JP2007281612A - 映像信号処理装置、映像信号処理方法および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】メモリサイズを大幅増加せずに細かな表示むらの補正を可能とし、映像信号の内容変化、経時変化に伴う表示むらの補正を容易とする。
【解決手段】係数生成部103は、信号レベル別に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における補正係数(製造上のバラツキ等に起因し、大きな範囲で緩やかに変化する表示むらの補正係数)を記憶する係数読み出し部131R,131G,131Bを持つ。係数生成部104は、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における補正係数(バックライト17に起因し、比較的狭い範囲で周期的に変化する表示むらの補正係数)を記憶する係数読み出し部141R,141G,141Bを持つ。映像信号Rin,Gin,Binを、これらで生成される補正係数を用いて補正する。係数生成部105からの補正係数は、バックライト17の輝度制御に伴って、補正係数生成部104からの補正係数を補正する。
【選択図】図2
【解決手段】係数生成部103は、信号レベル別に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における補正係数(製造上のバラツキ等に起因し、大きな範囲で緩やかに変化する表示むらの補正係数)を記憶する係数読み出し部131R,131G,131Bを持つ。係数生成部104は、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における補正係数(バックライト17に起因し、比較的狭い範囲で周期的に変化する表示むらの補正係数)を記憶する係数読み出し部141R,141G,141Bを持つ。映像信号Rin,Gin,Binを、これらで生成される補正係数を用いて補正する。係数生成部105からの補正係数は、バックライト17の輝度制御に伴って、補正係数生成部104からの補正係数を補正する。
【選択図】図2
Description
この発明は、画像表示部に表示される画像の表示むらを補正するように映像信号を処理する映像信号処理装置、映像信号処理方法および画像表示装置に関する。詳しくは、この発明は、表示むらを発生する複数の要因にそれぞれ対応した補正係数を記憶する複数の補正係数テーブルを用意し、これらから読み出された補正係数に基づいて映像信号を処理することによって、メモリサイズを大幅に増加することなく細かな表示むら補正を可能とすると共に、映像信号の内容変化あるいは経時変化に伴う表示むらの補正を容易に行い得るようにした映像信号処理装置等に係るものである。
液晶表示パネルを用いた画像表示装置においては、画面内の製造上のバラツキによる入力電圧-光透過率特性のバラツキ、装置の光学系の特性、画面内の温度分布、視野角などいろいろな要因により表示画面内で輝度むら、色むら等の表示むらを生じる。また最近ではLED(Light Emitting Diode)や、CCFL(Cold CathodeFluorescent Lamp)などのバックライトを使用した液晶表示パネルが増えてきており、バックライト形状が表示むらに与える影響も無視できなくなってきている。
製造上のバラツキを減らす、装置形状を工夫するなどして表示むらを減らす努力はされているが、表示むらを完全に取りきることは難しく、デジタル信号処理LSI(Large Scale Integration)を使って入力映像信号に対して画面内の信号レベルのバラツキに応じた信号レベルの補正処理を行うという方法が広く行われている。
この補正を行うためには、画面内の画素位置毎の補正係数が必要になる。すべての画素位置について補正係数を持つことができれば完全に補正することができるが、大きなサイズのメモリが必要になり、使用するメモリサイズの削減は重要な課題になっていた。また画面内の輝度バラツキは入力信号レベルによって分布が変わることが知られており、画素位置だけでなく、入力映像信号レベルに応じた補正係数を持つとなると、さらに巨大なサイズのRAM(Random Access Memory)が必要になる。
このため通常は画面内の複数の座標位置といくつかの入力信号レベルについて補正係数(格子点補正係数)を持ち、補正係数を持たない画素信号については近傍の補正点から補間処理により補正係数を生成することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
図9は、従来の輝度・色むら補正回路200の構成を示している。この輝度・色むら補正回路200は、映像信号入力端子201R,201G,201Bと、位置情報入力端子202H,202Vと、補正係数読み出し部(LUT)203R,203G,203Bと、補間部204R,204G,204Bと、補正部205R,205G,205Bと、映像信号出力端子206R,206G,206Bとを有している。
映像信号入力端子201R,201G,201Bは、それぞれ、入力映像信号としての赤色信号Rin、緑色信号Gin、青色信号Binが入力される端子である。位置情報入力端子202H,202Vは、それぞれ、上述した映像信号入力端子201R,201G,201Bに各画素の色信号Rin,Gin,Binが入力されるタイミングで、その画素位置を示す位置情報H,Vが入力される端子である。
補正係数読み出し部203R,203G,203Bは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binに対応した補正係数(格子点補正係数)を持つ補正係数テーブルを構成している。この補正係数は、画面内の製造上のバラツキによる入力電圧-光透過率特性のバラツキ、装置の光学系の特性、画面内の温度分布、視野角などに起因する輝度むら、色むら等の表示むら(以下、適宜、「製造上のバラツキ等に起因する表示むら」という)を補正するための補正係数である。
補正係数読み出し部203R,203G,203Bには、上述した色信号Rin,Gin,Binがそれぞれ入力されると共に、上述した位置情報H,Vが共通に入力される。補正係数読み出し部203Rは、図10に示すように、座標検出部203Raと補正係数テーブル03Rbとを備えている。
補正係数テーブル203Rbには、赤色信号Rinに対応した補正係数が、赤色信号Rinのレベル別に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置に対応して記憶されている。すなわち、この補正係数テーブル203Rbには、水平方向位置H、垂直方向位置Vおよび信号レベルの各要素で構成される3次元構造における各格子点(図11の左側の図に白丸「○」で示す)の補正係数が記憶されている。ここで、水平方向および垂直方向の画素間隔は、例えば64画素あるいは128画素とされる。
座標検出部203Raは、入力される赤色信号Rinのレベルおよび位置情報H,Vに基づいて、上述した3次元構造における位置を注目位置として把握し、その注目位置を囲む8個の格子点の座標を検出し、その座標を補正係数テーブル203Rbに読み出しアドレスとして供給し、当該補正係数テーブル203Rbから注目位置を囲む8個の格子点の補正係数が読み出されるようにする。
例えば、図11の左側の図に黒丸「●」で示す位置に注目位置Pがある場合、同図の右側に取り出して示すように、座標検出部203Raは当該注目位置Pを囲む8個の格子点g1〜g8の座標を検出し、補正係数テーブル203Rbからこの8個の格子点g1〜g8の補正係数を読み出して出力する。
補正係数読み出し部203Gは、補正係数読み出し部203Rと同様に、図10に示すように、座標検出部203Gaと補正係数テーブル203Gbとを備えており、座標検出部203Gaでは入力される緑色信号Ginのレベルおよび位置情報H,Vに基づいて注目位置を把握し、当該注目位置を囲む8個の格子点g1〜g8の座標を検出し、補正係数テーブル203Gbからこの8個の格子点g1〜g8の補正係数を読み出して出力する。
補正係数読み出し部203Bも、補正係数読み出し部203Rと同様に、図10に示すように、座標検出部203Baと補正係数テーブル203Bbとを備えており、座標検出部203Baでは入力される緑色信号Binのレベルおよび位置情報H,Vに基づいて注目位置を把握し、当該注目位置を囲む8個の格子点の座標を検出し、補正係数テーブル203Bbからこの8個の格子点g1〜g8の補正係数を読み出して出力する。
補間部204R,204G,204Bは、それぞれ、補正係数読み出し部203R,203G,203Bから出力される8個の格子点g1〜g8の補正係数を用いて、注目位置の補正係数R_coef,G_coef,B_coefを生成する。
