JP2006106120A

JP2006106120A - 映像表示装置及び映像信号処理装置

Info

Publication number: JP2006106120A
Application number: JP2004289119A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Arai; 隆之新井; Tsutomu Sakamoto; 務坂本; Toshio Obayashi; 稔夫尾林; Masao Yanagimoto; 正雄柳本; Yasukimi Ogawara; 康公大河原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-20
Also published as: US20060066643A1

Abstract

【課題】表示画素毎に輝度のばらつきがあるディスプレイを用いた場合においても、従来に比べて良好な映像表示を行うことのできる映像表示装置及び映像信号処理装置を提供する。
【解決手段】判定部２０では、表示画素毎のディザテーブルと、入力信号（１２ビット）の下位２ビットの数値とを比較し、この入力信号の下位２ビットの数値がディザテーブルデータより大きい場合は１をその他の場合は０を加算器２２に出力し、補正メモリ２１から読み出された輝度むら補正値に加算して補正する。この補正された輝度むら補正値が乗算器２３によって入力信号に乗算される。
【選択図】図２

Description

本発明は、映像表示装置及び映像信号処理装置に係り、特に表示画素毎の輝度のばらつき（輝度むら）を補正する機能を備えた映像表示装置及び映像信号処理装置に関する。

従来から、映像表示装置として、例えば、フィールドエミッションタイプの素子を用いた平面型の映像表示装置であるＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレイ）が知られている。このような映像表示装置では、素子の特性の相違によって表示画素毎の輝度のばらつき（輝度むら）が発生する。このため、表示画素毎の輝度むらを予め測定し、この測定結果から輝度むら補正値を求め、この輝度むら補正値を補正値メモリに格納しておき画像信号を補正する輝度むら補正機能を設けることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

上述した映像表示装置において、入力された映像信号は、前述した輝度むら補正値による補正がなされ、さらに逆ガンマ補正される。また、ディスプレイのドライバに伝送するデータのビット数には、例えば、８ビットや１０ビット等の制限があり、それ以上の階調表示を行うために、ディザや誤差拡散といった多階調化処理を行うことが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−１５７３０９号公報特開２００２−９１３７１号公報

上記多階調化処理を行うための多階調化処理回路は、一般的に、ディスプレイのドライバ出力の前段に配置されることが多い。しかしながら、このような構成の場合、表示画素毎に輝度のばらつきがあるようなディスプレイにおいては、表示画素毎に輝度特性が異なるため、輝度むら補正と多階調化処理との相性が悪く、これらの処理が干渉し、良好な特性を得ることができない場合があるという課題があった。また、輝度むら補正値はデジタルのデータであるため、少なからず誤差を含んでいる。このため、静的な輝度むらが発生する可能性があるという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、表示画素毎に輝度のばらつきがあるディスプレイを用いた場合においても、従来に比べて良好な映像表示を行うことのできる映像表示装置及び映像信号処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の映像表示装置は、複数の表示画素を備えた映像表示手段と、前記映像表示手段によって映像表示するための映像信号を入力する手段と、前記表示画素毎の輝度むら補正値を格納する補正メモリと、前記入力された前記映像信号を判定する判定手段と、前記補正メモリから読み出された輝度むら補正値に演算を行う演算手段と、前記演算手段によって演算された前記輝度むら補正値によって前記映像信号を補正する手段とを具備したことを特徴とする。

また、本発明の映像信号処理装置は、複数の表示画素を備えた映像表示手段によって映像表示を行うための映像信号処理装置であって、前記映像表示手段によって映像表示するための映像信号を入力する手段と、前記表示画素毎の輝度むら補正値を格納する補正メモリと、前記入力された前記映像信号を判定する判定手段と、前記補正メモリから読み出された輝度むら補正値に演算を行う演算手段と、前記演算手段によって演算された前記輝度むら補正値によって前記映像信号を補正する手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、表示画素毎に輝度のばらつきがあるディスプレイを用いた場合においても、従来に比べて良好な映像表示を行うことのできる映像表示装置及び映像信号処理装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る映像表示装置の要部概略構成を示すもので、同図において１１は入力端子、１２はＡ／Ｄ変換部、１３は映像信号処理回路、１４は輝度むら補正部、１５は逆ガンマ補正回路、１６は駆動回路／ドライバ、１７は映像表示手段としての平面型のディスプレイである。

入力端子１１には、図示しない受信手段で受信された放送信号から抽出されるアナログ映像信号等が入力される。この入力端子１１に入力されたアナログ映像信号は、Ａ／Ｄ変換部１２に入力され、ここでデジタル信号に変換される。このデジタル信号は次に映像信号処理回路１３に入力され、ここでブライト、コントラスト等の処理が施される。入力信号がデジタル信号の場合、Ａ／Ｄ変換部１２を通らず、映像信号処理回路１３に入力される。

