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1. (WO2018220757) UNEVENNESS-CORRECTION DATA GENERATION DEVICE
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明 細 書

発明の名称 ムラ補正データ生成装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007  

課題を解決するための手段

0008   0009   0010   0011   0012   0013  

発明の効果

0014  

図面の簡単な説明

0015  

発明を実施するための形態

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041  

符号の説明

0042  

請求の範囲

1   2   3   4   5  

図面

1   2   3   4  

明 細 書

発明の名称 : ムラ補正データ生成装置

技術分野

[0001]
本発明は、表示パネルのムラを補正するムラ補正データを生成するムラ補正データ生成装置に関する。

背景技術

[0002]
液晶パネルや有機ELパネル等の表示パネルでは、製造上のばらつきに起因して、表示ムラ(輝度ムラ、色ムラ)が生じることが知られている。表示パネルの各ピクセルがR、G、Bのサブピクセルを有する場合、個々のピクセルにおけるR、G、Bの相対的な明るさの関係は異ならないものの、近接するピクセル間で絶対的な明るさに差があるときには、輝度ムラとなる。また、個々のピクセルにおけるR、G、Bの相対的な明るさの関係が、近接するピクセル間で異なるときには、色ムラとなる。特に、有機ELパネルでは、ピクセルごとの有機化合物層の厚さを均一にすることが難しいため、不揃いな層厚に起因する表示ムラが生じやすく、大画面化が容易ではなかった。
[0003]
このような表示ムラを低減させて表示パネルの画質を改善する技術として、例えば特許文献1に記載の画像補正データ生成システムがある。このシステムでは、表示パネルの全面に共通する信号値を供給してテストパターンを表示させ、表示されたテストパターンをカメラにより撮像し、カメラによる撮像画像にバンドパスフィルタリング処理等を実行して、表示パネルのムラを低減させる補正データを生成する。この補正データが記憶された補正回路が表示パネルに組み込まれると、表示パネルの入力信号が補正され、表示パネルの画質が改善される。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2013-250570号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
ところで、有機ELパネルをカメラにより撮像すると、水平ライン方向の薄い黒い帯が撮影されることがある。これは、表示パネルの表示画像の書換え時に駆動電流を切ることにより、発光していないラインが表示パネル上をスキャンするように移動していることが原因である。この黒帯は、フレームレート(60fps)程度の高速で移動するため、人間の目には認識されないが、上記のとおりカメラには認識され、また、パネルの駆動方式上必要なものであるため、簡単に消すことができない。
[0006]
 そして、表示パネルのムラ補正データを生成するために表示パネルを撮像した際にその黒帯が写ると、薄い黒い帯は実際のムラとしても発生することがあるため、それが上記の理由により写り込んだ黒帯なのか、本当のムラなのかを撮像画像から判別することが困難であり、上記の理由により写り込んだ黒帯もムラとして処理され補正データが生成されると、補正後の画像に薄い明るい帯を作り込んでしまうという問題がある。
[0007]
 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、表示パネルのムラ補正データを生成するために表示パネルを撮像する際に、表示画像の書換えで生じる黒帯の写込みを防止することができるムラ補正データ生成装置を提供することを課題としている。

