JP4222340B2 - 画像表示装置および画像表示装置における輝度補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の画素を有し、各画素ごとに表示輝度レベルの制御がなされる表示装置、例えばＦＥＤ（Field Emission Display）やＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ、液晶表示装置等に好適な画像表示装置、およびその画像表示装置における輝度補正方法に関する。

近年、表示装置の薄型化および平面化が進んでいる。表示装置に使用される平面パネル状のディスプレイ部（フラットパネルディスプレイ、以下単にディスプレイと呼ぶ。）の一つとして、例えば電界放出型カソードを用いたディスプレイが開発されている。この電界放出型カソードを用いたディスプレイとして、ＦＥＤが存在する。このＦＥＤは、視野角を確保したまま諧調を高くすることができ、画質に優れ、生産効率が高く、応答速度も速く、非常に低温の環境下でも動作し、輝度が高く、電力効率も高い等の多くの優れた特徴を持っている。また、ＦＥＤの製造工程は、いわゆるアクティブ・マトリクス方式の液晶ディスプレイの製造工程と比較して簡単であり、製造コストは少なくともアクティブ・マトリクス方式の液晶ディスプレイの４０％〜６０％も低くなると期待されている。

ここで、ＦＥＤの基本構造とその動作を説明する。ＦＥＤは、電界電子放出特性を利用して電界放出型カソードから電子を放出させると共に、その電子を加速電界を印加して加速させ、蛍光体が塗布されたアノード電極に衝突させて発光を得るようにした表示素子である。

電界放出型カソードは、例えば円錐形状のカソード素子（冷陰極素子）と、このカソード素子の底面に電気的に接続されたカソード電極とで構成される。また、カソード電極に対向する側にはカソード素子を介してゲート電極が配置されている。これら対向配置されたカソード電極とゲート電極との間に電圧Ｖｇｃを印加することで、カソード素子から電子が放出される。電界放出型カソードおよびゲート電極に対向する側には、さらに加速電極であるアノード電極が配置されている。このアノード電極に高電圧ＨＶを印加することで、カソード素子から放出された電子が加速され、アノード電極に塗布された蛍光体に衝突して発光がなされる。

一般にＦＥＤでは、ゲート電極を行方向（Ｒｏｗ）配線、カソード電極を列方向（Ｃｏｌｕｍｎ）配線に接続して行列配線を行い、それらの各交差点にカソード素子を配置し、マトリクス状の画素を形成している。そして、列方向配線側から変調信号を入力し、行方向配線側から順次、走査信号を印加して走査を行う。行方向からゲート電極に走査信号として行配線選択電圧Ｖｒｏｗを印加すると共に、列方向からカソード電極に変調信号として列配線駆動電圧Ｖｃｏｌを印加することで、ゲート電極とカソード電極との間に電圧Ｖｇｃで表される電圧差が生じ、それにより発生する電界によって、カソード素子から電子が放出される。このとき、アノード電極に対して高電圧ＨＶを印加しておくと、
ＨＶ＞Ｖｒｏｗ ……（１）
の条件で電子がアノード電極に引きつけられ、これによりアノード電流Ｉａがアノード電極からカソード電極に向かう方向に流れる。このとき、アノード電極の上に蛍光体を塗布しておくと、電子のエネルギーにより蛍光体が発光することになる。

なお、電子は電圧Ｖｇｃの大きさにより、その放出量が変化し、したがってアノード電流Ｉａも変化する。ここで、蛍光体の発光量すなわち発光輝度Ｌは、
Ｌ∝Ｉａ ……（２）
の関係がある。したがって、電圧Ｖｇｃを変化させるようにすれば、発光輝度Ｌを変化させることができることになる。すなわち、電圧Ｖｇｃの大きさにより電子放出量を制御して任意の発光を得ることができる。このため、電圧Ｖｇｃを表示すべき信号に応じて変調することで輝度変調を実現できる。

図１１に、カソード素子における電子放出特性（電流電圧特性（ＩＶ特性））の一例を示す。横軸は電圧Ｖｇｃ、縦軸は電流Ｉｃを示す。図１１に示したように、カソード素子では、ある閾値Ｖｏから微小な電流が流れ始めるものの、あるカットオフ電圧Ｖｏｎ（例えば２０Ｖ）以下では発光に寄与する電子は放出されず、Ｖｇｃとしてカットオフ電圧Ｖｏｎを超える電圧が印加されたときに電子が放出され、発光に寄与する電流が発生する。

例えば、行配線選択電圧Ｖｒｏｗとしては、選択時は３５Ｖ、非選択時は０Ｖを印加する。一方、列配線駆動電圧Ｖｃｏｌとしては、入力映像信号レベルに応じて、例えば０〜１５Ｖの変調信号を印加する。

この場合、行配線選択電圧Ｖｒｏｗが選択状態すなわち３５Ｖ印加時には、列配線駆動電圧Ｖｃｏｌが０Ｖならば、ゲート・カソード間の差電圧Ｖｇｃは３５Ｖとなり、カソード素子から放出される電子量が増え、蛍光体における発光は高輝度となる。また同じく、行配線選択電圧Ｖｒｏｗが選択状態すなわち３５Ｖ印加時で、列配線駆動電圧Ｖｃｏｌが１５Ｖならば、ゲート・カソード間の差電圧Ｖｇｃは２０Ｖとなるが、放出電子は図１１に示すような放出特性を有しているため、差電圧Ｖｇｃが２０Ｖでは発光に寄与するだけの電子は放出されない。よって発光は起こらない。

以上のように、行配線選択電圧Ｖｒｏｗを選択状態にしておいて、列配線駆動電圧Ｖｃｏｌを入力映像信号レベルに応じて０〜１５Ｖで制御することで、所望の輝度表示を行うことができる。

パネルを連続表示する際には、ゲート電極に行配線選択電圧Ｖｒｏｗを与えることでカソード素子列を１行ずつ順次駆動（走査）するのと同期して、カソード電極群に画像１ライン分の変調信号（列配線駆動電圧Ｖｃｏｌ）を同時に印加することにより、蛍光体への電子ビーム照射量を制御し、画像を１ラインずつ表示していく。

ところでＦＥＤにおいては、下記の問題が潜在的に存在することが知られている。すなわち、
（i）カソード素子や配線などの製造プロセス上のばらつきにより、同じ電圧Ｖｇｃを与えたとしても各カソード素子の電子放出量が同じにならない。すなわち、全画素を同一信号レベルで駆動したとしても、各表示画素の輝度が同じならない（各画素のＶｇｃ−輝度特性（ガンマ特性）が完全に同じにならない）。この場合、製造プロセス上のばらつきにはある程度傾向があるため、画面内において場所によって暗いエリアと明るいエリアとができ、輝度むらとなって見えてしまう。また、各色間で輝度むらがあれば、色むらとなって見えてしまう。
（ii）配線負荷によって電圧Ｖｇｃが画面内の場所によって異なってしまう。
ＦＥＤは行列配線構造を有しており、画素間の配線長に応じた配線抵抗が発生する。また、画素部分で行列配線が交差しているため、この交差部分の面積に応じた配線容量（寄生容量）が発生する。これらが配線負荷となる。この配線負荷による電圧降下は駆動ドライバから離れるほど大きくなり、駆動ドライバ近傍と遠方とでは電圧差が生じ、駆動ドライバから同一電圧を印加しても、各画素における印加電圧Ｖｇｃが同一ではなくなり、均一な発光が得られなくなる。これにより駆動ドライバ付近では明るく、駆動ドライバから離れるほど暗くなってしまうシェーディング現象を起こす。

