補正値の決定方法
【課題】変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を簡易且つ精度よく決定するための技術を提供する。
【解決手段】本発明の補正値の決定方法は、表示素子の特性差に起因した輝度むらと変調回路の特性差に起因した輝度むらとを含む第１の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第１の輝度値を算出する第１工程と、第１工程で表示した第１の画像よりも変調回路の特性差に起因した輝度むらの少ない第２の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第２の輝度値を算出する第２工程と、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する補正値を算出する第３工程と、を含む。
【解決手段】本発明の補正値の決定方法は、表示素子の特性差に起因した輝度むらと変調回路の特性差に起因した輝度むらとを含む第１の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第１の輝度値を算出する第１工程と、第１工程で表示した第１の画像よりも変調回路の特性差に起因した輝度むらの少ない第２の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第２の輝度値を算出する第２工程と、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する補正値を算出する第３工程と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置における輝度むらを補正するための補正値の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面型表示装置（ＦＰＤ）として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、電界放出型表示装置（ＦＥＤ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）等が知られている。
このような平面型表示装置では、基板上に多数の表示素子を形成する必要がある。これらの表示素子の特性は、製造条件等のわずかな違いにより影響を受ける。そのため、一般に、平面型表示装置に含まれる全ての表示素子の特性を完全に均一にすることは困難である。この表示特性の不均一さが表示装置の輝度ばらつき（輝度むら）の原因となり、画質の劣化の原因となる。
【０００３】
例えば、電界放出型表示装置の場合、電子放出素子として、表面伝導型、スピント型、ＭＩＭ型、カーボンナノチューブ型等の電子放出素子が用いられている。電子放出素子の製造条件等の違いにより電子放出素子の形状等が異なると、電子放出素子の電子放出特性も異なることとなる。その結果、電界放出型表示装置において輝度むらが生じ、画質が劣化してしまう。
【０００４】
かかる課題に対し、各表示素子の発光特性に応じて画像信号（輝度データ）を補正する構成が提案されている。
例えば、各表示素子の全階調に対して、補正値テーブルを設ける構成が提案されている（特許文献１参照）。しかし、この構成を採用した場合、表示素子数や階調数が増加すると必要となる補正値テーブルの容量が大きくなってしまう。また、補正値テーブルを決定するための測定に要する時間や計算に要する時間が極めて長くなってしまう。そのため、補正値テーブルの容量が小さく（コストが低く；簡易に）、短時間で正確な補正値を決定できる方法が望まれていた。
そのような問題に鑑みた従来技術は、例えば、特許文献２に開示されている。具体的には、特許文献２に開示の構成では、全階調に対して補正値テーブルを設けるのではなく、特定の階調に対してのみ補正値テーブルが設けられる。そして、補正値テーブルの設けられていない階調に対しては、補正値テーブルを線形関数やより高次の関数を用いて補間して補正値が得られる。
また、走査配線や変調配線の抵抗や静電容量の相違を補正する補正データを設けることで、走査配線や変調配線の抵抗や静電容量の相違に起因する輝度むらを低減する構成が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２２５９８号公報
【特許文献２】米国特許第６０９７３５６号明細書
【特許文献３】特開２００６−０４７５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の構成では、有機ＥＬ素子や電子放出素子のように表示素子特性のばらつきが大きい素子を用いた画像表示装置において、必ずしも十分に輝度むらを補正す
ることが出来なかった。
例として、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式で単純マトリクス駆動する電界放出型表示装置において、特許文献２に開示されている構成で輝度むらを補正した場合について説明する。この場合、補正値テーブルが設けられた階調近傍での輝度むらや電子放出特性のばらつきに起因した輝度むらは比較的良好に低減できる。しかしながら、低階調側で且つ補間によって得られた補正値が用いられる階調(補正値を求める為の輝度計測を行っていない階
調)で筋状（縦筋または横筋）の輝度むらが発生するという課題があった。
【０００７】
また、特許文献３に開示されている構成の場合、走査配線や変調配線の電気抵抗や静電容量に起因したパネル面内でなだらかに変化する（低周波な）輝度むらは比較的良好に低減できる。しかしながら、パネル面内の電気特性分布に起因した輝度むら以外の高周波な輝度むらがランダムにある場合、その輝度むらを補正するための補正値の決定が困難であり、輝度むらを十分に低減することができないという課題があった。
【０００８】
このような課題について、本発明者が鋭意検討した結果、上記の低階調側で発生する筋状の輝度むらやランダムに発生する高周波な輝度むらは、各表示素子に変調信号を印加する変調回路の特性のばらつき（特性差）が主な原因であることを見出した。具体的には、複数の変調回路を構成する複数のＩＣ（或いはＩＣ内の複数のチャンネル）の特性が均一ではないことが上記輝度むらの主な原因であることを見出した。
【０００９】
図１に、複数の変調回路（ＰＷＭ変調回路）が４つの駆動ＩＣ（１つの駆動ＩＣは８０個の出力チャンネルを有する）で構成される場合の、各出力チャンネルのパルス電圧の立下りタイミングの計測結果（基準値からのずれ）の一例を示す。図１から、立下りタイミングは、出力チャンネルによっては２５％程度ばらつくことがわかる。表示された画像において、立下りタイミングが遅い出力チャンネルを用いて駆動される表示素子に対応する位置（ライン）は明るくなり、立下りタイミングが早い出力チャンネルを用いて駆動される表示素子に対応する位置（ライン）は暗くなる。そのため、立下りタイミングのばらつきによって、筋状の輝度むら（筋むら）が発生し、画質が低下してしまう。また、立下りタイミングのばらつきは出力チャンネルによって異なるが、ＩＣ間では同様のばらつきの傾向を示している。つまり、立下りタイミングのばらつきは、ＩＣ間でのばらつきである第１のモード（オフセット）と、ＩＣ内の固有のばらつきである第２のモード（ＩＣ内分布）と、チャンネル毎のランダムなばらつきである第３のモード（個別ばらつき）にわけることができる。
【００１０】
しかしながら、チャンネル毎（変調回路毎）の立下りタイミングのばらつきを計測する際には、以下のことが必要とされ、現実的ではない。
（１）ナノ秒以下の誤差で計測すること
（２）短時間に計測すること
（３）専用のテスタを開発すること
（４）変調回路を画像表示装置に実装する際の製造条件のばらつきによる輝度むらを考慮すること
また、画像表示装置に駆動回路（走査回路、変調回路）を実装した状態でチャンネル毎の立下りタイミングのばらつきを計測する方法として、各チャンネルからの信号を電気的に計測する方法が考えられる。しかしながら、そのような方法は計測精度的にも時間的にも現実的ではない。
そのため、補正値を簡易且つ精度よく決定する方法が望まれている。
【００１１】
本発明は、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を簡易且つ精度よく決定するための技術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】
【００１２】
本発明の補正値の決定方法は、マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、走査配線を介して表示素子に走査信号を印加する走査回路と、変調配線毎に設けられ、変調配線を介して表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有する画像表示装置における、補正回路で用いられる補正値の決定方法であって、表示素子の特性差に起因した輝度むらと変調回路の特性差に起因した輝度むらとを含む第１の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第１の輝度値を算出する第１工程と、第１工程で表示した第１の画像よりも変調回路の特性差に起因した輝度むらの少ない第２の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第２の輝度値を算出する第２工程と、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する補正値を算出する第３工程と、を含む。
【００１３】
本発明の補正方法は、マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、走査配線を介して表示素子に走査信号を印加する走査回路と、変調配線毎に設けられ、変調配線を介して表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有する画像表示装置における、補正回路による補正方法であって、上記補正値の決定方法により決定された補正値を用いて、入力された輝度データを補正する工程と、補正された輝度データに基づいて変調信号を生成する工程と、を含む。
【００１４】
本発明の画像表示装置は、マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、走査配線を介して表示素子に走査信号を印加する走査回路と、変調配線毎に設けられ、変調配線を介して表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有し、補正回路は、変調回路毎の補正値を記憶しており、補正値は、上記補正値の決定方法により決定された補正値である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を簡易且つ精度よく決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】変調回路のパルス電圧の立下りタイミングの一例を示す図。
【図２】変調信号の一例を示す図。
【図３】第１工程及び第２工程で印加する変調信号の一例を示す図。
【図４】第１工程及び第２工程で印加する変調信号の一例を示す図。
【図５】第１〜３の輝度値及び補正値の算出方法の一例を示す図。
【図６】画像表示装置の概略図。
【図７】第１〜３の輝度値及び図５（Ｄ）の演算結果の一例を示す図。
【図８】本実施例における変調信号補正部の構成の一例を示す図。
【図９】本実施例の効果を示す図。
【図１０】補正値の決定方法の流れの一例を示す図。
【図１１】補正値の決定方法の流れの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態に係る補正値の決定方法は、マトリクス状に配置された複数の表示素子、複数の走査配線、複数の変調配線、走査回路、複数の変調回路、補正回路を有する画像表示装置における、補正回路で用いられる補正値の決定方法である。なお、走査回路は、走査
配線を介して表示素子に走査信号を印加する。複数の変調回路は、変調配線毎に設けられ、変調回路を介して表示素子に変調信号を印加する。補正回路は、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する。
