JP2011227118A - 画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示素子及び該表示素子を駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正する際の階調潰れを補償する画像処理装置等を提供する。
【解決手段】表示画像を構成する各画素に対応した画像データに基づいて表示制御を行う画像処理装置は、各画素の動作電流に対応した情報に基づいて、各画素の画像データを補正する画像データ補正部と、各画素の点灯時間を調整することにより、前記画像データ補正部による補正により消失した階調数を補償する表示制御部とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法等に関する。

近年、表示素子として、液晶素子を用いたＬＣＤ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）パネルや、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode：以下、ＯＬＥＤと略す）（広義には、発光素子）を用いた表示パネル（表示装置）が普及している。中でも、ＯＬＥＤは、液晶素子と比較して高速な応答性を有し、コントラスト比を向上させることができる。このようなＯＬＥＤをマトリックス状に配置させた表示パネルによれば、視野角が広く、高画質の画像を表示できる。

ところが、ＯＬＥＤを用いた表示パネルでは、１画素を構成する色成分毎に異なる有機材料を用いるため、使用後の輝度の劣化の度合いに差が生じ、輝度むら及び色むらによる画質の低下を招く。また、ＯＬＥＤを用いた表示パネルでは、製造に起因する輝度むら及び色むらが製品歩留まりを低下させ、低コスト化を阻害する要因にもなる。

このようなＯＬＥＤの輝度及び色むらを補正する技術については、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１には、表示素子を駆動する定電流源への電源電圧を制御することにより、温度、表示パネルの寿命、電流駆動変化等の外部要因に応じた制御を行うドライバー回路が開示されている。また、特許文献２には、各色成分の入力画素データを解析して１フレーム毎に階調のヒストグラムを生成し、これらに基づいて輝度の総和を求め、この総和を用いて画素データを補正するメイン制御回路が開示されている。

特表２００５−５３０２０３号公報 特開２００７−６５０１５号公報

しかしながら、輝度むら及び色むらは、発光素子自体のばらつきや、発光素子を駆動する駆動電流のばらつきに起因する。そのため、特許文献１及び特許文献２に開示された技術では、発光素子自体のばらつきと該発光素子を駆動する駆動電流のばらつきとを同時に補正することができず、ＯＬＥＤを用いた表示パネルの輝度むら及び色むらを高精度に軽減することができない。また、この輝度むら及び色むらを単純に補正してしまうと、例えば数階調分だけ消失させる階調潰れが発生し、表現可能な階調数が少なくなって、画像の高画質化を阻害するという問題がある。

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の幾つかの態様によれば、表示素子及び該表示素子を駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正する際の階調潰れを補償する画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法等を提供することができる。

（１）本発明の一態様は、表示画像を構成する各画素に対応した画像データに基づいて表示制御を行う画像処理装置が、各画素の動作電流に対応した情報に基づいて、各画素の画像データを補正する画像データ補正部と、各画素の点灯時間を調整することにより、前記画像データ補正部による補正により消失した階調数を補償する表示制御部とを含む。

本態様によれば、画素の動作電流値に基づいて、対応する画像データを補正することで、表示素子及び該表示素子を駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正して、高精度に輝度及び色むらを軽減することができるようになる。また、画素の点灯時間を調整することで、画像データの補正により消失した階調数を補償するようにしたので、いわゆる階調潰れを補償し、階調数の不足を補うことができるようになる。

（２）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記表示制御部は、前記画像データ補正部による補正後の画像データに応じて前記画素の点灯時間を調整する。

本態様によれば、補正後の画像データに基づいて、画素の点灯時間を調整するようにしたので、画像データの補正の度合いに応じた階調潰れを補償し、階調数の不足を補うことができるようになる。この結果、より高精細な階調表示が可能となる。

（３）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記表示制御部は、前記画像データ補正部による補正後の画像データに対応した第１のフレームで第１の階調値に対応した画像データを出力し、第２のフレームで第２の階調値に対応した画像データを出力する。

本態様においては、画像データ補正部による補正後の画像データに対応した第１のフレームで第１の階調値に対応した画像データを出力し、画像データ補正部による補正後の画像データに対応した第２のフレームで第２の階調値に対応した画像データを出力する。これにより、簡素な処理で、画素のきめ細かい点灯制御が可能となり、補正により消失した階調数を補償して、より高精細な階調表示が可能となる。

（４）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記表示制御部は、前記画像データ補正部による補正後の画像データに対応したフレームレートに応じて、点灯するフレームが設定されるフレームレートテーブルを記憶するフレームレートテーブル記憶部を含み、前記表示制御部は、前記フレームレートテーブルに基づいて、前記画素の点灯制御を行う。

本態様によれば、フレームレートテーブルを設け、該フレームレートテーブルに従って画素の点灯制御を行うようにしたので、簡素な制御で、表示素子及び該表示素子を駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正し、補正による階調潰れを補償できるようになる。

（５）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記フレームレートテーブル記憶部は、１ドットを構成する色成分毎に前記フレームレートテーブルを記憶し、前記表示制御部は、色成分毎に記憶されたフレームレートテーブルに基づいて、各色成分の画素の点灯制御を行う。

本態様によれば、色成分毎にフレームレートテーブルを設けるようにしたので、色成分毎に異なる階調潰れによる階調数を補償し、より一層高精細な階調表現が可能となる。

（６）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像データ補正部は、１画面内において各画素の動作電流の最小動作電流を基準とした差分情報に基づいて、各画素の画像データを補正する。

本態様によれば、上記の効果に加えて、情報量を削減でき、補正情報の記憶容量を少なくできるようになる。

（７）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記表示制御部は、前記表示画像が静止画であるとき、前記画像データ補正部による前記画像データの補正により消失した階調数を補償する。