これらは、画像表示のユニフォミティ（均一性）に関する基本的な問題である。次に、このユニフォミティの問題に対し、従来行われてきた補正方式の一例を説明する。この補正方式は、あらかじめ補正データを用意し、その補正データを元信号に加減算して元信号を補正することで、ユニフォミティの改善を行うものである。

より具体的には、まず、図１２（Ａ）に示したように表示装置４１における有効画面４２を、仮想的に実際の画素間隔よりも大きく網目状に分割し、その分割格子点４３における輝度を入力信号レベルごとに測定する。なお、データ量が多くなるので、測定は表示装置４１で表示可能なすべての信号レベルではなく、代表的な信号レベルのみをサンプリングし、そのサンプリングした信号レベルごとに測定する。そして、その測定データに基づいて、各格子点４３におけるサンプリングした入力信号レベルごとの補正データを算出し、ルックアップテーブルとしてメモリに格納する。

図１２（Ｂ）は、サンプリングした入力信号レベルごとに各格子点４３における補正データ４４を持つことを、概念的に３次元画素空間で表現している。図１２（Ｂ）に示した３次元画素空間のパラメータは、水平、垂直方向の画素位置と信号レベルとからなる。図１２（Ａ），（Ｂ）に示したように、１回の測定により、各格子点４３について、ある入力信号レベルｎでの輝度が測定され、ある入力信号レベルｎにおける各格子点４３の補正データ４４が算出される。この処理を各入力信号レベルごとに行うことで、各入力信号レベルごとの各格子点４３における補正データ４４が算出される。
このようにすると補正データ４４として、
（画面垂直方向の格子点数×画面水平方向の格子点数×入力信号レベルのサンプリング数）個
のデータをルックアップテーブルとして持つ必要がある。そして、ルックアップテーブルに格納された各格子点４３の補正データ４４から、全画素分、全信号レベル分の補正データを補間により作成する。

図１３は、補間による補正データ算出の概念を、３次元的に示したものである。図示した３次元画素空間において、補間ポイント４５における補正データは、その周囲にある８ポイントの格子点４３における補正データに基づいて算出される。補間ポイント４５における補正データの値は、８ポイントの各格子点４３からの距離に応じたものとなる。補間によりデータを算出する方法としては例えば線形補間がある。

図１４（Ａ），（Ｂ）は、線形補間による補正データ算出の概念を示している。図１４（Ａ）は垂直方向の線形補間、図１４（Ｂ）は水平方向の線形補間を示している。図１４（Ａ）において、求めたい補間ポイント４５の位置をＬ３とすると、その補正データは、垂直方向の近傍点Ｌ１，Ｌ２にある格子点４３の補正データの値と、点Ｌ１，Ｌ２からＬ３までの距離ａ，ｂとにより求まる。具体的には、以下の式で表される。なお、式中ではＬ１，Ｌ２，Ｌ３はデータ値を示している。
Ｌ３＝（ｂＬ１＋ａＬ２）／（ａ＋ｂ）

同様に、図１４（Ｂ）において、求めたい補間ポイント４５の位置をＬ１３とすると、その補正データは、水平方向の近傍点Ｌ１１，Ｌ１２にある補正データの値と、点Ｌ１１，Ｌ１２からＬ１３までの距離ａ，ｂとにより求まる。具体的には、以下の式で表される。式中ではＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３はデータ値を示す。なお、点Ｌ１１，Ｌ１２におけるデータ値は上記した垂直方向の線形補間により求めることができる。
Ｌ１３＝（ｂＬ１１＋ａＬ１２）／（ａ＋ｂ）
このように垂直方向および水平方向の線形補間を組み合わせることで、任意の位置のデータ値を求めることができる。なお図示していないが、サンプリングされた信号レベル間の補間についても図１４（Ａ），（Ｂ）と同様な計算から求めることができる。

補正データを用いて輝度むらの改善を図る技術については、特許文献１にも記載されている。特許文献１では、複数の発光素子を有する表示装置において、発光素子に対応した補正値テーブルを参照して発光指令値を補正し、その補正された発光指令値に基づいて駆動手段を制御することを特徴としている。補正値テーブルは、各発光素子のそれぞれについて補正値データを保存しているか、または表示手段の小領域ごとに補正値データを保存している。
特開２０００−１２２５９８号公報

ここで、上記した従来の補正方式による、“むら”に対する補正能力について考えてみる。図１５は、ある入力信号レベルにおける補正データ算出用の格子点配置を示している。有効画面１９０において、格子点１９１の配置はむらの有る無しにかかわらず一定間隔である。従って図示したように、比較的広い範囲に亘ってむらのあるＡ領域１９２と、比較的狭い範囲に亘ってむらのあるＢ領域１９３とがあった場合、Ａ領域１９２には格子点１９１が存在するが、Ｂ領域１９３には格子点１９１が存在しないということがあり得る。Ａ領域１９２のように格子点１９１が存在する場合、むらに対応した補正データを得ることができ、むらの補正を行いやすい。しかしながら、Ｂ領域１９３のように格子点１９１が存在しない場合、むらに対応した補正データを得ることができず、むらの補正を行いようがなくなる。従って補正の能力は、むらの範囲が格子点１９１設定時の画面の分割サイズよりも大きいときは高いが、むらの範囲が小さいときは低い。すなわち細かい（狭い範囲にある）むらほど補正能力は落ちることになる。特許文献１において、表示手段の小領域ごとに補正値データを保存している場合も同様の問題がある。

より細かいむらに対してまで補正を行おうとすると、図１６に示したように画面の分割サイズを小さくして格子点数を増やし、格子点間隔を狭くする必要がある。すなわち図１５における格子点１９１に加えて、あらたに格子点１９４を追加し、補正データを増やすことが必要となる。図１５の例では格子点１９１が４８個あるが、図１６ではあらたな格子点１９４が加わり全部で１６５個ある。これにより、細かいむらのあるＢ領域１９３にも格子点が存在することとなり、補正データを得ることができ、むらの補正を行うことができる。究極としては１画素に至るまで分割サイズを小さくし、格子点をすべての画素に設定すればよいのだが、そうなるとルックアップテーブルとしてすべての画素分の補正データを保持することになり、必要とされるメモリ量が著しく増大する。これではあまりにもメモリサイズが大きくなりすぎて、現実的ではない。特許文献１において、各発光素子のそれぞれについて補正値データを保存している場合も同様の問題がある。ルックアップテーブルに格納する補正データの量を極力抑えつつ、補正能力を高める技術が望まれる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、あらかじめ用意する補正データを必要最小限に抑えてメモリ量を節約しながらも、従来に比べてユニフォミティ補正の能力を高めることができるようにした画像表示装置および画像表示装置における輝度補正方法を提供することにある。

本発明による画像表示装置は、複数の画素を有し、各画素ごとに表示輝度レベルの制御がなされる画像表示装置であって、各画素間の表示むらを補正するための補正データを、有効画面内で設定された代表的な画素点分格納する格納手段と、代表的な画素点以外の画素についての補正データを、格納手段に格納された補正データを参照して補間演算により算出する補間手段と、格納手段に格納された補正データ、および補間演算により算出された補正データに基づいて、同一の入力信号レベルにおける表示輝度が各画素間で同一となるように入力信号の補正処理を行う信号処理手段とを備えている。そして、代表的な画素点の配置が、補正処理を行う前において測定された代表的な信号レベルごとの表示むらに対応して、代表的な信号レベルごとに、有効画面内において相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて密になるように設定され、かつ、その代表的な信号レベルごとに設定される画素点の配置が信号レベルごとに異なるようになされ、格納手段に格納された補正データが、測定された代表的な信号レベルごとの表示むらに対応して、代表的な信号レベルごとに、相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて多く割り当てられているものである。そして、格納手段が、代表的な画素点についての補正データを、代表的な信号レベル分格納し、補間手段が、代表的な信号レベル以外の信号レベルについての補正データを、格納手段に格納された補正データを参照して補間演算により算出するようにしたものである。