【００１８】
また、本実施形態に係る補正値の決定方法によれば、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を高精度に決定できる。そのため、本発明は、変調回路の特性差に起因した輝度むらが画像に顕著に現れる画像表示装置において、好適に適用できる。
具体的には、ＰＷＭを含む変調回路（変調信号の少なくともパルス幅を変調する変調回路）で単純マトリクス（インパルス）駆動をする場合、アクティブマトリクス駆動をする場合に比べて、パルス幅は極端に小さい（走査線数分、デューティーが小さくなる）。そのため、変調回路の特性差に起因する輝度むら（筋むら）がより顕著に発生する。例えば、走査配線数が１０８０本、フレーム周波数が１２０Ｈｚ、階調が１０ｂｉｔ（１０２４階調）の画像表示装置をＰＷＭ駆動する場合、１水平走査期間は約８μｓ（≒１／１２０／１０８０ｓ）となる。そして、１階調分の期間は約８ｎｓ（≒８／１０２４μｓ）に相当することになる。そのため、パルス幅が８ｎｓばらつくと、階調値が１０２４の場合に約０．１％（≒８ｎｓ／８μｓ）、１０の場合に約１０％、１の場合に約１００％、輝度値が変化してしまう。したがって、本発明は、ＰＷＭを含む変調回路を用いて、表示素子を単純マトリクス（インパルス）駆動をする画像表示装置に好適に適用できる。なお、本実施形態に係る補正値の決定方法では、ＰＨＭ(パルス振幅変調)やＰＷＭ(パルス幅変調)などの変調方式（変調回路）によらず補正値を決定することができる。
【００１９】
また、最大電圧振幅が１０Ｖ、階調が１０ｂｉｔの画像表示装置をＰＨＭ駆動する場合、電圧振幅が１０ｍＶばらつくと、階調値が１０２４の場合に約０．１％（≒１０ｍＶ／１０Ｖ）、１０の場合に約１０％、１の場合に約１００％、電圧が変化してしまう。電圧−輝度特性がリニアの場合には、そのような電圧のむらがそのまま輝度むらになってしまう。また、ＥＬ素子や電子放出素子では、印加する電圧に対して輝度値が指数関数的に変化するため、そのような輝度むらがより顕著に発生する。したがって、本発明は、ＰＨＭを含む変調回路を用いて、ＥＬ素子や電界放出素子（電子放出素子）を駆動する画像表示装置に好適に適用できる。なお、本実施形態に係る補正値の決定方法では、表示素子の種類によらず補正値を決定することができる。
また、本実施形態に係る補正値の決定方法で決定された補正値を用いれば、表示素子の特性差に起因した輝度むらの大きさによらず、変調回路の特性差に起因した輝度むらを精度良く補正できる。
【００２０】
＜第１の決定方法＞
以下に、本実施形態に係る補正値の決定方法の一例（第１の決定方法）について説明する。
まず、１つの階調値に対応する補正値の決定方法の例について説明する。
第１の決定方法では、図１０に示すように、第１〜３工程を経て補正値を決定する。第１工程では、表示素子の特性差に起因した輝度むらと変調回路の特性差に起因した輝度むらとを含む画像（第１の画像）を表示する。そして、各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第１の輝度値を算出する。第２工程では、第１工程で駆動した複数の表示素子を駆動して第１工程で表示した第１の画像よりも変調回路の特性差に起因した輝度むらの少ない画像（第２の画像）を表示する。そして、各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な値である第２の輝度値を算出する。第３工程では、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する補正値を算出する。
【００２１】
第１の画像は、複数の変調回路から複数の変調配線にそれぞれ変調信号を印加すること
により表示される画像である。第１の画像を表示するために各変調配線に印加される変調信号は、例えばＰＷＭ方式の場合、低階調側の波形（パルス幅の小さい波形）を有する信号であることが好ましい。パルス幅の小さい波形には、変調回路の特性差（立下りタイミングのばらつき）が大きく影響するため、そのような信号を用いることにより、変調回路の特性差が顕著に輝度むらとして現れる第１の画像を表示することができる。
【００２２】
第２の画像は、例えば、１つの変調回路から複数の変調配線に共通の変調信号を印加することにより表示される画像である。具体的には、全ての変調配線に共通の電位が印加されるように、全ての変調配線を導体冶具で接続する。それにより、変調回路の特性差に起因した輝度むらが抑制された第２の画像を表示することが可能となる。このような方法は、図２（Ｂ）のようなＰＨＭ方式の場合に好適に利用できる。ＰＨＭ方式は、ＰＷＭ方式に比べて低階調側を表現し易い方式であるが、高精度の電圧が要求されるため変調回路の特性差が輝度むらとして現れ易い方式である。
【００２３】
また、第１の画像と第２の画像とで、表示素子の特性差に起因した輝度むらは等しいことが望ましい。具体的には、表示素子が電子放出素子である場合、特開２００８−１４５４９４号公報などに開示されているように、表示素子の特性差に起因した輝度むらは、表示素子の電圧−放出電流特性のばらつきに起因する。即ち、表示素子の特性差は印加電圧に依存する。そのため、第２工程では、走査信号と変調信号の電位差が第１工程での電位差と等しくなるように走査信号及び変調信号（駆動信号）を印加することが望ましい。具体的には、第１工程で図４（Ａ）に示すような駆動信号を用いた場合、第２工程では図４（Ｂ）に示すように図４（Ａ）と同じ駆動信号を１つの変調回路から各変調配線へ印加すればよい。走査信号と変調信号の電位差が第１工程での電位差と等しくなれば、図４（Ｃ）に示すように走査信号と変調信号の比を第１の工程での比と異ならせてもよい。
【００２４】
また、複数の変調回路から複数の変調配線にそれぞれ、第１の画像を表示する際に印加した変調信号よりも大きいパルス幅を持つ変調信号を印加することにより表示される画像を第２の画像としてもよい。この方法は、変調回路が、例えば、図２（Ａ）に示すような変調信号を出力する回路、図２（Ｃ）に示すようなＰＷＭ方式の回路などである場合に適用できる。パルス幅を大きくすれば、変調回路の特性差（立下りタイミングのばらつき）がほぼ無視できるため、上述した導体冶具を用いずに（より簡易な構成で）、変調回路の特性差に起因した輝度むらが抑制された第２の画像を表示することができる。
【００２５】
また、第１，２工程では、輝度むらの補正を行わずに表示素子を駆動して、各表示素子の輝度値を測定する。その際、測定精度を高めるため（精度よい補正値を得るため）に、上記測定はＲ、Ｇ、Ｂ別に（表示素子の色毎に）行うことが好ましい。
例えば、Ｒに対応する表示素子に対して上記測定を行う場合には、Ｒに対応する表示素子（変調配線）にのみ上述した変調信号を印加して、走査方向に線順次駆動すればよい。そのとき、Ｇ、Ｂに対応する表示素子（変調配線）にはＧｎｄ電圧を印加すればよい。それにより、選択された行と列に接続されている表示素子が駆動され、Ｒに対応する表示素子の特性差に起因した輝度むらを含む（第１工程の場合には、Ｒに対応する変調回路の特性差に起因した輝度むらを更に含む）画像が表示される。そして、ＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラ等を用いて、各表示素子の輝度値が測定される。
【００２６】
また、第１，２工程では、１配線につき１つ以上の表示素子を駆動すればよい。例えば、フルＨＤ（列×行＝１９２０×１０８０画素）の画像表示装置において、１画素を構成する３つの表示素子（Ｒ、Ｂ、Ｇの表示素子）が行方向に配列されており、変調配線が列配線（列方向に並ぶ表示素子に共通の配線）であるものとする。その場合には、少なくとも、５７６０(＝１９２０×３)本の変調配線にそれぞれ対応する５７６０個の表示素子を駆動すればよい。そして、各表示素子の輝度値をその表示素子に接続される変調回路の第
１の輝度値とすればよい。また、変調回路の特性差がＩＣ単位で発生する場合には、１つのＩＣにつき１つ以上の表示素子を駆動すればよい。
なお、１配線につき複数(例えば１００個)の表示素子を駆動し、それらの表示素子の輝度値の平均値を第１の輝度値としてもよい。それにより、輝度値の測定誤差を低減することができる。また、第１の輝度値、第２の輝度値は、図５(Ａ)，(Ｂ)に示すように全表示素子の輝度値の平均値で規格化された値であってもよい。それにより、第１の輝度値、第２の輝度値に含まれる表示素子の特性差に起因した成分の基準（単位）を統一することができる。
【００２７】
第１の輝度値は、表示素子の特性差と変調回路の特性差に起因した成分を含んでいる。第２の輝度値は、第１の輝度値に比べ変調回路の特性差に起因した成分の少ない値（望ましくは表示素子の特性差に起因した成分が第１の輝度値のそれと等しく、変調回路の特性差に起因した成分が０）である。そして、第１の輝度値を第２の輝度値で除算することにより、変調回路の特性差に起因した成分を表す輝度比を得ることができる。また、該輝度比の逆数を入力される映像信号（輝度データ）に乗算すれば、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。第３工程では、第２の輝度値を第１の輝度値で除算した値を補正値とする。なお、補正値は、この値に限らない。補正値の算出方法は、補正方式や回路構成の違いに応じて適宜決定すればよい。
以上のようにして、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を簡易に決定することができる。
【００２８】
なお、変調回路の構成や補正回路の構成により、１つの階調値について補正値を決定すればよい場合もあれば、階調値毎に補正値が必要な場合もある。
具体的には、一般的なＰＷＭ方式の場合、階調値毎の変調信号は変調回路内の共通の部位(クロックパルスを伝達する配線やバッファなど)で発生されるため、変調回路の特性差は階調値によらず一定となる。そのため、１つの階調値について補正値を決定すれば、全階調値に対してその補正値を適用できる。
一方、ＰＨＭ方式の場合、階調値毎の変調信号は、それぞれ、変調回路内の独立の部位(ラダー抵抗、出力抵抗、出力アンプなど)を用いて発生されるため、それらの部位のばらつきにより、変調回路の特性差は階調値毎に異なることとなる。そのため、階調値毎に補正値が必要となる。
階調値毎に補正値が必要となる場合には、第１，２工程で１つの変調配線に接続された複数の表示素子にそれぞれ異なる階調値に対応する変調信号を印加すればよい。例えば、階調値１〜１００にそれぞれ対応する１００個の補正値を決定する場合、１行目の表示素子を階調値１、２行目の表示素子を階調値２、・・・、１００行目の表示素子を階調値１００に対応する変調信号で駆動して各表示素子の輝度値を測定すればよい。それにより、複数の階調値にそれぞれ対応する複数の補正値を一括で決定することができる。なお、表示素子の電圧−放出電流特性は定型であるため、第２の工程では、各表示素子の輝度値を数階調値分測定し、他の階調値に対応する輝度値は測定値を適当な関数で補間することにより決定してもよい。そのような方法を用いれば、第２の工程をより簡略化することができる。
【００２９】
＜第２の決定方法＞
以下に、本実施形態に係る補正値の決定方法の別の例（第２の決定方法）について説明する。なお、第１の決定方法と同じ部分については説明を省略する。
第２の決定方法では、図１１に示すように、図１０の第２工程と第３工程の間に第４工程を更に行う。
【００３０】
第４工程では、第１の画像と輝度が異なる第３の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、図５（Ｃ）に示すように（第１，２の輝度値と同様に）、該測定結果から変調回
路毎に表示素子の代表的な輝度値である第３の輝度値を算出する。具体的には、第３の画像は、複数の変調回路から複数の変調配線に、それぞれ、第１工程で印加した変調信号の階調値より１つ大きい階調値に対応する変調信号を印加することにより表示される画像である。なお、第３の画像を表示するための変調信号はこれに限らない（第１工程で印加した変調信号の階調値より１つ小さい階調値に対応する変調信号であってもよいし、３つ、５つ大きい（小さい）階調値に対応する変調信号であってもよい）。一般的に、表示素子の電圧−放出電流特性がばらつくと、輝度と変調信号(階調値)の関係も表示素子毎に異なることとなるため、表示素子毎に第３の輝度値を算出することが好ましい。但し、表示素子のばらつきが十分小さい場合には、輝度値の階調依存性は表示素子間でほぼ同一となるため、一部の表示素子について第３の輝度値を算出し、それを全ての変調回路に適用してもよい。