本態様によれば、上記の効果に加えて、動画では制御を省略して動画の画質の劣化を抑え、より点灯時間が長くなる画像表示の際の高画質化を図ることができる。

（８）本発明の他の態様は、表示システムが、複数のロウ信号線と、前記複数のロウ信号線と交差して設けられる複数のカラム信号線と、前記複数のロウ信号線のいずれかと前記複数のカラム信号線のいずれかとにより特定され駆動電流に応じた輝度で発光する発光素子を有する複数の画素とを含む表示パネルと、前記複数のロウ信号線を駆動するロウドライバーと、前記複数のカラム信号線を駆動するカラムドライバーと、上記のいずれか記載の画像処理装置とを含み、前記画像処理装置によって表示制御された前記画像データに基づいて前記表示画像を表示する。

本態様によれば、表示素子及び該表示素子を駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正する際の階調潰れを補償し、高精度に輝度及び色むらを軽減し、より高精細な階調表示が可能な表示システムを提供できるようになる。

（９）本発明の他の態様は、電子機器が、上記のいずれか記載の画像処理装置を含む。

本態様によれば、表示素子及び該表示素子を駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正する際の階調潰れを補償し、高精度に輝度及び色むらを軽減し、より高精細な階調表示が可能な電子機器を提供できるようになる。

（１０）本発明の他の態様は、表示画像を構成する各画素に対応した画像データに基づいて表示制御を行う画像処理方法が、各画素の動作電流に対応した情報に基づいて、各画素の画像データを補正する画像データ補正ステップと、各画素の点灯時間を調整することにより、前記画像データ補正ステップにおける前記画像データの補正により消失した階調数を補償する表示制御ステップとを含む。

本態様によれば、画素の動作電流値に基づいて対応する画像データを補正することで、表示素子及び該表示素子を駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正して、高精度に輝度及び色むらを軽減することができるようになる。また、各画素の点灯時間を調整することで、画像データの補正により消失した階調数を補償するようにしたので、いわゆる階調潰れを補償し、階調数の不足を補うことができるようになる。

（１１）本発明の他の態様に係る画像処理方法は、前記表示制御ステップでは、前記画像データ補正ステップにおける補正後の画像データに応じて前記画素の点灯制御を行う。

本態様によれば、画像データの補正後による画像データに基づいて、画素の点灯時間を調整するようにしたので、画像データの補正の度合いに応じた階調潰れを補償し、階調数の不足を補うことができるようになる。この結果、より高精細な階調表示が可能となる。

（１２）本発明の他の態様に係る画像処理方法は、前記表示制御ステップでは、前記画像データ補正ステップにおける補正後の画像データに対応した第１のフレームで第１の階調値に対応した画像データを出力し、第２のフレームで第２の階調値に対応した画像データを出力する。

本態様においては、画像データ補正部による補正後の画像データに対応した第１のフレームで第１の階調値に対応した画像データを出力し、画像データ補正部による補正後の画像データに対応した第２のフレームで第２の階調値に対応した画像データを出力する。これにより、簡素な処理で、画素のきめ細かい点灯制御が可能となり、補正により消失した階調数を補償して、より高精細な階調表示が可能となる。

本発明の一実施形態に係る表示システムの構成例のブロック図。 図１の画素回路の構成例の回路図。 図１の画像処理装置の構成例のブロック図。 図３の電流測定値取込部の構成例を示す図。 図４の電流測定値取込部の動作例の説明図。 図３の補正情報生成部の構成例のブロック図。 図３のＦＲＣ部の構成例のブロック図。 図７のＦＲＣ部の動作説明図。 図７のフレームレートテーブル記憶部に記憶されるフレームレートテーブルの概要を示す図。 画像処理装置の処理例のフロー図。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は本実施形態における表示システムが適用された電子機器の構成を示す斜視図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の課題を解決するために必須の構成要件であるとは限らない。

図１に、本発明の一実施形態に係る表示システムの構成例のブロック図を示す。この表示システムは、表示素子としての発光素子であるＯＬＥＤを用いた表示パネル（発光パネル）を有し、各ＯＬＥＤは、画像処理装置により生成された画像データ及び表示タイミング制御信号に基づいて、ロウドライバー及びカラムドライバーにより駆動される。

この表示システム１０は、表示パネル２０と、ロウドライバー３０と、カラムドライバー４０と、バッファーメモリー５０と、電源回路７０と、画像処理装置１００と、ホスト６０とを含む。更に、表示システム１０は、ＤＣ／ＤＣコンバーター７２と、抵抗回路７４と、Ａ／Ｄコンバーター（ＡＤＣ）７６とを含む。表示パネル２０には、Ｙ方向に延びる複数のデータ信号線ｄ１〜ｄＮ（Ｎは２以上の整数）及び複数のカラム信号線ｃ１〜ｃＮがＸ方向に配設される。更に、表示パネル２０には、各カラム信号線及び各データ信号線と交差するようにＸ方向に延びる複数のロウ信号線ｒ１〜ｒＭ（Ｍは２以上の整数）がＹ方向に配設される。各カラム信号線（より具体的には、各カラム信号線及び各データ信号線）と各ロウ信号線との交差位置には画素回路が形成され、表示パネル２０には、複数の画素回路がマトリックス状に配置される。

図１では、Ｘ方向の隣接するＲ成分の画素回路ＰＲ、Ｇ成分の画素回路ＰＧ及びＢ成分の画素回路ＰＢにより１ドットが構成される。Ｒ成分の画素回路ＰＲは、赤色の表示色を発光するＯＬＥＤを有し、Ｇ成分の画素回路ＰＧは、緑色の表示色を発光するＯＬＥＤを有し、Ｂ成分の画素回路ＰＢは、青色の表示色を発光するＯＬＤＥを有する。

