JPWO2018220757A1

JPWO2018220757A1 - ムラ補正データ生成装置

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Publication number: JPWO2018220757A1
Application number: JP2019521609A
Authority: JP
Inventors: 村瀬　浩; 浩村瀬; 坂本　隆; 坂本　　隆; 畠中　真; 真畠中
Original assignee: IIX Inc
Current assignee: IIX Inc
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2020-04-02
Also published as: US20200184883A1; CN110663077A; TW201909629A; WO2018220757A1

Abstract

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。本発明に係るムラ補正データ生成装置（１）は、有機ＥＬパネル（２）に画像信号及び同期信号を出力するパターン発生装置（５）と、画像信号が入力された有機ＥＬパネル（２）の表示画像を撮像するカメラ（３）と、カメラ（３）の撮像結果に基づいて、有機ＥＬパネル（２）のムラを補正するムラ補正データを生成する画質調整装置（４）とを備え、カメラ（３）が、パターン発生装置（５）から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。

Description

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。

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。

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。

特開２０１３−２５０５７０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

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）。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）
６ＲＯＭ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
１２ＮＤフィルタ
１３透明板（透明部材）

Claims

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。
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。
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。
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。
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。