本発明による画像表示装置における輝度補正方法は、複数の表示画素を有し、各表示画素ごとに表示輝度レベルの制御がなされる画像表示装置における輝度を補正する方法であって、各画素間の表示むらを補正するための補正データを、有効画面内で設定された代表的な画素点分、格納手段に格納するステップと、代表的な画素点以外の画素についての補正データを、格納手段に格納された補正データを参照して補間演算により算出するステップと、格納手段に格納された補正データ、および補間演算により算出された補正データに基づいて、同一の入力信号レベルにおける表示輝度が各画素間で同一となるように入力信号の補正処理を行うステップとを含んでいる。そして、代表的な画素点の配置を、補正処理を行う前において測定された代表的な信号レベルごとの表示むらに対応して、代表的な信号レベルごとに、有効画面内において相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて密になるように設定することで、その代表的な信号レベルごとに設定される画素点の配置が信号レベルごとに異なるようにし、格納手段に格納された補正データを、測定された代表的な信号レベルごとの表示むらに対応して、代表的な信号レベルごとに、相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて多く割り当てるようにしたものである。そして、格納手段に格納するステップにおいて、代表的な画素点についての補正データを、代表的な信号レベル分格納し、補間演算により算出するステップにおいて、代表的な信号レベル以外の信号レベルについての補正データを、格納手段に格納された補正データを参照して補間演算により算出するようにしたものである。

ここで、本発明において、「表示むら」とは、輝度むらや色むらなど、本来均一となるべきものが不均一となって表示されてしまう表示状態のことをいう。

本発明による画像表示装置および画像表示装置における輝度補正方法では、格納手段に、各画素間の表示むらを補正するための補正データが、代表的な画素点分格納される。代表的な画素点以外の画素についての補正データは、格納手段に格納された補正データを参照して補間演算により算出される。格納手段に格納された補正データ、および補間演算により算出された補正データに基づいて、入力信号の補正処理が行われる。
本発明では、代表的な画素点が、表示むらに対応して相対的に表示むらが細かい画素領域ほど密になるように設定されていることで、格納手段に格納された補正データが、表示むらに対応して、相対的に表示むらが細かい画素領域ほど多く割り当てられる。むらの細かい画素領域では精度の高い補正処理が行われる一方、むらの粗い画素領域では格納手段に格納する補正データを節約して、必要最小限の精度での補正処理が行われる。これにより、格納手段に格納する補正データを必要最小限に抑えてメモリ量を節約しながらも、従来に比べてユニフォミティ補正の能力が高められる。

本発明の画像表示装置、または画像表示装置における輝度補正方法によれば、代表的な画素点を、表示むらに対応して相対的に表示むらが細かい画素領域ほど密になるように設定し、格納手段に格納する補正データを、表示むらに対応して、相対的に表示むらが細かい画素領域ほど多く割り当てるようにしたので、むらの細かい画素領域ほど精度の高い補正処理を行う一方、むらの粗い画素領域ほど格納手段に格納する補正データを節約して、必要最小限の精度での補正処理を行うことができる。これにより、あらかじめ用意する補正データを必要最小限に抑えてメモリ量を節約しながらも、従来に比べてユニフォミティ補正の能力を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を示している。図２は、この画像表示装置における表示パネル１の概略構造を示している。図３は、その表示パネル１の画素部分の概略構造を示している。本実施の形態では、表示パネル１としてＦＥＤを用いた画像表示装置を例に説明する。

図１に示したように、この画像表示装置は、アナログ映像信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１０と、デジタル映像信号に対して画質調整等の各種の信号処理を施す映像信号処理部１１と、表示パネル１を駆動する列方向駆動電圧生成部１３および行方向選択電圧生成部１４と、映像信号に含まれる水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖを入力として、列方向駆動電圧生成部１３および行方向選択電圧生成部１４に適切なタイミングパルスを出力する制御信号生成部１２とを備えている。映像信号処理部１１に入力される映像信号は、例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）それぞれ８ｂｉｔのデジタル映像信号と水平、垂直同期信号Ｈ，Ｖとで構成される。なお、映像信号として初めからデジタル信号が入力される場合には、Ａ／Ｄ変換部１０を構成から省くことができる。映像信号処理部１１は、後に図４を用いて説明するように、表示むらを補正するための処理回路を有している。

表示パネル１は、図２および図３に示したように、アノードパネル２０とカソードパネル３０とを有し、それらが所定間隔をおいて対向配置された構造となっている。アノードパネル２０とカソードパネル３０との間の電子放出領域３６は、略真空状態に保たれている。

アノードパネル２０は、例えばガラス基板よりなる基板部２３に、透明体からなるアノード電極２１を層状に形成して構成されている。アノード電極２１には、蛍光体層２２が塗布されている。蛍光体層２２は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の光の３原色に対応する３つの蛍光体層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを含んでいる。これらの蛍光体層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの発光により、カラー表示を行うことが可能となっている。各蛍光体層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの間には、ブラックマトリクス２４が形成されている。なお、本実施の形態では、説明を簡略化するため、特に必要のある場合を除き、カラー表示における各色を区別することなく説明する。

カソードパネル３０は、支持体１７と、この上方に配置された列方向配線１５および行方向配線１６とを有している。列方向配線１５は、列方向（図１のＹ方向）に延在し、行方向（図１のＸ方向）に複数配列されている。列方向配線１５の一端は、列方向駆動電圧生成部１３に電気的に接続されている。行方向配線１６は、行方向に延在し、列方向に複数配列されている。行方向配線１６の一端は、行方向選択電圧生成部１４に電気的に接続されている。このように互いに交差するように行列状に配列された列方向配線１５および行方向配線１６の各交差点にマトリクス状に表示画素が形成され、列方向配線１５を介して印加された列配線駆動電圧Ｖｃｏｌと行方向配線１６を介して印加された行配線選択電圧Ｖｒｏｗとの電圧差に応じて、それらの交差点の表示画素が発光するようになされている。

カソードパネル３０において、支持体１７の上にはカソード電極３１が形成されている。カソード電極３１の上には、図３に示したように例えば円錐形状のカソード素子（冷陰極素子）３２が設けられている。カソード素子３２は通常、１画素につき複数個設けられる。カソード電極３１とカソード素子３２は、電気的に接続されている。カソード電極３１とカソード素子３２とで、電界放出型カソードが形成されている。

カソード電極３１に対向する側にはカソード素子３２および絶縁層３５を介してゲート電極３３が配置されている。これら対向配置されたカソード電極３１とゲート電極３３との間に電圧Ｖｇｃを印加することで、カソード素子３２から電子ｅが放出されるようになっている。ゲート電極３３において、カソード素子３２に対応する部分には、カソード素子３２から放出された電子ｅが通過する開口部３４が設けられている。

アノード電極２１は、カソード素子３２から電子ｅが放出される方向側において、ゲート電極３３に対向配置されている。アノード電極２１は、加速電極の役割を有している。すなわち、アノード電極２１に高電圧ＨＶを印加することで、カソード素子３２から放出された電子ｅがアノード電極２１に向けて加速されるようになっている。

