JP2008242111A - 表示装置及び表示装置の色補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外光と表示画面（表示領域）上の実映像とに応じた最適の色補正処理を、実画像撮像用のカメラ等、大掛かりなシステムを用いることなく、表示パネル周辺の非表示領域内で簡単に実施可能にする。
【解決手段】表示パネル１における表示領域の一部の映像光と同一の映像光を表示領域以外の部位で発光させるように、該映像光を取得する映像光取得手段４と、外光を取得する外光取得手段と、映像光取得手段４で取得した映像光と外光取得手段で取得した外光とを組み合わせた光の映像信号を検知するカラーセンサ７と、カラーセンサ７により検知した映像信号に基づいて表示パネルの表示領域における映像光の色合いを補正する色補正手段８と、を備え、色補正手段８により検知した映像信号に基づいて表示パネル１の表示領域における映像光の色合いを補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置及び表示装置の色補正方法に関する。

ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイなどの表示装置では、表示画面に表示されたカラー映像が、例えば屋内の照明が白熱電灯か蛍光灯か、あるいは屋内に太陽光が入り易い環境かなどの視聴環境に応じて、視覚上映像の色合いが異なってしまう。このため、この色合いを表示装置周辺の明るさに応じて調整するホワイトバランス調整が行われる。

このホワイトバランス調整技術として、ＤＬＰ方式のリアプロジェクション画像ディスプレイ光源から反射素子（ＤＭＤ）への映像信号径路途中に映像処理回路を設けたものが提案されている。これは、カメラプロセスで演算して得たＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの各色成分を演算し、これらの各成分からホワイトバランス用の評価データを求める。そして、この評価データに基づきＲＧＢ各色のゲインを制御するパラメータを映像処理回路に送り、ここでそのパラメータに基づき各１色周期内のビット周期を各色ごとに微調整して、表示画面の映像のホワイトバランスを改善するというものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１２３８４１号公報

しかしながら、かかる従来のホワイトバランス調整技術にあっては、光源、結像ユニット、制御ユニット、投影レンズ、投影レンズ、カラーホイールを含む専用のカメラシステムが必要になり、このカメラシステムの構成が大掛かりで、例えば一般家庭用のテレビ受信機のホワイトバランス調整には通さないという問題があった。

また、これまでのテレビシステムに用いられている照度（カラー）センサによる画像補正システムにあっては、外光に応じて表示された映像の色補正をするだけであり、実表示されている表示画面上の映像情報にも基づかない画像補正であるため、色再現性の良い色補正を実施できないという不都合があった。

本発明が解決しようとする課題としては、外光と表示画面（表示領域）上の実表示映像とに応じた最適の色補正処理を、実表示映像撮像用のカメラ等、大掛かりなシステムを用いることなく、表示パネル周辺の非表示領域内で簡単に実施することができる表示装置及び表示装置の色補正方法を提供することが一例として挙げられる。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の表示装置は、表示パネルにおける表示領域の一部の映像光と同一の映像光を前記表示領域以外の部位で発光させるように、該映像光を取得する映像光取得手段と、外光を取得する外光取得手段と、前記映像光取得手段で取得した映像光と前記外光取得手段で取得した外光とを組み合わせた光の映像信号を検知する映像信号検知手段と、該映像信号検知手段により検知した映像信号に基づいて表示パネルの前記表示領域における映像光の色合いを補正する色補正手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項９に記載の表示装置の色補正方法は、表示パネルにおける表示領域の一部の映像光と同一の映像光を映像光取得手段によって表示領域以外の部位で発光させるように、前記映像光を取得し、ベゼル部に形成された光透過用の開口窓から入射した外光を反射するミラーと、該ミラーで反射した外光を反射するするとともに映像光を透過するハーフミラーと、を含む光学系である外光取得手段により外光を取得し、取得した前記映像光と前記外光とを組み合わせた光の映像信号を映像信号検知手段によって検知し、前記映像信号検知手段により検知した映像信号に基づいて、色補正手段が表示パネルの前記表示領域における映像光の色合いを補正することを特徴とする。

以下、本発明に係る表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本発明の実施の形態に係る表示装置は、表示パネルにおける表示領域の一部の映像光と同一の映像光を前記表示領域以外の部位で発光させるように、該映像光を取得する映像光取得手段と、外光を取得する外光取得手段と、該映像光取得手段で取得した映像光と前記外光とを組み合わせた光の映像信号を検知する映像信号検知手段と、該映像信号検知手段により検知した映像信号に基づいて表示パネルの前記表示領域における映像光の色合いを補正する色補正手段で構成される。

