JP4490899B2

JP4490899B2 - 調整方法及び表示装置

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Publication number: JP4490899B2
Application number: JP2005304921A
Authority: JP
Inventors: 新明韓; 哲也安田
Original assignee: Eizo Nanao Corp
Current assignee: Eizo Nanao Corp
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: JP2007114427A

Description

本発明は、画像信号の階調値に基づく輝度値の表示画像を表示させる表示装置の輝度値を、測定装置にて測定した結果に基づいて調整する調整方法、及び該調整方法にて輝度値を調整する表示装置に関し、特に表示部に表示させる画像の輝度ムラを補正する調整方法及び表示装置に関する。

ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)モニタ、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)モニタ、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)モニタ、プロジェクタ等の表示装置の表示部（表示デバイス）は、その製造品質のバラツキで輝度ムラが生じてしまうという問題がある。例えばＬＣＤモニタの表示部である液晶パネルの場合、液晶層の厚みのバラツキ、駆動用トランジスタの動作特性のバラツキ及びバックライトの発光分布のバラツキを輝度ムラの原因として例示することができる。

従来、表示装置内部の画像処理回路において、輝度ムラの生じる箇所の階調を個別に調整する方法が提案されている。図１１は、従来の表示装置に適用される画像処理方法を概念的に示す説明図である。図１１（ａ）は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）から表示装置へ出力される画像信号を表示される画像のイメージとして示しており、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す画像信号を表示部から表示した場合に表示される画像のイメージを示している。また図１１（ｃ）は、表示装置が備える画像処理回路にて行われる階調修正処理を画像のイメージとして示しており、図１１（ｄ）は、図１１（ｃ）に示す階調修正処理後の画像信号を表示される画像のイメージとして示している。パーソナルコンピュータから図１１（ａ）に示すイメージの画像信号の入力を受け付けた表示装置が、階調修正処理を行わずに表示した画像が図１１（ｂ）である。図１１（ｂ）に示す様に、図１１（ｂ）に向かって左上部及び右下部の領域に表示された画像は、他の領域に表示された画像より輝度が高くなっており、画面全体に輝度ムラが生じている。そこで表示装置では、図１１（ａ）に示す入力された画像信号に対し、図１１（ｃ）に示す階調修正処理を行う。図１１（ｃ）に示す階調修正処理では、輝度が高くなる左上部及び右下部の領域に表示される画像に対してのみ、階調を下げる階調修正処理を行っている。図１１（ｃ）に示す様に階調修正処理を行った画像信号に基づく画像を表示部に表示させると、表示部の輝度ムラと、階調修正処理による階調の修正とが相殺されて、図１１（ｄ）に示す様に入力された図１１（ａ）のイメージを再現する画像が表示部から表示されることになる。

次に階調の修正による輝度補正について説明する。図１２は、入力階調と出力輝度との関係を示す階調特性図である。図１２に示す階調特性図は、横軸に入力される画像信号の階調をとり、縦軸に表示部から表示される画像の輝度をとってその関係を実線にて示したガンマ曲線である。図１２に示す様に入力階調と出力輝度との関係は、１：１ではないため、例えば輝度ムラにより輝度が１０％上昇した場合、単に階調を１０％低下させても所望の輝度とはならず、輝度ムラを解消することはできない。そこで入力階調と出力輝度との関係を示す下記の式ａのガンマ曲線式を用いて輝度ムラを補正するための階調値を算出する。

式ａ中のγは、表示部固有の定数で、例えばＬＣＤモニタは、γ＝２．２となるように設計されている。式ａを変形することにより、輝度値を補正するための階調値を導出する下記の式ｂが導出される。そして式ｂを用いて階調修正処理を行うことにより、輝度ムラを補正することが可能となる。

また数式を用いて輝度ムラを補正する階調値を算出するのではなく、階調値と輝度値とを対応付けたテーブルを表示装置に備えさせ、複雑な計算等の処理を回避する方法が考えられる。

なお表示部に表示される画像の輝度ムラを補正する技術としては、例えば下記の特許文献１に開示されている。
特開平３−１８８２２号公報

しかしながら従来の数式を用いて輝度ムラを補正するための階調値を算出する処理の場合、式ｂに示す程度の簡単な数式に基づいて階調値を算出することは容易であるが、複雑な数式を用いる場合、階調値の算出に要する計算負荷が大きくなるという問題がある。

階調値を算出する複雑な数式の例として、医療用ＬＣＤモニタに適用される階調特性を示すＤＩＣＯＭ(Digital Imaging and COmmunications in Medicine)曲線を示す数式がある。ＤＩＣＯＭ曲線とは、医療用画像機器用の規格で、人間が識別可能な輝度差である０．０５(cd/m²)を考慮して導出された曲線であり、ＤＩＣＯＭ曲線式として以下の式ｃにより示される。