これら補間部204R,204G,204Bでは、図12に示すように、水平方向および垂直方向の格子点の間隔(画素間隔)をSIZE、レベル方向の格子点の間隔(レベル間隔)をLSIZEとし、さらに注目位置Pを囲む8個の格子点g1〜g8で構成される直方体における注目位置Pの座標を(HDIFF,VDIFF,LDIFF)として、以下の(1)式〜(9)式により、補正係数R_coef,G_coef,B_coefを算出する。
ここで、補間部204R,204G,204Bに、それぞれ、補正係数読み出し部203R,203G,203Bから座標(HDIFF,VDIFF,LDIFF)の情報が与えられる。なお、(R000,G000,B000)、(R001,G001,B001)、(R010,G010,B010)、(R011,G011,B011)、(R100,G100,B100)、(R101,G101,B101)、(R110,G110,B110)、(R111,G111,B111)は、それぞれ、格子点g1〜g8における色信号Rin,Gin,Binに対応した補正係数を示している。また、(Ra,Ga,Ba)、(Rb,Gb,Bb)は、それぞれ、注目位置Pに対応した下面側位置Pd、上面側位置Puにおける色信号Rin,Gin,Binに対応した補正係数を示している。
補正部205R,205G,205Bは、それぞれ、映像信号入力端子201R,201G,201Bに入力された色信号Rin,Gin,Binを、補間部204R,204G,204Bで得られた補正係数R_coef,G_coef,B_coefで補正して、出力映像信号としての赤色信号Rout、緑色信号Gout、青色信号Boutを生成する。
ここで、各色信号に対応した補正係数が、それぞれ画面内の赤、緑、青の各色信号の輝度レベルのバラツキ(補正の基準となる信号レベルとの差分)であるオフセット係数であるとき、補正部205R,205G,205Bでは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binに対して補正係数R_coef,G_coef,B_coefを加算する処理が行われる。また、各色信号に対応した補正係数が、それぞれ、画面内の基準画素位置の輝度レベルと補正対象画素位置の輝度レベルの比であるゲイン係数であるとき、補正部205R,205G,205Bでは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binに対して補正係数R_coef,G_coef,B_coefを乗算する処理が行われる。
なお、補正係数読み出し部203R,203G,203Bに、補正係数としてオフセット係数およびゲイン係数の双方を持つときは、補正係数R_coef,G_coef,B_coefとして、オフセット係数およびゲイン係数に対応したものが互いに独立して生成され、補正部205R,205G,205Bでは、加算処理および乗算処理が行われる。
図9に示す輝度・色むら補正回路200の動作を説明する。映像信号入力端子201R,201G,201Bに、それぞれ、入力映像信号としての赤色信号Rin、緑色信号Gin、青色信号Binが入力される。また、位置情報入力端子202H,202Vに、それぞれ、上述した映像信号入力端子201R,201G,201Bに各画素の色信号Rin,Gin,Binが入力されるタイミングで、その画素位置を示す位置情報H,Vが入力される。
補正係数読み出し部203Rには赤色信号Rinが入力されると共に位置情報H,Vが入力され、この補正係数読み出し部203Rからは、赤色信号Rinのレベルおよび位置情報H,Vに基づき、赤色信号Rinの信号レベルおよびその画素位置で決まる3次元構造内の注目位置を囲む8個の格子点の補正係数が出力される。
また、補正係数読み出し部203Gには緑色信号Ginが入力されると共に位置情報H,Vが入力され、この補正係数読み出し部203Gからは、緑色信号Ginのレベルおよび位置情報H,Vに基づき、緑色信号Ginの信号レベルおよびその画素位置で決まる3次元構造内の注目位置を囲む8個の格子点の補正係数が出力される。
さらに、補正係数読み出し部203Bには青色信号Binが入力されると共に位置情報H,Vが入力され、この補正係数読み出し部203Bからは、青色信号Binのレベルおよび位置情報H,Vに基づき、青色信号Binの信号レベルおよびその画素位置で決まる3次元構造内の注目位置を囲む8個の格子点の補正係数が出力される。これら補正係数読み出し部203R,203G,203Bから出力される補正係数は、それぞれ、補間部204R,204G,204Bに供給される。
補間部204R,204G,204Bでは、それぞれ、補正係数読み出し部203R,203G,203Bから出力される8個の格子点の補正係数、さらには補正係数読み出し部203R,203G,203Bから与えられる注目位置の座標(HDIFF,VDIFF,LDIFF)の情報を用いて、注目位置の補正係数R_coef,G_coef,B_coefが算出される。これら補正係数R_coef,G_coef,B_coefは、それぞれ、補正部205R,205G,205Bに供給される。
この補正部205R,205G,205Bには、それぞれ、赤色信号Rin、緑色信号Gin、青色信号Binが供給される。これら補正部205R,205G,205Bでは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binを補正係数R_coef,G_coef,B_coefで補正する処理、つまり加算処理、あるいは乗算処理が施されて、出力映像信号としての赤色信号Rout、緑色信号Gout、青色信号Boutが生成される。そして、これら色信号Rout,Gout,Boutは、それぞれ映像信号出力端子206R,206G,206Bに出力される。
特開平11−109927号公報
上述したように、図9に示す輝度・色むら補正回路200には、各色信号に対応して1個の補正係数読み出し部が用意されており、その各補正係数読み出し部には、色信号のレベル別に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置の補正係数が記憶されている。
上述した液晶表示パネルを用いた画像表示装置において表示むらの要因となる製造上のバラツキは画面内では比較的緩やかに変化する。そのため、補正係数読み出し部に用意する補正係数の水平方向および垂直方向の画素間隔は、64画素あるいは128画素でもある程度精度のよい補正が可能である。
しかし、LEDやCCFL等のバックライトに起因する表示むらは、バックライトの形状、構成に大きく依存し、細かいパターンとして現れることが多い。そのため、バックライトを備える液晶表示パネルを使った画像表示装置で、輝度むら、色むら等の表示むらを補正しようとした場合は、バックライトの形状、構成に合わせて、補正係数読み出し部に用意する補正係数の水平方向および垂直方向の画素間隔を小さくする必要があった。
しかし、LEDやCCFL等のバックライトに起因する表示むらは、バックライトの形状、構成に大きく依存し、細かいパターンとして現れることが多い。そのため、バックライトを備える液晶表示パネルを使った画像表示装置で、輝度むら、色むら等の表示むらを補正しようとした場合は、バックライトの形状、構成に合わせて、補正係数読み出し部に用意する補正係数の水平方向および垂直方向の画素間隔を小さくする必要があった。
この場合、水平方向および垂直方向の画素間隔を小さくすることによる補正係数の個数増加が各信号レベルに及ぶことになるため、補正係数読み出し部を構成する補正係数テーブルのメモリサイズが大幅に増加し、コストに大きく影響を与える。そのため、上述したように各色信号に対応して、色信号のレベル別に複数の画素位置の補正係数を記憶した1個の補正係数読み出し部を用意するものにあっては細かいパターンの表示むらを補正することには限界があった。
また、近年、画面のコントラストを上げるために、所定数に分割された画面領域毎に、バックライトの輝度を制御することが行われている。例えば、暗い領域ではバックライトを暗くしてより暗く、明るい領域では輝度を上げてより明るくする等の処理が行われている。上述したバックライトに起因する表示むらは、バックライトの輝度によって変化するので、映像信号の内容に伴って補正係数をリアルタイムに書き換える必要がある。その場合、上述したように各色信号に対応して、色信号のレベル別に複数の画素位置の補正係数を記憶した1個の補正係数読み出し部を用意するものにあっては、非常に多くの補正係数を書き換えることが必要となり、表示むらのリアルタイムの補正が困難であった。
なお、表示画面内の部分的な温度変化などによって画面内の表示むらの分布が経時的に変化する。これに対処するためにも、所定時間毎に、補正係数を更新する必要がある。その場合にも、上述したように各色信号に対応して、色信号のレベル別に複数の画素位置の補正係数を記憶した1個の補正係数読み出し部を用意するものにあっては、非常に多くの補正係数を書き換えることが必要となる。
