JP6358441B2 - 表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法に関するものである。

例えば、表示ディスプレイの一例としての液晶ディスプレイは、複数の表示画素（以下、適宜「セル」と称する）がマトリクス状に配置された液晶パネルと、液晶パネルの背面に設けられたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等のバックライトと、個々のＬＥＤから出力される光を拡散するための拡散板とを備えている。液晶ディスプレイでは、映像品質の観点から、一様な階調の信号が入力された時に、複数のセルの輝度が一様になるように調整することが望ましい。

しかしながら、セルの性能等に起因する輝度むら、および、バックライトに起因する輝度むら等により、表示パネルの輝度が一様にならない場合が有る。バックライトに起因する輝度むらには、個々のバックライトの性能の差に起因する輝度むら、および、液晶ディスプレイに薄型化に伴い、バックライトと拡散板との間隔が狭くなり、バックライトの光を十分に拡散できないことに起因する輝度むら等が含まれる。

従来の液晶ディスプレイでは、例えば、表示パネルを構成する複数のセルそれぞれの輝度を測定し、複数のセルのうち最も輝度が小さいセルの輝度（以下、適宜「最小輝度」と称する）と同じになるように、他のセルの輝度を補正する。

特開２０１２−６３４４０号公報

しかし、他のセルの輝度が最小輝度となるように補正を行う場合、表示パネル全体で表示される映像が暗くなってしまうという問題がある。

本開示は、表示パネルの輝度むらを補正しようとするときに起こる輝度低下を抑制することができる表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法を提供する。

本開示の映像表示装置は、行列状に配置された複数の表示画素を有する表示パネルを備える表示装置の製造において用いられる表示むら補正装置であって、前記表示パネルを点灯させた状態で輝度の測定を行い、２次元上の各位置における明るさを示す輝度マップを取得する輝度測定部と、前記輝度マップを複数の第一ブロックに分割し、前記複数の第一ブロックの各々について、第一ブロックに含まれる輝度を用いて当該第一ブロックを代表する輝度であるブロック輝度を算出するブロック輝度算出部と、対応する前記ブロック輝度を用いて前記複数の表示画素のそれぞれについて目標輝度を算出する補間部と、前記複数の表示画素のそれぞれについて、当該表示画素の輝度が対応する前記目標輝度に近づくように、補正係数を求める補正係数算出部とを備える。

本開示の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法によれば、表示パネルの輝度むらを補正しようとするときに起こる輝度低下を抑制することができる。

図１は、セルの性能等により生じる輝度むらの一例を示すグラフである。 図２は、バックライトに起因する輝度むらの一例を示すグラフである。 図３は、バックライトに起因する輝度むらの一例を示すグラフである。 図４は、実施の形態における表示むら補正装置および表示装置の一例を示す斜視図である。 図５は、実施の形態における表示むら補正装置および表示装置の構成の一例を示すブロック図である。 図６は、実施の形態における液晶ディスプレイの構成の一例を示す斜視図である。 図７は、実施の形態における表示むら補正方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態における輝度マップに対するブロック分割の一例を示す図である。 図９は、実施の形態におけるブロック輝度の算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態における液晶パネルに対するブロック分割の一例を示す図である。 図１１は、実施の形態における基準セル以外のセルにおける目標輝度の算出方法の一例を示す図である。 図１２は、実施の形態における目標輝度の算出結果の一例を示すグラフである。 図１３は、視野角の異なる視点１〜３から液晶パネルを見たときのバックライトから出力される光の経路の一例を示す図である。 図１４は、実施の形態における表示むら補正装置の構成の一例を示すブロック図である。

［課題の詳細］
上述したように、輝度むらには、セルの性能等に起因する輝度むら、および、バックライトに起因する輝度むらが含まれる。

図１は、セルの性能等に起因する輝度むらの一例を示すグラフである。セルの性能による輝度むらは、低輝度あるいは高輝度ではむらが少なく、中間の輝度ではむらが大きくなっている。

図２および図３は、バックライトに起因する輝度むらの一例を示すグラフである。図２では、個々のセルについて、階調値（Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｇｎａｌ Ｌｅｖｅｌ）に対する輝度（Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｉｇｎａｌ Ｌｅｖｅｌ）のむらを示している。また、図３は、全てのセルについて同じ階調値が入力された場合におけるセルのパネル上の位置と輝度との関係を示している。なお、図３に示すグラフの縦軸は、輝度計２０の出力値であり、輝度に対応する値を示している。横軸は、セルの列の順序数である。図２および図３に示すように、輝度は一様ではない。また、図３に示すように、全てのセルについて同じ階調値を入力した場合でも、特に、パネル周辺は輝度が相当小さくなる。

近年、表示ディスプレイの薄型化が進んでおり、液晶パネルと拡散板との間の距離、および、バックライトと拡散板との間の距離が近くなっている。この場合には特に、拡散板によるバックライトの拡散が十分に行えなくなり、輝度むらおよび色むらがより強く表れる場合があるという問題がある。

特許文献１に記載の表示装置では、このような輝度むらを補正するために、例えば、全ての表示画素の目標輝度を階調値別に決定し、個々の表示画素における映像信号の階調値を対応する目標輝度に応じて補正することにより、表示画素の輝度を目標輝度に近づけている。

前述のバックライトに起因した輝度むらについては、入力される映像信号の階調値に比例して、輝度むらのレベルが変化することが分かっている。このような輝度むらに対しては、特許文献１に記載された表示装置のように、全ての表示画素について同じ目標輝度を決定し、表示パネルを構成する全ての表示画素の輝度値が目標輝度となるように補正ゲインを算出し、映像信号の階調値に補正ゲインをかけることで、輝度をフラットにすることができる。

