CN101740002B - 计算修正值的方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种计算修正值的方法和显示装置。根据本发明的在对提供给显示面板的图像信号执行信号值修正时采用的计算修正值的方法包括:设定在显示面板的整个表面内不均一的目标亮度值作为一个图像信号值的目标亮度值,以使得显示面板的各个平面位置处的目标亮度值的分布的至少一部分为曲线分布;并且利用当一个图像信号值被提供给显示面板的整个表面时在显示面板的各个平面位置处观察到的亮度和显示面板的各个平面位置处的目标亮度值计算显示面板的各个平面位置处的修正值。

Description

计算修正值的方法和显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置和计算用于修正提供给显示装置的显示面板的图像信号的修正值的方法。
背景技术
从未审查的日本专利申请第2005-195832号公开中可以看出,为了修正显示装置(或仅是显示面板)的亮度和色度不均匀以便改善均一性的目的,用于通过称作3D-γ***的面板的X方向、Y方向和灰度方向(Z方向)的坐标确定修正值的不均匀修正装置已经投入实际使用。
不均匀修正装置作为电路单元安装在诸如电视装置的图像显示装置上以执行关于提供给显示面板单元的图像信号的修正处理。
图24示出了一个采用不均匀修正电路的信号修正的示例。这是当均一亮度的图像输入到显示面板时要输出的亮度修正过的图像的2D映象图。
例如,假定图像信号值(灰度值)由10位表示并且灰度具有0到1023的1024个等级。如果将具有灰度值“512”的图像信号提供给整个屏幕,即组成屏幕的所有像素,则整个屏幕应该显示具有灰度值“512”的均一图像。但是,由于显示面板的亮度不均匀,在屏幕上生成了比具有灰度值512的部分较暗的部分或较亮的部分。因此,屏幕的均一性低。为了对此进行改善,根据亮度不均匀的特性修正提供给像素的图像信号值。
换言之,将用于未调整面板上的低亮度部分的信号转换为具有高亮度值的图像信号,将用于未调整面板上的高亮度部分的信号转换为具有低亮度值的图像信号,并且将这些信号作为修正的图像信号提供给显示面板,从而输出具有均一亮度的期望的信号。
例如,根据亮度差,即使当给定灰度值“512”时,也仍将被修正以具有高于“512”的灰度值的图像信号值提供给屏幕上比“512”暗的部分的像素。
此外,根据亮度差,即使当给定灰度值“512”时,也仍将被修正以具有低于“512”的灰度值的图像信号值提供给屏幕上比“512”亮的部分的像素。
图24在对应于屏幕平面的XY平面上示出了作为修正值的灰度值,并通过像素暗度示出了修正的灰度值。通过这一修正,可以防止由于显示面板的亮度不均匀特性的均一性的变差并且显示高质量的图像。
在3D-γ***的不均匀修正电路中,这样的2D映象是为具有多种亮度值的均一图像准备的。
图25通过构造3D-γ***的Z方向(灰度方向)的图示出了面板亮度修正的输入/输出函数。
如果面板是完全均一的,则获得表示输入信号的无修改的输出的线性图。但是,图25的曲线图表明实际的输入/输出函数有变化以便以逐个像素为基础地修正均一性。
例如,对输入侧(水平轴)的灰度值Ain,作为修正的灰度值的输出侧(竖直轴)在Aout1至Aout2范围内。当将具有灰度值Ain的图像信号提供给所有像素以显示均一图像时,有必要为各个像素修正灰度值以便实际显示均一图像。结果,各个像素的修正值在Aout1至Aout2范围内。
对于各个灰度值修正值的范围是不同的。由于各个灰度值的不同,有必要为各个灰度值准备2D映象。
如图26所示,不均匀修正电路包括查找表单元100和修正运算电路101。
在查找表单元100中,为各个灰度值存储查找表作为2D映象。在各个查找表中,为每个像素关于输入灰度值存储作为修正值的灰度值(或者用于获得修正的灰度值的系数)。
修正运算电路101针对输入原始图像信号值从查找表单元100中读出运算所必需的值,并且利用这些值计算及输出用于修正面板的亮度不均匀和色度不均匀的输出图像信号值。
为了关于所有的X方向、Y方向和Z方向保存非均匀修正数据,数据量可能庞大地不切实际。因此,通常应用一种方法,该方法用2D映象为典型Z坐标(灰度值)存储修正值并且对其他坐标估计和使用来自所述典型修正值的修正值。
例如,在图25中虽然“0”至“1023”的1024个等级的灰度值被看作是灰度值(Z方向),但是通过保存1024个2D映象(查找表)来建立3D-γ***是不实际的。
因此,在Z方向上设定通过从“0”至“1023”值中取样几个修正值获得的n个典型输入值(比如“0”、“64”、“128”、...、和“1023”)并且为该n个典型输入值保存n个查找表。
如果输入图像信号值是未被取样的灰度值,则利用分别比输入图像信号值大且比最接近于该输入图像信号值小的灰度值的查找表中存储的修正值执行插值运算。例如,通过线性插值运算获得修正值。
在这样的修正***中,下面将描述如何确定像素的修正值。
在图27A中,水平轴表示未修正面板的任意水平线的位置x,竖直轴表示该位置的亮度。当输入某个灰度值V时面板亮度LP用实线表示。可以看到由于不均匀面板亮度是不均一的。此外,面板亮度LP是当一个灰度值V提供给面板的所有像素时实际出现在面板上的亮度。
此外,有面板的中心部分亮度最高的趋势。
为了计算用于修正关于具有不均匀性的面板的输入图像信号的修正值,在现有的方法中,所有像素的目标亮度值设定到图27A中用虚线表示的目标亮度TG。
换言之,如果初始给定灰度值V且像素发出亮度Lt的光,则整个屏幕的亮度均一地为亮度Lt。关于整个屏幕(所有像素),目标亮度为TG=Lt。
接着,获得像素的修正值以使得所有像素具有目标亮度值(亮度Lt)。
在图27B中,水平轴表示灰度V,竖直轴表示亮度L。理想V-L曲线当灰度为V时具有目标亮度Lt。
同时,如图27B所示,在修正某个要修正的像素的亮度之前的V-L曲线位于理想V-L曲线之下。因而,为了输出目标亮度Lt,(V+ΔV)有必要作为灰度值提供给该像素。