ロウドライバー３０は、表示パネル２０のロウ信号線ｒ１〜ｒＭに接続されている。ロウドライバー３０は、例えば１垂直走査期間内に、表示パネル２０のロウ信号線ｒ１〜ｒＭを順次選択し、各ロウ信号線の選択期間に選択パルスを出力する。カラムドライバー４０は、表示パネル２０のデータ信号線ｄ１〜ｄＮ、カラム信号線ｃ１〜ｃＮに接続されている。カラムドライバー４０は、カラム信号線ｃ１〜ｃＮに所与の電源電圧を印加すると共に、例えば１水平走査期間毎に、１ライン分の画像データに対応した階調電圧をそれぞれ各データ信号線に印加する。

図２に、図１の画素回路ＰＲの構成例の回路図を示す。図２では、画素回路ＰＲの電気的な等価回路の構成例を示すが、画素回路ＰＲと共に１画素を構成する画素回路ＰＧ及び画素回路ＰＢも図２と同様の構成を有する。また、図１の表示パネル２０の他の画素を構成する画素回路も、図２と同様の構成を有する。

画素回路ＰＲは、ロウ信号線ｒｊとカラム信号線ｃｋとの交差位置に形成される。画素回路ＰＲは、駆動トランジスターＴＲｊｋと、スイッチトランジスターＳＷｊｋと、キャパシターＣｊｋと、赤色の表示色を発光する発光素子ＬＲｊｋとを含む。スイッチトランジスターＳＷｊｋのゲートにはロウ信号線ｒｊが接続され、スイッチトランジスターＳＷｊｋのソースにはデータ信号線ｄｋに接続され、スイッチトランジスターＳＷｊｋのドレインには駆動トランジスターＴＲｊｋのゲートが接続される。駆動トランジスターＴＲｊｋのソースは、発光素子ＬＲｊｋのアノードに接続され、駆動トランジスターＴＲｊｋのドレインは、カラム信号線ｃｋに接続される。発光素子ＬＲｊｋのカソードは、接地される。また、駆動トランジスターＴＲｊｋのゲートにはキャパシターＣｊｋの一端が接続され、駆動トランジスターＴＲｊｋのドレインにはキャパシターＣｊｋの他端が接続される。

このような構成において、第ｊ（１≦ｊ≦Ｍ、ｊは整数）行が選択される水平走査期間に、ロウ信号線ｒｊに選択パルスが印加される。すると、第ｊ行の第ｋ（１≦ｋ≦Ｎ、ｋは整数）列目の画素回路を構成するスイッチトランジスターＳＷｊｋが導通状態となり、データ信号線ｄｋに印加された画像データに対応した電圧が駆動トランジスターＴＲｊｋのゲートに印加される。このとき、カラム信号線ｃｋに所与の電源電圧が印加されていると、駆動トランジスターＴＲｊｋが導通状態となって、発光素子ＬＲｊｋに駆動電流が流れる。このとき、発光素子ＬＲｊｋからは赤色の表示色を発光される。

以上のように、表示パネル２０は、複数のロウ信号線のいずれかと複数のカラム信号線のいずれかとにより特定され駆動電流に応じた輝度で発光するＯＬＥＤを有する複数の画素を含む。そして、ロウドライバー３０及びカラムドライバー４０は、１垂直走査期間内に順次選択したロウ信号線に接続された画素を構成するＯＬＥＤに、画像データに対応する駆動電流を供給することができる。

図１において、ホスト６０は、画像データ生成部として、表示画像に対応した画像データを生成する。ホスト６０によって生成された画像データは、画像処理装置１００に送られる。電源回路７０は、複数種類の電源電圧を生成し、表示パネル２０、ロウドライバー３０、カラムドライバー４０、及び画像処理装置１００等の各部に電源電圧を供給する。

本実施形態では、電源回路７０からの電源線上でＯＬＥＤを含む各画素の動作電流値を測定し、この動作電流値に基づいて画像データを補正することで、ＯＬＥＤの輝度及び色むらを補正する。この輝度及び色むらは、例えば図２に示す画素回路ＰＲにおいて、発光素子ＬＲｊｋのばらつきや発光素子ＬＲｊｋの駆動電流のばらつきに起因する。ここで、発光素子ＬＲｊｋのばらつきは、発光素子ＬＲｊｋを流れる電流Ｉｊｋのばらつきに対応し、発光素子ＬＲｊｋの駆動電流のばらつきは、駆動トランジスターＴＲｊｋのドレイン電流ＤＲｊｋのばらつきに対応する。各画素の動作電流は、例えばＯＬＥＤ自体の特性のみならず、該ＯＬＥＤを駆動するための駆動トランジスターやデータ信号線を駆動する駆動回路の特性に依存する。そのため、上記のような各画素の動作電流に対応した電流値に基づいて画像データを補正することで、ＯＬＥＤ及び該ＯＬＥＤを駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正して、高精度に輝度及び色むらを軽減することができるようになる。

そこで、ＤＣ／ＤＣコンバーター７２は、電源回路７０によって生成された直流の電源電圧のレベルを変換して、変換後の直流の電源電圧を表示パネル２０、ロウドライバー３０、カラムドライバー４０及び画像処理装置１００等に供給する。電源回路７０とＤＣ／ＤＣコンバーター７２とを接続する電源線には抵抗回路７４が挿入される。Ａ／Ｄコンバーター７６は、抵抗回路７４と並列に接続され、画素クロックＤＣＬＫに同期して、抵抗回路７４に流れるアナログの電流値をデジタルの電流値ｃｕｒｉに変換して画像処理装置１００に出力する。これにより、画素クロックＤＣＬＫに同期して１画素単位で発光素子を点灯させる毎に、電源回路７０に接続される電源線に挿入された抵抗回路７４の電流値を取り込むことができる。この電流値は、上記の１画素を構成する発光素子の動作電流値に対応している。

