JPH0564103A

JPH0564103A - 画像情報の補正方法および補正装置

Info

Publication number: JPH0564103A
Application number: JP3218482A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kasagi; 可孝笠木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-08-29
Filing date: 1991-08-29
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】不均一性のある光源を使用しても良好な均一
性を持った画像を再現でき、機種変更に柔軟に対応でき
るとともに、輝度むらのあるパネルの歩留まりの低下を
救済し、総合的にパネルの製造コスト低減に寄与する補
正装置を実現する。【構成】画像表示装置の輝度または色度または両者の
信号成分を供給する経路に可変利得増幅器１５を設け、
前記画像表示装置に表示する画素の表示位置に対応して
各々の最適な補正値をメモリ１６に記憶させておき、メ
モリ１６から補正値を読み出し、前記表示位置に対応し
た補正値によって前記可変利得増幅器１５における信号
成分を逐次制御し透過光を制御するようにした画像表示
装置の補正方法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像表示装置の画像情
報の補正方法および装置に関するもので、具体的にはデ
レビジョン受像機等に使用されている液晶パネル（以下
ＬＣＤＰと略記）等の輝度むら等による映像の部分的な
劣化の補償を主な目的とするものである。

【０００２】

【従来の技術】近年テレビジョン受像機等に使用されて
いる画像表示装置は、従来から使用されてきたブラウン
管に代ってＬＣＤＰが使用され始めた。ＬＣＤＰはブラ
ウン管に比べて機器の奥行きを小さくする事ができると
いう利点があり画像表示用に有力な装置である。ＬＣＤ
Ｐの特徴的な点は、自ら光を発しないことであり、表示
形式としては光透過形と反射形とがあることは周知であ
る。一般的な用途としては、ＬＣＤＰの後ろに光源を設
け、ＬＣＤＰで透過光量を制御する透過形が用いられて
いる。画面全体にわたって均一な明るさの画像を得るた
めには、この光源が均一でなければならず、光源用ラン
プとＬＣＤＰの間に設けた拡散板の厚みをランプの位置
に合わせて変形させたり、光源用ランプの後ろに設けた
反射板の形状に工夫を凝らし、均一な光源を得るための
努力がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＬＣＤＰを用いた画像
表示装置は、その構造上、画面全体にわたって均一な明
るさの光源を得ることが一つの課題である。均一な明る
さの光源を得るためには、光源ランプとＬＣＤＰとの間
隔を十分確保しなければならず、ＬＣＤＰの利点である
表示装置の薄型化もその効果を十分に発揮することがで
きず、特に画面のサイズが大形化するにつれこの問題
は、困難度を増してくる。また、拡散板や反射板は、光
源ランプと密接な関係にあるためランプの種類を変更し
たり、画面サイズを変更しようとするときは、同時に変
更しなけばならず、機種変更に柔軟な対応ができないと
いう問題がある。さらにまた、輝度むらの別の原因とし
て、ＬＣＤＰ自体の製造上の問題もある。即ち、表示画
面の明るさはＬＣＤＰの透過率で決定され、この透過率
は液晶を保持するガラス板の厚みや、その間隔によって
左右される。さらにカラー表示用の場合は、カラーフィ
ルターの局所的な透過の変化が輝度むらとして検知され
る。これらのＬＣＤＰに起因する輝度むらは１枚１枚の
パネルによって場所が異なるため従来の技術では対処で
きず、欠陥品として処理され、結果としてパネルの歩留
まりを低下させる要因となっている。

【０００４】そこで本発明の目的は、比較的簡単で不均
一性のある光源を使用しても良好な均一性を持った画像
を再現でき、画像表示装置を製造するにあたって上述の
均一な光源を得るための困難な問題を回避し、機種変更
柔軟に対応できるとともに、従来は欠陥品として使用で
きなかった輝度むらのあるパネルの歩留まりの低下を救
済し、総合的にパネルの製造コスト低減に寄与する補正
装置を実現することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従来から実施されてきた
均一化のための手段は、ＬＣＤＰに入射する光源を均一
にするための手段であった。本発明は、ＬＣＤＰの機能
に着目し、ＬＣＤＰの入射光ではなく透過光を均一化す
ることにより従来の方法によって発生する種々の困難を
回避するものである。即ち、従来から用いられてきた拡
散板や反射板に加え、ＬＣＤＰに供給する電気信号に補
正用の信号を加えるという手段により、光源としては不
完全であっても画像表示装置全体としてみれば均一な明
るさの画像を表示するものである。

【０００６】

【作用】ＬＣＤＰは電気的信号により、その透過率が変
化する。均一な光源をＬＣＤＰに照射した状態で、ＬＣ
ＤＰに映像信号を印加すれば映像信号に応じた画像がＬ
ＣＤＰの透過光として観測される。逆に不均一な光源を
ＬＣＤＰに照射しても電気的な信号を光源の不均一性を
打ち消すように与えればＬＣＤＰの透過光としては均一
な明るさを得ることができる。従って、不均一な光源を
ＬＣＤＰに照射し、ＬＣＤＰに光源の不均一性を打ち消
す信号と、映像信号を重ねて印加すれば均一な明るさの
画像が再現される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。説明の便宜上、画像表示装置として通常のテレ
ビジョン放送を受信する白黒形の液晶テレビを例として
いる。