换言之,可以看出当V输入到不均匀修正电路时有必要输出(V+ΔV)。
如图28A所示,通过获取在面板的X方向上满足这样的条件的所有修正值(V+ΔV)而构造的图由表示修正值的实线H表示。作为面板的元件的特性,在具有高亮度的位置上获得小修正值并且在具有低亮度的位置上获得大修正值。
此外,针对所有输入灰度不均匀修正电路满足上述函数是有必要的。
发明内容
如果如上所述计算修正值并且修正提供给显示面板的像素的图像信号值,那么当图像信号值在低亮度或中间亮度范围内时没有任何困难,但是在高亮度范围内出现了不能执行修正的问题。
换言之,在实际电路中,由于修正值(V+ΔV)不被设定超过灰度值1023(10位灰度值),例如,如图28B所示,在修正值(V+ΔV)超过灰度值1023的区域中修正是无效的。
图29A至29F示出了具有低亮度、中间亮度和高亮度的区域。
图29A和29B示出了某一低亮度区域的亮度L1。图29A示出了对应于亮度L1的面板亮度LP1和目标亮度TG1。在这种情况下,在图29B中修正值用实线H1表示。
图29C和29D示出了某一中间亮度区域的亮度L2。图29C示出了对应于亮度L2的面板亮度LP2和目标亮度TG2。在这种情况下,在图29D中修正值用实线H2表示。
关于低亮度区域和中间亮度区域,如同实线H1和H2所表示的,由于修正值(V+ΔV)不超过灰度值1023,可以在面板的任何位置执行修正。
另外,图29E和29F示出了某一高亮度区域的亮度L3。图29E示出了对应于亮度L3的面板亮度LP3和目标亮度TG3。在这种情况下,在图29F中修正值用实线H3表示。
在这种情况下,出现了其中修正值(V+ΔV)超过灰度值1023的部分,在与此对应的面板的部分中不能执行修正。
至此已经关于面板X方向上的截面部分进行了描述。图30在面板的二维方向(XY方向)上示出了上述情形。
例如,如果在X方向上面板的左端侧和右端侧上修正值(V+ΔV)超过灰度值1023,并且在Y方向上面板的上端侧和下端侧上修正值(V+ΔV)超过灰度值1023,则只有面板中心部分的像素的亮度值可以修正,而在其周围部分的那些不能修正,如图30所示。
为了防止出现不可修正区域,例如,有必要降低目标亮度。例如,通过将图29E中的目标亮度TG3的线移到低亮度侧,图29F中的实线H3的所有修正值等于或低于灰度值1023。
但是在这种情况下,必然导致修正之后的亮度降低从而不能获得令人满意的显示图像。
期望在包括高亮度区域的整个屏幕中适当地执行修正而在修正之后不降低亮度。
根据本发明的一个实施例,提供一种在对提供给显示面板的图像信号执行信号值修正时采用的计算修正值的方法。该方法包括以下步骤:设定在显示面板的整个表面内不均一的目标亮度值作为一个图像信号值的目标亮度值,以使得显示面板的各个平面位置处的目标亮度值的分布的至少一部分为曲线分布;以及利用当所述一个图像信号值被提供给显示面板的整个表面时在显示面板的各个平面位置处观察到的亮度和显示面板的各个平面位置处的目标亮度值计算显示面板的各个平面位置处的修正值。
从显示面板的最小灰度值至最大灰度值中选择的多个典型值中的每一个可以为所述一个图像信号值,可以对应于作为各典型值的该图像信号值的每一个计算在显示面板的各个平面位置处的修正值。
一个图像信号值在显示面板的各个平面位置处的目标亮度值可以被设定成分布在不超过当向显示面板的整个表面提供所述一个图像信号时观察到的最大亮度值的范围内。
一个图像信号值在显示面板的各个平面位置上的目标亮度值的分布可以为曲线分布,其中与面板的中心部分相比面板的四个角部分具有较低亮度值。
一个图像信号值在显示面板的各个平面位置上的目标亮度值的分布可以为曲线分布,其中与面板的中心部分相比面板的左和右部分具有较低亮度值。
一个图像信号值在显示面板的各个平面位置上的目标亮度值的分布可以在面板的中心部分具有其中目标亮度值均一的均一分布区域,并且可以在除了面板的中心部分之外的部分具有曲线分布。
一个图像信号值在显示面板的各个平面位置上的目标亮度值的分布可以被设定以成为曲线分布,该曲线分布由通过降低当向显示面板的整个表面提供一个图像信号值时观察到的显示面板的各个平面位置处的亮度值的变化曲线的频率所获得的曲线表示。
一个图像信号值在显示面板的各个平面位置上的目标亮度值可以被设定在其中采用修正值修正后的图像信号值不超过显示面板的最大灰度值的范围内。
根据本发明的另一个实施例,提供了一种显示装置,包括:显示单元,其通过提供的图像信号在显示面板上执行图像显示;存储表单元,其包含分别对应于作为图像信号值的多个典型值的多个参考表,每个参考表事先存储了显示面板的各个平面位置处的修正值;以及修正运算单元,其通过采用输入的图像信号值和从存储表单元中对应于输入的图像信号值的参考表中读出的修正值的运算,计算出修正的图像信号值作为提供给显示面板的图像信号。在显示面板的整个表面中不均一的目标亮度值被设定为一个图像信号值的目标亮度值以使得显示面板的各个平面位置处的目标亮度值的分布的至少一部分为曲线分布之后,利用当所述一个图像信号值被提供给显示面板的整个表面时在显示面板的各个平面位置处观察到的亮度和显示面板的各个平面位置处的目标亮度值计算各个参考表中存储的显示面板的各个平面位置处的修正值。
本发明的实施例涉及一种3D-γ***,其中通过修正显示面板的亮度不均匀或色度不均匀改善均一性并且通过面板的X方向、Y方向和灰度方向(Z方向)的坐标确定修正值。
在显示装置中,修正值存储在存储表单元中。关于输入图像信号,通过从存储表单元中根据亮度水平和显示面板的水平位置读出修正值来执行图像信号值的修正。
在本发明的实施例中,整体亮度没有降低,而是在任何亮度区域合适地执行修正。特别地,在高亮度区域中,设定各个像素的目标亮度接近不修正时的面板特性但是使得不均匀不醒目。换言之,在显示面板的整个表面内不均一的目标亮度值被设定为一个图像信号值的目标亮度值以使得显示面板的各个平面位置处的目标亮度值的分布的部分或全部为曲线分布。显示面板的各个平面位置处的修正值是对应于目标亮度值和当一个图像信号值实际上被提供给显示面板的整个表面时显示面板的各个平面位置处观察到的亮度之差计算的。
