以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
(第1の実施形態)
まず、この発明の第1の実施形態による画像表示装置について説明する。図1に、この第1の実施形態による画像表示装置のブロック図を示す。
図1に示すように、この第1の実施形態による画像表示装置は、それぞれ赤(R)、緑(G)および青(B)の原色画像信号が入力される画像信号入力端子1,2,3、AD変換部4,5,6、階調補正部7,8,9、DA変換部10,11,12、液晶駆動部13,14,15、液晶表示部16,17,18、同期信号入力端子19およびマイコン部21と、同期分離回路201、PLL回路202、タイミング信号発生回路203を有するタイミング信号発生部20とから構成される。
画像信号入力端子1,2,3には、それぞれ赤(R)、緑(G)、青(B)の原色画像信号が入力される。これらの原色画像信号は、後段のAD変換部4,5,6に供給されて、量子化される。この第1の実施形態においては、赤(R)、緑(G)、青(B)の原色画像信号は、それぞれ8ビット(8bit)にて量子化される。
次に、量子化された赤(R)、緑(G)、青(B)のそれぞれの8bitのデジタル画像信号は、それぞれ階調補正部7,8,9に供給される。この階調補正部7,8,9においては、後述するように、階調補正と、画素間の明るさのむら(輝度むら)や色むらといった、いわゆる画面の均一性の補正とが同時に行われる。なお、この第1の実施形態においては、これらの階調補正部7,8,9からそれぞれ出力される赤(R)、緑(G)、青(B)のデジタル出力画像信号は、それぞれ10ビット(10bit)で出力される。
次に、階調補正部7,8,9における、赤(R)、緑(G)、青(B)のそれぞれ10bitのデジタル出力画像信号は、DA変換部10,11,12において、赤(R)、緑(G)、青(B)のアナログ画像信号に変換される。続いて、液晶駆動部13,14,15において、後段の液晶表示部16,17,18に対する極性反転や最適レベルの駆動信号が適宜生成され、液晶表示部16,17,18に供給され、それぞれ赤(R)、緑(G)、青(B)の固有の画像として表示される。
液晶表示部16,17,18は、複数の走査線および複数のデータ線(いずれも図示せず)を備え、走査線とデータ線との交差に対応して、マトリックス状に配置された画素電極およびスイッチング素子を有する液晶駆動部、データ線や走査線などにデータ線信号や走査信号などを所定タイミングで供給するデータ線駆動回路、および走査線駆動回路などから構成された、いわゆる透過型の多結晶シリコンなどからなるTFT液晶表示ユニットで
ある。また、この第1の実施形態においては、有効表示領域を、赤(R)、緑(G)、青(B)で、水平1024画素、垂直768ラインとして説明を行う。
次に、この第1の実施形態による3板式液晶プロジェクタについて説明する。図2に、3板式液晶プロジェクタの投射部における光学的構成例を示す。
図2に示すように、この第1の実施形態による3板式液晶プロジェクタは、赤(R)、緑(G)、青(B)に対応した液晶表示部16,17,18と、メタルハライドランプなどからなる光源1001,色分離用のダイクロイックミラー1002,1003、光路変更用のミラー1004,1005,1006、三色画像を合成するクロスダイクロイックプリズム1007、投射用レンズ1008およびスクリーン1009を有して構成されている。
また、それぞれ赤(R),緑(G),青(B)に対応した液晶表示部16,17,18の表示画像は、図2に示す投射光学系において、赤(R),緑(G),青(B)の固有照明光によって投射像を得て、ダイクロイックプリズム画像合成部によって合成され、カラー画像としてスクリーンに投射表示される。
また、図1に示すように、上述した入力画像信号と同時に入力される入力画像信号に付随した同期信号は、同期信号入力端子19から複合同期信号として入力され、タイミング信号発生部20に入力される。
そして、同期分離回路201において、水平同期信号と垂直同期信号とに分離される。これらの信号のうちの水平同期信号により、PLL回路202において、水平同期信号の周波数の整数倍の周波数の基本クロック信号が生成されて、タイミング信号発生回路203に供給される。
タイミング信号発生回路203においては、クロック位相の適正化が実行され、それぞれ、AD変換部4,5,6、階調補正部7,8,9、DA変換部10,11,12、液晶駆動部13,14,15、液晶表示部16,17,18などに、所定のタイミングに設定されて供給され、駆動される。なお、図1に示す各部の設定は、マイコン部21により適宜実行される。なお、この第1の実施形態において、AD変換部4,5,6を使用せず、デジタルインタフェースを用いて、デジタルの画像信号を入力しても良い。また、液晶表示部16,17,18およびこれらの駆動部の画像信号入力がデジタル信号の場合においては、DA変換部10,11,12は不要である。
(階調補正部)
次に、図1における階調補正部7,8,9について説明する。なお、階調補正部7,8,9の構成は、それぞれ互いに同一であるので、赤(R)の階調補正部7を例にして構成および動作について説明する。図3に、赤信号(R)の階調補正部7の回路ブロック構成例を示す。
図3に示すように、階調補正部7は、デジタル変換された赤信号の画像信号入力部701、第1のメモリとしての第1のルックアップテーブル(LUT)部702、第2のメモリとしての第2のLUT部706、初期値生成部708および補正データ再生部710を有して構成されている。第2のLUT部706は、あらかじめ表示画像における色むらおよび階調の補正値データを記憶するためのものであり、0〜255までの256個のメモリセル707から構成されている。
初期値生成部708は、初期値設定部709を256個備えて構成されている。また、補
正データ再生部710は、0〜255までの256個の切り換え回路712と、0〜255までの256個の演算部としての加算減算回路713と、この加算減算回路713の出力を1画素(1クロック)期間保持する0〜255までの256個のラッチ回路715からなるラッチ部714とを有して構成されている。また、赤色の画像信号出力端子716は、図1で示されるDA変換部10に接続される。
(第1のLUT部)
第1のLUT部702は、アドレスデコード部703および、0〜255までの256個設けられたメモリセル705からなる第1のメモリテーブル部704を有して構成されている。すなわち、第1のLUT部702は、8ビット(8bit)のデジタル画像入力信号(Di−R)が入力されて256個のパラレルポートとしてデコード出力するアドレスデコード部703と、0〜255までの階調に対応した256個のメモリセル705から構成された第1のメモリテーブル部704とから構成される。
また、アドレスデコード部703は、デシマル復調回路である。すなわち、アドレスデコード部703に入力された8bitの赤色の入力デジタル信号(Di−R)は、アドレスデコード部703において、デシマル復調されて、S0〜S255の計256個のデシマル復調出力ポートより出力される。
また、図3中、メモリセル705に入力されるS0は、入力値0の階調、S255は、入力値最大の255階調の値のときに能動出力となる。他の復調出力ポートS1〜S254の出力も同様に入力デジタル信号(Di−R)のデジタル階調値の復調出力に対応したポートが能動出力を出力する。
S0は入力値0の階調であり、S255は入力値最大の255階調の値のときに能動出力となる。また、これら以外の復調出力ポートS1〜S254の出力に関しても同様に、赤色の画像入力信号(Di−R)のアドレスデコード部703のデジタル階調値の復調出力に対応したポートから能動出力が出力される。また、第1のメモリテーブル部704は、0〜255までの階調に対応した256個のメモリセル705から構成される。以降、0〜255のそれぞれの階調に対応する階層としてそれぞれの回路ブロックを説明する。
図4に、このメモリセル705の構成を示す。図4に示すように、メモリセル705は、10bitのデジタル入力端子と、1つのデータ出力イネーブル端子と、1つのクロック入力端子と、10bitのデジタル出力端子とを備えている。
そして、10bitのデジタル入力は、10bitのラッチ回路に入力される。ラッチ回路は、Dフリップフロップを10個並列に配して構成することができ、10個のDフリップフロップ回路の出力を、10bit出力のメモリセル705の1つの出力とする。これらの10個のDフリップフロップ回路からの出力による、10bitのメモリセル705の出力は、データ出力イネーブル端子により能動時においては、低インピーダンスでデータを出力する。
また、0〜255までの256個のメモリセル705のそれぞれのデジタルデータ出力端子は、並列に接続され、一つの出力データバスとして、図3に示す第1のLUT部702から、Do−R信号が画像信号出力端子716を介して後段のDA変換回路(図3中、図示せず)に出力される。
一方、図4に示された一つのメモリセル705のデータイネーブル端子が非能動の場合、10bitのメモリセル出力がハイインピーダンスとなり、他の能動なメモリセル705の出力が優先される。
また、256個のメモリセル705は、同時に能動状態にはならず、入力信号Di−Rのデジタル信号値に一致したメモリセル705が能動状態となって、出力デジタル信号Do−Rが10bitで出力される。このメモリセル705へのデータの書き込みは、クロック入力端子に入力される画素単位のクロック信号の能動エッジにより行われる。なお、メモリセル705への書き込みデータは、後述する補正データ再生部710の加算減算回路713から供給される。
以上の第1のLUT部702は、表示部における画素クロック単位で、高速に補正データ再生部710の加算減算回路713の出力補正データに、逐次書き変えられる。この第1のLUT部702の逐次書き換えられる補正データにより、赤色の画像入力信号Di−Rに対して階調補正と色むら・輝度むら補正(明るさのばらつき補正)とが行われる。
また、この第1のLUT部702は、ランダムアクセスメモリ(RAM)のアドレス入力を画像入力信号Di−Rとして、データの書き込みタイミングにおいて、後述する補正データ再生部710からの補正データの読み込みと、読み出しタイミングにおいては、階調補正された赤色の画像出力信号Do−Rを出力として機能させるものである。
(第2のLUT部)
図3に示すように、第2のLUT部706は、0〜255階層のメモリセル707を256個、階層的に備えて構成されている。なお、これらの階層的に備えられたメモリセル707をそれぞれ0〜255の階層のメモリセル707と称して互いに区別する。
第2のLUT部706においては、後述するように、あらかじめ表示画像の階調補正データが表示画面全域の画素に対応して記憶される。1つのメモリセル707は、図5に示すアドレス空間を備える。なお、図5に示す有効走査ラインの768ラインアドレス構成を、それぞれL0〜L767とする。また、これらの走査ラインL0〜L767は、PおよびSの2ビット(2bit)のデータ幅を有する。したがって、メモリセル707のラインアドレスは、有効表示走査ライン数の768ライン分の、L0P〜L767PとL0S〜L767Sとから構成される。
次に、それぞれの走査ラインアドレスは、J,I,H,G,F,E,D,C,B,Aの10個の初期データアドレスL0PJ〜L0PAと、1〜1024画素に対応したL0P0〜L0P1023およびL0S0〜L0S1023の2048個の画素補正データアドレスとを備える。
(初期値生成部)
初期値生成部708は、図3に示されるように、0〜255階層の256個の初期値設定部709を備えている。それぞれの初期値設定部709は、それぞれ10個のフリップフロップ回路によるシフトレジスタから構成され、シリアルパラレル変換機能を有する。
また、第2のLUT部706のJ〜Aまでのアドレスの10bitの初期値データは、シリアルデータとして画素クロック単位で初期値設定部709のシフトレジスタに入力され、10bitのパラレルデータとして後段の補正データ再生部710の切り換え回路712の第1の入力に出力される。
(補正データ再生部)
補正データ再生部710は、上述した0〜255の階層の計256個のそれぞれの初期値設定部709からの初期値データ出力を第1の入力とし、第2のLUT部706からの入力を第2の入力とした0〜255階層の256個の切り換え回路712を有する。
これらの切り換え回路712の出力は、それぞれ、0〜255階層の256個の加算減算回路713の第2の入力に供給される。また、それぞれの加算減算回路713は、第1の入力と第2の入力と加算減算制御端子(図示せず)とを有して構成されている。
ここで、この第1の実施形態において、「減算」とは、加算減算回路713の第1の入力値から第2の入力値を減算するものである。これらの0〜255階層におけるそれぞれの加算減算回路713の第1の入力としては、後述するラッチ部714における0〜255階層のラッチ回路715の256個の出力がそれぞれ供給される。
また、これらの0〜255階層からなる256個の加算減算回路713の第2の入力には、補正データ再生部710において切り換え回路712より選択されたデータが入力される。
加算減算回路713の加算減算制御端子(図示せず)は、第2のLUT部706からの2bitの出力のうち、Sのデータが順次入力する。これらの第2のLUT部706の2bitの出力のうち、Sのデータテーブルには、加算か減算かを指定するデータが記憶される。Pのデータテーブルには、加算・減算のための絶対値データが記憶される。
このように、加算減算回路713の加算減算制御端子の加算か減算かの指定が、第2のLUT部706のそれぞれのメモリセル707における2ビット(2bit)の出力のSのデータテーブルから順次供給され、制御される。
以上のように、補正データ再生部710における0〜255階層の256個の加算減算回路713により、第1の入力と第2の入力との加算または減算の結果が、後段の0〜255階層の256個のラッチ回路715と、第1のLUT部702の0〜255階層に対応する256個のメモリセル705の10bitのデータ入力端子とに供給される。
(ラッチ部)
また、ラッチ部714は、それぞれ10bitの入力端子および10bitの出力端子と、クロック端子を備えた0から255階層までの256個の10bitのラッチ回路715とを有して構成されている。
ラッチ回路715の入力端子には、上述の加算減算回路713から10bitの演算出力が入力される。この入力された10bitのデータは、クロック入力端子に入力されるクロックのアクティブエッジによって内部ラッチ回路に取り込まれる。そして、データは、次のクロックのアクティブエッジタイミングまで保持され、ラッチ回路715の出力端子から、上述した補正データ再生部710における0〜255階層に対応する加算減算回路713の第1の入力端子にそれぞれ供給される。
このラッチ部714は、ラッチ回路715において、1画素クロック期間、データを保持して、加算減算回路713に対して1画素クロック前の加算減算回路713の演算結果を提供するデータ保持手段であれば良く、メモリ回路や遅延回路、または遅延素子などを利用することも可能である。
次に、以上のように構成された図1に示す各部の機能による具体的な階調補正動作について説明する。
(表示データの測定とデータ処理)
表示装置の表示特性においては、まず、階調補正部の階調補正をオフにしておく。次に、
試験信号発生器から表示装置の最大入力レベルの赤信号を入力して、表示画像を例えばビデオカメラなどにより撮像して、PCにキャプチャー画像として取り込み、表示領域の表示むらを測定する。
次に、試験信号発生器の出力赤信号レベルを減衰させて、(254/255)として同様に測定を行う。順次、試験信号発生器の出力赤信号を(253/255),(252/255),(251/255)と減衰させ、それぞれの入力レベル時の表示画面の表示むらを測定する。この測定は、試験信号発生器の出力赤信号レベルが(1/255),(0/255)になるまで行われる。同様に、緑色(G)、青色(B)に関しても、上述したようにそれぞれ緑信号および青信号レベルが、(255/255)から(1/255),(0/255)までの256段階のレベルにおいて測定が行われる。
以上の測定により、入力レベルが255〜0の赤、緑および青について、それぞれの色の表示むらデータが、PC内に取り込まれる。次に、PCの演算により色むら補正データが生成される。