しかし、特許文献１に記載の表示装置では、最小輝度を目標輝度として設定し、補正ゲインを算出している。これは、例えば、全てのセルについて映像信号の階調値を最大階調に設定した場合、輝度を上げるプラス補正をすることができなくなるという理由からである。このため、最低輝度に合わせる補正を行っているが、上述したように、表示パネルの輝度が著しく低下してしまうという課題がある。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
実施の形態１における表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法について、図４〜図１２を基に説明する。

本実施の形態の表示むら補正装置は、輝度の著しい低下を抑制するため、表示パネル全体における最小輝度を目標輝度として設定するのではなく、ブロック単位で当該ブロックの輝度の基準となるブロック輝度を算出し、当該ブロック輝度を利用して表示画素それぞれの目標輝度を算出する。

［１−１．構成］
図４は、本実施の形態における表示むら補正装置および表示装置の一例を示す斜視図である。図５は、本実施の形態における表示むら補正装置および表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、表示むら補正装置１０Ａは、表示装置の輝度を測定する輝度計２０と、表示装置の表示むらの補正を行う信号処理部３０とを備えている。

［１−１−１．表示装置］
まず、本実施の形態において、本実施の形態における表示むら補正装置１０Ａによる表示むらの補正対象となる表示装置の構成について説明する。本実施の形態では、表示装置が液晶ディスプレイ４０であり、表示パネルが液晶パネルである場合を例に説明する。

なお、表示装置は、液晶ディスプレイ４０に限られるものではない。本実施の形態の表示むら補正装置および表示むら補正方法等は、表示装置は、図２に示すようなバックライトに起因する輝度むらと同じ性質を有する、つまり、階調値に対する輝度むらレベルが線形となるような表示装置に対して有用である。

図６は、本実施の形態における液晶ディスプレイの構成の一例を示す斜視図である。図６に示すように、液晶ディスプレイ４０は、より詳細には、筐体の前面を構成するフロントキャビネット４１と、液晶パネル４２と、光学部材４３と、リアフレーム４４とを備えている。

液晶パネル４２は、複数のセルが行列状に配置されている。液晶パネル４２には、図示しないが、セルを駆動する複数のＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ、Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）（図示せず）が取り付けられている。ＣＯＦは、個々のセルに対し、制御部４７からのデータ信号に応じた信号電圧を印加する。液晶パネル４２は、フロントキャビネット４１の開口部を裏面から覆うように配置されている。液晶パネル４２は、個々のセルに印加された信号電圧に応じて、個々のセルの透過率が変化する。言い換えると、個々のセルに映像信号の階調値に応じた信号電圧を印加することにより、個々のセルにおける光の透過率を変化させることができる。個々のセルにおける光の透過率を変化させることにより、個々のセルの輝度値を変化させることができる。

光学部材４３は、液晶パネル４２の背面に設けられており、拡散板を含む数枚のシート状の部材で構成されている。拡散板は、バックライト４５からの光を拡散させる部材である。拡散板は、本実施の形態では柔軟性を有するシート状の部材である。

リアフレーム４４は、光学部材４３の背面に設けられた部材であり、バックライト４５を備えている。バックライト４５は、本実施の形態では、複数のＬＥＤ４６を備えて構成されている場合について説明するが、これに限られるものではない。なお、本実施の形態のバックライト４５は、直下型方式のバックライトである場合を例に説明するが、エッジライト型のバックライトであっても構わない。但し、直下型方式のバックライトとエッジライト型のバックライトとでは、バックライトの配置に起因する輝度むらの特性は異なる。また、リアフレーム４４のバックライト４５に覆われていない部分には、バックライト４５からの光を液晶パネル４２側に反射させる反射シートが設けられている。バックライト４５を点灯させると、バックライト４５から出力された光が光学部材４３に含まれる拡散板により拡散され、液晶パネル４２に入射される。拡散板により、バックライト４５から出力された光は、ある程度一様になる。

制御部４７は、本実施の形態では、ＴＣＯＮ（タイミングコントローラ）を用いて構成されている。制御部４７は、図５に示すように、入力部４８および補正部４９として機能する。

入力部４８は、外部の装置から入力される映像信号を受け付ける。入力部４８は、映像信号により示される画像に対し、リサイズ、画質補正等を含む処理を実行する。上記画像は、複数の画素を行列状に配置して構成されている。リサイズは、映像信号により示される画像のサイズ（例えば、画素数および縦横比）を、液晶パネル４２のサイズ（例えば、セル数および縦横比）に応じて拡大または縮小する処理である。映像信号により示される画像のサイズと液晶パネル４２のサイズが同じである場合には、当該処理は省略することができる。画質補正は、液晶ディスプレイ４０に表示される画像を、綺麗に（高い映像品質で）または見やすく表示するための処理であり、輪郭補正あるいは色域変換等を含む。なお、入力部４８は、さらに他の処理を実行するように構成しても構わない。

補正部４９は、入力部４８から出力された個々の画素における階調値を補正する。補正部４９は、表示むら補正装置１０Ａにおいて算出された複数のセルのそれぞれに対応する補正ゲインを、対応するセルの階調値に乗算した値を出力する。なお、補正部４９は、表示むら補正装置１０Ａによる補正ゲインの算出時には、補正ゲインを１とし、入力された階調値をそのまま液晶パネル４２に対して出力する。

［１−１−２．表示むら補正装置］
表示むら補正装置１０Ａは、表示装置の表示むらを補正するための補正ゲインを算出する装置であり、図４および図５に示すように、輝度計２０と、信号処理部３０とを備えている。

［１−１−３．輝度計（撮像部）］
輝度計２０は、表示パネルの輝度の測定を行う輝度測定部の一例である。輝度計２０は、液晶パネル４２の管面における輝度を測定する。輝度計２０は、測定結果として、２次元上の各位置における明るさを示す１つの輝度マップを生成する。輝度マップは、例えば、２次元の画像データで表される。輝度計２０は、輝度マップを信号処理部３０に対して出力する。