この構成によって、表示装置自体の外観を損なうことなく、表示装置が設置される環境が屋内であって照明が白熱灯か蛍光灯か、あるいは太陽光の影響を受け易い場所かなどの環境情報に従って、実際に表示画面上で視覚される色情報から、最適の色合いを得るための色補正を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る表示装置の色補正方法は、表示パネルにおける表示領域の一部の映像光と同一の映像光を映像光取得手段によって表示領域以外の部位で発光させるように、前記映像光を取得し、ベゼル部に形成された光透過用の開口窓から入射した外光を反射するミラーと、該ミラーで反射した外光を反射するするとともに映像光を透過するハーフミラーと、を含む光学系である外光取得手段により外光を取得し、取得した前記映像光と前記外光とを組み合わせた光の映像信号を映像信号検知手段によって検知し、前記映像信号検知手段により検知した映像信号に基づいて、色補正手段が表示パネルの前記表示領域における映像光の色合いを補正するというものである。

この方法の実施により、映像の劣化具合のエミュレートを画像の非表示領域内で実行可能にするとともに、表示装置が設置される環境が屋内であって照明が白熱灯か蛍光灯か、あるいは太陽光の影響を受け易い場所かなどの環境情報に従って、実際に表示画面上で視覚される色情報から、最適の色合いを得るための色補正を行うことができる。

図１は、本実施形態に係る表示装置を概念的に示す構成図、図２は、本実施形態における表示装置の表示パネルにおける表示領域と表示領域以外の部位に設けられた映像光取得手段との関係を示す説明図、図３は、本実施形態に係る表示装置の色補正の方法を示す制御ブロック図、図４は、本実施形態による色補正動作を表示画面の輝度劣化に適用した場合の説明図、図５は、表示装置の製品出荷時における色補正方法の説明図である。

図１において、本実施形態に係る表示装置Ａは、表示パネル１と、ベゼル部２と、ベゼル部に設けられた開口窓３と、映像光取得手段４と、ミラー５と、ハーフミラー６と、映像信号検知手段であるカラーセンサ７と、色補正手段８と、を備える。これらのうち表示パネル１は、映像の実表示部を持ち、表示装置Ａがプラズマディスプレイである場合には、全面ガラス板、表示電極、ガス空間、アドレス電極、背面ガラス板等を積層したものからなる。

ベゼル部２は、表示パネル１の四周縁部を被うとともに、該表示パネル１を支持するように機能し、例えば金属や合成樹脂により作られている。また、ベゼル部２の所定位置には、外光を透過するための開口窓３が設けられている。この開口窓３には、ベゼル部２内に湿気や塵埃が侵入するのを防止するカバーや蓋が必要に応じ設けられる。

映像光取得手段４は、表示パネル１における映像の実表示部以外の特定箇所、図１においては、ベゼル部２によって覆われた所定部位に設けられる。この部位は、表示パネル１における映像の実表示部と比べてサイズは小さいが同一形態のパネル構造を持つ。表示パネル１および映像光取得手段４の各表面は略同一平面内にある。

また、この映像光取得手段４は、表示パネル１における映像の実表示部の一部、好ましくは中心部周辺に表示された映像をコピーして、このコピーした映像を実表示部外においてパネル発光情報（映像光）として表示する機能を持つ。

外光取得手段は、ベゼル部２に形成された光透過用の開口窓３から入射した外光を反射するミラー５と、このミラー５で反射した外光を反射するするとともに映像光取得手段４で取得した映像光を透過するハーフミラー６と、を含む光学系で形成されている。
ミラー５は、開口窓３を通してベゼル部２内に入射する外光を、その入射方向に対し略直交する方向に反射するように機能する。ハーフミラー６は、ミラー５で反射した外光をカラーセンサ７がある方向へ反射するとともに、映像光取得手段４で取得した映像光を透過するように機能する。

カラーセンサ７は、前記ハーフミラー６で反射された外光とこのハーフミラー６を透過する映像光とを組み合わせた光の映像信号（色情報）を検知するように機能する。また、色補正手段８は、カラーセンサ７が検知した映像信号に基づいて色補正を行うように機能する。つまり、前記外光（表示装置Ａ周辺の明るさ）に合った自然な色合いに調整（ホワイトバランス調整）するように機能する。