このような画素構造が、カソードパネル３０において行方向配線１６および列方向配線１５の各交差点に形成され、マトリクス状の画素を形成している。一般に、ゲート電極３３が行方向配線１６に、カソード電極３１が列方向配線１５に電気的に接続されている。そして、行方向からゲート電極３３に走査信号として行配線選択電圧Ｖｒｏｗが印加されると共に、列方向からカソード電極３１に変調信号として列配線駆動電圧Ｖｃｏｌが印加されることで、ゲート電極３３とカソード電極３１との間に電圧Ｖｇｃで表される電圧差が生じ、それにより発生する電界によって、カソード素子３２から電子ｅが放出されるようになっている。このとき、アノード電極２１に対して高電圧ＨＶを印加しておくことで、電子ｅがアノード電極２１に引きつけられ、これによりアノード電流Ｉａがアノード電極２１からカソード電極３１に向かう方向に流れる。このとき、アノード電極２１に到達した電子ｅのエネルギーにより、それに対応する位置の蛍光体層２２が発光することになる。

行方向選択電圧生成部１４は、各行方向配線１６に順次、走査信号を印加するためのものであり、制御信号生成部１２から出力されたタイミングパルスに基づいて、各行方向配線１６に適切なタイミングで走査信号（行配線選択電圧Ｖｒｏｗ）を印加するようになっている。行配線選択電圧Ｖｒｏｗは、画素を１ラインずつ順次択一的に選択駆動するためのものである。

列方向駆動電圧生成部１３は、各列方向配線１５に変調信号を印加するためのものであり、図示していないが主に１ライン分（＝１Ｈ期間（１水平走査期間）分）のデジタル映像信号を入力するためのシフトレジスタ、その映像信号を１Ｈ期間分保持するためのラインメモリ、および１Ｈ期間分のデジタル映像信号をアナログ電圧に変換し、１Ｈ期間印加するためのＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器などを含んでいる。列方向駆動電圧生成部１３は、映像信号処理部１１からのデジタル映像信号に応じた変調信号を、図示しないＤ／Ａ変換器によってアナログ変調信号に変換し、列配線駆動電圧Ｖｃｏｌとして各列方向配線１５に印加するようになっている。なお、列方向駆動電圧生成部１３には、列方向配線１５として、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素列それぞれについて複数の列方向配線Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，…ＲＮ，ＧＮ，ＢＮ（Ｎ＝整数）が接続されており、各列方向配線１５に１Ｈ期間分同時に列配線駆動電圧Ｖｃｏｌが印加されるようになっている。

図４は、本実施の形態の最も特徴部分であるユニフォミティ補正に関わる回路部分の構成を示している。映像信号処理部１１は、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）格納部１２５と、映像信号処理回路１２６と、ＬＵＴ参照部１２７と、補正データ補間部１２８と、加減算回路１２９と、切替スイッチ１３１とを有している。切替スイッチ１３１は２つの入力端子を有し、それぞれの入力端子に、加減算回路１２９と、映像信号処理部１１の外部に設けられた測定用映像信号発生部１３２とが接続されている。
本実施の形態において、ＬＵＴ格納部１２５が、本発明における「格納手段」の一具体例に対応し、補正データ補間部１２８が、本発明における「補間手段」の一具体例に対応する。また、加減算回路１２９が、本発明における「信号処理手段」の一具体例に対応する。

ＬＵＴ格納部１２５は、半導体メモリなどにより構成され、各画素間の表示むらを補正するための補正データをルックアップテーブルの形式で格納している。ＬＵＴ格納部１２５には補正データとして、有効画面内で設定された代表的な画素点分の補正データが、代表的な信号レベル分格納される。すなわち、ＬＵＴ格納部１２５には、基本的に図１２（Ａ），（Ｂ）に概念的に示した補正データ４４と同様、有効画面４２内で設定された代表的な画素点である各格子点４３についての補正データが、サンプリングされた入力信号レベル分格納される。ただし、本実施の形態では、代表的な画素点の配置方法が従来とは異なる。従来では、代表的な画素点を表示むらにかかわらず等間隔に配置していたが、本実施の形態では、代表的な画素点の配置が、補正処理を行う前において測定された表示むらに対応して、有効画面内において相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて密になるように設定されている。これにより、ＬＵＴ格納部１２５に格納される補正データが、測定された表示むらに対応して、相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて多く割り当てられている。なお、具体的な配置の設定方法については、後に詳述する。

ＬＵＴ格納部１２５に格納される補正データは、あらかじめ補正データ作成装置１２０によって作成されたものである。補正データ作成装置１２０による補正のデータ作成は、例えば製造時の初期設定として行われる。補正データ作成装置１２０は、輝度測定部１２１と、周波数分離部１２２と、エリア別格子点設定部１２３と、エリア別補正データ作成部１２４とを有している。輝度測定部１２１は、表示パネル１の表示輝度を測定するものであり、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を含んで構成されている。

周波数分離部１２２は、図７に示すようにスケーリング処理部１４２と、ＦＦＴフィルタ１４３と、ピーク検出部１４４と、エリアブロック選定部１４５とを有している。周波数分離部１２２は、輝度測定部１２１で測定されたデータに基づいて、有効画面内の輝度分布を複数の空間周波数成分に分離することで、画面上のどこにどの程度の表示むらがあるのかを判定するものである。この判定方法については、後に詳述する。

エリア別格子点設定部１２３は、周波数分離部１２２によって判定された表示むらの情報に基づいて、上記した代表的な画素点である格子点の配置を決定するものである。エリア別補正データ作成部１２４は、輝度測定部１２１で測定されたデータに基づいて、エリア別格子点設定部１２３で決定された各格子点における補正データの作成を行うものである。

映像信号処理回路１２６は、入力映像信号Ｖｉｎに対して、表示パネル１の画素数に合わせるためのスケーリング処理やユーザにより設定された画質コントロール処理等を行うものである。ＬＵＴ参照部１２７は、ＬＵＴ格納部１２５に格納されている補正データの読み取りを行うものである。補正データ補間部１２８は、ＬＵＴ格納部１２５に格納されている補正データをＬＵＴ参照部１２７を介して参照し、それに基づいて、代表的な画素点以外の画素についての補正データを補間演算により算出するものである。加減算回路１２９は、ＬＵＴ格納部１２５に格納された補正データと補正データ補間部１２８によって算出された補正データとに基づいて、入力映像信号Ｖｉｎの補正処理を行うものである。補正データは、後述するように所望の輝度曲線からのオフセット値のデータとなっている。加減算回路１２９は、そのオフセット値を入力信号値に加減算する処理を行う。これにより、同一の入力信号レベルにおける表示輝度が各画素間で同一となるように入力信号の補正処理が行われるようになっている。

測定用映像信号発生部１３２は、補正データ作成装置１２０による補正データ作成の際に使用されるもので、輝度測定用映像信号Ｖ１を発生するものである。切替スイッチ１３１は、加減算回路１２９からの出力映像信号Ｖｏｕｔと、測定用映像信号発生部１３２からの測定用映像信号Ｖ１とのいずれを表示パネル１に表示させるかの表示切り替えを行うためのものである。

次に、以上のように構成された画像表示装置の動作を説明する。

まず、この画像表示装置の基本動作を説明する。図１において、Ａ／Ｄ変換部１０に入力されたアナログ映像信号は、デジタル映像信号に変換され、映像信号処理部１１に出力される。映像信号処理部１１では、デジタル映像信号に対して画質調整等の各種の信号処理を施す。映像信号には、例えばＲ，Ｇ，Ｂそれぞれ８ｂｉｔのデジタル映像信号と水平、垂直同期信号Ｈ，Ｖとが含まれている。Ｒ，Ｇ，Ｂのデジタル映像信号は、列方向駆動電圧生成部１３に入力される。