課題を解決するための手段

[0008]
 上記課題を解決するために、本発明に係るムラ補正データ生成装置は、表示パネルに画像信号及び同期信号を出力する信号発生手段と、前記画像信号が入力された表示パネルの表示画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像結果に基づいて、前記表示パネルのムラを補正するムラ補正データを生成するデータ生成手段とを備え、前記撮像手段が、前記同期信号に基づいて、前記表示画像の一の垂直ブランキング期間から他の垂直ブランキング期間までシャッターを開いて前記表示画像を撮像することを特徴とする。
[0009]
 このムラ補正データ生成装置によれば、撮像手段が、信号発生手段の同期信号に基づいて、表示画像の一の垂直ブランキング期間から他の垂直ブランキング期間までシャッターを開いて表示画像を撮像するので、表示画像の書換えで生じる黒帯が、表示パネルの一端から他端までちょうど一回又は複数回移動する間に亘って露光が行われ、その黒帯が撮像画像に対して部分的にではなく全体的に影響を及ぼし、撮像画像中に帯状の低輝度領域をつくらない。したがって、表示パネルのムラ補正データを生成するために表示パネルを撮像する際に、表示画像の書換えで生じる黒帯の写込みを防止することができる。
[0010]
 前記他の垂直ブランキング期間は、前記一の垂直ブランキング期間の次の垂直ブランキング期間であってもよく、これにより、表示画像の書換えで生じる黒帯が、表示パネルの一端から他端までちょうど一回移動する間だけ露光が行われるので、表示パネルの撮像をフレームレートの逆数程度(フレームレートが60fpsであれば、60分の1秒程度)の極めて短時間で完了させることができる。
[0011]
前記撮像手段は、前記一の垂直ブランキング期間から前記次の垂直ブランキング期間までシャッターを開いた場合にラチチュードを超えない絞り値で前記表示画像を撮像してもよく、これにより、撮像画像の白飛び・サチュレーションによって有効なムラ補正データが生成されない事態を防止することができる。
[0012]
また、ムラ補正データ生成装置は、前記撮像手段の光学系に挿脱されるNDフィルタと、前記NDフィルタと空気換算長が略同一で、前記NDフィルタに換わって前記光学系に挿脱される透明部材とを備えてもよい。これにより、一の垂直ブランキング期間から他の垂直ブランキング期間までシャッターを開いた場合にラチチュードを超えそうな場合には、撮像手段の光学系にNDフィルタを挿入して、撮像画像の白飛び・サチュレーションによって有効なムラ補正データが生成されない事態を防止し、NDフィルタを挿入しないときには、それと空気換算長が略同一の透明部材を挿入して、NDフィルタ挿入時の屈折率を維持することによって、NDフィルタの有無(屈折率の変化)に起因して必要となるはずのピント調整を不要とすることができる。
[0013]
あるいは、前記信号発生手段が、前記表示画像の垂直ブランキング期間の間隔(フレームレート)を変更可能であってもよく、これにより、一の垂直ブランキング期間から他の垂直ブランキング期間までシャッターを開いた場合にラチチュードを超えそうな場合に、垂直ブランキング期間の間隔を小さく(フレームレートを大きく)することによって、撮像画像の白飛び・サチュレーションによって有効なムラ補正データが生成されない事態を防止することができる。

発明の効果

[0014]
 本発明に係るムラ補正データ生成装置によれば、表示パネルのムラ補正データを生成するために表示パネルを撮像する際に、表示画像の書換えで生じる黒帯の写込みを防止することができる。

図面の簡単な説明

[0015]
[図1] 発明を実施するための形態に係るムラ補正データ生成装置を示す説明図である。
[図2] 図1のムラ補正データ生成装置の動作を時系列的に示す流れ図である。
[図3] 図1のムラ補正データ生成装置のシャッターの開閉タイミングを示す説明図である。
[図4] 発明を実施するための形態に係るムラ補正データ生成装置の他の例を示す説明図である。

