(57)【要約】【課題】カラー表示可能な画像表示装置において、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色で色度に面内分布がある表示装置であっても、輝度ムラ及び色ムラを抑えた均一な表示品質を得る。【解決手段】少なくともＲ，Ｇ，Ｂの３色を含む複数の単色を組合せてカラー表示が可能な画像表示装置の画面補正データの作成方法であって、画像表示装置で各々の前記単色を画面全体で表示し、画面の分割された小区画毎に各単色の輝度データ及び色度データを取得する手順１と、手順１で取得した色度データから、画面全体で均一のホワイトバランスになるように小区画毎の色度補正データを求める手順２と、手順１で取得した輝度データ及び手順２で求めた色度補正データから、小区画毎に各単色の輝度を補正する画面補正データを求める手順３、から成る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＲ，Ｇ，Ｂの３色を含む複数の単色を組合せてカラー表示が可能な画像表示装置の画面補正データの作成方法であって、
画像表示装置で各々の前記単色を画面全体で表示し、画面の分割された小区画毎に各単色の輝度データ及び色度データを取得する手順１と、
前記手順１で取得した色度データから、画面全体で均一のホワイトバランスになるように小区画毎の色度補正データを求める手順２と、
前記手順１で取得した輝度データ及び前記手順２で求めた色度補正データから、小区画毎に各単色の輝度を補正する画面補正データを求める手順３、
から成ることを特徴とする画像表示装置における画面補正データの作成方法。
【請求項２】
前記手順２の色度補正データは、小区画毎の各単色について輝度の合計値と輝度の重み付けをした色度の平均値がそれぞれ一定の輝度と色度の白となるように算出した輝度データであり、前記手順３の画面補正データは、前記手順１で取得した小区画毎の各単色の輝度と、前記手順２で算出した小区画毎の各単色の輝度との比として算出した補正係数であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置における画面補正データの作成方法。
【請求項３】
前記画面補正データは、複数の階調毎に算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置における画面補正データの作成方法。
【請求項４】
前記画面の分割された小区画は、一つの画素であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像表示装置における画面補正データの作成方法。
【請求項５】
請求項１に記載の画像表示装置における画面補正データの作成方法で求めた画面補正データが格納された画面補正データメモリを有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬ表示装置等のカラーの画像表示装置における画面補正データの作成方法、特に色度分布がある画面全体に対して輝度ムラ・色ムラを補正する画面補正データの作成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置として、液晶（ＬＣＤ）表示装置、有機ＥＬ表示装置等が実用化され、画質の向上は重要な課題である。
【０００３】
画像表示装置において、輝度ムラ・色ムラに対する補正データを作成し、表示を制御する方法が提案されている。
【０００４】
従来例として、下記特許文献１には、ＬＣＤ表示装置において各液晶セルの輝度を測定して表示ムラを補償する方法が開示されている。
【０００５】
図４は、特許文献１におけるＬＣＤ表示装置の表示ムラの補償方法を示す概略図である。
【０００６】
図４に示すように、ＬＣＤ表示装置の表示パネル３１前方に輝度計３２を設置し、試験映像（例えば全面白）を出力した表示パネル３１の各液晶セルの輝度データを所定のタイミングで取得する。その輝度データをもとにＡ／Ｄ変換器３３及び演算回路３４を介して補正データを算出し、ＲＡＭ３５に格納する。この動作を、輝度計を順次移動させながら実施することで、画面全域の輝度ばらつきを補正するデータを得る。さらに、この画面全域の補正データを表示パネル３１へ入力する画像データに反映させることで、表示パネル３１における各液晶セルそれぞれの特性のばらつきによる表示ムラが補償される。