画像処理装置１００には、ホスト６０から画像データ供給される。バッファーメモリー５０には、表示パネル２０の各画素を駆動するための電流値である動作電流値（動作電流に対応した情報）が格納される。画像処理装置１００は、バッファーメモリー５０から読み出した動作電流値に基づいて補正した画像データをカラムドライバー４０に供給することで、ＯＬＥＤの輝度むら及び色むらを補正する。このとき、画像処理装置１００は、上記の補正により消失した階調数を補償するために、補正後の画像データに対してフレームレート制御（Frame Rate Control：以下、ＦＲＣ）を行うことにより、ＯＬＥＤの点灯時間を制御して、階調数を補償する処理を行う。なお、バッファーメモリー５０を設けることなく、画像処理装置１００がバッファーメモリー５０の機能を有する記憶手段を内蔵するようにしてもよい。

ＬＣＤで一般的に使用されるＦＲＣでは、例えば４ドット×４ドットのパターン表示を１フレーム毎に切り替えて、本来ＲＧＢ各６ビットで約２６万色しか表示できないところを、擬似的に例えば約１６７７万色の表示を可能とするものである。これは、液晶素子では駆動電圧の変動に対する反応速度が遅いことによる残像効果と、自己発光ではなくバックライトが常時点灯していることを利用したものである。これに対して、本実施形態では、自己発光のため、点灯時間を調整することで、ある程度の階調数を補償することが可能となり、階調数の不足を補うことができる。

このような画像処理装置１００によるＦＲＣ後の画像データは、カラムドライバー４０に供給される。また、画像処理装置１００は、画像データに対応した表示タイミング制御信号を生成する。画像処理装置１００は、ＦＲＣ後の画像データに対応した表示タイミング制御信号を、ロウドライバー３０及びカラムドライバー４０に供給する。

図３に、図１の画像処理装置１００の構成例のブロック図を示す。

画像処理装置１００は、電流測定値取込部１１０（動作電流値取込部）と、補正情報生成部１２０（補正情報生成部）と、画像データ記憶部１３０と、画像データ補正部１４０と、ＦＲＣ部１５０と、静止画判別部１６０と、表示タイミング制御部１７０とを含む。各部には、表示タイミング制御部１７０によって生成されたデータイネーブル信号ＤＥ及び画素クロックＤＣＬＫが入力される。ホスト６０からの画像データは、画素クロックＤＣＬＫに同期して入力される。データイネーブル信号ＤＥは、ホスト６０からの画像データが有効であることを示す信号である。

電流測定値取込部１１０は、表示画像の画像データに対応した画素クロックＤＣＬＫに同期して、表示パネル２０の各画素の動作電流値（又は動作電流に対応した情報）を順次取り込む。このとき、電流測定値取込部１１０は、表示パネル２０に電源電圧を供給する電源回路７０からの電源線に挿入された抵抗回路に流れる電流値を、動作電流値として取り込む。なお、電流測定値取込部１１０は、複数の画素の動作電流値を、画素クロックＤＣＬＫに同期して取り込むようにしてもよい。

補正情報生成部１２０は、電流測定値取込部１１０によって取り込まれた動作電流値に基づいて補正情報を生成する。これにより、同じ動作電流値に対して、色成分や表示パネル２０の種類に応じた最適な補正情報を生成できるようになり、高精度な輝度むら及び色むらの補正が可能となる。より具体的には、補正情報生成部１２０は、それぞれ取り込まれた動作電流値のうち１画面内において最小動作電流値（最小動作電流に対応した情報）を基準とした差分情報に基づいて補正情報を生成する。補正情報生成部１２０によって生成された補正情報は、画像データ記憶部１３０に保存される。このように差分情報に基づいて補正情報を生成することで、情報量を削減でき、画像データ記憶部１３０に確保すべき容量を少なくできるようになる。

画像データ記憶部１３０には、ホスト６０からの表示画像に対応した１フレーム分の画像データが順次格納され、バッファリングされる。画像データ記憶部１３０は、画像データと、これに対応した画素について補正情報生成部１２０において生成された補正情報とを関連付けて保存する。

画像データ補正部１４０は、画像データ記憶部１３０に記憶された補正情報に基づいて、画像データ記憶部１３０に記憶された画像データに対する補正処理を色成分毎に行う。補正情報は、表示パネル２０の発光素子の動作電流値に基づいて生成されるため、画像データ補正部１４０は、駆動対象の画素の動作電流値に応じた画像データの補正を行うことができる。

ＦＲＣ部１５０は、表示制御部として、画像データ補正部１４０によって補正された画像データに対してＦＲＣを行うことで、ＯＬＥＤの点灯時間を調整し、補正によって消失した階調数を補償する。より具体的には、ＦＲＣ部１５０は、画像データ補正部１４０による補正後の画像データに基づいて、画素毎に点灯時間の制御を行う。

静止画判別部１６０は、画像データ記憶部１３０に記憶される画像データが静止画の画像データであるか否かを判別する。そのため、静止画判別部１６０は、画像データ記憶部１３０に順次記憶される画像データに基づいて、表示すべき画像が静止画であるフレームが連続しているか否かを検出する。静止画であるフレームが連続していることが検出されたとき、静止画判別部１６０は、ホスト６０からの画像データが静止画の画像データであると判別する。静止画判別部１６０により画像データが静止画の画像データであることが判別されたとき、電流測定値取込部１１０は、上記の動作電流値の取り込み処理を行うと共に、補正情報生成部１２０は、上記の補正情報の生成処理を行う。従って、画像データ補正部１４０は、静止画の画像データに対して画像データの補正処理を行い、ＦＲＣ部１５０は、静止画の画像データに対して上記のＦＲＣを行うことになる。これにより、ＦＲＣによる効果を得にくい動画では制御を省略して動画の画質の劣化を抑え、焼き付き現象の防止を確実に行うと共に、より点灯時間が長くなる画像表示の際の高画質化を図ることができる。