特别地,根据本发明的实施例,在具有其中安装了3D-γ不均匀修正***的显示装置中,可以消除高亮度区域中的不可修正区域从而可以合适地修正不均匀而不降低亮度。
附图说明
图1是示出了根据本发明的一个实施例的用于计算修正值的目标亮度值的分布图;
图2A和2B是示出了根据本发明的一个实施例的修正值计算的图;
图3A至3F是示出了根据本发明的一个实施例的修正值计算的图;
图4是示出了根据本发明的一个实施例的面板平面上目标亮度值的分布图;
图5A和5B是示出了根据本发明的一个实施例的目标亮度值的另一个分布示例的图;
图6是示出了根据本发明的一个实施例的设定目标亮度的一个示例的图;
图7是示出了根据本发明的一个实施例的设定目标亮度的一个示例的图;
图8是示出了根据本发明的一个实施例的目标亮度值的一个分布示例的图;
图9是示出了根据本发明的一个实施例的设定目标亮度的一个示例的图;
图10是示出了根据本发明的一个实施例的设定目标亮度的一个示例的图;
图11是示出了根据本发明的一个实施例的目标亮度值的一个分布示例的图;
图12是示出了根据本发明的一个实施例的设定目标亮度的一个示例的图;
图13是示出了根据本发明的一个实施例的设定目标亮度的一个示例的图;
图14是示出了根据本发明的一个实施例的目标亮度值的一个分布示例的图;
图15是示出了根据本发明的一个实施例的设定目标亮度的一个示例的图;
图16是示出了根据本发明的一个实施例的设定目标亮度的一个示例的图;
图17是根据本发明的一个实施例的显示装置的框图;
图18是根据本发明的一个实施例的非均匀修正单元的框图;
图19是示出了根据本发明的一个实施例的查找表的图;
图20是示出了根据本发明的一个实施例的查找表的典型输入值的图;
图21是根据本发明的一个实施例的修正值设定过程的流程图;
图22A和22B是示出了根据本发明的一个实施例的修正运算中线性插值的图;
图23是根据本发明的一个实施例的不均匀修正单元的修正运算电路的电路图;
图24是用于非均匀修正的2D映象的图示;
图25是示出了输入值和修正表的修正值之间的关系的图;
图26是示出了用于修正的配置的图;
图27A和27B是示出了相关技术中目标亮度值和修正值的计算的图;
图28A和28B是示出了相关技术中不可修正区域的图;
图29A至29F是示出了相关技术中高亮度区域内不可修正区域的出现的图;
图30是在面板平面内观察的不可修正区域的图示。
具体实施方式
下文中,将按照以下顺序描述本发明的实施例。
[1.目标设定和修正值计算的实施例]
[2.目标设定的详细示例]
[3.显示装置的实施例]
[1.目标设定和修正值计算的实施例]
将参照图1至5描述实施例的目标设定和修正值计算。
首先,图1示出了用于修正值计算的目标亮度。
在图1中,水平轴表示未修正面板的任意水平线的位置x,竖直轴表示那一位置的亮度。
当输入某一灰度值V时面板亮度LP用实线表示。面板亮度LP是当一个灰度值V被提供给面板的所有像素时实际出现在面板上的亮度,但是由于显示面板的不均匀其不是均一的。例如,面板中心部分的亮度最高。
对于具有不均匀的面板,当计算用于修正输入图像信号的修正值时,在现有技术中,为了使亮度不均匀均一,设定具有线性分布的目标亮度,也就是说目标亮度是均一的而不考虑面板的水平位置。
相反,在当前示例中,例如,如图1中虚线所示,设定具有峰值位于面板的中心部分的抛物线型曲线分布的目标亮度TG。
例如,通过将目标亮度TG设定为图1中虚线所示的分布,即使在低亮度区域、中间亮度区域和高亮度区域的任意一个中也可以适当地执行修正。
如同关于图27B所描述的,在灰度值作为修正值时,当某一灰度V被提供给某一像素时,获得对应于实际亮度和目标亮度之差的ΔV。此外,(V+ΔV)成为修正值。
通过将它应用到本例中,例如获得图2A和2B。
如图2A的虚线所示,目标亮度TG的分布成为曲线分布,其中面板的中心部分高而其周围部分低。与某平面位置处的面板亮度LP和其对应的目标亮度TG之差,即对应于由箭头表示的亮度差的图像信号值的差相对应的灰度值为ΔV。
在这种情况下,在由·表示的中心位置处的差是0,在那个位置处的修正值为ΔV=0。同时,在周围部分,面板亮度LP降低,但是由于目标亮度TG具有曲线分布亮度值而被设定为低。因此,各个位置的亮度差成为负值(向下的箭头)。
为此,修正值(V+ΔV)具有例如由图2B的实线H表示的分布。
例如,如果将灰度值960提供给像素,则分配修正之后的等于或小于960的灰度值。
首先,如参照图28B所述,如果修正值超过最大灰度值(例如,1023),则不能执行修正。
但是,在该例中,如图2B所示,修正值(V+ΔV)不超过最大灰度值1023。因此,在水平方向(X方向)上,整个范围为可修正区域。
图3A至3F示出了具有低亮度、中间亮度和高亮度的亮度区域。
图3A和3B示出了对应于某一低亮度区域的亮度L1的灰度值被提供给所有像素的情况。图3A示出了对应于亮度L1的面板亮度LP1和目标亮度TG1。在这种情况下,修正值由图3B的实线H1表示。
图3C和3D示出了对应于某一中间亮度区域的亮度L2的灰度值被提供给所有像素的情况。图3C示出了对应于亮度L2的面板亮度LP2和目标亮度TG2。在这种情况下,修正值由图3D的实线H2表示。
图3E和3F示出了对应于某一高亮度区域的亮度L3的灰度值被提供给所有像素的情况。图3E示出了对应于亮度L3的平面亮度LP3和目标亮度TG3。在这种情况下,修正值由图3F的实线H3表示。
换言之,即使在高亮度区域,由于设定对应于像素的目标亮度以使得目标亮度TG3在面板的水平方向上具有曲线分布,因此可以防止修正值超过最大灰度。因此,不管水平方向的平面位置而可以执行修正。
此外,虽然在面板的x方向上观察的目标亮度分布为图1、2和3中所示的曲线分布,但是在X方向和Y方向两维上观察的目标亮度值的分布例如如图4所示。目标亮度的分布在X方向和Y方向上具有不醒目的梯度。
