映像信号に対して信号処理を施すものである。本実施形態では、信号処理集積回路１１０に入力される映像信号はデジタル信号であり、信号幅は１０ビットである。入力した映像信号に対する信号処理は、信号処理集積回路１１０の内部の各部で行う。

エッジぼかし部１１２は、入力された映像信号に対してエッジをぼかすための信号処理を行うものである。具体的には、エッジぼかし部１１２は、パネル１５８への画像の焼き付き現象を防ぐために、画像を意図的にずらすことでエッジをぼかして、画像の焼き付き現象を抑えるものである。

リニア変換部１１６は、入力に対する出力がガンマ特性を有する映像信号を、ガンマ特性からリニア特性を有するように変換する信号処理を行うものである。リニア変換部１１６で入力に対する出力がリニア特性を有するように信号処理を行うことで、パネル１５８で表示する画像に対する様々な処理が容易になる。リニア変換部１１６での信号処理によって、映像信号の信号幅が１０ビットから１４ビットに拡がる。リニア変換部１１６でリニア特性を有するように映像信号を変換すると、後述するガンマ変換部１３２においてガンマ特性を有するように変換する。

パターン生成部１１８は、表示装置１００の内部の画像処理で使用するテストパターンを生成するものである。表示装置１００の内部の画像処理で使用するテストパターンとしては、例えばパネル１５８の表示検査に用いるテストパターンがある。

色温度調整部１２０は、画像の色温度の調整を行うものであり、表示装置１００のパネル１５８で表示する色の調整を行うものである。図１には図示していないが、表示装置１００には色温度を調整するための色温度調整手段を備えており、利用者が色温度調整手段を操作することで、画面に表示される画像の色温度を手動で調整することができる。

長期色温度補正部１２４は、有機ＥＬ素子のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色の輝度・時間特性（ＬＴ特性）が異なることによる経年変化を補正するものである。有機ＥＬ素子には、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のＬＴ特性が異なるため、発光時間の経過に伴って色のバランスが崩れてくる。その色のバランスを補正するものである。

発光時間制御部１２６は、映像をパネル１５８に表示する際のパルスのデューティ比を算出して、有機ＥＬ素子の発光時間を制御するものである。表示装置１００は、パルスがＨＩ状態の間にパネル１５８内部の有機ＥＬ素子に対して電流を流すことで、有機ＥＬ素子を発光させて画像の表示を行う。

信号レベル補正部１２８は、画像の焼き付き現象を防ぐために、映像信号の信号レベルを補正することでパネル１５８に表示する映像の輝度を調整するものである。画像の焼き付き現象は、特定の画素の発光頻度が他の画素に比べて高い場合に生じる発光特性の劣化現象のことであり、劣化してしまった画素は他の劣化していない画素に比べて輝度の低下を招いて、周辺の劣化していない部分との輝度差が大きくなる。この輝度の差によって、画面に文字が焼き付いてしまったように見える。

信号レベル補正部１２８は、映像信号と発光時間制御部１２６で算出されたパルスのデューティ比とから各画素または画素群の発光量を算出し、算出した発光量に基づいて、必要に応じて輝度を落とすためのゲインを算出し、算出したゲインを映像信号に乗じるものである。

長期色温度補正検波部１３８は、長期色温度補正部１２４で補正するための情報を検知するものである。長期色温度補正検波部１３８で検知した情報は、Ｉ／Ｆ部１１４を通じて制御部１０４に送られ、制御部１０４を経由して記録部１０６に記録される。

ムラ補正部１３０は、パネル１５８に表示される画像や映像のムラを補正するものである。ムラ補正部１３０において、パネル１５８の横筋、縦筋および画面に局所的に生じる発光ムラを、入力信号のレベルや座標位置を基準にして補正を行う。