この発明の目的は、メモリサイズを大幅に増加することなく細かな表示むらの補正を可能とし、また映像信号の内容変化あるいは経時変化に伴う表示むらの補正を容易とすることにある。
この発明の概念は、
入力映像信号を画像表示部に表示される画像の表示むらを補正するように処理して出力映像信号を得る映像信号処理装置であって、
上記表示むらを発生する複数の要因にそれぞれ対応した補正係数を記憶する複数の補正係数テーブルと、
上記複数の補正係数テーブルから得られる補正係数に基づいて上記入力映像信号を処理して上記出力映像信号を得る信号処理部を備える
ことを特徴とする映像信号処理装置にある。
入力映像信号を画像表示部に表示される画像の表示むらを補正するように処理して出力映像信号を得る映像信号処理装置であって、
上記表示むらを発生する複数の要因にそれぞれ対応した補正係数を記憶する複数の補正係数テーブルと、
上記複数の補正係数テーブルから得られる補正係数に基づいて上記入力映像信号を処理して上記出力映像信号を得る信号処理部を備える
ことを特徴とする映像信号処理装置にある。
この発明においては、表示むらを発生する複数の要因にそれぞれ対応した補正係数を記憶する複数の補正係数テーブルを備えるようにされる。例えば、補正係数テーブルとして、少なくとも、映像信号のレベル別に、第1の画素間隔をもって存在する複数の画素位置に対応した第1の補正係数を持つ第1の補正係数テーブルと、第2の画素間隔をもって存在する複数の画素位置に対応した第2の補正係数を持つ第2の補正係数テーブルを有するものとされる。
この複数の補正係数テーブルから得られる補正係数に基づいて、入力映像信号が表示むらを補正するように処理され、出力映像信号が得られる。この場合、複数の補正係数テーブルから得られる補正係数が混合されて使用される。
このように複数の補正係数テーブルが用意され、各補正係数テーブルから得られる補正係数に基づいて映像信号を処理するものであり、メモリサイズを大幅に増加することなく細かな表示むら補正が可能となる。
例えば、第1の補正係数テーブルには、画面内の製造上のバラツキによる表示むらであって、同じ信号レベルの画面内では比較的緩やかに変化する表示むらを補正するための補正係数が記憶される。また例えば、第2の補正係数テーブルには、細かいパターンとして現れるバックライトに起因する表示むらを補正するための補正係数が記憶される。
この場合、第2の画素間隔は第1の画素間隔より小さな間隔となるが、第2の補正係数テーブルは信号のレベル別に補正係数を記憶しているものではなく、補正係数テーブル全体のメモリサイズの大幅な増加はない。
また、複数の補正係数テーブルが用意され、各補正係数テーブルから得られる補正係数に基づいて映像信号を処理するものであり、映像信号の内容変化あるいは経時変化に伴う表示むらの補正を容易に行い得るようになる。
例えば、第1の補正係数テーブルには、画面内の製造上のバラツキによる表示むらであって、同じ信号レベルの画面内では比較的緩やかに変化する表示むらを補正するための補正係数が記憶される。また例えば、第2の補正係数テーブルには、表示画面内の部分的な温度変化などによって経時的に画面内の輝度バラツキの分布が変化する表示むらを補正するための補正係数が記憶される。
例えば、第1の補正係数テーブルには、画面内の製造上のバラツキによる表示むらであって、同じ信号レベルの画面内では比較的緩やかに変化する表示むらを補正するための補正係数が記憶される。また例えば、第2の補正係数テーブルには、表示画面内の部分的な温度変化などによって経時的に画面内の輝度バラツキの分布が変化する表示むらを補正するための補正係数が記憶される。
この場合、第2の補正係数テーブルの補正係数を所定時間毎に更新する必要があるが、第2の補正係数テーブルは信号のレベル別に補正係数を記憶しているものではなく、書き換える補正係数の個数は少なく、補正係数の更新が容易となる。
なお、入力映像信号に基づき、所定の大きさに区切られた画面領域毎にバックライトの輝度が制御されるものにあっては、上述したバックライトに起因する表示むらを補正するための補正係数をバックライトの輝度制御に対応して補正するための第3の補正係数を記憶する第3の補正係数テーブルをさらに有するようにしてもよい。
これにより、バックライトに起因する表示むらがバックライトの輝度制御によって変化しても、当該第3の補正係数をさらに用いることで、バックライトに起因する表示むらを良好に補正できる。またこの場合、当該第3の補正係数を映像信号の内容に伴ってリアルタイムに書き換える必要があるが、第3の補正係数テーブルは信号のレベル別に記憶しているものではなく、書き換える補正係数の個数は少なく、補正係数をリアルタイムに書き換えることを容易に行える。
この発明によれば、表示むらを発生する複数の要因にそれぞれ対応した補正係数を記憶する複数の補正係数テーブルを用意し、これらから読み出された補正係数に基づいて映像信号を処理するものであり、メモリサイズを大幅に増加することなく細かな表示むらの補正を可能とすると共に、映像信号の内容変化あるいは経時変化に伴う表示むらの補正を容易に行うことができる。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図1は、実施の形態としての画像表示装置10の構成を示している。この画像表示装置10は、入力端子11R,11G,11Bと、A/D変換器12R,12G,12Bと、デジタル信号処理部13と、D/A変換器14R,14G,14Bと、駆動部15R,15G,15Bと、カラー液晶表示パネル16と、バックライト17と、コントローラ18とを有している。
入力端子11R,11G,11Bは、それぞれ、映像信号としての赤色信号R、緑色信号G、青色信号Bが入力される端子である。これら色信号R,G,Bは、例えばビデオカメラ、テレビチューナ、DVD(Digital Versatile Disc)プレーヤ等の再生機などから得られる。
A/D変換器12R,12G,12Bは、それぞれ、入力端子11R,11G,11Bに入力された色信号R,G,Bをアナログ信号からデジタル信号に変換する。デジタル信号処理部13は、デジタル信号に変換された各色信号に対して、表示画像の輝度むら、色むら等の表示むらの補正処理を行う。
本実施の形態においては、後述するように、表示むら補正回路は、カラー液晶表示パネル16の画面内の製造上のバラツキによる、入力電圧-光透過率特性のバラツキ、装置の光学系の特性、画面内の温度分布、視野角などに起因する輝度むら、色むら等の表示むらを補正するための補正係数を記憶する補正係数テーブルを備え、カラー液晶表示パネル16の製造上のバラツキ等に起因する表示むらの補正を可能としている。表示むら補正回路については、後述する。
なお、このデジタル信号処理部13は、表示むらの補正処理の他に、ホワイトバランスの補正、明るさ、コントラストの調整などの表示画像の調整、ノイズの除去などの処理も行う。
D/A変換器14R,14G,14Bは、デジタル信号処理部13で種々の処理がされて得られるデジタル信号としての色信号R,G,Bを、それぞれアナログ信号に変換する。カラー液晶表示パネル16は、従来周知のように、赤、緑、青の各色の画像を得るためのパネル部16R,16G,16Bからなっている。駆動部15R,15G,15Bは、それぞれ、アナログ信号に変換された色信号R,G,Bに基づいて、カラー液晶表示パネル16のパネル部16R,16G,16Bをドライブし、当該パネル部16R,16G,16Bで赤、緑、青の画像が得られるようにする。
バックライト17は、このカラー液晶表示パネル16の裏面に配置された光源であり、本実施の形態ではLEDあるいはCCFL等で構成されている。バックライト17をLEDあるいはCCFLで構成する場合、そのバックライト形状が表示むらに与える影響を無視できないことから、本実施の形態では、後述するように、表示むら補正回路は、バックライトに起因する表示むらを補正するための補正係数を記憶する補正係数テーブルを備え、バックライトに起因する表示むらの補正を可能としている。
コントローラ18は、映像信号の内容、つまり色信号R,G,Bに基づいて、バックライト17の輝度を制御する。すなわち、コントローラ18は、画面のコントラストを上げるために、所定数に分割された画面領域毎に、暗い領域ではバックライトを暗くしてより暗く、明るい領域では輝度を上げてより明るくするように、バックライト17の輝度制御を行う。
なお、上述したバックライト17に起因する表示むらは、バックライト17の輝度によって変化するので、当該表示むらを補正するための補正係数を変化させる必要がある。本実施の形態では、後述するように、表示むら補正回路は、バックライトに起因する表示むらを補正するための補正係数を、バックライト17の輝度制御に対応して補正するための補正係数(以下、「補正量調整係数」という)を記憶する補正係数テーブルを備え、バックライトの輝度制御が行われていてもバックライト17に起因する表示むらの補正が良好に行われるようにされている。