【０００８】図１は、本発明を適用した白黒形の液晶テ
レビのブロック図である。簡略化のため、通常の放送受
信に必要なアンテナ、選局装置、信号処理装置等は全て
受信部１に含まれているものとし説明は省略する。受信
部１から本発明の画像補正部２を経て、映像信号３、水
平駆動信号４、垂直駆動信号４、垂直駆動信号５が画像
表示部６にそれぞれ供給される。説明の便宜上画像補正
部２に入力される信号にはａのサフィックスを、出力さ
れる信号にはｂのサフィックスを付して区別する。画像
表示部６は、従来の液晶表示装置と変わった点はないが
本発明の動作の理解のために、簡単に説明する。動作原
理そのものの説明は省略する。

【０００９】図２は画像表示部６の詳細ブロックであ
る。液晶パネル７は普及形のＴＦＴアクティブマトリッ
クス方式を想定しており水平及び垂直方向の有効画素数
はそれぞれ３２０、２４０であるものとする。従って本
例の場合、通常のインターレースは行われず１フィール
ド毎に画面は書き換えられる。図２のＬＣＤＰは慣例的
に表示面の裏から見た図で、後で説明する画素の位置、
図の右上を原点（０，０）とする（水平、垂直）の座標
として表示すれば、図の左下は（３１９，２３９）とし
て表される。各画素を駆動するＸ電極８およびＹ電極９
はパネルの加工精度を軽減するため１画素おきに上下お
よび左右に引き出されている。Ｘ電極には各々１６０段
のシフトレジスターを有する２組のＸドライバー１０、
１１が接続され、Ｙ電極に各々１２０段のＹドライバー
１２、１３が接続されている。Ｘ、Ｙドライバーにはコ
ントローラー１４からそれぞれ水平クロックおよび補助
信号と垂直クロックおよび補助信号とが供給される。コ
ントローラー１４は、画像補正部２を経て供給される水
平および垂直駆動信号に同期して水平および垂直クロッ
クを発生している。Ｘドライバーには画像補正部２を経
て映像信号が供給がされている。Ｘドライバーの映像信
号入力部にはサンプリング回路が設けられており（図示
せず）水平クロック周期毎に映像信号をサンプリング
し、シフトレジスターで各水平クロック周期毎に順次後
段に伝達し水平帰線消去期間毎に一斉にパネルに書き込
まれる。垂直方向の走査はコントローラー１４からＹド
ライバーに供給する垂直クロックによって制御され、Ｘ
ドライバーとＹドライバーによっておのおの駆動された
電極の交差する位置の画素電極に信号が印加される。Ｌ
ＣＤＰには他にコモン電極（図示せず）があり、コモン
電極と画素電極の電位差に応じて液晶の透過率が変化
し、画像が表示される。画素の表示位置とテレビジョン
信号との関係は次のようにして一意的に決定される。

【００１０】図３は水平および垂直の駆動信号と画素と
の関係を対比させて描いたもので横軸は、水平クロック
の１周期を１画素に対応させて１水平周期を示し、縦軸
は水平駆動信号の１周期を１ラインに対応させて１垂直
周期を示したものである。ＬＣＤＰの垂直方向の画素数
は２４０としたから１フィールドの信号の内約９０パー
セント（２４０／２６２．５）が画面に表示される。水
平方向にも同様に９０パーセントを表示させるとすると
３２０／０．９に近い整数として３５６を選び、１水平
周期あたり３５６個の水平クロックが必要になる。水平
および垂直の駆動信号の前後にある輝線消去時間を考慮
して、垂直駆動信号の始まりから数えて第２０番目の水
平走査線をＬＣＤＰの第０ラインとし、水平方向には水
平駆動信号の始まりから数えて第３２番目のクロックを
第０画素とし、各々ラインカウンターおよびクロックカ
ウンターでカウントすれば、画面に表示される位置はカ
ウンターの値で直接指示することができる。但し実際に
は、Ｘ、Ｙドライバーは２組で使われているため各々の
ドライバーは上のクロックの１／２のスピードで交互に
駆動される。

【００１１】図４は画像補正部２の最も原理的なブロッ
ク図である。受信部から供給される映像信号は可変利得
増幅器１５によって利得制御を受けた後出力される。可
変利得増幅器１５の利得は、予め設定しようとする利得
に対応したデータを記憶してある不揮発性メモリ１６か
ら読み出されたデータ１７がＤ／Ａ変換器１８によって
変換された制御電圧１９によって制御される。メモリ１
６のデータは、画像補正部２から供給される水平駆動信
号４、垂直駆動信号５を基準として、コントローラー２
０で生成されるアドレス制御信号２１によって、画像表
示位置に対応した値が読み出される。水平駆動信号４、
垂直駆動信号５は、タイミング補正回路２２を経て、画
像表示部６にそれぞれ供給される。また、メモリ１６お
よびＤ／Ａ変換器１８には、後述の初期設定のための複
数データ入力端子２３および２４が設けられている。