在本例中,例如,如上所述,作为某一图像信号值的目标亮度值,设定在显示面板的整个表面内不均一的目标亮度值以使得显示面板的各个平面位置处的目标亮度值TG的分布为曲线分布。
此外,利用当一个图像信号值被提供给显示面板的整个表面时在显示面板的平面位置处观察到的亮度和显示面板的各个平面位置处的目标亮度值计算显示面板的平面位置处的修正值。
因此,所计算的修正值不超过最大灰度。换言之,消除了不可修正区域。
此外,由于表面位置处的均一目标亮度没有像相关技术中一样被移到低亮度侧,因此修正后的亮度没有整体下降。
在本例中,如果目标亮度值的分布是曲线分布,则当某个特定灰度值被均一地提供给整个屏幕时屏幕平面上修正后的图像亮度不均一。
例如,如果设定了图4中所示的目标亮度值的分布,则修正后的图像亮度在屏幕的中心部分高,并且向周围部分(特别地,四个角)亮度逐渐降低。换言之,修正之后在整个屏幕平面内不能获得均一亮度。
但是,人类视觉的长周期振动特性察觉不出亮度分布。在这种情况下,难以察觉到不均匀的存在。换言之,实际上完成了适当的不均匀修正。
此外,在本实施例中,考虑到人类视觉的特性难以察觉逐步亮度变化的性质,因此目标亮度值的曲线分布尽可能平滑。
相反,根据人眼时微小范围内的不均匀变化敏感并且对大范围内的面板变化不敏感的性质,确定目标亮度的分布曲线。
例如,通过图4中所示的上凸型分布,其中面板的中心部分设定为峰值且在四个角上亮度降低了最大15%或更少,难以察觉亮度不均匀。
此外,如果如图1所示目标亮度的分布曲线低于面板亮度LP的分布线,则在某一平面位置处所计算的修正值不超过最大灰度从而可以在整个范围内执行适当的修正。
此外,目标亮度的分布曲线不一定在每个位置处均低于面板亮度LP的那一分布线。
换言之,如果目标亮度值分布在不超过面板亮度LP的最大亮度值(例如,由图2A的·表示的亮度值)的范围内,则修正值不等于也不大于最大灰度值。
但是,在参照图1至4所述的示例中,可以从图1中看出,出现了面板亮度LP在面板的中心部分高而在向面板的周围部分的方向上亮度降低的不均匀。当在X方向(以及Y方向)上观察时面板亮度LP的不均匀基本上是关于中心线对称的。
由于平面方向的亮度不均匀归因于面板的结构,通常面板亮度分布在中心部分具有峰值而向周围部分被降低。在这种情况下,如图4所示,其中在面板的中心部分亮度高并且向着周围部分的方向亮度逐渐降低的曲线分布是适合作为目标亮度值的分布的。
但是,面板亮度LP的分布可以不同于上述分布。
例如,图5A示出了面板亮度LP的分布的另一个示例。其关于中心部分的峰值并不基本上对称。例如,可以获得面板亮度LP的分布。
实际上,根据面板亮度LP的分布适当地设定目标亮度值的分布。
具体地,在显示面板的各个平面位置处任意一个图像信号值的目标亮度值被设定,以便成为由通过降低当向显示面板的整个表面提供一个图像信号值时观察到的显示面板的各个平面位置处的亮度值的变化曲线的频率所获得的曲线表示的曲线分布。
只是在X方向上,由虚线表示的目标亮度TG的分布曲线被设定为通过从作为面板亮度LP的曲线的图5A的实线中提取低频分量获得的曲线。换言之,通过平滑面板亮度LP的分布曲线获得的曲线被设定为目标亮度TG的分布曲线。
从各个位置处的目标亮度TG和面板亮度LP之间的差,计算出各个位置(各个像素)的修正值。
即使在这种情况下,如果目标亮度TG的分布是平滑曲线分布,那么人眼也感觉不到修正后的亮度不均匀。
此外,因为目标亮度的分布曲线接近于面板亮度LP的分布曲线,因此各个位置处的差很小。这意味着各个位置处的修正值为小值。
如果修正值小,则作为表示修正值的数字值的位数可以小。从而在以下描述的显示装置中可以降低用于存储修正值的表的必要容量。
在图5A中,由于用虚线表示的目标亮度TG的分布在不超过面板亮度LP的最大亮度值(用·表示的亮度值)的范围内,所以防止了修正值等于或大于最大灰度值,从而不会出现不可修正区域。
目标亮度TG的分布可能超过面板亮度LP的最大亮度值。
例如,图5B示出了另一个示例。在这种情况下,目标亮度TG的分布的一部分(X方向的中心部分)高于面板亮度LP的最大亮度值。
在位于目标亮度TG高于面板亮度LP的位置处的像素的修正值中,ΔV为正值。换言之,修正值(V+ΔV)成为用于将图像信号值修正到最大灰度侧的修正值。
但是,如果修正后的图像信号值(灰度值)不超过显示面板的最大灰度值,则不会出现不可修正区域。
结果,为防止出现不可修正区域,设定其中修正后的灰度值不超过最大灰度的目标亮度值的分布。
实际上,为了简化目标设定过程等,如上所述,目标亮度TG的分布优选地在不超过面板亮度LP的最大亮度值的范围内。
此外,在X轴方向上表达的图1和5以及在XY平面内表达的图4的示例中,当在屏幕平面方向上观察时分布整体上为曲线,但是目标亮度分布在整个屏幕平面内可以不是曲线。例如,如图11和14中所示,在屏幕的中心部分可以为平坦的分布并且在屏幕的周围部分可以为曲线分布。换言之,在部分屏幕中为曲线分布。
[2.目标设定的详细示例]
现在将描述设定目标亮度值的详细示例。
首先,将利用图6和7描述以下情况的示例:设定具有如图4所示的面板的中心部分被设定为峰值并且四角的亮度被降低的曲线分布的目标亮度值。
在图4中,示出了屏幕平面的X方向和Y方向且屏幕的水平位置在X值为-1.6至1.6的范围内。屏幕的竖直位置在Y值为-0.9至0.9的范围内。亮度值的高度由垂直于XY平面的方向上的“5”至“10”的值表示。
图6采用以下函数式针对某一灰度值示出了X和Y坐标值的亮度值。
Ltarget=Ltop-A(x/x0)2-B(y/y0)2        ...(函数式1)
此外,图6以水平方向表示X坐标和竖直方向表示Y坐标的状态示出了X和Y坐标点的亮度值。
Ltarget是二维亮度分布,作为修正的灰度表面中的目标。
x是面板的X方向坐标。
y是面板的Y方向坐标。
Ltop是平面内的最高亮度,并且与例如面板中心(坐标点(X,Y)=(0,0))的亮度一致,在图6中是“10”。
以下的函数式中所用的A、B、x0、y0和x1以及y1是常数。
