(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像信号を表示パネルに表示する画像表示装置であって、
前記表示パネルに略１００％の白色信号を入力して表示させ、表示された白色画面を撮像装置で撮影して得られた輝度信号及び色信号から補正データを算出する演算手段と、
該演算手段により算出された前記補正データを記憶させるメモリと、
該メモリに記憶された前記補正データと、映像信号処理回路にて前記表示パネルに画像表示可能に信号処理がなされた前記映像信号を乗算して前記表示パネルで発生する輝度ムラ及び色ムラを補正する補正手段と、
前記表示パネルが有する非直線性のガンマ特性を補正するガンマ特性補正手段と、
前記白色画面を前記撮像装置で撮影して得られた前記輝度信号及び前記色信号を複数のエリアに分割するエリア分割手段とを備え、
前記表示パネルは液晶パネルであり、該液晶パネルの背面には、赤色、青色、緑色の発光ダイオードを含み、前記信号処理がなされた前記映像信号に基づいて輝度又は色度が制御されるバックライトが配置され、
前記エリア分割手段は、
前記バックライトを点灯させて表示させた前記白色画面を撮像装置で撮影して得られた輝度信号及び色信号のムラに応じて前記輝度信号及び色信号を複数の画素を含むエリアに分割し、
前記演算手段は、
前記エリア内で前記輝度信号及び前記赤色、青色、緑色それぞれの色信号の平均値をとり、その逆数を、前記複数の画素を含むエリア単位で補正データとして演算し、
前記補正手段は、
該バックライトにおける前記表示パネルの直下に複数配列された発光ダイオードの配置構成に基づき、前記表示パネルにおいて入力された前記映像信号の画素数と比較してゆるやかな変化で前記表示パネルで発生する前記輝度ムラを、前記エリア分割手段で分割されたエリア毎に補正して前記入力された映像信号の画素数に比して低い分解能で補正し、
前記赤色、青色、緑色それぞれの色信号のレベルが高い部分に相当する色信号のレベルを低く、前記赤色、青色、緑色それぞれの色信号のレベルが低い部分に相当する色信号のレベルを高くして前記色ムラを補正することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトを有する液晶表示装置や自発光の有機ＥＬパネル、無機ＥＬパネル等を用いたフラットパネル表示装置に関し、前記バックライトや有機ＥＬパネル、無機ＥＬパネルのバラツキによって生じる輝度ムラや色ムラの補正を容易にかつ安価に実現するための画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、フラットパネル表示装置として液晶表示装置が多く用いられているが、液晶表示装置は、カラーフィルタを備えた透過型の液晶表示パネルを背面からバックライト装置にて照明することでカラー映像を表示させる方式が主流となっている。また、バックライトには、従来から蛍光管を使ったＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp、冷陰極管）が多く用いられてきたが、環境問題から水銀の使用が制限されてきており、水銀を使用しているＣＣＦＬに代わる光源として発光ダイオードＬＥＤ（Light Emitting Diode）が使用されつつある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記発光ダイオードを用いたバックライト装置は、光源の配置によって直下型とエッジ型との２つに大別される。直下型は、液晶パネルの背面側の直下に光源を配置させるタイプであり、エッジ型は、液晶パネルの背面側の直下に導光板を配し、導光板の側面部に光源を配置させるタイプで、主として携帯電話やノートパソコンの表示用など比較的小型の液晶パネルに用いられている。また、発光ダイオードを光源に用いるバックライト装置においては、その光源として白色発光ダイオードを用いる方式と、３原色の赤色光、緑色光、青色光を発光する発光ダイオードを用いてその混色によって白色光を得る方式などがある。
【０００４】
さらに、バックライト装置の光源として、有機ＥＬ（Electro Luminescence）板や無機ＥＬ板を用いた面光源の提案もなされているが、まだテレビ等への採用には至っていない（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
前記発光ダイオードを用いたバックライト装置においては、一般に発光ダイオードは輝度、色度ともにバラツキが大きな半導体デバイスであるため、無作為に使用しては、輝度ムラや色ムラが大きく画質を損ねるために発光ダイオードの選別が必要となる。バラツキのある発光ダイオードを無駄なく利用する方法として、例えば特許文献３が提案されている。特許文献３においては、輝度又は色度が少し異なる４種類の発光素子列を設け、これらを輝度又は色度に基づいてカラー液晶表示パネルの中心側又は周縁側に配置するようにし、発光ダイオードユニットを無駄なく配列させたバックライト装置が開示されている。