【００３１】
第２の決定方法の第３工程では、図５(Ｄ)のように、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値と１との差を算出する。図５（Ｄ）の例では、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値から１を減算する（１から第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を減算してもよい）。そして、該差を、輝度値の階調依存性で規格化する。具体的には、第１の輝度値と第３の輝度値との間の変化率（（第３の輝度値−第１の輝度値）／第１の輝度値）で規格化する。それにより、変調信号(階調値相当)のばらつきを算出することができる。そのような値を補正値とすれば、映像信号（輝度データ）から補正値を加減算することにより、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。
また、例えば、第３工程で算出される値の最大値が０となるように更に規格化してもよい。即ち、「最大値からの差分」を補正値としてもよい。そのような補正値を映像信号に加算すれば、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。具体的には、立下りタイミングが遅く、無補正の場合に明るくなる表示素子はそのままの信号(補正
値＝０)で駆動し、遅延時間が小さく無補正の場合に暗くなる素子は明るくなる信号(補正値がプラス)で駆動するような補正を行うことができる。また、第３工程で算出される値
の最小値が０となるように更に規格化してもよいし、正と負の補正値が混在していてもよい。
【００３２】
第２の決定方法によれば、階調値相当のばらつきが補正値とされる。そのため、そのような補正値を用いれば、第１の決定方法で決定された補正値を用いるのに比べより簡易且つ精度よく変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。具体的には、第２の決定方法で決定された補正値を用いれば、映像信号から補正値を加減算することにより、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。そのため、映像信号に補正値を乗算するのに比べ、少ない処理負荷且つ簡易（低コスト）な回路構成で補正を行うことができる。また、第１の決定方法で決定された補正値を用いた場合、映像信号（線形データ）を変調信号（非線形データ）に変換する際に、多少の補正誤差が発生する可能性がある。具体的には、表示素子の電圧−放出電流特性のばらつきに起因する輝度値と変調信号(階調値)の関係のばらつきによって、多少の補正誤差が発生する可能性がある。第２の決定方法では、第１の輝度値と第３の輝度値との間の変化率で規格化することにより、そのような誤差をキャンセルすることができるため（輝度むらの計測誤差以外の誤差要因が入らないため）、第１の決定方法に比べてより正確な補正値を決定できる。
【００３３】
＜補正方法＞
本実施形態に係る補正方法は、本実施形態に係る決定方法で決定された補正値を用いて変調信号を補正することができればよい。具体的には、入力された輝度データを補正し、補正された輝度データに基づいて変調信号を生成できればよい。本実施形態に係る補正方法は、補正値の形式、補正の対象となる信号の種類、補正回路の具体的な構成は特に限定されない。即ち、採用する補正方式の違いに応じて補正方法を適宜設計すればよい。
【００３４】
＜画像表示装置＞
以下に、本実施形態に係る画像表示装置（とりわけ補正回路）について説明する。
本実施形態の補正回路は、輝度むらを補正するための補正値（本実施形態に係る決定方法で決定された補正値）を記憶しておく記憶回路と補正値を演算する演算回路を有する。
例えば、変調回路の特性差がＩＣ毎に発生する場合は、各ＩＣに対応したＩＣ数分の補正値（オフセット補正値）を記憶回路に格納すればよい。変調回路の特性差がＩＣ内で固有の分布をもつ場合には、ＩＣ毎の補正値と当該固有の分布に対応したＩＣ内のチャンネル数分の補正値（ＩＣ内分布補正値）を記憶回路に格納すればよい。変調回路の特性差が各変調回路毎にランダムで発生する場合には、全変調回路（全チャンネル）分の補正値（チャンネル補正値）を記憶回路に格納すればよい。
【００３５】
また、各階調毎に補正値が必要な場合は、各変調回路と各階調に対応した補正値テーブルを記憶回路に格納すればよい。そのような補正値テーブルを作成したとしても、補正値テーブルの容量は、特許文献１に開示されているような全表示素子分の補正値テーブルの容量よりも桁違いに少ない。例えば、フルＨＤで２５６階調を表示できる画像表示装置について特許文献１の構成で８ｂｉｔ精度の補正値テーブルを作成した場合、その容量は、１９２０(列)×３(ＲＧＢ)×１０８０(行)×２５６(階調)×８ｂｉｔ(量子化精度)≒１.
６Ｇとなる。一方、本構成の場合は１９２０(列)×３(ＲＧＢ)×２５６(階調)×８ｂｉｔ(量子化精度)≒１.５Ｍの容量となる。
【００３６】
補正演算回路は、変調回路の特性差に対応した補正値に基づいて変調信号が補正される構成であればよい。また、変調回路の特性差は一般に変調信号の最小刻み（１階調分の変調信号の刻み）よりも小さいため、補正値の精度は変調信号の最小刻みに制約されてしまう。よって、ＦＲＣなどのディザ回路を設けることにより変調回路の最小刻みを擬似的に細かくすることが好ましい。また、変調信号を補正すると、値が変調信号の最小値以下や最大値以上となってしまうため、適当なリミッタ回路を有することが好ましい。
【００３７】
以上のような構成により、変調回路の特性差に起因した輝度むら（筋むら）のない表示を行うことができる。
また、本実施形態に係る補正処理を実施して変調回路の特性差に起因した輝度むらを抑制した状態で、特許文献２に開示のような補正処理を更に実施すれば、特許文献２に開示の処理だけでは補正しきれなかった筋むらのない良好な画像が表示できる。なお、本実施形態に係る補正方法は、変調回路の特性差に起因した輝度むらの補正方法であって、表示素子の特性差に起因した輝度むらの補正方法は特許文献２に開示の方法に限定されない。
【００３８】
＜実施例＞
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。本実施例の画像表示装置は、表示素子として(表面伝導型)電子放出素子を図２（Ａ）のようなスルーレート制御付ＰＷＭ方式で単純マトリクス駆動する。表面伝導型電子放出素子の製造方法及び特性は、例えば特開平２−５６８２２号公報などに開示されている。
【００３９】
（画像表示装置の概要）
図６(Ａ)は、画像表示装置の全体構成を示す図である。符号１はマトリクス配線を持つマトリクスパネル（表示パネル）を示している。１００１は変調配線、１００２は走査配線、１００３は高電圧が印加されているフェースプレート、２は表示素子のばらつきに起因した輝度むらを補正するためのＩＶむら補正部を示す。９０１はディジタル画像信号を受信するＲＧＢ入力部、９０２は画像信号に逆ガンマ補正を行う階調補正部を示す。９０３はＲＧＢパラレルに入力される画像データをマトリクスパネルのＲＧＢ蛍光体の配列に対応して並び替えるデータ並び替え部、９０４は変調ドライバの非線形性や蛍光体の飽和特性を補正するためのリニアリティ補正回路を示す。９０５は、変調回路の特性差を補正
するための変調信号補正部を示す。９０６は変調ドライバ、９０７は走査ドライバ、９０８は高圧電源を示す。ＲＧＢ入力部９０１、階調補正部９０２、データ並び替え部９０３、ＩＶむら補正部２、リニアリティ補正回路９０４、変調信号補正部９０５、変調ドライバ９０６、走査ドライバ９０７、高圧電源９０８が本実施例における駆動回路を構成している。また、変調ドライバ９０６は、２４０出力（チャンネル数が２４０）の駆動ＩＣを２４個有する（チャンネル数（変調回路数）が５７６０）。図６(Ｂ)は、マトリクスパネル１のリアプレートを模式的に示した図である。マトリクスパネル１は、リアプレート、枠、フェースプレートから構成され、その内部が真空に保持されている。図６(Ｂ)において１００１は変調配線、１００２は走査配線、１００４は、電子放出素子である。本実施例のマトリクスパネル１は、１０８０行の走査配線１００２と、１９２０×３（＝５７６０）列の変調配線１００１とを有する。
【００４０】
（信号の流れ）
ＲＧＢ入力部９０１は、入力されたディジタルコンポーネント信号Ｓ１を、表示解像度に応じた画像信号Ｓ２に変換する。この画像信号Ｓ２が、ＣＲＴの特性にあわせたガンマ補正が施された信号である場合、階調補正部９０２は画像信号Ｓ２に対して逆ガンマ補正を行い、出力信号Ｓ３を出力する。階調補正部９０２は逆ガンマ補正のための補正値テーブルが記憶されたメモリで構成するとよい。データ並び替え部９０３は、階調補正部９０２の出力信号Ｓ３を並び替え、マトリクスパネルの蛍光体配列に対応したＲＧＢ画像データＳ４を出力する。この画像データＳ４は、階調補正部９０２で逆ガンマ補正されているので、輝度に比例した値をもつデータ（以降、「輝度データ」と呼ぶ）であり、本実施例では１４ｂｉｔ(１６３８３階調)のデータとした。ＩＶむら補正部２は、輝度データＳ４に対して表示素子のばらつきに起因した輝度むらの補正を行い、第１補正データＳ５を出力する。第１補正データＳ５は低階調側での補正精度を向上させるために１６ｂｉｔ（６５５３５階調）にｂｉｔ拡張されたデータである。リニアリティ補正回路９０４は、最終的な輝度データと表示素子の輝度値が比例するように、第１補正データＳ５に対して蛍光体の飽和特性および変調ドライバ９０６の非線形性の補正を行い、第２補正データＳ６を出力する。Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光体の飽和特性が異なる場合、リニアリティ補正回路９０４はＲ、Ｇ、Ｂ各色で異なった補正値テーブルを持つと良い。第２補正データＳ６は、本実施例では変調回路の階調数と同じ９ｂｉｔ(５１１階調)とし、変調信号補正部９０５に入力される。そして、変調信号補正部９０５が、第２補正データＳ６に対し変調回路の特性差に起因した輝度むらの補正を行い、第３補正データＳ７（最終的な輝度データ）を変調ドライバ９０６へ出力する。走査ドライバ９０７が、駆動するラインの走査配線１００２に選択電位（走査パルス）Ｓ９を出力するとともに、変調ドライバ９０６が輝度データ（第３補正データＳ７）に基づき生成した変調信号Ｓ８を変調配線１００１に出力する。この走査パルスと変調信号の電位差により形成される電圧波形が、電子放出素子１００４を駆動するための駆動信号である。選択電位が供給された走査配線１００２に接続されている電子放出素子１００４では、駆動信号の電圧が所定値を超えた素子から、電子が放出される。放出された電子は、高圧電源９０８からフェースプレート１００３のメタルバック（不図示）に印加された電圧により加速され、蛍光体に衝突する。これにより蛍光体が発光し、画像が形成される。
【００４１】
（変調信号）
次に変調ドライバ９０６の変調信号について説明する。本実施例では図２（Ａ）に示すような、パルス幅とパルス振幅を変化させて変調する方式でマトリクスパネルを駆動した。図２（Ａ）において、縦軸が電圧値で横軸が時間であり、各階調値（図２（Ａ）のＳ７）での駆動波形（図２（Ａ）のＳ８）を横に並べて示している。ここで階調値とは変調信号のとりうる信号レベルを小さいものから順に番号を付けたものであり変調信号補正部の出力（図６(Ａ)のＳ７）に相当する。変調信号は階調値ｎ＝１００までが三角波形であり、階調値１０１から５１１階調までが台形波形であり、階調が１つ増えると２５［ｎｓ］
ずつ立下りタイミングが遅延していく波形になっている。駆動電圧はＶｘ＝１０［Ｖ］、Ｖｙ＝−８［Ｖ］、Ｖｕｓ＝５［Ｖ］である。ここでＳ４、Ｓ５は輝度に比例した値をもつデータであるが、Ｓ６、Ｓ７は輝度に対して非線形なデータである。