この第1の実施形態においては、表示画素数に対応した水平1024画素、垂直768ライン分の全画素数分の補正データ群となる。上述した1画素の階調補正特性の一例を図6に示す。画像に2次元的なむらがある場合、この特性は、その二次元座標に依存して変動するものである。つまり三次元性を持つものである。
図6に示すように、この第1の実施形態における補正特性の例としては、入力画像信号に対するデガンマ補正特性と、液晶表示ユニット部のいわゆる電圧対透過(または反射)特性である非線形表示特性に対する補正特性が含まれるものである。なお、この第1の実施形態においては、入力画像信号の階調が8bit、補正階調出力が10bitとして生成される。
(第2のLUT部に対する表示補正データの書き込み)
また、図5に示す上述した補正特性に対応した補正データは、第2のLUT部706の0〜255階層における256個のメモリセル707において、それぞれPとSとから示される2bitの計786432個の画素対応階調補正アドレスと、それぞれの走査ラインに対応したPとSとによって示される2bitで計7680の初期値データアドレス構成に対して書き込まれる。
上述した第2のLUT部706における0〜255階層の256個のメモリセル707のメモリは、例えばROM(読み出し専用メモリ)、またはEEPROM(電気的書き換え可能読み出し専用メモリ)、EPROM、ワンタイム型ROM、フラッシュメモリなどのメモリなどにより構成される。これらのメモリは、不揮発性メモリとして分類される。このようなメモリに対し、PCの演算および処理により後述するデータ形式で書き込まれる。
さらには、後述する第3の実施形態においては、第2のLUT部706をランダムアクセスメモリ(RAM)により構成することも可能である。このような場合、後述するマイクロプロセッサなどを介して、同一装置内の記憶部から装置の電源投入時または任意の設定条件に基づいて、データが読み出され、RAMから構成された第2のLUT部706にデータを書き込むことにより可能となる。
(補正初期データ)
そして、図5に示す第2のLUT部706のそれぞれのメモリセル707のアドレス構成において、まず、それぞれの水平走査期間の最初の有効表示画素に相当する画素アドレス
0の前に、J〜Aの10のアドレスを設け、この期間に対して階調補正初期データを生成する。
(階層)
この場合の階調補正データは、図1に示す階調補正部7への入力画像信号の階調に相当する0〜255までの256の階層から構成される。すなわち、上述した図6における1画素の階調補正特性の例に示すように、階調補正部7への画像入力信号(Di−R)の8bitの全256階調のそれぞれの階調レベルが、それぞれ第2のLUT部706の0〜255の256個のメモリセル707に対応して割り当てられる。
次に、上述したPCにより生成された1つの階層として、図5に、255階調目に相当する255階層目のメモリセル707を例としてのアドレス構成を示す。
(アドレス構成)
図5に示すように、表示画像の第1の走査線に該当するL0の第1のbitとしてのL0Pは、まず初期値データアドレス期間J〜Aに対して、合計10bit分のデータをそれぞれのアドレスに格納する。255の階層においては、この補正データの例として、上述した図6に示される補正特性から、最大値である1023として、まずL0Pにおいては、「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1」をそれぞれJ〜Aのアドレスに格納する。
この図5に示す例においては、アドレス0に最も近いアドレスA側をLSB値としてデータを配列させるものである。また、L0SのJ〜Aのアドレスのデータに関しては、この第1の実施形態において、データが存在しない不問期間である。
また、L0PとL0SとのJ〜Aまでのアドレスデータに続く、有効表示画素アドレスの0〜1023に対しては、それぞれの画素において、PとSとして2bitで補正データが格納される。ここで、Sは、増加で「1」、減少で「0」の補正値の増加か減少かの指定データを示し、Pは、1画素前に対する変化値の絶対値として「1」か「0」を示す。
すなわち、ラインアドレスL0の階調補正値としての初期値(1画素目)「1023」に対して2画素目の値が「1022」の場合、L0P1のアドレスは「1」を、L0S1のアドレスは「0」を、補正データとするものである。同様にL0P2〜L0P1023とL0S2〜L0S1023までの補正データが記録される。
以上が、255階層目の1水平期間の補正データアドレス構成例である。そして、図5に示したように、1ラインに続き2ライン〜768ラインまで、ラインアドレスL1P〜L767とL1S〜L767Sとして、J〜Aまでの10個の初期値アドレスと0〜1023までの画素補正値アドレスの合計1034のデータがそれぞれ記録される。
(水平方向のむら補正データの例)
一例として、測定による色むらデータから、補正データが赤色に関して、表示画像の左から右(具体的には画素アドレス0からアドレス1023)に向かって最終的に20%減衰させる補正特性を必要とした場合、1画素当りの変化値を量子化レベルで表現すれば、最大値を1024レベルとして
(1024×0.2)/1024=0.2
で0.2量子化レベルとなる。
また、この第1の実施形態において扱われる最小のレベル単位は、1量子化レベル値であり、この1量子化レベル変動するまでの水平方向の対象画素数は、1/0.2=5から、
ほぼ5画素ごとに1だけ減衰するデータとなる。
具体的には、例えばパーソナルコンピュータ(以下PC)のプログラム動作により、上述した第2のLUT部706のメモリセル707のL0PのJ〜Aまでのアドレスには、上述したように10進法で1023に該当する。「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1」(MSB:LSB)を、アドレスJをMSB、アドレスAをLSBとして順に格納する。
続く、アドレスL0P0において0,
アドレスL0P0において0、
アドレスL0S0において0、
アドレスL0P1において0、
アドレスL0S1において0、
アドレスL0P2において0、
アドレスL0S2において0、
アドレスL0P3において0、
アドレスL0S3において0、
アドレスL0P4において0、
アドレスL0S4において0、
アドレスL0P5において1、
アドレスL0S5において0、
アドレスL0P6において0、
アドレスL0S6において0、
という具合に、それぞれアドレスL0P1023とL0Sアドレス1023まで5ラインアドレスごとに1減衰するデータ構成がPCにより格納される。この一例は、画面の上下方向、すなわち第1ラインから第768ラインの画面垂直方向において、色むらが無いことが前提の例であり、補正値としては、L1P〜L767PとL1S〜L767Sとには、同様の補正データが書き込まれる。以上の補正データが、255階層に関するデータ書き込みである。
同様に、254〜0までの階層に対応したそれぞれのメモリセル707に対しても、図6に示される階調補正特性の例に示されるそれぞれの階層の補正データが書き込まれる。
(垂直方向のむら補正データの例)
次に、例えば垂直方向に沿った補正データが異なる場合、1ライン目が1023の最大レベルで最終ライン(768ライン目)が20%まで直線的に減衰となる場合を例にとると、1ライン目の初期値は1023であり、2ライン目の減衰値は、(1024×0.2)/768=0.2666となり、1レベル減衰に満たないため1023となる。3ライン目も同様に、初期値が1023となり、1/0.2666=3.75から、レベルが1減衰するのは、3.75画素目であるから、4ライン目になって初期値は1022となる。同様に、5ライン目においては、1022であり、7.5画素目で2減衰する。そのため、8ライン目で1021となる。
このように比例して減衰されて、768ライン目の初期値は、(1024×0.2)/768=0.2666、1023−(1024×0.2)=818となる。
したがって、まず、1ライン目の初期値データは、初期値アドレスL0PJ〜L0PAが、デシマル値において「1023」を10bitによって、記憶される。これ以降、それぞれにおいて10bitで、初期値アドレスL1PJ〜L1PAと、初期値アドレスL2PJ〜L2PAまでデシマル値で「1023」が記憶される。
また、4ライン目の初期値アドレスL3PJ〜L3PAには、デシマル値で「1022」が記憶される。初期値アドレスL4PJ〜L4PAと、初期値アドレスL5PJ〜L5PAと、初期値アドレスL6PJ〜L6PAにおいては、デシマル値で「1022」が記憶させる。8ライン目の初期値アドレスL7PJ〜L7PAにおいては、デシマル値で「1021」が記憶される。768ライン目における初期値アドレスL767PJ〜L767PAは、デシマル値「718」を記憶させる。
それぞれの、ラインアドレスの初期値J〜Aまでの10bitに続く、1から1024までの画素に対応した画素補正アドレス、LXP0〜LXP1023と、LXS0〜LXS1023(ここで、Xはラインアドレス値)とを、上述した水平方向のそれぞれの画素間の差分値として記憶させる。
さらに、上述したように、第2のLUT部706の0〜255階層までの256個のそれぞれのメモリセル707には、それぞれの走査ラインの初期値データと、水平方向のそれぞれの画素間の差分値としての、階調補正データが、256階層のデータテーブルとして書き込まれる。
(データの書き込み)
また、書き込みは、インターフェースを介してマイコン部21の通信制御によりPCから書き込まれる。なお、あらかじめ書き込みされたROMやフラッシュメモリを実装しても、同様の機能を得ることが可能である。
また、第2のLUT部706のメモリは、ROM(読み出し専用メモリ)やEEPROM(電気的書き換え可能読み出し専用メモリ)、EPROM、ワンタイム型ROM、フラッシュメモリなどのメモリから構成される。これらのメモリは不揮発性メモリとして分類される。これらのメモリに対して、上述したPCによる演算に基づいて、後述するデータ形式で書き込みが行われる。さらに、後述する第3の実施形態においては、第2のLUT部706をランダムアクセスメモリ(RAM)により構成するものである。
(補正データの読み出し)
上述したように、図3に示す第2のLUT部706に書き込まれた1画素前の階調補正値における「差分値データ」は、画像の表示時において、図1で示されるタイミング信号発生部20からの水平同期および垂直同期に同期して、クロック信号の読み出しタイミングに従って読み出され、初期値生成部708に、上述したそれぞれの階層のデータとして供給される。この場合の読み出しデータのタイミングを、図7に示す。
図7において、データPおよびデータSは、クロック信号単位のデータ列として、図5に示されたメモリアドレスに沿って逐次読み出される。読み出しのタイミングは、上述した図1に示されるタイミング発生回路203より発生供給される。
(1)まず、図示省略するが、垂直画像スタートタイミングに従って、第1走査ラインの水平読み出しスタートパルスから、メモリアドレスのJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aの初期値データアドレスが読み出され、0,1,2,3、〜1023までの補正値アドレスが読み出される。この読み出された補正値データは、上述したように、1階層ごとにデータPとデータSとの2bitで出力される。
(2)補正値アドレス1023まで読み出された後、次の走査ラインの水平同期読み出しスタートパルスが発生するまで、読み出しを待機する。
(3)第2水平ラインの水平読み出しスタートパルスから、(1)の場合と同様にして、
第2ラインのメモリアドレスのJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aの初期値データアドレスが読み出され、0,1,2,3,…,1023までの補正値アドレスが読み出される。
(4)同様に、第3水平ライン〜第768ラインまで読み出され、垂直同期タイミングごとに、(1)〜(4)の読み出しがクロックタイミングに従って実行される。
(初期値の生成)
以上のように、第2のLUT部706における0階層目〜255階層目のメモリセル707から読み出された補正データは、初期値生成部708に供給される。初期値生成部708の0〜255のそれぞれの階層に設けられた初期値設定部709のシフトレジスタに、上述したメモリアドレスJ,I,H,G,F,E,D,C,B,Aのアドレスの読み出し初期値データPがクロックごとに逐次入力され、10個のフリップフロップ回路(以下、Q1〜Q10)にシリアルデータとしてストアされる。
図7に示すメモリアドレスタイミングのJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aごとに、初期値設定部709のそれぞれのフリップフロップ回路Q1〜Q10にストアされるデータの例を、図7のQ1〜Q10として示す。上述したように、階層255のメモリの第1ラインのデータPが、J、I、H、G、F、E、D、C、B、Aのアドレス読み出しにおいて、1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,のデータとして逐次読み出される。
また、アドレスAの読み出しによって、Q1〜Q10のシフトレジスタ全てのデータがストアされ、次のタイミングであるメモリアドレス0をアクセスするタイミングで、切り換え回路712を介して、加算減算回路713の第2の入力に入力される。
この段階において、加算減算回路713の第1の入力には、ラッチ回路715の出力が入力される。メモリアドレス0をアクセスするタイミングにおいては、ラッチ回路715はリセット直後であり、0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,の10bitのパラレルデータとして、加算減算回路713の第1の入力に供給される。
そのため、メモリアドレス0をアクセスするタイミングにあっては、加算減算回路713の出力としては、加算減算回路713の第2の入力に入力された「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1」の初期値データが出力される。図7に示す画素アドレスタイミング0の加算減算回路713の第1の入力値と加算減算回路713の出力に、そのデシマル値「1023」が示される。
以上の動作により、ライン0のアドレス0のタイミング時における階層255の補正値データが、加算減算回路713から出力され、第1のLUT部702の255階層のテーブルにおける255個の10bit入力にストアされる。
また、同時に、補正データ再生部710の加算減算回路713から出力される画素アドレスタイミング0の時のデータは、ラッチ部714の階層255のラッチ回路715にクロック信号タイミングにより取り込まれ、次のクロックまでストアされる。以降、ラッチ回路715により、クロックごとに接続される補正データ再生部710において対応する階層の加算減算回路713の出力データが1クロック期間だけストアされる。
(差分値からの補正値の生成)
以降、図7におけるデータ再生タイミングに示すように、第2のLUT部706の、メモリセル707のラインアドレスL0の画素アドレスタイミング1においては、データPが「0」を出力し、データSが「1」を出力する。このデータSにより、補正データ再生部
710の階層255の加算減算回路713における加算か減算かの指定が行われる。この第1の実施形態における指定は、1が加算、0が減算として機能する。
データPは、1bitの差分値データとして入力され、このタイミングにおいて読み出された補正値データPは0であり、階層255の加算減算回路713の出力は、「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,(MSB:LSB)」の初期値データのままのデシマル値「1023」として、ラインアドレスL0の画素アドレスタイミング1の時の階層255における補正値データが、補正データ再生部710の加算減算回路713から出力され、第1のLUT部702の255階層のメモリセル705に10bitのデータとしてストアされる。
以下同様に,ラインアドレスL0の画素対応アドレスタイミング1〜4においては、データPに「0」が出力され、またデータSに「0」が出力される。
したがって、補正データ再生部710における階層255の加算減算回路713の出力は変化せずに、デシマル値「1023」が、第1のLUT部702の0〜255までの階層の255階層目のメモリセル705の10bitデータ入力により順次書き込まれる。