この補正量調整係数は、バックライト17の輝度制御に対応してリアルタイムに書き換える必要がある。コントローラ18は、上述したようにバックライト17の輝度制御を行う他、さらに、映像信号の内容、つまり色信号R,G,Bに基づいて、補正量調整係数の書き換え処理も行う。
図1に示す画像表示装置10の動作を説明する。入力端子11R,11G,11Bに、それぞれ、映像信号としての赤色信号R、緑色信号G、青色信号Bが入力される。これらの色信号R,G,Bは、それぞれ、A/D変換器12R,12G,12Bでアナログ信号からデジタル信号に変換された後に、デジタル信号処理部13に供給される。
このデジタル信号処理部13では、各色信号R,G,Bに対して、表示画像の輝度むら、色むら等の表示むらを補正する補正処理が行われると共に、ホワイトバランスの補正、明るさ、コントラストの調整などの表示画像の調整、ノイズの除去などの処理も行われる。このデジタル処理部13で種々の処理が施された色信号R,G,Bは、それぞれ、D/A変換器14R,14G,14Bでデジタル信号からアナログ信号に変換された後に、駆動部15R,15G,15Bに供給される。
カラー液晶表示パネル16のパネル部16R,16G,16Bは、それぞれ、色信号R,G,Bに基づいて、駆動部15R,15G,15Bによってドライブされる。これにより、パネル部16R,16G,16Bにそれぞれ色信号R,G,Bによる赤、緑、青の画像が得られ、従ってカラー液晶表示パネル16には、色信号R,G,Bによる、カラー画像が表示される。この場合、コントローラ18により、映像信号の内容に応じて、バックライト17の輝度が所定数に分割された画面領域毎に制御されるので、画面のコントラストを上げることができる。
また、上述したようにデジタル信号処理部13では、カラー液晶表示パネル16の画面内の製造上のバラツキ等に起因する表示むらおよびバックライト17に起因する表示むらを補正するため信号処理が行われているので、カラー液晶表示パネル16に表示される画像は、これらの表示むらが除去されたものとなる。
なおその際、コントローラ18により、バックライト17の輝度制御に対応して補正量調整係数がリアルタイムに書き換えられるため、バックライト17に起因する表示むらの補正がバックライトの輝度制御に影響されることなく、良好に行われる。
次に、デジタル信号処理部13に含まれる輝度・色むら補正回路(表示むら補正回路)100について説明する。図2は、輝度・色むら補正回路100の構成を示している。
この輝度・色むら補正回路100は、映像信号入力端子101R,101G,101Bと、位置情報入力端子102H,102Vと、補正係数生成部103,104と、補正量調整係数生成部105と、ゲイン乗算部106R,106G,106Bと、ゲイン補正部107R,107G,107Bと、オフセット補正部108R,108G,108Bと、映像信号出力端子109R,109G,109Bとを有している。
映像信号入力端子101R,101G,101Bは、それぞれ、入力映像信号としての赤色信号Rin、緑色信号Gin、青色信号Binが入力される端子である。位置情報入力端子102H,102Vは、それぞれ、上述した映像信号入力端子101R,101G,101Bに各画素の色信号Rin,Gin,Binが入力されるタイミングで、その画素位置を示す位置情報H,Vが入力される端子である。
補正係数生成部103は、色信号Rin,Gin,Binのレベルおよび位置情報H,Vに対応した、画面内の製造上のバラツキ等に起因する表示むらを補正するための補正係数R_gain,G_gain,B_gainを生成する。
この補正係数生成部103は、補正係数テーブルを構成する補正係数読み出し部131R,131G,131Bおよび補間部132R,132G,132Bからなっており、上述の図9に示す従来の輝度・色むら補正回路200における補正係数読み出し部203R,203G,203Bおよび補間部204R,204G,204Bの部分と同様の構成とされている。
補正係数読み出し部131R,131G,131Bは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binに対応した補正係数(格子点補正係数)を持つ補正係数テーブルを構成している。この補正係数は、製造上のバラツキによる入力電圧-光透過率特性のバラツキ、装置の光学系の特性、画面内の温度分布、視野角などに起因する輝度むら、色むら等の表示むら(製造上のバラツキ等に起因する表示むら)を補正するための補正係数である。
補正係数読み出し部131R,131G,131Bには、上述した色信号Rin,Gin,Binがそれぞれ入力されると共に、上述した位置情報H,Vが共通に入力される。補正係数読み出し部131Rは、補正係数読み出し部203Rと同様に、座標検出部と補正係数テーブルとを備えている(図10参照)。
補正係数テーブルには、図3に示すように、赤色信号Rinのレベル別に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における当該赤色信号Rinに対応した補正係数が記憶されている。すなわち、この補正係数テーブルには、水平方向位置H、垂直方向位置Vおよび信号レベルの各要素で構成される3次元構造における各格子点(図3に黒丸「●」で示す)の補正係数が記憶されている。ここで、水平方向および垂直方向の画素間隔は、例えば64画素あるいは128画素とされる。
座標検出部は、入力される赤色信号Rinのレベルおよび位置情報H,Vに基づいて、上述した3次元構造における位置を注目位置(図11の位置P参照)として把握し、その注目位置を囲む8個の格子点の座標を検出し、その座標を補正係数テーブルに読み出しアドレスとして供給し、当該補正係数テーブルから注目位置を囲む8個の格子点の補正係数が読み出されるようにする(図11の格子点g1〜g8参照)。
補正係数読み出し部131Gは、補正係数読み出し部131Rと同様に、座標検出部と補正係数テーブルとを備えている。補正係数テーブルには、緑色信号Ginのレベル別に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における当該緑色信号Ginに対応した補正係数が記憶されている(図3参照)。座標検出部では入力される緑色信号Ginのレベルおよび位置情報H,Vに基づいて注目位置を把握し(図11の位置P参照)、当該注目位置を囲む8個の格子点g1〜g8の座標を検出し、補正係数テーブルからこの8個の格子点g1〜g8の補正係数を読み出して出力する(図11の格子点g1〜g8参照)。
補正係数読み出し部131Bも、補正係数読み出し部131Rと同様に、座標検出部と補正係数テーブルとを備えている。補正係数テーブルには、青色信号Binのレベル別に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における当該青色信号Binに対応した補正係数が記憶されている(図3参照)。座標検出部では入力される緑色信号Binのレベルおよび位置情報H,Vに基づいて注目位置を把握し図11の位置P参照)、当該注目位置を囲む8個の格子点の座標を検出し、補正係数テーブルからこの8個の格子点g1〜g8の補正係数を読み出して出力する(図11の格子点g1〜g8参照)。
補間部132R,132G,132Bは、それぞれ、補正係数読み出し部131R,131G,131Bから出力される8個の格子点g1〜g8の補正係数を用いて、注目位置の補正係数R_gain,G_gain,B_gainを生成する。これら補間部132R,132G,132Bでは、上述した補間部204R,204G,204Bと同様に、図12に示すように、水平方向および垂直方向の格子点の間隔(画素間隔)をSIZE、レベル方向の格子点の間隔(レベル間隔)をLSIZEとし、さらに注目位置Pを囲む8個の格子点g1〜g8で構成される直方体における注目位置Pの座標を(HDIFF,VDIFF,LDIFF)として、上述の(1)式〜(9)式により、補正係数R_gain,G_gain,B_gainを算出する。
補正係数生成部104は、位置情報H,Vに対応した、バックライトに起因する表示むらを補正するための補正係数R_offset,G_offset,B_offsetを生成する。この補正係数生成部104は、補正係数テーブルを構成する補正係数読み出し部141R,141G,141Bおよび補間部142R,142G,142Bからなっている。
補正係数読み出し部141R,141G,141Bは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binに対応した補正係数(格子点補正係数)を持つ補正係数テーブルを構成している。この補正係数は、バックライト17に起因する表示むらを補正するための補正係数である。補正係数読み出し部141R,141G,141Bには、上述した位置情報H,Vが共通に入力される。