【００１２】アドレス制御信号は本例では水平および垂
直信号から生成されるが、基本的にはＬＣＤＰの水平お
よび垂直カウンターの値と同じものでよく、パネルの水
平および垂直カウンターから信号が取り出せる場合には
回路が大幅に簡略化できる。メモリ１６のアドレスは図
３で説明した画素の位置と同じ表記法で表わせ、前記ラ
インおよびクロックカウンター値でそのまま読み出しが
行われる。Ｘ、Ｙ方向の画素数はそれぞれ３２０と２４
０であるからＸは９ビット、Ｙは８ビットの２進数で表
わすことができる。一例として画素の位置が（２８５、
１３７）であるとする。２８５および１３７を１６進数
表記すると、それぞれ、＄１１Ｄおよび＄８９であるか
らメモリのアドレスは＄１１Ｄ８９のように指定され
る。（テレビジョン関係では水平走査期間をＨと表わす
ことが多いので、混乱を避けるため以下の説明にも１６
進数表記は数字の前に＄を付けて表す）。

【００１３】メモリ１６のデータは１つのアドレスにつ
いて１バイト（８ビット）の数値で記憶されている。８
ビットのＤ／Ａ変換器１８の最小分解能は０．００５Ｖ
で、メモリのデータが＄００から＄ＦＦに変化したと
き、可変利得増幅器１５の制御電圧は、０Ｖから１．２
７５Ｖに変化する。可変利得増幅器１５の利得と制御電
圧との関係は、本例では直線比例に設定している。制御
電圧が０Ｖのときは利得０、制御電圧が最大即ち１．２
７５Ｖのときは２倍であり、制御電圧が０．６４Ｖのと
き即ち、メモリのデータが＄８０のとき利得は１倍にな
る。

【００１４】次に、実際に輝度むらを補正する手順を説
明する。図５は本発明の画像補正部２を初期設定するた
めの装置の概念図である。初期設定は図１の受信部１を
除くテレビセットに組み込んだ状態で行われる。図にお
いて、光源ランプ２５、反射板２６、拡散板２７はＬＣ
ＤＰ６に正規に組み立てられている。初期設定に必要な
装置は、光集レンズ２８、光電変換器２９、およびコン
トローラー３０であり、図には示していないが集光レン
ズと光電変換器２９は一体となってＬＣＤＰと一定の位
置に固定され、外部からの光が光電変換器２９に漏れ込
まないように全体は遮光されている。コントローラー３
０は光電変換器２９からの出力信号を入力しデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器を備え、ＬＣＤＰを駆動する
水平および垂直駆動信号を出力するとともに、初期設定
のための信号を画像補正部２に出力するもので、一般的
なパーソナルコンピューターで容易に構成できるもので
ある。このような構成で、映像信号として中間調整輝度
の一定の信号を入力し、ＬＣＤＰの透過光量を各画素毎
にサンプリングすれば図６Ａに示すような輝度むらの分
布が得られる。この時Ｄ／Ａ変換器１８には制御信号２
４が外部から印加され、メモリ１６から読み出されるデ
ータとは無関係に可変利得増幅器１５の利得が１になる
ように設定されている。６図Ｂは１本の走査線について
横軸を画素の位置に、縦軸を透過率とし、画面全体の平
均透過率を基準に正規化したものを示す。この正規化透
過率が画面全体で一様になるようにして輝度むらの補正
を行う。即ち、透過率が低い部分は輝度信号レベルを大
きくし、透過率が高い部分は輝度信号レベルを小さくす
る。具体的な数値で示すと、透過率が画面全体の平均値
に等しいところでは補正する必要がないから利得は１で
あり補正データは＄８０であり、透過率が平均より２０
％下げる必要があるから補正データは＄８０の８０％即
ち＄６６となる。図６Ｃは、この考えに基づきＢのカー
ブの逆数を取ることによって得られる補正カーブであ
る。本例は可変利得増幅器の利得と制御電圧の関係は直
線と仮定したが実際には完全な直線を実現するのは困難
でありまた、無理に直線にする必要はなく、透過率の測
定値から補正カーブを計算するときに、予め補正を加え
ておけば良い。この補正カーブの計算はコントローラー
に予めプログラムを組み込んでおけば、データを取ると
同時に直ちに求められる。こうして得られた修正データ
はコントローラーから、データ入力線２３を経てメモリ
１６に書き込まれ、初期設定は終了する。

【００１５】以上説明したように、この実施例による
と、ＬＣＤＰは電気的信号により、その透過率が変化す
る。均一な光源をＬＣＤＰに照射した状態で、ＬＣＤＰ
に映像信号を印加すれば映像信号に応じた画像がＬＣＤ
Ｐの透過光として観測される。逆に不均一な光源をＬＣ
ＤＰに照射しても電気的な信号を光源の不均一性を打ち
消すように与えればＬＣＤＰの透過光としては均一な明
るさを得ることができる。従って、不均一な光源をＬＣ
ＤＰに照射し、ＬＣＤＰに光源の不均一性を打ち消す信
号と、映像信号を重ねて印加すれば均一な明るさの画像
が再現される。