次に、ラインアドレスL0の画素対応アドレスタイミング5においては、データPが「1」を出力し、またデータSが、「0」を出力する。このデータSは、加算減算回路713の加算減算制御端子に供給される。従って、補正データ再生部710における階層255の加算減算回路713においては、第1の入力データから第2の入力データを減算することになる。そして、第1の入力には、1クロック前のタイミングの「1023」の値が入力される。また、第2の入力には、「1」の値が入力される。他方、補正データ再生部710における階層255の加算減算回路713の出力は、(1023−1=)1022となる。この値は、第1のLUT部702の255階層のメモリセル705にストアされる。
次に、ラインアドレス0の画素アドレスタイミング6〜9は、加算減算が無く、補正データ再生部710における階層255の加算減算回路713の出力は1022のままとなり、この値は第1のLUT部702の255階層のメモリセル705に逐次書き込まれる。画素アドレスタイミング10において、データPが「1」、データSが「0」となり、加算減算回路713においては、1減算がおこなわれ、「1022」を出力し、この値が第1のLUT部702の255階層のメモリセル705にストアされる。
以降、この第1の実施形態においては、ラインアドレスL0の画素アドレスタイミング1023まで、5画素クロックタイミングに1回の割合でデータPが1,データSが0となり、補正データ再生部710の255階層目の加算減算回路713においては、1クロックタイミング前のデータ出力値に対して1の減算を行い、この値が第1のLUT部702の255階層のメモリセル705に逐次書き込みされる。
同様に、ラインアドレスL1〜L767まで、メモリセル707のデータを読み出し、補正値を再生して、第1のLUT回路702の255階層のメモリセル705に逐次ストアする。
以上のように、第2のLUT部706の0〜255階層目の256個のそれぞれのメモリセル707に書き込まれた256の階層におけるそれぞれの走査ラインの補正値の初期値データと、それぞれの画素アドレス間の階調補正差分値とを、0〜255までの256個の加算減算回路713において、画素ごとの階調補正値として生成して、第1のLUT部702の256個のメモリセル705に、それぞれ画素クロックタイミングにより逐次書
き込みが行われる。
(第1のLUTにおける階調補正)
一方、第1のLUT部702においては、図3に示すアドレスデコード部703に、8bitの赤色画像信号Di−Rが入力され、入力された画像入力信号Di−Rは、アドレスデコード部703においてデコードされる。
第2のLUT部706のそれぞれのメモリセル707における、ラインアドレスL0の表示部における第1画素目としての、メモリアドレス0のタイミングにおいては、8bitの赤色の画像入力信号Di−Rの入力の値が、例えば1,1,1,1,1,1,1,1(MSB:LSB)の8bitだった場合、アドレスデコード部703のデコード値は「255」となり、このアドレスデコード部703の出力信号S255が能動状態となり、第1のLUT部702の255階層目のメモリセル705の出力イネーブルが能動となる。そして、この255階層目のメモリセル705からは、加算減算回路713からの11bit出力補正値「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1」(MSB:LSB)が、パラレルの赤色の画像出力信号Do−Rとして画像信号出力端子716を介して、後段のDA変換部10に供給され、DA変換された後、液晶駆動部13の液晶駆動信号を得て、液晶表示部16に供給される。
なお、第1のLUT部702の255個の、それぞれのメモリセル705の10bitデジタルの出力は、それぞれのバイナリ値単位で並列接続され、10bitのデータバスを構成しているが、一度に能動になるメモリセル705は、255個の中で、上述したアドレスデコード部703により選択された一つのみである。
次に、同様に、表示ラインアドレスが、L0の第1画素目から1024画素目までの赤信号の画像信号入力部701を介して入力される、8bitの赤色画像信号Di−Rの入力の値は、この第1の実施形態においては、白100%信号を想定して、バイナリ値で、1,1,1,1,1,1,1,1(MSB:LSB)のデシマル値で「255」の連続信号であり、第1のメモリテーブル部704は、常に255階層目のメモリセル705が能動となる。
すなわち、表示ラインアドレスL0の画素アドレス0のタイミングにおける第1のLUT部702の出力階調補正データ値は、「1023」であり、以降画素アドレスが5アドレスに1ずつ減少して画素アドレス1023においては、約「818」まで減少する。
同様に、表示ラインアドレス1からL767までの第1のLUT部702の出力するむら補正された赤色の画像出力信号Do−Rは、この第1の実施形態においては、ラインアドレスL0と同様の出力値を、後段10のDA変換部に供給してDA変換された後、液晶駆動部13の液晶駆動信号を得て、液晶表示部16に供給され、画像の表示が行われる。
他の緑色および青色のむらに関する補正は無い状態で、それぞれ液晶表示部17,18において表示され、投射表示される。
このように、上述した色むらが画面左から右に向かって、赤みが強くなり、画面右端において赤成分が20%の増加するこの第1の実施形態による色むらにおいては、画面左端に対する画面右端で20%減衰の直線的で緩やかに変化する赤色の画像出力信号Do−Rの出力値により、第1のLUT部702における出力赤色画像信号Do−Rの出力値における、この表示装置の表示画面の左右の色むらが補正されて、均一な白画像となる。
同様に、入力レベル「254」の場合においては、第1のLUT部702の254階層目
のメモリセル705の10bitのデータが、階調補正部7の第1のLUT部702の赤色の画像出力信号Do−Rとして出力される。以下、入力レベル「253」〜「0」においても、同様に入力レベルに該当する第1のLUT部702の階層「253」〜「0」のメモリセル705のそれぞれの10bitのデータが出力され、表示画像の色むらが補正される。
以上の例においては、赤色での色むらに関して、赤色の画像信号の階調補正特性を画素単位によって補正することによって、色むらの低減が行われているが、赤色、緑色、青色の画像信号の階調補正特性を、それぞれ図1で示される階調補正部7,8,9により、画素単位で行うことにより、入力画像の論理レベルに対応した全ての色の全ての階調において、表示画像の精度の高い色むら補正が実現できる。
以上述べたように、この実施形態の構成においては、所定の画素の階調レベルを指定するための画像信号を補正するための補正データを第1のメモリである第1のLUT部に記憶する。第1のメモリには、該画像信号が取りうる複数の階調レベルにそれぞれ対応する複数の補正データをあらかじめ第2のメモリである第2のLUT部(複数の画素に対応し、かつ各画素の各階調レベルに対応するための補正データが圧縮されて保持されている)から展開して、同時に保持している。ただし、第1のメモリの容量を抑制するために、圧縮された補正データの非圧縮状態への展開(圧縮された補正データよりも利用の容易な状態にすること)は、全ての画素に対応して予め行なわないように構成している。
すなわち、各画素に対応する画像信号として順次入力される画像信号を順次に補正できればよい点に着目し、圧縮データの第1のメモリへの展開は一部の画素(一つ、もしくは複数(圧縮データの展開のための演算の時間を考慮して、複数画素(表示装置が有する全画素ではない)分を展開してもよい。この場合は第1のメモリは該複数の画素それぞれの各階調レベルに対応した補正データを同時に保持できる容量を持つ))毎に行なっている。全ての画素に対応する圧縮された補正データを予め展開しない構成を採用しているので、メモリの容量を大きく低減できる。更に、補正対象となる画像データが対応する画素の各階調レベルに対応する補正データを予め展開しておくことにより、画像信号が取り得る階調レベルに的確に対応した補正を行うことが可能となっている。
(第2の実施形態)
次に、この発明の第2の実施形態による表示装置について説明する。この第2の実施形態による表示装置においては、第1の実施形態における図1に示す信号処理の全体構成と同様の構成が採用されており、階調補正部7,8,9の構成動作が異なる。なお、第2の実施形態による表示装置における表示部の表示画素数は、水平方向が1920画素、垂直方向が1080ライン(画素)である。さらに、3板方式プロジェクションの場合、それぞれの表示部がこれらの画素数となる。
この第2の実施形態による赤信号系の階調補正部を図8に示す。図8に示すように、まず赤色の画像信号入力部701は、前段のAD変換部4から入力画像信号が入力される入力部である。そして、この入力部を通じて、8bitの赤色系デジタル画像信号としてDi−R信号が入力され、第1のLUT部702に供給される。
(第1のLUT部)
図8に示すように、第1のLUT部702は、第1の実施形態と同様の構成である。そして、第1の実施形態と同様にして、第1のLUT部702に対して、補正データ再生部710から,それぞれの階層別に、画素クロックタイミング単位で、10bitの補正データが供給される。また、第1のLUT部702の0〜255までの256個設けられたそれぞれの階層のメモリセル705は、画素クロックタイミング単位により、逐次書き換え
られるように制御される。
(第2のLUT部)
次に、第2のLUT部706について説明する。この第2のLUT部706は、あらかじめ表示画像の階調補正データを256の画像入力階調分記憶され、この階調に対応した階層0〜255の合計256階層分の256個のメモリセル707が備えられる。
この第2の実施形態による第2のLUT部706は、第1の実施形態における第2のLUT部706と異なり、メモリセル707の1つのメモリセルのメモリアドレス構造が異なる。図9に、このメモリアドレス構造を示す。この図9は,図8に示す第2のLUT部706の1つの階層に対応したメモリセル707のメモリアドレス構成のモデルである。この第2の実施形態においては、メモリセル707の1画素分の階調補正データを4bitで構成する。以後、これらの4bitの補正データを、それぞれP0,P1,P2,P3と称する。
表示画面の垂直方向の画素数、すなわち水平ライン数は1080ライン、水平方向の配列画素数は、1920ドットである。まず、1〜1080ラインまでの走査ラインに対応したアドレス、L0〜L1079を備え、それぞれのラインL0〜L1079は、さらに上述したようにデータ幅がP0,P1,P2、P3で示される4bitである。
1ライン目に対応したアドレスL0は、L0P0,L0P1,L0P2,L0P3のラインアドレスを備える。同様に2ライン目は、L1P0,L1P1,L1P2,L1P3のラインアドレスを備え、同様に、1080ライン目は、L1079P0,L1079P1,L1079P2,L1079P3を備える。
また、L0P0,L0P1,L0P2、L0P3〜L1079P0,L1079P1,L1079P2、L1079P3までのそれぞれのラインアドレスは、J、I,H,G,F,E,D,C,B,Aで示される10画素クロック期間に対応した10個の初期値アドレスを有する。
また、このラインアドレスは、それぞれ0〜1919までの表示画面の水平方向に配列された1920ドットの表示画素に対応した補正データ用画素アドレスを有する。ここで、補正データ用画素アドレスは、第1の実施形態と異なり、1から1920までの水平方向表示画素に対して、P0,P1,P2、P3で示される4bitの補正データに圧縮して記憶され、この1920の水平方向の画素配列に対応した圧縮率に対して少ない記憶アドレスとなる。このアドレスは、0〜nの数値により示され、nは補正データの水平画素方向のそれぞれの画素の階調補正値の変化状態により変化するものである。
(初期値生成部)
図8に示す第2の実施形態による初期値生成部708は、第1の実施形態におけると同様に、256個の初期値設定部709を有する。
この初期値設定部709は、上述した第2のLUT部706における、0〜255のそれぞれの階層に対応したメモリセル707のうちの、1つのメモリセル707に与えられた、図9で示すJ〜Aの初期値アドレスの10bitの初期値データを、10bitのシフトレジスタとして取り込む。そして、初期値生成部708は、10bitのパラレルデータに変換して、図8に示されるようなそれぞれの初期値設定部709に接続される補正データ再生部710の切換回路712の第1の入力に供給する。
(データ再生部)
補正データ再生部710は、0〜255の階層に対応して備えられた256個の解凍処理部711と同様に、0〜255の階層に対応して備えられた256個のスイッチ回路部764と、0〜255の階層に対応して備えられた256個の加算減算回路713とから構成されている。
補正データ再生部710においては、初期値生成部708の0〜255までの256個のそれぞれの初期値設定部709からの出力が、第1の入力として0〜255までの256個の切り換え回路712にそれぞれの階層に一致して入力される。
第2のLUT部706の256個のそれぞれのメモリセル707からの読み出しデータは、解凍処理部711に供給される。解凍処理部711の出力は、第2の入力として、0〜255階層に対応した256個の切換回路712に供給される。
これらの0〜255階層に対応した256個の切換回路712からの出力は、0〜255の階層に対応して備えられた256個の演算部としての加算減算回路713の第2の入力に供給される。そして、後段のラッチ部714の0〜255階層の256個のラッチ回路715の出力は、それぞれ対応する階層の加算減算回路713の第1の入力に供給される。
256個の加算減算回路713の出力は二つに分岐され、一方は、第1のLUT部702の対応する階層のメモリセル705のデータ入力に供給される。そして他方は、ラッチ部714の0〜255階層の256個のラッチ回路715に入力される。
(ラッチ部)
この第2の実施形態によるラッチ部714は、第1の実施形態における同様に、それぞれ10bitの入力端子、10bitの出力端子および、クロック端子を備えた0〜255階層の256個の10bitラッチ回路715を有して構成される。
また、補正データ再生部710において説明したように、0〜255階層の256個のそれぞれのラッチ回路715のデータ入力には、0〜255階層の256個の加算減算回路713からの10bitの演算出力がそれぞれ供給される。
このラッチ回路715に入力される10bitのデータは、ラッチ回路715のクロック入力端子に入力される画素タイミングクロックのアクティブエッジにより、ラッチ回路715に取り込まれる。また、データは、次の画素タイミングクロックのアクティブエッジタイミングまでホールドされ、このラッチ回路715の出力端子から、1画素タイミング期間だけデータが遅延されて、補正データ再生部710の0〜255階層にそれぞれ接続された加算減算回路713の第1の入力端子にそれぞれ供給される。
すなわち、1画素クロックの期間データを保持して、補正データ再生部710の加算減算回路713に対して、1画素クロック前の補正データ再生部710の加算減算回路713の演算結果を提供する。
次に、以上のように構成された、この第2の実施形態による表示装置における具体的な階調補正の動作について説明する。
(表示データの測定とデータ処理)
表示装置の補正前の表示特性の測定は、第1の実施形態におけると同様に、例えば試験信号発生器から表示装置の最大入力レベルの赤信号が入力され、表示画像が例えばビデオカメラなどにより撮像されてコンピュ−タ(以下PC)にキャプチャー画像として取り込ま
れ、表示領域の表示むらが測定される。
次に、試験信号発生器の出力赤信号レベルが段階的に減衰されて、(254/255)として同様に測定を行う。そして、順次、試験信号発生器の出力白信号を(253/255)、(252/255),(251/255)と減衰させ、それぞれの入力レベル時の表示画面の表示むらが測定される。この測定は、試験信号発生器の出力白信号レベルが(1/255),(0/255)になるまで行われる。また、同様に、緑色、青色に関しても、(254/255)から(1/255),(0/255)の255段階のレベルにおいて、測定が行われる。