表示タイミング制御部１７０は、表示タイミング制御信号を生成する。表示タイミング制御信号としては、例えば１水平走査期間を指定する水平同期信号ＨＳＹＮＣ、１垂直走査期間を指定する垂直同期信号ＶＳＹＮＣがある。更に、水平走査方向のスタートパルスＳＴＨ、垂直走査方向のスタートパルスＳＴＶ、画素クロックＤＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥ等も表示タイミング制御信号に含まれる。表示タイミング制御部１７０によって生成された表示タイミング制御信号は、ＦＲＣ部１５０によって行われたＦＲＣ後の画像データに同期して、ロウドライバー３０及びカラムドライバー４０に対して出力される。

以下、画像処理装置１００の詳細について説明する。

〔電流測定値取込部〕
図４に、図３の電流測定値取込部１１０の構成例を示す。なお、本実施形態では、電流測定値取込部１１０の構成は、図４に示すものに限定されるものではない。
図５に、図４の電流測定値取込部１１０の動作例の説明図を示す。

電流測定値取込部１１０は、立ち下がり検出部１１２、立ち上がり検出部１１４、インターバルレジスター１１６、ラッチ１１８を含む。立ち下がり検出部１１２は、画素クロックＤＣＬＫに同期して、データイネーブル信号ＤＥの立ち下がりを検出する。ここで、データイネーブル信号ＤＥがＨレベルのとき、画素クロックＤＣＬＫに同期して出力される画像データが有効であるものとし、データイネーブル信号ＤＥがＬレベルのとき画像データが無効であるものとする。このような立ち下がり検出部１１２の検出結果は、立ち上がり検出部１１４に供給される。インターバルレジスター１０６には、垂直ブランキング期間ｖｂｃを指定する期間に対応する制御データが例えばホスト６０により設定され、この垂直ブランキング期間ｖｂｃに対応する制御データは立ち上がり検出部１１４に対して供給される。

立ち上がり検出部１１４は、垂直ブランキング期間ｖｂｃが経過した後に、画素クロックＤＣＬＫに同期してデータイネーブル信号ＤＥの立ち上がりを検出する。より具体的には、立ち上がり検出部１１４は、立ち下がり検出部１１２によりデータイネーブル信号ＤＥの立ち下がりが検出された後、更に垂直ブランキング期間ｖｂｃが経過した後に、データイネーブル信号ＤＥの立ち上がりを検出する。立ち上がり検出部１１４の検出結果は、ラッチ１１８に供給される。

ラッチ１１８には、立ち上がり検出部１１４の検出結果の他に、図１のＡ／Ｄコンバーター７６によってデジタル値に変換された電流値ｃｕｒｉ、データイネーブル信号ＤＥ及び画素クロックＤＣＬＫが入力される。そして、ラッチ１１８は、立ち上がり検出部１１４によってデータイネーブル信号ＤＥの立ち上がりが検出されると、データイネーブル信号ＤＥと画素クロックＤＣＬＫの論理積演算結果に同期して、電流値ｃｕｒｉを取り込む。ラッチ１１８によって取り込まれた電流値ｃｕｒｉは、動作電流値（動作電流に対応した情報）として補正情報生成部１２０に供給される。

このような構成により、電流測定値取込部１１０は、図５に示すように、データイネーブル信号ＤＥが立ち下がって直前の垂直走査期間が終了し、垂直ブランキング期間ｖｂｃが経過した後に開始される垂直走査期間において、動作電流値を順次取り込む。即ち、この垂直走査期間で、データイネーブル信号ＤＥが立ち上がる毎に開始される水平走査期間において、測定対象の走査ラインを構成する１画素単位で順番に点灯させることで、測定対象の画素の発光素子を駆動するための動作電流値を順次取り込む。

例えば、図５の測定タイミングＴＳ１では、画素位置（０，１）から始まる走査ラインを構成する１画素単位で動作電流値が取得され、次の測定タイミングＴＳ２では、画素位置（０，２）から始まる走査ラインを構成する１画素単位で動作電流値が取得される。同様に、測定タイミングＴＳ３では、画素位置（０，３）から始まる走査ラインを構成する１画素単位で動作電流値が取得され、測定タイミングＴＳ４では、画素位置（０，４）から始まる走査ラインを構成する１画素単位で動作電流値が取得される。

〔補正情報生成部〕
図６に、図３の補正情報生成部１２０の構成例のブロック図を示す。なお、本実施形態では、補正情報生成部１２０の構成は、図６に示すものに限定されるものではない。

補正情報生成部１２０は、最小値保持部１２２と、差分算出部１２４と、ルックアップテーブル（Look Up Table：以下、ＬＵＴ）１２６と、ＬＵＴ参照部１２８とを含む。補正情報生成部１２０には、画素クロックＤＣＬＫに同期して、１画面内の１画素単位で動作電流値が順次入力される。最小値保持部１２２は、１画面内の１画素単位で入力される複数の動作電流値のうち最小動作電流値ｍｉｎを検出し、該最小動作電流値を保持する。例えば、順次入力される動作電流値を直前の動作電流値と比較してより小さい動作電流値を保持することを１画面内の複数の動作電流値に対して繰り返し行うことで、最終的に、最小動作電流値ｍｉｎを取得できる。なお、電流測定値取込部１１０によって取り込まれた動作電流値は、順次、バッファーメモリー５０に格納される。

差分算出部１２４は、バッファーメモリー５０から、１画素単位で取得された動作電流値を読み出す制御を行い、該動作電流値から最小動作電流値ｍｉｎを減算して、差分情報として差分値を算出する。