なお、本実施の形態では、輝度測定部が輝度計２０である場合を例に説明するが、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）カメラ等の他の装置であっても構わない。ＣＣＤカメラは、入力された光の強度（輝度）に応じた振幅を有する電気信号を出力する複数の受光部を備える。

なお、輝度測定部の解像度は、液晶パネル４２のセル数と同じかそれ以上の解像度であることが望ましい。但し、輝度測定部による輝度の測定結果は、ブロック輝度を算出するために用いられることから、輝度測定部の解像度は、液晶パネル４２のセル数以下でも構わない。

また、例えば、輝度測定部としてラインセンサ等を用いる場合には、複数回撮影することにより、輝度マップを作成しても構わない。

［１−１−４．信号処理部］
信号処理部３０は、例えば、マイクロプロセッサ、および、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ３５を備えて構成されるコンピュータシステムにより実現されても構わない。あるいは、１または複数個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）を用いて構成されていても構わない。

信号処理部３０は、測定制御部３１と、ブロック輝度算出部３２と、補間部３３と、補正ゲイン算出部３４と、メモリ３５とを備える。

測定制御部３１は、液晶ディスプレイ４０に対し、液晶パネル４２の全てのセルの階調値が同じである測定用の映像信号（以下、「測定用信号」と称する）を出力することにより、液晶パネル４２に検査用画像を表示させる。測定制御部３１は、液晶パネル４２に検査用画像を表示させた後、輝度計２０に対し、液晶パネル４２の輝度を測定させるための制御信号を出力する。

ブロック輝度算出部３２は、輝度計２０から出力される輝度マップを複数の第一ブロックに分割し、第一ブロック毎に、第一ブロックに含まれる輝度を用いて当該第一ブロックを代表する輝度であるブロック輝度を算出する。

補間部３３は、対応するブロック輝度を用いて複数のセルのそれぞれについて目標輝度を算出する。

補正ゲイン算出部３４は、複数のセルのそれぞれについて、当該セルの輝度が対応する目標輝度に近づくように、補正係数を求める補正係数算出部の一例である。補正ゲイン算出部３４は、目標輝度と、輝度マップから求められる表示画素各々の輝度の測定値との比を補正ゲインとして算出する。

メモリ３５は、上述したように、ＲＡＭおよびＲＯＭ等を用いて構成される。メモリ３５には、上述したコンピュータプログラム、表示むら補正方法を実行する際に用いられる各種パラメータ、輝度計２０から出力される輝度マップ、および、補正ゲインの算出結果等が記憶される。

［１−２．表示むら補正装置の動作（表示むら補正方法および表示装置の製造方法）］
図７は、本実施の形態における表示むら補正方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

なお、図２に示すように、バックライトに起因する輝度むらは、輝度に応じて同じゲインで変化する。このため、バックライトに起因する輝度むらを補正する場合、全ての階調値において同じ補正係数を用いることが可能になる。つまり、測定制御部３１、ブロック輝度算出部３２、補間部３３、および、補正ゲイン算出部３４は、全ての階調値についてではなく、特定の検査対象の階調値について、表示むら補正方法を実行する。

信号処理部３０は、輝度むらの補正の開始時に、液晶パネル４２の中間階調部分の輝度値を調整するガンマ補正の解除を行う（Ｓ１０）。

［１−２−１．輝度の測定］
信号処理部３０は、輝度計２０を用いて液晶パネル４２の輝度の測定を行う（Ｓ１１）。測定制御部３１は、上述した全てのセルの階調値が同じ値に設定された測定用信号を液晶ディスプレイ４０に対して出力する。液晶ディスプレイ４０の入力部４８は、輝度むらの補正時は、入力信号レベルが変化するような信号処理をしない、もしくは、信号レベルが変化しないように信号処理を行う。これにより、輝度むらが生じた状態の検査用画像が液晶パネル４２に表示される。

輝度計２０は、液晶パネル４２に表示された検査用画像の輝度を測定し、測定結果としての輝度マップをブロック輝度算出部３２に出力する。

［１−２−２．ブロック分割］
ブロック輝度算出部３２は、輝度計２０から出力される輝度マップを、複数の第一ブロックに分割する（Ｓ１２）。輝度マップの分割は、水平および垂直方向に区切って行う。

ここで、ブロック輝度算出部３２と後述する補間部３３とは、同じ方法でブロック分割を行う。つまり、第一ブロックの数および配置は、第二ブロックの数および配置と同じである。第一ブロックは、ブロック輝度算出部３２より輝度マップを分割して設定されたブロックである。第二ブロックは、補間部３３により液晶パネル４２を構成する複数のセルを分割して設定されたブロックである。

図８は、本実施の形態における輝度マップに対するブロック分割の一例を示す図である。図８において、太線部分が輝度マップとなっている。実線部分は、第一ブロックの境界を示している。

後述する補間部３３では、ブロック輝度を第二ブロックの中央のセル（以下、適宜「基準セル」と称する）の目標輝度とし、基準セルの目標輝度を用いて他のセルの目標輝度を設定する。このため、補間部３３は、本実施の形態では、液晶パネル４２の縁に位置するセルに、基準セルが配置されるように、ブロック分割している。

なお、基準セルは、中央の画素である必要はない。角部に位置するセルを基準セルとしても良いし、他のセルであっても構わない。但し、後述する補間部３３において線形補間を実行するため、基準セルは、マトリクス状に配置されていることが望ましい。

図８では、周縁部分に位置するブロックは、点線の部分も含めると、他のブロックと同じ大きさになる。つまり、ブロック輝度算出部３２は、点線の部分を含めると、全てのブロックが同じサイズになるように、検査用画素をブロック分割する。図８では、間隔ｄｈ２は間隔ｄｈ１の半分であり、間隔ｄｖ２は間隔ｄｖ１の半分となっている。