以上の測定により、入力レベルが255〜0までの赤、緑、青、それぞれの色の表示むらデータが、PC内に取り込まれる。
次に、PCの演算により色むら補正データが生成される。この場合の補正データは、この第2の実施形態の表示画素数に対応した、水平1920画素、垂直1080ライン分の全ての画素数分の補正データ群となる。1画素の階調補正の例は、図6に示される。
この補正特性には、入力画像信号に対するデガンマ補正特性と、この第2の実施形態における液晶表示ユニット部のいわゆる電圧対透過(または反射)特性である非線形表示特性に対する補正特性が含まれる。また、この第2の実施形態においては、入力画像信号の階調が8bit、補正階調出力が10bitとして生成される。
さらに、生成されたデータをPCにおいて第2のLUT部706への表示補正データとして書き込みを行うために、データを所定のフォーマットに変換が実行される。以下に、そのデータの第2のLUT部706への書き込みについて説明する。
(第2のLUT部への表示補正データ書き込み)
次に、第2のLUT部706に対する表示補正データの書き込み動作について説明する。すなわち、上述した第2のLUT部の構成において説明したように、図9に示すような、第2のLUT部706の0〜255階層に対応した256個のメモリセル707の補正データアドレス構成に対して、それぞれのL0P0,L0P1,L0P2、L0P3〜L1079P0,L1079P1,L1079P2、L1079P3までのそれぞれのラインアドレスの、J,I,H,G,F,E,D,C,B,Aで示される、10画素クロック期間に対応した10個の初期値アドレスに対して、それぞれのラインの階調補正値の10bitの初期値を順次記憶させるものである。
なお、この第2の実施形態においては、図9に示すように、P0,P1,P2、P3で示される4bitのデータ幅を有するアドレス構成であるが、説明の煩雑化を回避するために、以下の説明においては、1bitのみを初期値データアドレスの対象とし、他のP1,P2、P3の3bitデータ幅に関しては、不問とする。すなわち、不要なアドレスであり削除可能である。
また、それぞれの階層におけるそれぞれのラインの初期値は、10bitである。そのため、P0,P1,P2、P3のbitのデータ幅を全て活用すれば、それぞれのラインアドレスのC,B,Aの3クロック分のデータエリアで済む。この場合、4bit単位のラッチ回路に、C,B,Aの3段階の取り込みが実行され、最初の画素表示、すなわち水平方向でのアドレス0のタイミングに合わせて、一斉にパラレルデータとして読み出すように対応すれば、同様に初期値データを再生できる。したがって、残りのJ、I,H,G,F,E,Dの初期値アドレスの4bit幅の計28bitは、メモリが軽減される。全画面においては、ライン数30240bit、全階層においては、7741440bitが
軽減される。
次に、J,I,H,G,F,E,D,C,B,Aで示された、それぞれのラインの補正初期値アドレスの後に、初期値以降の1画素目から1920画素目までの補正値データが、P0,P1,P2、P3で示される4bitのデータ幅を有する補正データとして記憶される。
これらの4bitで書き込まれる1画素目から1920画素目までの補正値は、図10に示すように、データ値が1増加か1減少か、または変化しないかで示され、さらに、この1変化するまでの画素数のデータを備える。したがって、第1の実施形態において説明したような、1画素単位におけるデータ値ではなく、補正値の変化量に応じて圧縮され、複数画素期間分の補正値を1アドレスに記録するものである。したがって、画面全体の階調補正データのデータ量は軽減される。すなわち、第1の実施形態において説明したような、それぞれのラインアドレスに対して全ての画素アドレスを固定して持つ必要は無く、画素アドレス方向のデータ量は、補正データの変化値により一定にはならない。
以上のような水平方向のデータ形式によって、垂直方向に1080ライン分のデータが書き込まれる。そして、以上の1階層分の補正データが、対応する1つのメモリセル707に記憶される記憶形式である。さらに、残りの254階層分のデータが254個のメモリセル707に、それぞれの階層の補正値として同様に記録される。
(補正データの例)
次に、上述した補正データの生成とメモリセルへの書き込みについて説明する。この補正データの生成とメモリへの書き込みにおいては、赤色を例にして測定による色むらデータから必要とされる補正データが書き込まれるまでを以下に述べる。なお、ここでの例としての、画面のむらは、白色信号を入力したにもかかわらず、画面左のホワイトバランスがあっており、表示画面の右側になるに従って赤みが増加する表示画像の補正の例である。
まず、最大表示レベルの階層に着目して、この測定の結果、最大表示レベルの階層が、表示画像の左から右、詳細には、水平画素アドレス0から水平画素アドレス1919に向かって、赤信号の信号レベルを最終水平アドレス1919に対して20%減衰させる補正特性を必要とした場合、
水平表示期間での減衰量は、
全階調×減衰量=(1023×0.2)=204.6(量子化レベル)
1画素当りの減推量は、
水平表示期間での減推量÷水平有効画素数=204.6÷1920≒0.1065
1量子化レベル変化する画素数概略
1÷0.1065≒9.38
となり、ほぼ9.38画素ごとに1だけ減衰するデータとなる。
また、PCのアプリケーションソフトウエアにより、L0P0のJ、I,H,G,F,E,D,C,B,Aで示される初期値データアドレスには、上述したように、10進法で1023に該当する値を2値でJをMSB、AをLSBとして、「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1」を格納する。
上述した初期値データアドレスに続いて、1画素から1920画素までの補正データは、図10に示される表に基づきデータを符号化して記録するものである。
図10の表において、P3、P2、P1,P0で示される4bitのデータ値で示される符号に対して、あらかじめ記録したデータを読み出し再生する場合の処理を定義するもの
である。
まず、1ライン目に対応したアドレスL0P0,L0P1,L0P2、L0P3の補正値アドレス0においては、0111(P3〜P0)として与えられる。次に再生する補正値アドレス1には、0100(P3〜P0)としてデータが与えられる。これらの符号の持つ意味は、図10の表に示すように、「6進んで変化なし」と「4進んで1減少」である。
同様に、1ライン目に対応したアドレスL02P0,L2P1,L2P2、L2P3の補正値アドレス2においては、0111(P3〜P0)として与えられる。次に再生する補正値アドレス3には、0100(P3〜P0)として与えられる。以下、同様に0111(P3〜P0)と0100(P3〜P0)とを交互に補正値のメモリアドレス191まで記憶させる。以上により、1ライン分の初期値と補正データが構成される。
この場合、画面の垂直方向、すなわち第1ラインから第1080ラインの方向に色むらは無く、補正値としては、1ライン目と同様の初期値データと補正値データを記録するものである。以上の補正データが255の階層に関するデータ書き込みである。
同様に、254〜0までの階層に関しても、初期値データと補正値データを記録するものである。254〜0までの階層について、1つの画素に着目し、その階調特性を見れば、例えば図6に示すような特性となる。
また、図6において、X軸は入力、Y軸は階調補正値である。X軸の入力は、階調補正部7の入力レベルを指し、最大255量子化レベルである。Y軸の階調方正値は、信号レベルで示され、Y軸の階調補正値レベルは、最大1023で、画素によってこの特性は変化するものである。
次に、垂直方向に補正データが異なる場合、具体的には、例えば1ライン目が1023の最大レベルで、最終ラインである1080ライン目が20%まで直線的に減衰となる場合、(1024−(L×((1024×0.2)/1080)))と表すことができる。ここで、Lはライン数である。
以下、走査ラインごとの初期値を小数点以下3桁まで表現すると、
1ライン目の初期値は、1023
2ライン目の初期値は、1022.81
以降、3ライン目から、
3ライン目:1022.621
4ライン目:1022.432
5ライン目:1022.242
6ライン目:1022.053
7ライン目:1021.863
9ライン目:1021.674
10ライン目:1021.484
11ライン目:1021.295
12ライン目:1021.106
13ライン目:1020.916
14ライン目:1020.727
15ライン目:1020.537
16ライン目:1020.348
17ライン目:1020.158
18ライン目:1019.969
19ライン目:1019.779
と続き、1080ライン目において、818.589となる。
これらの値は、基本的に整数ではなく、実際の回路におけるロジックレベルの分解能が1であることから、小数点以下四捨五入により整数表示を行う。これにより、1ライン目の初期値は1023、2ライン目の初期値は1023となり、以降、3ライン目が1023、4ライン目から8ライン目が1022、9ライン目から14ライン目が1021、15ライン目から19ライン目が1020、20ライン目が1019と変化する。そして、1079ライン目において819、1080ライン目において819となる。以上のように、垂直方向におけるそれぞれの走査ラインの初期値が変化する。
後者の例においては、垂直方向のみの色むらとして扱われるため、それぞれの走査ラインの水平方向において、初期値データアドレスに続き、1ライン目に対応したアドレスL0P0,L0P1,L0P2,L0P3の補正値アドレス0が、0111(P3〜P0)として与えられる。以降0111(P3〜P0)が補正値アドレス1から319回繰り返される。
以上のように、むらに対する補正値データは、水平方向および垂直方向へ、それぞれのラインの初期値アドレスによって、それぞれの走査ラインの初期値を、それぞれの走査ラインの画素アドレスに対しては4bitで表現される。また、詳しい構成と動作に関しては、後述する解凍処理部711により、加算減算回路713において、演算を行わないか、加算の演算を行うか、または、減算の演算を行うかの判別、この演算または非演算で何画素目まで進むかが、符号化して記憶される。したがって、変化の少ないデータであれば、その1ライン分の補正データは少なくてすむ。
例えば、上述した第1の実施形態の場合、1階層当たりの1ライン分の補正データは1920×2(bit)=3840(bit)であるが、この第2の実施形態による変化の場合においては、1階層当たりの1ライン分の補正データは、おおよそ191×4(bit)=764(bit)である。このように、表示画素の水平方向の階調補正特性の変化値が符号化圧縮されて、第2のLUT部706に記録させておくものである。
次に、上述した第2のLUT部706に記憶された「むら」の補正データの読み出しと、再生および「むら」の補正について説明する。以下の説明においては、第2のLUT部706からの補正データの読み出し動作から説明を行う。
(第2のLUTからの補正データの読み出し)
図8に示す第2のLUT部706における、0から255までの256階層に対応した256個のメモリセル707のうちの、255階層目のメモリセル707に書き込まれた補正値符号データは、ディスプレイの表示において、図1で示されるタイミング信号発生部20からの垂直同期信号および水平同期信号、クロック信号のタイミングに従ってメモリセル707から読み出される。
256階層目のメモリセル707は、上述したように、図9に示されるようなアドレス形式で記憶されており、まず、垂直画像スタートタイミングに従って、図11のタイミング図に示されるように、第1走査ライン目の水平同期の水平読み出しスタートパルスから、まずラインL0のメモリアドレスL0P0のJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aの10個の初期値データアドレスを、順次計10画素クロック期間で読み出す。ここで、この第2の実施形態においては、説明を簡単にするために、残りのP1,P2、P3の3bit幅のデータは、初期値データJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aの読み出し期
間においては不問データとして取り扱う。
以下同様にして、水平同期ごとに、L1P0,L2P0,〜,L1079P0まで、それぞれの走査ラインの初期タイミングにおいて、初期値データJ,I,H,G,F,E,D,C,B,Aの読み出しが行われる。
(初期値の生成)
以上のように、第2のLUT部706の0〜255までの階層に対応して備えられたメモリセル707から読み出された初期値データは、初期値生成部708に供給される。上述したように、初期値生成部708は、0〜255のそれぞれの階層に具備した256個の初期値設定部709から構成される。以下に、この初期値設定部709の代表例として、赤信号の255階層の初期値の生成を例について説明する。
このような255階層のメモリセル707のメモリラインアドレスL0P0における、J,I,H,G,F,E,D,C,B,Aの初期値データは、画素クロックタイミング単位で順に読み出され、初期値設定部709のシリアルデータ入力より10個のフリップフロップ回路(以下Q1〜Q10と呼ぶ)にシリアルデータとして順次読み込まれる。ここで、書き込み時の例からJ,I,H,G,F,E,D,C,B,Aのデータは、「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,(MSB:LSB)」である。また、Aのアドレスが、画素クロックタイミングにて取り込まれた時点で、初期値設定部709のシフトレジスタを構成する10個のフリップフロップ回路Q1〜Q10のそれぞれの出力よりなる10bitのパラレル出力「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,(MSB:LSB)」は、後段の補正データ再生部710の255階層目に該当する切り換え回路712の第1の入力に供給される。
以上の動作により、255階層目に該当する初期値データが再生され、255階層目に該当する切り換え回路712を介して255階層目に該当する加算減算回路713の第2の入力に入力される。
ここで、255階層目に該当する加算減算回路713の第1の入力には、ラッチ部714の255階層目に該当するラッチ回路715の出力が接続されている。初期値生成段階の後のメモリアドレス0をアクセスするタイミングにおいて、ラッチ回路715は、リセット直後であり、「0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,{MSB:LSB}」の10bitのパラレルデータとして、加算減算回路713の第1の入力に供給される。
したがって、255階層目に該当するメモリセル707のラインアドレスアドレスL0P0における補正値データアドレス0にアクセスするタイミングにおいて、255階層目に該当する加算減算回路713の出力は、この加算減算回路713の第2の入力に入力された「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1(MSB:LSB)」の初期値データが出力される。この加算減算回路713の出力信号は、第1のLUT部702の255階層目のメモリセル705の10bitのデータ入力に供給される。
また、同時に、この加算減算回路713から出力される画素アドレスタイミング0の時、階調補正用のデータは、ラッチ部714の階層255に該当するラッチ回路715に、画素クロックタイミングに同期して取り込まれ、次の画素クロックタイミングまで保持される。以降、ラッチ回路715により、画素クロックタイミングごとに、接続される補正データ再生部710の該当する階層の加算減算回路713の出力データが取り込まれ、1クロック期間ずつ保持される。
(補正データからの補正値の生成)
次に、第2のLUT部706の0〜255までの階層に対応して備えられたメモリセル707からの初期値データの読み出し後に、図9の「メモリアドレス構成」に示すように、第2のLUT部706に対するデータの書き込みについて説明した、第2のLUT部706のメモリセル707における、初期値アドレスJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aのデータの読み出し後に、続いて補正データが読み出される。