なお式ｃ中、ｊとして示したＪＮＤＩＮＤＥＸとは、上述した人間が識別可能な輝度差としてＤＩＣＯＭにて定義された値であり、輝度値から下記の式ｄにて算出される。

そして式ｃ及び式ｄとして示した数式を医療用モニタに適用する場合、最大輝度Ｌmax 及び最小輝度Ｌmin からＪＮＤＩＮＤＥＸの最大値及び最小値を算出し、入力信号の解像度、即ち階調値に等分して割り当てた数式が下記の式ｅである。

式ｃ、式ｄ及び式ｅを用いて示した様にＤＩＣＯＭ曲線から導出される数式は、ガンマ曲線から導出される数式と比べて複雑となるため、従来の数式を用いて輝度ムラを補正するための階調値を算出する処理では、計算負荷が大きくなるという問題がある。

また階調値と輝度値とを対応付けたテーブルを表示装置に備えさせる方法では、表示装置のメモリ容量を圧迫するという問題がある。この問題を回避するため全ての階調値に対する輝度値を記録するのではなく、１０階調等の所定の階調間隔毎の階調値と輝度値との対応関係をテーブルに記録する方法も考えられる。しかしながら例えば図１２に示す様なγ曲線に基づいて階調値と輝度値との対応関係を記録する場合、階調値の変化に対する輝度値の変化が大きくなる高階調の領域ではテーブルから求まる輝度値と実際の輝度値との差が大きくなり、輝度ムラが大きくなるという問題がある。また表示装置の特性上、低階調の領域では、階調値の変化に対する輝度ムラの変化が大きいためテーブルから求まる輝度値と実際の輝度値との差が大きくなり、本来の画像に忠実な画像を再現することができなくなるという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、表示装置の表示画面を複数の領域に区分した各画面領域について、階調値に対する輝度値を測定して第１記録手段に記録し、また各画面領域の輝度値補正量毎に、階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を第２記録手段に夫々記録し、第１記録手段及び第２記録手段の記録内容に基づき、画面領域毎の輝度値補正量、該補正量に基づいて画面領域毎に選択される階調値及び補正係数の関係から、画像信号の階調値を画面領域毎に補正することで輝度値を調整することにより、計算負荷を軽減することが可能であり、画面領域毎に大きく異なる輝度ムラに対して表示部の特性に応じて修正した階調値を算出することが可能な調整方法、及び該調整方法にて輝度値を調整する表示装置の提供を目的とする。

さらに階調値の変化に対する輝度値の変化、階調値の変化に対する輝度ムラの変化等の表示部の特性を、表示画面の輝度値を測定することで明らかにし、測定の結果に基づいて各階調間隔を任意に設定することにより、メモリ容量を圧迫することなく本来の画像に忠実な画像を再現することが可能な調整方法等の提供を目的とする。

第１発明に係る調整方法は、画像信号の階調値に基づく輝度値の表示画像を表示させる表示装置の表示画面の輝度値を、測定装置にて測定した結果に基づいて調整する調整方法において、前記測定装置は、画像信号の階調値に基づく表示画像が表示された前記表示装置の表示画面の輝度値を測定し、前記表示装置は、表示画面を複数の領域に区分した各画面領域について測定した夫々の輝度値に基づく輝度を示す値を、画像信号の階調値に対応付けて第１記録手段に記録し、測定した輝度値の分布に基づき設定された目標輝度値に輝度値を補正するための輝度値補正量毎に、階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を第２記録手段に記録し、第１記録手段に記録されている画面領域毎の夫々の輝度を示す値に基づく夫々の輝度値補正量、並びに該輝度値補正量に基づいて画面領域毎に選択される第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて、画像信号の階調値を画面領域毎に補正することで輝度値を調整することを特徴とする。

本発明では、ＬＣＤモニタ等の表示装置が備えるＬＣＤパネル等の表示部の各画面領域について、入力された画像信号の階調値に対して出力される画像を測定して得られた輝度値を記録した第１記録手段を用いることにより、入力される階調値に対して実際に出力される画像の輝度の測定値に基づき、画面領域毎の輝度補正を行うことができるので、画像出力時の輝度ムラを補正することが可能である。さらに本発明では、輝度値を補正するために階調値及び補正係数の関係を記録した第２記録手段を用いることにより、輝度値と階調値との関係がどのような関係であろうと複雑な数式を用いることなく補正係数を求めることができるので、例えばＤＩＣＯＭ等の複雑な階調特性を示す表示装置に対しても計算負荷を増大することなく対応することが可能となる。また本発明では、画面領域毎に階調値及び補正係数の関係が選択されるので、画面領域毎に大きく異なる輝度ムラに対して表示部の特性に応じて修正した階調値を算出することが可能である。