【００１６】上記の説明は、本発明の基本的な原理であ
る。実用にあたっては、さらに解決すべき課題がある。
以下それらの課題と解決手段を述べて、その機能を向上
させるための各種の変形例、応用例を他の実施例として
説明することにする。

【００１７】第１の課題は、信号電圧とＬＣＤＰの光透
過率との関係である。この関係はガンマ特性として知ら
れているように直線比例ではない。まず信号電圧と光透
過率とが直線比例であると近似して、原理的な構成によ
る輝度むら補正の効果を説明し、次にガンマ特性によっ
て生じる不具合とそれに対処する有効な改善手段を説明
する。

【００１８】図７Ａは、信号電圧と光透過率とが直線比
例であると近似したＬＣＤＰの信号対輝度特性を示す図
である。横軸は、ＬＣＤＰのコモン電極を基準とした入
力信号のレベルを表し、縦軸は画面の相対的な明るさを
表す。このＬＣＤＰは、入力信号が０レベルのとき透過
率が最大となるいわゆるノーマリーホワイトタイプであ
る。従って入力信号は図のａ点を黒レベルとする負極性
の信号である。図の実線ａ−ｂは、画面の平均輝度の部
分の信号対輝度特性であり、破線ａ−ｃは平均よりも暗
い部分の信号対輝度特性である。今、便宜的に図の第４
象限に実線で波形を示すような信号が入力されたとす
る。入力信号のピークｄ点の明るさは、画面の平均輝度
の部分では実線ａ−ｂ上のｅ点で示され、平均よりも暗
い部分では破線ａ−ｃ上のｆ点で示される。そこで画面
の平均よりも暗い部分では、信号レベルを増加させ、ピ
ークがｇ点になるようにすると画面上の明るさは、破線
ａ−ｃ上のｈ点で示されるようになり、みかけ上明るさ
は実線ａ−ｂ上のｅ点と等しくなり、輝度むらは補正さ
れる。この関係はａ−ｄとａ−ｇの比が一定であれば直
線ａ−ｂとａ−ｃの上で常に成立する。

【００１９】図７Ｂは、信号電圧と光透過率とが直線比
例でない場合を、同図Ａと同様に描いたものである。入
力信号レベルがａ−ｄの場合は、平均よりも明るい部分
の信号レベルをａ−ｇにすれば、同図Ａと同様に輝度む
らは補正されるが、異なった信号レベル、例えば入力レ
ベルをａ−ｄ´とすると補正レベルはａ−ｇ´となり、
（ａ−ｇ）／（ａ−ｄ）と同一比を持つ、ａ−ｇ´では
ないことがわかる。また、入力信号の黒レベルでの明る
さも図Ａの場合と異なり、僅かに明るさが違っており、
この点の明るさの差は信号振幅をかえても補正すること
はできない。

【００２０】図８Ａは、図４を基とした本発明の画像補
正部２の、前記信号レベルが大きい場合の補正誤差を改
善した実施例である。図４と同一の機能は同じ番号を付
して説明は省略する。入力映像信号３ａは、可変利得増
幅器１５に入力されるとともに、レベル変換器３１に入
力される。レベル変換器３１の出力は、可変利得増幅器
１５の利得を制御する制御端子とＤ／Ａ変換器１８の出
力との間に設けられた補助制御回路３２に加えられる。
図８Ｂの実線は、レベル変換器１８の入力出力特性を示
したもので横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号の相
対レベルを表す。この特性は、同図破線で示すＬＣＤＰ
の入力信号対相対透過率特性と逆数関係に設定される。
逆数を取るとき一般的には標準の白信号レベルを基準レ
ベルとする。こうすることにより、入力信号レベルが小
さいときは補正量を減少させ、入力信号レベルが大きい
ときは補正量を増加させ補正誤差を少なくすることがで
きる。図８Ｂは、１方向の極性で示してあるが、平均の
明るさに比べて明るいところと暗いところでは補正の向
きが異なるのは当然である。通常のＤ／Ａ変換器は、入
力デ−タに対して一方の極性の電圧を出力するがＤ／Ａ
変換器の出力範囲の中点付近に等しい電圧を基準電圧と
して別に用意し、補助制御回路を差動形式とすれば容易
に正負両方向の制御を行うことができる。

【００２１】図９Ａは、図４を基とし先の課題のうち黒
レベル付近の補正誤差を改善する例を示している。入力
映像信号３ａは、可変利得増幅器１５に入力されるとと
もにレベル検出器３３に入力される。可変利得増幅器１
５の出力は、続いて直流レベル制御回路３４を経た後出
力される。Ｄ／Ａ変換器１８の出力は、可変利得増幅器
の利得制御端子に入力されるとともに補助制御回路３５
を経て直流レベル制御回路３４の制御端子に入力され
る。