【０００６】
また、バックライト装置は、発光ダイオードなどの光源とこの光源からの光を拡散する導光板や拡散板等から構成されているが、この光源から導光板や拡散板までの距離が正確に均一でないことや、発光ダイオードが発する光に指向性があることなどによって、輝度ムラや色ムラが発生してしまう。この輝度ムラを均一にする方法として、例えば特許文献４が提案されている。特許文献４には、表示パネルにおける輝度が実質的に均一になるように予め決定された補正値を記憶手段に記憶し、表示データが表示される位置に対応する補正値を記憶手段から読み出して表示データのゲインを補正し、表示パネルにおける輝度を実質的に均一にする輝度制御方法及び表示装置が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１９１３１１号公報
【特許文献２】特開平９−５００３１号公報
【特許文献３】特開２００６−１３３７０８号公報
【特許文献４】特開２００７−６５５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献３のように発光ダイオードを選別する方法は、煩雑でコストアップになるだけでなく、導光板や拡散板との関係などによって生じる輝度ムラの対策にはならないという問題があった。また、上述の特許文献４によれば、エッジ型バックライトにおいては補正が可能であると思われるが、直下型バックライトの場合には計算で補正値を求めることは困難であるなどの問題があった。また、有機ＥＬや無機ＥＬ等の面光源を用いる場合には、輝度ムラが規則的に発生するということは通常あり得ないので、計算等によって補正することはできないなどの問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の点に鑑み、バックライトの照明光として、発光ダイオード等の点光源を用いた場合や、有機ＥＬ、無機ＥＬ等の面光源を用いた場合に、液晶パネル等の表示パネルの表示面に生じる輝度ムラや色ムラを容易に補正することが出来る液晶表示装置等を含む画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る画像表示装置（３００、３００ａ〜３００ｅ）は、入力された映像信号を表示パネル（３０７）に表示する画像表示装置（３００、３００ａ〜３００ｅ）であって、
前記表示パネル（３０７）に略１００％の白色信号を入力して表示させ、表示された白色画面を撮像装置（３１０）で撮影して得られた輝度信号及び色信号から補正データを算出する演算手段（３０５）と、
該演算手段（３０５）により算出された前記補正データを記憶させるメモリ（３０４）と、
該メモリ（３０４）に記憶された前記補正データと、映像信号処理回路にて前記表示パネルに画像表示可能に信号処理がなされた前記映像信号を乗算して前記表示パネル（３０７）で発生する輝度ムラ及び色ムラを補正する補正手段（３０２）と、
前記表示パネル（３０７）が有する非直線性のガンマ特性を補正するガンマ特性補正手段（３１３）と、
前記白色画面を前記撮像装置（３１０）で撮影して得られた前記輝度信号及び前記色信号を複数のエリアに分割するエリア分割手段（３１２）とを備え、
前記表示パネルは液晶パネルであり、該液晶パネルの背面には、赤色、青色、緑色の発光ダイオードを含み、前記信号処理がなされた前記映像信号に基づいて輝度又は色度が制御されるバックライトが配置され、
前記エリア分割手段（３１２）は、
前記バックライトを点灯させて表示させた前記白色画面を撮像装置で撮影して得られた輝度信号及び色信号のムラに応じて前記輝度信号及び色信号を複数の画素を含むエリアに分割し、
前記演算手段（３０５）は、
前記エリア内で前記輝度信号及び前記赤色、青色、緑色それぞれの色信号の平均値をとり、その逆数を、前記複数の画素を含むエリア単位で補正データとして演算し、
前記補正手段（３０２）は、
該バックライトにおける前記表示パネルの直下に複数配列された発光ダイオードの配置構成に基づき、前記表示パネルにおいて入力された前記映像信号の画素数と比較してゆるやかな変化で前記表示パネルで発生する前記輝度ムラを、前記エリア分割手段で分割されたエリア毎に補正して前記入力された映像信号の画素数に比して低い分解能で補正し、
前記赤色、青色、緑色それぞれの色信号のレベルが高い部分に相当する色信号のレベルを低く、前記赤色、青色、緑色それぞれの色信号のレベルが低い部分に相当する色信号のレベルを高くして前記色ムラを補正することを特徴とする。
【００１０】
これにより、種々の要因により発生している輝度ムラ及び／又は色ムラを、要因の如何に関わらず補正することができ、高品質の画像を表示することができる。つまり、本発明においては、白信号例えば１００ＩＲＥ（１００％白）の白信号を液晶パネルに表示し、この表示された白画面を撮像装置で撮影することによって、前記液晶パネルの表示面上に生じた白画面の輝度ムラや色ムラを、輝度や色の映像信号出力のレベル差として検出することができる。そして、前記撮像装置に用って検出されたレベル差を有する映像信号の逆数と液晶表示装置に入力された映像信号と乗算することによって、輝度または色が均一になるよう補正することができる。