また、図11に示す「メモリセルの読み出しタイミング図」のように、この時点で読み出される補正データは、上述したように、P0,P1,P2、P3の4bitデータからなり、補正データ再生部710の解凍処理部711に入力される。この解凍処理部711においてデータが復号化される。
解凍処理部711において復号化されたデータは、切り換え回路712の第2の入力に供給され、切り換え回路712を経て、初期値のデータと切り替わり、加算減算回路713の第2の入力に供給される。
(解凍処理部の動作)
次に、上述した解凍処理部711の動作について詳しく説明を行う。図12に、解凍処理部711と、その周辺回路との構成例を示す。なお、他の0〜254の階層においても同様の構成である。
図12に示すように、メモリセル707から補正データ再生部710の解凍処理部711に4bitのP0〜P3の補正データが供給される。この4bitのP0〜P3の内、P1およびP2は、カウンタ759に直接供給される。また、P0は、反転回路756を介するか、反転回路756を介さずに直接かがスイッチ回路757において切り換えられ、カウンタ759の入力に供給される。このカウンタ759は、ダウンカウンタである。
また、P3は、1bitのラッチ回路763に供給される。同時に、メモリセル707のP0〜P2までの3bitのデータは、分技されてデコーダ758に入力される。デコーダ758からの出力は、切換スイッチ回路757の制御端子に入力され、さらにラッチ回路762の入力に供給される。なお、初期値生成部708の初期値設定部709には、メモリセル707の出力P0よりシリアルデータが供給される。
次に、0値デコーダ760の出力は、データスイッチ761の入力に接続される。このデータスイッチ761の出力は、切換え切り換え回路712の第2の入力に供給される。また、データスイッチ761のON/OFFの制御端子に、ラッチ回路761の出力が供給される。また、ラッチ回路723の出力は、加算減算回路713の加算減算制御端子に入力される。なお、第1のLUT部702のメモリセル705、加算減算回路713、ラッチ回路715、初期値生成部708の初期値設定部709、および切換え回路712間の接続は、図8に示す接続構成に基づいている。
以上の解凍処理部711およびその周辺回路構成による、具体的なメモリセル707から出力される符合化データの解凍処理動作について以下に説明する。
(1)例えば、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下P3〜P0)が、0110(P3:P0)の場合、第2のLUT部706のメモリセル707から、このデータを読み出した画素タイミングにおいて、P2〜P0の110がカウンタ759にプリセットされる。
次に、カウンタ759により、1画素クロックごとに減算カウントが実行され、6画素目にカウンタ出力が000となり、後段の0値デコーダ760において、000(P2:P
0)検出として「1」が出力され、加算減算回路713の第2の入力の値が、6画素目において「1」となる。この場合、データスイッチ761がONであり、切り換え回路712により第2の入力が選択されている。
また、第2のLUT部706のメモリセル707の出力のP3は、読み出しタイミングにおいて0であるため、後段のラッチ回路723の出力値は、0のままであり、加算減算回路713の加算か減算の指定は「減算」となる。
したがって、このメモリセル707からの0110(P3:P0)のデータを読み出したタイミングから6画素目タイミングにおいて、加算減算回路713では、第1の入力値から「1」減算を行う。
すなわち、初期値が例えば1023であれば、データを読み出したタイミングから6画素目タイミングにおいて、1022が、ラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705に供給される。
(2)次に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(P3〜P0)が、例えば0101(P3:P0)の場合、このデータを読み出した画素タイミングにおいて、P2〜P0の101がカウンタ759にプリセットされる。カウンタ759は、1画素クロックごとに減算が行われて、5画素目にカウンタ出力が000となり、後段の0値デコーダ760において1が出力され、加算減算回路713の第2の入力の値が「1」となる。この場合、データスイッチ761がON、切り換え回路712が第2の入力を選択している。また、第2のLUT部706のメモリセル707の出力のP3が0である。そのため、ラッチ回路723の出力値が0のままであり、加算減算回路713の加算か減算の指定は「減算」となる。
したがって、メモリセル707から出力される0101(P3〜P0)のデータを読み出したタイミングから5画素目のタイミングにおいて、加算減算回路713により第1の入力値から「1」が減算される。
すなわち、初期値が1023であれば、データを読み出したタイミングから5画素目のタイミングにおいて、1022の値がラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とに供給される。
(3)以下、同様に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下、P3〜P0)が、0100(P3:P0)の場合、加算減算回路713の第2の入力値(B)が4画素目に1となり、この4画素目に、加算減算回路713において、第1の入力値から「1」減算した値の出力が、ラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とに供給される。
(4)同様に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータが0011(P3:P0)の場合、加算減算回路713の第2の入力値(B)が3画素目に1となり、この3画素目に、加算減算回路713において、第1の入力値から「1」減算した値の出力がラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とに供給される。
(5)同様に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータが0010(P3:P0)の場合、加算減算回路713の第2の入力値(B)が2画素目に1となり、この2画素目に、加算減算回路713において、第1の入力値から「1」減算した値の出力がラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とに供給される。
(6)同様に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータが0001(P3:P0)の場合、加算減算回路713の第2の入力値(B)が1画素目に1となり、この1画素目に、加算減算回路713において、第1の入力値から「1」減算した値の出力がラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とに供給される。
(7)次に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(P3〜P0)が、0000(P3:P0)の場合、このデータを読み出したタイミングにおいて、カウンタ759の出力は000となり、後段の0値デコーダ760において1が出力され、加算減算回路713の第2の入力の値が、「1」となる。また、第2のLUT部706のメモリセル707の出力のP3はラッチ回路723に取り込まれ、その出力は0であるため、加算減算回路713における加算か減算かの指定は、「減算」となる。
したがって、この第2のLUT部706のメモリセル707から、0000(P3:P0)のデータが読み出しされたタイミングにおいて、加算減算回路713により、この加算減算回路713の第1の入力値から第2の入力の値「1」の減算が行われ、加算減算回路713の出力は、ラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とに供給される。
すなわち、初期値が1023であれば、データを読み出したタイミングにおいて、1022がラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705に供給される。
(8)次に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(P3〜P0)が、0111(P3:P0)の場合、このデータを読み出した画素タイミングにおいて、まず、AND回路よりなる111デコーダ758によって、111値を検出して、1を出力する。この出力1は、メモリセル707からのメモリ出力P0を、インバータ756と切換スイッチ回路757より構成された極性切換え部においてデータ反転させてから、P1,P2のデータとともに、カウンタ759に供給され、プリセットされる。
すなわち、0110(P3:P0)の値が、カウンタ759に対してプリセットされる。また、111デコーダ758において、1が検出され、ラッチ回路762において保持されて、0値デコーダ760の、この入力000(P0:P2)の入力時に「1」を出力するデコーダデータ出力を、データスイッチ761によりOFFにして、加算減算回路713の第2の入力への、0値デコード信号の出力を停止させる。すなわち、「1」にしない。
カウンタ759により、画素クロックごとにカウントダウンされて、6画素目にカウンタ759の出力は000となり、0値デコーダ760の出力が1として出力され、次の画素クロックタイミングの立ち上がりエッジにおいて、カウンタ759が初期化される。
したがって、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(P3〜P0)が0111(P3:P0)の場合、カウンタ759は、メモリセル707からのデータ読み出しタイミングから6画素クロックタイミング期間においてカウントされ、加算減算回路713における演算は実行されない。
初期値が1023であれば、6画素クロックタイミング期間、ラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とのデータ入力には、1023の値が画素クロックタイミングごとに供給される。
以上のように、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータP3〜P0が、0110(P3:P0)、0101(P3:P0)、0100(P3:P0)、0
011(P3:P0)、0010(P3:P0)、0001(P3:P0)、0000(P3:P0)、0111(P3:P0)の場合においては、4桁目(P3)が0であり、加算減算回路713の演算は、減算として実行される。
次に、(9)第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下P3〜P0)が、1110(P3:P0)の場合、第2のLUT部706のメモリセル707から、このデータを読み出した画素タイミングにおける読み出しデータのうち、P2〜P0の110(P2〜P0)がカウンタ759においてプリセットされる。
カウンタ759により、1画素クロックごとに減算カウントが実行され、6画素目になってカウンタ759の出力が000となる。また、後段の0値デコーダ760において、000(Q2:Q0)検出として「1」が出力され、加算減算回路713の第2の入力に供給されて、この値が6画素目において「1」となる。
また、第2のLUT部706のメモリセル707の出力データの1つであるP3が、読み出しタイミングにおいて「1」であり、後段のラッチ回路723の出力値が「1」のまま保持され、加算減算回路713は加算制御状態となる。
したがって、この第2のLUT部706のメモリセル707における1110(P3:P0)のデータを読み出したタイミングから、6画素目のタイミングにおいて、加算減算回路713の第1の入力の値に、この加算減算回路713の第2の入力値「1」が加算される。
すなわち、初期値が例えば「256」であれば、「257」が、後段のラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705に供給される。
(10)次に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(P3〜P0)が、例えば、1101(P3:P0)の場合、第2のLUT部706のメモリセル707からこのデータを読み出した画素タイミングにおける、この読み出しデータのうち、P2〜P0の101(P2:P0)を、カウンタ759においてプリセットする。カウンタ759により、1画素クロックごとに減算カウントが実行される。そして、5画素目にカウンタ出力が000となり、後段の0値デコーダ760において000(Q2:Q0)検出として「1」が出力され、加算減算回路713の第2の入力値が「1」となる。また、第2のLUT部706のメモリセル707の出力データの1つであるP3は、読み出しタイミングにおいて1であり、後段のラッチ回路715の出力値が1のまま保持され、加算減算回路713は加算制御状態となる。
従って、この第2のLUT部706のメモリセル707のこの1101(P3:P0)のデータを読み出したタイミングから5画素目のタイミングにおいて、加算減算回路713のこの第1の入力の値に、この加算減算回路713の第2の入力値「1」の加算を行う。すなわち、初期値が例えば「256」であれば、「257」が後段のラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とに供給される。
(11)同様に第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下P3〜P0)が、1100(P3:P0)の場合、加算減算回路713の第2の入力値(B)が4画素目に1となり、加算減算回路713において、この第1の入力値に「1」加算した値の出力がラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル707とに供給される。
(12)同様に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下
P3〜P0)が1011(P3〜P0)の場合、加算減算回路713の第2の入力値(B)が3画素目に1となって、加算減算回路713において、この第1の入力値に、「1」加算した値の出力が、ラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル707とに供給される。
(13)同様に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下P3〜P0)が1010(P3〜P0)の場合、加算減算回路713の第2の入力値(B)が2画素目に1となり、加算減算回路713において、この第1の入力値に、「1」加算した値の出力が、ラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル707とに供給される。
(14)また、同様に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下P3〜P0)が1001(P3:P0)の場合、加算減算回路713の第2の入力値(B)が1画素目に1となり、加算減算回路713において、この第1の入力値に、「1」加算した値の出力がラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル707とに供給される。
(15)次に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下P3〜P0)が、例えば、1000(P3:P0)の場合、このデータを読み出したタイミングにおいて、カウンタ759の出力は0hとなり、後段の0値デコーダ760において1が出力され、加算減算回路713の第2の入力の値が「1」となる。また、第2のLUT部706のメモリセル707の出力データの1つであるP3が、読み出しタイミングにおいて1であり、後段のラッチ回路723において出力値が1のまま保持され、加算減算回路713は、加算制御状態となる。
