JP4086852B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像データ処理装置及び画像表示装置にかかわるものである。

従来、画像表示装置においては、表示される画像の品質を向上させるために、画素ごとに生じる輝度のむらを補正する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。ここで、画素ごとに生じる輝度のむらの分布状態は、表示する階調によっても変化することがある。そのため、階調の変化に応じて、適正に輝度のむらを補正することが望まれる。特許文献１には、階調の変化に応じて、輝度のむらを補正する技術が開示されている。

かかる特許文献１に開示された技術について簡単に説明する。当該技術は、全画素について、それぞれ全階調数に対する補正値を定めたテーブルをメモリ（記憶手段）に格納しておき、入力された画像データに対して、当該画像データに応じた補正値を乗算して（より具体的には、補正値（所定の輝度指令値で発光させたときの輝度の逆数）をゲインとして発光指令値に乗ずる）、適正な階調で素子を発光させるというものである。この技術によれば、階調が変化した場合であっても、輝度のむらを適正に補正することが可能である。

しかしながら、特許文献１に開示された技術の場合には、全画素について、それぞれ全階調数に対する補正値を定めたテーブルをメモリに格納しなければならない。そのため、メモリの容量を大きくしなければならず、回路規模が大きくなってしまう。

また、特許文献２には、入力信号に加算する補正データを補間する技術が開示されている。一般的に、補間技術を用いれば、メモリに格納しておくデータ量が少なくて済むため、メモリの容量を小さくすることができる。
特開２０００−１２２５９８号公報 特開２００１−３５７３９４号公報 特開２００１−３５０４４２号公報

本発明の目的の一つとしては、輝度むらを適正に補正することが挙げられる。

また、本発明の目的の一つとしては、記憶手段に格納しておくデータ量を少なくすること挙げられる。

本発明は、画像表示装置として以下の発明を含む。すなわち、
表示素子を有する表示部と、
画像データ処理装置と、
前記画像データ処理装置が出力する駆動値に基づいて前記表示素子を駆動するための駆動パルスを発生する変調器と、
を有する画像表示装置であって、
前記駆動値の取りうる値域が複数の領域を有しており、
前記変調器は、前記駆動値が増えるに従って、各領域毎に互いに異なる波高値でかつ所定のパルス幅を単位としてパルス幅が増える前記駆動パルスを出力するものであり、
前記画像データ処理装置は、
不連続な複数の駆動値に基づいて所定の表示素子が駆動されたときの複数の明るさを示す値をそれぞれ記憶するメモリと、
入力された画像データから変換された第１の変換値を、該メモリから読み出された値に基づいて変換して前記駆動値を発生する演算回路と、を有しており、
該演算回路は、前記第１の変換値と前記明るさを示す値との差異を評価するための演算と、その評価結果に応じた前記駆動値を得るための演算とを行うものであることを特徴とする画像表示装置である。

ここで演算回路が、上記差異を評価した結果に応じた駆動値を得るための演算を行うものであるので、第１の変換値としては、明るさを示す値との差異に応じた駆動値を得られる種々の値を採用することができる。差異を評価する対象が明るさを示す値なので、好適な例としては表示する目標となる明るさを示す値を第１の変換値として採用することができる。なお、前記不連続な複数の駆動値は、駆動値としてとり得る値（連続する駆動値であって、例えば０から２５５までの値）の一部である。該不連続な複数の駆動値のうちの隣り合う２つの駆動値の間での駆動値と明るさとの間の非線形性が存在する場合に、該非線形性を緩和するための補正が、表示する目標となる明るさに対して施された値を第１の変換値として採用することもできる。また、前記明るさを示す値は、明るさを実測することで得ることができる。ここで明るさとは具体的には狭義の輝度もしくは狭義の輝度を所定期間積分した値のことを言う。表示装置が振幅一定のパルス幅変調を行うものである場合は、狭義の輝度が一定で明るさが変調されることになるので、その場合には狭義の輝度を所定期間積分した値を明るさとして扱う。積分期間は、明るさを評価できるように設定すればよく、１枚の画像を形成するために一つの素子が発光可能な期間（好適には１水平走査期間、残光特性等を考慮する場合には１垂直走査期間を採用できる。）を採用すればよい。なお、以上から明らかなように明るさを示す値として狭義の輝度を採用しても狭義の輝度の積分値を採用しても同等に扱うことができるので、本願では実際に測定する明るさが狭義の輝度の積分値である場合も含めて輝度と称している。なお、明るさを示す値としては、狭義の輝度もしくは狭義の輝度の積分値を測定した値そのものではなく、測定値に定数倍等の所定の演算を行なったものをも用い得る。明るさに対して該所定の演算を行った値を明るさを示す値として用いる場合には、その値との差異に応じた駆動値を得られるように（同じスケールでの比較ができるように）、第１の変換値としても、目標となる明るさに所定の演算を行って得られる値を採用するとよい。