このような構成の表示装置Ａでは、この表示装置Ａの起動時における映像の複数フレーム内で、表示パネル１における実表示映像を、ベゼル部２に覆われた映像取得手段４にそのままコピーする。このため、この映像光取得手段段４は、前記実表示映像と同一の映像光を発光し、ハーフミラー６を介してカラーセンサ７に入射する。

一方、ベゼル部２に設けられた開口窓３からベゼル部２内に外光が前記のように取り込まれ（入射し）、この外光はミラー５およびハーフミラー６を介してカラーセンサ７に入射する。カラーセンサ７は、これらの外光および映像光を電気信号に変換し、これらの電気信号を組み合わせた色情報を持つ映像信号として色補正手段８に入力される。

色補正手段８では、外光の色温度が変化しても実表示映像の状態に応じた最適の色合いの映像光となるようにホワイトバランス調整を行う。これにより、自然な色合いの映像を表示パネル１上に実映像として表示することができる。

図２は、表示パネル１の中心部付近における実表示映像を四つの領域Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎに区切り、それぞれの実表示映像を、表示パネル１の四隅の、ベゼル部２によって覆われた部分に設けた各一の映像光取得手段４Ｋ、４Ｌ、４Ｍ、４Ｎに対し、それぞれコピーする状況を示す。これにより、一般に人が集中して見る画面中央部位の映像を試料データとすることができ、この部位を中心としたホワイトバランス調整を行うことができる。
また、実表示映像を複数箇所（前記では四箇所）から採集することにより、ホワイトバランス調整の精度が向上するとともに、表示パネル１の表示部位を見た場合にホワイトバランス感覚の個人差をなるべく緩和することができる。

本実施形態では、表示パネル１における表示領域以外の部位を、ベゼル部２によって覆われた部位とすることで、すなわち視聴者に見えない部位に本実施形態で必要となるミラー５、ハーフミラー６、映像光取得手段４およびカラーセンサ７を設置することができ、表示装置Ａの外観が損なわれることを回避することができる。

また、外光取得手段は、ベゼル部２に形成された開口窓３から外光を取得するので、実表示画面に照射されるのと同等の外光をベゼル部２内に取り込むことができる。

また、カラーセンサ７を、前記外光および映像光取得手段４からの映像光を電気信号に変換するセンサとすることで、表示装置Ａに備え付けの色補正手段８を用いて、これらの電気信号に基づく色合い調整、つまりホワイトバランス調整を行うことができる。

そして、前記の色合い調整は、従来のような大掛かりのカメラシステムを用いなくても、表示装置Ａ単位で容易に実施することができる。また、表示パネル１の実表示映像に基づくホワイトバランス調整をするために、その実映像を表示する表示パネル１の焼き付きなどによる経時変化による画質の低下にも対応した色合い調整が可能になる。

図３は、前記表示装置Ａにおける色補正の制御部を示す制御ブロック図である。この表示装置Ａの制御部は、アナログ／デジタル変換部１１と、加算部１２と、フレームメモリ１３と、エリアコピー部１４と、加算部１５と、発光部１６と、外光センサ部１７と、マイクロコンピュータ１８と、を備えている。

アナログ／デジタル変換部１１は表示パネルに表示される実映像の映像信号をデジタル信号に変換するように機能する。加算部１２は、この映像信号に後述の補正データを加えるように機能し、フレームメモリ１３は、前記映像信号をフレーム単位で順次格納するように機能する

エリアコピー部１４は、各フレーム内の一部領域の映像を取り出し、前記の映像光取得手段４にコピーするように機能する。加算部１５は、エリアコピーしたエリアの映像信号を取り出し、発光部１６へ出力するように機能する。発光部１６は、コピーした領域の映像を、前記ベゼル部２内で発光、つまり映像光として表示させるように機能する。この発光部１６は、前記映像光取得手段４に相当し、これと同等の機能を持つ。