また、撮像した映像と入力された映像の画像フォーマットが異なる場合であっても、映像信号の補正を適切に行うことができる。
更に、表示パネルのガンマ特性が非直線特性を示す場合であっても、ガンマ補正を行うことにより、適切に輝度及び／又は色度の補正を行うことができる。
また、バックライトを要する非自発光型の液晶パネルにおいても、自発光型の有機ＥＬパネルにおいても輝度及び／又は色度の補正を行うことができ、種々の形式の表示パネルの画像補正を行うことができる。
更に、入力映像信号と撮像装置の画像フォーマットが異なる場合にも適切に輝度及び／又は色度の補正が行えるとともに、補正データの演算処理負担を低減させることができる。
【００１９】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、種々の形式の表示パネルについて、輝度ムラや色ムラを容易に補正することができる。特に、バックライト装置を有する液晶表示装置においては、どのような種類のバックライト装置であっても撮像装置で液晶パネルの表示面を撮影することによって、簡単に輝度ムラや色ムラを検出して補正することができるので、バックライト装置自身に輝度ムラや色ムラが多少あっても液晶表示装置全体として輝度ムラや色ムラを容易に補正することができ、大幅なコストダウンが可能となる。特に大型液晶テレビやモニター等への実用的効果は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００２２】
本発明を実現するための最良の形態の例として、以下にバックライトの光源として白色発光ダイオードを使用する場合について説明する。図１は、白色発光ダイオード１１をバックライト１０の全面に水平方向及び垂直方向にそれぞれほぼ均等に、但し水平方向の方が垂直方向より発光ダイオード１１の間隔が狭く密に配置した例を示した図である。
【００２３】
図２は、液晶パネル２０の背面にバックライト１０を配置し、液晶パネル２０に最大輝度の白色信号を入力した状態の輝度分布の一例を示した図である。なお、図２において、バックライト１０上の発光ダイオード１１の位置を、重ねて示している。図１のような構成のバックライト１０を有する液晶表示装置（図３参照）において、ＮＴＳＣ規格における最高輝度を示す１００ＩＲＥ（白１００％）の信号を前記液晶表示装置に入力してバックライト１０を点灯させたとき、図２に示すように、液晶パネル２０の発光ダイオード１１に近い位置（２１１や２２１）の輝度は明るく、発光ダイオード１１から離れた位置（２１２や２２２など）の輝度が暗く輝度のバラツキが生じているとする。ここで、説明を簡単にするため、発光ダイオード１１間の輝度や指向性などのバラツキはないものとすると、水平方向の輝度レベルの変化は図２（a）２１の曲線で示すように、また垂直方向の輝度レベルの変化は図２（ｂ）２２の曲線で示すようになる。つまり、液晶パネル２０の背面に設置されたバックライト１０の発光ダイオード１１の配置構成に基づいて、液晶パネル２０の輝度ムラが生じることになる。
【００２４】
図３に、本発明による実施例１に係る白色発光ダイオード１１を光源に用いた場合の液晶表示装置３００のブロック図の一例を示す。図３において、実施例１に係る液晶表示装置３００は、映像信号処理回路３０１と、補正回路３０２と、Ｉ／Ｆ（Interface）回路３０３と、液晶パネル３０７と、バックライト３０８と、バックライト制御手段３０６と、撮像装置３１０と、演算部３０５と、メモリ３０４とを備える。また、液晶パネル３０７は、映像を表示する表示面３０７ａを有する。
【００２５】
映像信号処理回路３０１は、入力された映像信号Ｓについて、液晶パネル３０７に画像表示するために必要な信号処理を行う回路である。図３において、映像信号Ｓが映像信号処理回路３０１へ入力され、図示しないイメージエンハンサー、ノイズリダクション、ガンマ補正、黒補正やフォーマット変換その他液晶表示装置に必要な信号処理がなされる。映像信号処理がなされた映像信号は、後で説明する補正回路３０２を経由して、Ｉ／Ｆ（Interface）回路３０３で例えばＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）信号などに変換され、接続されている液晶パネル３０７に出力される。
【００２６】
バックライト制御手段３０６は、バックライト３０８を制御する手段であり、例えば、映像信号処理回路３０１で処理された映像信号に基づいて、輝度や色度等の制御を行うようにしてもよい。
【００２７】
撮像装置は、液晶パネル３０７の表示面３０７ａに表示された１００ＩＲＥの白色信号に対応する映像を撮像する手段であり、撮像した撮像信号Ｃに基づいて、輝度ムラ及び／又は色度ムラ等が検出される。なお、撮像装置は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等の種々のカメラが適用されてよく、その種類や形式は問わない。