また前記演算回路は、前記評価した結果に基づく内分演算により前記駆動値を算出するものである構成を好適に採用できる。

また前記メモリは、複数の表示素子のそれぞれが、不連続な複数の駆動値に基づいて駆動されたときの複数の明るさを示す値を、該複数の表示素子のそれぞれに対応付けて記憶するものであり、
前記演算回路は、入力された画像データから変換された第１の変換値を、該入力された画像データに対応する表示素子に対応付けて前記メモリに記憶されている値に基づいて変換して前記駆動値を発生するものである構成を好適に採用できる。

なお、メモリは、表示部が有する全ての表示素子分の表示輝度相当値を記憶しておく必要はない。例えば、複数の駆動値に対する複数の表示輝度相当値が同じかもしくは無視できる差しかない２つの表示素子があるときは、これら２つの表示素子それぞれごとに情報を記憶しておく必要はない。

また前記第１の変換値は、前記複数の表示素子のそれぞれに対応する入力された画像データを共通の変換特性を有する変換プロセスによって変換して得られる値である構成を好適に採用できる。

また本願は、以下の発明を含む。すなわち、
表示素子を有する表示部と、
画像データ処理装置と、
前記画像データ処理装置が出力する駆動値に基づいて前記表示素子を駆動するための駆動パルスを発生する変調器と、
を有する画像表示装置であって、
前記駆動値の取りうる値域が複数の領域を有しており、
前記変調器は、前記駆動値が増えるに従って、各領域毎に互いに異なる波高値でかつ所定のパルス幅を単位としてパルス幅が増える前記駆動パルスを出力するものであり、
前記画像データ処理装置は、
入力された画像データから目標とする明るさを示す値に変換された第１の変換値を変換して駆動値を発生する演算回路と、
不連続な複数の駆動値に基づいて所定の表示素子が駆動されたときの複数の明るさを示す値と、該複数の明るさを示す値のうちの隣り合う２つの値の間の値を持つ前記第１の変換値を前記演算回路において変換するために用いる演算パラメータと、を記憶するメモリと、
を有しており、
前記演算回路は、前記第１の変換値と前記明るさを示す値と前記演算パラメータとを用いて前記駆動値を発生する画像表示装置である。

ここで、前記演算パラメータは、所定の駆動値と、該所定の駆動値に基づいて前記所定の表示素子が駆動されたときの前記明るさを示す値とによって決定された値である構成を好適に採用できる。

また前記メモリは、複数の表示素子のそれぞれが、不連続な複数の駆動値に基づいて駆動されたときの複数の明るさを示す値を、該複数の表示素子のそれぞれに対応付けて記憶するものであり、かつ前記複数の表示素子それぞれに対応する前記演算パラメータを記憶するものであり、
前記演算回路は、入力された画像データから変換された第１の変換値を、該入力された画像データに対応する表示素子に対応付けて前記メモリに記憶されている前記明るさを示す値と前記演算パラメータとに基づいて変換して前記駆動値を発生するものである構成を好適に採用できる。

また前記第１の変換値は、前記複数の表示素子のそれぞれに対応する入力された画像データを共通の変換特性を有する変換プロセスによって変換して得られる値である構成を好適に採用できる。

なお以上述べた発明において、前記第１の変換値を得るための変換を行う回路を画像データ処理装置が有する構成を好適に採用できる。該第１の変換値を入力された画像データから得るためのテーブルを該回路として好適に採用できる。またテーブルを用いる構成以外にも、入力画像データと変換パラメータを用いた演算によって第１の変換値を得ることもできる。

また本願は、表示素子を有する表示部と、以上述べた画像データ処理装置と、該画像デ
ータ処理装置が出力する駆動値に基づいて前記表示素子を駆動するための駆動パルスを発生する変調器と、を有する画像表示装置の発明を含んでいる。

以上説明したように、本発明によれば、輝度むらを適切に抑制できる構成を実現することができる。

本願発明者は、適切な画像表示を実現する構成として、補正値を補間する構成を検討した。しかし、補正値を補間する場合には、次のような問題があることが分かった。

図１２は補正値を補間した場合に発生する問題を説明する図である。図中、横軸は階調を表し、縦軸が輝度を表している。また、図中、符号１０００に示す折れ線は、ある画素におけるγ特性を示す折れ線（以下、γカーブと称する）である。なお、通常、γカーブは、画素によって、それぞれ異なる。