なお、図３に示すように、直下型方式のバックライトにおいて光の拡散が十分でない場合、バックライトに起因する輝度むらにより、パネルの縁は中央部と異なり輝度が落ちやすい。また、液晶パネル４２の縁は、ユーザがディスプレイを見る際に注目されることが少ない。このため、図８に示すように、液晶パネル４２の周縁部分に位置する第一ブロックのサイズを小さくすることは有用である。周辺部分に位置する第一ブロックについては、ブロック輝度の算出あるいは目標輝度の算出において、特別な処理を施すことにしても良い。

なお、本実施の形態では、周縁部分に位置する第一ブロックのサイズが小さい場合について説明するが、これに限るものではない。全てのブロックを均等なサイズに設定しても良い。また、直下型のバックライトではなく、エッジライト型のバックライトを採用した液晶ディスプレイ４０の場合は、中央部分が暗くなると考えられることから、周縁部分および中央部分に位置する第一ブロックのサイズを小さくする等、他の分割方法を採用しても構わない。液晶ディスプレイ４０のバックライトの構成等に応じて任意の分割方法を採用することができる。

なお、第一ブロックの分割数は、液晶パネル４２の大きさ等に応じて適切に設定する。

［１−２−３．ブロック輝度の算出］
ブロック輝度算出部３２は、第一ブロックのそれぞれについてブロック輝度を算出する（Ｓ１３）。本実施の形態では、第一ブロックの輝度の最小値をブロック輝度として求める。なお、ブロック輝度は、平均値あるいは中央値、第一ブロック内の輝度から任意の曲線を求める等、最小値以外の値であっても構わない。但し、ブロック輝度は、最大値以外の値であることが好ましい。

図９は、本実施の形態におけるブロック輝度の算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、輝度マップには、液晶パネル４２を構成する複数のセルに不点灯なセルがある等の理由により、輝度が著しく小さい特異値となる領域が存在する場合がある。このため、本実施の形態のブロック輝度算出部３２は、当該特異値のように、ブロック輝度として設定するのに適していない輝度がブロック輝度として設定されないようにしている。

ブロック輝度算出部３２は、まず、第一ブロック毎に、ブロック輝度として設定するのに適していない輝度を判定するための判定値を求めるために、第一ブロック毎に第一ブロック内の輝度の平均値ＡＰＬを算出する（Ｓ２１）。ブロック輝度算出部３２は、ＡＰＬに係数αを乗算した値を判定値とする。αは、パネルの特性に応じて決めることができる。αは、例えば、０．９あるいは０．９５等、小数部を含む定数とする。

平均値ＡＰＬは、ＡＰＬ＝（１ブロック内の輝度データの合計値／１ブロック画素数）（式１）により求められる。

ブロック輝度算出部３２は、最小値Ｌｍｉｎを初期化する（Ｓ２２）。ブロック輝度算出部３２は、最小値Ｌｍｉｎの初期値として、輝度の最大値（測定値または理論値）以上の値、もしくは、第一ブロックの第１画素目の値を代入する。

ブロック輝度算出部３２は、変数Ｌｉｎに、処理を行っていない画素における輝度の値を入力する（Ｓ２３）。

ブロック輝度算出部３２は、変数Ｌｉｎと最小値Ｌｍｉｎとを比較する（Ｓ２４）。

ブロック輝度算出部３２は、変数Ｌｉｎが現在の最小値Ｌｍｉｎ以上の値であれば（Ｓ２４のＮＯ）、ステップＳ２７に移行する。

ブロック輝度算出部３２は、変数Ｌｉｎが現在の最小値Ｌｍｉｎよりも小さければ（Ｓ２４のＹＥＳ）、変数ＬｉｎとＡＰＬ×αとを比較する（Ｓ２５）。

ブロック輝度算出部３２は、変数ＬｉｎがＡＰＬ×αよりも小さい場合は（Ｓ２５のＮＯ）、変数Ｌｉｎは特異値のデータであると判定する。ブロック輝度算出部３２は、変数Ｌｉｎの値を最小値Ｌｍｉｎには代入せずにステップＳ２７に移行する。

ブロック輝度算出部３２は、変数ＬｉｎがＡＰＬ×α以上の値である場合は（Ｓ２５のＹＥＳ）、正常な値であると判定する。引き続き、ブロック輝度算出部３２は、最小値Ｌｍｉｎに変数Ｌｉｎの値を代入する（Ｓ２６）。

ブロック輝度算出部３２は、全ての画素の値について、ステップＳ２３〜Ｓ２６を繰り返し実行する（Ｓ２７）。

ブロック輝度算出部３２は、全ての第一ブロックについて、上述した最小値Ｌｍｉｎを算出する。ブロック輝度算出部３２は、算出した最小値Ｌｍｉｎを該当第一ブロックのブロック輝度とする。ブロック輝度算出部３２は、補間部３３に対し、第一ブロック毎のブロック輝度を出力する。

［１−２−４．目標輝度の算出］
補間部３３は、図７に示すように、液晶パネル４２の複数のセルのそれぞれについて、目標輝度を算出する（Ｓ１４）。

補間部３３は、まず、液晶パネル４２を構成する複数のセルを複数の第二ブロックに分割する。ブロックの分割方法は、ステップＳ１２において説明した輝度マップに対する分割方法と同じである。

図１０は、本実施の形態における液晶パネル４２に対するブロック分割の一例を示す図である。図１０において、太線部分が液晶パネル４２の表示領域となっている。実線部分は、第二ブロックの境界を示している。

