TWI635475B - Brightness correcting device, system with brightness correcting device, and brightness correcting method - Google Patents

Abstract

本發明的目的在於提供即使對每個像素進行亮度不均勻的校正也不耗費測定時間的有機電致發光顯示器的亮度校正方法。本發明依次具有：拍攝步驟，將構成顯示器的像素的一個子像素的顏色以在各像素均為共同的灰度且能夠分離各像素的圖案顯示在顯示器上，照相機依次針對各子像素和多級灰度同時拍攝顯示器所顯示的整個圖案；特性計算步驟，由處理部計算出每個子像素的相對於灰度的亮度特性；以及校正步驟，由控制部針對顯示器基於在特性計算步驟中求出的亮度特性來校正各子像素的亮度特性。

Description

亮度校正裝置、具備亮度校正裝置的系統及亮度校正方法

本申請案主張於2014年8月29日向日本特許廳所提出之日本專利申請號JP2014-174974之優先權，其全部內容於此併入做為參考。

本發明涉及顯示器的亮度校正方法。

為了校正LCD或LED顯示器的亮度不均勻，目前藉由照相機測定的亮度來計算校正係數，並基於該係數進行亮度不均勻的校正。

就有機電致發光(Electro Luminescence，EL)顯示器而言，由於每個像素都具有偏差，所以無法像LCD的校正那樣使用使亮度在空間上平緩地變化的校正方法。此外，如果是轉用LCD的校正技術的方法，則無法校正每個像素，無法應對顯示器的高精細化。並且，雖然LED顯示器的每個像素都具有亮度偏差，但是灰度對亮度的特性可以由簡單的公式表示，然而在有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，OLED)中每個像素的該特性都不同。

於是，對於有機電致發光顯示器，提出了將顯示器的一部分放大進行拍攝，並一邊移動照相機一邊測定每個像素的亮度的系統(例如，參照專利文獻1)。可是，就專利文獻1所公開的技術而言，由於要移動照相機，所以存在進行測定會耗時的問題。此外，還存在校準照 相機和顯示器會耗時的問題。如果為了得到灰度對亮度的特性而增加測定的灰度數量，則存在更加耗時的問題。因為在拍攝圖像上會產生疊紋(Moiré pattern)，所以會進行軟體處理，但是在存在相同頻率成分的亮度不均勻的情况下，會出現對測定值產生影響的問題。

此外，作為校正有機電致發光顯示器的亮度的方法，還可以考慮監測供給到像素的電流而進行電流校正的系統。可是，該方法具有將專用晶片安裝到基板上需要空間的問題，具有無法應用於小型面板的問題。此外，僅通過監測電流無法完全地反映實際亮度，具有無法確認其效果的問題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-170106號公報

就有機電致發光顯示器而言，如果要對每個像素校正亮度不均勻，則具有耗費測定時間的問題。如果耗費測定時間，則無法在生產現場使用。

於是，本發明的目的在於提供即使對每個像素進行亮度不均勻的校正也不耗費測定時間的有機電致發光顯示器的亮度校正方法。

具體地，本發明的亮度校正裝置包含：顯示控制部，將構 成顯示器的像素的一個子像素的顏色以在各像素均為共同的灰度且能夠分離各像素的圖案顯示在前述顯示器上；處理部，利用依次針對各子像素和多級灰度進行拍攝的圖像計算出每個子像素的相對於灰度的亮度特性，其中，前述圖像為同時拍攝前述顯示器所顯示的整個圖案的圖像；以及校正控制部，基於前述處理部求出的亮度特性對前述顯示器校正各子像素的亮度特性。

較佳地，在本發明的亮度校正裝置中，前述顯示控制部藉由以格子狀點亮一個以上的像素並顯示在前述顯示器上，從而以能夠分離的圖案將各像素顯示在前述顯示器上。

具體地，本發明的亮度校正系統具備本發明的亮度校正裝置和同時對前述顯示器所顯示的整個圖案進行拍攝，且拍攝圖像時依次針對各子像素和多級灰度進行拍攝的照相機。

具體地，本發明的亮度校正方法按順序具有：拍攝步驟，將構成顯示器的像素的一個子像素的顏色以在各像素均為共同的灰度且能夠分離各像素的圖案顯示在前述顯示器上，照相機同時對前述顯示器所顯示的整個圖案進行拍攝，拍攝時依次針對各子像素和多級灰度進行拍攝；特性計算步驟，由處理部計算出每個子像素的相對於灰度的亮度特性；以及校正步驟，由控制部基於在前述特性計算步驟中求出的亮度特性對前述顯示器校正各子像素的亮度特性。

根據本發明，能夠提供即使對每個像素進行亮度不均勻的校正也不耗費測定時間的有機電致發光顯示器的亮度校正方法。此外，根據本發明，由於能夠對每個像素進行亮度不均勻的校正，所以能夠減少由於亮度不均勻而無法出廠的有機電致發光顯顯示器，提高成品率。