輝度むらを補正するために、まず、図１２（ａ）中の、１０１０、１０１１、１０１２の３点の輝度を測定し、この３点での補正値を求める。３点１０１０、１０１１、１０１２はとびとびの階調値である。例えば入力画像データを８ビットとすると、８５、１７０、２５５階調という組が考えられる。

ここで、輝度むら補正後に画面内の全画素が持つべきγカーブを、目標γカーブと呼ぶ。全画素のγカーブが目標γカーブと一致すれば、階調が変化した場合でも輝度むらは発生しない。図１２（ａ）中の１００１は目標γカーブを示す。

上述の３点、１０１０、１０１１、１０１２における補正値は、これらの３点が、目標γカーブ上の点１０１０'、１０１１'、１０１２'となるように補正される値である。従
って、測定した３点については、正確に所望の輝度を表示するように補正される。一方、測定した３点以外の階調の補正値は、３点の補正値を直線補間することにより求められる。入力された階調値に対して、補間によって得られた補正値が加算される。これにより、全階調の補正値をテーブルに持たなくても、全階調における補正値を得ることが可能である。

しかし、このように補正すると、補間した箇所のγカーブは必ずしも目標γカーブと一致しない。以下、この点について説明する。図１２（ｂ）中、１００２は補正後のγカーブを示している。輝度を測定した３点は正確に目標γカーブ上に乗っているが、それ以外の階調では特性がいびつになっており、目標γカーブと一致しない。また、図中、１０２０、１０２１に示すように、折れ点が生じてしまう。これは、補正前のγカーブ１０００の折れ点と、補正値を直線補間した際の折れ点が残った結果である。

このように、メモリ量を軽減するために補正値を補間すると、補間した階調は目標γカーブと一致せず、適正な補正ができないという問題がある。

以下ではこのような問題点を解決できる本願発明の実施形態を説明する。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例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、本発明の実施例１に係る画像表示装置について説明する。図１は本発明の実施例１に係る画像表示装置の回路ブロック図である。図２は本発明の実施例１における目標γカーブである。図３は本発明の実施例１における、ある画素におけるγカーブである。図４は本発明の実施例１に係る画像表示装置における表示する階調値の演算方法を説明する説明図である。

図１において、符号１は目標γテーブル、符号２は変換回路としての変換部、符号３は表示部としての表示パネル、符号４は演算部、及び、符号５、６は輝度テーブルを示している。表示パネルは変調器３０１と走査回路３０２と表示素子３０３とを有している。表示素子はマトリックス駆動できるように配線されており、走査回路３０２が出力する選択信号と、変調器が出力する変調駆動パルスによって駆動パルスに対応する輝度を呈する。

デジタル信号である入力画像データは目標γテーブル１に入力されて、輝度データに変換される。この輝度データを目標輝度値と呼ぶ。ここで、入力画像データは、例えば輝度の（１／２．２）乗の特性を持ったデータであり、変換後のデータは輝度にリニアなデータである。

また、本実施例では、輝度むら補正後に画面内の全ての画素（表示素子）が共通に持つべきγカーブを目標γカーブと呼ぶ。目標γテーブル１にはこの目標γカーブ（図２参照）が格納されている。本実施例における目標γカーブは、輝度∝（階調）^２．２となる特性をもっている。

例えば、画素ｉの画像データとしてＱｉが入力されると、目標γテーブル１により目標輝度値Ｌｉｔに変換される。この変換はいずれの表示素子に対応する画像データに対しても共通の変換特性で施される。これによって第１の変換値が得られる。ここでは第１の変換値は目標とする明るさを示す値である。

そして、変換部２では、第１の変換値を更に変換して目標輝度値Ｌｉｔを表示するための駆動値である階調データＱｉ'を求める。この詳細は、後述する。画素ｉはこの階調デ
ータＱｉ'で表示することで所望の輝度Ｌｉｔで発光する。具体的には階調データが変調
器３０１に入力され、変調器３０１において階調データに対応する形状を有する駆動パルスを発生させ、該駆動パルスが表示素子３０３に印加されて階調データに対応する明るさ（輝度）が得られる。駆動パルスの形状は、階調データに応じてその波高値やパルス幅が決められる。なお先にも述べたとおり、ここでいう輝度とは明るさを示す値であり、パルス幅を階調データに基づいて変調する場合には、明るさは輝度の時間積分値に対応することになるが、輝度の時間積分値も含めてここでは輝度と称している。