補正係数読み出し部141Rは、上述した補正係数生成部103の補正係数読み出し部131Rと同様に、座標検出部と補正係数テーブルとを備えている。
補正係数テーブルには、図4に示すように、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における、赤色信号Rinに対応した補正係数が記憶されている。すなわち、この補正係数テーブルには、水平方向位置H、垂直方向位置Vで構成される2次元構造における各格子点(図4に黒丸「●」で示す)の補正係数が記憶されている。
ここで、水平方向および垂直方向の画素間隔は、上述した補正係数読み出し部131Rの補正係数テーブルにおける画素間隔より小さくされている。バックライト17に起因する表示むらは、バックライト17の構成、画面サイズ、画素数によっても異なるが、細かい模様となって現れることが多く、上述した製造上のバラツキ等に起因する補正係数よりも細かく補正係数を持たないと補正し切れずに表示むらが残ってしまうからである。
図5は、信号レベルを変化させたときの、各信号レベルにおける水平方向位置の輝度バラツキを示している。この輝度バラツキが表示むらとなる。この輝度バラツキは、図6に示すように、製造上のバラツキ等に起因する輝度バラツキと、バックライト17に起因する輝度バラツキに分離できる。製造上のバラツキ等に起因する輝度バラツキは大きな範囲で緩やかに変化しており、これに対してバックライト17に起因する輝度バラツキは比較的狭い範囲で周期的に変化している。
座標検出部は、入力される位置情報H,Vに基づいて、上述した2次元構造における位置を注目位置として把握し、その注目位置を囲む4個の格子点の座標を検出し、その座標を補正係数テーブルに読み出しアドレスとして供給し、当該補正係数テーブルから注目位置を囲む4個の格子点の補正係数が読み出されるようにする。
例えば、図4に白丸「○」で示す位置に注目位置Qがある場合、座標検出部は当該注目位置Qを囲む4個の格子点k1〜k4の座標を検出し、補正係数テーブルからこの4個の格子点k1〜k4の補正係数を読み出して出力する。
補正係数読み出し部141Gは、補正係数読み出し部141Rと同様に、座標検出部と補正係数テーブルとを備えている。補正係数テーブルには、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における、緑色信号Ginに対応した補正係数が記憶されている(図4参照)。座標検出部では入力される位置情報H,Vに基づいて注目位置を把握し(図4の位置Q参照)、当該注目位置を囲む4個の格子点k1〜k4の座標を検出し、補正係数テーブルからこの4個の格子点k1〜k4の補正係数を読み出して出力する(図4の格子点k1〜k4参照)。
補正係数読み出し部141Bも、補正係数読み出し部141Rと同様に、座標検出部と補正係数テーブルとを備えている。補正係数テーブルには、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における、青色信号Binに対応した補正係数が記憶されている(図4参照)。座標検出部では入力される位置情報H,Vに基づいて注目位置を把握し(図4の位置Q参照)、当該注目位置を囲む4個の格子点k1〜k4の座標を検出し、補正係数テーブルからこの4個の格子点k1〜k4の補正係数を読み出して出力する(図4の格子点k1〜k4参照)。
補間部142R,142G,142Bは、それぞれ、補正係数読み出し部141R,141G,141Bから出力される4個の格子点k1〜k4の補正係数を用いて、注目位置の補正係数R_offset,G_offset,B_offsetを生成する。これら補間部142R,142G,142Bは、水平方向および垂直方向の格子点の間隔(画素間隔)をSIZEとし、また格子点k1〜k4で構成される四角形における注目位置Qの座標を(HDIFF,VDIFF)として、例えば上述の(1)式〜(3)式を用いて、補正量調整係数R_offset(Ra),G_offset(Ga),B_offset(Ba)を算出する。
なお、バックライト17が赤、緑、青のLEDを使用したバックライトであるときは、赤、緑、青のそれぞれで輝度バラツキが異なることから、上述した補正係数生成部104のように、赤、緑、青の色信号のそれぞれに対応した補正係数読み出し部が必要となる。また、バックライト17がCCFLを使用したバックライトであるときは、蛍光管の長手方向では補正係数の個数を少なく、長手方向に直交する方向では補正係数の個数を多くしたり、あるいは赤、緑、青の色信号のそれぞれに対応した補正係数読み出し部を設けずに、1種類の補正係数読み出し部のみを用いた構成とすることも可能である。
補正量調整係数生成部105は、位置情報H,Vに対応した、バックライトに起因する表示むらを補正するための補正係数R_offset,G_offset,B_offsetを、バックライト17の輝度制御に対応して補正するための補正係数(補正量調整係数)R_ajst,G_ajstt,B_ajstを生成する。この補正量調整係数生成部105は、補正係数テーブルを構成する補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bおよび補間部152R,152G,152Bからなっている。
補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binに対応した補正量調整係数(格子点補正係数)を持つ補正係数テーブルを構成している。補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bには、上述した位置情報H,Vが共通に入力される。
補正量調整係数読み出し部151Rは、上述した補正係数生成部103の補正係数読み出し部131Rと同様に、座標検出部と補正係数テーブルとを備えている。
補正係数テーブルには、図7に示すように、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における、赤色信号Rinに対応した補正量調整係数が記憶されている。すなわち、この補正係数テーブルには、水平方向位置H、垂直方向位置Vで構成される2次元構造における各格子点(図7に黒丸「●」で示す)の補正量調整係数が記憶されている。
ここで、水平方向および垂直方向の画素間隔は、上述した補正係数読み出し部141Rの補正係数テーブルにおける画素間隔より大きくされる。上述したようにバックライト17の輝度制御は、LEDまたはCCFLの一つずつを制御するのではなく、ある程度の領域に分割して、それぞれの領域毎に制御を行う。たとえば全画面内を24分割などして、それぞれの領域の映像信号の輝度をみながら調整を行っている。そのため、バックライト17の輝度制御に対応した補正量調整係数の個数は、表示画サイズ、制御方法においても異なるが、上述したバックライトに起因する表示むらを補正するための補正係数の個数の1/4程度あるいはそれ以上減らしてもよい。
座標検出部は、入力される位置情報H,Vに基づいて、上述した2次元構造における位置を注目位置として把握し、その注目位置を囲む4個の格子点の座標を検出し、その座標を補正係数テーブルに読み出しアドレスとして供給し、当該補正係数テーブルから注目位置を囲む4個の格子点の補正量調整係数が読み出されるようにする。
例えば、図7に白丸「○」で示す位置に注目位置Tがある場合、座標検出部は当該注目位置Tを囲む4個の格子点u1〜u4の座標を検出し、補正係数テーブルからこの4個の格子点u1〜u4の補正係数を読み出して出力する。
補正量調整係数読み出し部151Gは、補正量調整係数読み出し部151Rと同様に、座標検出部と補正係数テーブルとを備えている。補正係数テーブルには、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における、緑色信号Ginに対応した補正量調整係数が記憶されている(図7参照)。座標検出部では入力される位置情報H,Vに基づいて注目位置を把握し(図7の位置T参照)、当該注目位置を囲む4個の格子点u1〜u4の座標を検出し、補正係数テーブルからこの4個の格子点u1〜u4の補正係数を読み出して出力する(図7の格子点u1〜u4参照)。
補正量調整係数読み出し部151Bも、補正量調整係数読み出し部151Rと同様に、座標検出部と補正係数テーブルとを備えている。補正係数テーブルには、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における、青色信号Binに対応した補正量調整係数が記憶されている(図7参照)。座標検出部では入力される位置情報H,Vに基づいて注目位置を把握し(図7の位置Q参照)、当該注目位置を囲む4個の格子点u1〜u4の座標を検出し、補正係数テーブルからこの4個の格子点u1〜u4の補正係数を読み出して出力する(図7の格子点u1〜u4参照)。