10‧‧‧照相機

20‧‧‧亮度校正裝置

21‧‧‧處理部

22‧‧‧儲存部

23‧‧‧控制部

100‧‧‧顯示器

第1圖示出本實施方式的亮度校正系統的構成實例。

第2圖示出顯示器的第一像素排列實例。

第3圖示出顯示器的第二像素排列實例。

第4圖示出關於一個子像素的相對於灰度的亮度特性的一實例。

第5圖示出表示亮度特性的函數L(g)的計算實例。

以下，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。應予說明，本發明並不限於以下所示的實施方式。這些實施例僅作為示例，本發明可以藉由基於本領域技術人員的知識進行各種變更、改進的方式來實施。應予說明，在本說明書和附圖中符號相同的構成元件分別表示同一部件。

第1圖示出本實施方式的亮度校正系統的一實例。本實施方式的亮度校正系統具備照相機10和亮度校正裝置20。亮度校正裝置20具備處理部21、儲存部22和控制部23。控制部23作為控制顯示器100的顯示動作的顯示控制部以及分別控制每個像素的亮度以控制顯示器100的亮度的校正控制部發揮作用。

亮度校正裝置20可以藉由將計算機作為處理部21和控制部23發揮作用來實現。此時，藉由亮度校正裝置20內的CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)執行存儲在儲存部22中的計算機程序來實現各構成。

第2圖和第3圖示出顯示器100的一實例。顯示器100中排列著發出任意顏色的光的像素。各像素具備多個子像素，各子像素發出不同顏色的光。例如，一個像素具備紅色的子像素R_1,1、綠色的子像素G_1,1和藍色的子像素B_1,1。一個像素可以包含發出其他顏色的光的子像素。例如，如第2圖所示，可以包含白色的子像素W_1,1。此外，一個像素可以包含多個相同顏色的子像素。例如，可以取代第2圖所示的子像素W_1,1而包含綠色的子像素G_1,1。

照相機10為能夠同時拍攝顯示器100所顯示的整個圖案的區域傳感器。分辨率為任意的值。雖然需要根據拍攝的顯示器100的整個畫面的圖像檢測出各像素的顏色的灰度，但是在各像素無法分離的情况下，藉由放大顯示的像素的間隔來應對。由於需要識別各子像素的顏色的灰度，所以照相機10具有對子像素的發光顏色的敏感度。

本實施方式的亮度校正方法按順序包含拍攝步驟、特性計算步驟和校正步驟。在拍攝步驟中，照相機10拍攝顯示器100所顯示的圖案。在特性計算步驟中，處理部21針對每個子像素計算相對於灰度的亮度特性。在校正步驟中，控制部23將從處理部21獲取的係數作為顯示器100的校正用信息輸出到顯示器100。

對拍攝步驟進行詳細說明。控制部23將構成顯示器100的像素的某一個子像素的顏色在各像素中以共同的灰度顯示在顯示器100上。照相機10拍攝顯示器100的整個畫面。這樣，在本實施方式中，由於不進行需要移動照相機10的放大拍攝，所以不需要工作臺、不需嚴格校準、不需要處理像素之間的連接處。

這裡，在本實施方式中，為了測定各像素的灰度，控制部23按照想要測定的各灰度，將構成顯示器100的像素的某一個子像素的顏色顯示在顯示器100上。此時，控制部23藉由剔除顯示器100中點亮的像素，從而顯示能夠分離各像素的圖案。例如，以縱向或橫向或兩個方向的格子狀將一個以上的像素點亮而顯示。藉由剔除點亮的像素，能夠不進行需要移動照相機10的放大拍攝的情况下分離像素之間發出的光。

第2圖所示的顯示器的情况下，在用於顯示一個像素中特定顏色的子像素之間配置有其他顏色的子像素。在照相機10拍攝的圖像中，如果相鄰的像素能夠分離，圖案則成為包含所有的像素且僅顯示像素中所包含的一個顏色的圖案。例如，顯示第2圖所示的R_1,1、R_1,2、R_1,3、R_2,1、R_2,2、R_2,3、R_3,1、R_3,2、R_3,3。拍攝紅色的圖案後，依次拍攝白色、藍色、綠色的圖案。

第3圖所示的顯示器的情况下，用於顯示一個像素中特定顏色的子像素彼此在縱方向相鄰。此時，在照相機10拍攝的圖像中，如果每隔一個的像素是能夠分離的，圖案則變成包含在橫方向每隔一個的像素、在縱方向每隔一個的像素且僅顯示像素中所包含的一個顏色的圖案。例如，顯示第3圖所示的R_1,1、R_1,3、R_2,2、R_3,1、R_3,3。然後，顯示未顯示的像素，例如R_1,2、R_2,1、R_2,3、R_3,2。拍攝紅色的圖案後，依次拍攝藍色、綠色的圖案。

這樣一邊將各子像素改變為想要測定的各灰度，一邊利用照相機10拍攝。由此，處理部21能夠針對顯示器100的每個子像素獲取多級不同的灰度時的亮度信息。獲取的亮度信息存儲在儲存部22中。

這裡，就測定的灰度的數量而言，雖然為任意數量，但是 應為能夠擬合亮度特性的函數的數量。例如，在本實施方式使用的後述式(1)的情况下，優選的灰度的數量為3以上，在本實施方式中將灰度的數量設為4。