例如,在图6中示出了在A=1、B=1、x0=0.6和y0=0.9的条件下通过函数式1获得的各个坐标点的目标亮度。
通过函数式1,可以用图4中所示的曲线分布设定目标亮度。
此外,可以采用以下函数式2。
Ltarget=Ltop+A(cos(x/x0)-1)+B(cos(y/y0)-1)    ...(函数式2)
图7中示出了这种情况下各个坐标点的目标亮度。即使通过函数式2,也仍可采用图4中所示的曲线分布设定目标亮度,虽然与函数式1略微不同。
图8示出了目标亮度的曲线分布的另一个示例。如图所示,在屏幕平面上,目标亮度值在X方向上为曲线而在Y方向上是齐平的(flush)。
为了形成这样的曲线分布,利用以下的函数式3计算各个坐标点的目标亮度值。
Ltarget=Ltop-A(x/x0)2                         ...(函数式3)
图9示出了在这种情况下获得的各个坐标点的目标亮度。此外,设定常数A=2和x0=1.6。
目标亮度值在Y方向上为相同值而在X方向上为不同值,以便形成曲线分布。
此外,可以采用以下函数式4。
Ltarget=Ltop+A(cos(x/x0)-1)        ...(函数式4)
图10示出了在这种情况下各个坐标点的目标亮度。即使通过函数式4,也仍可采用图8中所示的曲线分布设定目标亮度,虽然与函数式3略微不同。
图11示出了目标亮度的曲线分布的另一个示例。如图所示,分布为曲线以便在屏幕的四个角处降低亮度值,但屏幕中心的预定范围为其中目标亮度值是均一的均一分布区域。
为了形成这样的分布,例如,采用以下函数式5A至5D计算各个坐标点的目标亮度值。
如果|x|<x1且|y|<y1,则
Ltarget=Ltop                        ...(函数式5A)
如果|x|≥x1且|y|<y1,则
Ltarget=Ltop+A((|x|-x1)/x0)2        ...(函数式5B)
如果|x|<x1且|y|≥y1,则
Ltarget=Ltop+B((|y|-y1)/y0)2                     ...(函数式5C)
如果|x|≥x1且|y|≥y1,则
Ltarget=Ltop+A((|x|-x1)/x0)2+B((|y|-y1)/y0)2     ...(函数式5D)
在这种情况下,图12中示出了采用常数A=-1、常数B=-1、常数x0=x1=0.8、常数y0=y1=0.45所获得的各个坐标点的目标亮度。
在具有X坐标值-0.8<x<0.8和Y坐标值-0.45<y<0.45的作为屏幕中心部分的区域,根据函数式5A各个坐标的目标亮度值为10。
此外,作为屏幕的左和右区域的Y方向上的中心部分的区域采用函数式5B。换言之,在具有X坐标值x≤-0.8和Y坐标值-0.45<y<0.45的区域以及具有X坐标值0.8≤x和Y坐标值-0.45<y<0.45的区域中,通过函数式5B获得各个坐标的目标亮度值。
作为屏幕的上和下区域的X方向上的中心部分的区域采用函数式5C。换言之,在具有X坐标值-0.8<x<0.8和Y坐标值-0.45≥y的区域以及具有X坐标值-0.8<x<0.8和Y坐标值y≥0.45的区域中,通过函数式5C获得各个坐标的目标亮度值。
在屏幕的四个角区域中,采用函数式5D。换言之,在由图12的粗线包围的以下四个区域中,通过函数式5D获得各个坐标的目标亮度值。
具有X坐标值-0.8≥x和Y坐标值-0.45≥y的区域(图12的左上区域)
具有X坐标值-0.8≥x和Y坐标值0.45≤y的区域(图12的左下区域)
具有X坐标值0.8≤x和Y坐标值-0.45≥y的区域(图12的右上区域)
具有X坐标值0.8≤x和Y坐标值0.45≤y的区域(图12的右下区域)
如果如图12所示设定各个坐标点的目标亮度,则目标亮度分布成为如图11所示的屏幕的中心部分是均一的而中心部分之外的部分为曲线的分布。
为了形成图11所示的分布,例如,采用以下函数式6A至6D计算各个坐标点的目标亮度值。
如果|x|<x1且|y|<y1,则
Ltarget=Ltop                            ...(函数式6A)
如果|x|≥x1且|y|<y1,则
Ltarget=Ltop+A(cos((|x|-x1)/x0)-1)        ...(函数式6B)
如果|x|<x1且|y|≥y1,则
Ltarget=Ltop+B(cos((|y|-y1)/y0)-1)        ...(函数式6C)
如果|x|≥x1且|y|≥y1,则
Ltarget=Ltop+A(cos((|x|-x1)/x0)-1
+B(cos((|y|-y1)/y0)-1                      ...(函数式6D)
图13示出了在这种情况下获得的各个坐标点的目标亮度。
在屏幕中心部分的区域中,根据函数式6A各个坐标的目标亮度值为10。
此外,在作为屏幕的左和右区域的Y方向上的中心部分的区域中,通过函数式6B获得各个坐标的目标亮度值。
在作为屏幕的上和下区域的X方向上的中心部分的区域中,通过函数式6C获得各个坐标的目标亮度值。
在屏幕的四角区域,采用函数式6D。换言之,在图13的用粗线包围的四个区域中,通过函数式6D获得各个坐标的目标亮度值。
即使当各个坐标点的目标亮度设定为如图13所示时,目标亮度分布也成为如图11所示只在周围部分是曲线的分布,虽然与图12略有不同。
图14示出了目标亮度的曲线分布的另一个示例。这是以下分布的一个示例:目标亮度值在屏幕平面的X方向上为曲线,在Y方向上是齐平的,并且在屏幕的中心部分是平坦的。
为了形成这样一种分布,例如,采用以下的函数式7A和7B计算各个坐标点的目标亮度值。
如果|x|<x1,则
Ltarget=Ltop                            ...(函数式7A)
如果|x|≥x1,则
Ltarget=Ltop-A((|x|-x1)/x0)2            ...(函数式7B)