ガンマ変換部１３２は、リニア変換部１１６でリニア特性を有するように変換した映像信号に対してガンマ特性を有するように変換する信号処理を施すものである。ガンマ変換部１３２で行う信号処理は、パネル１５８が有するガンマ特性をキャンセルし、信号の電流に応じてパネル１５８の内部の有機ＥＬ素子が発光するようにリニア特性を有するような信号に変換する信号処理である。ガンマ変換部１３２で信号処理を行うことで、信号幅が１４ビットから１２ビットに変化する。

ディザ処理部１３４は、ガンマ変換部１３２で変換された信号に対してディザリングを施すものである。ディザリングは、使用可能な色数が少ない環境で中間色を表現するために、表示可能な色を組み合わせて表示することである。ディザ処理部１３４でディザリングを行うことで、本来パネル上では表示できない色を、見かけ上作り出して表現することができる。ディザ処理部１３４でのディザリングによって、信号幅が１２ビットから１０ビットに変化する。

信号出力部１３６は、ディザ処理部１３４でディザリングが施された後の信号をデータドライバ１５２に対して出力するものである。信号出力部１３６からデータドライバ１５２に渡される信号はＲ、Ｇ、Ｂ各色の発光量に関する情報が乗った信号であり、発光時間の情報が乗った信号はゲートパルス出力部１４０からパルスの形式で出力される。

ゲートパルス出力部１４０は、パネル１５８の発光時間を制御するパルスを出力するものである。ゲートパルス出力部１４０から出力されるパルスは、発光時間制御部１２６で算出したデューティ比によるパルスである。ゲートパルス出力部１４０からのパルスによって、パネル１５８での各画素の発光時間が決定される。

ガンマ回路制御部１４２は、ガンマ回路１５４に設定値を与えるものである。ガンマ回路制御部１４２が与える設定値は、データドライバ１５２の内部に含まれるＤ／Ａ変換器のラダー抵抗に与えるための基準電圧である。

記憶部１５０は、信号レベル補正部１２８で輝度を補正する際に必要となる、所定の輝度を上回って発光している画素または画素群の情報と、当該上回っている量の情報とを対応付けて格納しているものである。記憶部１５０としては、記録部１０６とは異なり、電源が切れると内容が消去されるようなメモリを用いてもよく、そのようなメモリとして、例えばＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いることが望ましい。

低階調側ムラ補正部１５１は、ガンマ特性を有する映像信号の低階調側の領域に絞ったムラ補正処理を実行するものである。低階調側ムラ補正部１５１でのムラ補正処理は、原則としてムラ補正部１３０でのムラ補正処理と同一の処理を実行するが、低階調側ムラ補正部１５１でのムラ補正処理は、映像信号の低階調側の領域に絞って行われる点がムラ補正部１３０でのムラ補正処理と異なる。

過電流検出部１５６は、基板のショート等で過電流が生じた場合にその過電流を検出し、ゲートパルス出力部１４０に通知するものである。過電流検出部１５６からの過電流発生通知により、過電流が生じた場合にその過電流がパネル１５８に印加されるのを防ぐことができる。

データドライバ１５２は、信号出力部１３６から受け取った信号に対して信号処理を行い、パネル１５８に対して、パネル１５８で映像を表示するための信号を出力するものである。データドライバ１５２には、図示しないが、Ｄ／Ａ変換器が含まれており、Ｄ／Ａ変換器はデジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。

ガンマ回路１５４は、データドライバ１５２の内部に含まれるＤ／Ａ変換器のラダー抵抗に基準電圧を与えるものである。ラダー抵抗に与えるための基準電圧は、上述のようにガンマ回路制御部１４２で生成される。

パネル１５８は、データドライバ１５２からの出力信号およびゲートパルス出力部１４０からの出力パルスを入力し、入力した信号およびパルスに応じて、自発光素子の一例である有機ＥＬ素子を発光させて動画像や静止画像を表示するものである。パネル１５８は、画像を表示する面の形状が平面である。有機ＥＬ素子は電圧を印加すると発光する自発光型の素子であり、その発光量は電圧に比例する。従って、有機ＥＬ素子のＩＬ特性（電流−発光量特性）も比例関係を有することとなる。