【００４２】
（補正値の決定方法）
次に補正値の決定方法について説明する。はじめに、すべての補正を行わずに図３(Ａ)に示すような変調信号（ここでは階調値Ｓ７＝５０に対応する変調信号）で第１の画像を表示する。このときの変調信号の最大波高値は約５.０［Ｖ］（＝１０［Ｖ］×５０階調
／１００階調）である。第１の画像はＲ、Ｇ、Ｂで分けて表示する。具体的には、Ｒの画像の輝度むらを計測する時は、Ｒの変調配線には階調値Ｓ７の変調信号を印加し、Ｇ、Ｂの変調配線には階調値０の変調信号を印加する。また、各走査線は線順次に駆動する。同様にして、Ｇ、Ｂの画像の輝度むらも計測できる。それにより、表示素子の特性(電子放
出特性)のばらつきと変調回路の特性差に応じた輝度むらを有する画像が表示される。こ
の状態で各表示素子の輝度値をＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラ等を用いて計測する。そして、本実施例では１９２０×３×１００ライン分の表示素子の輝度値を計測し、測定誤差が抑制された第１の輝度値を得る。具体的には、図５(Ａ)のように得られた１９２０×３×１００個の輝度値のうち、同一の変調回路Ｘで駆動した１００素子分の計測値を平均することにより、各変調回路にそれぞれ対応する１９２０×３個の値を得る。その値を１９２０×３×１００(＝５７６０００)個の輝度値の平均値で規格化したものを第１の輝度値とする。
そして、図３(Ｂ)に示すような変調信号で第２の画像を表示し、第２の画像を表示したときの各表示素子の輝度値から、第１の輝度値の算出方法と同様の方法で第２の輝度値を算出する。なお、本実施例において、第２の画像を表示するための変調信号の波形は、パルス幅が階調値５１１に対応する波形のパルス幅と等しく、最大波高値が約５.０［Ｖ］
（第１の画像を表示するときの変調信号の最大波高値と同じ値）の波形である。
同様に、階調値（Ｓ７＝５１）に対応する変調信号で第３の画像を表示し、第３の画像を表示したときの各表示素子の輝度値から、第１，２の輝度値の算出方法と同様の方法で第３の輝度値を算出する。本実施例において、第３の画像を表示するための変調信号は、第１の画像を表示するための変調信号の階調値よりも１つ大きい階調値に対応する変調信号である。
以上のようにして得られた第１〜３の輝度値を用いて、図５(Ｄ)のような演算を行うことにより、補正値を決定する。
【００４３】
以上のようにして算出された第１〜３の輝度値、及び、図５（Ｄ）の演算を行った結果を図７(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ)に示す。図７(Ａ)は第１の輝度値を示す。この値には表示素子の特性差と変調回路の特性差の両方に起因した成分が含まれている。図７(Ｂ)は第２の輝度値を示す。この値には表示素子の特性差に起因した成分が含まれている（図７（Ａ）の値に比べ変調回路の特性差の両方に起因した成分が少ない）。図７(Ｃ)は第３の輝度値を示す。この値は、図７（Ａ）の値に比べて、１階調分の輝度が更に含まれている。図７(Ｄ)は、図５（Ｄ）の演算を行った結果である。この値は、図５(Ｄ)からわかるとおり、「変調回路の特性差に起因した輝度比」を「階調値が１つ増えた場合の輝度値の上昇率」で規格化しているため、５７６０個ある変調回路の特性差を階調値の差に換算した値に相当する。図７（Ｄ）から、２４０列毎に類似形状のプロファイルが周期的に並んでいることがわかる。これは、駆動ＩＣに固有の変調回路ばらつきで、ＰＷＭ回路におけるクロックパルスを伝達する配線やバッファの構成に依存したばらつきに相当する。また、２４０列毎にランダムなオフセットが発生していることがわかる。このオフセットばらつきが、駆動ＩＣ毎の閾値電圧のばらつきに相当する。また、それ以外の高周波なばらつきは、駆動ＩＣ内の各チャンネルの特性ばらつき（個別ばらつき）に相当する。
【００４４】
本実施例では、更に、図５(Ｅ)のように図５（Ｄ）の演算を行った結果の最大値を０と
することにより、補正値を決定した。また、階調値相当のばらつきが１階調以下で、殆どの階調値で１階調分の変調信号の刻みが１５％程度であったため、１％以下の補正精度を得る為に補正値を１階調分の１６分の１の精度(４ｂｉｔ)で量子化した。
【００４５】
（補正回路）
次に、上述した補正値を用いて正確な補正をするための変調信号補正部について図８を用いて説明する。変調信号補正部は、補正値を記憶しておく記憶回路と補正値を変調信号に加算する加算器と、加算された階調から擬似階調を生成するディザ回路と、生成された信号が変調信号の最大値を超えた場合に最大値に制限するリミッタ回路とからなる。
補正値を記憶しておく記憶回路は、チャンネル毎にランダムにばらつく個別ばらつきを補正できるように、各変調回路に対応した５７６０個の４ｂｉｔの補正値を記憶する構成を有する。
リニアリティ補正回路９０４の出力Ｓ６は９ｂｉｔである。
加算器は、補正値に相当する４ｂｉｔを出力Ｓ６にそのまま加算し１３ｂｉｔにｂｉｔ拡張する。
ディザ回路では、加算器から出力された信号を階調値(９ｂｉｔ)＋ディザ階調値(１ｂ
ｉｔ)の１０ｂｉｔの信号に変換する。また、変換後の信号は、ディザの４ｂｉｔ擬似階
調により１３ｂｉｔ相当の分解能を得ることができる。
リミッタ回路は、最大信号の１０ｂｉｔフルデータが入力された場合に９ｂｉｔフルデータを出力し、その他のデータが入力された場合にはそのままのデータが出力されるように動作する。ここで、１０ｂｉｔフルデータは最大階調値に対応する信号である。そのような階調値に対応する変調信号のパルス幅が十分長い場合には、変調回路の特性差(遅延
時間ばらつき)に起因した輝度むらは無視できるため、リミッタ回路で制限することによ
る影響は無視できる。
リミッタ回路の出力Ｓ７(９ｂｉｔデータ)は変調ドライバに出力され、変調回路の特性差が補正された表示が行われる。
【００４６】
（補正後の均一性）
次に、本実施例の効果を確認するために、変調信号補正処理を行った状態で、階調値５０に対応する変調信号で画像を表示し、各表示素子の輝度値を計測した。その計測結果（第１〜３の輝度値と同様の算出方法で算出した代表値）を図９(Ａ)に示す。補正が良好に機能していれば図９(Ａ)には変調回路の特性差に起因した輝度値のばらつき（輝度むら(
筋むら)）は存在せず表示素子の特性差に起因した輝度値のばらつきのみが現れることに
なる。それを確認するために、図９（Ａ）に示す値を表示素子の特性差に起因した成分を主に含む第２の輝度値（図７(Ｂ)）の値で除算した。その結果を図９(Ｂ)に示す。図９(
Ｂ)からわかるとおり、変調回路の特性差に起因した輝度むらは１％以下に抑えられてい
ることが確認できる。
また、変調信号補正処理を行った状態で特許文献２の構成でＩＶむら補正処理も行った。表示素子の特性差に起因した輝度むらの補正方法は、本願とは直接関係ないため、詳細な説明は省略するが、基本的な回路構成は、例えば特開２００８−１４５４９４号公報に開示のような回路構成とした。即ち、高階調側と低階調側の２つの階調範囲で補正値を決定して、それらの階調値を最適な関数で補間する構成とした。本実施例の効果を確認するために、ＩＶむら補正処理、及び、変調信号補正処理を行った状態でパネル全面を点灯させて均一性を目視で確認したが筋状の輝度むらは全く確認されなかった。また、表示素子の特性差に起因した輝度むらも殆ど確認されなかった。更に、低階調側において補正値を３つ以上の階調値について決定することにより、超低階調領域（例えば、全階調範囲の最低階調値から０〜２５％の範囲）での表示素子の特性差に起因した輝度むらを抑制することができた。
【００４７】
以上述べたように、本実施形態に係る補正値の決定方法によれば、表示素子の特性差に
起因した成分と変調回路の特性差に起因した成分とを含む第１の輝度値、第１の輝度値よりも変調回路の特性差に起因した成分の少ない第２の輝度値を算出する。そして、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する補正値を算出する。それにより、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を精度よく決定することができる。また、第１，２の輝度値は、それぞれ異なる変調信号で画像を表示したときの各表示素子の輝度値から算出されるため、簡易な構成で実現することができる。
【符号の説明】
【００４８】
９０５ 変調信号補正部
９０６ 変調ドライバ
９０７ 走査ドライバ
１００１ 変調配線
１００２ 走査配線
１００４ 電子放出素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置における輝度むらを補正するための補正値の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面型表示装置（ＦＰＤ）として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、電界放出型表示装置（ＦＥＤ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）等が知られている。
このような平面型表示装置では、基板上に多数の表示素子を形成する必要がある。これらの表示素子の特性は、製造条件等のわずかな違いにより影響を受ける。そのため、一般に、平面型表示装置に含まれる全ての表示素子の特性を完全に均一にすることは困難である。この表示特性の不均一さが表示装置の輝度ばらつき（輝度むら）の原因となり、画質の劣化の原因となる。
【０００３】
例えば、電界放出型表示装置の場合、電子放出素子として、表面伝導型、スピント型、ＭＩＭ型、カーボンナノチューブ型等の電子放出素子が用いられている。電子放出素子の製造条件等の違いにより電子放出素子の形状等が異なると、電子放出素子の電子放出特性も異なることとなる。その結果、電界放出型表示装置において輝度むらが生じ、画質が劣化してしまう。
【０００４】
かかる課題に対し、各表示素子の発光特性に応じて画像信号（輝度データ）を補正する構成が提案されている。
例えば、各表示素子の全階調に対して、補正値テーブルを設ける構成が提案されている（特許文献１参照）。しかし、この構成を採用した場合、表示素子数や階調数が増加すると必要となる補正値テーブルの容量が大きくなってしまう。また、補正値テーブルを決定するための測定に要する時間や計算に要する時間が極めて長くなってしまう。そのため、補正値テーブルの容量が小さく（コストが低く；簡易に）、短時間で正確な補正値を決定できる方法が望まれていた。
そのような問題に鑑みた従来技術は、例えば、特許文献２に開示されている。具体的には、特許文献２に開示の構成では、全階調に対して補正値テーブルを設けるのではなく、特定の階調に対してのみ補正値テーブルが設けられる。そして、補正値テーブルの設けられていない階調に対しては、補正値テーブルを線形関数やより高次の関数を用いて補間して補正値が得られる。
また、走査配線や変調配線の抵抗や静電容量の相違を補正する補正データを設けることで、走査配線や変調配線の抵抗や静電容量の相違に起因する輝度むらを低減する構成が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２２５９８号公報
【特許文献２】米国特許第６０９７３５６号明細書
【特許文献３】特開２００６−０４７５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の構成では、有機ＥＬ素子や電子放出素子のように表示素子特性のばらつきが大きい素子を用いた画像表示装置において、必ずしも十分に輝度むらを補正す
ることが出来なかった。
例として、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式で単純マトリクス駆動する電界放出型表示装置において、特許文献２に開示されている構成で輝度むらを補正した場合について説明する。この場合、補正値テーブルが設けられた階調近傍での輝度むらや電子放出特性のばらつきに起因した輝度むらは比較的良好に低減できる。しかしながら、低階調側で且つ補間によって得られた補正値が用いられる階調(補正値を求める為の輝度計測を行っていない階
調)で筋状（縦筋または横筋）の輝度むらが発生するという課題があった。