第２発明に係る調整方法は、第１発明において、前記各画面領域は、測定装置が測定した輝度値の分布に基づいて設定される形状及び大きさに区分されていることを特徴とする。

本発明では、例えば輝度値のムラが小さい画面中央部の画面領域を大きくとり、輝度値のムラが大きい画面縁部の画面領域を小さくとることにより、表示部の特性に応じた画面領域の設定を行うことができるので、記録容量の増大を抑制しながら、画面全体としての輝度ムラを抑制することが可能である。

第３発明に係る表示装置は、画像信号の階調値に基づく輝度値の表示画像を表示させる表示装置において、表示画面を複数の領域に区分した各画面領域について、階調値に基づき表示される表示画像の輝度を示す値を夫々記録する第１記録手段と、輝度値を補正する輝度値補正量毎に、階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を夫々記録する第２記録手段と、各画面領域の画像信号の階調値、第１記録手段に記録されている各画面領域の輝度を示す値に基づく輝度補正量、並びに該輝度補正量に基づき画面領域毎に選択される第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて、補正した階調値を各画面領域について算出する算出手段と、各画面領域について、補正した階調値に基づく輝度値の表示画像を表示させる手段とを備えることを特徴とする。

本発明では、ＬＣＤモニタ等の表示装置が備えるＬＣＤパネル等の表示部の各画面領域について、入力された画像信号の階調値に対して出力される画像の輝度値を記録した第１記録手段を用いることにより、画面領域毎の輝度補正を行うことができるので、画像出力時の輝度ムラを補正することが可能である。さらに本発明では、輝度値を補正するために階調値及び補正係数の関係を記録した第２記録手段を用いることにより、輝度値と階調値との関係がどのような関係であろうと複雑な数式を用いることなく補正係数を求めることができるので、例えばＤＩＣＯＭ等の複雑な階調特性を示す表示装置に対しても計算負荷を増大することなく対応することが可能となる。また本発明では、画面領域毎に階調値及び補正係数の関係が選択されるので、画面領域毎に大きく異なる輝度ムラに対して表示部の特性に応じて修正した階調値を算出することが可能である。

第４発明に係る表示装置は、第３発明において、前記算出手段は、第１記録手段に記録されている各画面領域の輝度を示す値、及び各画面領域の輝度を示す値の分布に基づき設定された目標輝度値に基づいて各画面領域の輝度補正量を算出し、算出した各画面領域の輝度補正量に基づいて、各画面領域の階調値及び補正係数の関係を第２記録手段から抽出し、各画面領域について、画像信号の階調値を、該階調値に関係付けられた補正係数にて補正した輝度補正量にて補正することにより、補正した階調値を算出する様に構成してあることを特徴とする。

本発明では、画像出力時の輝度ムラを補正することが可能であり、補正時の計算負荷を軽減し、画面領域毎に大きく異なる輝度ムラに対して表示部の特性に応じて修正した階調値を算出することが可能である。

本発明に係る調整方法及び表示装置は、画像信号の階調値に基づき表示される表示装置の表示画像の輝度を測定装置にて測定し、階調値と輝度値との関係を求める。さらに測定した輝度値の分布に基づいて、表示画面を複数の領域に区分した画面領域を設定し、各画面領域について、階調値に基づき表示される表示画像の輝度値を表示装置の第１記録手段に記録し、輝度値を補正する輝度値補正量毎に、階調値及び階調値を補正する補正係数の関係を表示装置の第２記録手段に記録する。そして表示装置は、各画面領域の画像信号の階調値、第１記録手段に記録されている各画面領域の輝度値に基づく輝度補正量、並びに該輝度補正量に基づき画面領域毎に選択される第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて、補正した階調値を各画面領域について算出し、各画面領域について、補正した階調値に基づく輝度値の表示画像を表示させることで輝度値を調整する。

この構成により、本発明では、画面領域毎の輝度補正を行うことができるので、画像出力時の表示画面内の輝度ムラを補正することが可能である等、優れた効果を奏する。さらに本発明では、輝度値と階調値との関係がどのような関係であろうと複雑な数式を用いることなく補正係数を求めることができるので、例えばＤＩＣＯＭ等の複雑な階調特性を示す表示装置に対しても計算負荷を増大することなく対応することが可能となる等、優れた効果を奏する。また本発明では、画面領域毎に階調値及び補正係数の関係が選択されるので、画面領域毎に大きく異なる輝度ムラに対して表示装置の特性に応じて修正した階調値を算出することが可能である等、優れた効果を奏する。しかも本発明では、例えば輝度値のムラが小さい画面中央部の画面領域を大きくとり、輝度値のムラが大きい画面縁部の画面領域を小さくとることにより、表示装置の特性に応じた画面領域の設定を行うことができるので、画面全体としての輝度ムラを抑制することが可能である等、優れた効果を奏する。