図３は、ある画素ｉの輝度むら補正前のγカーブを示している。本実施例に係る画像表示装置における各画素は、２５５階調を最高階調としたとき、図のように１２８階調に折れ点のある折れ線のγ特性を持つものとする。そして、輝度むら補正を行わない場合には、画素ｉは１２８階調ではＬｉ１の輝度、２５５階調ではＬｉ２の輝度で発光する特性を有する。また、画素ｉは、０〜１２８階調の間と、１２８〜２５５階調の間は直線的に輝度が変化する特性を有する。横軸に階調データをとり、縦軸に輝度をとって示される特性カーブは階調データが１２８のところに折れ点を有する。

本実施形態で採用した各階調データに対応する駆動パルスの形状を図１３に示す。０階調の場合は駆動パルスは出力されない。階調データが１階調の場合は図１３（a）に示す
ように波高値が電位Ｖ１でパルス幅がｔの形状を有する駆動パルスが出力される。階調データが２階調の場合は図１３（b）に示すように波高値が電位Ｖ１でパルス幅が１階調の
場合に比べてｔ増えた２tである形状を有する駆動パルスが出力される。１２８階調まで
は階調値が増えるに従って順次パルス幅がｔずつ増えていく形状となる。図中ハッチングで示している部分は一つ少ない階調値に対して形状が異なる部分を示している。階調データが１２９階調の場合は、図１３（e）に示すように、駆動パルスの前部の１２８ｔまで
の部分は波高値Ｖ１を有し、その形状に波高値Ｖ２でパルス幅ｔの部分（ハッチング部）を付加した形状となる。階調データが２５５になるまで、階調値が増えるに従って、波高値がＶ２の部分の幅が順次ｔずつ増えていく形状となる。このような駆動パルスを採用する場合、階調値が０から１２８までは、波高値Ｖ１、パルス幅ｔのパルスによって得られる輝度を単位として、順次輝度が増えていく。また階調値が１２８から２５５までは波高値がＶ２、パルス幅tのパルスによって得られる輝度を単位として順次輝度が増えていく
。この関係を図３は示しており、階調１２８において折れ点が生じている。このように階調データがとり得る値域を複数の階調領域に分けることができ、階調領域間で階調データと輝度との間の特性線が折れ点を有するような駆動波形としては、本実施形態で採用した図１３のような形態以外の形態もとり得る。例えば特開２００３−１７３１５９の図２１には、各階調領域ごとに、階調値が増えるに従って、単位駆動ブロックをパルス幅を伸ばすように追加していく構成が記載されている。このような駆動パルスを用いることもできる。

目標γテーブル１から出力された目標輝度値は、変換部２に入力される。変換部２には、演算部４とメモリとしての輝度テーブル５、６がある。輝度テーブル５、６には、明るさを示す値として画面内全画素における輝度むら補正前の表示輝度が格納されている。これは各画素を構成する表示素子それぞれを、複数の駆動値（ここでは１２８階調と２５５階調の２つ）に基づいて駆動して実際に実現された輝度を各表示素子に対応させて記憶している。明るさを示す値としては輝度を定数倍した値を用いることもできる。ここで、輝度テーブル５には１２８階調を変調器３０１に入力して表示した際の輝度データが格納され、輝度テーブル６には２５５階調を変調器３０１に入力して表示した際の輝度データが格納されている。そして、輝度テーブル５の画素ｉに相当する場所にはＬｉ１が格納され、輝度テーブル６の画素ｉに相当する場所にはＬｉ２が格納されている。

これらの輝度データは例えば製造工程で輝度測定を行い、テーブルに書込むようにすればよい。また、輝度測定は、１２８、２５５階調の両方で行ってもよいし、２５５階調のみ行い１２８階調の輝度は２５５階調の輝度から類推する方法でもよいし、逆に１２８階調のみ輝度を測定し２５５階調の輝度は類推する方法でもかまわない。

演算部４では、目標輝度値から輝度テーブル５、６を用いて、表示する階調を演算し、表示パネル３に階調データとして出力する。すなわち、演算部４では、まず入力された目標輝度値に対応する画素の輝度データを輝度テーブル５、６から読み出す。例えば、画素ｉの目標輝度値Ｌｉｔが入力されると、画素ｉの輝度データＬｉ１、Ｌｉ２を輝度テーブル５、６からそれぞれ読み出す。