一方、水平、垂直同期信号Ｈ，Ｖは、制御信号生成部１２に入力され、ここで列方向駆動電圧生成部１３における映像取り込み開始タイミングを指示する列配線駆動用映像取り込み開始パルス、および列方向駆動電圧生成部１３におけるＤ／Ａ変換されたアナログ映像電圧発生タイミングを指示する列配線駆動開始パルスが作成される。制御信号生成部１２はさらに、行方向選択電圧生成部１４における、行配線選択電圧Ｖｒｏｗの駆動開始タイミングを指示する行配線駆動開始パルス、および行配線選択電圧Ｖｒｏｗを１ラインごとに上から順次選択駆動するための基準シフトクロックとなる行配線選択用シフトクロックを作成する。列方向駆動電圧生成部１３および行方向選択電圧生成部１４は、これら同期信号に基づいて生成された駆動タイミングパルスに基づくタイミングで、表示パネル１を駆動する。

行方向選択電圧生成部１４は、各行方向配線１６に順次、走査信号として行配線選択電圧Ｖｒｏｗを印加する。列方向駆動電圧生成部１３は、各列方向配線１５に変調信号として列配線駆動電圧Ｖｃｏｌを印加する。図２および図３に示したパネル構造において、ゲート電極３３が行方向配線１６に、カソード電極３１が列方向配線１５に電気的に接続されているので、行方向からゲート電極３３に行配線選択電圧Ｖｒｏｗが印加され、列方向からカソード電極３１に列配線駆動電圧Ｖｃｏｌが印加される。これにより、ゲート電極３３とカソード電極３１との間に電圧Ｖｇｃで表される電圧差が生じ、それにより発生する電界によって、カソード素子３２から電子ｅが放出される。放出された電子ｅは、アノード電極２１によって加速され、アノード電極２１に衝突する。その衝突した電子ｅのエネルギーにより、それに対応する位置の蛍光体層２２が発光する。この発光により、映像表示がなされる。

この場合において、電圧Ｖｇｃの大きさにより電子放出量が制御され、任意の発光を得ることができる。このため、電圧Ｖｇｃを表示すべき信号に応じて変調することで各画素ごとに輝度変調を実現できる。例えば、行配線選択電圧Ｖｒｏｗとしては、選択時は３５Ｖ、非選択時は０Ｖを印加する。一方、列配線駆動電圧Ｖｃｏｌとしては、入力映像信号レベルに応じて、例えば０〜１５Ｖの変調信号を印加する。この場合、行配線選択電圧Ｖｒｏｗが選択状態すなわち３５Ｖ印加時には、列配線駆動電圧Ｖｃｏｌが０Ｖならば、ゲート・カソード間の差電圧Ｖｇｃは３５Ｖとなり、カソード素子３２から放出される電子量が増え、蛍光体における発光は高輝度となる。また同じく、行配線選択電圧Ｖｒｏｗが選択状態すなわち３５Ｖ印加時で、列配線駆動電圧Ｖｃｏｌが１５Ｖならば、ゲート・カソード間の差電圧Ｖｇｃは２０Ｖとなるが、放出電子は図１１に示すような放出特性を有しているため、差電圧Ｖｇｃが２０Ｖでは発光に寄与するだけの電子は放出されない。よって発光は起こらない。以上のように、行配線選択電圧Ｖｒｏｗを選択状態にしておいて、列配線駆動電圧Ｖｃｏｌを入力映像信号レベルに応じて０〜１５Ｖで制御することで、所望の輝度表示を行うことができる。

次に、ユニフォミティ補正に関する動作について説明する。補正データ作成装置１２０による補正データ作成に関する動作も併せて説明する。

図４において、まず補正データを作成するために、切替スイッチ１３１を測定用映像信号発生部１３２側に切り替え、輝度測定用映像信号Ｖ１を出力する。輝度測定用映像信号Ｖ１としては、黒レベルから白レベルまで、あるレベル間隔を持った（代表的な信号レベル（階調レベル）分の）何枚かのフラットフィールド信号を発生させる。そして発生させた輝度測定用映像信号Ｖ１を測定対象である表示パネル１で表示し、その表示輝度を輝度測定部１２１で入力信号レベルごとに測定する。通常はＣＣＤカメラ等で１画面全体を撮影することで、画面位置に対する輝度測定を行う。画面位置に対する輝度データは、最終的にＬＵＴ格納部１２５に格納する補正データよりも細かい精度で測定しておくことが必要である。

次に測定した輝度データに対して、周波数分離部１２２において空間上の周波数分離を行う。これによって画面上のどこにどのくらい細かい表示むらがあるかどうかの判定を行うことができる。詳細は後述するが、表示むらの細かさに対しては閾値を例えば２つ持ち、３つの周波数帯域に分離する。例えば、Ｓｉｎ波形が有効画面の横幅に対して２０本以上表示できる程度の表示むらに関しては「非常に細かいむら」、５本以上２０本以下は「細かいむら」、５本以下は「粗いむら」もしくは「むら無し」などと判定する。次にエリア別格子点設定部１２３において、周波数分離部１２２の周波数分離によって得られた結果から、表示むらの細かさに対応した格子点（補正データの算出対象となる代表的な画素点）の配置を決める。例えば「非常に細かいむら」および「細かいむら」がある画素エリア内においては、格子点を細かく設定し、逆に「粗いむら」の画素エリアでは格子点を粗く設定するように決める。

図９は、格子点配置の一例を示している。周波数分離部１２２では、有効画面９０を仮想的に網目状に分割し、複数の画素エリアブロックを設定する。図９の例では、大きく１２個（縦３個×横４個）のエリアブロックに分割されている。そして、各エリアブロックごとに表示むらの程度を判定する。図９の例では、「非常に細かいむら、細かいむら」と「粗いむら」との大きく２つのブロックに分けられており、ハッチングを施した６個のエリアブロックが「非常に細かいむら、細かいむら」のあるブロック、それ以外が「粗いむら」のあるブロックとなっている。図示したように格子点９１として、「粗いむら」のあるブロックには格子点９１Ａが配置され、「非常に細かいむら、細かいむら」のあるブロックには格子点９１Ａに加えて格子点９１Ｂが配置されている。これにより、「粗いむら」のあるブロックでは、相対的に格子点間隔が疎、「非常に細かいむら、細かいむら」のあるブロックでは、格子点間隔が密になっている。

このように格子点９１の配置が決まったら、次にエリア別補正データ作成部１２４において、輝度測定部１２１で測定されたデータに基づいて、後述するように各格子点９１におけるオフセット値を求める。そのオフセット値を各格子点９１の位置情報に関連付け、ルックアップテーブルの形式で補正データとしてＬＵＴ格納部１２５に格納する。

ここで、図５および図６を参照して、各格子点における実際の補正データの作成例を説明する。ここでは輝度むらを補正する例を説明する。図５および図６において、横軸は入力映像信号Ｖｉｎの階調レベル（信号レベル）、縦軸は実際に表示パネル１に表示される輝度を示す。図５に示したように、輝度むらの補正は、入力信号レベルに対する理想的な表示輝度の関係を示す所望の輝度曲線６２をあらかじめ設定しておき、全画素において入力信号レベルに対する表示輝度の関係が、所望の輝度曲線６２と同等になるようにすればよい。そのためには、あるレベルの入力信号を入れたときに所望の輝度レベルとなるためには、どれだけ信号値がシフトされていれば良いかを求めれば良い。例えば図５において、ある画素の輝度曲線が符号６１で示したものであるとすると、ある入力信号レベルＬ１〜Ｌ３に対するオフセット値はＤ１〜Ｄ３のように求められる。信号レベルＬ１〜Ｌ３の入力信号が与えられた場合、その入力信号値に対してオフセット値Ｄ１〜Ｄ３の値だけ加減算してやれば、表示輝度が所望の輝度曲線６２に一致することとなる。このようなオフセット値を各格子点９１について求めることで、ＬＵＴ格納部１２５に格納される補正データが作成される。