補間部152R,152G,152Bは、それぞれ、補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bから出力される4個の格子点u1〜u4の補正量調整係数を用いて、注目位置の補正量調整係数R_ajst,G_ajst,B_ajstを生成する。これら補間部152R,152G,152Bは、水平方向および垂直方向の格子点の間隔(画素間隔)をSIZEとし、また格子点u1〜u4で構成される四角形における注目位置Tの座標を(HDIFF,VDIFF)として、例えば上述の(1)式〜(3)式を用いて、補正量調整係数R_ajst(Ra),G_ajst(Ga),B_ajst(Ba)を算出する。
補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bに記憶される補正量調整係数は、コントローラ18により、バックライト17の輝度制御に対応して、リアルタイムに書き換えられる。この場合、補正量調整係数の個数が少なく、書き換えを容易に行うことができる。
なお、上述した補正量調整係数生成部105は、赤、緑、青の色信号のそれぞれに対応した補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bを設けたものであるが、1種類の補正量調整係数読み出し部のみを用いた構成とすることも可能である。
ゲイン乗算部106R,106G,106Bは、それぞれ、補正係数生成部104で生成されたオフセット補正係数R_offset,G_offset,B_offsetに、補正量調整係数生成部105で生成された補正量調整係数R_ajst,G_ajst,B_ajstを乗算して、バックライト17に起因する表示むらを補正するための補正係数を補正する。
ゲイン補正部107R,107G,207Bは、それぞれ、映像信号入力端子101R,101G,101Bに入力された色信号Rin,Gin,Binに、補正係数生成部103で生成されたゲイン補正係数R_gain,G_gain,B_gainfを乗算して補正し、製造上のバラツキ等に起因する表示むらの補正処理を行う。
オフセット補正部108R,108G,108Bは、それぞれ、ゲイン補正部107R,107G,107Bで補正された赤、緑、青の色信号に、ゲイン乗算部106R,106G,106Bで得られる補正係数を加算して補正し、バックライト17に起因する表示むらの補正処理を行って、出力映像信号としての赤色信号Rout、緑色信号Gout、青色信号Boutを生成する。
映像信号出力端子109R,109G,109Bは、それぞれ、オフセット補正部108R,108G,108Bで生成された赤色信号Rout、緑色信号Gout、青色信号Boutを出力する。
図2に示す輝度・色むら補正回路100の動作を説明する。映像信号入力端子101R,101G,101Bに、それぞれ、入力映像信号としての赤色信号Rin、緑色信号Gin、青色信号Binが入力される。また、位置情報入力端子102H,102Vに、それぞれ、上述した映像信号入力端子101R,101G,101Bに各画素の色信号Rin,Gin,Binが入力されるタイミングで、その画素位置を示す位置情報H,Vが入力される。
補正係数生成部103の補正係数読み出し部131Rには赤色信号Rinが入力されると共に位置情報H,Vが入力され、この補正係数読み出し部131Rからは、赤色信号Rinのレベルおよび位置情報H,Vに基づき、赤色信号Rinの信号レベルおよびその画素位置で決まる3次元構造内の注目位置Pを囲む8個の格子点g1〜g8(図11参照)の補正係数が出力される。
また、補正係数生成部103の補正係数読み出し部131Gには緑色信号Ginが入力されると共に位置情報H,Vが入力され、この補正係数読み出し部131Gからは、緑色信号Ginのレベルおよび位置情報H,Vに基づき、緑色信号Ginの信号レベルおよびその画素位置で決まる3次元構造内の注目位置Pを囲む8個の格子点g1〜g8(図11参照)の補正係数が出力される。
さらに、補正係数生成部103の補正係数読み出し部131Bには青色信号Binが入力されると共に位置情報H,Vが入力され、この補正係数読み出し部131Bからは、青色信号Binのレベルおよび位置情報H,Vに基づき、青色信号Binの信号レベルおよびその画素位置で決まる3次元構造内の注目位置Pを囲む8個の格子点g1〜g8(図11参照)の補正係数が出力される。これら補正係数読み出し部131R,131G,131Bから出力される補正係数は、それぞれ、補間部132R,132G,132Bに供給される。
補間部132R,132G,132Bでは、それぞれ、補正係数読み出し部131R,131G,131Bから出力される8個の格子点g1〜g8の補正係数、さらには補正係数読み出し部131R,131G,131Bから与えられる注目位置Pの座標(HDIFF,VDIFF,LDIFF)の情報を用いて、注目位置Pの補正係数R_gain,G_gain,B_gainが算出される。これら補正係数R_gain,G_gain,B_gainは、それぞれ、製造上のバラツキ等による表示むらを補正するための補正係数であって、ゲイン補正部107R,107G,107Bに供給される。
補正係数生成部104の補正係数読み出し部141Rには位置情報H,Vが入力され、この補正係数読み出し部141Rからは、位置情報H,Vに基づき、赤色信号Rinの画素位置で決まる2次元構造内の注目位置Qを囲む4個の格子点k1〜k4(図4参照)の補正係数が出力される。
また、補正係数生成部104の補正係数読み出し部141Gには位置情報H,Vが入力され、この補正係数読み出し部141Gからは、位置情報H,Vに基づき、緑色信号Ginの画素位置で決まる2次元構造内の注目位置Qを囲む4個の格子点k1〜k4(図4参照)の補正係数が出力される。
さらに、補正係数生成部104の補正係数読み出し部141Bには位置情報H,Vが入力され、この補正係数読み出し部141Bからは、位置情報H,Vに基づき、青色信号Binの画素位置で決まる2次元構造内の注目位置Qを囲む4個の格子点k1〜k4(図4参照)の補正係数が出力される。これら補正係数読み出し部141R,141G,141Bから出力される補正係数は、それぞれ、補間部142R,142G,142Bに供給される。
補間部142R,142G,142Bでは、それぞれ、補正係数読み出し部141R,141G,141Bから出力される4個の格子点k1〜k4の補正係数、さらには補正係数読み出し部141R,141G,141Bから与えられる注目位置Qの座標(HDIFF,VDIFF)の情報を用いて、注目位置Qの補正係数R_offset,G_offset,B_offsetが算出される。
補正量調整係数生成部105の補正量調整係数読み出し部151Rには位置情報H,Vが入力され、この補正量調整係数読み出し部151Rからは、位置情報H,Vに基づき、赤色信号Rinの画素位置で決まる2次元構造内の注目位置Tを囲む4個の格子点u1〜u4(図7参照)の補正量調整係数が出力される。
また、補正量調整係数生成部105の補正量調整係数読み出し部151Gには位置情報H,Vが入力され、この補正量調整係数読み出し部151Gからは、位置情報H,Vに基づき、緑色信号Ginの画素位置で決まる2次元構造内の注目位置Tを囲む4個の格子点のu1〜u4(図7参照)の補正量調整係数が出力される。
さらに、補正量調整係数生成部105の補正量調整係数読み出し部151Bには位置情報H,Vが入力され、この補正量調整係数読み出し部151Bからは、位置情報H,Vに基づき、青色信号Binの画素位置で決まる2次元構造内の注目位置Tを囲む4個の格子点のu1〜u4(図7参照)の補正量調整係数が出力される。これら補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bから出力される補正量調整係数は、それぞれ、補間部152R,152G,152Bに供給される。
補間部152R,152G,152Bでは、それぞれ、補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bから出力される4個の格子点u1〜u4の補正係数、さらには補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bから与えられる注目位置Tの座標(HDIFF,VDIFF)の情報を用いて、注目位置Tの補正量調整係数R_ajst,G_ajst,B_ajstが算出される。
補正係数生成部104で生成される補正係数R_offset,G_offset,B_offsetは、それぞれ、バックライトに起因するよる表示むらを補正するための補正係数であって、ゲイン乗算部106R,106G,106Bに供給される。また、このゲイン乗算部106R,106G,106Bには補正量調整係数生成部105で生成された補正量調整係数R_ajst,G_ajst,B_ajstが供給される。このゲイン乗算部106R,106G,106Bでは、それぞれ、補正係数R_offset,G_offset,B_offsetに、補正量調整係数R_ajst,G_ajst,B_ajstが乗算されて、バックライト17に起因する表示むらを補正するための補正係数が、バックライト17の輝度制御に対応して補正される。