【００２８】
演算部３０５は、撮像装置３０１で撮像された撮像信号Ｃに基づいて、輝度ムラ及び／又は色度ムラを検出し、これを補正するための補正データを演算して算出する手段である。具体的には、演算部３０５は、撮像信号Ｃからその逆数１／Ｃを算出して補正データとする演算を行う。
【００２９】
メモリ３０４は、演算部３０５で算出された補正データを記憶する手段であり、種々の形態の記憶手段が適用されてよい。
【００３０】
次に、前記の液晶表示装置３００において、輝度のバラツキを補正する方法について説明する。図３において、補正回路３０２で輝度補正がなされていない状態で液晶パネル３０７に表示されている１００ＩＲＥの白信号を撮像装置３１０で撮影すると、該撮像装置３１０の映像出力は、図２（ａ）の２１や図２（ｂ）の２２に示すように、その波形は脈流成分を含む。前記撮像装置３１０で得られた撮像信号（デジタル信号）Ｃは、演算部３０５で前記デジタル映像信号Ｓの逆数１／Ｃを求め、メモリ３０４に記憶される。
【００３１】
一方、映像信号処理回路３０１からの映像信号Ｓは、前記補正回路３０２に入力され、前記メモリ３０４に記憶されている輝度ムラ情報である１／Ｃと補正回路（乗算回路）３０２で掛け算を行って、明るい部分に相当する映像信号のレベルを低く、暗い部分に相当する映像信号のレベルを大きくすることによって輝度ムラを補正することができる。
【００３２】
次に、図４を用いて、輝度ムラを補正する方法についてより詳しく説明する。図４は、液晶パネル３０７の表示面３０７ａの水平方向の輝度分布の一例を示した図である。具体的には、図４は、図２に示した水平方向の輝度ムラ２１が、設定値の輝度を４５０ｃｄ／ｍ２とし、これを中心にして暗い部分２１２の輝度は４０５ｃｄ／ｍ２（―１０％）、明るい部分２１１の輝度は４９５ｃｄ／ｍ２（＋１０％）と設定値４５０ｃｄ／ｍ２に対して±１０％の輝度ムラがある場合の例を示す。
【００３３】
図５は、図４の輝度分布を有する表示画像を、撮像装置３１０で撮影した撮像信号を、基準レベルに対する比で表した場合の一例である。図４に示したような輝度ムラがある液晶パネル３０７の表示面３０７ａを、撮像装置３１０で撮影するとその撮像出力信号Ｃは、図５に示すように輝度４５０ｃｄ／ｍ２に相当するところが１．０（１００ＩＲＥ）になるように絞りや電子シャッター速度等で調整すると、明るい部分２１１は４９５ｃｄ／ｍ２と１０％明るいので撮像信号出力Ｃも１０％アップの１．１（１１０ＩＲＥ）となる。また暗い部分２１２の撮像信号出力Ｃは、逆に１０％ダウンの０．９（９０ＩＲＥ）となる。なお、前記の輝度ムラのある表示面３０７ａを撮影する際、撮像装置３１０のガンマ補正は外し（γ＝１）、最も明るい部分（この例の場合は、４９５ｃｄ／ｍ２）を撮影しても撮像装置が飽和しないように設定しておくことが前提となる。
【００３４】
本実施例においては、設定した明るさを４５０ｃｄ／ｍ２とし、明るい部分２１１の明るさが４９５ｃｄ／ｍ２としているので、その比は４９５／４５０＝１．１となる。一方、撮像装置３１０で撮影した輝度ムラを有する撮像信号Ｃは、図５に示すように設定した明るさ４５０ｃｄ／ｍ２に相当する撮像信号振幅が１．０（１００ＩＲＥ）で、明るい部分２１１（本実施例では輝度４９５ｃｄ／ｍ２）の撮像信号振幅は、１．１倍となって１．１（１１０ＩＲＥ）となる。他方、暗い部分２１２（本例では、輝度４０５ｃｄ／ｍ２）の撮像信号振幅は４０５／４５０＝０．９となる。
【００３５】
次に、前記液晶パネル表示面３０７ａを撮像装置３１０で撮影して得られる撮像信号Ｃは、演算部３０５において前記Ｃの逆数１／Ｃ（補正データ）を求めてメモリ３０４に記憶される。他方、液晶表示装置３００に入力された映像信号Ｓは、映像信号処理回路３０１を経て補正回路３０２に入力されるが、前記補正回路３０２に入力された映像信号Ｓの位置に相当する補正データ（１／Ｃ）を前記メモリ３０４から読み出し、補正回路３０２で掛け算をする。
【００３６】
ところで、一般的に入力映像信号Ｓの画像フォーマット（または、信号形式）は、パーソナルコンピュータ系ではＶＧＡ（６４０×４８０画素）、ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）、ＳＸＧＡ（１２４０×１０２４画素）などがあり、テレビ系では４８０ｉ（４８０：有効走査線数、ｉ：インターレース）、７２０ｐ（ｐ：プログレッシブ）１０８０ｉ等と色々あるが、撮像装置３１０は、１台（一つの画像フォーマット）で全ての入力画像フォーマットに対応できることが望ましい。
【００３７】
例えば、入力映像信号Ｓの画像フォーマットがＶＧＡ（画素数６４０×４８０）であるとし、撮像装置３１０で撮影した画像フォーマットが同じＶＧＡだとすると、前記入力映像信号Ｓの画素と撮像装置で撮影された撮像信号Ｃの画素は、１対１に対応させることができるので、液晶パネル表示面３０７ａにおける輝度ムラを有する部分と撮像装置３１０で撮影した輝度ムラを有する映像信号の部分が一致するので問題ない。