所望の表示輝度曲線６２は、例えば輝度測定部１２１で測定された実際の輝度測定データに基づいて作成される。図６において、符号６３〜６５を付した曲線が測定によって得られた輝度曲線であるものとする。まず、測定された輝度曲線において、入力信号が最大レベルＬｍａｘであるときの最も暗いポイントＫｍｉｎでの輝度と、入力信号が最小レベルＬｍｉｎであるときの最も明るいポイントＫｍａｘでの輝度との２点Ｋｍｉｎ，Ｋｍａｘを求める。所望の表示輝度カーブ６２は、それら２点Ｋｍｉｎ，Ｋｍａｘを通る曲線または折れ線とするのが一般的である。それら２点Ｋｍｉｎ，Ｋｍａｘを通る曲線または折れ線を求める方法としては例えばスプライン補間や線形補間を用いることができる。なお、所望の表示輝度曲線６２の決め方はこれに限らない。また、実際の輝度測定データを用いることなく一般的に理想的と考えられる輝度曲線を所望の表示輝度曲線６２として設定しても良い。

再び図４に戻って動作を説明すると、実際の映像信号を見る段階においては切替スイッチ１３１を加減算回路１２９側に切り替える。入力映像信号Ｖｉｎは、映像信号処理回路１２６において表示パネル１の画素数に合わせるためのスケーリング処理やユーザにより設定された画質コントロール処理等が施された後、ＬＵＴ参照部１２７を介して補正データ補間部１２８に出力される。補正データ補間部１２８では、ＬＵＴ格納部１２５に格納されている補正データをＬＵＴ参照部１２７を介して参照し、それに基づいて、代表的な画素点以外の画素についての補正データを補間演算により算出する。補間演算の方法は特に限定されず、例えば既に図１３および図１４（Ａ），（Ｂ）を参照して説明したものと同様の方法で行うことができる。補正データ補間部１２８は、代表的な画素点および代表的な信号レベルに関してはＬＵＴ格納部１２５に格納されている補正データをそのまま加減算回路１２９に出力する。それ以外の画素点および信号レベルに関しては、補間演算により算出された補正データを加減算回路１２９に出力する。このようにして全画素、全信号レベルに対応した補正データがリアルタイムに求められ、加減算回路１２９に出力される。加減算回路１２９は、補正データとしてのオフセット値を入力信号値に加減算する処理を行う。このようにして補正された映像信号に基づく表示を行うことで、表示パネル１に表示むらの軽減された良好な映像が表示される。

次に、図７および図８を参照して周波数分離部１２２による周波数分離の方法の具体例を説明する。ここでは輝度むらの細かさの判定を行う場合を例に説明する。この具体例ではまず、輝度むらの傾向が入力信号レベルにさほど依存しないと考え、代表的な１つの信号レベルにおける測定データを周波数分離し、その結果によりエリアブロックの選定を行うこととする。例えば入力信号レベルが８ビット換算で６４のときのデータを使用する。

測定データ１４１は、輝度測定部１２１（図４）における輝度測定器の精度によって例えば１８０ドット×１８０ドットとなっているものとする。後段でＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を掛けるのに２^Nのサイズである必要があるため、スケーリング処理部１４２において、２５６ドット×２５６ドットへのスケーリングを行う。これは通常の線形補間である。

次にＦＦＴフィルタ１４３で、ＦＦＴフィルタリングを行う。Ｓｉｎ波形が有効画面の横幅に対して２０本以上表示できる程度の輝度むらに関しては「非常に細かいむら」、５本以上２０本以下は「細かいむら」、５本以下は「粗いむら」もしくは「むら無し」と判定する場合を考える。この場合、フィルタの閾値周波数は、輝度むらの空間波長としてとらえると、
空間波長≧Ｌ／５
Ｌ／２０≦空間波長＜Ｌ／５
空間波長＜Ｌ／２０
として３つに分離されるように選ぶ。例えば、表示パネル１の水平方向の有効画素数が８００であるものとすると、
Ｌ／５＝１６０画素，Ｌ／２０＝４０画素となる。
図８は、周波数分離された画像を概念的に示ししている。ＦＦＴフィルタ処理により元の輝度測定画像１００のデータが、３つの空間波長帯域の画像１０１，１０２，１０３のデータに分離される。

次に、ピーク検出部１４４において、「Ｌ／２０≦空間波長＜Ｌ／５」の画像データについてピーク検出を行う。ピーク検出は所望の表示輝度に対するずれ量で判定する。輝度むらのレベルは所望の表示輝度に対して±方向にあるので、ピーク検出結果は絶対値の大きさとする。この大きさに基づいて、エリアブロック選定部１４５においてエリアブロックの選定を行う。すなわち、エリアブロック選定部１４５では、ピーク検出結果の大きさがあるレベル以上の画素領域については、「細かいむら」があるものと判断する。そして、その画素領域を含むエリアを格子点間隔を密に配置するエリアブロックとする。これが図９のハッチングを施した６個のエリアブロックに相当する。それ以外は格子点間隔を相対的に疎に配置するエリアブロックとする。このように、同一の入力信号レベルにおける有効画面内の輝度分布を複数の空間周波数成分に分離した場合において、相対的に高い空間周波数成分が観測される画素領域が、表示むらが細かい画素領域とみなされ、それに基づいて格子点の配置が設定される。

ここで、「Ｌ／２０≦空間波長＜Ｌ／５」のデータを用いてエリアブロックの選定を行う理由は、信号処理により補正を適切に行うことのできる限界範囲がその辺りにあるからである。補正能力の限界を伸ばすためには、測定精度を増やし、ルックアップテーブルとして格納する補正データの量を増やすことになるが、あまり現実的ではない。「空間波長＜Ｌ／２０」の「非常に細かいむら」とみなせる部分に関しては、信号処理ではなくパネルの構造自体で、製造的に改善することが望ましい。

ここで、ＬＵＴ格納部１２５に格納するルックアップテーブルのメモリ量について考察する。図９の例では、格子点９１の数は１つの入力信号レベルに対し１２９個である。もし全画面に亘って格子点間隔を密に設定した場合、１６５個となるので、これに比べて２割以上のデータの削減が実現できることなる。

なお、以上では輝度むらの補正に限定して説明した部分があるが、色むらの補正についても同様に行うことができる。この場合、測定をＲ，Ｇ，Ｂ各色のそれぞれについて単独で行い、補正データをＲ，Ｇ，Ｂの各色ごとに作成すれば良い。

図１０は、その色むらの補正を行う場合の回路構成の一例を示している。色むらの補正を行うシステムとして、Ｒチャンネル用の補正回路ブロック２００と、Ｇチャンネル用の補正回路ブロック３００と、Ｂチャンネル用の補正回路ブロック４００とを備えている。なお、補正データ作成装置１２０はＲ，Ｇ，Ｂの各チャンネルで同じものを用いるが、説明の便宜上各チャンネルのブロック内に補正データ作成装置１２０を含めて図示している。なお、各回路ブロック内の基本構成はそれぞれ、図４に示した回路構成と同様である。

Ｒチャンネル用の補正回路ブロック２００は、Ｒ用映像信号処理部１１Ｒと、Ｒ用映像信号処理部１１Ｒの外部に設けられたＲ用測定用映像信号発生部２３２とを備えている。Ｒ用映像信号処理部１１Ｒは、Ｒ用ＬＵＴ格納部２２５と、Ｒ用映像信号処理回路２２６と、Ｒ用ＬＵＴ参照部２２７と、Ｒ用補正データ補間部２２８と、Ｒ用加減算回路２２９と、Ｒ用切替スイッチ２３１とを有している。Ｒ用切替スイッチ２３１は２つの入力端子を有し、それぞれの入力端子に、Ｒ用加減算回路２２９とＲ用測定用映像信号発生部２３２とが接続されている。Ｒ用映像信号処理部１１ＲおよびＲ用測定用映像信号発生部２３２の基本的な機能は、図４における映像信号処理部１１および測定用映像信号発生部１３２と同様である。