補間部３３は、ブロック輝度算出部３２から出力された複数のブロック輝度を、対応する第二ブロックの中心に位置する基準セルの目標輝度として設定する。

続いて、補間部３３は、基準セル以外のセルの目標輝度を生成する。本実施の形態では、補間部３３は、基準セル間でなだらかに目標輝度が変化するように、線形補間を用いて基準セル以外のセルの目標輝度を設定する。補間部３３は、目標輝度の算出のために、目標輝度の算出対象のセル（以下、「算出対象セル」と称する）を囲む２つまたは４つの基準セルの目標輝度の値を利用する。なお、基準セル以外のセルの目標輝度の設定方法は、線形補間に限られるものではない。基準セル以外のセルの目標輝度は、例えば、基準セルの目標輝度から任意の輝度値の曲線を求めることにより、算出しても構わない。

図１１は、本実施の形態における基準セル以外のセルにおける目標輝度の算出方法の一例を示す図である。図１１において、円で示すセルＣＡ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤは、基準セルであり、一点鎖線で示される第二ブロックの中心に位置している。また、図１１中の分数は、ブロックの縦または横方向の長さを１としたときの距離の相対値を示している。なお、図１１中の分数は、いわゆる距離の比で現されているため、縦および横方向では、同じ数値で示されている場合でも、第二ブロックの縦横の長さが異なる場合には、同じ距離とはならない場合がある。

補間部３３は、２つまたは４つの基準セルの目標輝度の値と、利用する基準セルと算出対象セルとの間の距離とを用いる。補間部３３は、利用する基準セルの値に、基準セルと算出対象セルとの間の距離に応じた重み付け係数を乗算したものを足し合わせる。

具体的には、例えば、算出対象セルが、図１１に示すセルＰＡ、ＰＢ、ＰＣあるいはＰＤ（三角形で示すセル）のように、２つの基準セルを結ぶ直線上に位置する場合には、２点補間を行う。算出対象セルをＰＸ、利用する基準セルをＣＸ１およびＣＸ２とする。算出対象セルＰＸの目標輝度は、ＣＸ１の目標輝度×重み付け係数Ａ１＋ＣＸ２の目標輝度×重み付け係数Ａ２により求められる。重み付け係数Ａ１は、（ＣＸ２とＰＸとの間の距離／ＣＸ１とＣＸ２との間の距離）により求められる。重み付け係数Ａ２は、（ＣＸ１とＰＸとの間の距離／ＣＸ１とＣＸ２との間の距離）により求められる。

図１１において、例えば、算出対象セルＰＣの場合、目標輝度の値は、ＣＣの目標輝度×３／８＋ＣＤの目標輝度×５／８となる。

また、例えば、算出対象セルが、図１１に示すＰＥ（四角形で示すセル）のように、２つの基準セルを結ぶ直線上以外の位置に位置する場合は、４点補間を行う。算出対象セルをＰＸ、利用する基準セルをＣＸ１〜ＣＸ４とする。基準セルＣＸ１とＣＸ２とが同じセル行に、ＣＸ３とＣＸ４とが同じセル行に位置しているとする。さらに、基準セルＣＸ１とＣＸ３とが同じセル列に、ＣＸ２とＣＸ４とが同じセル列に位置しているとする。

この場合、算出対象セルＰＸの目標輝度は、（ＣＸ１の目標輝度×重み付け係数Ａ１＋ＣＸ２の目標輝度×重み付け係数Ａ２）×重み付け係数Ｂ１＋（ＣＸ３の目標輝度×重み付け係数Ａ１＋ＣＸ４の目標輝度×重み付け係数Ａ２）×重み付け係数Ｂ２により求められる。

重み付け係数Ａ１は、（ＣＸ２とＰＸとの間の距離／ＣＸ１とＣＸ２との間の距離）により求められる。なお、重み付け係数Ａ１の値は、（ＣＸ４とＰＸとの間の距離／ＣＸ３とＣＸ４との間の距離）と同じになる。重み付け係数Ａ２は、（ＣＸ１とＰＸとの間の距離／ＣＸ１とＣＸ２との間の距離）により求められる。なお、重み付け係数Ａ２の値は、（ＣＸ３とＰＸとの間の距離／ＣＸ３とＣＸ４との間の距離）と同じになる。

重み付け係数Ｂ１は、ＣＸ３とＰＸとの間の距離／ＣＸ１とＣＸ３との間の距離により求められる。重み付け係数Ｂ２は、ＣＸ１とＰＸとの間の距離／ＣＸ１とＣＸ３との間の距離により求められる。

図１１において、算出対象セルＰＥの場合、目標輝度の値は、（（ＰＡの目標輝度×３／８＋ＰＢの目標輝度×５／８）×６／８）＋（（ＰＣの目標輝度×３／８＋ＰＤの目標輝度×５／８）×２／８）となる。

これにより、補間部３３は、液晶パネル４２を構成する複数のセルのそれぞれについて、目標輝度を算出することができる。補間部３３は、算出した複数の目標輝度を補正ゲイン算出部３４に対して出力する。

図１２は、本実施の形態における目標輝度の算出結果の一例を示すグラフである。図１２において、実線は図３に示す１０６０行目における輝度の値に対応している。図１２において、一点鎖線は、目標輝度の算出結果を示している。図１２に示すように、一点鎖線で示す目標輝度は、なだらかに変化している。これにより、液晶パネル４２の輝度を目標輝度となるように補正すれば、ユーザが液晶パネル４２を外部から見たときに、輝度むらが抑制され、映像品質が低下するのを抑制できることになる。

［１−２−５．補正ゲイン（＝補正係数）の算出］
補正ゲイン算出部３４は、図７に示すように、液晶パネル４２を構成する複数のセルのそれぞれについて、ステップＳ１４において算出された目標輝度を用いて補正ゲインを算出する（Ｓ１５）。