【０００７】
また、特許文献３に開示されている構成の場合、走査配線や変調配線の電気抵抗や静電容量に起因したパネル面内でなだらかに変化する（低周波な）輝度むらは比較的良好に低減できる。しかしながら、パネル面内の電気特性分布に起因した輝度むら以外の高周波な輝度むらがランダムにある場合、その輝度むらを補正するための補正値の決定が困難であり、輝度むらを十分に低減することができないという課題があった。
【０００８】
このような課題について、本発明者が鋭意検討した結果、上記の低階調側で発生する筋状の輝度むらやランダムに発生する高周波な輝度むらは、各表示素子に変調信号を印加する変調回路の特性のばらつき（特性差）が主な原因であることを見出した。具体的には、複数の変調回路を構成する複数のＩＣ（或いはＩＣ内の複数のチャンネル）の特性が均一ではないことが上記輝度むらの主な原因であることを見出した。
【０００９】
図１に、複数の変調回路（ＰＷＭ変調回路）が４つの駆動ＩＣ（１つの駆動ＩＣは８０個の出力チャンネルを有する）で構成される場合の、各出力チャンネルのパルス電圧の立下りタイミングの計測結果（基準値からのずれ）の一例を示す。図１から、立下りタイミングは、出力チャンネルによっては２５％程度ばらつくことがわかる。表示された画像において、立下りタイミングが遅い出力チャンネルを用いて駆動される表示素子に対応する位置（ライン）は明るくなり、立下りタイミングが早い出力チャンネルを用いて駆動される表示素子に対応する位置（ライン）は暗くなる。そのため、立下りタイミングのばらつきによって、筋状の輝度むら（筋むら）が発生し、画質が低下してしまう。また、立下りタイミングのばらつきは出力チャンネルによって異なるが、ＩＣ間では同様のばらつきの傾向を示している。つまり、立下りタイミングのばらつきは、ＩＣ間でのばらつきである第１のモード（オフセット）と、ＩＣ内の固有のばらつきである第２のモード（ＩＣ内分布）と、チャンネル毎のランダムなばらつきである第３のモード（個別ばらつき）にわけることができる。
【００１０】
しかしながら、チャンネル毎（変調回路毎）の立下りタイミングのばらつきを計測する際には、以下のことが必要とされ、現実的ではない。
（１）ナノ秒以下の誤差で計測すること
（２）短時間に計測すること
（３）専用のテスタを開発すること
（４）変調回路を画像表示装置に実装する際の製造条件のばらつきによる輝度むらを考慮すること
また、画像表示装置に駆動回路（走査回路、変調回路）を実装した状態でチャンネル毎の立下りタイミングのばらつきを計測する方法として、各チャンネルからの信号を電気的に計測する方法が考えられる。しかしながら、そのような方法は計測精度的にも時間的にも現実的ではない。
そのため、補正値を簡易且つ精度よく決定する方法が望まれている。
【００１１】
本発明は、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を簡易且つ精度よく決定するための技術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】
【００１２】
本発明の補正値の決定方法は、マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、走査配線を介して表示素子に走査信号を印加する走査回路と、変調配線毎に設けられ、変調配線を介して表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有する画像表示装置における、補正回路で用いられる補正値の決定方法であって、表示素子の特性差に起因した輝度むらと変調回路の特性差に起因した輝度むらとを含む第１の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第１の輝度値を算出する第１工程と、第１工程で表示した第１の画像よりも変調回路の特性差に起因した輝度むらの少ない第２の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第２の輝度値を算出する第２工程と、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する補正値を算出する第３工程と、を含む。
【００１３】
本発明の補正方法は、マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、走査配線を介して表示素子に走査信号を印加する走査回路と、変調配線毎に設けられ、変調配線を介して表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有する画像表示装置における、補正回路による補正方法であって、上記補正値の決定方法により決定された補正値を用いて、入力された輝度データを補正する工程と、補正された輝度データに基づいて変調信号を生成する工程と、を含む。
【００１４】
本発明の画像表示装置は、マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、走査配線を介して表示素子に走査信号を印加する走査回路と、変調配線毎に設けられ、変調配線を介して表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有し、補正回路は、変調回路毎の補正値を記憶しており、補正値は、上記補正値の決定方法により決定された補正値である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を簡易且つ精度よく決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】変調回路のパルス電圧の立下りタイミングの一例を示す図。
【図２】変調信号の一例を示す図。
【図３】第１工程及び第２工程で印加する変調信号の一例を示す図。
【図４】第１工程及び第２工程で印加する変調信号の一例を示す図。
【図５】第１〜３の輝度値及び補正値の算出方法の一例を示す図。
【図６】画像表示装置の概略図。
【図７】第１〜３の輝度値及び図５（Ｄ）の演算結果の一例を示す図。
【図８】本実施例における変調信号補正部の構成の一例を示す図。
【図９】本実施例の効果を示す図。
【図１０】補正値の決定方法の流れの一例を示す図。
【図１１】補正値の決定方法の流れの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態に係る補正値の決定方法は、マトリクス状に配置された複数の表示素子、複数の走査配線、複数の変調配線、走査回路、複数の変調回路、補正回路を有する画像表示装置における、補正回路で用いられる補正値の決定方法である。なお、走査回路は、走査
配線を介して表示素子に走査信号を印加する。複数の変調回路は、変調配線毎に設けられ、変調回路を介して表示素子に変調信号を印加する。補正回路は、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する。
【００１８】
また、本実施形態に係る補正値の決定方法によれば、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を高精度に決定できる。そのため、本発明は、変調回路の特性差に起因した輝度むらが画像に顕著に現れる画像表示装置において、好適に適用できる。
具体的には、ＰＷＭを含む変調回路（変調信号の少なくともパルス幅を変調する変調回路）で単純マトリクス（インパルス）駆動をする場合、アクティブマトリクス駆動をする場合に比べて、パルス幅は極端に小さい（走査線数分、デューティーが小さくなる）。そのため、変調回路の特性差に起因する輝度むら（筋むら）がより顕著に発生する。例えば、走査配線数が１０８０本、フレーム周波数が１２０Ｈｚ、階調が１０ｂｉｔ（１０２４階調）の画像表示装置をＰＷＭ駆動する場合、１水平走査期間は約８μｓ（≒１／１２０／１０８０ｓ）となる。そして、１階調分の期間は約８ｎｓ（≒８／１０２４μｓ）に相当することになる。そのため、パルス幅が８ｎｓばらつくと、階調値が１０２４の場合に約０．１％（≒８ｎｓ／８μｓ）、１０の場合に約１０％、１の場合に約１００％、輝度値が変化してしまう。したがって、本発明は、ＰＷＭを含む変調回路を用いて、表示素子を単純マトリクス（インパルス）駆動をする画像表示装置に好適に適用できる。なお、本実施形態に係る補正値の決定方法では、ＰＨＭ(パルス振幅変調)やＰＷＭ(パルス幅変調)などの変調方式（変調回路）によらず補正値を決定することができる。
【００１９】
また、最大電圧振幅が１０Ｖ、階調が１０ｂｉｔの画像表示装置をＰＨＭ駆動する場合、電圧振幅が１０ｍＶばらつくと、階調値が１０２４の場合に約０．１％（≒１０ｍＶ／１０Ｖ）、１０の場合に約１０％、１の場合に約１００％、電圧が変化してしまう。電圧−輝度特性がリニアの場合には、そのような電圧のむらがそのまま輝度むらになってしまう。また、ＥＬ素子や電子放出素子では、印加する電圧に対して輝度値が指数関数的に変化するため、そのような輝度むらがより顕著に発生する。したがって、本発明は、ＰＨＭを含む変調回路を用いて、ＥＬ素子や電界放出素子（電子放出素子）を駆動する画像表示装置に好適に適用できる。なお、本実施形態に係る補正値の決定方法では、表示素子の種類によらず補正値を決定することができる。
また、本実施形態に係る補正値の決定方法で決定された補正値を用いれば、表示素子の特性差に起因した輝度むらの大きさによらず、変調回路の特性差に起因した輝度むらを精度良く補正できる。
【００２０】
＜第１の決定方法＞
以下に、本実施形態に係る補正値の決定方法の一例（第１の決定方法）について説明する。
まず、１つの階調値に対応する補正値の決定方法の例について説明する。
第１の決定方法では、図１０に示すように、第１〜３工程を経て補正値を決定する。第１工程では、表示素子の特性差に起因した輝度むらと変調回路の特性差に起因した輝度むらとを含む画像（第１の画像）を表示する。そして、各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第１の輝度値を算出する。第２工程では、第１工程で駆動した複数の表示素子を駆動して第１工程で表示した第１の画像よりも変調回路の特性差に起因した輝度むらの少ない画像（第２の画像）を表示する。そして、各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な値である第２の輝度値を算出する。第３工程では、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する補正値を算出する。
【００２１】
第１の画像は、複数の変調回路から複数の変調配線にそれぞれ変調信号を印加すること
により表示される画像である。第１の画像を表示するために各変調配線に印加される変調信号は、例えばＰＷＭ方式の場合、低階調側の波形（パルス幅の小さい波形）を有する信号であることが好ましい。パルス幅の小さい波形には、変調回路の特性差（立下りタイミングのばらつき）が大きく影響するため、そのような信号を用いることにより、変調回路の特性差が顕著に輝度むらとして現れる第１の画像を表示することができる。
【００２２】
第２の画像は、例えば、１つの変調回路から複数の変調配線に共通の変調信号を印加することにより表示される画像である。具体的には、全ての変調配線に共通の電位が印加されるように、全ての変調配線を導体冶具で接続する。それにより、変調回路の特性差に起因した輝度むらが抑制された第２の画像を表示することが可能となる。このような方法は、図２（Ｂ）のようなＰＨＭ方式の場合に好適に利用できる。ＰＨＭ方式は、ＰＷＭ方式に比べて低階調側を表現し易い方式であるが、高精度の電圧が要求されるため変調回路の特性差が輝度むらとして現れ易い方式である。
【００２３】
また、第１の画像と第２の画像とで、表示素子の特性差に起因した輝度むらは等しいことが望ましい。具体的には、表示素子が電子放出素子である場合、特開２００８−１４５４９４号公報などに開示されているように、表示素子の特性差に起因した輝度むらは、表示素子の電圧−放出電流特性のばらつきに起因する。即ち、表示素子の特性差は印加電圧に依存する。そのため、第２工程では、走査信号と変調信号の電位差が第１工程での電位差と等しくなるように走査信号及び変調信号（駆動信号）を印加することが望ましい。具体的には、第１工程で図４（Ａ）に示すような駆動信号を用いた場合、第２工程では図４（Ｂ）に示すように図４（Ａ）と同じ駆動信号を１つの変調回路から各変調配線へ印加すればよい。走査信号と変調信号の電位差が第１工程での電位差と等しくなれば、図４（Ｃ）に示すように走査信号と変調信号の比を第１の工程での比と異ならせてもよい。