次に、演算部４が階調データを算出する過程を、画素ｉを例にとって説明する。なお、画素ｉ以外の全ての画素についても、同様に駆動値としての表示階調データが求められる。

演算部４は、目標輝度値Ｌｉｔと輝度データＬｉ１、Ｌｉ２を比較し、その結果に応じて以下の処理を行う。

（１）Ｌｉｔ≧Ｌｉ２の場合
演算部４は階調データとして２５５を出力する。つまり下式となる。

表示階調 Ｑｉ'＝２５５ （式１）
なお、目標輝度値Ｌｉｔが画素ｉの最高の輝度（２５５階調を入力したときの輝度）よりも高い場合は、画素ｉの輝度は目標輝度値に達することができないことになる。

（２）Ｌｉ２＞Ｌｉｔ≧Ｌｉ１の場合
演算部４は１２８階調と２５５階調を輝度比で内分した値を階調データとして出力する。具体的には以下の式により表示階調を求める。

階調 Ｑｉ'＝｛１２８×（Ｌｉ２−Ｌｉｔ）＋２５５×（Ｌｉｔ−Ｌｉ１）｝／（Ｌ
ｉ２−Ｌｉ１） （式２）
図４に階調Ｑｉ'の求め方を示す。Ｑｉは１２８階調と２５５階調を（Ｌｉ２−Ｌｉｔ
）：（Ｌｉｔ−Ｌｉ１）の比で内分した点である。

（３）Ｌｉ１＞Ｌｉｔ≧０の場合
演算部４は０階調と１２８階調を輝度比で内分した値を階調データとして出力する。具体的には以下の式により階調データを求める。

階調 Ｑｉ'＝１２８×Ｌｉｔ／Ｌｉ１ （式３）
このようにして、変換部２では内分（補間）演算により表示すべき階調を求め、表示パネルの駆動部に出力する。

変換部２で求めた階調データを駆動値として表示部である表示パネル３は駆動され、表示パネル３の各画素は目標輝度値を表示する。これにより、輝度むらを補正した画像を表示することが可能となる。

本実施例では、輝度測定階調を１２８、２５５の２階調とした。もし、γカーブがもっと多くの折れ点を持つ場合は、輝度測定階調を増やし、上記手法と同様に測定階調間の階調を内分演算で求めることにより対応できる。

以上のように、本実施例によれば全画素に対して全階調数分の補正値を格納する必要がないため、記憶部に格納しておくデータ量は少なくて済む。また、補正後のγカーブに不必要な折れ点が残らず目標γカーブと一致した特性を得ることができる。これにより、階調が変化した場合でも、輝度むらを適正に補正することができ、品質の高い画像を表示させることができる。

図５〜図７を参照して、本発明の実施例２が示されている。本実施例では、画素のγカーブが飽和特性を持つ場合を説明する。すなわち実施例１では所定の階調領域、即ち階調０から階調１２８まで、もしくは階調１２８から階調２５５までの間は階調値が増えるに従って輝度は線形に増える場合を示したが、本実施形態では折れ点を境界として分けられる階調領域内であっても階調と輝度との間に非線形性が存在する構成を示している。例えば表示素子として、電子放出素子によって蛍光体に電子を照射することで光を得る構成のものを用いる場合であって、かつ、照射する電子量が蛍光体の発光量を飽和させる量である場合にこのような非線形性が生じ得る。本実施例はその構成において好適に輝度むら補正を実現するものである。

図５は本発明の実施例２における、ある画素ｉのγカーブである。図６は本発明の実施例２における目標γカーブである。図７は本発明の実施例２に係る画像表示装置における表示する階調値の演算方法を説明する説明図である。

本実施例においては、図５に示すように、画素のγカーブは階調１２８に折れ点があり、０〜１２８階調の間と、１２８〜２５５階調の間は輝度の飽和特性があり、上に凸となっているものとする。

なお、本実施例に係る画像表示装置の基本的構成は、上記実施例１と同様、図１に示す構成である。但し、目標γテーブル１に格納されている目標γカーブが実施例１とは異なる。実施例１の目標γカーブは図２のようにγ＝２．２のカーブであるが、本実施例の目標γカーブは図６に示すようになる。つまり、階調１２８に折れ点があり、０〜１２８階調の間と、１２８〜２５５階調の間は飽和特性をキャンセルするために下に凸のカーブである。