ゲイン補正部107R,107G,107Bには、それぞれ、映像信号入力端子101R,101G,101Bに入力された色信号Rin,Gin,Binが供給される。また、このゲイン補正部107R,107G,107Bには、それぞれ、補正係数生成部103で生成された補正係数R_gain,G_gain,B_gainが供給される。これらゲイン補正部107R,107G,107Bでは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binに補正係数R_gain,G_gain,B_gainが乗算され、製造上のバラツキ等に起因する表示むらの補正処理が行われる。
このようにゲイン補正部107R,107G,107Bで補正処理が施された赤、緑、青の色信号は、それぞれ、オフセット補正部108R,108G,108Bに供給される。また、このオフセット補正部108R,108G,108Bには、ゲイン乗算部106R,106G,106Bでバックライト17の輝度制御に対応して補正された赤、緑、青の補正係数が供給される。これらオフセット補正部108R,108G,108Bでは、それぞれ、ゲイン補正部107R,107G,107Bで補正された赤、緑、青の色信号に、ゲイン乗算部106R,106G,106Bで得られる補正係数が加算され、バックライト17に起因する表示むらの補正処理が行われて、出力映像信号としての赤色信号Rout、緑色信号Gout、青色信号Boutが生成される。そして、これら色信号Rout,Gout,Boutは、それぞれ映像信号出力端子109R,109G,109Bに出力される。
なお、図2の輝度・色むら補正回路100の処理は、以下の(10)式〜(12)式で表すことができる。
Rout = Rin ×R_gain + R_ofst ×R_ajst ・・・(10)
Gout = Gin ×G_gain + G_ofst ×G_ajst ・・・(11)
Bout = Bin ×B_gain + B_ofst ×B_ajst ・・・(12)
Gout = Gin ×G_gain + G_ofst ×G_ajst ・・・(11)
Bout = Bin ×B_gain + B_ofst ×B_ajst ・・・(12)
図2に示す輝度・色むら補正回路100によれば、信号レベル別に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における補正係数(製造上のバラツキ等に起因し、大きな範囲で緩やかに変化する表示むらを補正するための補正係数)を記憶する補正係数読み出し部131R,131G,131Bを備えると共に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における補正係数(バックライト17に起因し、比較的狭い範囲で周期的に変化する表示むらを補正するための補正係数)を記憶する補正係数読み出し部141R,141G,141Bを備えるものであり、メモリサイズを大幅に増加することなく、バックライト17に起因する細かな表示むら良好に補正できる。
例えば、補正係数読み出し部131R,131G,131Bのように信号レベル別に、複数の画素位置の補正係数を記憶しているもので、バックライト17に起因する表示むらをも補正しようとするならば、それぞれの信号レベルにおける補正係数の個数を大幅に増加させる必要があるが、図2に示すような構成の場合には、補正係数読み出し部141R,141G,141Bのみ補正係数の個数を多くすればよくなる。
また、図2に示す輝度・色むら補正回路100によれば、信号レベル別に、所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における補正係数(製造上のバラツキ等に起因し、大きな範囲で緩やかに変化する表示むらを補正するための補正係数)を記憶する補正係数読み出し部131R,131G,131B、および所定の画素間隔をもって存在する複数の画素位置における補正係数(バックライト17に起因し、比較的狭い範囲で周期的に変化する表示むらを補正するための補正係数)を記憶する補正係数読み出し部141R,141G,141Bを備えると共に、バックライト17の輝度制御に伴って補正係数読み出し部141R,141G,141Bに記憶されている補正係数を補正するための補正係数(補正量調整係数)を記憶する補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bを備えるものである。そのため、バックライト17の輝度制御があっても、補正量調整係数の少ない補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bをリアルタイムで容易に書き換えることができ、バックライト17に起因する表示むらを良好に補正できる。
例えば、補正係数読み出し部131R,131G,131Bのように信号レベル別に、複数の画素位置の補正係数を記憶しているもので、あるいは補正係数の個数が多くされている補正係数読み出し部141R,141G,141Bで、バックライト17の輝度制御に対応してバックライト17に起因する表示むらを補正するための補正係数を補正しようとするならば、バックライト17の輝度制御に対応して書き換えるべき補正係数の個数が多くなり、リアルタイムでの補正係数の書き換えが困難となる。
なお、液晶表示パネルにあっては、表示画面内の部分的な温度変化などによって経時的に画面内の輝度バラツキの分布が変化する表示むらが発生する。例えば、上述した補正量調整係数生成部105の部分をこの経時的に変換する表示むらを補正するための補正係数を生成するために使用でき、あるいは独立した補正係数生成部を備えるようにしてもよい。
その場合、補正量調整係数読み出し部151R,151G,151Bに記憶される補正係数を所定時間毎に書き換えて更新することが必要となる。この場合にも、書き換える補正係数の個数は少なく、書き換えを容易に行うことができ、上述した経時的に変化する表示むらを良好に補正できる。
なお、図2に示す輝度・色むら補正回路100は、バックライト17に起因する表示ムラの補正にはオフセット補正係数を使い、製造上のバラツキ等に起因する表示むらの補正にはゲイン補正係数を使用しているが、バックライト17に起因する表示ムラの補正にもゲイン補正係数を使用し、各補正係数を所定の割合で混合して最終的な補正係数とする構成とすることもできる。
図8は、製造上のバラツキ等に起因する表示むらの補正およびバックライト17に起因する表示ムラの補正の双方にゲイン補正係数を用いるようにした、輝度・色むら補正回路100Aの構成を示している。この図8において、図2と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
補正係数生成部103の補間部132R,132G,132Bのそれぞれから製造上のバラツキ等に起因する表示むらを補正するためのゲイン補正係数R_corr2,G_corr2,B_corr2が得られる。また、この輝度・色むら補正回路100Aでは、補正係数生成部104の補間部142R,142G,142Bのそれぞれからバックライト17に起因する表示むらを補正するためのゲイン補正係数R_corr1,G_corr1,B_corr1が得られる。さらに、補正量調整係数生成部105の補間部152R,152G,152Bのそれぞれから、バックライト17の輝度制御に対応して、ゲイン補正係数R_corr1,G_corr1,B_corr1を補正するための補正係数(補正量調整係数)R_blend,G_blend,B_blendが得られる。
補正係数生成部103で生成されるゲイン補正係数R_corr2,G_corr2,B_corr2は、それぞれ、混合回路110R,110G,110Bに供給される。また、この混合回路110R,110G,110Bには、それぞれ、補正係数生成部104で生成されるゲイン補正係数R_corr1,G_corr1,B_corr1が供給される。そして、これら混合回路110R,110G,110Bでは、それぞれ、ゲイン補正係数R_corr2,G_corr2,B_corr2にゲイン補正係数R_corr1,G_corr1,B_corr1が混合されるが、その混合割合が補正量調整係数生成部105で生成される補正量調整係数R_blend,G_blend,B_blendで調整される。
混合回路110R,110G,110Bでそれぞれ得られるゲイン補正係数R_coef,G_coef,B_coefは、以下の、(13)式〜(15)式で表すことができる。
R_coef = R_corr1 ×R_blend +R_corr2×(1-R_blend) ・・・(13)
G_coef = G_corr1 ×G_blend +G_corr2×(1-G_blend) ・・・(14)