したがって、この第2のLUT部706のメモリセル707からの、1000(P3:P0)のデータを読み出したタイミングにおいて、加算減算回路713の第1の入力値に、この加算減算回路713の第2の入力値「1」の加算を行う。この加算減算回路713の出力は、ラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とに供給される。例えば初期値が「256」であれば、「257」が、後段のラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とに供給される。
(16)次に、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下P3〜P0)が、1111(P3:P0)の場合、このデータを読み出した画素タイミングにおいて、まず、3入力のAND回路からなる111デコーダ758によって、111(P0:P3)値が検出されて1が出力される。
この1の出力によって、メモリ出力P0が、インバータ756と切換スイッチ回路757とからなる極性切換え部において、反転させてから、P1,P2とともに、カウンタ759のデータ入力に供給され、プリセットされる。すなわち、入力データ1111(P3:P0)のうちの下位3bitがデータ値110(P2:P0)に変換されて、カウンタ759に供給される。
また、111デコーダ758において1が検出されて、この値が後段のラッチ回路762で保持される。0値デコーダ760の出力(000入力時1出力)により、データスイッチ761がOFFにされて切り換え回路712の第2の入力に供給され、さらに、後段の加算減算回路713の第2の入力への、この0値デコード信号の出力を停止させる。プルダウン抵抗によって0値にプルダウンされることにより、この場合の論理値は0である。また、AND理論のゲート回路を用いて、同様に機能させることが可能である。
カウンタ759は、メモリセル707からのデータ読み出しタイミングから、画素クロックごとにカウントダウンされ、6画素目にカウンタ値は000となる。また、後段の0値デコーダ760の出力が「1」として出力され、この出力信号は、初期化信号として次の画素クロックの立ち上がりエッジでカウンタ759が初期化される。
以上の動作により、第2のLUT部706のメモリセル707における、1111(P3:P0)のデータを読み出したタイミングから6画素タイミング期間において、加算減算回路713のこの第1の入力の値に対する、この加算減算回路713の第2の入力の値は、「0」であり、次の画素タイミングにおいては、第2のLUT部706のメモリセル707の次のアドレスデータが読み出される。
すなわち、1111(P3:P0)の場合は、初期値が256であれば、6画素クロックタイミング期間、ラッチ回路715と第1のLUT部702のメモリセル705とのデータ入力に256が供給される。
以上のように、第2のLUT部706のメモリセル707からの読み出しデータ(以下P3〜P0)は、1110(P3:P0)、1101(P3:P0)、1100(P3:P0)、1011(P3:P0)、1010(P3:P0)、1001(P3:P0)、1000(P3:P0)、1111(P3:P0)だった場合には、4桁目(P3)が1であり、加算減算回路713の演算は加算として実行される。
図8および図12に示す解凍処理部711を、以上のように構成して作動させることにより、図10に示す色むら補正値の第2のLUT部706のメモリセル707に符号化データとして記録された色むら階調補正の符号化データを、画面表示における画素クロックタイミングに同期して解凍演算を行い、第1のLUT部702のメモリセル705に画素クロックタイミングで、この解凍復号化された補正データを逐次書き込み可能となるものである。
以上は、255のうちの255階調に対応した回路ブロック階層においての第2のLUT部706のメモリセル707から、第1のLUT部702への補正データの書き込み処理を説明したが、図8に示す255階層の回路ブロック構成の254〜0階層においても、同様の解凍処理が実行される。
以上の255階層目における、第2のLUT部706のメモリセル707からのデータ読み出しと、補正データ再生部710における解凍復号処理、第1のLUT部702のメモリセル705への補正データの書き込み処理に関しては、それぞれ0〜254階層においても同様の処理が行われる。
(第1のLUTにおける階調補正)
次に、第1のLUT部702においては、上述した第1の実施形態と同様に、図3に示されるアドレスデコード部703に、8bitの赤色の画像入力信号Di−Rが入力される。そして、入力された画像入力信号Di−Rは、アドレスデコード部703において、デシマル復調される。
第2のLUT部706のそれぞれのメモリセル707における、ラインアドレスL0の表示部における第1画素目としての、メモリアドレス0のタイミングにおいては、8bitの赤色画像信号Di−Rの入力の値が、例えば1,1,1,1,1,1,1,1(MSB:LSB)の8bitだった場合、アドレスデコード部703のデコード値は「255」となり、このアドレスデコード部703の出力信号S255が能動状態となる。これに伴って、第1のLUT部702の255階層目のメモリセル705の出力イネーブルが能動
となる。そして、この255階層目のメモリセル705から、加算減算回路713の出力補正値、「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,(MSB:LSB)」がパラレルの赤色の画像出力信号Do−Rとして画像信号出力端子716の赤色の画像信号出力部を介して後段のDA変換部10に供給される。このDA変換部10において、赤色の画像出力信号Do−RがDA変換された後、液晶駆動部13の液晶駆動信号を得て、液晶表示部16に供給される。
なお、第1のLUT部702の255個のそれぞれのメモリセル705の10bitデジタルの出力は、それぞれバイナリ値単位で並列接続され、10bitのデータバスを構成している。なお、一度に能動になるメモリセル705は、255個の中で、上述したアドレスデコード部703により選択された一つのみである。
次に、同様にして、表示アドレスが0ラインの第1画素目から1920画素目まで、赤信号の画像信号入力部701を介して入力される。8bitの赤色画像信号Di−Rの入力の値は、この第2の実施形態においては、白100%信号が想定されて、バイナリ値で、1,1,1,1,1,1,1,1(MSB:LSB)の連続信号であり、第1のLUT部702においては常に255階層目のメモリセル705が能動となる。
すなわち、表示ラインアドレス0の画素アドレス0のタイミングにおける第1のLUT部702の出力階調補正データ値は「1023」であり、以降、画素アドレスで9.37画素ごとに1だけ減衰するデータとして、画素アドレス1919においては、約「818」まで減少する。なお、この場合の再生データは、整数値の量子化レベル単位である。
同様に、表示ラインアドレスL1からL1079までの第1のLUT部702の出力階調補正データ値Do−Rは、この例において0ラインと同様の出力値が出力される。
このように、色むらが画面左から右に向かって赤みが強くなり、画面右端において赤成分が20%の増加する本例の色むらにおいて、第1のLUT部702の出力赤色画像信号Do−Rの出力値の、画面左端に対して画面右端で20%減衰のリニアに緩やかな変化を持つ赤色画像出力信号Do−Rの出力値により、この第2の実施形態による表示装置の表示画面の左右の色むらが補正される。
同様に、入力レベルが「254」の場合においては、第1のLUT部702の254階層目のメモリセル705の10bitのデータが階調補正部7の第1のLUT部702の赤色の画像出力信号Do−Rとして出力される。入力レベル「253」〜「0」においても同様に、入力レベルに該当する第1のLUT部702の階層253〜0のメモリセル705のそれぞれの10bitのデータが出力され、表示画像の色むらが補正される。
以上の例においては、赤色での色むらに関して、赤色の画像信号の階調補正特性を画素単位で補正することにより色むらの低減を行っているが、赤色、緑色、青色の画像信号の階調補正特性を、それぞれ図1に示す階調補正部7,8,9によって画素単位で行うことにより、入力画像の論理レベルに対応した全ての色の全ての階調において、表示画像の精度の高い色むら補正を、画素ごとの階調補正により実現することができる。
また、第1の実施形態および第2の実施形態においては、液晶プロジェクション装置としての階調補正および輝度むら(明るさのばらつき)、色むら補正の例について説明したが、例えばプラズマディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、ELディスプレイ装置などの、他のディスプレイ装置に関しても同様の効果を得ることが可能である。
(第3の実施形態)
次に、この発明の第3の実施形態による表示装置について説明する。この第3の実施形態においては、第2のLUT部706に対する表示補正データの書き込み以外については、第1および第2の実施形態におけると同様であるので、その説明を省略する。
(第2のLUT部への表示補正データ書き込み)
すなわち、上述した第1および第2の実施形態における第2のLUT部706に対する表示補正データの書き込みにおいて、第2のLUT部706のメモリは、ROM(読み出し専用メモリ)またはEEPROM(電気的書き換え可能読み出し専用メモリ)や、EPROM、ワンタイム型ROM、フラッシュメモリなどのメモリにより構成される。これらのメモリは、一般に不揮発性メモリとして分類される。
これらのメモリに対して、PCの演算により、後述するデータ形式として書き込まれる構成であるが、上述のような不揮発性メモリをさらに設け、図13に示すように、第3のメモリとしての第3のLUT部23が設けられている。
この第3のLUT部23としての不揮発性メモリに、第1および第2の実施形態における第2のLUT部に書き込まれる階調補正データに基づく圧縮または非圧縮のデータを記録させておく。そして、装置の電源投入時などのシステム制御マイクロプロセッサの初期設定シーケンスにおいて、第3のLUT部23に格納されたデータを、マイクロプロセッサを介するか、またはマイクロプロセッサが制御するバスを介して、ランダムアクセスメモリ(RAM)により構成される第2のLUT部706に、コピーや移動させて、第1および第2の実施形態におけると同様の補正処理を行う。これによって、第1および第2の実施形態による効果を得ることができるとともに、一般的に第2のLUT部に対して、動作速度の速いデバイスを得やすいため、回路の実現が容易となる。
(第4の実施形態)
次に、この発明の第4の実施形態について説明する。図3に示す第1の実施形態による階調補正部7の回路ブロック図に対して、図14に、この第4の実施形態による階調補正部7の回路ブロック図を示す。なお、理解を容易にするために255の階層に関する表記については省略する。
図14においては、ラッチ回路715と入力を同一として、並列に第2のラッチ回路755を0〜255階層分の256個具備する。第2のラッチ回路755の出力は、切換え回路713の第3の入力cに接続される。
次に、図15に示すように、第2のLUTの256個の階層に対応したメモリセルのアドレス構造において、第1の走査ラインL0の直前に対して初期値データJ〜Aまでの10bitを設ける。以降第2の走査ラインから最終走査ラインまで、初期値データは、アドレスAで与えられる1bitを設ける。
それぞれのアドレスをL0PJ〜L0PAの10bitと、L1PA、L2PAと続きL1023PAまで、さらにはL1SA、L2SAと続き、L1023SAまでのそれぞれのラインアドレスに2bitのAアドレスを備えるものである。
また、アドレスL0PJ〜L0PAの10bitにおいては、第1の走査ラインL0の初期値データが記憶される。第2の走査ラインL1の1bitの初期値L1PAには、第1の走査ラインの初期値に対する第2の走査ラインの初期値の差分値の絶対値が記憶される。
同様に、第2の走査ラインL1の1bitの初期値L1SAには、第1の走査ラインの初
期値に対する第2の走査ラインの初期値の差分値が増加か減衰か、すなわち、L1PAの差分値の絶対値を、加算するか減算するかの符号を記憶する。
次に、第3の走査ラインL2の初期値L2PAには、第2の走査ラインの初期値に対する第2の走査ラインの初期値の差分値の絶対値が記憶される。
同様に、第2の走査ラインL1の初期値L2SAには、第1の走査ラインの初期値に対する第2の走査ラインの初期値の差分値が増加なのか減衰なのか、すなわち、L2PAの差分値の絶対値を加算するか減算するかの符号を記憶する。以降、同様に第768ラインまで初期値をそれぞれPとSとの2bitで記憶する。
それぞれの走査ラインの初期値の後には、第1の走査ラインL0におけると同様に、それぞれのラインの初期値に対する、第1の実施形態と同様の0〜1023画素アドレスの補正データが1画素前の階調補正データの差分値としてのデータが増加か減少かの符号と共にそれぞれの画素アドレス2bitで記憶される。
以上のような図14に示される階調補正部7の回路ブロック構成において、第2のLUT部706の0〜255までの階層のメモリセル707は、表示部の表示アドレスが第1の走査ラインから順次表示を行うのに同期して、まず、ラインアドレスL0のL0PJ〜L0PAの10bitの初期値を読み出す。この初期値は、初期値生成部708のそれぞれの階層の、初期値設定部709にクロック単位で取り込まれる。10クロック後の画素アドレスタイミングAにおいては、10bitの初期値が再生されて、パラレルデータとして、後段の補正データ再生部710に供給される。
同時に0〜255階層に対応して256個備えた第2のラッチ回路755に対してもこのデータを供給し、1走査ライン期間保持される。
次に、第1の実施形態と同様に、補正データ再生部710において、画素アドレスタイミングAに続くタイミングで、0〜1023までの画素表示アドレスに対応して、補正データを再生し、第1のLUT部702に供給して、入力画像信号Di−Rの階調補正特性を変えて、むら補正および階調補正を行う。
次に、第2の走査ラインにおいては、ラインアドレスL1の初期値アドレスとしてBのタイミングで、第2のラッチ回路755のデータを、後段の演算部としての加算減算回路713に取り込み、初期値アドレスAにおいて、ラッチ回路715に取り込まれ、1画素クロック期間保持された、1ライン前の初期値データとの演算を行う。
この場合、次に読み出された1bitデータを、1ライン前の初期値データに加算するか減算するかであり、この加算するか減算するかは、同時に読み出された1bitのSデータ、この場合L1SAの1か0かで決定される。かくして、第2の走査ラインの初期値が10bitデータで再生できるものであり、第1の走査ライン同様に後段の710の補正データ再生部に供給される。
同時に、上述した0〜255階層に対応して、256個備えた第2のラッチ回路755に対してもこのデータを供給して取り込み、1走査ライン期間保持される。
次に、第1のラインと同様に、補正データ再生部710において、画素アドレスタイミングAに続くタイミングで、0〜1023までの画素表示アドレスに対応して、補正データを再生し、第1のLUT部702に供給して、入力画像信号Di−Rの階調補正特性を変えて、むらと階調補正を行う。
以降のそれぞれの走査ラインにおいても同様に、それぞれのラインアドレスの初期値アドレスタイミングBにおいて、第2のラッチ回路755の1ライン前の初期値データを読み出し、補正データ再生部において加算減算回路713の第2の入力より入力し、ラッチ回路715に保存される。この場合、加算減算回路713における第1の入力は、リセット直後で「0」値である。
次に、初期値アドレスタイミングAで、補正データ再生部の加算減算回路713において、上述したラッチ回路755に保存された1ライン前の初期値に対して、メモリセル707の初期値アドレスAのLnPAとLnSAを読み出し、LnPAのデータを加算減算回路713の第2の入力に供給して、LnSAの加算か減算かの符号「1」か「0」により演算を行い、この走査ラインの初期値を得るものである。補正データ再生部710において、画素アドレスタイミングAに続くタイミングで、0〜1023までの画素表示アドレスに対応して、補正データを再生し、第1のLUT部702に供給して、入力画像信号Di−Rの階調補正特性を変え、むらと階調補正を行うものである。