【００２２】補助制御回路３５は、レベル検出器３３の
出力によってその直流伝達特性が制御される。図９Ｂ
は、レベル検出器３３の映像信号に対する出力特性を示
している。この特性はＬＣＤＰの黒レベル付近の電圧対
透過率特性の逆数を取ったもので、ＬＣＤＰの特性に合
わせて調整される。補助制御回路３５よ直流レベル制御
回路３４の制御電圧対出力特性を直線比例とすると、入
力信号レベルに応じて直流レベル制御回路３４の出力映
像信号の黒レベルは図９Ｂに相似の特性で変化する。図
８の例と同様に補助制御回路３５を差動形式とすると、
画面の明るさが平均的な部分では、直流レベル制御回路
３４は信号に実質的な影響を与えない。平均の明るさと
異なった部分ではＤ／Ａ変換器１８から補正デ−タに応
じた制御電圧が出力さえるが、入力信号レベルが大きい
ときはレベル検出器３３からの出力によって補助制御回
路３５の伝達特性が抑圧され、直流レベル制御回路３４
はやはり信号に実質的な影響を与えない。入力信号レベ
ルが小さいときは、レベル検出器３３から検出出力が発
生し、それによって補助制御回路３５の伝達特性が付勢
され、直流レベル制御回路３４は信号に実質的な影響を
及ぼすようになる。

【００２３】図１０は、図８および図９のシステムを組
合わせ、信号レベルの大きいときと小さいときの両方の
補正誤差を改善するようにした実施例である。回路の動
作は上述の説明によって明らかであるので説明は省略す
る。また以上説明した例は基本的なものでこの他にも種
々の組合わせや制御カーブの変形が可能であるが、前記
ガンマカーブに対して補正を行う限りにおいて本発明の
主旨を逸脱するものではない。第２の課題は、補正デ−
タを記憶するためのメモリの容量に関してである。

【００２４】先の例では、１つの画素について８ビット
のデ−タを使うとしているから、画面全体では３２０×２４０×８＝６１４４００ビットものメモリが必要となる。半導体メモリのコストは年々
低減しているが、この発明の用途のように映像信号をリ
アルタイムで処理しようとする場合、その動作スピード
の高速のものが必要となり、消費電力も大きくなるとい
う問題があり、所要メモリの容量は少ないほうがよい。
メモリ容量を減少させる手段の一例を図１１に示して説
明する。

【００２５】図１１Ａは、図６Ｃと同様にして求めたＬ
ＣＤＰのあるラインの補正カーブである。メモリに記憶
する前にこのデ−タは、同図Ｂに示すように傾斜の変化
率がある一定の値以下の折れ線で近似され、各々の折れ
線の開始点のＸ座標と折れ線の傾きが求められる。この
傾きを求める操作は、補正カーブの微分値を求めること
であり、具体的にはある画素と隣接する画素との間の補
正計数の差を求めることによって容易に求められる。ま
た折れ線として近似するには、微分値がある一定値以上
となるポイントのみを抽出すればよい。

【００２６】図１１Ｃは、メモリに記憶するフォーマッ
トの一例である。この例でもデ−タは、１バイト（８ビ
ット）単位で扱われる。全てのデ−タに先行して、ライ
ンの最初であることを示すデ−タ＄ＦＦが置かれる。続
いて各ラインの最初の補正係数を表す数値Ｇ０、補正カ
ーブの傾きを示す数値Ｒ１、同一傾きの継続する期間Ｎ
１（画素数に対応）が置かれ、以下Ｒ２、Ｎ２、Ｒ３、
Ｎ３、…と傾きと期間のデ−タが対になって１ライン分
のデ−タが終了するまで繰り返される。１ライン分のデ
−タＮ１、Ｎ２、…のデ−タの合計は３２０になる。傾
きおよび画素数のデ−タは、８ビットの任意のデ−タで
あるが、この例ではラインの始まりと区別されるように
＄ＦＦのデ−タは使わないようにする。１ラインの画素
数は３２０であり、８ビットで表せない場合には２回に
分割する。例えばあるラインがまったく補正を必要とし
ない場合、１ライン分のデ−タは次のようになる。

【００２７】＄ＦＦ，＄００，＄００，＄ＦＥ，＄００，＄４２（＄ＦＦ＋＄４２＝＄１４０；３２０）最初の＄ＦＦは、ラインの最初を示している。２番目の
デ−タは可変利得増幅器１５の利得を設定するもので最
初に述べた例とは若干異なり、標準利得からの偏差を示
す。偏差を表す場合、標準値より大きいか小さいかを示
す符号が必要である。そこでデ−タの数値として下位７
ビットを使用し、最上位ビットが０か１かによって正か
負かの判定を行う。この方法では、画像補正部のＤ／Ａ
変換器１８は、７ビットのものを使うことができる。こ
の例の場合の＄００は補正を必要としないから標準利得
そのままで良いことを示している。またこの例ではデ−
タとして＄８０としても結果は同じである。３番目のデ
−タは、傾きを示す。傾きについても補正値が増加か減
少かを示すための符号が必要であり、利得偏差と同じ方
法で指定する。４番目のデ−タは上に述べたように同一
傾きの継続する期間を示す。この例では傾き０が２５４
画素の期間続くことを意味している。５、６番目のデ−
タも傾きとデ−タを示しており、傾き０が６６画素の期
間続くことを示している。従って３〜６番目のデ−タを
合わせるとこのラインは傾き０の傾斜が３２０画素の期
間、即ち全期間一定であることを示している。