ＬＵＴ１２６には、差分算出部１２４からの差分値を入力値とし、該差分値に対応した画像データの補正値が出力値として記憶されている。ＬＵＴ参照部１２８は、差分算出部１２４からの差分値を入力値として、ＬＵＴ１２６を参照して該入力値に対応する補正値を取得する。この補正値は、補正情報として画像データ記憶部１３０において、対応する画素の画像データに関連付けられて保存される。なお、ＬＵＴ１２６には、サンプリングされた入力値に対してのみ出力値を記憶するようにし、ＬＵＴ参照部１２８が、２つの入力値に対して読み出した出力値を用いて、公知の補間処理を行うことで、所望の入力値に対応する出力値を算出するようにしてもよい。

画像データ補正部１４０は、画像データ記憶部１３０に記憶される画像データに対して、色成分単位で（画素単位で）、該画像データに対応する補正情報を加算して、補正後の画像データを生成する。これは、補正情報として負の補正値も許容することで、画像データの補正処理を単純な加算処理によって実現できるようになる。

〔ＦＲＣ部〕
図７に、図３のＦＲＣ部１５０の構成例のブロック図を示す。なお、本実施形態では、ＦＲＣ部１５０の構成は、図７に示すものに限定されるものではない。

ＦＲＣ部１５０は、フレームレート生成部１５２と、フレームレートテーブル記憶部１５４と、ＦＲＣ処理部１５６と、ＦＲＣカウンター１５８とを含む。フレームレート生成部１５２は、画像データ補正部１４０による補正後の画像データに対応したフレームレートを各ドットの色成分毎に生成する。そのため、フレームレートテーブル記憶部１５４には、画像データ補正部１４０による補正後の画像データに対応したフレームレートに応じて、点灯すべきフレームがテーブル化されたフレームレートテーブルが色成分毎に記憶されている。フレームレート生成部１５２は、フレームレートテーブル記憶部１５４に記憶されるフレームレートテーブルを参照して、色成分毎に点灯フレーム及び非点灯フレームが指定されたフレームレートを生成する。ＦＲＣ処理部１５６は、フレームレート生成部１５２によって生成されたフレームレートに基づいてＦＲＣを行うことによりＯＬＥＤの発光素子の点灯制御を行い、ＦＲＣ後の画像データを出力する。これにより、ＦＲＣ部１５０は、画像データ補正部１４０による画像データの補正により消失した階調数を補償する。ＦＲＣカウンター１５８は、表示制御される画像のフレーム数をカウントしており、カウントされたフレームを特定するためのフレーム番号ＦＮを出力する。ＦＲＣ処理部１５６は、ＦＲＣカウンター１５８からのフレーム番号ＦＮを用いて、ＦＲＣを行う。

このような構成を有するＦＲＣ部１５０は、次のように動作する。

図８に、図７のＦＲＣ部１５０の動作説明図を示す。図８は、横軸に画像データ補正部１４０による補正前の画像データに対応したＲ成分の階調値、縦軸に画像データ補正部１４０による補正後の画像データに対応したＲ成分の階調値を表す。図８では、Ｒ成分について図示するが、Ｇ成分及びＢ成分についても同様である。

画像データ補正部１４０による画像データの補正により、いわゆる階調潰れが発生する場合がある。ＲＧＢの各色成分の画像データが８ビットデータで構成されるものとすると、補正前の画像データは、各色成分について２５６階調数（０階調〜２５５階調）の色分解能を有する。このとき、補正情報による補正の結果、例えば（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５３，２５２，２４８）が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）として補正されるものとする。これは、図８において、例えばＲ成分について図８のＴ１からＴ２に変換されることを意味する。この場合、Ｒ成分については２階調分、Ｇ成分については３階調分、Ｂ階調については７階調分消失したことになる。

そのため、２５６階調数の階調表現を実現するためには、各色成分の１階調は次のようになる。
Ｒ＝２５４／２５６≒０．９９２ ・・・（１）
Ｇ＝２５３／２５６≒０．９８８ ・・・（２）
Ｂ＝２４９／２５６≒０．９７３ ・・・（３）

ここで、Ｒ成分の１９２階調（Ｒ１９２）を表現しようとする場合、式（１）を用いて、次式で表される階調値に対応した画像データを用いる。
Ｒ１９２＝０．９９２×１９２＝１９０．４６４ ・・・（４）

式（４）では、１９０階調に対して０．４６４だけ高くなる。そこで、ＦＲＣ部１５０は、０．４６４については、所定のフレーム数Ｆｓに１フレームの割合で１階調上の階調である１９１階調を表示することで、式（４）の階調値に対応した階調を表現する。具体的には、ＦＲＣ部１５０は、毎フレームの表示時間ｔｐを用いて求められるフレーム数Ｆｓに１フレームの割合で１９１階調に対応した画像データを出力し、残りのフレームでは１９０階調に対応する画像データを出力する制御を行う。

例えば、毎秒６０フレームで表示する場合、次のようになる。
ｔｐ＝１／６０≒０．０１６ ・・・（５）
Ｆｒ＝０．４６４／ｔｐ＝０．４６４／０．０１６≒２９ ・・・（６）
Ｆｓ＝６０／Ｆｒ＝６０／２９≒２ ・・・（７）

このとき、２フレームに１フレームの割合で、１９１階調に対応した画像データを出力し、残りのフレームでは１９０階調に対応した画像データを出力する。即ち、式（６）において、フレームレートＦｒが求められる。本実施形態では、このフレームレートＦｒに従って、どのフレームでＲ１９１を出力し、どのフレームでＲ１９０を出力するかについては、フレームレートテーブルにおいて指定される。

図９に、図７のフレームレートテーブル記憶部１５４に記憶されるフレームレートテーブルの概要を示す。図９は、Ｒ成分のフレームレートテーブルを表すが、Ｇ成分及びＢ成分のフレームレートテーブルも同様である。なお、図９では、一部のみ「１」、「０」を示すが、残りの部分にも「１」、「０」を適宜設定される。