発明を実施するための形態

[0016]
 本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。
[0017]
 図1は、本形態に係るムラ補正データ生成装置を示す。このムラ補正データ生成装置1は、有機ELパネル2に各種パターンを表示させて白黒の固定撮像素子カメラ3で撮像し、有機ELパネル2の表示ムラを低減させるムラ補正データを生成する。生成されたムラ補正データは、図示を略す画質調整回路のROM(不揮発性メモリ)に記憶され、この画質調整回路が有機ELパネル2に取り付けられることによって、画質調整式の有機ELパネルが製造される。この画質調整式有機ELパネルにおいては、画質調整回路がROMに記憶されたムラ補正データを参照しながら有機ELパネル2に入力された画像信号(入力信号)を補正することにより、有機ELパネル2の表示ムラの低減が図られて画質が調整される。
[0018]
 ムラ補正データ生成装置1は、カメラ3が接続される画質調整装置(PC)4と、有機ELパネル2及び画質調整装置4に接続されるパターン発生装置5と、画質調整装置4に接続されるROMライタ6とを有する。画質調整装置4は、制御部7と、撮像画像記憶部8と、ムラ補正データ記憶部9とを有する。
[0019]
 図2に示すように、ムラ補正データ生成装置1がムラ補正データを生成する際には、まず、画質調整装置4の制御部7がパターン発生装置5に指示して有機ELパネル2に対してアライメントパターン表示信号(R信号)を送出させ、有機ELパネル2の特定のピクセルを赤色点灯させてなる赤色アライメントパターンを有機ELパネル2に表示させる(ステップ1(図中「S.1」と記載。以下同様。))。制御部7は、赤色アライメントパターンが表示された有機ELパネル2をカメラ3により撮像し(ステップ2)、赤色アライメントパターンの撮像画像を撮像画像記憶部8に記憶させる(ステップ3)。
[0020]
 次に、制御部7は、パターン発生装置5に指示して有機ELパネル2に対してアライメントパターン表示信号(G信号)を送出させ、有機ELパネル2の特定のピクセルを緑色点灯させてなる緑色アライメントパターンを有機ELパネル2に表示させる(ステップ4)。制御部7は、緑色アライメントパターンが表示された有機ELパネル2をカメラ3により撮像し(ステップ5)、緑色アライメントパターンの撮像画像を撮像画像記憶部8に記憶させる(ステップ6)。
[0021]
 続いて、制御部7は、パターン発生装置5に指示して有機ELパネル2に対してアライメントパターン表示信号(B信号)を送出させ、有機ELパネル2の特定のピクセルを青色点灯させてなる青色アライメントパターンを有機ELパネル2に表示させる(ステップ7)。制御部7は、青色アライメントパターンが表示された有機ELパネル2をカメラ3により撮像し(ステップ8)、青色アライメントパターンの撮像画像を撮像画像記憶部8に記憶させる(ステップ9)。
[0022]
 これら一連の撮像を終えると、制御部7は、撮像画像記憶部8に記憶された赤色アライメントパターンの撮像画像に基づいて、カメラ3の撮像面上における赤色アライメントパターンの像の位置を検出する(ステップ10)。すなわち、制御部7は、赤色アライメントパターンの撮像画像上のドットが上記特定のピクセルの赤色点灯に対応するとして、赤色表示時に上記特定のピクセルの像がカメラ3の撮像面上のどの撮像素子に対応するのかを検出する。
[0023]
 同様に、制御部7は、撮像画像記憶部8に記憶された緑色アライメントパターンの撮像画像に基づいて、カメラ3の撮像面上における緑色アライメントパターンの像の位置を検出し(ステップ11)、撮像画像記憶部8に記憶された青色アライメントパターンの撮像画像に基づいて、カメラ3の撮像面上における青色アライメントパターンの像の位置を検出する(ステップ12)。
[0024]
 カメラ3の撮像面上における各アライメントパターンの像の位置を検出した制御部7は、パターン発生装置5に指示して有機ELパネル2に対してテストパターン表示信号(R信号)を送出させ、赤色のテストパターンを有機ELパネル2に表示させる(ステップ13)。赤色テストパターンは、有機ELパネル2の全ピクセルが所定の階調で赤色を呈するもので、有機ELパネル2の全面に表示される赤色画像である。
[0025]
 ここで、図3に示すように、パターン発生装置5は、黒帯10が有機ELパネル2の上から下まで移動する1フレームごとに垂直同期信号を出力し、黒帯10は、有機ELパネル2の下まで移動すると、上まで戻る垂直ブランキング期間中は有機ELパネル2に表示されない。制御部7は、その垂直同期信号に合わせて、つまり、ある垂直同期信号の出力タイミングに合わせて(黒帯10が存しないある垂直ブランキング期間中で、同期信号がハイレベルの間に)カメラ3のシャッターを開き、次の垂直同期信号の出力タイミングに合わせて(黒帯10が存しない次の垂直ブランキング期間中で、同期信号が次のハイレベルの間に)そのシャッターを閉じることによって、赤色テストパターンが表示された有機ELパネル2をカメラ3により撮像し(ステップ14)、赤色テストパターンの撮像画像を撮像画像記憶部8に記憶させる(ステップ15)。
[0026]
 また、制御部7は、パターン発生装置5に指示して有機ELパネル2に対してテストパターン表示信号(G信号)を送出させ、緑色のテストパターンを有機ELパネル2に表示させる(ステップ16)。緑色テストパターンは、有機ELパネル2の全ピクセルが所定の階調で緑色を呈するもので、有機ELパネル2の全面に表示される緑色画像である。制御部7は、ある垂直同期信号の出力タイミングに合わせて(黒帯10が存しないある垂直ブランキング期間中で、同期信号がハイレベルの間に)カメラ3のシャッターを開き、次の垂直同期信号の出力タイミングに合わせて(黒帯10が存しない次の垂直ブランキング期間中で、同期信号が次のハイレベルの間に)カメラ3のシャッターを閉じることによって、緑色テストパターンが表示された有機ELパネル2をカメラ3により撮像し(ステップ17)、緑色テストパターンの撮像画像を撮像画像記憶部8に記憶させる(ステップ18)。
[0027]
 さらに、制御部7は、パターン発生装置5に指示して有機ELパネル2に対してテストパターン表示信号(B信号)を送出させ、青色のテストパターンを有機ELパネル2に表示させる(ステップ19)。青色テストパターンは、有機ELパネル2の全ピクセルが所定の階調で青色を呈するもので、有機ELパネル2の全面に表示される青色画像である。制御部7は、ある垂直同期信号の出力タイミングに合わせて(黒帯10が存しないある垂直ブランキング期間中で、同期信号がハイレベルの間に)カメラ3のシャッターを開き、次の垂直同期信号の出力タイミングに合わせて(黒帯10が存しない次の垂直ブランキング期間中で、同期信号が次のハイレベルの間に)カメラ3のシャッターを閉じることによって、青色テストパターンが表示された有機ELパネル2をカメラ3により撮像し(ステップ20)、青色テストパターンの撮像画像を撮像画像記憶部8に記憶させる(ステップ21)。