图15示出了在这种情况下获得的采用常数x0=x1=0.8的各个坐标点的目标亮度。
作为屏幕的中心部分,在具有X坐标值-0.8≤x≤0.8的区域,根据函数式7A各个坐标的目标亮度值为10。
在屏幕的左和右区域的具有X坐标值x<-0.8的区域和具有X坐标值0.8<x的区域中,通过函数式7B获得各个坐标的目标亮度值。
当各个坐标点的目标亮度被设定为如图15所示时,目标亮度分布成为如图14所示的在屏幕的中心部分是均一的并且在中心部分的左侧和右侧为曲线的分布。
为了形成图14所示的分布,例如,可以采用以下的函数式8A和8B计算各个坐标点的目标亮度值。
如果|x|<x1,则
Ltarget=Ltop                          ...(函数式8A)
如果|x|≥x1,则
Ltarget=Ltop+A(cos((|x|-x1)/x0)-1)    ...(函数式8B)
图16示出了在这种情况下获得的各个坐标点的目标亮度。
在屏幕的中心部分,根据函数式8A各个坐标的目标亮度值为10。
在屏幕的左和右区域,通过函数式8B获得各个坐标的目标亮度值。
为了如图16所示设定各个坐标点的目标亮度,目标亮度分布基本上成为图14中所示的分布,虽然与图15略有不同。
在上述示例中,通过设定成为如图4和8所示的在整个屏幕上的曲线分布的目标亮度分布,可以获得上述效果。换言之,可以不生成不可修正区域而执行修正以使得用户在整个屏幕内感觉不到不均匀。
在图11和14的示例中,在部分屏幕平面中形成曲线分布并且在面板的中心部分形成均一分布区域。即使在这种情况下,也可以获得与图4和图8相同的效果。此外,由于用户注意屏幕的中心部分,考虑到高图像质量,优选地设定目标亮度值以使得只在中心部分形成均一分布,并且确定性地解决中心部分中的不均匀修正。
虽然描述了八个示例作为用于设定目标亮度的详细示例,但是可以考虑更多个示例作为实际可采用的函数运算示例或曲线分布的分布形状。这些示例只是示范性的。
在实际制造的各个面板中,原始的亮度不均匀状态是不同的。因此,可以考虑准备多个函数式并根据测量各个面板的不均匀的结果选择适当函数式的方法。
[3.显示装置的实施例]
将描述使用利用曲线分布的目标亮度值计算的修正值来执行修正的显示装置的实施例。
图17是示出了根据一个实施例的显示装置的主要部分的构造的框图。该显示装置可应用于电视接收机、监控显示装置和各种类型信息装置的显示装置单元。
图像信号处理单元2根据输入信号执行图像信号处理。例如,在电视接收机中,输入信号是接收的广播信号,图像信号处理单元2执行从接收信号中提取图像信号的处理。在图像播放装置中,输入信号是从记录介质中读取的信号,图像信号处理单元2执行播放图像信号的处理。在网络装置中,图像信号处理单元2针对通过网络通信获得的输入信号执行通信数据解码等处理。
换言之,这里所指的图像信号处理单元2是提取从某一传输路径上接收的图像信号、执行必要处理并且输出例如RGB图像信号的部分。
从图像信号处理单元2输出的包括R信号、G信号和B信号的图像信号被提供给不均匀修正单元3。不均匀修正单元3输出修正的图像信号值,该修正的图像信号值可以针对输入图像信号值R、G和B通过作为根据显示面板1的特性(亮度不均匀和色度不均匀)的修正过程的修正运算获得。后面将描述细节。
定时控制器4在预定时刻将由不均匀修正单元3修正的RGB图像信号发送至数据驱动器5并且将扫描定时发送至预定门驱动器6。
显示面板1是例如有机电致发光(EL)显示面板、液晶面板等,并且通过在水平方向(X方向)和竖直方向(Y方向)上以矩阵形式排列像素电路完成。像素电路是由在门驱动器6的行扫描定时处从数据驱动器5提供的图像信号值以一行为单元驱动的,从而执行图像显示。
例如,图18示出了显示装置的不均匀修正单元3的配置示例。
不均匀修正单元3包括相应于R信号、G信号和B信号的用于执行图像信号值的不均匀修正的电路配置。
作为与R信号相对应的配置,包括R LUT(查找表)单元11R、修正运算电路10R和寄存器12R。
作为与G信号相对应的配置,包括G LUT单元11G、修正运算电路10G和寄存器12G。作为与B信号相对应的配置,包括B LUT单元11B、修正运算电路10B和寄存器12B。
例如,采用动态随机存取存储器(D-RAM)或D-RAM类型之一的同步DRAM(SD-RAM)来制备R LUT单元11R、G LUT单元11G和BLUT单元11B。
在本例中,如图19所示,R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B的每一个包括17个查找表TB0、TB1、...、和TB16。
图20示出了用相同间隔将“0”至“1023”灰度值划分作为典型输入值的示例,不过例如图19的查找表TB0至TB16对应于用相同间隔划分的典型输入值。
然后,查找表TB0成为与灰度值“0”对应的表存储器,查找表TB1成为与灰度值“64”对应的表存储器,并且查找表TB16成为与灰度值“1023”对应的表存储器。
在查找表TB0至TB16中,根据典型输入值存储与显示面板的XY方向上的像素相对应的修正运算值。
在图18中所示的寄存器12R、12G和12B中,存储R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B的查找表TB0至TB16的典型输入值。
例如,图20中所示的值“0”、“64”、“128”和“1023”被存储作为查找表TB0至TB16的典型输入值。
如果在图19中所示的R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B中查找表TB或典型输入值的数目相等,则可以不对应于R、G和B提供寄存器12R、12G和12B,而是可以在R、G和B中共用一个寄存器。如果用于各个色彩的查找表TB或典型输入值的数目不同,优选地对应于R、G和B提供寄存器12R、12G和12B。