このフレームレートテーブルでは、毎秒６０フレームで表示する場合に、フレームレートＦｒに対応して、フレーム番号ＦＮで指定されるフレームにおいて表示すべき１階調上の階調（この場合は１９１階調）が指定される。例えば、Ｒ１９２を表示する場合、フレームレートＦｒは「２９」であるため、「２０」と「９」について各フレームにおいて論理和演算を行う。論理和演算結果が「１」のフレーム（第１のフレーム）で１９１階調（第１の階調値）に対応した画像データを出力し、論理和演算結果が「０」のフレーム（第２のフレーム）で１９０階調（第２の階調値）に対応した画像データを出力する。
Ｒ１９１を出力するフレーム：０，３，５，６，９，１１，１２，１５，１７，・・・
Ｒ１９０を出力するフレーム：１，２，４，７，８，１０，１３，１４，１６，・・・

このように、ＦＲＣ部１５０は、画像データ補正部１４０による補正後の画像データに対応した第１のフレームで第１の階調値に対応した画像データを出力し、第２のフレームで第２の階調値に対応した画像データを出力することができる。

なお、フレームレートテーブルは、図９に示すものに限定されることなく、画像データ補正部１４０による補正後の画像データに対応したフレームレートに基づいて、ＯＬＥＤの点灯時間の調整ができればよい。また、フレームレートテーブルの記憶内容は、ホスト６０等によって変更できるように構成されていることが望ましい。

以上のような画像処理装置１００は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や専用のハードウェアによって構成されてもよいが、画像処理装置１００の機能をソフトウェア処理で実現するようにしてもよい。この場合、画像処理装置１００は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：以下、ＣＰＵ）、読み出し専用メモリー（Read Only Memory：以下、ＲＯＭ）又はランダムアクセスメモリー（Random Access Memory：以下、ＲＡＭ）によって構成される。そして、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行することで、画像処理装置１００の機能をソフトウェア処理で実現する。

図１０に、画像処理装置１００の処理例のフロー図を示す。画像処理装置１００がハードウェアによって構成される場合は、図３、図４、図６、図７の各部に対応したハードウェアが図１０の各ステップに対応した処理を実行することができる。或いは、画像処理装置１００の機能がソフトウェア処理で実現される場合は、図１０の手順をプログラムがＲＯＭ又はＲＡＭに格納され、このプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行する。

まず、画像処理装置１００は、静止画判別ステップとして、ホスト６０からの画像データが静止画の画像データであるか否かを判別する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において画像データが静止画の画像データであると判別されたとき、画像処理装置１００は、電流測定値取込ステップとして、表示パネル２０の各画素の動作電流値を順次取り込む（ステップＳ１２）。その後、画像処理装置１００は、補正情報生成ステップとして、ステップＳ１２において取り込まれた動作電流値に基づいて補正情報を生成する（ステップＳ１４）。このとき、画像処理装置１００は、取り込まれた動作電流値のうち１画面内において最小動作電流値を基準とした差分情報に基づいて補正情報を生成し、該補正情報を対応する画像データに関連付けて画像データ記憶部１３０に保存する（ステップＳ１６）。

続いて、画像処理装置１００は、画像データ補正ステップとして、ステップＳ１４及びステップＳ１６において生成及び保存された補正情報を用いて、対応する画像データを色成分毎に補正する（ステップＳ１８）。これにより、画像処理装置１００は、ＯＬＥＤ及び該ＯＬＥＤを駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正して、高精度に輝度及び色むらを軽減することができるようになる。

次に、画像処理装置１００は、表示制御ステップ（階調数補償ステップ）として、ステップＳ１８における補正後の画像データに基づいて画素毎に点灯時間の制御を行い、ステップＳ１８で消失した階調数を補償する処理を行う（ステップＳ２０）。より具体的には、ステップＳ２０において、ステップＳ１８における補正後の画像データに対応したフレームレートで、色成分毎にＦＲＣを行い、ＦＲＣ後の画像データを出力する。

ここで、画像データが更新されたとき（ステップＳ２２：Ｙ）、画像処理装置１００は、ステップＳ１０に戻り、更新された画像データに対して同様の処理を継続する。一方、ステップＳ２２において、データが更新されないとき（ステップＳ２２：Ｎ）、画像処理装置１００は、ステップＳ１８に戻り、表示タイミング制御部１７０において生成される表示タイミング制御信号に同期して上記のＦＲＣ後の画像データを出力する。

ステップＳ１０において、画像データが静止画の画像データはないと判別されたとき（ステップＳ１０：Ｎ）、画像処理装置１００は、一連の処理を終了する（エンド）。

以上のように、本実施形態によれば、画素の動作電流値に基づいて対応する画像データを補正することで、ＯＬＥＤ及び該ＯＬＥＤを駆動する駆動電流のばらつきを同時に補正して、高精度に輝度及び色むらを軽減することができるようになる。また、補正後の画像データに基づいてフレームレートを画素毎に調整するようにしたので、画像データの補正による階調潰れを補償し、階調数の不足を補うことができるようになる。

以上説明した画像処理装置１００を含んで構成される表示システム１０は、例えば次のような電子機器に適用することができる。

図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に、本実施形態における表示システム１０が適用された電子機器の構成を示す斜視図を示す。図１１（Ａ）は、モバイル型のパーソナルコンピューターの構成の斜視図を表す。図１１（Ｂ）は、携帯電話機の構成の斜視図を表す。

図１１（Ａ）に示すパーソナルコンピューター８００は、本体部８１０と、表示部８２０とを含む。表示部８２０として、本実施形態における表示システム１０が実装される。本体部８１０は、表示システム１０のうちホスト６０を含み、この本体部８１０にはキーボード８３０が設けられる。即ち、パーソナルコンピューター８００は、少なくとも上記の実施形態における画像処理装置１００を含んで構成される。キーボード８３０を介した操作情報がホスト６０によって解析され、その操作情報に応じて表示部８２０に画像が表示される。この表示部８２０は、ＯＬＥＤを表示素子としているため、視野角が広い画面を有するパーソナルコンピューター８００を提供できる。