パネル１５８には、図示しないが、所定の走査周期で画素を選択する走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与えるデータ線と、輝度情報に基づいて電流量を制御し、電流量に応じて発光素子である有機ＥＬ素子を発光させる画素回路とが、マトリクス状に配置されて構成されており、このように走査線、データ線および画素回路が構成されていることで、表示装置１００は映像信号に従って映像を表示することができる。

以上、図１を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の構成について説明した。なお、図１に示した本発明の一実施形態にかかる表示装置１００は、リニア変換部１１６でリニア特性を有するように映像信号を変換した後、変換後の映像信号をパターン生成部１１８に入力したが、パターン生成部１１８とリニア変換部１１６とを入れ替えてもよい。

［１−２．表示装置を流れる信号の特性］
次に、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００を流れる信号の特性の移り変わりについて説明する。図２は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００を流れる信号の特性の移り変わりをグラフで説明する説明図である。図２の各グラフは、横軸を入力、縦軸を出力として示している。

図２の（ａ）は、被写体を入力した際に、被写体の光量に対する出力Ａがガンマ特性を有する映像信号に対して、リニア変換部１１６で逆のガンマ曲線（リニアガンマ）を掛け合わせることで、被写体の光量に対する出力がリニア特性を有するように映像信号を変換したことを示している。

図２の（ｂ）は、被写体の光量の入力に対する出力Ｂの特性がリニア特性を有するように変換した映像信号に対して、ガンマ変換部１３２でガンマ曲線を掛け合わせることで、被写体の光量の入力に対する出力がガンマ特性を有するように映像信号を変換したことを示している。

図２の（ｃ）は、被写体の光量の入力に対する出力Ｃの特性がガンマ特性を有するように変換した映像信号に対して、データドライバ１５２におけるＤ／Ａ変換が行われたことを示している。Ｄ／Ａ変換は、入力と出力との関係がリニア特性を有している。従って、データドライバ１５２によってＤ／Ａ変換が施されることによって、被写体の光量を入力すると、出力電圧はガンマ特性を有する。

図２の（ｄ）は、Ｄ／Ａ変換が施された後の映像信号が、パネル１５８に含まれるトランジスタに入力されることによって、両者のガンマ特性が打ち消されることを示している。トランジスタのＶＩ特性は、被写体の光量の入力に対する出力電圧のガンマ特性と逆のカーブを有するガンマ特性である。従って、被写体の光量を入力すると出力電流がリニア特性を有するように再び変換することができる。

図２の（ｅ）は、被写体の光量を入力すると出力電流がリニア特性を有する信号がパネル１５８に入力されることで、当該リニア特性を有する信号と、上述したようにリニア特性を有する有機ＥＬ素子のＩＬ特性とが掛け合わされることを示している。

その結果、図２の（ｆ）に示したように、被写体の光量を入力すると、パネル（ＯＬＥＤ；Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の発光量がリニア特性を有しているため、リニア変換部１１６で逆のガンマ曲線を掛け合わせてリニア特性を有するように映像信号を変換することで、図１に示した信号処理集積回路１１０におけるリニア変換部１１６からガンマ変換部１３２の間をリニア領域として信号処理することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００を流れる信号の信号特性の移り変わりについて説明した。

［１−３．ムラ補正部の構成］
続いて、本発明の一実施形態にかかるムラ補正部１３０の構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態にかかるムラ補正部１３０の構成について説明する説明図である。

図３に示したように、本発明の一実施形態にかかるムラ補正部１３０は、レベル検出部１６２と、ムラ補正情報記憶部１６４と、補間部１６６、１６８と、加算器１７０と、を含んで構成される。