如同采用图1至5(图6至16作为详细示例)所描述的,计算R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B的查找表TB0至TB16的修正值。
修正值例如在制造显示装置的步骤中利用计算机***等计算,并且所计算的修正值存储在查找表TB0至TB16中。
图21示出了在制造显示装置1的步骤中执行的修正值计算过程。
首先,在步骤F101中,测量各个典型输入值的面板亮度LP。
例如,关于R LUT单元11R的典型输入值“960”的查找表TB15的修正值的计算,灰度值为“960”的R信号被提供给显示面板1的所有R像素。在这种状态下,测量平面方向的面板亮度并将测量值输入计算机***。
执行这一测量作为与R LUT单元11R的典型输入值“0”至“1023”的查找表TB0至TB16对应的测量。
此外,与G LUT单元11G和B LUT单元11B的查找表TB0至TB16对应地执行平面方向上的面板亮度的测量并且将测量的值输入计算机***。
随后,在步骤F102中,根据测量面板亮度的结果执行目标亮度值的设定。
例如,在步骤F101的处理中,关于R LUT单元11R的典型输入值“960”的查找表TB15的修正值的计算,可以在将灰度值为“960”的R信号提供给显示面板1的所有R像素的状态下获得平面方向上面板亮度的测量值。这是图1中所示的面板亮度LP的分布曲线中所示的信息。
因此,根据分布曲线设定其中设定了分布的目标亮度TG。
例如,各个平面位置处的目标亮度值被设定在由图1的虚线表示的分布在比面板亮度LP的最大值低的范围内的曲线分布上。或者,如图5A或5B中所示,设定目标亮度TG的分布并设定各个平面位置处的目标亮度值。
相应于R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B的查找表TB0至TB16执行这一目标亮度设定。
在步骤F103中,计算存储在R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B的查找表TB0至TB16中的修正值。
例如,关于R LUT单元11R的典型输入值“960”的查找表TB15的修正值的计算,采用在步骤F101中获得的当将灰度值为“960”的R信号值提供给所有R像素时在各个平面位置处的面板亮度LP和在步骤F102中设定的各个平面位置处的目标亮度TG,获得各个平面位置处的差值。根据该差值获得各个平面位置处的灰度值ΔV以使得(V+ΔV)被设定作为修正值。
相应于R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B的查找表TB0至TB16执行修正值的计算。
在步骤F104中,所计算的修正值写入R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B的查找表TB0至TB16中。
在上述过程中,修正值存储在R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B的查找表TB0至TB16中,但是如上所述修正值不超过最大灰度,因此不会出现不可修正区域。在修正后,获取修正值以使得不均匀不为人类视觉特性所察觉。
对应于典型输入值的修正值只存储在R LUT单元11R、G LUT单元11G和B LUT单元11B的查找表TB0至TB16中。
作为输入到非均匀修正单元3的图像信号值,除了典型输入值之外还有其他值。
如果输入图像信号值是非典型输入值的灰度值,则采用存储在灰度值查找表中的在它们之前和之后的修正值执行插值运算。
例如,通过线性插值运算获得修正值。使用图22A和22B对此进行描述。
图22B示出了存储在某一LUT单元11中的查找表TB1、TB2、...、和TB(n)。例如,R LUT单元11R对应于查找表TB0至TB16。
在图22A中,水平轴代表输入灰度值,竖直轴代表修正的输出灰度值。
现在,输入图像信号的灰度值是Zin并且在这种情况下没有布置输入灰度值Zin的查找表。
输入灰度值Zin是图22B的查找表TB(m)和TB(m-1)的输入灰度值之间的值。
换言之,如图22A所示,当查找表TB(m)所对应的输入灰度值是Zin2U并且查找表TB(m-1)所对应的输入灰度值是Zin2L时,输入灰度值Zin位于作为典型输入值的灰度值Zin2L和Zin2U之间。
这里,从查找表TB(m)和TB(m-1)读取的修正值是Zout2U和Zout2L。于是,在修正运算电路101中,为了获得修正的输出灰度值Zout,执行以下运算。
Zout={Zout2U×(Zin-Zin2L)+Zout2L×(Zin2U-Zin)}/(Zin2U-Zin2L)
                                            ...(式1)
用于执行包括插值运算的修正运算的修正运算单元10R、10G和10B的每一个包括图23中所示的运算电路配置。换言之,如图23所示,包括减法器110、111和115,乘法器112和113,加法器114和除法器116。
当图像信号值(输入灰度值)Zin作为R信号输入时,修正运算电路10R从来自R LUT单元11R的对应于输入信号值的两个查找表中读出修正运算值,从寄存器12R中读出两个查找表的典型输入值,以及利用这些值计算并输出图像信号值(输出灰度值)Zout作为修正值。
类似地,修正运算电路10G利用作为G信号的图像信号值Zin、从G LUT单元11G读出的值和从寄存器12G读出的值计算并输出图像信号值Zout作为修正值。
类似地,修正运算电路10B利用作为B信号的图像信号值Zin、从BLUT单元11B读出的值和从寄存器12B读出的值计算并输出图像信号值Zout作为修正值。
减法器110从输入灰度值Zin中减去查找表TB(m-1)的输入灰度值(作为Z坐标值的典型输入值)Zin2L(Zin-Zin2L)。
减法器111从查找表TB(m)的输入灰度值(作为Z坐标值的典型输入值)Zin2U中减去输入灰度值Zin(Zin2U-Zin)。