B_coef = B_corr1 ×B_blend +B_corr2×(1-B_blend) ・・・(15)
G_coef = G_corr1 ×G_blend +G_corr2×(1-G_blend) ・・・(14)
B_coef = B_corr1 ×B_blend +B_corr2×(1-B_blend) ・・・(15)
このように混合回路110R,110G,110Bで得られたゲイン補正係数R_coef,G_coef,B_coefは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binが供給される補正部111R,111G,111Bに供給される。これら補正部111R,111G,111Bでは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binにゲイン補正係数R_coef,G_coef,B_coefが乗算され、製造上のバラツキ等に起因する表示むらおよびバックライト17に起因する表示むらの補正処理が行われて、出力映像信号としての赤色信号Rout、緑色信号Gout、青色信号Boutが生成される。そして、これら色信号Rout,Gout,Boutは、それぞれ映像信号出力端子109R,109G,109Bに出力される。
補正部111R,111G,111Bで得られる色信号Rout,Gout,Boutは、それぞれ、以下の、(16)式〜(18)式で表すことができる。
Rout = Rin ×R_coef ・・・(16)
Gout = Gin ×G_coef ・・・(17)
Bout = Bin ×B_coef ・・・(18)
Gout = Gin ×G_coef ・・・(17)
Bout = Bin ×B_coef ・・・(18)
図8に示す輝度・色むら補正回路100Aによれば、図2に示す輝度・色むら補正回路100と同様の効果を得ることができる。また、図2に示す輝度・色むら補正回路100ではゲイン補正回路107R,107G,107Bおよびオフセット補正回路108R,108G,108Bの二箇所で赤、緑、青の色信号の補正処理を行っているが、図8に示す輝度・色むら補正回路100Aによれば、補正部111R,111G,111Bの一箇所で、緑、青の色信号の補正処理を行うことができ、回路構成が簡単となる利益がある。
なお、図8に示す輝度・色むら補正回路100Aでは、製造上のバラツキ等に起因する表示むらの補正およびバックライト17に起因する表示ムラの補正の双方にゲイン補正係数を用いるようにしたものであるが、これら双方にオフセット補正係数を用いることもできる。その場合には、混合回路110R,110G,110Bでは、それぞれ、オフセット補正係数R_coef,G_coef,B_coefが得られ、補正部111R,111G,111Bでは、それぞれ、色信号Rin,Gin,Binにオフセット補正係数R_coef,G_coef,B_coefが加算され、製造上のバラツキ等に起因する表示むらおよびバックライト17に起因する表示むらの補正処理が行われて、出力映像信号としての赤色信号Rout、緑色信号Gout、青色信号Boutが生成される。
この場合、補正部111R,111G,111Bで得られる色信号Rout,Gout,Boutは、それぞれ、以下の、(19)式〜(21)式で表すことができる。
Rout = Rin + R_coef ・・・(19)
Gout = Gin + G_coef ・・・(20)
Bout = Bin + B_coef ・・・(21)
Gout = Gin + G_coef ・・・(20)
Bout = Bin + B_coef ・・・(21)
また、上述実施の形態においては、カラー液晶表示パネル16の製造上のバラツキ等に起因する表示むらおよびバックライト17に起因する表示むらを補正するものを示したが、その他の表示むらを補正するための補正係数を記憶する補正係数読み出し部を用意することで、当該その他の表示むらも同様にして補正することができる。その他の表示むらとしては、例えばプロジェクタで使用される投影レンズに起因する表示むら等が考えられる。
この発明は、メモリサイズを大幅に増加することなく細かな表示むらの補正を可能とし、また映像信号の内容変化あるいは経時変化に伴う表示むらの補正を容易とするものであり、例えばカラー液晶表示パネルを使用した画像表示装置等に適用できる。
10・・・画像表示装置、11R,11G,11B・・・入力端子、12R,12G,12B・・・A/D変換器、13・・・デジタル信号処理部、14R,14G,14B・・・D/A変換器、15R,15G,15B・・・駆動部、16・・・カラー液晶表示パネル、16R,16G,16B・・・パネル部、17・・・バックライト、18・・・コントローラ、100,100A・・・輝度・色むら補正回路、101R,101G,101B・・・映像信号入力端子、102H,102V・・・位置情報入力端子、103,104・・・補正係数生成部、105・・・補正量調整係数生成部、106R,106G,106B・・・ゲイン乗算部,107R,107G,107B・・・ゲイン補正部、108R,108G,108B・・・オフセット補正部、109R,109G,109B・・・映像信号出力端子、110R,110G,110B・・・混合部、111R,111G,111B・・・補正部、131R,131G,131B,141R,141G,141B・・・補正係数読み出し部、151R,151G,151B・・・補正量調整係数読み出し部、132R,132G,132B,142R,142G,142B,152R,152G,152B・・・補間部
Claims (8)
- 入力映像信号を画像表示部に表示される画像の表示むらを補正するように処理して出力映像信号を得る映像信号処理装置であって、
上記表示むらを発生する複数の要因にそれぞれ対応した補正係数を記憶する複数の補正係数テーブルと、
上記複数の補正係数テーブルから得られる補正係数に基づいて上記入力映像信号を処理して上記出力映像信号を得る信号処理部を備える
ことを特徴とする映像信号処理装置。 - 上記信号処理部は、
上記補正係数テーブルとして、少なくとも、
映像信号のレベル別に、第1の画素間隔をもって存在する複数の画素位置に対応した第1の補正係数を持つ第1の補正係数テーブルと、
第2の画素間隔をもって存在する複数の画素位置に対応した第2の補正係数を持つ第2の補正係数テーブルを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の映像信号処理装置。 - 上記第2の画素間隔は、上記第1の画素間隔より小さな間隔である
ことを特徴とする請求項2に記載の映像信号処理装置。 - 上記第2の補正係数ケーブルに記憶される補正係数は、所定時間毎に更新される
ことを特徴とする請求項2に記載の映像信号処理装置。 - 上記画像表示部はバックライトを備える液晶表示パネルを用いて構成されており、
上記第2の補正係数テーブルには、上記第2の補正係数として、上記バックライトに起因する表示むらを補正するための補正係数が記憶されている
ことを特徴とする請求項3に記載の映像信号処理装置。 - 上記バックライトの輝度は、上記入力映像信号に基づき、所定の大きさに区切られた画面領域毎に制御され、
上記信号処理部は、
上記バックライトに起因する表示むらを補正するための補正係数を、上記バックライトの輝度制御に対応して補正するための第3の補正係数を持つ第3の補正係数ケーブルをさらに有する
ことを特徴とする請求項5に記載の映像信号処理装置。 - 入力映像信号を画像表示部に表示される画像の表示むらを補正するように処理して出力映像信号を得る映像信号処理方法であって、
上記表示むらを発生する複数の要因にそれぞれ対応した補正係数を記憶する複数の補正係数テーブルからそれぞれ補正係数を読み出し、
該読み出された補正係数に基づいて上記入力映像信号を処理して上記出力映像信号を得る
ことを特徴とする映像信号処理方法。 - 入力映像信号に基づく画像を表示する画像表示部と、
上記入力映像信号を、上記画像表示部に表示される画像に発生する表示むらを補正するように処理して出力映像信号を得、該出力映像信号を上記画像表示部に供給する信号供給部を備える画像表示装置であって、
上記信号供給部は、
上記表示むらを発生する複数の要因にそれぞれ対応した補正係数を記憶する複数の補正係数テーブルと、
上記複数の補正係数テーブルから得られる補正係数に基づいて上記入力映像信号を処理して上記出力映像信号を得る信号処理部を有する
ことを特徴とする画像表示装置。
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- 2006-04-03 JP JP2006102280A patent/JP2007281612A/ja active Pending
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