Ｇチャンネル用の補正回路ブロック３００は、Ｇ用映像信号処理部１１Ｇと、Ｇ用映像信号処理部１１Ｇの外部に設けられたＧ用測定用映像信号発生部３３２とを備えている。Ｇ用映像信号処理部１１Ｇは、Ｇ用ＬＵＴ格納部３２５と、Ｇ用映像信号処理回路３２６と、Ｇ用ＬＵＴ参照部３２７と、Ｇ用補正データ補間部３２８と、Ｇ用加減算回路３２９と、Ｇ用切替スイッチ３３１とを有している。Ｇ用切替スイッチ３３１は２つの入力端子を有し、それぞれの入力端子に、Ｇ用加減算回路３２９とＧ用測定用映像信号発生部３３２とが接続されている。Ｇ用映像信号処理部１１ＧおよびＧ用測定用映像信号発生部３３２の基本的な機能は、図４における映像信号処理部１１および測定用映像信号発生部１３２と同様である。

Ｂチャンネル用の補正回路ブロック４００は、Ｂ用映像信号処理部１１Ｂと、Ｂ用映像信号処理部１１Ｂの外部に設けられたＢ用測定用映像信号発生部４３２とを備えている。Ｂ用映像信号処理部１１Ｂは、Ｂ用ＬＵＴ格納部４２５と、Ｂ用映像信号処理回路４２６と、Ｂ用ＬＵＴ参照部４２７と、Ｂ用補正データ補間部４２８と、Ｂ用加減算回路４２９と、Ｂ用切替スイッチ４３１とを有している。Ｂ用切替スイッチ４３１は２つの入力端子を有し、それぞれの入力端子に、Ｂ用加減算回路４２９とＢ用測定用映像信号発生部４３２とが接続されている。Ｂ用映像信号処理部１１ＢおよびＢ用測定用映像信号発生部４３２の基本的な機能は、図４における映像信号処理部１１および測定用映像信号発生部１３２と同様である。

次に、図１０の回路を用いた色むらの補正方法について説明する。まず、テスト信号（測定用映像信号Ｖ１Ｒ，Ｖ１Ｇ，Ｖ１Ｂ）によって色むらを測定するためにＲ用切替スイッチ２３１、Ｇ用切替スイッチ３３１、およびＢ用切替スイッチ４３１をそれぞれ、Ｒ用測定用映像信号発生部２３２、Ｇ用測定用映像信号発生部３３２、およびＢ用測定用映像信号発生部４３２側に切り替える。最初にＲチャンネルを測定するために、Ｇ用測定用映像信号発生部３３２およびＢ用測定用映像信号発生部４３２の出力レベルを０とする。そしてＲ用測定用映像信号発生部２３２から色むら測定用映像信号Ｖ１Ｒとして、黒レベル（レベル０）から白レベル（レベル最大）まで、あるレベル間隔を持った（代表的な信号レベル分の）何枚かのフラットフィールド信号を発生させる。そして発生させた信号を測定対象である表示パネル１のＲチャンネルで表示し、その発光レベルを補正データ作成装置１２０の輝度測定部１２１で入力信号レベルごとに測定する。そして、周波数分離部１２２、エリア別格子点設定部１２３、およびエリア別補正データ作成部１２４において、上記したユニフォミティ補正の場合と同様にして、Ｒチャンネルについてだけの補正データを作成し、その補正データをＲ用ＬＵＴ格納部２２５に格納する。

次にＧチャンネルを測定するために、Ｒ用測定用映像信号発生部２３２およびＢ用測定用映像信号発生部４３２の出力レベルを０とする。そしてＧ用測定用映像信号発生部３３２から色むら測定用映像信号Ｖ１Ｇとして、Ｒチャンネルのときと同様、レベル０からレベル最大まであるレベル間隔を持った何枚かのフラットフィールド信号を発生させる。そして発生させた信号を測定対象である表示パネル１のＧチャンネルで表示し、その発光レベルを補正データ作成装置１２０の輝度測定部１２１で入力信号レベルごとに測定する。そして、周波数分離部１２２、エリア別格子点設定部１２３、およびエリア別補正データ作成部１２４において、上記したユニフォミティ補正の場合と同様にして、Ｇチャンネルについてだけの補正データを作成し、その補正データをＧ用ＬＵＴ格納部３２５に格納する。

最後にＢチャンネルを測定するために、Ｒ用測定用映像信号発生部２３２およびＧ用測定用映像信号発生部３３２の出力レベルを０とする。そしてＢ用測定用映像信号発生部４３２から色むら測定用映像信号Ｖ１Ｂとして、ＲチャンネルおよびＧチャンネルのときと同様、レベル０からレベル最大まであるレベル間隔を持った何枚かのフラットフィールド信号発生させる。そして発生させた信号を測定対象である表示パネル１のＢチャンネルで表示し、その発光レベルを補正データ作成装置１２０の輝度測定部１２１で入力信号レベルごとに測定する。そして、周波数分離部１２２、エリア別格子点設定部１２３、およびエリア別補正データ作成部１２４において、上記したユニフォミティ補正の場合と同様にして、Ｂチャンネルについてだけの補正データを作成し、その補正データをＢ用ＬＵＴ格納部４２５に格納する。

補正データが格納されたら、Ｒ用切替スイッチ２３１、Ｇ用切替スイッチ３３１、およびＢ用切替スイッチ４３１をそれぞれ、Ｒ用加減算回路２２９、Ｇ用加減算回路３２９、およびＢ用加減算回路４２９側に戻し通常動作に切り替える。入力されたＲ，Ｇ，Ｂの映像信号ＶｉｎＲ，ＶｉｎＧ，ＶｉｎＢはそれぞれ、Ｒ用映像信号処理回路２２６、Ｇ用映像信号処理回路３２６、およびＢ用映像信号処理回路４２６でＲ，Ｇ，Ｂごとに色むら補正以外の信号処理を施される。Ｒ用補正データ補間部２２８、Ｇ用補正データ補間部３２８、およびＢ用補正データ補間部４２８ではそれぞれ、Ｒ用ＬＵＴ格納部２２５、Ｇ用ＬＵＴ格納部３２５、およびＧ用ＬＵＴ格納部４２５に格納されている補正データをＲ用ＬＵＴ参照部２２７、Ｇ用ＬＵＴ参照部３２７、およびＢ用ＬＵＴ参照部４２７を介して参照し、それに基づいて、代表的な画素点以外の画素についての補正データを補間演算により算出する。Ｒ用補正データ補間部２２８、Ｇ用補正データ補間部３２８、およびＢ用補正データ補間部４２８ではそれぞれ、代表的な画素点および代表的な信号レベルに関してはＬＵＴに格納されている補正データをそのままＲ用加減算回路２２９、Ｇ用加減算回路３２９、およびＢ用加減算回路４２９に出力する。それ以外の画素点および信号レベルに関しては、補間演算により算出された補正データをＲ用加減算回路２２９、Ｇ用加減算回路３２９、およびＢ用加減算回路４２９に出力する。各色についての補間演算の方法は、上記したユニフォミティ補正の場合と同様である。このようにして各色ごとに、全画素、全信号レベルに対応した補正データがリアルタイムに求められ、Ｒ用加減算回路２２９、Ｇ用加減算回路３２９、およびＢ用加減算回路４２９に出力される。Ｒ用加減算回路２２９、Ｇ用加減算回路３２９、およびＢ用加減算回路４２９はそれぞれ、補正データとしてのオフセット値を元の入力信号値に加減算する処理を行う。このようにして補正された映像信号に基づく表示を行うことで、表示パネル１に色むらの軽減された良好な映像が表示される。