以上の補正方法においては、第2のLUT部706における初期値用のメモリ値として、第1の実施形態において、10bitの初期値アドレスが、256階層で768ライン分存在する。これは1582080bitであるが、第4の実施形態においては、10bitの初期値アドレスが256階層分と、2bitの初期値アドレスが256階層で767ライン分となり、395264bitのメモリで済むことになる。これは約1180kbitである。
なお、この第4の実施形態においては、走査ライン数を768本としているが、1080本や1400本などの多ラインの表示部の場合においては、より一層大きな効果を奏することができる。
(第5の実施形態)
次に、この発明の第5の実施形態について説明する。この第5の実施形態による画像表示
装置の全体構成は、図1に示すと同様であり、画像信号入力端子1,2,3は、それぞれ赤(R)、緑(G)、青(B)の原色画像信号が入力される。また、情報処理部としてのマイコン部21が設けられている。また、この第5の実施形態において、赤(R)、緑(G)、青(B)の原色画像信号は、それぞれ8bitにて量子化される。
次に、量子化された赤(R)、緑(G)、青(B)のそれぞれ8bitのデジタル画像信号は、それぞれ階調補正部7,8,9に供給され、後述するように、階調補正と輝度むら、色むらのいわゆる画面の均一性の補正が同時に行われる。階調補正部7,8,9からそれぞれ出力される赤(R)、緑(G)、青(B)のデジタル出力画像信号は、この第5の実施形態においては、それぞれ10bitで出力されるものである。
次に、階調補正部7,8,9の赤(R)、緑(G)、青(B)のそれぞれ10bitのデジタル出力画像信号は、DA変換部10,11,12において、赤(R)、緑(G)、青(B)のアナログ画像信号に変換される。また、液晶駆動部13,14,15において、後段の液晶表示部16,17,18に対して、適宜極性反転や最適レベルの駆動信号が生成されて、液晶表示部16,17,18に供給し、それぞれ赤(R)、緑(G)、青(B)の固有の画像が表示される。
液晶表示部16,17,18は、複数の走査線と複数のデータ線とを有し、走査線とデータ線との交差部分に対応して、マトリックス状に配置された画素電極およびスイッチング素子を有する液晶駆動部、データ線や走査線などにデータ線信号や走査信号などを所定タ
イミングで供給するためのデータ線駆動回路、および走査線駆動回路など(いずれも図示せず)から構成された、いわゆる透過型の多結晶シリコンなどによるTFT液晶表示ユニットである。
以下、この第5の実施形態においては、有効表示領域は、赤(R)、緑(G)、青(B)で水平1024画素、垂直768ラインとして説明を行う。また、この第5の実施形態に用いられる3板式液晶プロジェクタは、第1の実施形態におけると同様であるので、詳細な説明は省略する。
(第2のLUT部)
この第5の実施形態による第2のLUT部706は、あらかじめ表示画像の階調補正データを表示画面全域の画素に対応して後述するように記憶する。この第5の実施形態による一つのメモリセル707のアドレス空間を図16に示す。
図16に示すように、有効走査ラインの768ラインに対応した、L0〜L767と呼ぶラインアドレス構成を持ち、この走査ラインL0〜L767は、それぞれP、Sと呼ぶ2bitのデータ幅を持つ。したがって、ラインアドレスは有効表示走査ライン数の768ライン分のL0P〜L767PとL0S〜L767Sで構成される。
次に、それぞれの走査ラインアドレスは、J,I,H,G,F,E,D,C,B,Aの10個の初期データアドレスと0〜511の512個の画素補正データアドレスを備える。
また、この第5の実施形態においても、「減算」とは、演算部としての加算減算回路713の第1の入力値から第2の入力値を減算するものである。また、加算減算回路713の加算減算制御端子は、第2のLUT部706の2bitの出力のうち、Sのデータを順次入力する。
第2のLUT部706のPとSの2bitの出力のうち、Sのデータテーブルには、加算か減算かを指定するデータが格納されており、Pのデータテーブルには、加算または減算のための数値データが記憶されている。この第5の実施形態においては、増加または減少の場合に、絶対値として「1」、増加減少しない場合、「0」で表される。
このようにして、加算減算回路713の加算減算制御端子の加算か減算かの指定が、第2のLUT部706のそれぞれのメモリセル707におけるSのデータテーブルから順次供給され、制御される。
以上のように、補正データ再生部710における0〜255階層の256個の加算減算回路713により、第1の入力と第2の入力との加算または減算の結果が、後段の0〜255階層の256個のラッチ回路715と、第1のLUT部702の0〜255階層に対応する256個のメモリセル705の10bitのデータ入力端子とに供給される。
(ラッチ部)
この第5の実施形態によるラッチ回路715に入力されるクロックは、上述した画素クロックタイミングの2倍の周期を持つ。図示省略したが図1の同期発生部のPLL回路202からの画素駆動タイミングクロック出力を一旦分周手段において2分周してから、このラッチ回路715のクロック入力端子に供給して駆動する。
このラッチ部714は、2画素クロックの期間において、データを保持するものであり、加算減算回路713に対して2画素クロック前の加算減算回路713の演算結果を提供する手段であれば良く、メモリ回路、遅延回路や遅延素子などでも良い。
(表示データの測定とデータ処理)
以上述べたような各部の機能において、その具体的な階調補正の動作について以下に説明する。
表示装置の表示特性においては、まず、階調補正部の階調補正をオフにしておく。次に、試験信号発生器から表示装置の最大入力レベルの赤信号を入力して、表示画像を例えばビデオカメラなどにより撮像して、PCにキャプチャー画像として取り込み、表示領域の表示むらを測定する。次に、試験信号発生器の出力白信号レベルを減衰させて、(254/255)として同様に測定を行う。
順次試験信号発生器の出力白信号を(253/255)、(252/255),(251/255)と減衰させ、それぞれの入力レベル時の表示画面の表示むらを測定して、試験信号発生器の出力白信号レベルが(1/255)、(0/255)になるまで行う。同様に緑色、青色に関してもの(254/255)から(1/255)、(0/255)の255段階のレベルで測定を行う。
以上の測定により入力レベルが255〜0までの赤、緑、青、それぞれの色の表示むらデータが、PC内に取り込まれる。次にPCの演算により色むら補正データが生成される。
この第5の実施形態においては、表示画素数に対応した水平1024画素、垂直768ライン分の全画素数分の補正データ群となる。また、補正データの削減として、水平の補正データを1024の半分の値の512とする。すなわち、1画素目と2画素目とを同一の補正データとする。同様に、3画素目と4画素目、5画素目と6画素目というように、2画素単位で補正データをPCにおいて生成する。
上述した画素単位の階調補正の例は図6に示される。図6に示す補正特性は、入力画像信号に対するデガンマ補正特性と、表示部(この第5の実施形態においては液晶表示ユニット部)における、いわゆる電圧対透過(または反射)特性である非線形表示特性に対する補正特性が含まれるものである。そして、この第5の実施形態においては、入力画像信号の階調が8bit、補正階調出力が10bitとして生成される。
(第2のLUTへの表示補正データ書き込み)
上述した補正特性に対応した補正データは、「第2のLUT部706」における説明において示した、図14に示される、第2のLUT部706の0〜255階層までの256個のメモリセル707における、PおよびSで示される2bitの、合計393216の画素対応階調補正アドレスと、それぞれの走査ラインに対応したPおよびSで示される2bitで合計7680の初期値データアドレスに対して書き込まれる。
上述した第2のLUT部706の0〜255階層までの256個のメモリセル707のメモリは、例えばROM、またはEEPROMやEPROM、ワンタイム型ROM、フラッシュメモリなどのメモリなどで構成可能なものである。これらのメモリは、不揮発性メモリとして分類される。
図16で示されるような、第2のLUT部706の、それぞれのメモリセル707のアドレス構成において、まず、それぞれの水平走査期間の最初の有効表示画素に相当する画素アドレス0の前にJ〜Aの10のアドレスが設けられ、この期間に対して階調補正初期データが生成される。
(階層)
この場合の階調補正データは、図1に示される階調補正部7への入力画像信号の階調に相当する0〜255までの256の階層から構成される。すなわち、上述した図6で示される1画素の階調補正の例のように、階調補正部7への画像入力信号の8bitの全256階調のそれぞれの階調レベルがそれぞれ第2のLUT部706の0〜255の256個のメモリセル707に割り当てられて対応するものである。
(メモリのアドレス構成)
次に、上述のPCにより生成された1つの階層として、255階調目に相当する255階層目のメモリセル707を例として、メモリのアドレス構成の例を、図16に示す。
図16に示すように、表示画像の第1の走査線に該当するL0の第1のbitとしてのL0Pは、まず初期値データアドレス期間J〜Aに対して、合計10bit分のデータをそれぞれのアドレスに格納する。255の階層においては、この補正データの例として、図6に示される階調補正特性から最大値である1023として、まず、L0Pにおいては、1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,がJ〜Aのアドレスに格納される。
図16の例においては、アドレス0に最も近いアドレスA側をLSB値としてデータを配列させるものである。
次に、L0SのJ〜Aのアドレスのデータに関しては、この第5の実施形態においては、データが存在しない不問期間である。また、J〜Aのアドレスのデータに関してL0PおよびL0Sを使用することにより5クロック期間において、同様のデータが取り扱えることはもちろんである。
次に、この第5の実施形態においては、上述した補正データの生成において説明したように、L0PとL0Sとの上述したJ〜Aまでのアドレスデータに続く有効表示画素アドレスの0〜1023に対して、第2のLUT部706の補正アドレスデータとしては、1画素おきに、すなわち、2画素共通の補正データとして格納される。
この場合のデータ構成は、L0PとL0Sとの2bitで補正データが格納されるが、ここでSは2画素前、すなわち補正データレートでは1データクロック前に対するデータ値が増加で「1」、減少で「0」である補正値の増加か減少かを示すデータを、Pは2画素前つまり補正データレートでは1データクロック前に対する変化値の絶対値として「1」か「0」を示す。
例えばラインアドレスL0の階調補正値としての初期値、つまり1画素目の値「1023」に対して3画素目の値が「1022」に減少する場合、3画素目と4画素目に対応する補正データアドレスL0P1は、「1」を、L0S1のアドレスは「0」を、補正データとするものである。同様にL0P2〜L0P512まで2画素単位で、水平方向1024画素分の補正データを2画素単位で記録する。
以上が、階層255の1水平期間の補正データアドレス構成例であり、1ラインに続き2ライン〜768ラインまで、図16に示されるようにラインアドレスL1P〜L767PとL1S〜L767Sとして、J〜Aまでの10個のアドレスと0〜512までの補正データアドレスの合計523のデータをそれぞれ記録する。同様に階層254〜0までに対して、それぞれ補正データが記録される。
(補正データの例)
例として、測定による色むらデータから、補正データが赤色に関して、表示画像の左から右(具体的には画素アドレス0からアドレス1023)に向かって最終的に20%減衰さ
せる補正特性を必要とした場合、1画素当りの変化値を量子化レベルで表現すれば、最大値を1024レベルとして、
(1023×0.2)/(1024)=0.2
で、0.2量子化レベルとなる。
また、この第5の実施形態において扱う最小のレベル単位は、1量子化レベル値であり、この1量子化レベル変動するまでの水平方向の対象画素数は、1/0.2=5で概ね5画素ごとに1だけ減衰するデータとなる。
また、この値を、上述した図16に示す第2のLUT部706の補正データ単位で見れば、上述のように、1補正データ期間は2画素アドレスであるから、2.5の補正データアドレスごとに1の補正値ずつ変化する。実際には、この第5の実施形態のように、直線的にレベルが減衰するような補正データの場合、2補正データクロックと3補正データクロックと交互にデータ値が変化する。
(データの格納)
そして、例えばコンピュータ(以下PC)のプログラム動作により、L0PのJ〜Aまでのアドレスには、前述のように10進法で1023に該当する「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,(MSB:LSB)」を、アドレスJをMSB、アドレスAをLSB
として順に格納する。
続いて、1画素目と2画素目に対応したL0Pアドレス0において0、L0Sアドレス0において0、3画素目と4画素目に対応したL0Pアドレス1において0、L0Sアドレス1において0、5画素目と6画素目に対応したL0Pアドレス2において1、L0Sアドレス2において0、7画素目と8画素目に対応したL0Pアドレス3において0、L0Sアドレス3において0、という具合にそれぞれL0Pアドレス512とL0Sアドレス512まで5画素アドレスごとに1減衰するデータ構成がPCより格納される。
この第5の実施形態においては、画面の上下、つまり第1ラインから第768ラインの画面垂直方向に色むらは無い場合であり、補正値としては、L0P〜L767P、とL0S〜L767Sまでは同様の補正データを書き込む。
以上の補正データが、第2のLUT部706の255の階層に対応したメモリセルに対しての、データ書き込みである。
同様に、254〜0までの階層のメモリセル707に対しても、同様に、説明のように、それぞれの階層固有のデータとして、書き込まれる。
(垂直方向のむら補正)
次に、例えば垂直方向に補正データが異なる場合、具体的には、例えば1ライン目が1023の最大レベルで最終ライン768ライン目が20%まで直線的に減衰となる場合、1ライン目の初期値は、1024
2ライン目の初期値は、(1024×0.2)/768=0.2666で、1レベル減衰に満たないため、1024となる。
3ライン目も同様で初期値は1024であり、1/0.2666=3.75からレベルが1減衰するのは、計算上3.75画素目であり、
4ライン目になって初期値は1023となる。
同様に、5ライン目では1023であり、7.5画素目では、2減衰するので、8ライン目で1022となる。
以上のように比例して減衰していき、768ライン目の初期値は、
(1024×0.2)/768=0.2666
1024−(1024×0.2)=819
となる。
以上のようにむらに対する補正値データは、水平方向および垂直方向へそれぞれのラインの初期値アドレスでラインの初期値を、それぞれのラインの画素アドレスに対しては、上述のように2画素ごとに1データアドレスとして、2画素前、すなわち1データアドレス前の補正値に対する差分値を記憶データとして、それぞれの階層ごとのメモリセルに、上述した第5の実施形態に対しては、約2分の1の少ない容量で第2のLUT部706に記憶させるものである。
(第2のLUT部へのデータ書き込み)
書き込みは、インターフェースを介してマイコンの制御によりPCから書き込まれるが、あらかじめ書き込みを終えたROMやフラッシュメモリを実装しても同様の機能を得ることができる。
(補正データの読み出し)
上述したように、図16に示す第2のLUT部706に書き込まれた1画素前の階調補正値の「差分値データ」は、画像の表示時において、図1で示されるタイミング信号発生部20からの水平同期および垂直同期に同期して、クロック信号TCK1の読み出しタイミングに従って読み出され、初期値生成部708に、上述したそれぞれの階層のデータとして供給される。ここで、この第5の実施形態においては、クロック信号TCK1のタイミングは、画素表示クロック周期の2倍とする。この場合の読み出しデータのタイミングの例を図15に示す。
図15に示すように、画素表示クロック(クロック信号)を基本として、図16に示された(メモリアドレスJ〜A)の初期値データアドレスを画素表示クロック単位で読み出し、この初期値データアドレスに続く補正値アドレスを、画素表示クロックタイミングの2倍の期間単位のメモリアドレスクロックとする。この場合の第2のLUT部706のデータの読み出しタイミングの例を図17に示す。