また本発明に係る調整方法等は、表示装置にて、各画面領域について、階調値の変化に対する輝度値の変化を示す傾きが所定値より大きい階調範囲内で選択する複数の階調値の階調間隔が、傾きが所定値より小さい階調範囲内で選択する複数の階調値の階調間隔より密になる様に選択した複数の階調値及び複数の階調値について測定した輝度値の関係を記録し、記録した階調値及び画面領域毎の輝度値の関係に基づいて、画像信号の階調値を画面領域毎に補正することで輝度値を調整する。

この構成により本発明では、階調値の変化に対する輝度値の変化を示す傾きが大きい高階調領域等の階調範囲の階調間隔が密となり、傾きが小さい中間階調領域等の階調範囲の階調間隔が粗となる様に選択した階調値と輝度値との関係に基づいて、画像信号の階調値を画面領域毎に補正することにより、階調値と輝度値との関係に誤差が発生しやすい階調範囲での階調間隔が密となっているので、階調値及び輝度値の関係を記録する記録容量の増大を抑制しながらも誤差の発生を抑制し、表示装置の特性に応じて画像を忠実に再現することが可能である等、優れた効果を奏する。

さらに本発明に係る調整方法等は、表示装置にて、各画面領域について、階調値の変化に対する輝度値の分布の変化が小さい階調範囲内より、輝度値の分布の変化が大きい階調範囲内の方が階調値の階調間隔が密になる様に選択した複数の階調値及び階調値について測定した輝度値の関係を記録し、記録した階調値及び画面領域毎の輝度値の関係に基づいて、画像信号の階調値を画面領域毎に補正することで輝度値を調整する。

この構成により本発明では、階調値の変化に対する画面領域毎の輝度値の分布の変化が大きい低階調領域等の階調範囲の階調間隔が密となり、分布の変化が小さい中間階調領域等の階調範囲の階調間隔が粗となる様に選択した階調値と輝度値との関係に基づいて、画像信号の階調値を画面領域毎に補正することにより、階調値と輝度値との関係に誤差が発生しやすい階調範囲での階調間隔が密となっているので、階調値及び輝度値の関係を記録する記録容量の増大を抑制しながらも誤差の発生を抑制し、表示装置の特性に応じて画像を忠実に再現することが可能である等、優れた効果を奏する。

以下、本発明をその実施の形態を示す画面について詳述する。

図１は、本発明の表示装置の外観の一例を示す斜視図である。図１中１は、ＬＣＤモニタ等の表示装置であり、表示装置１は、パーソナルコンピュータ等の処理装置２に接続されており、処理装置２から出力される画像信号の入力を受け付け、受け付けた画像信号の階調値に基づく輝度値の表示画像を液晶パネル等の表示部１０の表示画面に表示させる。なお表示装置１としては、ＬＣＤモニタに限らず、ＣＲＴモニタ、ＰＤＰモニタ、プロジェクタ等の装置を用いてもよく、また処理装置２としては、パーソナルコンピュータに限らず、テレビ用チューナ、ＤＶＤプレーヤ、ゲーム機等の装置を用いてもよい。

図２は、本発明の調整方法における輝度ムラの測定例を概念的に示す斜視図である。図２に示す表示装置１の表示部１０には、表示画面全体に特定の階調値の画像が表示されており、表示されている画像の輝度を測定器３により測定する。これにより階調値と、表示画面に表示される画像の輝度値との関係を求めることができ、また特定の階調値に対する表示画面全体の輝度値の分布、即ち輝度ムラを求めることができる。

図３は、本発明の調整方法における輝度ムラの一例を示す説明図である。図３（ａ）は、表示装置１の表示画面に特定の階調値に基づき表示された画像を示しており、同じ階調値であっても表示画面上の位置によって輝度値が異なっており、輝度ムラが発生している。図３（ｂ）は、表示装置１の表示画面を、図３（ａ）とは異なる形状及び大きさの画面領域に区分した状態を示している。本発明の調整方法では、図３（ｂ）に示す様に、表示画面を区分した画面領域は、測定装置２が測定した輝度値の分布、即ち一の階調値の画像を表示させた時に表示される表示画面内の輝度値の差、所謂輝度ムラに基づいて形状及び大きさが決定される。具体的には、輝度ムラが小さい画面中央部の画面領域を大きくとり、輝度ムラが大きい画面縁部の画面領域を小さくとっている。