図１１（Ｂ）に示す携帯電話機９００は、本体部９１０と、表示部９２０とを含む。表示部９２０として、本実施形態における表示システム１０が実装される。本体部９１０は、表示システム１０のうちホスト６０を含み、この本体部９１０にはキーボード９３０が設けられる。即ち、携帯電話機９００は、少なくとも上記の実施形態における画像処理装置１００を含んで構成される。キーボード９３０を介した操作情報がホスト６０によって解析され、その操作情報に応じて表示部９２０に画像が表示される。この表示部９２０は、ＯＬＥＤを表示素子としているため、視野角が広い画面を有する携帯電話機９００を提供できる。

なお、本実施形態における表示システム１０が適用された電子機器として、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示すものに限定されるものではない。例えば、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ（Point of sale system）端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。

以上、本発明に係る画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法等を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、次のような変形も可能である。

（１）本実施形態では、ＯＬＥＤが適用された表示システムを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

（２）本実施形態では、画像データがＲＧＢ形式である例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像データがＹＵＶ形式やその他の形式であってもよい。

（３）本実施形態において、本発明を、画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法等として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の画像処理方法の処理手順が記述されたプログラムや、該プログラムが記録された記録媒体であってもよい。

１０…表示システム、 ２０…表示パネル、 ３０…ロウドライバー、
４０…カラムドライバー、 ５０…バッファーメモリー、 ６０…ホスト、
７０…電源回路、 ７２…ＤＣ／ＤＣコンバーター、 ７４…抵抗回路、
７６…ＡＤＣ、 １００…画像処理装置、 １１０…電流測定値取込部、
１１２…立ち下がり検出部、 １１４…立ち上がり検出部、
１１６…インターバルレジスター、 １１８…ラッチ、 １２０…補正情報生成部、
１２２…最小値保持部、 １２４…差分算出部、 １２６…ＬＵＴ、
１２８…ＬＵＴ参照部、 １３０…画像データ記憶部、 １４０…画像データ補正部、
１５０…ＦＲＣ部、 １５２…フレームレート生成部、
１５４…フレームレートテーブル記憶部、 １５６…ＦＲＣ処理部、
１５８…ＦＲＣカウンター、 １７０…表示タイミング制御部

Claims (12)

1. 表示画像を構成する各画素に対応した画像データに基づいて表示制御を行う画像処理装置であって、
   各画素の動作電流に対応した情報に基づいて、各画素の画像データを補正する画像データ補正部と、
   各画素の点灯時間を調整することにより、前記画像データ補正部による補正により消失した階調数を補償する表示制御部とを含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１において、
   前記表示制御部は、
   前記画像データ補正部による補正後の画像データに応じて前記画素の点灯時間を調整することを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項２において、
   前記表示制御部は、
   前記画像データ補正部による補正後の画像データに対応した第１のフレームで第１の階調値に対応した画像データを出力し、第２のフレームで第２の階調値に対応した画像データを出力することを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項２又は３において、
   前記表示制御部は、
   前記画像データ補正部による補正後の画像データに対応したフレームレートに応じて、点灯するフレームが設定されるフレームレートテーブルを記憶するフレームレートテーブル記憶部を含み、
   前記表示制御部は、
   前記フレームレートテーブルに基づいて、前記画素の点灯制御を行うことを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項４において、
   前記フレームレートテーブル記憶部は、
   １ドットを構成する色成分毎に前記フレームレートテーブルを記憶し、
   前記表示制御部は、
   色成分毎に記憶されたフレームレートテーブルに基づいて、各色成分の画素の点灯制御を行うことを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記画像データ補正部は、
   １画面内において各画素の動作電流の最小動作電流を基準とした差分情報に基づいて、各画素の画像データを補正することを特徴とする画像処理装置。
7. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記表示制御部は、
   前記表示画像が静止画であるとき、前記画像データ補正部による前記画像データの補正により消失した階調数を補償することを特徴とする画像処理装置。
8. 複数のロウ信号線と、前記複数のロウ信号線と交差して設けられる複数のカラム信号線と、前記複数のロウ信号線のいずれかと前記複数のカラム信号線のいずれかとにより特定され駆動電流に応じた輝度で発光する発光素子を有する複数の画素とを含む表示パネルと、
   前記複数のロウ信号線を駆動するロウドライバーと、
   前記複数のカラム信号線を駆動するカラムドライバーと、
   請求項１乃至７のいずれか記載の画像処理装置とを含み、
   前記画像処理装置によって表示制御された前記画像データに基づいて前記表示画像を表示することを特徴とする表示システム。
9. 請求項１乃至７のいずれか記載の画像処理装置を含むことを特徴とする電子機器。
10. 表示画像を構成する各画素に対応した画像データに基づいて表示制御を行う画像処理方法であって、
    各画素の動作電流に対応した情報に基づいて、各画素の画像データを補正する画像データ補正ステップと、
    各画素の点灯時間を調整することにより、前記画像データ補正ステップにおける前記画像データの補正により消失した階調数を補償する表示制御ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
11. 請求項１０において、
    前記表示制御ステップでは、
    前記画像データ補正ステップにおける補正後の画像データに応じて前記画素の点灯制御を行うことを特徴とする画像処理方法。
12. 請求項１１において、
    前記表示制御ステップでは、
    前記画像データ補正ステップにおける補正後の画像データに対応した第１のフレームで第１の階調値に対応した画像データを出力し、第２のフレームで第２の階調値に対応した画像データを出力することを特徴とする画像処理方法。

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