[0028]
 各テストパターンを撮像した制御部7は、ステップ10における赤色アライメントパターンの像の位置の検出結果と、赤色テストパターンの撮像画像に基づいて、有機ELパネル2の赤色表示時の輝度ムラを低減させるためのムラ補正データを生成し(ステップ22)、これをムラ補正データ記憶部9に記憶させる(ステップ23)。詳細には、制御部7は、赤色アライメントパターンの像の位置の検出結果により、有機ELパネル2の上記特定のピクセルがカメラ3のどの撮像素子に対応するかを把握しているから、上記特定のピクセルに対応しない撮像素子についても、補間等の演算により、有機ELパネル2のどのピクセル又は領域に対応するかを求めることができる。すなわち、赤色テストパターンの撮像画像(赤色テストパターン撮像時のカメラ3の各撮像素子の受光量)に基づいて、有機ELパネル2の各ピクセル又は各領域の輝度が求められ、有機ELパネル2の赤色表示時の二次元輝度分布データを得ることができるから、制御部7は、その二次元輝度分布データを反転させてムラ補正データ(画像補正テーブル)を生成する。
[0029]
 ステップ22及び23と同様に、制御部7は、ステップ11における緑色アライメントパターンの像の位置の検出結果と、緑色画像の撮像画像に基づいて、有機ELパネル2の緑色表示時の輝度ムラを低減させるためのムラ補正データを生成し(ステップ24)、これをムラ補正データ記憶部9に記憶させ(ステップ25)、ステップ12における青色アライメントパターンの像の位置の検出結果と、青色テストパターンの撮像画像に基づいて、有機ELパネル2の青色表示時の輝度ムラを低減させるためのムラ補正データを生成し(ステップ26)、これをムラ補正データ記憶部9に記憶させる(ステップ27)。
[0030]
 制御部7は、ムラ補正データ記憶部9に記憶された赤色表示時、緑色表示時、青色表示時の各ムラ補正データをROMライタ6により上記ROMに書き込む(ステップ28)。このROMを備える画質調整回路が有機ELパネル2に取り付けられることによって、画質調整式有機ELパネルが完成し、この画質調整式有機ELパネルでは、上記のとおり、画像信号が入力されると、画質調整回路がROMに書き込まれたムラ補正データを参照して入力信号に補正値を加算し、有機ELパネル2の輝度ムラが抑制される。
[0031]
 このムラ補正データ生成装置1では、カメラ3が、パターン発生装置5の同期信号に基づいて、有機ELパネル2に表示されたテストパターン画像の一の垂直ブランキング期間から他の垂直ブランキング期間までシャッターを開いてその画像を撮像するので、有機ELパネル2において表示画像の書換えで生じる黒帯10が、有機ELパネル2の上端から下端までちょうど一回又は複数回移動する間に亘って露光が行われ、その黒帯10が撮像画像に対して部分的にではなく全体的に影響を及ぼし、撮像画像中に帯状の低輝度領域をつくらない。したがって、有機ELパネル2のムラ補正データを生成するために有機ELパネル2を撮像する際に、表示画像の書換えで生じる黒帯10の写込みを防止することができる。
[0032]
 ここでは、特に、その「他の垂直ブランキング期間」が「一の垂直ブランキング期間」の次の垂直ブランキング期間であり、黒帯10が有機ELパネル2の上端から下端までちょうど一回移動する間だけ露光が行われるので、有機ELパネル2のテストパターンの撮像をフレームレートの逆数程度(フレームレートが60fpsであれば、60分の1秒程度)の極めて短時間で完了させることができる。
[0033]
図4は、本形態に係るムラ補正データ生成装置の他の例を示す。このムラ補正データ生成装置11は、カメラ3の光学系に交換的に挿脱されるNDフィルタ12及び透明板13と、その挿脱を行う挿脱装置14とを備えるほかは、ムラ補正データ生成装置1と同様の構成を有する。
[0034]
NDフィルタ12は、カメラ3の入射光量を減少させるもので、透明板13は、NDフィルタ12と空気換算長が略同一となるように素材及び形状が定められている。挿脱装置14は、NDフィルタ12及び透明板13をカメラ3の光学系に交換的に挿脱するもので、その挿脱動作は制御部7によって自動的に行われても、そうでなくてもよい。
[0035]
このムラ補正データ生成装置11では、たとえ「他の垂直ブランキング期間」を「一の垂直ブランキング期間」の「次の垂直ブランキング期間」として短時間だけ(60fpsで60分の1秒程度だけ)シャッターを開いた場合にも、表示画像が明るくラチチュードを超えそうなときに、挿脱装置14によりカメラ3の光学系にNDフィルタ12を挿入して、撮像画像の白飛び・サチュレーションを防止することができる。
[0036]
また、カメラ3の光学系にNDフィルタ12を挿入しないときには、それと空気換算長が略同一の透明板13を挿脱装置14により挿入し、NDフィルタ12の挿入時の屈折率を維持することによって、NDフィルタ12の有無に起因して必要となるはずのカメラ3のピント調整を不要とすることができる。
[0037]
このように「一の垂直ブランキング期間」から「次の垂直ブランキング期間」までの1フレーム分の時間長のシャッター開放でさえラチチュードを超える事態を招くおそれがある場合に、撮像画像の白飛び・サチュレーションを防止するためには、カメラ3がラチチュードを超えなくなるまで絞り値を絞って撮像する構成や、パターン発生装置5がテストパターン画像の垂直ブランキング期間の間隔を小さく変更する(フレームレートを例えば60fpsから90fpsや120fpsに変更する)構成もある。
[0038]
 以上、本発明を実施するための形態について例示したが、本発明の実施形態は上述したものに限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更等してもよい。
[0039]
 例えば、表示パネルは有機ELパネルに限られず、液晶パネルやプラズマディスプレイ、投影型プロジェクター等であってもよい。
[0040]
 また、カメラは、白黒カメラではなくカラーカメラであってもよく、補正データは、一つの階調のテストパターンの撮像画像に基づくのではなく、複数階調のテストパターンの撮像画像に基づいて階調ごとに生成してもよく、テストパターンは、赤色、緑色、青色のカラーではなくグレースケールであってもよい。
[0041]
 さらに、シャッターを閉じる垂直ブランキング期間は、必ずしもシャッターを開く垂直ブランキング期間の次の垂直ブランキング期間でなくてもよく、この場合、露光時間は、フレームレートの逆数の略整数(2以上の整数)倍となる。