以上のようにして色むらも補正された画像を表示パネル１に表示することができるようになる。なお、各チャンネルの測定の順番は上記した順番に限らず、任意である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、代表的な画素点（格子点）を、表示むらに対応して相対的に表示むらが細かい画素領域ほど密になるように設定し、ＬＵＴ格納部１２５に格納する補正データを、表示むらに対応して、相対的に表示むらが細かい画素領域ほど多く割り当てるようにしたので、むらの細かい画素領域ほど精度の高い補正処理を行う一方、むらの粗い画素領域ほどＬＵＴ格納部１２５に格納する補正データを節約して、必要最小限の精度での補正処理を行うことができる。これにより、あらかじめ用意する補正データを必要最小限に抑えてメモリ量を節約しながらも、従来に比べてユニフォミティ補正の能力を高めることができる。

なお、本発明は、以上で説明した実施の形態に限定されず、さらに種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、ゲート・カソード間電圧Ｖｇｃの電圧レベルに応じて輝度の大きさを可変とする、電圧駆動型の駆動方法を例にして説明を行ったが、ゲート・カソード間電圧Ｖｇｃの電圧レベルを一定とし、電圧Ｖｇｃを印加する時間によって階調表現を行うようなパルス駆動型の駆動方法にした場合にも、本発明は容易に適用可能である。また以上では表示パネル１としてＦＥＤを用いた場合を例に説明したが、ＥＬ型の表示パネル等、他のタイプの表示パネルを用いた場合にも、本発明は適用可能である。

また、上記実施の形態では、各信号レベル間で格子点の配置を同一の配置にしたが、各信号レベルごとに格子点の配置を変えるようにしても良い。各信号レベルでむらの傾向がほぼ同じであれば、同一の配置であってもユニフォミティ補正の能力に変わりはないが、各信号レベルでむらの傾向が異なる場合には、各信号レベルに応じて配置を変えることでユニフォミティ補正の能力をさらに高めることができる。

本発明の一実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。 図１に示した画像表示装置における表示パネルの概略構造を示す図である。 図１に示した画像表示装置における画素部分の概略構造を示す断面図である。 図１に示した画像表示装置におけるユニフォミティ補正に係る回路部分の構成を示すブロック図である。 補正データとしてのオフセット値の概念を示す図である。 所望の輝度曲線の作成例を示す図である。 表示むらの細かさの程度を判定するための方法を説明するブロック図である。 表示むらの細かさの程度を判定するための周波数分離の概念を示す図である。 表示むらに対応した格子点配置の一例を示す図である。 色むら補正に係る回路部分の構成を示すブロック図である。 ＦＥＤのカソード素子における電子放出特性（電流電圧特性（ＩＶ特性））を示す特性図である。 従来のユニフォミティ補正の概念を説明する図である。 補間による補正データの算出の概念を説明する図である。 線形補間による補正データの算出の概念を説明する図であり、（Ａ）は垂直方向の線形補間、（Ｂ）は水平方向の線形補間を示す。 従来の補正方式による問題点を説明するための図である。 従来の補正方式の一改善案を説明するための図である。

符号の説明

Ｖｃｏｌ…列配線駆動電圧、Ｖｒｏｗ…行配線選択電圧、１…表示パネル、１１…映像信号処理部、１２…制御信号生成部、１３…列方向駆動電圧生成部、１４…行方向選択電圧生成部、１５…列方向配線、１６…行方向配線、２０…アノードパネル、２１…アノード電極、２２（２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ）…蛍光体層、３０…カソードパネル、３１…カソード電極、３２…カソード素子、３３…ゲート電極、１２０…補正データ作成装置、１２１…輝度測定部、１２２…周波数分離部、１２３…エリア別格子点設定部、１２４…周波数分離部、１２５…ＬＵＴ（ルックアップテーブル）格納部、１２７…ＬＵＴ参照部、１２８…補正データ補間部、１２９…加減算回路。

Claims (4)

1. 複数の画素を有し、各画素ごとに表示輝度レベルの制御がなされる画像表示装置であって、
   各画素間の表示むらを補正するための補正データを、有効画面内で設定された代表的な画素点分格納する格納手段と、
   前記代表的な画素点以外の画素についての補正データを、前記格納手段に格納された補正データを参照して補間演算により算出する補間手段と、
   前記格納手段に格納された補正データ、および前記補間演算により算出された補正データに基づいて、同一の入力信号レベルにおける表示輝度が各画素間で同一となるように入力信号の補正処理を行う信号処理手段と
   を備え、
   前記代表的な画素点の配置が、前記補正処理を行う前において測定された代表的な信号レベルごとの表示むらに対応して、前記代表的な信号レベルごとに、有効画面内において相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて密になるように設定され、かつ、その代表的な信号レベルごとに設定される画素点の配置が信号レベルごとに異なるようになされ、
   前記格納手段に格納された補正データが、前記測定された代表的な信号レベルごとの表示むらに対応して、前記代表的な信号レベルごとに、相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて多く割り当てられており、
   前記格納手段は、前記代表的な画素点についての補正データを、前記代表的な信号レベル分格納し、
   前記補間手段は、前記代表的な信号レベル以外の信号レベルについての補正データを、前記格納手段に格納された補正データを参照して補間演算により算出するようにした画像表示装置。
2. 入力信号レベルに対する理想的な表示輝度の関係を示す所望の輝度曲線が設定され、
   前記格納手段は、前記代表的な画素点における輝度曲線を、前記所望の輝度曲線に一致させるためのオフセット値のデータを前記補正データとして格納し、
   前記信号処理手段は、前記入力信号の補正処理として、前記オフセット値を入力信号値に加減算する処理を行う
   ようにした請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記代表的な画素点の配置は、同一の入力信号レベルにおける有効画面内の輝度分布を複数の空間周波数成分に分離した場合において、相対的に高い空間周波数成分が観測される画素領域を、前記表示むらが細かい画素領域とみなして設定されるものである請求項１に記載の画像表示装置。
4. 複数の表示画素を有し、各表示画素ごとに表示輝度レベルの制御がなされる画像表示装置における輝度を補正する方法であって、
   各画素間の表示むらを補正するための補正データを、有効画面内で設定された代表的な画素点分、格納手段に格納するステップと、
   前記代表的な画素点以外の画素についての補正データを、前記格納手段に格納された補正データを参照して補間演算により算出するステップと、
   前記格納手段に格納された補正データ、および前記補間演算により算出された補正データに基づいて、同一の入力信号レベルにおける表示輝度が各画素間で同一となるように入力信号の補正処理を行うステップと
   を含み、
   前記代表的な画素点の配置を、前記補正処理を行う前において測定された代表的な信号レベルごとの表示むらに対応して、前記代表的な信号レベルごとに、有効画面内において相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて密になるように設定することで、その代表的な信号レベルごとに設定される画素点の配置が信号レベルごとに異なるようにし、
   前記格納手段に格納された補正データを、前記測定された代表的な信号レベルごとの表示むらに対応して、前記代表的な信号レベルごとに、相対的に表示むらが細かい画素領域ほど、表示むらが粗い画素領域に比べて多く割り当てるようにし、
   前記格納手段に格納するステップにおいて、前記代表的な画素点についての補正データを、前記代表的な信号レベル分格納し、
   前記補間演算により算出するステップにおいて、前記代表的な信号レベル以外の信号レベルについての補正データを、前記格納手段に格納された補正データを参照して補間演算により算出するようにした画像表示装置における輝度補正方法。

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