【００２８】一般に輝度むらのような現象は、表示画面
の明るさが緩やかに変化している状態が多い。従って、
補正カーブの変曲点の数が１ラインについて１０ポイン
ト程度に制限できればメモリ容量の大幅な削減が可能と
なる。仮に１０ポイントに制限した場合、１ラインの最
大デ−タ数は２＋１０×２＝２２バイトとなり、画面全
体では、２４０×２２＝５２８０バイト、即ち４２２４
０ビットであり、先の計算例に比べて大幅に削減するこ
とができる。実際にデ−タポイントを制限するのは、例
えば次のようにする。

【００２９】任意の１ラインについてまず図１１Ｂで求
めたように画素間での傾斜を求め、各々の傾斜の変化す
る割合が予め設定したあるしきい値よりも大きな点を抽
出する。抽出した点の数が１０以下であればそのまデ−
タとしてメモリに記憶させる。もし１０以上（１０ポイ
ントを越えた場合）であれば、先に設定したしきい値を
僅かに大きくして変曲点を抽出する操作を繰り返し、抽
出した点の数が１０以下になった時点で終了する。次の
ラインはまた最初のしきい値に戻して抽出を行う。この
操作を行う場合、コントローラ３０は１ライン分のデ−
タを保持できるバッファメモリを有し、ＬＣＤＰの任意
のライン毎にデ−タをとることができる必要がある。

【００３０】上記の例ではすべてのラインを１０ポイン
トとしてメモリサイズを試算したが、全てのラインが１
０ポイントの補正を必要とするわけではない。通常は、
メモリの容量は２のｎ乗のサイズで決められているか
ら、使用するメモリに応じて１ライン当たりのポイント
数を最適化することによってメモリの利用効率を改善す
ることもできる。この場合、コントローラ３０は、１画
面分のデ−タを保持するバッファを持っている必要があ
る。具体的な例として、３２Ｋビットは正確には、２の
１５乗、即ち３２７６８ビット＝４０９６バイトであ
る。１ライン当たり２バイトのライン情報が必要である
から、１画面あたり４８０バイトを差し引き、１ポイン
トのデ−タにつて２バイトを使うから、１８０８ポイン
ト、１ラインあたり７．５ポイントが変曲点のデ−タに
割り当てられる。デ−タの数に小数は使えないから１ラ
インあたり７または８ポイントとなる。そこでまず図１
１Ｂと同様にして各ライン毎に求めた必要なポイント数
を画面全体について集計し、合計のデ−タ数が１８０８
ポイント以下であるどうかを調べる。収まる場合は問題
なく、そのまま補正デ−タとしてメモリに書き込んで初
期設定を終わる。収まらない場合は、収まらないデ−タ
の数を、例えば８ポイントを越えるデ−タを必要とする
ラインの数で割ると、１ラインあたり幾つのデ−タを減
少させればよいかが算出される。その結果に基づいて、
８ポイントを越えたラインについては、１ラインあたり
の減少数が大きい場合は先のしきい値をやや大きめに変
えて、変曲点再度求める。逆に小さい場合は、しきい値
を越える量を少なめにして変曲点再度求める。この操作
を繰り返して全体のデ−タ数が１８０８ポイント以内に
収まったところで最終的な補正デ−タとしてメモリに書
き込んで初期設定を終了する。さらに１ラインの画素数
はＬＣＤＰで決まっているから最終の変曲点の傾きのデ
−タに続ける画素数のデ−タを省略する方法も可能であ
る。但し、この場合はメモリ容量と引換えに画像補正部
の回路はやや複雑になる。

【００３１】図１１Ｃのデ−タの形式は、垂直方向の位
置情報を示すデ−タは含まれていないがテレビジョンの
信号は垂直同期信号を基準として垂直方向に上から下に
走査することが決められているから、デ−タ列の＄ＦＦ
の数をカウントしておけば、ＬＣＤＰの何ラインのデ−
タであるかは容易に知ることができる。当然であるが＄
ＦＦに続くデ−タ形式を変更して直接ライン数を指示し
てもよいが、ノンインターレース方式にする場合はすべ
てのラインを８ビットでは指示できないから２バイト構
成にするというような工夫が必要になる。またラインの
最初を示すデ−タとして＄ＦＦを使用したがこれに限定
されるものではない。数値デ−タの表示の方法によって
は、他のデ−タも使用できる。例えば、本例においても
補正デ−タ＄００と＄８０は符号を除くと、共に補正無
しを意味するから数値デ−タとして＄００または＄８０
のいずれかは使わなくてもよく、＄００をラインの最初
としてもよい。また補正デ−タの内容としては他の形式
が種々可能である。例えば、上記の例では各ラインの標
準利得を指定した後、補正カーブの傾きと継続期間との
ペアのデ−タで補正カーブの全体を指定したが、継続期
間と次のポイントでの利得の偏差という指定のしかたで
もよいし、継続期間と傾きの変化率で指定してもよい。