レベル検出部１６２は、映像信号の電圧（レベル）を検出する。レベル検出部１６２で映像信号のレベルを検出すると、検出したレベルをムラ補正情報記憶部１６４に送る。

ムラ補正情報記憶部１６４は、パネル１５８に表示される画像の発光ムラを補正するための情報が記憶されるものである。ムラ補正情報記憶部として、記録部１０６と同様に、表示装置１００の電源が切れている状態でも情報が消えずに格納することができるメモリを用いることが好ましい。ムラ補正情報記憶部１６４として採用するメモリとして、例えば電気的に内容を書き換えることができるＥＥＰＲＯＭを用いることが望ましい。ここで、パネル１５８に表示される画像の発光ムラを補正するための情報について説明する。

パネル１５８に対して一様な値を有する映像信号を供給した状態で、パネル１５８の画像の表示面をビデオカメラなどの撮像手段で撮像した場合に、パネル１５８に発光ムラが無いときは、当該撮像手段からは一様な値の信号を得ることができる。しかし、パネル１５８に発光ムラがあるときは、当該撮像手段からは発光ムラに応じて値が変化する信号を得ることになる。

そこで、パネル１５８が発光ムラを生じているかどうかを検出するために、パネル１５８において複数の所定の輝度で発光するような映像信号をパネル１５８に対して供給する。そのような映像信号は、例えばパターン生成部１１８で生成してパネル１５８に供給してもよく、表示装置１００の外部で生成して表示装置１００に供給してもよい。ここで、表示装置１００では、パネル１５８の各画素において印加する電圧と、パネル１５８の各画素における輝度とはリニアな（線形な）関係を有しているので、映像信号の信号レベル（電圧）に比例してパネル１５８における輝度が変化することになる。

パネル１５８が所定の輝度で発光するような映像信号の入力を受けると、当該映像信号に従ってパネル１５８が発光する。発光したパネル１５８の表示面を撮像手段で撮像し、撮像手段で撮像したパネル１５８の表示面の画像から信号電圧を取得する。取得した信号電圧を外部の専用コンピュータ（図示せず）に入力することで、当該輝度における発光ムラの補正データを得る。

つまり、当該輝度における発光ムラの補正データとは、パネル１５８が当該輝度で表示する画像に発光ムラがある場合に、パネル１５８における発光ムラが無くなる様に、発光ムラを生じている箇所に対して映像信号の信号レベルを補正するための補正データである。そして、このような補正データをムラ補正情報記憶部１６４に記憶しておき、記憶した補正データに基づいて映像信号の信号レベルを補正することで、パネル１５８固有の発光ムラを抑えて画像を表示することができる。

上述したように、パネル１５８は画素を構成するＴＦＴをレーザー光で露光する工程があり、そのレーザー光による露光工程に起因して、パネル１５８の水平方向や垂直方向に筋状の発光ムラを生じやすくなっている。また、パネル１５８の水平方向や垂直方向以外にも、局所的に発光ムラを生じる場合もある。

そのため、発光ムラの補正データには、パネル１５８の水平方向や垂直方向に生じる発光ムラを補正する補正データと、パネル１５８の局所的に生じる発光ムラを補正する補正データとが含まれる。本実施形態における表示装置１００は、水平方向や垂直方向に生じる発光ムラの補正（以下「縦横補正」とも称する）と、局所的に生じる発光ムラを補正する補正（以下「スポット補正」とも称する）とを組み合わせて補正することを特徴とする。

補間部１６６、１６８は、補間によって映像信号を補正するための補正信号を生成するものである。補間部１６６、１６８によって生成された補正信号を用いて映像信号を補正することによって、パネル１５８における発光ムラを補正する。

ここで、補間部１６６と補間部１６８との違いは、補間部１６６が縦横補正によって発光ムラを補正する際に補正信号を生成するものであり、補間部１６８はスポット補正によって発光ムラを補正する際に補正信号を生成するものである。縦横補正とスポット補正のどちらを用いて発光ムラを補正するか、また、縦横補正とスポット補正の両方を用いて発光ムラを補正するかは、パネル１５８に生じている発光ムラの状態によって、ムラ補正情報記憶部１６４に補正情報を記録する際に指定してもよい。