補正ゲインは、（目標輝度／輝度計２０による対応するセルの輝度の測定結果）の１／γ乗を算出することにより求められる。

ここで、補正ゲイン算出部３４は、輝度計２０の解像度が、液晶パネル４２の解像度よりも大きい場合、もしくは小さい場合、輝度計２０から出力される輝度マップのサイズを液晶パネル４２のサイズに合わせてリサイズすることにより、輝度計２０による対応するセルの輝度の測定結果を取得する。輝度計２０の解像度が、液晶パネル４２の解像度と同じである場合は、輝度マップをそのまま輝度計２０による対応するセルの輝度の測定結果として利用する。

輝度計２０の解像度が液晶パネル４２の解像度よりも小さい場合は、補正ゲイン算出部３４は、輝度マップを拡大する。補正ゲイン算出部３４は、拡大率に応じて、輝度マップの画素の間に補間画素を設定する。補正ゲイン算出部３４は、補間画素の輝度値を、上下左右に隣接する検査用画素の輝度値の間で、生成されるデータがリニアに変化するような線形補間を用いて算出する。この時、輝度マップの上下左右の端には隣接画素が無い場合がある。隣接画素が無い場合でも、補間画素の値が特異値とならないように値を設定する。また、利用する測定画素は、補間画素に対し水平方向および垂直方向に隣接する１つの画素の輝度値であっても構わないが、複数の画素の輝度値を利用して補間を行っても良い。

なお、輝度マップの拡大は、本実施の形態では、補正ゲイン算出部３４により実行しているが、補間部３３により実行しても構わない。また、画素拡大方法については、一般的に画像の拡大を行う際に使用されているバイリニア法、バイキュービック法と呼ばれる手法で実施することもできる。

なお、１／γ乗は、ガンマ補正の影響を除去するために行われる。本実施の形態では、図７の前処理（Ｓ１０）においてガンマ補正を解除しているため、γ＝１として補正ゲインを算出する。

［１−３．表示装置の動作］
表示むら補正装置１０Ａにより算出された補正ゲインは、液晶ディスプレイ４０のメモリ（図示せず）に当該補正ゲインが書き込まれる。

液晶ディスプレイ４０は、映像信号の表示を行う場合、ガンマ補正を有効にする。入力部４８は、入力された映像信号に対し、上述したリサイズおよび画質補正等を行う。補正部４９は、入力部４８から出力される映像信号により示される複数のセルの複数の階調値に対し、対応する補正ゲインを乗算する。

なお、この時、映像信号により示される複数のセルの輝度値の低下をさらに防ぐことを目的として、補正ゲインが閾値よりも大きい場合は、補正ゲインとして、表示むら補正装置１０Ａにより算出された値ではなく、しきい値の値を利用しても構わない。

液晶パネル４２は、補正部４９から出力される映像信号に応じた映像を表示する。

［１−４．効果等］
本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、上述したように、輝度マップをブロック分割した第一ブロック毎にブロック輝度を算出し、当該ブロック輝度を用いて複数のセルのそれぞれについて目標輝度を算出する。このように構成することにより、本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、目に付きやすい細かな輝度むらを抑制することができる。さらに、本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法によれば、表示パネル全体の最低輝度を全てのセルに共通の目標輝度とする場合と比較して、液晶パネル４２に表示される画像の輝度の低下を抑えることができる。本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、特に、液晶パネル４２の周縁部分の輝度が著しく低い領域に影響されて、他の領域の輝度が不必要に低下してしまうのを低減することができる。

さらに、本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、最大値以外の値、例えば、第一ブロック内の最小値をブロック輝度として設定するので、階調値を減少させるマイナス補正だけで輝度むらに対応することができる。例えば、映像信号により示される階調値が最大値をとる場合でも補正することができる（これ以上、階調値を上げることができない値が示されている場合での輝度補正が可能である）。

本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、マイナス補正だけで輝度むらに対応することができること、および、映像信号により示される階調値に補正ゲインをかけるという手法を用いることから、様々な表示パネルの輝度むらに対応可能となる。

なお、本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、補正ゲインは、複数のセルのそれぞれについて目標輝度を算出し、当該目標輝度に近づけるように算出されるため、輝度むらは完全に除去されない。しかし、大きな範囲での緩やかな輝度変化は、ユーザには輝度むらとして認知しにくい。本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、輝度むらを、液晶ディスプレイ４０を視聴するユーザが認知できないレベルにまで補正することができる。つまり、本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、ユーザからは、輝度むらを認知できないため、輝度むらを完全に除去した場合と同程度の映像品質を実現することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２における表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法について、図１３および図１４を基に説明する。

本実施の形態では、上記実施の形態１において算出された補正ゲインに対し、さらに、視野角による見え方の変化を補正するための補正を行う。

ここで、液晶パネル４２を見る角度（以下、適宜「視野角」と称する）が変化すると、バックライト４５から出力される光の経路が変化し、液晶により遮られる光の量が変化する。このため、視野角が変化すると、バックライト４５を起因とする輝度むらの見え方が、上下方向あるいは左右方向にずれたり、強度が変化したりする場合があるという問題がある。

そこで、本実施の形態では、上述したように、上記実施の形態１において算出された補正ゲインに対し、さらに、視野角による見え方の変化を補正するための補正を行うことで、視野角の変化による見え方の変化を軽減する。

図１３は、視野角の異なる視点１〜３から液晶パネル４２を見たときのバックライト４５から出力される光の経路の一例を示す図である。以下、当該視野角による輝度むらを軽減するための補正ゲインの補正について説明する。

［２−１．構成］
本実施の形態において、表示装置の構成は、実施の形態１と同じである。本実施の形態では、実施の形態１と同様に、表示装置が液晶ディスプレイ４０である場合について説明する。

図１４は、本実施の形態における表示むら補正装置の構成の一例を示すブロック図である。

表示むら補正装置１０Ｂは、実施の形態１と同様に、表示装置の表示むらを補正するための補正ゲインを算出する装置であり、図１４に示すように、輝度計２０と、信号処理部３０とを備えている。