【００３８】
次に、液晶表示装置３００へ入力される映像信号Ｓの画像フォーマットと、撮像装置３１０によって液晶パネル３０７の表示面３０７ａを撮影した撮像信号Ｃの画像フォーマットが異なっている場合について説明する。例えば、液晶表示装置３００へ入力される映像信号Ｓの画像フォーマットが、ＸＧＡ（１０２４×７６８）で、撮像装置３１０の画像フォーマットがＶＧＡ（６４０×４８０）と画素数が異なっていると、前記入力映像信号Ｓの画素と撮像装置３１０で撮影した撮像信号Ｃの画素が１対１に対応しない。本発明を適用した本実施例による輝度補正は、液晶表示装置３００へ入力される映像信号Ｓの各画素のレベルを、輝度ムラを撮影した撮像信号Ｃに応じて前記各画素のレベルを制御することなので、前記入力映像信号Ｓの画素と撮像装置で撮影された撮像信号Ｃの画素を対応させる必要がある。
【００３９】
この問題に対処するための一つの方法は、撮像装置３１０によって撮影される撮像信号Ｃの画像フォーマットを液晶表示装置３００へ入力される映像信号Ｓの画像フォーマットに合わせることである。図６は、画像フォーマットの変換を行う機能を搭載した実施例２に係る液晶表示装置３００ａのブロック構成を示した図である。図６の実施例２に係る液晶表示装置３００ａは、画像フォーマット変換手段であるスケーラー３１１を備えた点において、図３の実施例１に係る液晶表示装置３００と異なっている。なお、図６において、図３に係る液晶表示装置３００と同一の構成要素については、同一の参照符号を付している。図６に示すように、例えば、入力映像信号ＳがＸＧＡ（画素数１０２４×７６８）で撮像装置３１０の撮像信号Ｃの画像フォーマットがＶＧＡ（画素数：６４０×４８０）と異なる場合には、撮像装置３１０の撮像信号出力（ＸＧＡ）Ｃをスケーラー３１１でフォーマット変換（画素変換）して入力映像信号Ｓの画像フォーマットと同じＶＧＡに変換してから（Ｃ'）、演算部３０５に入力し、前記演算部３０５でＣ'の逆数を求めメモリ３０４に記憶する。同じように、１０８０ｉの入力映像信号Ｓの場合には、撮像装置３１０の撮像信号出力Ｃをスケーラー３１１で１０８０ｉに変換して変換撮像信号Ｃ'としてから演算部３０５で逆数１／Ｃ'を演算しメモリ３０４に記憶すればよい。
【００４０】
なお、スケーラー３１１は、自身の持つ液晶パネル３０７の解像度とは異なる解像度の映像ソースを表示する際に、画面一杯に収まるよう拡大（縮小）する機能を有する画像フォーマット（解像度）変換手段であり、実施例２に係る液晶表示装置３００ａにおいては、種々の態様のスケーラー３１１が適用されてよい。
【００４１】
次に、液晶表示装置３００への入力映像信号Ｓと撮像装置３１０の撮像信号Ｃの画像フォーマットが異なる場合の別の実施例を、図７及び図８を用いて説明する。
【００４２】
図７は、図６とは異なる画像フォーマット変換が可能な実施例３に係る液晶表示装置３００ｂのブロック構成を示した図である。図７の実施例３に係る液晶表示装置３００ｂは、スケーラー３１１の代わりに、エリア分割手段３１２を備えた点で、図６の実施例２に係る液晶表示装置３００ａとは異なっている。一般的に、バックライト３０８で生じる輝度ムラは、入力映像信号Ｓの画素数と比較して、急激な変化ではなくゆるやかな変化である。換言すれば、撮像装置３１０で撮影した輝度ムラの撮像信号Ｃは分解能が低くても良いということである。よって、撮像装置３１０で撮影した撮像信号Ｃについては、そのまま撮像信号Ｃの画素数で信号処理する必要は必ずしもなく、例えば、複数画素をまとめた、又は１画面を新たな大きなエリアで分割し、分割したエリア単位で補正データを演算し、算出するようにしてもよい。エリア分割手段３１２は、このような、新たな大きなエリアによる分割設定処理を行う。この場合、例えば、演算部３０５は、エリア分割手段３１２により分割されたエリア内で、撮像信号Ｃの輝度信号の平均値を算出し、エリア単位で輝度信号Ｃの平均値から補正データとなる逆数１／Ｃを算出するようにしてもよい。これにより、演算部３０５の処理負担の軽減を図ることができる。
【００４３】
図８は、１画面分の撮像信号Ｃを、新たなエリア単位で分割した状態を示した図である。図８において、上述のＸＧＡ（画素数：１０２４×７６８）やＶＧＡ（画素数：６４０×４８０）と異なり、大きな粗い単位のエリアで１画面が分割されている。このように、図８に示すように前記輝度ムラを撮影した撮像信号Ｃをエリア分割して、前記エリア単位で液晶表示装置３００ｂへ入力された映像信号Ｓのレベルを制御することができる。
【００４４】
どの程度のエリアに分割すればよいかは、バックライト３０８の方式や構造によって異なり、例えば、液晶パネル３０７の直下に発光ダイオード１１を並べた直下型の場合には、エッジ型の場合と比較して細かい輝度ムラが発生するので、エリア分割も細かくする必要がある。一例として、水平５０×垂直３０＝１５００個の発光ダイオード１１を均等に並べた場合には、発光ダイオード１１の構造や配列にもよるが、発光ダイオード１１の水平方向及び垂直方向の数の４から５倍、即ち、水平方向２００から２５０、垂直方向１２０から１５０程度に１画面を分割し、エリアを構成すれば、実用上問題ない。エリア分割手段３１２は、このような、新たなエリア分割の設定を行う。