【００２４】
また、複数の変調回路から複数の変調配線にそれぞれ、第１の画像を表示する際に印加した変調信号よりも大きいパルス幅を持つ変調信号を印加することにより表示される画像を第２の画像としてもよい。この方法は、変調回路が、例えば、図２（Ａ）に示すような変調信号を出力する回路、図２（Ｃ）に示すようなＰＷＭ方式の回路などである場合に適用できる。パルス幅を大きくすれば、変調回路の特性差（立下りタイミングのばらつき）がほぼ無視できるため、上述した導体冶具を用いずに（より簡易な構成で）、変調回路の特性差に起因した輝度むらが抑制された第２の画像を表示することができる。
【００２５】
また、第１，２工程では、輝度むらの補正を行わずに表示素子を駆動して、各表示素子の輝度値を測定する。その際、測定精度を高めるため（精度よい補正値を得るため）に、上記測定はＲ、Ｇ、Ｂ別に（表示素子の色毎に）行うことが好ましい。
例えば、Ｒに対応する表示素子に対して上記測定を行う場合には、Ｒに対応する表示素子（変調配線）にのみ上述した変調信号を印加して、走査方向に線順次駆動すればよい。そのとき、Ｇ、Ｂに対応する表示素子（変調配線）にはＧｎｄ電圧を印加すればよい。それにより、選択された行と列に接続されている表示素子が駆動され、Ｒに対応する表示素子の特性差に起因した輝度むらを含む（第１工程の場合には、Ｒに対応する変調回路の特性差に起因した輝度むらを更に含む）画像が表示される。そして、ＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラ等を用いて、各表示素子の輝度値が測定される。
【００２６】
また、第１，２工程では、１配線につき１つ以上の表示素子を駆動すればよい。例えば、フルＨＤ（列×行＝１９２０×１０８０画素）の画像表示装置において、１画素を構成する３つの表示素子（Ｒ、Ｂ、Ｇの表示素子）が行方向に配列されており、変調配線が列配線（列方向に並ぶ表示素子に共通の配線）であるものとする。その場合には、少なくとも、５７６０(＝１９２０×３)本の変調配線にそれぞれ対応する５７６０個の表示素子を駆動すればよい。そして、各表示素子の輝度値をその表示素子に接続される変調回路の第
１の輝度値とすればよい。また、変調回路の特性差がＩＣ単位で発生する場合には、１つのＩＣにつき１つ以上の表示素子を駆動すればよい。
なお、１配線につき複数(例えば１００個)の表示素子を駆動し、それらの表示素子の輝度値の平均値を第１の輝度値としてもよい。それにより、輝度値の測定誤差を低減することができる。また、第１の輝度値、第２の輝度値は、図５(Ａ)，(Ｂ)に示すように全表示素子の輝度値の平均値で規格化された値であってもよい。それにより、第１の輝度値、第２の輝度値に含まれる表示素子の特性差に起因した成分の基準（単位）を統一することができる。
【００２７】
第１の輝度値は、表示素子の特性差と変調回路の特性差に起因した成分を含んでいる。第２の輝度値は、第１の輝度値に比べ変調回路の特性差に起因した成分の少ない値（望ましくは表示素子の特性差に起因した成分が第１の輝度値のそれと等しく、変調回路の特性差に起因した成分が０）である。そして、第１の輝度値を第２の輝度値で除算することにより、変調回路の特性差に起因した成分を表す輝度比を得ることができる。また、該輝度比の逆数を入力される映像信号（輝度データ）に乗算すれば、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。第３工程では、第２の輝度値を第１の輝度値で除算した値を補正値とする。なお、補正値は、この値に限らない。補正値の算出方法は、補正方式や回路構成の違いに応じて適宜決定すればよい。
以上のようにして、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を簡易に決定することができる。
【００２８】
なお、変調回路の構成や補正回路の構成により、１つの階調値について補正値を決定すればよい場合もあれば、階調値毎に補正値が必要な場合もある。
具体的には、一般的なＰＷＭ方式の場合、階調値毎の変調信号は変調回路内の共通の部位(クロックパルスを伝達する配線やバッファなど)で発生されるため、変調回路の特性差は階調値によらず一定となる。そのため、１つの階調値について補正値を決定すれば、全階調値に対してその補正値を適用できる。
一方、ＰＨＭ方式の場合、階調値毎の変調信号は、それぞれ、変調回路内の独立の部位(ラダー抵抗、出力抵抗、出力アンプなど)を用いて発生されるため、それらの部位のばらつきにより、変調回路の特性差は階調値毎に異なることとなる。そのため、階調値毎に補正値が必要となる。
階調値毎に補正値が必要となる場合には、第１，２工程で１つの変調配線に接続された複数の表示素子にそれぞれ異なる階調値に対応する変調信号を印加すればよい。例えば、階調値１〜１００にそれぞれ対応する１００個の補正値を決定する場合、１行目の表示素子を階調値１、２行目の表示素子を階調値２、・・・、１００行目の表示素子を階調値１００に対応する変調信号で駆動して各表示素子の輝度値を測定すればよい。それにより、複数の階調値にそれぞれ対応する複数の補正値を一括で決定することができる。なお、表示素子の電圧−放出電流特性は定型であるため、第２の工程では、各表示素子の輝度値を数階調値分測定し、他の階調値に対応する輝度値は測定値を適当な関数で補間することにより決定してもよい。そのような方法を用いれば、第２の工程をより簡略化することができる。
【００２９】
＜第２の決定方法＞
以下に、本実施形態に係る補正値の決定方法の別の例（第２の決定方法）について説明する。なお、第１の決定方法と同じ部分については説明を省略する。
第２の決定方法では、図１１に示すように、図１０の第２工程と第３工程の間に第４工程を更に行う。
【００３０】
第４工程では、第１の画像と輝度が異なる第３の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、図５（Ｃ）に示すように（第１，２の輝度値と同様に）、該測定結果から変調回
路毎に表示素子の代表的な輝度値である第３の輝度値を算出する。具体的には、第３の画像は、複数の変調回路から複数の変調配線に、それぞれ、第１工程で印加した変調信号の階調値より１つ大きい階調値に対応する変調信号を印加することにより表示される画像である。なお、第３の画像を表示するための変調信号はこれに限らない（第１工程で印加した変調信号の階調値より１つ小さい階調値に対応する変調信号であってもよいし、３つ、５つ大きい（小さい）階調値に対応する変調信号であってもよい）。一般的に、表示素子の電圧−放出電流特性がばらつくと、輝度と変調信号(階調値)の関係も表示素子毎に異なることとなるため、表示素子毎に第３の輝度値を算出することが好ましい。但し、表示素子のばらつきが十分小さい場合には、輝度値の階調依存性は表示素子間でほぼ同一となるため、一部の表示素子について第３の輝度値を算出し、それを全ての変調回路に適用してもよい。
【００３１】
第２の決定方法の第３工程では、図５(Ｄ)のように、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値と１との差を算出する。図５（Ｄ）の例では、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値から１を減算する（１から第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を減算してもよい）。そして、該差を、輝度値の階調依存性で規格化する。具体的には、第１の輝度値と第３の輝度値との間の変化率（（第３の輝度値−第１の輝度値）／第１の輝度値）で規格化する。それにより、変調信号(階調値相当)のばらつきを算出することができる。そのような値を補正値とすれば、映像信号（輝度データ）から補正値を加減算することにより、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。
また、例えば、第３工程で算出される値の最大値が０となるように更に規格化してもよい。即ち、「最大値からの差分」を補正値としてもよい。そのような補正値を映像信号に加算すれば、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。具体的には、立下りタイミングが遅く、無補正の場合に明るくなる表示素子はそのままの信号(補正
値＝０)で駆動し、遅延時間が小さく無補正の場合に暗くなる素子は明るくなる信号(補正値がプラス)で駆動するような補正を行うことができる。また、第３工程で算出される値
の最小値が０となるように更に規格化してもよいし、正と負の補正値が混在していてもよい。
【００３２】
第２の決定方法によれば、階調値相当のばらつきが補正値とされる。そのため、そのような補正値を用いれば、第１の決定方法で決定された補正値を用いるのに比べより簡易且つ精度よく変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。具体的には、第２の決定方法で決定された補正値を用いれば、映像信号から補正値を加減算することにより、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正することができる。そのため、映像信号に補正値を乗算するのに比べ、少ない処理負荷且つ簡易（低コスト）な回路構成で補正を行うことができる。また、第１の決定方法で決定された補正値を用いた場合、映像信号（線形データ）を変調信号（非線形データ）に変換する際に、多少の補正誤差が発生する可能性がある。具体的には、表示素子の電圧−放出電流特性のばらつきに起因する輝度値と変調信号(階調値)の関係のばらつきによって、多少の補正誤差が発生する可能性がある。第２の決定方法では、第１の輝度値と第３の輝度値との間の変化率で規格化することにより、そのような誤差をキャンセルすることができるため（輝度むらの計測誤差以外の誤差要因が入らないため）、第１の決定方法に比べてより正確な補正値を決定できる。
【００３３】
＜補正方法＞
本実施形態に係る補正方法は、本実施形態に係る決定方法で決定された補正値を用いて変調信号を補正することができればよい。具体的には、入力された輝度データを補正し、補正された輝度データに基づいて変調信号を生成できればよい。本実施形態に係る補正方法は、補正値の形式、補正の対象となる信号の種類、補正回路の具体的な構成は特に限定されない。即ち、採用する補正方式の違いに応じて補正方法を適宜設計すればよい。
【００３４】
＜画像表示装置＞
以下に、本実施形態に係る画像表示装置（とりわけ補正回路）について説明する。
本実施形態の補正回路は、輝度むらを補正するための補正値（本実施形態に係る決定方法で決定された補正値）を記憶しておく記憶回路と補正値を演算する演算回路を有する。
例えば、変調回路の特性差がＩＣ毎に発生する場合は、各ＩＣに対応したＩＣ数分の補正値（オフセット補正値）を記憶回路に格納すればよい。変調回路の特性差がＩＣ内で固有の分布をもつ場合には、ＩＣ毎の補正値と当該固有の分布に対応したＩＣ内のチャンネル数分の補正値（ＩＣ内分布補正値）を記憶回路に格納すればよい。変調回路の特性差が各変調回路毎にランダムで発生する場合には、全変調回路（全チャンネル）分の補正値（チャンネル補正値）を記憶回路に格納すればよい。
【００３５】
また、各階調毎に補正値が必要な場合は、各変調回路と各階調に対応した補正値テーブルを記憶回路に格納すればよい。そのような補正値テーブルを作成したとしても、補正値テーブルの容量は、特許文献１に開示されているような全表示素子分の補正値テーブルの容量よりも桁違いに少ない。例えば、フルＨＤで２５６階調を表示できる画像表示装置について特許文献１の構成で８ｂｉｔ精度の補正値テーブルを作成した場合、その容量は、１９２０(列)×３(ＲＧＢ)×１０８０(行)×２５６(階調)×８ｂｉｔ(量子化精度)≒１.