【０００７】
また、特許文献２には、スクリーン上の三原色の赤、緑及び青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）単色の輝度ムラ、これらの重ね合わせによる色ムラを改善する投写型画像表示装置が開示されている。
【０００８】
図５は、特許文献２における投写型画像表示装置の補正データの作成方法を示すブロック図である。
【０００９】
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の単色をスクリーン４２に全面表示させる。撮像部４３によりスクリーン４２上のＲ，Ｇ，Ｂの各々の輝度データを取り込む。予めスクリーン４２上は碁盤目状に数百領域に分割しておき、補正データ作成部４４では取り込んだＲ，Ｇ，Ｂの輝度データからその領域毎に各色の輝度ムラ補正データを算出する。表示装置のメモリ装置に入力された補正データにより、表示素子を駆動する映像信号を補正する。このように輝度ムラ補正データを用いることで、色ムラの補正が行われる。
【特許文献１】特開昭６１−２４３４９５号公報
【特許文献２】特開平８−３２８１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、上記した特許文献１における手法の場合、表示装置において各液晶セルそれぞれの輝度のばらつきによる表示ムラを補償しているが、特にカラー表示における色ムラの補正を意図したものではない。
【００１１】
また、上記した特許文献２における手法の場合、色ムラの補正においては、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の色度（発光スペクトル）が表示領域全域でほぼ同一ということが前提条件となる。これは、ＬＣＤ表示装置などのカラーフィルタを用いるタイプにおいては、カラーフィルタ単体の色度は表示領域全域において誤差は少ないので、“色度は全面で同一”という前提としても問題とならない場合が多い。したがって、バックライト及び駆動回路に起因して発生する輝度のばらつきさえ補正できれば、表示領域全域で色ムラの補正が実施できることになる。
【００１２】
しかし、表示装置によっては、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の単色表示時においても表示領域内で色度にばらつきが生じる場合がある。この場合は、上記した手法では、画面全域の輝度ムラは補償できても、色ムラは補償できない。
【００１３】
例えば、有機ＥＬ表示装置では、成膜プロセスの不均一性などから、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の輝度だけでなく色度においても分布ムラが発生する場合がある。有機ＥＬ表示装置においては、発光デバイスの発光層、及び他の機能膜の膜厚が非常に薄いために、この輝度ムラ・色度ムラは生じやすい。特に、有機ＥＬの色度（発光スペクトル）は、デバイス内部の光学干渉効果が影響する。このため、ｎｍレベルの膜厚誤差が、干渉して強め合う波長と弱め合う波長を逆転させるので、色ムラとなって発現しやすい。
【００１４】
そこで、本発明は、カラー表示可能な画像表示装置において、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色で色度に面内分布がある表示装置であっても、輝度ムラ及び色ムラを抑えた均一な表示品質を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、
少なくともＲ，Ｇ，Ｂの３色を含む複数の単色を組合せてカラー表示が可能な画像表示装置の画面補正データの作成方法であって、
画像表示装置で各々の前記単色を画面全体で表示し、画面の分割された小区画毎に各単色の輝度データ及び色度データを取得する手順１と、
前記手順１で取得した色度データから、画面全体で均一のホワイトバランスになるように小区画毎の色度補正データを求める手順２と、
前記手順１で取得した輝度データ及び前記手順２で求めた色度補正データから、小区画毎に各単色の輝度を補正する画面補正データを求める手順３、