このように本発明の調整方法では、画像信号の階調値に基づく輝度値の表示画像を表示させる表示装置１の表示画面の輝度値を、測定装置３にて測定した結果に基づいて、階調値及び輝度値の関係の導出、階調値に対する輝度値の分布の導出並びに表示画面を複数の領域に区分した画面領域の設定が行われる。測定装置３による測定結果に基づく本発明の調整方法の具体的な実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図４は、本発明の実施の形態１における表示装置１の構成を示すブロック図である。表示装置１は、処理装置２から画像信号の入力を受け付ける入力部１１、及び入力部１１から受け付けた画像信号に対する変換処理等の処理を実行し、変換処理後の画像信号を出力する画像コントローラ等の画像処理部１２を備えており、画像処理部１２から出力された画像信号は、表示部１０から表示画像として出力される。表示装置１が処理装置２から入力を受け付ける画像信号とは、画像を構成する複数の画素の夫々について、輝度を０〜２５５の２５６段階の離散値に分級して示す階調値を示したデータであり、階調値に基づく輝度値の画素を表示部１０に表示させることにより、使用者は画素の集合体である表示画像を視認することができる。

画像処理部１２は、画像処理部１２全体を制御するＭＰＵ(Micro Processor Unit)等の制御手段１２０と、入力部１１が受け付けた画像信号の入力を受け付ける画像信号入力手段１２１と、画像信号入力手段１２１にて入力を受け付けた画像信号を一時的に記録し、記録した画像信号に対する変換処理を行う画像信号変換手段１２２と、画像信号変換手段１２２にて変換された画像信号を表示部１０へ出力する画像信号出力手段１２３とを備えている。なお入力部１１から受け付けた画像信号がアナログ信号である場合には、画像信号入力手段１２１にてアナログ／デジタル変換を行い、画像信号出力手段１２３にてデジタル／アナログ変換が行われる。

さらに画像処理部１２は、画像信号の変換に要する各種演算処理を実行する演算手段１２４と、演算手段１２４の演算時に使用する各種データを記録する揮発性メモリ、不揮発性メモリ等の記録手段１２５とを備えており、画像信号変換手段１２２に記録された画像信号は、演算手段１２４の演算結果に基づいて変換処理がなされる。なお記録手段１２５の記録領域には、後述する画像処理に要する第１テーブル（第１記録手段）１２５ａ、第２テーブル（第２記録手段）１２５ｂ等の各種テーブル及びデータが予め記録されている。なおここでは第１テーブル１２５ａ及び第２テーブル１２５ｂとの表現を用いているが、本発明の無数にある記録形式の一例として表現しているだけであり、記録される各種情報は必ずしもテーブル形式で記録する必要はなく、表示装置１に係るハードウェア、ソフトウェア、目的及びその他の要因に応じて適宜設計されるものである。

図５は、本発明の実施の形態１における表示装置１に記録されている第１テーブル１２５ａの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。図５（ａ）に示す第１テーブル１２５ａは、図２に示す様に測定器３を用いて測定した輝度に基づき作成されるテーブルであり、表示部１０の画面を区分した各画面領域について階調値に基づき表示される各画面領域の輝度値を表示している。なお図５では、便宜上、画面領域の形状及び大きさが同じである９の画面領域に区分した例を示しているが、実際には、図３を用いて説明した様に輝度ムラに基づいて形状及び大きさが夫々決定される。図５（ａ）に示す様に同じ階調値に基づく画像を表示した時であっても表示される画像の輝度の測定値は、４８０〜３３６（ｃｄ／ｍ² ）のバラツキをもって分布している。

第１テーブル１２５ａは、階調値毎に複数記録されており、入力された画像信号が示す階調値に応じて、使用する第１テーブル１２５ａが適宜選択される。即ち、第１テーブル１２５ａとは、各画面領域について測定した夫々の輝度値を、画像信号の階調値に対応付けて記録した輝度ムラテーブルである。ただし全ての階調値に対応する第１テーブル１２５ａを記録しておく必要はなく、例えば階調値が０，１０，２０，…というように１０おきの階調値に対応する第１テーブル１２５ａのみを記録しておく様にしても良く、その場合、第１テーブル１２５ａが対応していない階調値を受け付けた場合、他の階調値に対応する第１テーブル１２５ａに示された輝度値に関する値を加重平均して、受け付けた階調値に対応する値を算出する。

図５では、表示部１０の画面を９個の画面領域に区分する形態を例示しているが、本発明はこれに限らず、９以外の数、例えば前述したように４８等の多数の画面領域に区分することも可能であり、更には画素毎に区分することも可能である。そして区分する画面領域の数が多い程、高精度の輝度ムラ補正が可能となる。また第１テーブル１２５ａには、輝度値そのものではなくとも、輝度を示す値で有ればよい。例えば各画面領域の夫々の輝度値の最大値、平均値等の基準値を設定し、設定した基準値に基づき輝度値を正規化した値を第１テーブル１２５ａに記録することも可能である。さらに後述するように複数の第１テーブル１２５ａの階調間隔は必ずしも一定である必要はなく、任意に設定することが可能である。