６Ｇとなる。一方、本構成の場合は１９２０(列)×３(ＲＧＢ)×２５６(階調)×８ｂｉｔ(量子化精度)≒１.５Ｍの容量となる。
【００３６】
補正演算回路は、変調回路の特性差に対応した補正値に基づいて変調信号が補正される構成であればよい。また、変調回路の特性差は一般に変調信号の最小刻み（１階調分の変調信号の刻み）よりも小さいため、補正値の精度は変調信号の最小刻みに制約されてしまう。よって、ＦＲＣなどのディザ回路を設けることにより変調回路の最小刻みを擬似的に細かくすることが好ましい。また、変調信号を補正すると、値が変調信号の最小値以下や最大値以上となってしまうため、適当なリミッタ回路を有することが好ましい。
【００３７】
以上のような構成により、変調回路の特性差に起因した輝度むら（筋むら）のない表示を行うことができる。
また、本実施形態に係る補正処理を実施して変調回路の特性差に起因した輝度むらを抑制した状態で、特許文献２に開示のような補正処理を更に実施すれば、特許文献２に開示の処理だけでは補正しきれなかった筋むらのない良好な画像が表示できる。なお、本実施形態に係る補正方法は、変調回路の特性差に起因した輝度むらの補正方法であって、表示素子の特性差に起因した輝度むらの補正方法は特許文献２に開示の方法に限定されない。
【００３８】
＜実施例＞
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。本実施例の画像表示装置は、表示素子として(表面伝導型)電子放出素子を図２（Ａ）のようなスルーレート制御付ＰＷＭ方式で単純マトリクス駆動する。表面伝導型電子放出素子の製造方法及び特性は、例えば特開平２−５６８２２号公報などに開示されている。
【００３９】
（画像表示装置の概要）
図６(Ａ)は、画像表示装置の全体構成を示す図である。符号１はマトリクス配線を持つマトリクスパネル（表示パネル）を示している。１００１は変調配線、１００２は走査配線、１００３は高電圧が印加されているフェースプレート、２は表示素子のばらつきに起因した輝度むらを補正するためのＩＶむら補正部を示す。９０１はディジタル画像信号を受信するＲＧＢ入力部、９０２は画像信号に逆ガンマ補正を行う階調補正部を示す。９０３はＲＧＢパラレルに入力される画像データをマトリクスパネルのＲＧＢ蛍光体の配列に対応して並び替えるデータ並び替え部、９０４は変調ドライバの非線形性や蛍光体の飽和特性を補正するためのリニアリティ補正回路を示す。９０５は、変調回路の特性差を補正
するための変調信号補正部を示す。９０６は変調ドライバ、９０７は走査ドライバ、９０８は高圧電源を示す。ＲＧＢ入力部９０１、階調補正部９０２、データ並び替え部９０３、ＩＶむら補正部２、リニアリティ補正回路９０４、変調信号補正部９０５、変調ドライバ９０６、走査ドライバ９０７、高圧電源９０８が本実施例における駆動回路を構成している。また、変調ドライバ９０６は、２４０出力（チャンネル数が２４０）の駆動ＩＣを２４個有する（チャンネル数（変調回路数）が５７６０）。図６(Ｂ)は、マトリクスパネル１のリアプレートを模式的に示した図である。マトリクスパネル１は、リアプレート、枠、フェースプレートから構成され、その内部が真空に保持されている。図６(Ｂ)において１００１は変調配線、１００２は走査配線、１００４は、電子放出素子である。本実施例のマトリクスパネル１は、１０８０行の走査配線１００２と、１９２０×３（＝５７６０）列の変調配線１００１とを有する。
【００４０】
（信号の流れ）
ＲＧＢ入力部９０１は、入力されたディジタルコンポーネント信号Ｓ１を、表示解像度に応じた画像信号Ｓ２に変換する。この画像信号Ｓ２が、ＣＲＴの特性にあわせたガンマ補正が施された信号である場合、階調補正部９０２は画像信号Ｓ２に対して逆ガンマ補正を行い、出力信号Ｓ３を出力する。階調補正部９０２は逆ガンマ補正のための補正値テーブルが記憶されたメモリで構成するとよい。データ並び替え部９０３は、階調補正部９０２の出力信号Ｓ３を並び替え、マトリクスパネルの蛍光体配列に対応したＲＧＢ画像データＳ４を出力する。この画像データＳ４は、階調補正部９０２で逆ガンマ補正されているので、輝度に比例した値をもつデータ（以降、「輝度データ」と呼ぶ）であり、本実施例では１４ｂｉｔ(１６３８３階調)のデータとした。ＩＶむら補正部２は、輝度データＳ４に対して表示素子のばらつきに起因した輝度むらの補正を行い、第１補正データＳ５を出力する。第１補正データＳ５は低階調側での補正精度を向上させるために１６ｂｉｔ（６５５３５階調）にｂｉｔ拡張されたデータである。リニアリティ補正回路９０４は、最終的な輝度データと表示素子の輝度値が比例するように、第１補正データＳ５に対して蛍光体の飽和特性および変調ドライバ９０６の非線形性の補正を行い、第２補正データＳ６を出力する。Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光体の飽和特性が異なる場合、リニアリティ補正回路９０４はＲ、Ｇ、Ｂ各色で異なった補正値テーブルを持つと良い。第２補正データＳ６は、本実施例では変調回路の階調数と同じ９ｂｉｔ(５１１階調)とし、変調信号補正部９０５に入力される。そして、変調信号補正部９０５が、第２補正データＳ６に対し変調回路の特性差に起因した輝度むらの補正を行い、第３補正データＳ７（最終的な輝度データ）を変調ドライバ９０６へ出力する。走査ドライバ９０７が、駆動するラインの走査配線１００２に選択電位（走査パルス）Ｓ９を出力するとともに、変調ドライバ９０６が輝度データ（第３補正データＳ７）に基づき生成した変調信号Ｓ８を変調配線１００１に出力する。この走査パルスと変調信号の電位差により形成される電圧波形が、電子放出素子１００４を駆動するための駆動信号である。選択電位が供給された走査配線１００２に接続されている電子放出素子１００４では、駆動信号の電圧が所定値を超えた素子から、電子が放出される。放出された電子は、高圧電源９０８からフェースプレート１００３のメタルバック（不図示）に印加された電圧により加速され、蛍光体に衝突する。これにより蛍光体が発光し、画像が形成される。
【００４１】
（変調信号）
次に変調ドライバ９０６の変調信号について説明する。本実施例では図２（Ａ）に示すような、パルス幅とパルス振幅を変化させて変調する方式でマトリクスパネルを駆動した。図２（Ａ）において、縦軸が電圧値で横軸が時間であり、各階調値（図２（Ａ）のＳ７）での駆動波形（図２（Ａ）のＳ８）を横に並べて示している。ここで階調値とは変調信号のとりうる信号レベルを小さいものから順に番号を付けたものであり変調信号補正部の出力（図６(Ａ)のＳ７）に相当する。変調信号は階調値ｎ＝１００までが三角波形であり、階調値１０１から５１１階調までが台形波形であり、階調が１つ増えると２５［ｎｓ］
ずつ立下りタイミングが遅延していく波形になっている。駆動電圧はＶｘ＝１０［Ｖ］、Ｖｙ＝−８［Ｖ］、Ｖｕｓ＝５［Ｖ］である。ここでＳ４、Ｓ５は輝度に比例した値をもつデータであるが、Ｓ６、Ｓ７は輝度に対して非線形なデータである。
【００４２】
（補正値の決定方法）
次に補正値の決定方法について説明する。はじめに、すべての補正を行わずに図３(Ａ)に示すような変調信号（ここでは階調値Ｓ７＝５０に対応する変調信号）で第１の画像を表示する。このときの変調信号の最大波高値は約５.０［Ｖ］（＝１０［Ｖ］×５０階調
／１００階調）である。第１の画像はＲ、Ｇ、Ｂで分けて表示する。具体的には、Ｒの画像の輝度むらを計測する時は、Ｒの変調配線には階調値Ｓ７の変調信号を印加し、Ｇ、Ｂの変調配線には階調値０の変調信号を印加する。また、各走査線は線順次に駆動する。同様にして、Ｇ、Ｂの画像の輝度むらも計測できる。それにより、表示素子の特性(電子放
出特性)のばらつきと変調回路の特性差に応じた輝度むらを有する画像が表示される。こ
の状態で各表示素子の輝度値をＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラ等を用いて計測する。そして、本実施例では１９２０×３×１００ライン分の表示素子の輝度値を計測し、測定誤差が抑制された第１の輝度値を得る。具体的には、図５(Ａ)のように得られた１９２０×３×１００個の輝度値のうち、同一の変調回路Ｘで駆動した１００素子分の計測値を平均することにより、各変調回路にそれぞれ対応する１９２０×３個の値を得る。その値を１９２０×３×１００(＝５７６０００)個の輝度値の平均値で規格化したものを第１の輝度値とする。
そして、図３(Ｂ)に示すような変調信号で第２の画像を表示し、第２の画像を表示したときの各表示素子の輝度値から、第１の輝度値の算出方法と同様の方法で第２の輝度値を算出する。なお、本実施例において、第２の画像を表示するための変調信号の波形は、パルス幅が階調値５１１に対応する波形のパルス幅と等しく、最大波高値が約５.０［Ｖ］
（第１の画像を表示するときの変調信号の最大波高値と同じ値）の波形である。
同様に、階調値（Ｓ７＝５１）に対応する変調信号で第３の画像を表示し、第３の画像を表示したときの各表示素子の輝度値から、第１，２の輝度値の算出方法と同様の方法で第３の輝度値を算出する。本実施例において、第３の画像を表示するための変調信号は、第１の画像を表示するための変調信号の階調値よりも１つ大きい階調値に対応する変調信号である。
以上のようにして得られた第１〜３の輝度値を用いて、図５(Ｄ)のような演算を行うことにより、補正値を決定する。
【００４３】
以上のようにして算出された第１〜３の輝度値、及び、図５（Ｄ）の演算を行った結果を図７(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ)に示す。図７(Ａ)は第１の輝度値を示す。この値には表示素子の特性差と変調回路の特性差の両方に起因した成分が含まれている。図７(Ｂ)は第２の輝度値を示す。この値には表示素子の特性差に起因した成分が含まれている（図７（Ａ）の値に比べ変調回路の特性差の両方に起因した成分が少ない）。図７(Ｃ)は第３の輝度値を示す。この値は、図７（Ａ）の値に比べて、１階調分の輝度が更に含まれている。図７(Ｄ)は、図５（Ｄ）の演算を行った結果である。この値は、図５(Ｄ)からわかるとおり、「変調回路の特性差に起因した輝度比」を「階調値が１つ増えた場合の輝度値の上昇率」で規格化しているため、５７６０個ある変調回路の特性差を階調値の差に換算した値に相当する。図７（Ｄ）から、２４０列毎に類似形状のプロファイルが周期的に並んでいることがわかる。これは、駆動ＩＣに固有の変調回路ばらつきで、ＰＷＭ回路におけるクロックパルスを伝達する配線やバッファの構成に依存したばらつきに相当する。また、２４０列毎にランダムなオフセットが発生していることがわかる。このオフセットばらつきが、駆動ＩＣ毎の閾値電圧のばらつきに相当する。また、それ以外の高周波なばらつきは、駆動ＩＣ内の各チャンネルの特性ばらつき（個別ばらつき）に相当する。
【００４４】
本実施例では、更に、図５(Ｅ)のように図５（Ｄ）の演算を行った結果の最大値を０と
することにより、補正値を決定した。また、階調値相当のばらつきが１階調以下で、殆どの階調値で１階調分の変調信号の刻みが１５％程度であったため、１％以下の補正精度を得る為に補正値を１階調分の１６分の１の精度(４ｂｉｔ)で量子化した。
【００４５】
（補正回路）
次に、上述した補正値を用いて正確な補正をするための変調信号補正部について図８を用いて説明する。変調信号補正部は、補正値を記憶しておく記憶回路と補正値を変調信号に加算する加算器と、加算された階調から擬似階調を生成するディザ回路と、生成された信号が変調信号の最大値を超えた場合に最大値に制限するリミッタ回路とからなる。
補正値を記憶しておく記憶回路は、チャンネル毎にランダムにばらつく個別ばらつきを補正できるように、各変調回路に対応した５７６０個の４ｂｉｔの補正値を記憶する構成を有する。
リニアリティ補正回路９０４の出力Ｓ６は９ｂｉｔである。
加算器は、補正値に相当する４ｂｉｔを出力Ｓ６にそのまま加算し１３ｂｉｔにｂｉｔ拡張する。
ディザ回路では、加算器から出力された信号を階調値(９ｂｉｔ)＋ディザ階調値(１ｂ
ｉｔ)の１０ｂｉｔの信号に変換する。また、変換後の信号は、ディザの４ｂｉｔ擬似階
調により１３ｂｉｔ相当の分解能を得ることができる。