輝度計２０の構成は、実施の形態１と同じである。

信号処理部３０は、測定制御部３１と、ブロック輝度算出部３２と、補間部３３と、補正ゲイン算出部３４と、メモリ３５と、ゲイン補正部３６とを備える。なお、測定制御部３１、ブロック輝度算出部３２、補間部３３および補正ゲイン算出部３４の構成は、実施の形態１と同じである。但し、補正ゲイン算出部３４は、補正ゲインをメモリ３５に記憶する。

ゲイン補正部３６は、上部補正部３６ａと、下部補正部３６ｂと、補正部３６ｃと、左部補正部３６ｄと、右部補正部３６ｅと、加算部３６ｆとを備える。

上部補正部３６ａは、メモリ３５に記憶された補正ゲインの算出結果から、補正対象のセルの上部に隣接するセル（以下、「上隣接セル」と称する）の補正ゲインを取得する。上部補正部３６ａは、上隣接セルの補正ゲインに係数Ｃａを乗算した値Ｇａを加算部３６ｆに対して出力する。

下部補正部３６ｂは、メモリ３５に記憶された補正ゲインの算出結果から、補正対象のセルの下部に隣接するセル（以下、「下隣接セル」と称する）の補正ゲインを取得する。下部補正部３６ｂは、下隣接セルの補正ゲインに係数Ｃｂを乗算した値Ｇｂを加算部３６ｆに対して出力する。

補正部３６ｃは、メモリ３５に記憶された補正ゲインの算出結果から、補正対象のセルの補正ゲインを取得し、係数Ｃｃを乗算した値Ｇｃを加算部３６ｆに対して出力する。

左部補正部３６ｄは、メモリ３５に記憶された補正ゲインの算出結果から、補正対象のセルの左部に隣接するセル（以下、「左隣接セル」と称する）の補正ゲインを取得する。左部補正部３６ｄは、左隣接セルの補正ゲインに係数Ｃｄを乗算した値Ｇｄを加算部３６ｆに対して出力する。

右部補正部３６ｅは、メモリ３５に記憶された補正ゲインの算出結果から、補正対象のセルの右部に隣接するセル（以下、「右隣接セル」と称する）の補正ゲインを取得する。右部補正部３６ｅは、右隣接セルの補正ゲインに係数Ｃｅを乗算した値Ｇｅを加算部３６ｆに対して出力する。

加算部３６ｆは、値Ｇａと、値Ｇｂと、値Ｇｃと、値Ｇｄと、値Ｇｅとを加算して、補正対象のセルの補正ゲインを補正する。加算部３６ｆは、液晶ディスプレイ４０に対して、補正後の補正ゲインを出力する。

ここで、係数Ｃａ〜Ｃｅは、合計値が１になるように設定する。例えば、係数Ｃｃ＝０．６、係数Ｃａ＝Ｃｂ＝Ｃｄ＝Ｃｅ＝０．１とする。係数Ｃｃは補正対象のセルの補正ゲインに対して乗算される係数であるため、他の係数よりも大きい値に設定している。なお、係数Ｃａ〜Ｃｅの設定方法はこれに限るものではない。

このように、補正対象のセルの周辺の画素における補正ゲインを補正対象のセルの補正ゲインに加味することで、視野角が変化した場合の輝度むらの見え方を軽減することができる。

なお、本実施の形態において、ゲイン補正部３６は、上下左右に隣接する４つの隣接セルの補正ゲインを利用して、補正対象のセルの補正ゲインを補正したが、これに限るものではない。ゲイン補正部３６は、補正対象のセルの左側に隣接する２つのセルの２つの補正ゲインと右側に隣接する２つのセルの２つの補正ゲインを利用しても構わない。あるいは、ゲイン補正部３６は、上下に隣接する４つのセルの補正ゲインを利用しても構わない。ゲイン補正部３６は、補正対象のセルを囲む８つのセルの補正ゲインを利用しても構わない。補正ゲインの補正に利用するセルの数およびどのセルの補正ゲインを利用するかは、映像信号が示す画像の特性等に応じて設定することができる。

［２−２．効果等］
本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、上記実施の形態１と同様に、ユーザが認知できないレベルに輝度むらを補正することができ、かつ、輝度の低下を低減できる。さらに、本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、上記実施の形態１と同様に、最大値以外の値、例えば、第一ブロック内の最小値をブロック輝度として設定するので、階調値を減少させるマイナス補正だけで輝度むらに対応することができる。

さらに、本実施の形態の表示むら補正装置、表示装置、表示むら補正方法および表示装置の製造方法では、視野角の違いに伴う輝度むらを軽減することができる。なお、補正ゲインをさらに補正するため、輝度計２０に対応する位置から液晶ディスプレイ４０を視た場合には、補正後の補正ゲインにより輝度むらの補正を行った場合に比べ、補正前の補正ゲインにより輝度むらの補正を行った場合の方が、輝度むらは抑制される。しかし、他の視野角における補正ゲインについては、補正前の補正ゲインにより輝度むらの補正を行った場合に比べ、補正後の補正ゲインにより輝度むらの補正を行った場合の方が輝度むらは改善される。液晶ディスプレイ４０全体を考慮すると、様々な視点において平均的に輝度むらを低減できることは有用である。

（他の実施の形態）
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記実装を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。

本開示は、表示パネルの輝度むら補正技術として有用である。

１０Ａ、１０Ｂ 表示むら補正装置
２０ 輝度計
３０ 信号処理部
３１ 測定制御部
３２ ブロック輝度算出部
３３ 補間部
３４ 補正ゲイン算出部
３５ メモリ
３６ ゲイン補正部
３６ａ 上部補正部
３６ｂ 下部補正部
３６ｃ、４９ 補正部
３６ｄ 左部補正部
３６ｅ 右部補正部
３６ｆ 加算部
４０ 液晶ディスプレイ
４１ フロントキャビネット
４２ 液晶パネル
４３ 光学部材
４４ リアフレーム
４５ バックライト
４６ ＬＥＤ
４７ 制御部
４８ 入力部