から成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、カラー表示可能な画像表示装置において、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の輝度及び色度を測定して画面補正データを算出することで、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色で色度に面内分布がある表示装置であっても、輝度ムラ及び色ムラを抑えた均一な表示品質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態を以下に説明する。なお、本実施の形態では、画像表示装置の一例として有機ＥＬ表示装置を例に挙げて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態における、画像表示装置の画面補正データ作成方法が適用される画面補正データ演算システムを示す図である。
【００１９】
１１はカメラ装置、１２はカメラ制御ブロック、１３はシステム制御ブロック、１４は演算ブロック、１５は輝度・色度データメモリ、１６はパネル制御ブロック、１７は有機ＥＬ表示パネル、１８は補正データメモリである。なお、カメラ装置１１は、例えば３ＣＣＤ（charge coupled device）などが適応される。また、カメラ制御ブロック１２は、カメラ装置１１からのデータを基にして合成した輝度データ及び色度データを、システム制御ブロック１３に出力する。この際、例えば３ＣＣＤでは発光スペクトルデータを算出することはできないが、予めＲ，Ｇ，Ｂを計測して補正テーブルを持っておけば、ＣＩＥ表色系のｘ，ｙの色度データとして算出は可能である。また、カメラ装置１１は、好ましくは、有機ＥＬ表示パネル１７の有効表示エリア全域を一括で測定する。ただし、カメラ装置１１の解像度が足りない場合などは、有効表示エリアを分割して測定してもよい。
【００２０】
次に画面補正データ演算の流れの手順について説明する。
【００２１】
図２は、画面補正データ演算の流れの手順を示すフローチャートである。
【００２２】
まず、有機ＥＬ表示パネル１７を全面Ｒ（輝度データ１００％）で表示させる。有機ＥＬ表示パネル１７の画面の分割された小区画毎に、カメラ装置１１によってＲ表示時の輝度データ及び色度データを測定し、輝度・色度データメモリ１５に保存する。同様に全面Ｇ（輝度データ１００％）で表示させて輝度データ及び色度データを測定し、さらに、全面Ｂ（輝度データ１００％）で表示させて輝度データ及び色度データを測定し輝度・色度データメモリ１５に保存する。これを手順１とする。
【００２３】
輝度・色度データメモリ１５内では表１のように測定箇所の座標値と、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の輝度と色度が記憶されている。有機ＥＬ表示パネル１７内を所定サイズの小区画に分割されており、表１の例では、１０００×１０００の全画素を１００区画に分割し、１００×１００の画素を１区画とする。各区画の中心位置（（５０，５０），（５０，１５０）…）が測定位置となる。なお、画素数、区画数は他の数値でもよい。
【００２４】
【表１】
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ＥＬ素子では、色度が膜厚にも依存するので、膜厚にムラがあると、輝度だけでなく色度も場所によって異なる。そこで、本発明においては、画面全体を一括してホワイトバランスをとるのではなく、場所毎にホワイトバランスをとる。
【００２５】
以下、ホワイトバランスのとり方について説明する。
【００２６】
ある場所での、Ｒの輝度と色度が、それぞれ輝度＝Ｌｒ、色度＝（Ｃｒｘ，Ｃｒｙ）として測定されたとする。
【００２７】
同様にＧの輝度と色度が、輝度＝Ｌｇ、色度＝（Ｃｇｘ，Ｃｇｙ）として、Ｂの輝度と色度が、輝度＝Ｌｂ、色度＝（Ｃｂｘ，Ｃｂｙ）として測定されたとする。
【００２８】
その場所での白の輝度Ｌｗは、各色の輝度の合計値であるから、次式（１）で与えられる。
【００２９】
Ｌｗ＝Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｂ…………（１）
白の色度（Ｃｗｘ，Ｃｗｙ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度で重み付けした色度の平均値である次式（２），（３）で与えられる。