【００４５】
これまで、白色発光ダイオード１１をバックライト３０８に用いた液晶表示装置３００、３００ａ、３００ｂについて説明してきたが、カラー発光ダイオードを使用してもよい。カラー発光ダイオードとして、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）Ｂ（青色）などを用いた場合には、輝度ムラだけでなく色ムラも補正することが出来る。図９は、カラー発光ダイオード１５として、赤色発光ダイオード１２、緑色発光ダイオード１３及び青色発光ダイオード１４を用いた場合の配列の例を示した図である。図９（ａ）は、カラー発光ダイオード１５が、赤色発光ダイオード１２、緑色発光ダイオード１３及び青色発光ダイオード１４の各１個を横１列に配置した配置構成例を示した図である。また、図９（ｂ）は、赤色発光ダイオード１２、緑色発光ダイオード１３及び青色発光ダイオード１４の各１個を、三角形状にまとめて配置した配置構成例を示した図である。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、白色発光ダイオード１１の代わりに、赤色発光ダイオード１２、緑色発光ダイオード１３及び青色発光ダイオード１４を含むカラー発光ダイオード１５の各１個を１ユニットとして用いるようにしてもよい。具体的な補正方法は、基本的には白色発光ダイオード１１を用いた場合と同じである。即ち、１００ＩＲＥの白信号を液晶表示装置３００、３００ａ、３００ｂに入力して、液晶パネル３０７の表示面３０７ａに１００ＩＲＥの白色を表示させた時に色ムラが発生したとすると、前記表示面３０７ａを撮像装置３１０（カラー撮像装置）で撮影した色ムラのある映像信号Ｒ（赤信号）、Ｇ（緑信号）、Ｂ（青信号）のいずれかに、図４の輝度ムラで示したような脈流成分が発生する。例えば、ある部分が赤っぽい場合には、その部分のＲ（赤信号）は他の部分と比較してレベルが大きい。
【００４６】
図１０は、カラー発光ダイオード１５をバックライト３０８に用いた場合の実施例４に係る液晶表示装置３００ｃのブロック構成を示した図である。図１０に示すように、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を演算部３０５でその逆数（１／Ｒ、１／Ｇ、１／Ｂ）を演算し、メモリ３０４に記憶させる。一方、映像信号処理回路３０１からの映像信号は、前記補正回路３０２に入力され、前記メモリ３０４に記憶されている色ムラ情報である１／Ｒ、１／Ｇ、１／Ｂと補正回路（乗算回路）３０２で掛け算を行って、各色信号レベルが高い部分に相当する色信号のレベルを低く、低い部分に相当する色信号のレベルを大きくすることによって色ムラを補正することができる。
【００４７】
図１１は、図９とは異なるカラー発光ダイオード１５の配置構成例を示した図である。図１１（ａ）は、赤色発光ダイオード１２及び青色発光ダイオード１４を各１個、緑色発光ダイオード１３を２個で１ユニットを構成し、これらを横１列に配置した配置構成例を示した図である。また、図１１（ｂ）は、赤色発光ダイオード１２及び青色発光ダイオード１４を各１個、緑色発光ダイオード１３を２個で構成した１ユニットを、正方形状（格子状）にまとめて配置した配置構成例を示した図である。このように、カラー発光ダイオード１５は、１００ＩＲＥの白信号を作ることができれば、各色のカラー発光ダイオード１５を各々１個ずつとせず、任意の組み合わせにより１ユニットを構成してもよい。この場合にも、図１０の実施例４に係る液晶表示装置３００ｃを、同様に適用することができる。
【００４８】
図１２は、白色発光ダイオード１１、赤色発光ダイオード１２、緑色発光ダイオード１３及び青色発光ダイオード１４の各１個の組み合わせで１ユニットを構成した発光ダイオード１６の配置例を示した図である。なお、以後、発光ダイオード１６の色に区別を付けず、包括的に呼ぶときは、発光ダイオード１６と表記する。図１２（ａ）は、白色発光ダイオード１１、赤色発光ダイオード１２、緑色発光ダイオード１３及び青色発光ダイオード１４を各１個ずつ横１列に並べて配置した配置構成例を示した図である。また、図１２（ｂ）は、白色発光ダイオード１１、赤色発光ダイオード１２、緑色発光ダイオード１３及び青色発光ダイオード１４を各１個ずつ、格子状に全体として正方形状となるようにまとめて配置した配置構成例を示した図である。このように、白色発光ダイオード１１と、カラー発光ダイオード１５を組み合わせて、バックライト３０８の発光ダイオード１６を構成してもよい。このような組み合わせによっても、輝度ムラ及び色ムラの双方を補正することが可能となる。
【００４９】