符号の説明

[0042]
1  ムラ補正データ生成装置
2  有機ELパネル(表示パネル)
3  カメラ(撮像手段)
4  画質調整装置(データ生成手段)
5  パターン発生装置(信号発生手段)
6  ROMライタ
7  制御部
8  撮像画像記憶部
9  ムラ補正データ記憶部
10 黒帯
11 ムラ補正データ生成装置
12 NDフィルタ
13 透明板(透明部材)

請求の範囲

[請求項1]
 表示パネルに画像信号及び同期信号を出力する信号発生手段と、
 前記画像信号が入力された表示パネルの表示画像を撮像する撮像手段と、
 前記撮像手段の撮像結果に基づいて、前記表示パネルのムラを補正するムラ補正データを生成するデータ生成手段とを備え、
 前記撮像手段が、前記同期信号に基づいて、前記表示画像の一の垂直ブランキング期間から他の垂直ブランキング期間までシャッターを開いて前記表示画像を撮像することを特徴とするムラ補正データ生成装置。
[請求項2]
 前記他の垂直ブランキング期間が、前記一の垂直ブランキング期間の次の垂直ブランキング期間であることを特徴とする請求項1に記載のムラ補正データ生成装置。
[請求項3]
前記撮像手段が、前記一の垂直ブランキング期間から前記次の垂直ブランキング期間までシャッターを開いた場合にラチチュードを超えない絞り値で前記表示画像を撮像することを特徴とする請求項2に記載のムラ補正データ生成装置。
[請求項4]
前記撮像手段の光学系に挿脱されるNDフィルタと、
前記NDフィルタと空気換算長が略同一で、前記NDフィルタに換わって前記光学系に挿脱される透明部材とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のムラ補正データ生成装置。
[請求項5]
前記信号発生手段が、前記表示画像の垂直ブランキング期間の間隔を変更可能であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のムラ補正データ生成装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]