図６は、本発明の実施の形態１における表示装置１に記録されている第２テーブル１２５ｂの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。第２テーブル１２５ｂは、輝度値を補正して輝度ムラを無くすことを目的として階調値を補正する補正係数を示したテーブルであり、階調値と、階調値を補正する補正係数とが対応付けて記録されている。輝度値の補正量により、階調値の補正係数が異なるため、第２テーブル１２５ｂは、輝度値補正量毎に記録されている。図６に例示した第２テーブル１２５ｂは、輝度値を１０％低下させる補正を行う場合の階調値及び補正係数を記録している。なお全ての輝度値補正量に対応する第２テーブル１２５ｂを準備する必要はなく、例えば輝度を５％低下させる補正を行う第２テーブル１２５ｂ、１０％低下させる第２テーブル１２５ｂ及び２０％低下させる第２テーブル１２５ｂを予め記録しておき、５％、１０％及び２０％以外の率の補正を行う場合、夫々の第２テーブル１２５ｂに記録されている値を加重平均して補間する様にすればよい。

次に本発明の実施の形態１における表示装置１の処理について説明する。図７は、本発明の実施の形態１における表示装置１にて実行される画像処理を示すフローチャートである。表示装置１が備える画像処理部１２では、制御手段１２０の制御により、画像信号入力手段１２１にて画像信号の入力を受け付け（ステップＳ１）、画像信号として受け付けた各画面領域に含まれる画素の階調値を判別し（ステップＳ２）、判別した各画面領域の画素の階調値の代表値、例えば階調値の平均値に対応する第１テーブル１２５ａを選択し（ステップＳ３）、選択した第１テーブル１２５ａに記録された各画面領域の輝度値に基づいて、輝度値の補正の目標となる目標輝度値を設定する（ステップＳ４）。目標輝度値は、第１テーブル１２５ａに記録されている測定した輝度値の分布に基づき設定される値であり、例えば選択した第１テーブル１２５ａに記録されている輝度値の中で、最も値が低い輝度値が目標輝度値として設定される。

表示装置１が備える画像処理部１２では、制御手段１２０の制御により、選択した第１テーブル１２５ａから、階調値に対応する各画面領域の輝度値を抽出し（ステップＳ５）、抽出した各画面領域の輝度値を、設定した目標輝度値に補正するための輝度値補正量を算出する（ステップＳ６）。ステップＳ６における輝度値補正量は、下記の式１に示す様に輝度値と目標輝度値との差であり、各画面領域について算出する。

輝度値補正量＝輝度値−目標輝度値 …式１

表示装置１が備える画像処理部１２では、制御手段１２０の制御により、各画面領域の輝度値補正量に基づいて、画面領域毎に第２テーブル１２５ｂを選択し（ステップＳ７）、各画面領域について、選択した第２テーブル１２５ｂから、入力された画像信号の階調値及び補正係数の関係を夫々抽出し（ステップＳ８）、各画面領域について、入力された画像信号の階調値、及び階調値に関係付けられている補正係数にて補正した輝度補正量に基づいて、補正した階調値を算出する（ステップＳ９）。ステップＳ９における補正した階調値は、下記の式２を用いて画面領域毎に算出する。

補正した階調値＝入力された階調値−輝度補正量×補正係数 …式２

そして表示装置１が備える画像処理部１２では、制御手段１２０の制御により、算出した夫々の補正後の階調値を、出力に係る階調値とする画像信号を画像信号出力手段１２３から表示部１０へ出力し、表示部１０では、受け付けた画像信号に基づく階調値、即ち各画面領域の画素について補正した夫々の階調値に基づく輝度の表示画像を、各画面領域で表示する（ステップＳ１０）。

図８は、本発明の実施の形態１における調整方法に関する輝度値の分布を示す説明図である。図８（ａ）は、本発明の調整方法による補正前の輝度値の分布を示しており、画面全体に同一の階調値の画像信号に基づく画像を表示しているにも関わらず、画面全体に輝度ムラが発生している。図８（ａ）に示す様に表示装置１の表示画面は、４８の画面領域に分割されている。なお図８では、全ての画面領域の大きさは同じものとなっているが、前述したように、輝度ムラに応じて各画面領域の形状及び大きさは任意に設定される。図８（ｂ）は、階調値に応じて画面領域毎に選択された第２テーブル１２５ｂに基づく補正係数の分布を示しており、図８（ｃ）は、補正後の輝度値の分布を示している。なお図８（ｄ）及び図８（ｅ）は、全画面領域で同一の第２テーブル１２５ｂを用いた場合の実施例を比較用に示したものであり、図８（ｄ）は、補正係数の分布を示しており、図８（ｅ）は、補正後の輝度値の分布を示している。全画面領域で同一の第２テーブル１２５ｂを用いてもムラ分布の輝度差が小さければ輝度ムラは解消されるが、輝度差が大きいと図８（ｅ）に示す様に輝度ムラは解消されない。画面領域毎に第２テーブル１２５ｂを選択する本発明の調整方法では、ムラ分布の輝度差が大きい場合であっても図８（ｅ）より更に画面全体の輝度値が均一化し、輝度ムラが解消される。