このようにすると、目標γテーブル１の出力を実施例１と同様に処理することで、飽和特性をキャンセルした適切な表示階調を得ることができる。

図７はある画素ｉの入力画像データとしてＱｉが入力された場合の処理過程を示したものである。図７（ａ）中の符号１１は本実施例の目標γカーブを示している。また、図中の符号１０はγ＝２．２のカーブであり、図２と同じものである。画像データＱｉが入力されると、目標γテーブル１、つまりγカーブ１１により目標輝度値に演算部２が出力する階調データと実際に表示される輝度との間の非線形性を補正する補正が施された値Ｌｉｔ'が出力される。表示すべき真の輝度値はカーブ１０で変換されたＬｉｔであるが、本
実施例では飽和特性を目標γテーブルでキャンセルするため真の表示輝度値とは異なるＬｉｔ'（飽和分を相殺する補正が施された目標輝度値）を出力する。

補正された目標輝度値Ｌｉｔ'は変換部２に入力され、実施例１と同様の計算により階
調データを求める。変換部２に補正された目標輝度値Ｌｉｔ'が入力されると、図７（ｂ
）に示すように内分演算により階調データＱｉ'が求められる。

図７（ｂ）中の符号１２は画素ｉのγカーブを示したものである。階調データＱｉ'を
画素ｉに表示すると、輝度飽和特性のため実際に表示される輝度はＬｉｔ'ではなく、所
望の輝度値Ｌｉｔが表示される。

以上のように、本実施例によればγカーブが飽和特性をもっていても適切な輝度むら補正が可能である。

図８及び図９を参照して、本発明の実施例３に係る画像表示装置について説明する。図８は本発明の実施例３に係る画像表示装置の回路ブロック図である。図９は本発明の実施例３に係る画像表示装置における表示する階調値の演算方法を説明する説明図である。本実施例は、上記実施例１と構成上ほぼ同じであるが、変換部２内に５つのテーブル５〜９を持つ点と、演算部４内の処理が実施例１とは異なる。

テーブル５〜９には全画素分の演算パラメータが格納されている。図９はこの演算パラメータを説明するための図である。ここでは、画素ｉを例に演算パラメータについて説明する。

画素ｉの補正なしのγカーブが図９のようであったとする。本実施例では、階調０〜１２８の間と、階調１２８〜２５５の間は直線的に輝度が変化するとしている。したがって、階調０〜１２８の間で階調Ｑと輝度Ｌの間には以下の式が成り立つ。

階調Ｑ＝ａｉ１×輝度Ｌ 但し、ａｉ１は定数 （式４）
また、階調１２８〜２５５の間で階調Ｑと輝度Ｌの間には以下の式が成り立つ。

階調Ｑ＝ａｉ２×輝度Ｌ＋ｂｉ２ 但し、ａｉ２、ｂｉ２は定数 （式５）
上式４、５は画素ｉについての式であるが、全画素についても同様に各画素の直線パラメータａｊ１、ａｊ２、ｂｊ２（ｊ＝１〜全画素数）が存在し、画素ｉと同様にγカーブを折れ線として表現できるものとする。

図８のテーブル５、６には実施例１と同様に、１２８階調と２５５階調を変調器に入力して表示した際の輝度データが格納されている。また、テーブル７には式４の直線パラメータａｊ１（ｊ＝１〜全画素数）が、テーブル８には式５の直線パラメータａｊ２（ｊ＝１〜全画素数）が、テーブル９には式５の直線パラメータｂｊ２（ｊ＝１〜全画素数）がそれぞれ格納されている。

これらの輝度データは例えば製造工程で輝度測定を行い、テーブルに書込むようにすればよい。

次に、画像データの処理を、画素ｉを例にとって説明する。画素ｉ以外の画素でも同様に階調データを求める。

入力画像データＱｉは目標γテーブル１で目標輝度値Ｌｉｔに変換される。この過程は実施例１と同様であり、図２に示した処理である。

演算部４は、目標輝度値Ｌｉｔと輝度データＬｉ１、Ｌｉ２を比較し、その結果に応じて以下の処理を行う。

（１）Ｌｉｔ≧Ｌｉ２の場合
演算部４は表示階調データとして２５５を出力する。つまり下式となる。

階調データ Ｑｉ'＝２５５ （式６）
目標輝度値Ｌｉｔが画素ｉの最高の輝度（２５５階調を入力したときの輝度）よりも高い場合は、画素ｉの輝度は目標輝度値に達することができないことになる。

（２）Ｌｉ２＞Ｌｉｔ≧Ｌｉ１の場合
演算部４は１２８階調と２５５階調を直線補間した値を階調データとして出力する。具体的には補正演算部４は、テーブル８、９からそれぞれａｉ２、ｂｉ２を読み出し、以下の式により階調データを求める。