加算器１７０は、補間部１６６、１６８で生成された補正信号と、ムラ補正部１３０に入力された映像信号とを加算するものである。補間部１６６、１６８で生成された補正信号と、ムラ補正部１３０に入力された映像信号とが加算されることで、パネル１５８における発光ムラを補正することができる。

以上、図３を用いて本発明の一実施形態にかかるムラ補正部１３０の構成について説明した。上述したように、低階調側ムラ補正部１５１も、図３に示したムラ補正部１３０と同様の構成を有する。なお、本実施形態では、低階調側では信号のガンマ特性がほぼリニアな特性を有しているとみなして、低階調側ムラ補正部１５１は補正面を低階調側に１面だけ持って、低階調側の領域に対するムラ補正を実行する。従って、低階調側の領域においては、図３のような構成を有する低階調側ムラ補正部１５１によって、パネル１５８における低階調側の領域における発光ムラを補正することができる。

なお、低階調側の領域に対してムラ補正を実行する際には、ムラ補正部１３０が実行したリニア領域での信号に対するムラ補正に影響を与えないようにするために、低階調側ムラ補正部１５１は、特定の入力値以下の領域に対してのみムラ補正を実行してもよい。

従来のムラ補正方法は、例えば図４に示したように、パネルのガンマ特性に合わせて補正面を用意していた。図４の「補正面Ａ」のように、パネルのガンマ特性に合わせて補正面を数多く用意すると、パネルのガンマ特性に合わせたムラ補正が可能になる。しかし、補正面を数多く用意しなければならないので処理が煩雑になると共に補正データを保持しておくための容量が必要となる。補正データの保持方法にもよるが、ムラを補正するためにはおおよそ７〜８面の補正面が必要となり、記憶容量は５００メガバイトでは足りない程の補正データが必要となる。しかし、図４の「補正面Ｂ」のように補正面を削減すると、処理は補正面Ａの場合に比べて簡素化される一方で、表示装置が持つガンマ特性とガンマ特性からの誤差が目立つようになってしまう。

また、従来のムラ補正方法は、例えば図５に示したように、リニア特性を有するように映像信号を変換した後にムラ補正を行っていた。このムラ補正方法を用いれば、補正面は１点で済み、ムラ補正処理が簡素化されると共に、補正データを保持するための容量が少なく済む。しかし、デジタル化の際に生じるビット誤差に起因する問題で、低階調側ではリニア特性からの誤差が増加し、正確にムラを補正できないという問題があった。ビット幅を広げれば（例えば１６ビット〜１８ビット程度に広げれば）低階調側でのリニア空間の崩れを抑えることができるが、その一方で、ビット幅を広げるということは回路のバス幅および計算量の増加に繋がるので、回路規模の増大を招き、その結果、消費電力、回路面積の増加を招いてしまうという問題があった。

これに対して本実施形態では、図６に示したように、低階調側では信号のガンマ特性がほぼリニアな特性を有しているとみなして、低階調側ムラ補正部１５１は補正面を低階調側に１点だけ持って、低階調側の領域に対するムラ補正を実行する。本実施形態にかかる表示装置１００においては、例えば図６のような入力に対して、入力が４０以下の領域に対して低階調側ムラ補正部１５１によるムラ補正処理を実行する。このように、リニア領域におけるムラ補正と、リニア領域外における低階調側のムラ補正とを実行することで、本実施形態にかかる表示装置１００は、ムラ補正データを増加させること無く、効率よくムラを補正することができ、またリニア領域のビット幅を高くすること無く、適切にムラを補正することができる。

＜２．第２の実施形態＞
上述した本発明の第１の実施形態では、ガンマ特性を有する映像信号を、ガンマ特性からリニア特性を有するように変換する信号処理を行い、リニア特性を有する映像信号に対してムラ補正処理を行った後、再びガンマ特性を有するように映像信号を変換し、変換後の映像信号に対して、低階調側のムラ補正を実行していた。本発明の第２の実施形態では、ガンマ特性からリニア特性を有するように変換する前に低階調側のムラ補正を実行する場合について説明する。