上述した処理は、図４に例示した表示装置１の画像処理部１２内の各種ハードウェア及びソフトウェアが協同して、適宜処理を分担して実行されるが、パーソナルコンピュータ等の処理装置２を接続し、接続した処理装置２とも協同して実行する様にしても良い。

実施の形態２．
実施の形態２は、階調値に対する各画面領域の輝度値を記録した第１テーブル１２５ａの数を、実施の形態１と同等又は実施の形態１より少なくしながらも、高精度の輝度ムラ補正を実現するようにした形態である。高精度の輝度ムラ補正を実現するために、補正に用いる第１テーブル１２５ａが対応する階調値の間隔を等間隔にするのではなく、誤差の発生し易い階調範囲の階調間隔を密にし、誤差の発生し難い階調範囲の階調間隔を粗にする。なお実施の形態２の表示装置１の構成及び処理は、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１を参照するものとし、その説明を省略する。

図９は、本発明の実施の形態２における調整方法にて用いる第１テーブル１２５ａが対応した階調値の間隔を概念的に示す説明図である。図９（ａ）は、入力階調と出力輝度との関係を示す階調特性図である。図９（ａ）に示す階調特性図は、横軸に入力される画像信号の階調値をとり、縦軸に表示部１０から表示される画像の輝度値をとってその関係を実線にて示したガンマ曲線である。

図９（ｂ）は、輝度ムラの補正に、階調間隔が等間隔である複数の階調値に対応する第１テーブル１２５ａを用いることを示している。図９（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係る第１テーブル１２５ａであり、輝度ムラの補正に、階調間隔が任意に設定された複数の階調値に対応する第１テーブル１２５ａを用いることを示している。階調間隔が任意に設定された複数の階調値に対応する第１テーブル１２５ａとは、例えば階調値が０，１６，４８，９６，１４４，１９２，２２４，２４０，２５５に対応する第１テーブル１２５ａである。

図９（ａ）に示すガンマ曲線において、高階調領域は、中間階調領域と比べ、階調値の変化に対する輝度値の変化が大きくなるため、階調値と輝度値との関係に誤差が発生しやすくなる。従って階調値の変化に対する輝度値の変化を示す傾きが大きい高階調領域の階調範囲の階調間隔を密とし、傾きが小さい中間階調領域の階調範囲の階調間隔を粗とする。即ち階調値の変化に対する輝度値の変化を示す傾きが所定値より大きい階調範囲内で選択する複数の階調値の階調間隔が、傾きが所定値より小さい階調範囲内で選択する複数の階調値の階調間隔より密になる様に選択した複数の階調値に対応する第１テーブル１２５ａを用い、第１テーブル１２５ａに記録した階調値及び画面領域毎の輝度値の関係に基づいて、画像信号の階調値を画面領域毎に補正することで輝度値を調整する。

図１０は、本発明の実施の形態２における調整方法に関する輝度値の分布を示す説明図である。図１０は、本発明の調整方法による補正前の輝度値の分布を示しており、図中の曲線は、輝度値が同じである画素を結ぶ等輝度値線である。図１０（ａ）は、階調値が０である場合の輝度値の分布、図１０（ｂ）は、階調値が３２である場合の輝度値の分布、図１０（ｃ）は、階調値が６４である場合の輝度値の分布、図１０（ｄ）は、階調値が９６である場合の輝度値の分布、図１０（ｅ）は、階調値が１２８である場合の輝度値の分布、そして図１０（ｆ）は、階調値が１６０である場合の輝度値の分布を示している。図１０に示した各階調値の輝度値の分布からも読み取れるように、階調値が３２〜１６０の中間階調領域は、階調値の変化に対する輝度値の分布の変化が小さいが、階調値が０〜３２の低階調領域領域では、階調値の変化に対する輝度値の分布の変化が大きい。従って階調値の変化に対する輝度値の分布の変化が大きい低階調領域の階調範囲の階調間隔を密とし、階調値の変化に対する輝度値の分布の変化が小さい中間階調領域の階調間隔を粗とする。即ち表示画面を複数の領域に区分した各画面領域について、階調値の変化に対する輝度値の分布の変化が小さい階調範囲内より、輝度値の分布の変化が大きい階調範囲内の方が階調値の階調間隔が密になる様に選択した複数の階調値に対応する第１テーブル１２５ａを用い、第１テーブル１２５ａに記録した階調値及び画面領域毎の輝度値の関係に基づいて、画像信号の階調値を画面領域毎に補正することで輝度値を調整する。