外光センサ部１７は、発光部１６からの映像光と外部から入射した外光とを入力として、これらをマイクロコンピュータによって処理可能な電気信号に変換する。この外光センサ部１７は前記カラーセンサ７の一部に相当し、その一部で同等の機能を有する。マイクロコンピュータ１８は、外光センサ１７の出力信号に基づき色補正処理（ホワイトバランス調整）を実行するように機能する。この機能は、前記色補正手段８と同様である。
この色補正処理では、外光および実表示映像の色合いから、視聴に最適な色補正データ１９を求め、これを前記加算部１２において入力された映像信号に加算する。

従って、デジタル映像信号のフレームの一部領域をフレームごとに取り出し、このフレーム映像中の一部領域の映像をベゼル部２内の一部領域の映像光取得部４に取り込んで、発光部１６で発光表示させる。マイクロコンピュータ１８ではその発光表示された実表示映像対応の映像光と外光とから得られた各電気信号に基づいて、視覚上自然となる色合いを求め、これを色補正データ１９として前記映像信号に加えている。これにより、自然な色合いを持った映像を表示パネル１上に実映像表示することができる。

ところで、放送形態の関係から、表示パネル１の表示画面サイズ（アスペクト比）が４対３および１６対９の二種類存在しており、例えば、アスペクト比が１６対９の表示画面に、アスペクト比が４対３の画面サイズに合わせた映像が表示される場合がある。この場合には、図４に示すように、アスペクト比が１６対９の表示画面の左右部分に映像がない黒表示部分ができる。

従って、このような態様の映像表示が継続してまたは頻繁に繰り返されると、その黒領域２１間の表示領域２２で表示素子の焼き付きなどによる輝度劣化が進む。この結果、これまでの表示装置Ａでは、その表示領域２２と黒領域２１との境界を中心に明るさの違いが生じ、視覚上その境界が際立って見えることになり、好ましくなかった。

本実施の形態では、表示パネル１における二つの領域２１、２２の境界付近の実表示映像を、ベゼル２部により覆われた表示パネル１の左右端における各一の映像光取得手段４Ｐ、４Ｑにコピーする。このため、カラーセンサ７（図３のマイクロコンピュータ１８に相当）では前記境界の左右における実映像の色合いの違いを検出し、この違いに応じた色補正データを色補正手段８により生成し、前記左右の領域２１に重畳する。これにより、前記境界における輝度の劣化度合い、つまり焼き付きなどによる色合いの違いをなくし、通常の１６対９の全画面で映像を表示する場合における実表示映像の明るさや色に関して視覚上の前記違和感を解消することができる。

また、前記色表示システムを製品に搭載した場合には、表示装置Ａの起動時の短時間に、図５に示すように、均一な単色のテスト画像を表示させ、このテスト画像３１を構成する複数フレーム間に色調整用フレーム３２を介在することで、視聴者に気付かせることなく、実表示画像に対する色補正を行うことができる。なお、色補正は、全画面または一部画面に対し実施することができる。

以上、詳述したように、本実施の形態に係る表示装置Ａは、表示パネル１における表示領域の一部の映像光と同一の映像光を表示領域以外の部位で発光させるように、該映像光を取得する映像光取得手段４と、外光を取得する外光取得手段と、映像光取得手段４で取得した映像光と外光取得手段で取得した外光とを組み合わせた光の映像信号を検知するカラーセンサ７と、カラーセンサ７により検知した映像信号に基づいて表示パネルの表示領域における映像光の色合いを補正する色補正手段８と、を備えることにより、表示装置Ａ自体の外観を損なうことなしに、表示装置Ａが設置される環境が屋内であって照明が白熱灯か蛍光灯か、あるいは太陽光の影響を受け易い場所かなどの環境情報に従って、実際に表示画面上で視覚される色情報から、最適の色合いを得るための色補正を行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係る表示装置Ａの色補正方法は、表示パネル１における表示領域の一部の映像光と同一の映像光を映像光取得手段４によって表示領域以外の部位で発光させるように映像光を取得し、ベゼル部２に形成された光透過用の開口窓３から入射した外光を反射するミラー５と、ミラー５で反射した外光を反射するするとともに映像光を透過するハーフミラー６と、を含む光学系である外光取得手段により外光を取得し、取得した映像光と外光とを組み合わせた光の映像信号をカラーセンサ７によって検知し、カラーセンサ７により検知した映像信号に基づいて、色補正手段８が表示パネルの表示領域における映像光の色合いを補正する方法とすることによって、映像の劣化具合のエミュレートを画像の非表示領域内で実行可能にするとともに、表示装置Ａが設置される環境が屋内であって照明が白熱灯か蛍光灯か、あるいは太陽光の影響を受け易い場所かなどの環境情報に従って、実際に表示画面上で視覚される色情報から、最適の色合いを得るための色補正を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る表示装置を概念的に示す一部の平断面図である。 本発明の実施の形態において映像光取得手段による映像光の取得状況を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る表示装置の色補正を制御する制御ブロック図である。 本発明の実施の形態において実表示映像の色補正状況を示す説明図である。 本発明の実施の形態においてテスト画像を用いた色補正方法を示す説明図である。