図７は、本発明の第２の実施形態にかかる表示装置１００’の構成について説明する説明図である。以下、図７を用いて本発明の第２の実施形態にかかる表示装置１００’の構成について説明する。

図７に示した本発明の第２の実施形態にかかる表示装置１００’は、図１に示した本発明の第１の実施形態にかかる表示装置１００とは異なり、信号処理集積回路１１０の前段に低階調側ムラ補正部２５１を設けている。低階調側ムラ補正部２５１は、本発明の第１の実施形態における低階調側ムラ補正部１５１と同様に、映像信号の内、所定の入力以下の低階調側の領域に対するムラ補正を実行するものである。

そして、本発明の第２の実施形態にかかる表示装置１００’は、リニア変換部１１６での信号処理の際に、及びガンマ変換部１３２での信号処理の際に、所定の入力を上回る領域のみを信号処理の対象とするように、制御部１０４からＩ／Ｆ部１１４を経由して、閾値情報をリニア変換部１１６及びガンマ変換部１３２に送る。リニア変換部１１６は、制御部１０４からの閾値情報を受け取り、当該閾値を上回る領域に対してのみ、ガンマ特性を有する映像信号を、リニア特性を有する映像信号に変換する。閾値としては、例えば図６を例に説明すると、入力が４０以下であれば低階調側ムラ補正部２５１でのムラ補正対象とし、入力が４０を上回っていればムラ補正部１３０でのムラ補正対象としてもよい。

そしてガンマ変換部１３２は、制御部１０４からの閾値情報を受け取り、当該閾値を上回る領域に対してのみ、リニア特性を有する映像信号を、ガンマ特性を有する映像信号に変換する。リニア変換部１１６とガンマ変換部１３２の間では、映像信号の内、制御部１０４から送られる閾値を上回る領域のみがリニア特性を有することになり、ムラ補正部１３０は、リニア特性を有する領域に対してムラ補正処理を実行する。

このように、本発明の第２の実施形態にかかる表示装置１００’は、リニア領域におけるムラ補正と、リニア領域外における低階調側のムラ補正とを実行する際に、入力が所定の閾値以下の領域ではリニア領域外における低階調側のムラ補正を実行し、入力が所定の閾値を上回る領域ではリニア領域におけるムラ補正を実行する。このようにリニア領域におけるムラ補正と、リニア領域外における低階調側のムラ補正とを組み合わせて実行することで、ムラ補正データを増加させること無く、効率よくムラを補正することができ、またリニア領域のビット幅を高くすること無く、適切にムラを補正することができ、さらに、お互いに他方のムラ補正に影響を与えることなく、ムラを補正することができる。

＜３．まとめ＞
以上説明したように本発明の各実施形態によれば、リニア特性を有する映像信号に対して信号処理を施して発光ムラの補正を行うことで、ガンマ特性を有する映像信号に比べて発光ムラの検出面の数が少なく済む。そのため、発光ムラを補正するための補正データの記憶容量を少なく抑えることができるので、表示装置１００のコスト削減に繋がる。そして、ムラ補正部１３０や低階調側ムラ補正部１５１、２５１に対して輝度値の絶対値を入力すればよいので、ムラ補正部１３０における補正も容易に行うことができる。

なお、上述した本発明の一実施形態にかかるムラ補正方法は、表示装置１００の内部の記録媒体（例えば記録部１０６）に予め本発明の一実施形態にかかるムラ補正方法を実行するように作成されたコンピュータプログラムを記録しておき、当該コンピュータプログラムを演算装置（例えば制御部１０４）が順次読み出して実行することによって行ってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、表示装置、ムラ補正方法およびコンピュータプログラムに適用可能であり、特に、所定の走査周期で画素を選択する走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与えるデータ線と、前記輝度情報に基づいて電流量を制御し、電流量に応じて発光素子を発光させる画素回路とが、マトリクス状に配置されて構成されるアクティブマトリクス型の表示装置、当該表示装置におけるムラ補正方法およびコンピュータプログラムに適用可能である。