【００３０】
Ｃｗｘ＝（Ｌｒ・Ｃｒｘ＋Ｌｇ・Ｃｇｘ＋Ｌｂ・Ｃｂｘ）／（Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｂ）
…………（２）
Ｃｗｙ＝（Ｌｒ・Ｃｒｙ＋Ｌｇ・Ｃｇｙ＋Ｌｂ・Ｃｂｙ）／（Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｂ）
…………（３）
このままでは、全面を白に表示したときに、輝度が不均一であるほか、場所によって色味が違ってしまう。つまり均一な白色にならない。
【００３１】
すなわち、Ｒの輝度が相対的に高く、ＧとＢは低輝度であるような場所では赤味がかった白になり、Ｇが高輝度で、ＲとＢが低輝度の場所では緑がかった白になる。
【００３２】
ホワイトバランスとは白の色度を最適にすることである。色度は、発光素子の材料と各場所の膜厚に依存して決まっているから、これを可変にして調節することは困難であるが、明るさ、すなわち輝度は、各素子毎に駆動電流値によって調節できる。上の式（２）、（３）で、（Ｃｒｘ，Ｃｒｙ）、（Ｃｇｘ，Ｃｇｙ）、（Ｃｂｘ，Ｃｂｙ）は固定されているが、Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを変えれば白の色度を変えることができる。
【００３３】
ホワイトバランスのための調節は、場所毎に、Ｒの輝度がＧとＢに比べて大きすぎるときは白が赤味がかってしまうから、Ｒの輝度を減らす等の操作を行って調整を進めてもよいが、ここでは以下の手法を用いる。
【００３４】
予め定めた白の色度を（Ｃｎｘ，Ｃｎｙ）として、
Ｃｎｘ＝（Ｌｒ’・Ｃｒｘ＋Ｌｇ’・Ｃｇｘ＋Ｌｂ’・Ｃｂｘ）／（Ｌｒ’＋Ｌｇ’＋Ｌｂ’）……………（２’）
Ｃｎｙ＝（Ｌｒ’・Ｃｒｙ＋Ｌｇ’・Ｃｇｙ＋Ｌｂ’・Ｃｂｙ）／（Ｌｒ’＋Ｌｇ’＋Ｌｂ’）……………（３’）
の式をＬｒ’，Ｌｇ’，Ｌｂ’についての連立方程式として解くことにより求める。
【００３５】
ただし、この連立方程式は、未知数が３つで式は２つであるから、Ｌｒ’：Ｌｇ’：Ｌｂ’の比が定まるだけであり、輝度の絶対値は決まらない。
【００３６】
輝度の絶対値は、全画面で白を表示したときに、画面全体が均一な輝度になるように定める。すなわち、予め決められた均一な白の輝度値をＬｗ０として、
Ｌｗ０＝Ｌｒ’＋Ｌｇ’＋Ｌｂ’……………（１’）
となるように各色の輝度Ｌｒ’，Ｌｇ’，Ｌｂ’を定める。
【００３７】
（１’）〜（３’）の式をＬｒ’，Ｌｇ’，Ｌｂ’について解くと、各場所における輝度の絶対値が定まる。この輝度で各色を発光させると、明るさはすべての場所でＬｗ０となり、画面全体が均一な明るさになる。また、白の色度はすべての場所で（Ｃｎｘ，Ｃｎｙ）となり、所定の白さに揃っている。すなわちホワイトバランスのとれた、明るさにムラのない表示が得られる。
【００３８】
以上のようにして算出された輝度値Ｌｒ’，Ｌｇ’，Ｌｂ’を色度補正データとして補正データメモリ１８に表２のように保存する。これを手順２とする。
【００３９】
【表２】
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測定のときには最大輝度の電流を供給したので、Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂはそれぞれ１００％の階調データに該当する。
【００４０】
これに対して（１’）〜（３’）から求めた輝度は、それ以下になる。その階調データは、ＲについてはＬｒ’／Ｌｒ×１００（％）、ＧについてはＬｇ’／Ｌｇ×１００（％）、ＢについてはＬｂ’／Ｌｂ×１００（％）である。
【００４１】
外部から入力される０％〜１００％の階調データは、この範囲の階調データに変換されて表示パネルに送られる。例えばＲについては最大輝度がＬｒ’／Ｌｒ×１００（％）なので、これを改めて１００％の階調レベルとし、中間の階調データもＬｒ’／Ｌｒを乗じた階調データに変換される。このように手順１で取得した小区画毎のＲ，Ｇ，Ｂ各色の輝度と、手順２で算出した小区画毎のＲ，Ｇ，Ｂ各色の輝度との比を補正係数として算出し画面補正データを得る。これを手順３とする。
【００４２】
図３は、本発明のホワイトバランスと輝度の補正手段を備えたＥＬ表示装置の構成を示すブロック図である。