對特性計算步驟進行詳細說明。

第4圖示出相對於灰度的亮度特性的一例。在本步驟中，處理部21使用存儲在儲存部22中的亮度信息，求出如第4圖所示的表示以灰度g為變量的亮度特性的函數L(g)。函數L(g)例如可以為下式。

(式1)L(g)=k(a g²+b g)^γ (1)

在將第2圖所示的子像素R_1,1的亮度以四種灰度進行測定的情况下，如第4圖所示，可以設置點PL₁~點PL₄的四個點。在推導係數a和係數b時，使用最小平方法求出接近於點PL₁~點PL₄的函數L(g)，從而求出係數a和係數b。在應用最小平方法時，每級灰度的加權可以不同。

藉由用能夠以較少的灰度數量進行測定並用較少的係數來表示每個像素的灰度對亮度的特性的式(1)進行擬合，能夠減少測定所需的灰度的數量和校正數據量。因此，能夠減小儲存部22的存儲使用量。

處理部21求出式(1)的a、b、k、γ。就a、b而言，針對每個像素來求出。就k、γ而言，可以針對每個像素求出，但在伽馬曲線不依賴像素而都相同的情况下，也可以對像素整體求出一個值。由於多數情况下伽馬曲線的像素依賴性變化緩慢，所以有時同一行或同一列大致為相同的伽馬曲線。此時，如第5圖所示，針對同一行或同一列 求出每級灰度下的像素的平均值，並將其進行擬合能夠求出k、γ。針對每個像素求出k、γ時，由於需要針對每個像素求出a、b、k、γ，所以最少測定四級灰度，如果可以，優選測定五級灰度以上。

這樣，藉由執行特性計算步驟，處理部21能夠推導出式(1)中的係數k和γ以及各子像素的係數a和係數b。由此，能夠利用各子像素的亮度特性校正各子像素的亮度特性。這些係數存儲在儲存部22中。此時，處理部21可以求出亮度特性的反函數。

對校正步驟進行詳細說明。

處理部21從儲存部22讀取係數並輸出到控制部23。控制部23將從處理部21獲取的係數作為顯示器100的校正用的信息而輸出到顯示器100。此時，控制部23可以將亮度特性的反函數作為顯示器100的校正用的函數而輸出到顯示器100。顯示器100利用獲取的係數或反函數對每個子像素進行校正，使其顯示所希望的亮度特性。

本實施方式的發明由於對每個子像素進行亮度特性的校正，所以能夠針對每個像素、每級灰度校正有機電致發光顯示器特有的每個像素的亮度偏差。此外，與移動的同時進行測定的方法相比，系統構成非常簡單，能夠在短時間內測定每個像素的亮度。

進一步地，本實施方式的發明即使針對亮度不均勻明顯且不滿足出廠標準的面板也能夠藉由進行校正使其符合出廠標準，所以能夠提高顯示面板的成品率。此外，也可以劃分出廠面板的等級。

本發明能夠應用於顯示器產業。

Claims (4)

1. 一種亮度校正裝置，其包含：一顯示控制部，將構成一顯示器的像素的一個子像素的顏色以在各像素均為共同的灰度且能夠分離各像素的圖案顯示在該顯示器上；一處理部，利用依次針對各子像素和多級灰度進行拍攝的一圖像計算出每個子像素的相對於灰度的亮度特性，其中，該圖像為同時拍攝該顯示器所顯示的整個圖案的圖像；以及一校正控制部，基於該處理部求出的亮度特性對該顯示器校正各子像素的亮度特性；其中，該處理部使用存儲在儲存部中的亮度信息，計算出每個子像素的相對於灰度的亮度特性，求出以灰度g為變量的亮度特性的函數L(g)，函數L(g)如為下式：(式1)L(g)=k(a g²+b g)^γ (1)就a、b、k、γ而言，針對每個像素來求出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之亮度校正裝置，其中該顯示控制部藉由以格子狀點亮一個以上的像素並顯示在該顯示器上，從而以能夠分離的圖案將各像素顯示在該顯示器上。
3. 一種亮度校正系統，其包含：如申請專利範圍第1或2項所述之亮度校正裝置；以及一照相機，同時對一顯示器所顯示的整個圖案進行拍攝，拍攝圖像時依次針對各子像素和多級灰度進行拍攝。
4. 一種亮度校正方法，其包含如下步驟：一拍攝步驟，將構成一顯示器的像素的一個子像素的顏色以在各像素均為共同的灰度且能夠分離各像素的圖案顯示在該顯示器上，照相機同時對該顯示器所顯示的整個圖案進行拍攝，拍攝時依次針對各子像素和多級灰度進行拍攝；一特性計算步驟，由處理部使用存儲在儲存部中的亮度信息，計算出每個子像素的相對於灰度的亮度特性，求出以灰度g為變量的亮度特性的函數L(g)，函數L(g)如為下式：(式1)L(g)=k(a g²+b g)^γ (1)其中，就a、b、k、γ而言，針對每個像素來求出；以及一校正步驟，由控制部基於在該特性計算步驟中求出的亮度特性對該顯示器校正各子像素的亮度特性。