図１３は、図１２に示したような白色発光ダイオード１１とカラー発光ダイオード１５が組み合わせて配置されたバックライト３０８を用いた場合の実施例５に係る液晶表示装置３００ｄのブロック構成を示した図である。図１３において、実施例５に係る液晶表示装置３００ｄの構成は、図１０に係る液晶表示装置３００ｃと同様であり、演算部３０５において、補正データとして、白色発光ダイオード１１が発生させる輝度信号Ｗの逆数１／Ｗも演算する点においてのみ、図１０に係る液晶表示装置３００ｃと異なっている。これは、図４に係る撮像信号Ｃに対し、輝度ムラを補正するために１／Ｃを算出した機能と同様と考えてよい。よって、演算部３０５は、色ムラ情報及び輝度ムラ情報の双方を補正する演算を行うことにより、輝度ムラ及び色ムラの双方を補正することができる。また、補正の方法は、総て逆数を算出する点において同様であるので、補正データを４個扱えるようにするだけで、今まで説明した演算部３０５をそのまま適用することができる。
【００５０】
次に、非直線性のガンマ特性を有する表示パネルに対し、本発明を適用した実施例６に係る画像表示装置を適用する例について説明する。液晶パネル３０７や有機ＥＬパネルの入力電圧対発光輝度（ガンマ特性）は、図１４の曲線１００１に示すように一般的にγ＝１ではなく非直線特性を有する場合がある。このようにガンマ特性が１でなく非直線の場合は、前記のように撮像装置３００で撮影された信号の逆数で補正しようとしても１００％白では補正できるが、白信号のレベルが変わると非直線特性のため誤差が生じるので、前記液晶パネル等の非直線特性を補正する必要がある。
【００５１】
前記液晶パネル等の非直線特性を補正するためには、液晶パネル等のガンマ特性の逆特性（図１４の１００２曲線）を有する非直線補正を行う。具体的には、液晶パネル等のガンマ特性から逆特性の曲線を求め、それを図示しないルックアップテーブル等に記憶しておき、補正回路３０２で乗算する時に前記ルックアップテーブルから読み出したデータを掛け算することで前記非直線特性を補正することができる。
【００５２】
図１５は、ガンマ特性を補正できる機能を備えた実施例６に係る液晶表示装置３００ｅのブロック構成を示した図である。図１５において、実施例６に係る液晶表示装置３００ｅは、図３の実施例１に係る液晶表示装置３００に加えて、ガンマ特性補正手段３１３と、ルックアップテーブル３１４を備えている点で、実施例１に係る液晶表示装置３００と異なっている。なお、他の構成要素については、今までの説明と同様であるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図１５において、ガンマ特性補正手段３１３は、図１４において説明したように、液晶パネル３０７のガンマ特性１００１に基づいて、逆ガンマ特性１００２を算出する手段である。ガンマ特性補正手段３１３は、逆ガンマ特性１００２を算出したら、そのままガンマ特性の補正を行い、γ＝１の線形特性を得るようにしてもよいが、図１５においては、補正回路３０２でまとめて補正を行うため、ガンマ特性補正手段３１３では、逆ガンマ特性１００２を算出するに留めている。
【００５４】
ルックアップテーブル３１４は、ガンマ特性補正手段３１３で算出された逆ガンマ特性を記憶する記憶手段である。そして、補正回路３０２は、輝度ムラの補正を行う際に、ルックアップテーブル３１４に記憶された逆ガンマ特性を読み取り、これも乗じてガンマ特性の補正も併せて行う。これにより、ガンマ特性が線形でない液晶パネル３０７についても、ガンマ特性を線形に補正し、適切に輝度ムラを補正することができる。なお、図１５においては、説明の容易のために、実施例１に係る液晶表示装置３００に対して、ガンマ特性補正手段３１３及びルックアップテーブル３１４を設けた例を挙げて説明したが、実施例２〜実施例５に係る液晶表示装置３００ａ〜３００ｄに同様に適用することができる。つまり、非線形のガンマ特性を有する液晶パネル３０７に対しても、輝度ムラ及び／又は色ムラを適切に補正し、必要に応じて画像フォーマットの変換を行うことにより、高品質な画像表示を行うことができる。
【００５５】
なお、これまでは、バックライト３０８に発光ダイオード１６用いた液晶表示装置３００、３００ａ〜３００ｅについて説明してきたが、バックライト３０８として有機ＥＬや無機ＥＬを用いた場合にも有効である。近年、無機ＥＬが面光源として実用化されつつあるが、前記無機ＥＬの輝度ムラは未だ少なくなく、高品位の液晶表示装置３００、３００ａ〜３００ｅのバックライト３０８に使用する場合には補正が必要である。このような場
合にも、これまで説明してきたことと同じ方法によって輝度ムラを補正することが可能で
ある。
【００５６】
また、本発明によれば、自発光パネルの一つである図示しない有機ＥＬパネルの色ムラに対しても全く同じ方法で補正することが可能である。つまり、実施例１〜６においては、液晶パネル３０７を適用した場合を例に挙げて説明したが、有機ＥＬパネルを表示パネルとして適用し、この輝度ムラ及び／又は色ムラを補正することも可能である。この場合には、バックライト３０８は不要であるので、バックライト３０８及びバックライト制御手段３０６を構成要素から削除し、液晶パネル３０７を有機ＥＬパネルに置き換えることにより、本発明を適用した画像表示装置とすることができる。