上述したように本発明の実施の形態２では、例えば２２４〜２５５の高階調領域及び０〜３１の低階調領域の階調範囲における階調間隔が密で、３２〜２２３の中間階調領域の階調範囲における階調範囲が粗になるように選択した階調値に対応する第１テーブル１２５ａを用いる。但し、必ずしも低階調領域及び高階調領域の階調間隔を密にする必要はなく、階調値の変化と輝度値の変化との関係を示す傾き、及び階調値の変化に対する輝度値の分布の変化に応じて適宜階調値を選択することが好ましい。

前記実施の形態では、１種類の階調により示されるモノクローム画像に適用する形態を示したが、本発明はこれに限らず、複数の色成分の刺激値（輝度）により表現されるカラー画像に適用することも可能であり、その場合、Ｒｅｄ成分の刺激値を示す階調、Ｇｒｅｅｎ成分の刺激値を示す階調及びＢｌｕｅ成分の刺激値を示す階調の夫々に対し、本発明の表示方法による補正処理がなされる。

本発明の表示装置の外観の一例を示す斜視図である。本発明の調整方法における輝度ムラの測定例を概念的に示す斜視図である。本発明の調整方法における輝度ムラの一例を示す説明図である。本発明の実施の形態１における表示装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１における表示装置に記録されている第１テーブルの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。本発明の実施の形態１における表示装置に記録されている第２テーブルの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。本発明の実施の形態１における表示装置にて実行される画像処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１における調整方法に関する輝度値の分布を示す説明図である。本発明の実施の形態２における調整方法にて用いる第１テーブルが対応した階調値の間隔を概念的に示す説明図である。本発明の実施の形態２における調整方法に関する輝度値の分布を示す説明図である。従来の表示装置に適用される画像処理方法を概念的に示す説明図である。入力階調と出力輝度との関係を示す階調特性図である。

符号の説明

１表示装置
２処理装置
３測定装置
１０表示部
１１入力部
１２画像処理部
１２５ａ第１テーブル
１２５ｂ第２テーブル

Claims

画像信号の階調値に基づく輝度値の表示画像を表示させる表示装置の表示画面の輝度値を、測定装置にて測定した結果に基づいて調整する調整方法において、
前記測定装置は、
画像信号の階調値に基づく表示画像が表示された前記表示装置の表示画面の輝度値を測定し、
前記表示装置は、
表示画面を複数の領域に区分した各画面領域について測定した夫々の輝度値に基づく輝度を示す値を、画像信号の階調値に対応付けて第１記録手段に記録し、
測定した輝度値の分布に基づき設定された目標輝度値に輝度値を補正するための輝度値補正量毎に、階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を第２記録手段に記録し、
第１記録手段に記録されている画面領域毎の夫々の輝度を示す値に基づく夫々の輝度値補正量、並びに該輝度値補正量に基づいて画面領域毎に選択される第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて、画像信号の階調値を画面領域毎に補正することで輝度値を調整する
ことを特徴とする調整方法。
前記各画面領域は、測定装置が測定した輝度値の分布に基づいて設定される形状及び大きさに区分されていることを特徴とする請求項１に記載の調整方法。
画像信号の階調値に基づく輝度値の表示画像を表示させる表示装置において、
表示画面を複数の領域に区分した各画面領域について、階調値に基づき表示される表示画像の輝度を示す値を夫々記録する第１記録手段と、
輝度値を補正する輝度値補正量毎に、階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を夫々記録する第２記録手段と、
各画面領域の画像信号の階調値、第１記録手段に記録されている各画面領域の輝度を示す値に基づく輝度補正量、並びに該輝度補正量に基づき画面領域毎に選択される第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて、補正した階調値を各画面領域について算出する算出手段と、
各画面領域について、補正した階調値に基づく輝度値の表示画像を表示させる手段と
を備えることを特徴とする表示装置。
前記算出手段は、
第１記録手段に記録されている各画面領域の輝度を示す値、及び各画面領域の輝度を示す値の分布に基づき設定された目標輝度値に基づいて各画面領域の輝度補正量を算出し、
算出した各画面領域の輝度補正量に基づいて、各画面領域の階調値及び補正係数の関係を第２記録手段から抽出し、
各画面領域について、画像信号の階調値を、該階調値に関係付けられた補正係数にて補正した輝度補正量にて補正することにより、
補正した階調値を算出する様に構成してあることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。