【００３２】以上の例は、メモリの容量の減少を優先的
に意図したものであるが、さらに別の見方からメモリは
ある程度必要とするが回路規模を減少させる方に重点を
置く方法も可能である。図１１の例はデ−タとして８ビ
ットを使用して位置と補正デ−タを指定したが、原理的
方法で述べたように、位置情報はメモリのアドレスに固
定しデ−タを１ビットのみで表示する方法を採用する
と、Ｄ／Ａ変換器は１ビットで済むために回路が簡単化
できる。デ−タ量は、ＬＣＤＰの画素数例えば３２０×
２４０の２倍の１５４Ｋビット程度は必要である。１ビ
ット変換方式を簡単に説明する。１ビット変換方式のＤ
／Ａ変換器は両極性の出力を切換える積分器で構成さ
れ、入力デ−タが例えば１のときは出力電圧は増加し、
入力デ−タが０のときは減少するように構成されてい
る。出力を一定値に保持したい場合は、デ−タとして１
と０を交互に入力すればよい。急激な補正値の変化に対
応するためには変換速度を上げて１画素に複数のビット
を割り当てたり、１のデ−タが一定数連続したら出力の
変化率を上げる等の工夫が必要である。変換速度を上げ
るにはメモリとしてバイト構成のメモリを使用し複数の
高速バッファをつかってデ−タの切換えを行えばメモリ
自体は特別に高速のものである必要はない。また、ライ
ンの最初から多くの補正を必要とする場合には、追従性
が悪いため補正デ−タにプリアンブル期間を設け、水平
帰線消去期間にＤ／Ａ変換をスタートすれば実際にＬＣ
ＤＰに表示するタイミングには、出力レベルを所要の値
に設定することができる。

【００３３】以上、白黒形の液晶テレビを例として実施
例を説明したが、信号調整手段を複数設けることによっ
てカラー方式に対応することは容易である。一般的にカ
ラー方式の場合、輝度むらは光源に起因し、その影響は
各原色について一様で無いこともが多いが、近似的には
一次の係数を変更することで対応が可能であり、複数の
信号調整手段の制御感度を若干調整できるようにしてお
けば、メモリおよびＤ／Ａ変換器を個々のチャンネル毎
に設ける必要はない。しかし、パネルに起因する色むら
は各チャンネル毎に相関がないのが普通であるから、そ
のような場合は各原色のチャンネル毎に補正係数を変え
るためメモリおよびＤ／Ａ変換器も複数設ける必要があ
る。

【００３４】また、本発明の用途は液晶テレビ受像機に
限らないことはいうまでもない。例えば特殊画像効果を
だすための補正装置として、例えば複雑な形状の部分的
な画像のマスキングにソフトな効果をもたせたりフェー
ドイン／アウトに応用することができる。この場合、用
途に応じてメモリおよびＤ／Ａ変換器をカラーチャンネ
ル毎に独立に設けることにより色による特殊な効果を演
出することも可能である。また本装置は、画像表示装置
に容易に着脱可能な構成にすることができ、補正が必要
な装置のみに取り付けるようにすることも容易である。

【００３５】上記のように、この発明によると機械的な
原因によって発生する輝度むらを電気的に補正すること
ができる。電気的な信号は、比較的容易に変更すること
ができるから光源ランプやパネルのサイズの変更にも柔
軟に対応でき、パネル自体の問題にも画像表示装置一台
毎に補正を行うことが可能になり、均一な品位の画像表
示装置を提供できる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
比較的簡単で不均一性のある光源を使用しても良好な均
一性を持った画像を再現でき、画像表示装置を製造する
にあたって高価な均一な光源を得るための困難な問題を
回避し、機種変更に柔軟に対応できるとともに、従来は
欠陥品として使用できなかった輝度むらのあるパネルの
歩留まりの低下を救済し、総合的にパネルの製造コスト
低減に寄与する補正装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を原理的に示すブロック
図。