【００５７】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。特に、実施例１〜実施例６の実施形態は、適宜実施例同士で組み合わせることができ、複合的な手段及び機能を備えた画像表示装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明によるバックライトの光源に白色発光ダイオードを用いた例を説明するための図である。
【図２】本発明によるバックライトの光源に白色発光ダイオードを用いた場合の輝度ムラの例を説明するための図である。図２（ａ）は、水平方向の輝度ムラを示した図である。図２（ｂ）は、垂直方向の輝度ムラを示した図である。
【図３】本発明による輝度ムラを補正する方法について説明するためのブロック図である。
【図４】本発明による液晶パネル面上の輝度ムラを説明するための図である。
【図５】本発明による液晶パネル面上の輝度ムラを撮像装置で撮影した場合の映像信号を示す図である。
【図６】本発明による輝度ムラを補正する方法について説明するための別のブロック図である。
【図７】本発明による輝度ムラを補正する方法について説明するための更に別のブロック図である。
【図８】本発明による輝度ムラを撮像装置で撮影した映像信号のエリア分割を説明するための図である。
【図９】バックライト３０８にカラー発光ダイオード１５を用いた場合の配列の例を示した図である。図９（ａ）は、カラー発光ダイオード１５を横１列に配置した配置例を示した図である。図９（ｂ）は、カラー発光ダイオード１５を、三角形状に配置した配置例を示した図である。
【図１０】本発明によるカラー発光ダイオードを用いた場合の色ムラを補正する方法について説明するための図である。
【図１１】図９とは異なるカラー発光ダイオード１５の配置例を示した図である。図１１（ａ）は、カラー発光ダイオードを横１列に配置した配置例を示した図である。図１１（ｂ）は、カラー発光ダイオード１５を正方形状に配置した配置例を示した図である。
【図１２】白色発光ダイオード１１とカラー発光ダイオード１５を組み合わせた発光ダイオード１６の配置例を示した図である。図１２（ａ）は、白色発光ダイオード１１とカラー発光ダイオード１５を横１列に並べて配置した配置例を示した図である。図１２（ｂ）は、白色発光ダイオード１１をカラー発光ダイオード１５を正方形状に配置した配置例を示した図である。
【図１３】実施例５に係る液晶表示装置３００ｄのブロック構成図である。
【図１４】本発明による液晶パネル等の非直線特性を説明するための図である。
【図１５】実施例６に係る液晶表示装置３００ｅのブロック構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    発光ダイオードを光源とした場合のバックライト
１１    白色発光ダイオード
１２    赤色発光ダイオード
１３    緑色発光ダイオード
１４    青色発光ダイオード
１５    カラー発光ダイオード
１６    発光ダイオード
２０、３０７    液晶パネル
２１    水平方向の輝度ムラ
２１１    水平方向で輝度が明るい部分
２１２    水平方向で輝度が暗い部分
２２    垂直方向の輝度ムラ
２２１    垂直方向で輝度が明るい部分
２２２    垂直方向で輝度が暗い部分
３００、３００ａ〜３００ｅ    液晶表示装置
３０１    映像信号処理回路
３０２    補正回路（乗算回路）
３０３    Ｉ／Ｆ（ＬＶＤＳなど）
３０４    メモリ
３０５    演算部
３０６    バックライト制御手段
３０８    バックライト
３１０    撮像装置
３１１    スケーラー（画像フォーマット変換手段）
３１２    エリア分割手段
３１３    ガンマ特性補正手段
３１４    ルックアップテーブル
８００    撮像装置で撮影した画面
８０１    撮像装置で撮影した画面をエリア分割したときの一つのエリア
１００１    液晶パネル等のガンマ特性
１００２    液晶パネル等の逆ガンマ特性
【図１】
0005430950.tif 000002
【図２】
0005430950.tif 000003
【図３】
0005430950.tif 000004
【図４】
0005430950.tif 000005
【図５】
0005430950.tif 000006
【図６】
0005430950.tif 000007
【図７】
0005430950.tif 000008
【図８】
0005430950.tif 000009
【図９】
0005430950.tif 000010
【図１０】
0005430950.tif 000011
【図１１】
0005430950.tif 000012
【図１２】
0005430950.tif 000013
【図１３】
0005430950.tif 000014
【図１４】
0005430950.tif 000015
【図１５】
0005430950.tif 000016