【００４３】
図３において、２１は有機ＥＬ表示装置、２２は画面補正データメモリ、２３は画像信号制御ブロック、２４はパネル駆動用回路、２５は表示パネルである。
【００４４】
画面補正データである補正係数は、図２に示す有機ＥＬ表示装置２１の画面補正データメモリ２２に表３に示す形で保存されている。
【００４５】
【表３】
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有機ＥＬ表示装置２１は、各画素へのビデオ信号に対し、画面補正データメモリ２２から各画素へ対応するＲ，Ｇ，Ｂ各色の補正データを取り出し、その補正データをビデオ信号に乗算して、補正済みビデオ信号としてデータ線制御回路に出力する。有機ＥＬ表示装置２１の各画素は、輝度及び色度を補正したビデオ信号をもとに発光する。
【００４６】
このようにして、カラー表示可能な画像表示装置において、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の輝度及び色度を測定して画面補正データを算出することで、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色で色度面内分布のある表示装置であっても、輝度ムラ及び色ムラを抑えた均一な表示品質を得ることができる。
【００４７】
また、以上の説明では１回の計測データから画面補正データを算出したが、それに限るものではなく、一度算出した補正データを参照して出力したものを再度計測して画面補正データを再算出してもよい。この工程を数回繰り返すことで、精度よく補正データを作成することができる。
【００４８】
本実施形態においては、表示パネル内を所定サイズの小区画に分割して補正データを持つとした。小区画のサイズは、輝度・色度が比較的均一に収まっている範囲にとることができる。またメモリ容量と、コストにも制約を受ける。
【００４９】
必要な場合は、小区画を一つの画素として全ての画素単位でＲ，Ｇ，Ｂそれぞれ補正データを持っていても構わない。
【００５０】
上記説明においては、単一の輝度において画面補正データ演算を行うとした。
【００５１】
本発明はそれに限るものではなく、複数の階調毎に同様の画面補正データ演算を実施してもよい。２５５階調まで表示する表示装置においては、階調２５５、階調１５０、階調５０といったいくつかの階調レベル毎に、本実施形態で説明した補正データを作ってもよい。補正データを作成しない中間階調の補正は、各階調で有する補正データをもとに線形補完して算出する。この効果により、階調レベルによって発現する輝度ムラ・色ムラが異なる場合でも、均一な表示品質を得ることができる。
【００５２】
また、本実施形態ではＲ，Ｇ，Ｂの３色出力の画像表示装置について説明したが、それに限るものではない。色数が増えても混色した場合の色度計算は同様にできるので、３色以上の色を出力可能な画像表示装置であってもよい。例えば、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４色出力の画層表示装置にも適応される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態における、画像表示装置の画面補正データ作成方法が適用される画面補正データ演算システムを示す図
【図２】画面補正データ演算の流れの手順を示すフローチャート
【図３】本発明のホワイトバランスと輝度の補正手段を備えた有機ＥＬ表示装置の構成を示すブロック図
【図４】従来例であるＬＣＤ表示装置の表示ムラの補償方法を示す概略図
【図５】他の従来例である投写型画像表示装置の補正データの作成方法を示すブロック図
【符号の説明】
【００５４】
１１…カメラ装置
１２…カメラ制御ブロック
１３…システム制御ブロック
１４…演算ブロック
１５…輝度・色度データメモリ
１６…パネル制御ブロック
１７…有機ＥＬ表示パネル
１８…補正データメモリ
２１…有機ＥＬ表示装置
２２…画面補正データメモリ
２３…画像信号制御ブロック
２４…パネル駆動用回路
２５…表示パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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