【図２】画像表示部を示す説明図。

【図３】画素の位置と映像信号の関係を説明するために
示した説明図。

【図４】図１の画像補正部の具体例を示すブロック図。

【図５】補正デ−タを作成するための装置の例を示す
図。

【図６】ＬＣＤＰの透過率と補正デ−タの関係を説明す
るために示した説明図。

【図７】ＬＣＤＰの透過率と信号の関係を説明するため
に示した図。

【図８】画像補正部の他の例を示すブロック図。

【図９】画像補正部の他の例を示すブロック図。

【図１０】画像補正部のさらに他の例を示すブロック
図。

【図１１】補正デ−タの他の形式を説明するために示し
た図。

【符号の説明】

１…受信部、２…画像補正部、６…画像表示部、７…液
晶パネル（ＬＣＤＰ）１５…可変利得増幅器、１６…メ
モリ、１８…Ｄ／Ａ変換器、２０…コントローラ、３１
…レベル変換器、３２、３５…補助制御回路、３３…レ
ベル検出器、３４…直流レベル制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０９Ｇ 5/10 Ｚ 8121−5ＧＨ０４Ｎ 5/66 Ａ 7205−5Ｃ１０２Ｂ 7205−5Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像表示装置の輝度または色度または両
者の信号成分を供給する経路に設けた信号調整手段と、前記画像表示装置に表示する画素の表示位置に対応して
各々の最適な補正値を記録するための記憶手段と、前記記憶手段から補正値を読み出し、前記表示位置に対
応した補正値によって前記信号調整手段における信号成
分を逐次制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
画像表示装置の補正装置。
【請求項２】前記信号調整手段は、前記補正値に基づ
いて前記信号成分の交流振幅または直流レベルまたはそ
の両者を直接調整するかまたは、入力信号の交流振幅ま
たは直流レベルの少なくとも一方または両者の値に応じ
て前記補正値を逐次修正した値によって前記信号成分の
少なくとも一方または両者の各々に最適な係数を乗じて
制御する手段を備えたことを特徴とする請求項第１項記
載の画像情報の補正装置。特徴とする請求項１記載の画
像情報の補正装置。
【請求項３】前記信号調整手段は、前記画像表示装置
の輝度または色度または両者の信号成分を供給する経路
に着脱可能に設けられたことを特徴とする請求項１記載
の画像情報の補正装置。
【請求項４】画像表示装置の輝度または色度または両
者の信号成分を供給する経路に信号調整手段を設け、前記画像表示装置に表示する画素の表示位置に対応して
各々の最適な補正値を記憶手段に記録しておき、前記記憶手段から補正値を読み出し、前記表示位置に対
応した補正値によって前記信号調整手段における信号成
分を逐次制御することを特徴とする画像表示装置の補正
方法。
【請求項５】前記信号調整手段は、前記補正値に基づ
いて前記信号成分の交流振幅または直流レベルまたはそ
の両者を直接調整するかまたは、入力信号の交流振幅ま
たは直流レベルの少なくとも一方または両者の値に応じ
て前記補正値を逐次修正した値によって前記信号成分の
少なくとも一方または両者の各々に最適な係数を乗じて
制御する手段を備えたことを特徴とする請求項第４項記
載の画像情報の補正方法。
【請求項６】前記補正データは、補正を行わない状態
で予め測定した画像表示装置の特性データに基づいて作
成された補正データであるかまたは、前記補正データと
は無関係な追加データを含む補正データであるか、ある
いは前記補正データとは全く無関係なデータであって、
それぞれのデータが単独で固定的に用いられるかまたは
任意に切り換えられて用いられるデ−タであることを特
徴とする請求項４記載の画像情報の補正方法。
【請求項７】前記補正データは、前記信号調整手段の
利用または直流レベルと一定の関係をもった数値デー
タ、または、予め設定された標準利得からの偏差または
基準直流レベルからの偏差と一定の関係をもった数値デ
ータであり、該データを記憶するメモリのアドレスは表
示する画素の位置と対応関係にあることを特徴とする請
求項４記載の画像情報の補正方法。
【請求項８】前記補正データは、前記信号調整手段の
利得または直流レベルと一定の関係をもった数値デー
タ、または、予め設定された標準利得からの偏差または
基準直流レベルからの偏差と一定の関係をもった数値デ
ータ、または、利得または直流レベルの変化率と一定の
関係をもった数値データ、または、予め設定された標準
利得または基準直流レベルからの偏差の変化率と一定の
関係をもった数値データと、該数値データの変化する点
の位置情報、または、同一の数値データが繰り返される
画素数を表す情報とが一組となったデータであり、該デ
ータを記憶するメモリのアドレスは表示する画素の位置
と対応関係にはないことを特徴とする請求項４記載の画
像情報の補正方法。
【請求項９】前記補正データは、前記信号調整手段の
利得または直流レベルの変化、または、予め設定された
標準利得または基準直流レベルからの偏差の変化が増加
もしくは減少であることを示す符号データであり、該デ
ータを記憶するメモリのアドレスは表示する画素の位置
と対応関係にあることを特徴とする請求項４記載の画像
情報の補正方法。
【請求項１０】前記補正データは、前記信号調整手段
の利得または直流レベルの変化、または、予め設定され
た標準利得または基準直流レベルからの偏差の変化が増
加もしくは減少であることを示す符号データと、同一の
符号が繰り返される画素数を現す情報とが一組となった
データであり、該データを記憶するメモリのアドレスは
表示する画素の位置と対応関係にないことを特徴とする
請求項１記載の画像情報の補正方法。