１００ 表示装置
１０４ 制御部
１０６ 記録部
１１０ 信号処理集積回路
１１２ エッジぼかし部
１１４ Ｉ／Ｆ部
１１６ リニア変換部
１１８ パターン生成部
１２０ 色温度調整部
１２２ 静止画検波部
１２４ 長期色温度補正部
１２６ 発光時間制御部
１２８ 信号レベル補正部
１３０ ムラ補正部
１３２ ガンマ変換部
１３４ ディザ処理部
１３６ 信号出力部
１３８ 長期色温度補正検波部
１４０ ゲートパルス出力部
１４２ ガンマ回路制御部
１５０ 記憶部
１５１、２５１ 低階調側ムラ補正部
１５２ データドライバ
１５４ ガンマ回路
１５６ 過電流検出部
１５８ パネル
１６２ レベル検出部
１６４ ムラ補正情報記憶部
１６６、１６８ 補間部
１７０ 加算器

Claims (9)

1. 電流量に応じて自発光する発光素子と映像信号に応じて前記発光素子へ印加する電流を制御する画素回路とを備える画素と、発光させる前記画素を選択する選択信号を所定の走査周期で該画素へ供給する走査線と、前記映像信号を前記画素へ供給するデータ線とがマトリクス状に配置される表示部と、
   リニア特性を有する前記映像信号に対し発光ムラを補正する第１のムラ補正部と、
   ガンマ特性を有する前記映像信号に対し所定の領域以下の発光ムラを補正する第２のムラ補正部と、
   を備える、表示装置。
2. 前記第１のムラ補正部による発光ムラの補正の後に、前記第２のムラ補正部による所定の領域以下の発光ムラの補正を実行する、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第２のムラ補正部による所定の領域以下の発光ムラの補正の後に、前記第１のムラ補正部による所定の領域を超える領域の発光ムラの補正を実行する、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１のムラ補正部及び前記第２のムラ補正部に対し、前記所定の領域を指定する閾値を伝送する制御部をさらに備える、請求項３に記載の表示装置。
5. 電流量に応じて自発光する発光素子と映像信号に応じて前記発光素子へ印加する電流を制御する画素回路とを備える画素と、発光させる前記画素を選択する選択信号を所定の走査周期で該画素へ供給する走査線と、前記映像信号を前記画素へ供給するデータ線とがマトリクス状に配置される表示部に表示される発光ムラを、リニア特性を有する前記映像信号に対して補正する第１のムラ補正ステップと、
   ガンマ特性を有する前記映像信号に対し所定の領域以下の発光ムラを補正する第２のムラ補正ステップと、
   を備える、ムラ補正方法。
6. 前記第１のムラ補正ステップによる発光ムラの補正の後に、前記第２のムラ補正ステップによる所定の領域以下の発光ムラの補正を実行する、請求項５に記載のムラ補正方法。
7. 前記第２のムラ補正ステップによる所定の領域以下の発光ムラの補正の後に、前記第１のムラ補正ステップによる所定の領域を超える領域の発光ムラの補正を実行する、請求項５に記載のムラ補正方法。
8. 前記第１のムラ補正ステップ及び前記第２のムラ補正ステップでの補正の際に、前記所定の領域を指定する閾値を伝送する閾値伝送ステップを備える、請求項７に記載のムラ補正方法。
9. 電流量に応じて自発光する発光素子と映像信号に応じて前記発光素子へ印加する電流を制御する画素回路とを備える画素と、発光させる前記画素を選択する選択信号を所定の走査周期で該画素へ供給する走査線と、前記映像信号を前記画素へ供給するデータ線とがマトリクス状に配置される表示部に表示される発光ムラを、リニア特性を有する前記映像信号に対して補正する第１のムラ補正ステップと、
   ガンマ特性を有する前記映像信号に対し所定の領域以下の発光ムラを補正する第２のムラ補正ステップと、
   をコンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。

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