乘法器112将减法器110的输出(Zin-Zin2L)与查找表TB(m)的修正值(输出灰度值)Zout2U相乘(Zout2U×(Zin-Zin2L))。
乘法器113将减法器111的输出(Zin2U-Zin)与查找表TB(m-1)的修正值(输出灰度值)Zout2L相乘(Zout2L×(Zin2U-Zin))。
加法器114将乘法器112和113的输出相加((Zout2U×(Zin-Zin2L)+(Zout2L×(Zin2U-Zin))。
减法器115从查找表TB(m)的输入灰度值(Z坐标值)Zin2U中减去查找表TB(m-1)的输入灰度值(Z坐标值)Zin2L(Zin2U-Zin2L)。
除法器116将加法器114的输出除以减法器115的输出。除法器116的输出是执行式1的结果。
换言之,如果输入灰度值不是典型输入值,可以通过如上所述的插值运算获得修正的输出灰度值。
即使当输入灰度值是典型输入值时,也可以通过图23的运算电路进行处理而无任何修改。例如,如果输入灰度值Zin是典型输入值Zin2L,则式1为
Zout={Zout2U×0+Zout2L×(Zin2U-Zin2L)}/(Zin2U-Zin2L)=Zout2L。
换言之,从典型输入值Zin2L的查找表TB(m-1)中读出的修正值Zout2L为输出灰度值而无修改。
此外,例如,如果输入灰度值Zin是典型输入值Zin2U,则式1为Zout={Zout2U×(Zin2U-Zin2L)+Zout2L×0}/(Zin2U-Zin2L)=Zout2U。换言之,从典型输入值Zin2U的查找表TB(m)中读出的修正值Zout2U为输出灰度值而无修改。
因此,可以通过修正运算电路10R、10G和10B获得修正的R输出、G输出和B输出。
通过如上所述设定修正值,如果基于作为输出灰度值的修正的R输出、G输出和B输出执行显示面板1的显示操作,则可以执行显示以使得面板的亮度不均匀或色度不均匀不被察觉。
此外,特别地,在高亮度区域,调整之后亮度不降低。
虽然描述了本发明的多个实施例,但是本发明不限于上述实施例,并且除了上述示例可以采用多种修改示例。
例如,虽然在上述示例中修正值(V+ΔV)被存储在查找表中,但是修正值可以存储为ΔV并且修正运算电路10R、10G和10B可以采用修正值ΔV执行(V+ΔV)运算。在这种情况下,如同图21的计算修正值的处理,在步骤F103中获取修正值为ΔV并在步骤F104中将其写入到查找表中。
本申请包含与2008年11月25日提交于日本专利局的日本在先专利申请JP 2008-299714中公开的主题相关的主题,其整体内容通过引用合并于此。
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Claims (9)

1.一种在对提供给显示面板的图像信号执行信号值修正时采用的计算修正值的方法,所述方法包括以下步骤:
设定在所述显示面板的整个表面内不均一的目标亮度值作为一个图像信号值的目标亮度值,以使得所述显示面板的各个平面位置处的目标亮度值的分布的至少一部分为曲线分布;以及
利用当所述一个图像信号值被提供给所述显示面板的整个表面时在所述显示面板的各个平面位置处观察到的亮度和所述显示面板的各个平面位置处的所述目标亮度值计算所述显示面板的各个平面位置处的修正值。
2.根据权利要求1所述的方法,其中从所述显示面板的最小灰度值至最大灰度值中选择的多个典型值的每一个为所述一个图像信号值,并且对应于作为各所述典型值的所述图像信号值的每一个计算所述显示面板的各个平面位置处的所述修正值。
3.根据权利要求2所述的方法,其中一个图像信号值在所述显示面板的各个平面位置处的所述目标亮度值被设定成分布在不超过当一个图像信号被提供给所述显示面板的整个表面时观察到的最大亮度值的范围内。
4.根据权利要求3所述的方法,其中一个图像信号值在所述显示面板的各个平面位置处的所述目标亮度值的分布为曲线分布,所述曲线分布为与面板的中心部分相比面板的四个角部分具有低亮度值。
5.根据权利要求3所述的方法,其中一个图像信号值在所述显示面板的各个平面位置处的所述目标亮度值的分布为曲线分布,所述曲线分布为与面板的中心部分相比面板的左和右部分具有低亮度值。
6.根据权利要求3所述的方法,其中一个图像信号值在所述显示面板的各个平面位置处的所述目标亮度值的分布具有均一分布区域,其中在面板的中心部分所述目标亮度值是均一的,并且在除了所述面板的中心部分之外的部分所述目标亮度值具有曲线分布。
7.根据权利要求2所述的方法,其中一个图像信号值在所述显示面板的各个平面位置处的所述目标亮度值的分布被设定以成为曲线分布,所述曲线分布由通过降低当所述一个图像信号值被提供给所述显示面板的整个表面时观察到的所述显示面板的各个平面位置处的亮度值变化曲线的频率所获得的曲线表示。
8.根据权利要求2所述的方法,其中一个图像信号值在所述显示面板的各个平面位置处的所述目标亮度值被设定在其中采用所述修正值修正后的图像信号值不超过所述显示面板的最大灰度值的范围内。
9.一种显示装置,包括:
显示单元,其通过提供的图像信号在显示面板上执行图像显示;
存储表单元,其具有分别与作为图像信号值的多个典型值相对应的多个参考表,每个参考表事先存储了所述显示面板的各个平面位置处的修正值;以及
修正运算单元,其通过利用输入的图像信号值和从所述存储表单元中与所述输入的图像信号值对应的参考表中读取的所述修正值的运算,计算出修正的图像信号值作为提供给所述显示面板的图像信号,
其中在所述显示面板的整个表面中不均一的目标亮度值被设定为一个图像信号值的目标亮度值以使得所述显示面板的各个平面位置处的所述目标亮度值的分布的至少一部分为曲线分布之后,利用当所述一个图像信号值被提供给所述显示面板的整个表面时在所述面板的各个平面位置处观察到的亮度和所述显示面板的各个平面位置处的目标亮度值计算所述参考表的每一个中存储的所述显示面板的各个平面位置处的所述修正值。
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