この後、映像信号は、輝度むら補正部１４に入力され、後述する輝度むら補正値によって補正される。そして、最後に逆ガンマ補正回路１５に入力され、ここで逆ガンマ補正がなされた後、駆動回路／ドライバ１６に入力され、平面型のディスプレイ１７に映像が表示される。

上記ディスプレイ１７は、横（水平）方向に伸びるｍ（例えば７２０）本の走査線と、これらの走査線に交差して縦（垂直）方向に伸びるｎ（例えば１２８０×３）本の信号線と、これらの走査線と信号線との交差位置近傍に配置されるｍ×ｎ（例えば約２７６万）個の表示画素とを有する。各カラー表示画素は水平方向において隣接する３個の表示画素により構成される。このカラー表示画素は、３個の表示画素がそれぞれ表面伝導型電子放出素子を具備しており、各表示画素は、これらの表面伝導型電子放出素子から放出される電子ビームによって発光する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体を具備している。

図２は、上記輝度むら補正部１４の構成を示すもので、同図において２０は判定部、２１は補正メモリ、２２は加算器、２３は乗算器である。なお、図２及び後述する図５において、１０ビット、１２ビットと記載されているのは、各部からの出力信号のビット数を示している。図２においては、輝度むら補正部１４の前段に設けられた前述した図１の映像信号処理回路１３からは、映像信号として１２ビットの信号が入力される。そして、輝度むら補正部１４から出力される信号は、駆動回路／ドライバ１６の仕様に応じた１０ビットの信号となっている。

上記補正メモリ２１には、各表示画素毎の輝度むら補正値が記憶されている。輝度むら補正値は、各表示画素毎に異なる電子放出特性を補正して輝度を均一化するためのものである。この輝度むら補正値を求める方法は種々のものが知られている。表面伝導型電子放出素子の場合、所定のテスト信号を印加した際に流れる電流値は、放出される電子ビームの強度と相関関係がある。このため、例えば、各表示画素（素子）に流れる電流を測定することによって、その電子ビーム強度、つまり、表示画素の輝度を知ることができる。このため、例えば、所定のテスト信号を印加した際に流れる電流の設計値と、実際に測定した電流の測定値とを比較し、設計値を測定値で除算する方法等によって輝度むら補正値を求めることができる。この補正メモリ２１からは、入力された映像信号によって発光する表示画素毎にその輝度むら補正値が呼び出され、加算器２２に出力される。

図４のフローチャートは、輝度むら補正部１４の動作を示すものである。同図に示すように、判定部２０では、１２ビットの入力信号のうち、下位２ビットの数値を、例えば、図３に示すような表示画素毎のディザテーブルと比較する（１０１）。

そして、例えば、入力信号の下位２ビットの数値がディザテーブルデータより大きい場合は（１０２）、１を加算器２２に出力して読み出された輝度むら補正値に加算する（１０３）。一方、その他の場合は０を加算器２２に出力して読み出された輝度むら補正値に加算する（１０４）。

したがって、入力信号の下位２ビットの数値がディザテーブルデータより大きい場合は、補正メモリ２１から読み出された輝度むら補正値がプラス１される。そして、この補正された輝度むら補正値が乗算器２３によって、映像信号（入力信号）に乗算され、出力される（１０５）。

これによって、図１に示したディスプレイ１７に表示される映像は、１０ビットの信号によって駆動されるにもかかわらず、１２ビットの信号を用いた場合と同様な多階調化された映像とすることができる。

上記構成の本実施形態では、別途に多階調化回路を設けることなく、輝度むら補正部１４において補正メモリ２１から読み出される輝度むら補正値を、判定部２０による判定結果に基づいて補正することにより、多階調化を実現することができる。また、このような多階調化のための処理を、輝度むら補正部１４における輝度むら補正と同時に行うので、輝度むら補正と多階調化のための処理とが干渉することなく、良好な表示特性を得ることができる。

図５は、第２の実施形態に係る輝度むら補正部１４ａの構成を示すものであり、この輝度むら補正部１４ａは、図１に示した映像表示装置に、輝度むら補正部１４に換えて配置されるものである。図５において２１は補正メモリ、２２は加算器、２３は乗算器であり、３０は、入力信号のうちのＨＤ（水平同期信号）及びＶＤ（垂直同期信号）に基づいて、加算器２２に補正信号を出力する判定部である。