Claims (11)

1. 行列状に配置された複数の表示画素を有する表示パネルを備える表示装置の製造において用いられる表示むら補正装置であって、
   前記表示パネルを点灯させた状態で輝度の測定を行い、２次元上の各位置における明るさを示す輝度マップを取得する輝度測定部と、
   前記輝度マップを複数の第一ブロックに分割し、前記複数の第一ブロックの各々について、第一ブロックに含まれる輝度を用いて当該第一ブロックを代表する輝度であるブロック輝度を算出するブロック輝度算出部と、
   前記複数の表示画素を前記複数の第一ブロックと同じ数および同じ配置の複数の第二ブロックに分割し、前記複数の第一ブロックの各々の前記ブロック輝度を、当該第一ブロックに対応する前記第二ブロックに含まれる代表表示画素の目標輝度として設定し、当該第二ブロックに含まれる前記代表表示画素以外の前記表示画素の各々の目標輝度を、当該表示画素の近傍に位置する複数の前記代表表示画素の各々に設定された目標輝度を用いて線形補間により設定する補間部と、
   前記複数の表示画素のそれぞれについて、当該表示画素の輝度が対応する前記目標輝度に近づくように、補正係数を求める補正係数算出部とを備える、
   表示むら補正装置。
2. 前記補正係数算出部は、さらに、前記複数の表示画素のうちの処理対象の表示画素について、前記処理対象の表示画素に隣接する１以上の表示画素の目標輝度を用いて、前記補正係数を補正する、
   請求項１に記載の表示むら補正装置。
3. 前記１以上の表示画素は、前記処理対象の表示画素の左右の表示画素を含む、
   請求項２に記載の表示むら補正装置。
4. 前記ブロック輝度算出部は、前記ブロック輝度を算出する対象ブロックにおける輝度の最小値を、前記対象ブロックの前記ブロック輝度とする、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の表示むら補正装置。
5. 前記ブロック輝度算出部は、前記対象ブロックの輝度から求められる輝度範囲内の輝度から、前記対象ブロックの前記ブロック輝度を選択する、
   請求項４に記載の表示むら補正装置。
6. 前記補間部は、前記複数の第二ブロックの各々の中央に位置する前記代表表示画素の目標輝度を、前記ブロック輝度に設定する、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の表示むら補正装置。
7. 前記補間部は、前記表示パネルの外周に位置する表示画素に前記第二ブロックの中央の前記代表表示画素が配置されるように、前記複数の表示画素を前記複数の第二ブロックに分割する、
   請求項６に記載の表示むら補正装置。
8. 前記補正係数算出部は、前記輝度マップを用いて前記複数の表示画素各々に対応する測定輝度を算出し、前記複数の表示画素各々について、前記目標輝度の前記測定輝度に対する比を算出することにより、前記補正係数を求める、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の表示むら補正装置。
9. 請求項１に記載の表示むら補正装置を用いて算出した補正係数を用いて、外部から入力された信号の階調値を補正する、
   表示装置。
10. 行列状に配置された複数の表示画素を有する表示パネルを備える表示装置の製造において、輝度測定部と信号処理部とを備える表示むら補正装置により実行される表示むら補正方法であって、
    前記輝度測定部により、前記表示パネルを点灯させた状態で輝度の測定を行い、２次元上の各位置における明るさを示す輝度マップを取得するステップと、
    前記信号処理部により、前記輝度マップを複数の第一ブロックに分割し、前記複数の第一ブロックの各々について、第一ブロックに含まれる輝度を用いて当該第一ブロックを代表する輝度であるブロック輝度を算出するステップと、
    前記信号処理部により、前記複数の表示画素を前記複数の第一ブロックと同じ数および同じ配置の複数の第二ブロックに分割し、前記複数の第一ブロックの各々の前記ブロック輝度を、当該第一ブロックに対応する前記第二ブロックに含まれる代表表示画素の目標輝度として設定し、当該第二ブロックに含まれる前記代表表示画素以外の前記表示画素の各々の目標輝度を、当該表示画素の近傍に位置する複数の前記代表表示画素の各々に設定された目標輝度を用いて線形補間により設定するステップと、
    前記信号処理部により、前記複数の表示画素のそれぞれについて、当該表示画素の輝度が対応する前記目標輝度に近づくように、補正係数を求めるステップとを含む、
    表示むら補正方法。
11. 行列状に配置された複数の表示画素を有する表示パネルを備える表示装置に対し、輝度測定部と信号処理部とを備える表示むら補正装置により実行される表示装置の製造方法であって、
    前記輝度測定部により、前記表示パネルを点灯させた状態で輝度の測定を行い、２次元上の各位置における明るさを示す輝度マップを取得するステップと、
    前記信号処理部により、前記輝度マップを複数の第一ブロックに分割し、前記複数の第一ブロックの各々について、第一ブロックに含まれる輝度を用いて当該第一ブロックを代表する輝度であるブロック輝度を算出するステップと、
    前記信号処理部により、前記複数の表示画素を前記複数の第一ブロックと同じ数および同じ配置の複数の第二ブロックに分割し、前記複数の第一ブロックの各々の前記ブロック輝度を、当該第一ブロックに対応する前記第二ブロックに含まれる代表表示画素の目標輝度として設定し、当該第二ブロックに含まれる前記代表表示画素以外の前記表示画素の各々の目標輝度を、当該表示画素の近傍に位置する複数の前記代表表示画素の各々に設定された目標輝度を用いて線形補間により設定するステップと、
    前記信号処理部により、前記複数の表示画素のそれぞれについて、当該表示画素の輝度が対応する前記目標輝度に近づくように、補正係数を求めるステップとを含む、
    表示装置の製造方法。

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