リミッタ回路は、最大信号の１０ｂｉｔフルデータが入力された場合に９ｂｉｔフルデータを出力し、その他のデータが入力された場合にはそのままのデータが出力されるように動作する。ここで、１０ｂｉｔフルデータは最大階調値に対応する信号である。そのような階調値に対応する変調信号のパルス幅が十分長い場合には、変調回路の特性差(遅延
時間ばらつき)に起因した輝度むらは無視できるため、リミッタ回路で制限することによ
る影響は無視できる。
リミッタ回路の出力Ｓ７(９ｂｉｔデータ)は変調ドライバに出力され、変調回路の特性差が補正された表示が行われる。
【００４６】
（補正後の均一性）
次に、本実施例の効果を確認するために、変調信号補正処理を行った状態で、階調値５０に対応する変調信号で画像を表示し、各表示素子の輝度値を計測した。その計測結果（第１〜３の輝度値と同様の算出方法で算出した代表値）を図９(Ａ)に示す。補正が良好に機能していれば図９(Ａ)には変調回路の特性差に起因した輝度値のばらつき（輝度むら(
筋むら)）は存在せず表示素子の特性差に起因した輝度値のばらつきのみが現れることに
なる。それを確認するために、図９（Ａ）に示す値を表示素子の特性差に起因した成分を主に含む第２の輝度値（図７(Ｂ)）の値で除算した。その結果を図９(Ｂ)に示す。図９(
Ｂ)からわかるとおり、変調回路の特性差に起因した輝度むらは１％以下に抑えられてい
ることが確認できる。
また、変調信号補正処理を行った状態で特許文献２の構成でＩＶむら補正処理も行った。表示素子の特性差に起因した輝度むらの補正方法は、本願とは直接関係ないため、詳細な説明は省略するが、基本的な回路構成は、例えば特開２００８−１４５４９４号公報に開示のような回路構成とした。即ち、高階調側と低階調側の２つの階調範囲で補正値を決定して、それらの階調値を最適な関数で補間する構成とした。本実施例の効果を確認するために、ＩＶむら補正処理、及び、変調信号補正処理を行った状態でパネル全面を点灯させて均一性を目視で確認したが筋状の輝度むらは全く確認されなかった。また、表示素子の特性差に起因した輝度むらも殆ど確認されなかった。更に、低階調側において補正値を３つ以上の階調値について決定することにより、超低階調領域（例えば、全階調範囲の最低階調値から０〜２５％の範囲）での表示素子の特性差に起因した輝度むらを抑制することができた。
【００４７】
以上述べたように、本実施形態に係る補正値の決定方法によれば、表示素子の特性差に
起因した成分と変調回路の特性差に起因した成分とを含む第１の輝度値、第１の輝度値よりも変調回路の特性差に起因した成分の少ない第２の輝度値を算出する。そして、第１の輝度値を第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する補正値を算出する。それにより、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正するための補正値を精度よく決定することができる。また、第１，２の輝度値は、それぞれ異なる変調信号で画像を表示したときの各表示素子の輝度値から算出されるため、簡易な構成で実現することができる。
【符号の説明】
【００４８】
９０５ 変調信号補正部
９０６ 変調ドライバ
９０７ 走査ドライバ
１００１ 変調配線
１００２ 走査配線
１００４ 電子放出素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、前記走査配線を介して前記表示素子に走査信号を印加する走査回路と、前記変調配線毎に設けられ、前記変調配線を介して前記表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有する画像表示装置における、前記補正回路で用いられる補正値の決定方法であって、
表示素子の特性差に起因した輝度むらと変調回路の特性差に起因した輝度むらとを含む第１の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第１の輝度値を算出する第１工程と、
前記第１工程で表示した第１の画像よりも前記変調回路の特性差に起因した輝度むらの少ない第２の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第２の輝度値を算出する第２工程と、
前記第１の輝度値を前記第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する前記補正値を算出する第３工程と、
を含むことを特徴とする補正値の決定方法。
【請求項２】
前記第１の画像は、前記複数の変調回路から前記複数の変調配線にそれぞれ変調信号を印加することにより表示される画像であり、
前記第２の画像は、１つの変調回路から前記複数の変調配線に共通の変調信号を印加することにより表示される画像である
ことを特徴とする請求項１に記載の補正値の決定方法。
【請求項３】
前記第１の画像は、前記複数の変調回路から前記複数の変調配線にそれぞれ変調信号を印加することにより表示される画像であり、
前記第２の画像は、前記複数の変調回路から前記複数の変調配線にそれぞれ、前記第１の画像を表示する際に印加した変調信号よりも大きいパルス幅を持つ変調信号を印加することにより表示される画像である
ことを特徴とする請求項１に記載の補正値の決定方法。
【請求項４】
前記補正値は、前記第１の輝度値を前記第２の輝度値で除算した値の逆数である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の補正値の決定方法。
【請求項５】
前記第１の画像と輝度が異なる第３の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第３の輝度値を算出する第４工程を更に含み、
前記補正値は、前記第１の輝度値を前記第２の輝度値で除算した値と１との差を、前記第１の輝度値と前記第３の輝度値との間の変化率で規格化することにより得られる値である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の補正値の決定方法。
【請求項６】
マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、前記走査配線を介して前記表示素子に走査信号を印加する走査回路と、前記変調配線毎に設けられ、前記変調配線を介して前記表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有する画像表示装置における、前記補正回路による補正方法であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の補正値の決定方法により決定された補正値を用いて、入力された輝度データを補正する工程と、
補正された輝度データに基づいて前記変調信号を生成する工程と、
を含むことを特徴とする補正方法。
【請求項７】
マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、前記走査配線を介して前記表示素子に走査信号を印加する走査回路と、前記変調配線毎に設けられ、前記変調配線を介して前記表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有し、
前記補正回路は、変調回路毎の補正値を記憶しており、
前記補正値は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の補正値の決定方法により決定された補正値である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、前記走査配線を介して前記表示素子に走査信号を印加する走査回路と、前記変調配線毎に設けられ、前記変調配線を介して前記表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有する画像表示装置における、前記補正回路で用いられる補正値の決定方法であって、
表示素子の特性差に起因した輝度むらと変調回路の特性差に起因した輝度むらとを含む第１の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第１の輝度値を算出する第１工程と、
前記第１工程で表示した第１の画像よりも前記変調回路の特性差に起因した輝度むらの少ない第２の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第２の輝度値を算出する第２工程と、
前記第１の輝度値を前記第２の輝度値で除算した値を用いて、各変調回路に対応する前記補正値を算出する第３工程と、
を含むことを特徴とする補正値の決定方法。
【請求項２】
前記第１の画像は、前記複数の変調回路から前記複数の変調配線にそれぞれ変調信号を印加することにより表示される画像であり、
前記第２の画像は、１つの変調回路から前記複数の変調配線に共通の変調信号を印加することにより表示される画像である
ことを特徴とする請求項１に記載の補正値の決定方法。
【請求項３】
前記第１の画像は、前記複数の変調回路から前記複数の変調配線にそれぞれ変調信号を印加することにより表示される画像であり、
前記第２の画像は、前記複数の変調回路から前記複数の変調配線にそれぞれ、前記第１の画像を表示する際に印加した変調信号よりも大きいパルス幅を持つ変調信号を印加することにより表示される画像である
ことを特徴とする請求項１に記載の補正値の決定方法。
【請求項４】
前記補正値は、前記第１の輝度値を前記第２の輝度値で除算した値の逆数である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の補正値の決定方法。
【請求項５】
前記第１の画像と輝度が異なる第３の画像を表示して各表示素子の輝度値を測定し、該測定結果から変調回路毎に表示素子の代表的な輝度値である第３の輝度値を算出する第４工程を更に含み、
前記補正値は、前記第１の輝度値を前記第２の輝度値で除算した値と１との差を、前記第１の輝度値と前記第３の輝度値との間の変化率で規格化することにより得られる値である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の補正値の決定方法。
【請求項６】
マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、前記走査配線を介して前記表示素子に走査信号を印加する走査回路と、前記変調配線毎に設けられ、前記変調配線を介して前記表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有する画像表示装置における、前記補正回路による補正方法であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の補正値の決定方法により決定された補正値を用いて、入力された輝度データを補正する工程と、
補正された輝度データに基づいて前記変調信号を生成する工程と、
を含むことを特徴とする補正方法。
【請求項７】
マトリクス状に配置された複数の表示素子と、複数の走査配線と、複数の変調配線と、前記走査配線を介して前記表示素子に走査信号を印加する走査回路と、前記変調配線毎に設けられ、前記変調配線を介して前記表示素子に変調信号を印加する複数の変調回路と、変調回路の特性差に起因した輝度むらを補正する補正回路と、を有し、
前記補正回路は、変調回路毎の補正値を記憶しており、
前記補正値は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の補正値の決定方法により決定された補正値である
ことを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−３３８７７（Ｐ２０１１−３３８７７Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８０７３６（Ｐ２００９−１８０７３６）
【出願日】平成２１年８月３日（２００９．８．３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３日（２００９．８．３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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