階調データ Ｑｉ'＝ａｉ２×Ｌｉｔ＋ｂｉ２ （式７）
（３）Ｌｉ１＞Ｌｉｔ≧０の場合
演算部４は０階調と１２８階調を直線補間した値を階調データとして出力する。具体的には補正演算部４は、テーブル７からａｉ１を読み出し、以下の式により階調データを求める。

階調データ Ｑｉ'＝ａｉ１×Ｌｉｔ （式８）
このようにして、変換部２では直線補間演算により変調器３０１に入力すべき階調データを求め、表示パネル３の変調器３０１に出力する。

変換部２で求めた階調データにより表示パネル３は駆動され、表示パネル３の各画素は目標輝度値を表示する。これにより、輝度むらを補正した画像を表示することが可能である。

本実施例によれば、実施例１よりもメモリの量は多くなるが、補正演算部４の処理が軽減されるというメリットがある。

図１０及び図１１を参照して、本発明の実施例４に係る画像表示装置について説明する。本実施例では、各画素のγカーブの折れ点が比較的低階調にある場合について説明する。すなわち、以上の実施例では、図１３のように、階調１２８までが波高値Ｖ１でパルス幅が階調値の増加に対応して順次に延びていく構成を採用したが、本実施例では、階調値５０までが波高値Ｖ１でパルス幅が順次に延びていき、それ以降は波高値Ｖ２でパルス幅が順次に延びていく構成を採用した。図１０及び図１１は本発明の実施例４に係る画像表示装置における表示する階調値の演算方法を説明する説明図である。

本実施例の回路ブロック図は実施例１と同様に図１に示すものである。

入力画像データは目標γテーブル１により目標輝度値に変換される。このとき、目標γテーブルに格納されたγカーブは図２のようにγ＝２．２である。

目標γテーブル１から出力された目標輝度値は変換部２に入力される。

図１０はある画素ｉのγカーブを示したものである。本実施例に係る画像表示装置の各画素は、図に示すように比較的低階調である５０階調に折れ点がある折れ線γ特性をもつ。本実施例では、５０階調以下の低階調部を無視し、５０〜２５５階調の直線特性を用いて輝度むら補正する。

５０階調から２５５階調の間のγ特性は図１０のように、
階調Ｑ＝ａi２×輝度Ｌ＋ｂi２ 但し、ａｉ２、ｂｉ２は定数 （式９）
で表されるものとする。

本実施例では、式９のみを用いて輝度むらを補正する。５０階調以下では補正誤差が発生するが、暗部であるため誤差が検知されにくいためそれほど問題にならない。

変換部２内のテーブル５には式９の定数ａｊ２（ｊ＝１〜全画素数）が、テーブル６には式９の定数ｂｊ２（ｊ＝１〜全画素数）が格納されている。

画素ｉの目標輝度値Ｌｉｔが変換部２に入力されると、演算部４はテーブル５、６から画素ｉの直線パラメータであるａｉ２、ｂｉ２を読み出し、以下の演算により階調データＱｉ'を求める。

階調データ Ｑｉ'＝ａi２×Ｌｉｔ＋ｂi２ （式１０）
また、本実施例では、演算部４において、式１０で求められた階調データＱｉ'が２５
５より大きい場合は２５５に、０より小さい場合は０になるようにリミッタをかけて出力する。

このようにして、変換部２では直線近似演算により変調器側に出力すべき駆動値である階調データを求める。

変換部２で求めた階調データにより表示パネル３は駆動され、表示パネル３の各画素は目標輝度値、あるいは低階調ではそれに近い値を表示する。これにより、輝度むらを補正した画像を表示することが可能である。

また、本実施例では、５０階調から２５５階調のγ特性と一致する直線パラメータをテーブルに格納したが、直線パラメータは図１１に示すようにγカーブを概略近似するようなものであってもかまわない。この場合、図１０のような直線パラメータで処理した場合と比べ、明部の補正誤差は発生するが、暗部の誤差を小さくすることができる。

本実施例によれば、多少の補正誤差を発生するが、補正部の処理、メモリ量を軽減することができる。

図１は本発明の実施例１に係る画像表示装置の回路ブロック図である。 図２は本発明の実施例１における目標γカーブである。 図３は本発明の実施例１における、ある画素におけるγカーブである。 図４は本発明の実施例１に係る画像表示装置における表示する階調値の演算方法を説明する説明図である。 図５は本発明の実施例２における、ある画素ｉのγカーブである。 図６は本発明の実施例２における目標γカーブである。 図７は本発明の実施例２に係る画像表示装置における表示する階調値の演算方法を説明する説明図である。 図８は本発明の実施例３に係る画像表示装置の回路ブロック図である。 図９は本発明の実施例３に係る画像表示装置における表示する階調値の演算方法を説明する説明図である。 図１０は本発明の実施例４に係る画像表示装置における表示する階調値の演算方法を説明する説明図である。 図１１は本発明の実施例４に係る画像表示装置における表示する階調値の演算方法を説明する説明図である。 図１２は補正値を補間した場合に発生する問題を説明する図である。 実施例で用いた駆動パルスの形状を説明する図である。