符号の説明

Ａ 表示装置
１ 表示パネル
２ ベゼル部
３ 開口窓
４ 映像光取得手段
５ ミラー
６ ハーフミラー
７ 映像信号検知手段（カラーセンサ）
８ 色補正手段
１１ アナログ／デジタル変換部
１２、１５ 加算部
１３ フレームメモリ
１４ エリアコピー部
１６ 発光部
１７ 外光センサ部
１８ マイクロコンピュータ
１９ 色補正データ

Claims (10)

1. 表示パネルにおける表示領域の一部の映像光と同一の映像光を前記表示領域以外の部位で発光させるように、該映像光を取得する映像光取得手段と、
   外光を取得する外光取得手段と、
   前記映像光取得手段で取得した映像光と前記外光取得手段で取得した外光とを組み合わせた光の映像信号を検知する映像信号検知手段と、
   該映像信号検知手段により検知した映像信号に基づいて表示パネルの前記表示領域における映像光の色合いを補正する色補正手段と、
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記表示領域以外の部位が、表示パネル周縁のベゼル部によって覆われる部位であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記映像光取得手段が、前記ベゼル部によって覆われる部位に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記映像光取得手段が、前記表示領域以外の複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記外光取得手段は、
   前記ベゼル部に形成された光透過用の開口窓から入射した外光を反射するミラーと、
   該ミラーで反射した外光を反射するするとともに前記映像光取得手段で取得した映像光を透過するハーフミラーと、を含む光学系であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記映像信号検出手段が、前記外光および前記映像光取得手段で取得した映像光を電気信号に変換するカラーセンサであることを特徴とする請求項請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
7. 前記映像取得手段は、アスペクト比が１６対９の前記表示パネルの表示領域においてアスペクト比が４対３の映像の実表示部分と、該実表示部分の左右における映像の非表示部分の映像光と同じ映像光と、を前記表示領域以外の部位で発光させるように該映像光を取得し、
   前記色補正手段は、検知された前記映像信号に基づいてアスペクト比が４対３の実表示部分の前記実表示部分非表示部分に対する映像光の色合いの劣化度を測定し、該測定により得られた測定値に基づいて前記非表示部分を前記実表示部分における映像光の色合いと同等になるように制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
8. 映像信号をデジタル信号に変換するデジタル／アナログ変換部と、
   デジタル変換された映像信号を順次フレーム単位で入出力するフレームメモリと、
   前記フレーム内の一部エリアにおける映像信号をコピーするエリアコピー部と、
   該エリアコピー部でコピーした映像信号を映像光として発光する発光部と、
   該発光部で発光された映像光および外部から取り込まれた外光に基づいて得られる各信号に基づき、前記フレームメモリに入力される映像信号のバランス調整をするマイクロコンピュータと、を備える制御部により色補正の制御をすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の表示装置。
9. 表示パネルにおける表示領域の一部の映像光と同一の映像光を映像光取得手段によって表示領域以外の部位で発光させるように、前記映像光を取得し、
   ベゼル部に形成された光透過用の開口窓から入射した外光を反射するミラーと、該ミラーで反射した外光を反射するするとともに映像光を透過するハーフミラーと、を含む光学系である外光取得手段により外光を取得し、
   取得した前記映像光と前記外光とを組み合わせた光の映像信号を映像信号検知手段によって検知し、
   前記映像信号検知手段により検知した映像信号に基づいて、色補正手段が表示パネルの前記表示領域における映像光の色合いを補正することを特徴とする表示装置の色補正方法。
10. 表示装置の起動時に前記映像光取得手段で取得したテスト用の映像光の特定フレームごとに色調整用フレームを入れることにより、前記色補正手段による前記表示パネルの表示領域における色合いの補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の表示装置の色補正方法。

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