補正メモリ２１に記憶されている輝度むら補正値は、デジタルデータであるため、少なからず誤差を含んでいる。すなわち実際の輝度は、アナログ値であるのに対して、このアナログ値を切り上げ或いは切り捨てしてデジタルデータにしているため、輝度むら補正値はその分の誤差を含んでいる。このため、図１に示したディスプレイ１７に表示される映像には、この誤差によって静的な輝度むらが発生する可能性がある。この第２の実施形態に係る輝度むら補正部１４ａは、このようなデジタルデータの誤差に基づく静的な輝度むらの発生を防止し、良好な映像表示を実現するものである。

上記判定部３０は、上述した輝度むら補正値の誤差を平均化するように、輝度むら補正値を補正するための補正信号を出力する。この補正信号としては、例えば図６に示すように、０と１の出力を表示画素毎に行い、奇数フレームと偶数フレームによってこの出力を反転するようなものが有効である。

図７は、上記輝度むら補正部１４ａの動作を示すものである。同図に示すように、判定部３０では、奇数フレームか偶数フレームかを判断し（２０１）、奇数フレームの場合は、表示画素毎に、予め設定されている順序、例えば交互に、０又は１の信号を出力し、加算器２２にて補正メモリ２１から読み出された輝度むら補正値に加算する（２０２）。

一方、上記判断の結果偶数フレームの場合は、上記の順序を反転、つまり、０を出力する表示画素と１を出力する表示画素を反転させて出力し、このデータを加算器２２にて補正メモリ２１から読み出された輝度むら補正値に加算する（２０３）。

そして、上記のようにして補正した輝度むら補正値を乗算器２３によって、映像信号（入力信号）に乗算し、出力する（２０４）。

これによって、デジタルデータである輝度むら補正値が含む誤差により、静的な輝度むらが発生することを防止することができ、良好な表示特性を得ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であることは勿論である。例えば、判定部２０から出力される補正信号は、図３に示されるディザテーブルに基づくもの以外でも良く、多階調化する効果のあるものであれば他のものでもよい。また、判定部３０から出力される補正データについても、図６に示されるものに限らない。例えば、０−１の補正信号ではなく、０−２等さらに補正信号に幅を持たせることもできる。

本発明の実施形態に係る映像表示装置の構成を示す図。図１の映像表示装置の輝度むら補正部の構成を示す図。判定部における判定に使用されるディザテーブル例を示す図。図２の輝度むら補正部の動作を説明するためのフロー図。本発明の第２の実施形態に係る映像表示装置の輝度むら補正部の構成を示す図。判定部からの出力の例を説明するための図。図５の輝度むら補正部の動作を説明するためのフロー図。

符号の説明

１１…入力端子、１２…Ａ／Ｄ変換部、１３…映像信号処理回路、１４…輝度むら補正部、１５…逆ガンマ補正回路、１６…駆動回路／ドライバ、１７…ディスプレイ、２０…判定部、２１…補正メモリ、２２…加算器、２３…乗算器。

Claims

複数の表示画素を備えた映像表示手段と、
前記映像表示手段によって映像表示するための映像信号を入力する手段と、
前記表示画素毎の輝度むら補正値を格納する補正メモリと、
前記入力された前記映像信号を判定する判定手段と、
前記補正メモリから読み出された輝度むら補正値に演算を行う演算手段と、
前記演算手段によって演算された前記輝度むら補正値によって前記映像信号を補正する手段と
を具備したことを特徴とする映像表示装置。
前記演算手段は、入力された前記映像信号を判定して０又はｎ（ｎは整数）を出力し、この出力が加算器によって前記輝度むら補正値に加算されて補正されることを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
前記判定手段は、入力された前記映像信号の下位ｍビット（ｍは整数）の値と、予め設定されたディザテーブルの値とを比較し、下位ｍビット（ｍは整数）の値がディザテーブルの値より大きい場合にｎ（ｎは整数）を出力し、それ以外の場合に０を出力するよう構成されたことを特徴とする請求項２記載の映像表示装置。
前記判定手段は、表示画素毎に、予め設定されている順序で０又はｎ（ｎは整数）を出力し、フレーム毎に、０を出力する表示画素とｎ（ｎは整数）を出力する表示画素とを反転させることを特徴とする請求項２記載の映像表示装置。
複数の表示画素を備えた映像表示手段によって映像表示を行うための映像信号処理装置であって、
前記映像表示手段によって映像表示するための映像信号を入力する手段と、
前記表示画素毎の輝度むら補正値を格納する補正メモリと、
前記入力された前記映像信号を判定する判定手段と、
前記補正メモリから読み出された輝度むら補正値に演算を行う演算手段と、
前記演算手段によって演算された前記輝度むら補正値によって前記映像信号を補正する手段と
を具備したことを特徴とする映像信号処理装置。