符号の説明

１ 目標γテーブル
２ 変換部
３ 表示パネル
４ 演算部
５、６、７、８、９ 輝度テーブル

Claims (8)

1. 表示素子を有する表示部と、
   画像データ処理装置と、
   前記画像データ処理装置が出力する駆動値に基づいて前記表示素子を駆動するための駆動パルスを発生する変調器と、
   を有する画像表示装置であって、
   前記駆動値の取りうる値域が複数の領域を有しており、
   前記変調器は、前記駆動値が増えるに従って、各領域毎に互いに異なる波高値でかつ所定のパルス幅を単位としてパルス幅が増える前記駆動パルスを出力するものであり、
   前記画像データ処理装置は、
   不連続な複数の駆動値に基づいて所定の表示素子が駆動されたときの複数の明るさを示す値をそれぞれ記憶するメモリと、
   入力された画像データから変換された第１の変換値を、該メモリから読み出された値に基づいて変換して前記駆動値を発生する演算回路と、を有しており、
   該演算回路は、前記第１の変換値と前記明るさを示す値との差異を評価するための演算と、その評価結果に応じた前記駆動値を得るための演算とを行うものであることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記演算回路は、前記評価した結果に基づく内分演算により前記駆動値を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記メモリは、複数の表示素子のそれぞれが、不連続な複数の駆動値に基づいて駆動されたときの複数の明るさを示す値を、該複数の表示素子のそれぞれに対応付けて記憶するものであり、
   前記演算回路は、入力された画像データから変換された第１の変換値を、該入力された画像データに対応する表示素子に対応付けて前記メモリに記憶されている値に基づいて変換して前記駆動値を発生するものである請求項１もしくは２に記載の画像表示装置。
4. 前記第１の変換値は、前記複数の表示素子のそれぞれに対応する入力された画像データを共通の変換特性を有する変換プロセスによって変換して得られる値である請求項３に記
   載の画像表示装置。
5. 表示素子を有する表示部と、
   画像データ処理装置と、
   前記画像データ処理装置が出力する駆動値に基づいて前記表示素子を駆動するための駆動パルスを発生する変調器と、
   を有する画像表示装置であって、
   前記駆動値の取りうる値域が複数の領域を有しており、
   前記変調器は、前記駆動値が増えるに従って、各領域毎に互いに異なる波高値でかつ所定のパルス幅を単位としてパルス幅が増える前記駆動パルスを出力するものであり、
   前記画像データ処理装置は、
   入力された画像データから目標とする明るさを示す値に変換された第１の変換値を変換して駆動値を発生する演算回路と、
   不連続な複数の駆動値に基づいて所定の表示素子が駆動されたときの複数の明るさを示す値と、該複数の明るさを示す値のうちの隣り合う２つの値の間の値を持つ前記第１の変換値を前記演算回路において変換するために用いる演算パラメータと、を記憶するメモリと、
   を有しており、
   前記演算回路は、前記第１の変換値と前記明るさを示す値と前記演算パラメータとを用いて前記駆動値を発生する画像表示装置。
6. 前記演算パラメータは、所定の駆動値と、該所定の駆動値に基づいて前記所定の表示素子が駆動されたときの前記明るさを示す値とによって決定された値である請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記メモリは、複数の表示素子のそれぞれが、不連続な複数の駆動値に基づいて駆動されたときの複数の明るさを示す値を、該複数の表示素子のそれぞれに対応付けて記憶するものであり、かつ前記複数の表示素子それぞれに対応する前記演算パラメータを記憶するものであり、
   前記演算回路は、入力された画像データから変換された第１の変換値を、該入力された画像データに対応する表示素子に対応付けて前記メモリに記憶されている前記明るさを示す値と前記演算パラメータとに基づいて変換して前記駆動値を発生するものである請求項５もしくは６に記載の画像表示装置。
8. 前記第１の変換値は、前記複数の表示素子のそれぞれに対応する入力された画像データを共通の変換特性を有する変換プロセスによって変換して得られる値である請求項７に記載の画像表示装置。
   

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