図17のデータPとデータSとは、クロック信号単位のデータ列として、図17のメモリアドレスに従って逐次読み出される。
(1)まず、図示省略したが、垂直画像スタートタイミングに従って、第1走査ラインに対応したL0P(ラインアドレス0のデータP)を、水平読み出しスタートパルスから所定後の、図示されるメモリアドレスJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aの初期値データを読み出す。この第5の実施形態においては、1,1,1,1,1,1,1,1,1,1である。
(2)続いて、同メモリアドレスL0PとL0Sの0〜512までの補正値アドレスが、上述したクロック信号の2倍の周期で、図15に示すようにして読み出される。読み出される補正値データは、上述したように1階層ごとにデータPとデータSとの2bitで出力される。
(3)補正値アドレスL0P512とL0S512まで読み終えた後は、次の走査ラインの水平同期読み出しスタートパルスが発生するまで、読み出しを待機する。
(4)第2水平ラインの水平読み出しスタートパルスから、上述した(1)におけると同様に、第2ラインのメモリアドレスのJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aの初期値
データアドレスが読み出され、0、1,2,3,〜,512までの補正値アドレスが読み出される。
(5)同様に、第3水平ライン〜第768ラインまで読み出し、同様に、垂直同期タイミングごとに(1)〜(4)の読み出しがクロックタイミングに従って行われる。(6)以上のデータ読み出しは、255〜0階層まで行われる。
(初期値の再生)
以上のように、第2のLUT部706の階層0〜階層255のメモリセル707より読み出された補正データは、初期値生成部708に供給される。初期値生成部708の0〜255のそれぞれの階層ごとに具備した、初期値設定部709のシフトレジスタに、メモリアドレスJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aのアドレスの読み出し初期値データPがクロックごとに逐次入力され、10個のフリップフロップ回路(以下、Q1〜Q10)に、シリアルデータとしてストアされる。
図17のメモリアドレスJ、I、H、G、F、E、D、C、B、AごとにそれぞれのフリップフロップQ1〜Q10にストアされるデータの例を、図17中、Q1〜Q10として示す。上述したように、階層255のメモリセル707の第1ラインのアドレスL0Pの初期値データJ、I、H、G、F、E、D、C、B、Aのアドレス読み出しにおいて1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、のデータとして逐次読み出され、アドレスL0PAの読み出しタイミングにおいては、Q1〜Q10のシフトレジスタの全てのデータがストアされ、次のタイミングであるメモリアドレス0をアクセスするタイミングで、切換え回路712を介して、加算減算回路713の第2の入力に入力される。
この段階において加算減算回路713の第1の入力は、ラッチ回路715の出力が接続され入力される。メモリアドレス0をアクセスするタイミングにおいては、ラッチ回路はリセット直後であり、0、0、0、0、0、0、0、0、0、0、の10bitのパラレルデータとして加算減算回路713の第1の入力に供給される。
したがって、図17中のメモリアドレス0をアクセスするタイミングにあっては、加算減算回路713の出力からは、第2の入力に入力された1,1,1,1,1,1,1,1,1,1の初期値データ(デシマル値で1023)が出力されるものである。
以上の動作により、ラインアドレス0のメモリアドレス0のアクセスタイミング時の階層255における補正値データが、補正データ再生部710の加算減算回路713から出力され、第1のLUT部702の255階層のメモリセル705に10bit入力を介してストアされる。
また、同時に補正データ再生部710の加算減算回路713から出力される画素アドレスタイミング0の時のデータは、ラッチ部714の階層255のラッチ回路715にメモリデータクロック信号タイミングにより取り込まれ、次のメモリデータクロックタイミング(2画素クロック期間)までストアされる。
以降、ラッチ回路715は、クロックごとに接続される補正データ再生部710の対応する階層の加算減算回路713の出力データを、1メモリデータクロックタイミング(2画素クロック)期間ストアする。
(差分値からの補正値の生成)
(画素アドレスタイミング0)
以降、図17に示すように、表示部の表示タイミングとして1画素目および2画素目に対
応した第2のLUT部706における、メモリセル707のL0P0およびL0S0で示される、ライン0のメモリアドレスタイミング0においては、データPが「0」を出力し、またデータSも、「0」を出力する。データSは、上述したように、補正データ再生部710の階層255の加算減算回路713に対して、加算か減算の指定を行う。なお、この第5の実施形態においては、1が加算、0が減算として機能するものである。
データPは、1画素前との補正値の差分データの絶対値が入力されており、このタイミングにおいては、読み出された補正値データPは0であり、階層255の加算減算回路713の出力は、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、(MSB:LSB)の初期値データのままのデシマル値1023として、ライン0のメモリアドレスタイミング0の時の階層255における補正値データが、補正データ再生部710の加算減算回路713より出力され、第1のLUT部702の255階層目のメモリセル705に10bitのデータとしてストアされる。
(アドレスタイミング1)
以下同様に,ラインアドレスL0の3画素目および4画素目に対応したメモリアドレスタイミング1、すなわちメモリセル707のL0P1およびL0S1で示されるそれぞれのデータPが「0」となり、データSが「0」となる。
従って、補正データ再生部710における階層255目の加算減算回路713の出力は変化することなく、デシマル値1023が第1のLUT部701の0〜255までの階層の255階層目のメモリセル705の10bit入力に順次ストアされる。
(アドレスタイミング2)
上述と同様に、ラインアドレスL0のメモリアドレスタイミング2においては、データPとして「1」が出力され、データSとして、「0」が出力される。これは、ラインアドレスL0の画素対応アドレスタイミングの4と5に該当する。
従って、このタイミングにおいては、補正データ再生部710における階層255の加算減算回路713においては、第1の入力データから第2の入力データを減算することになる。そして、第1の入力には、2画素クロック前のタイミング、すなわち1メモリアドレスタイミング前補正値「1023」の値が、また、第2の入力には、データPの値「1」が入力される。補正データ再生部710における階層255の加算減算回路713の出力は、1023−1=1022で1022となり、この値が第1のLUT部701の255階層のメモリセル705にストアされる。
(アドレスタイミング3〜4)
次に、ラインアドレスL0のメモリアドレスタイミング3と4までは、加算減算回路713における加算減算は無く、補正データ再生部710における255階層目の加算減算回路713の出力は1022のままとなり、この値を第1のLUT部702の255階層目のメモリセル705に逐次書き込まれる。
(アドレスタイミング〜511)
以降、この第5の実施形態においては、ラインアドレスL0のメモリアドレス511まで、すなわち画素アドレスタイミングとして1023まで、メモリアドレスタイミングとして、2データタイミングと3データタイミングとに1回ずつ交互に、データPが「1」、データSが「0」となり、このデータ値において、補正データ再生部710の255階層目の加算減算回路713においては、メモリアドレスの一つ前のデータ出力値に対して1の減算を行い、この値を第1のLUT部702の255階層目のメモリセル705に逐次ストアしていくものである。同様に、ラインアドレスL1〜L767まで同様の補正デー
タの再生を行う。
(0〜255階層のデータ再生)
以上のように、第2のLUT部702の0〜255階層に対応して256個のメモリセル707に書き込まれた、ラインアドレスL1〜L767までのそれぞれの走査ラインの補正値の初期値データと、それぞれのメモリアドレスデータとの間の階調補正差分値を、補正データ再生部710の0〜255までの階層に対応した、256個の加算減算回路713において、の如くそれぞれのメモリセル707の読み出しデータ単位に相当する2画素クロックタイミングごとにむら補正値として再生して、それぞれ第1のLUT部702の0〜255階層に対応した256個のメモリセル705に、それぞれのメモリセル707の読み出しデータ単位に相当する2画素クロックタイミングごとに、逐次書き込みを行っていく。
この場合、上述したメモリセル707からの読み出しのメモリアドレス0は、表示画素アドレスの0と1に対応して、順次1データアドレスにおいて、2画素の表示アドレスに対応したタイミングである。
(第1のLUT部における階調補正)
一方、第1のLUT部702においては、図3に示されたアドレスデコード部703に、8bitの赤色画像信号Di−Rが入力され、この入力された赤色画像信号Di−Rは、アドレスデコード部703において、デコードされる。
(アドレス0での補正)
第2のLUT部706のメモリセル707におけるラインアドレスL0の、表示部における表示画素アドレス0と1とに対応したメモリアドレス0のタイミングにおいては、第1のLUT部702への8bitの赤色入力画像信号Di−Rの入力値が、例えば1,1,1,1,1,1,1,1(MSB:LSB)の8bitだった場合、アドレスデコード部703のデコード値は255となる。また、この場合、アドレスデコード部703の出力信号S255のポートが能動状態となり、第1のLUT部702の255階層目の、メモリセル705の出力イネーブルが能動となる。この255階層目のメモリセル705からは、上述の説明のように記憶された値、1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,(MSB:LSB)が、画像信号出力端子716を介して、図1で示される後段のDA変換部10に供給される。
なお、第1のLUT部702の255個のそれぞれのメモリセル705の10bitデジタルの出力は、それぞれバイナリ値単位で並列接続されデータバスを構成する。ところが、一度に能動になるメモリセル705は、255個の中でアドレスデコード部703により選択された一つのみである。
上述した表示部におけるラインアドレスL0の表示画素アドレス0と1のタイミングに続いて、ラインアドレスL0の表示画素アドレス2〜1023までの表示画素アドレスタイミングまで連続して、画像信号入力部701を介して、赤色信号が画素クロック単位で入力される。
この第5の実施形態においては、8bitの赤色画像入力信号Di−Rの値は、白100%信号を想定して、バイナリ値で、1,1,1,1,1,1,1,1(MSB:LSB)の連続信号であり、第1のLUT部702は、この値が入力されている間、常時255階層目のメモリセル705が能動となる。
第1のLUT部702の255階層目のメモリセル705のテーブル値は、上述したよう
に2画素単位で書き換えられており、ラインアドレスL0の、画素アドレス0と1のタイミングにおいて、この第1のLUT部702の出力信号は、第1のLUT部702の入力信号レベルに対応して、メモリセル705のテーブル値である「1023」の値を出力する。
以降、このメモリセル705のテーブル値は10画素アドレスに2ずつ、すなわち2メモリアドレスと3メモリアドレス交互に1つずつ減少して、画素アドレス1022と1023、すなわちメモリアドレス512においては、約「819」の値まで減少する。
したがって、このメモリセル705の出力、つまり入力された「1023」のデシマル値は、「1023」から「819」まで、2画素クロック期間単位で減少する。この値は、第1のLUT部702の赤色の出力画像信号Do−Rとして、画像信号出力端子716を介して、後段のDA変換部10に供給される。
同様に、ラインアドレスL1からL767までの、第1のLUT部702の赤色の出力画像信号Do−Rは、この第5の実施形態においては、ラインアドレスL0と同様の出力値を、出力する。結果として左右の色バランスは取れる。
このようにして、表示部における、上述した色むらが画面左から右に向かって、赤みが強くなり、画面右端において赤成分が20%増加する、この第5の実施形態による色むらの場合において、第1のLUT部702の出力赤色画像信号Do−Rの出力値の、画面左端に対して画面右端で20%減衰のリニアで緩やかな変化を持つ赤色画像信号の出力値により、表示装置の表示画面の左右の色むらが補正される。
(入力レベル254以下の階調での補正)
同様に、入力レベル「254」の場合においては、第1のLUT部702の254階層目に対応したメモリセル705の、10bitのデータが、階調補正部7の第1のLUT部702の赤色出力画像信号Do−Rとして出力される。入力レベル「253」〜「0」においても同様に、第1のLUT部702の階層「253」〜「0」の中の、入力レベルに該当する階層のメモリセル705の10bitのテーブル値が出力され、表示画像の色むらが補正される。
(赤色、緑色、青色における補正)
以上の例においては、赤色での色むらに関して、赤色の画像信号の階調補正特性を画素単位で補正することにより、色むらの低減を行っているが、赤色、緑色、青色の画像信号の階調補正特性を、それぞれ図1で示される階調補正部7、8、9により、画素単位または複数画素単位で行うことにより、論理レベルに対応した全ての色の全ての階調において表示画像の精度の高い色むら補正が実現できる。
以上のように、この第5の実施形態においては、水平方向のむら補正データを、2画素単位で第2のLUT部706におけるメモリセル707の隣り合う2画素前の補正値との差分値データとしてあらかじめ記憶させておき、補正データ再生部710において、表示画素アドレスに同期して補正値データを再生して2画素単位でのむら補正値を第1のLUT部702に供給し、この第1のLUT部702の対象階層のテーブル値を2画素表示期間単位で書き換えて、入力画像信号に対応したテーブル値を出力画像信号として出力して画像表示を行う。これにより、上述した第1の実施形態に比して、第2のLUT部706で必要とするメモリ容量値をほぼ半分に削減することができ、さらなる低コスト、小型化が実現できる。
(3画素以上のデータ単位)
さらには、上述の水平方向のむら補正データを、あらかじめ、2画素期間単位で1つの代表データとして第2のLUT部706に記憶させ、表示時に2画素表示期間単位で補正データとして再生させているが、3画素期間以上の複数画素単位で、1つの代表データとして、第2のLUT部706に記憶させ、表示の際に、第2のLUT部706に記憶させた複数画素単位での、むら補正データを再生させて、むら補正を行う。これにより、第2のLUT部706に必要とする、メモリ容量の更なる削減が可能となるものである。
(第6の実施形態)
(複数ライン単位でのむら補正)
第5の実施形態においては、表示画像の水平方向のむら補正を、複数画素単位で第2のLUT部706に記憶させ、画像表示の際に、この複数画素単位で共通の補正用データを複数画素単位ごとに、補正データ再生部710において再生し、第2のLUT部706に供給して入力画像信号のむらを補正した。これに対し、複数ライン単位で共通の補正値を記憶させて、画像表示の際に、この複数ライン単位の補正用データを複数ラインにおいて同様に再生して第2のLUT部706に供給し、入力画像信号のむらを補正する実施形態について以下に詳しく述べる。
(補正データの記録)
上述した第1の実施形態における説明のように、垂直方向に対して、表示画面の表示特性が白色入力時において、垂直方向の上部において白色バランスがとれている。この画面の下部になるにしたがって画面位置に比例して赤色が強調され、画面下端において赤色が20%強調されている場合、その色むら補正特性は、赤色が走査ラインの1ライン目から最終ラインである768ライン目まで直線的に20%減衰する補正特性を必要するとした場合において、赤色信号のレベルとして、1ライン目のL0PJ〜L0PAで表される初期値データはデシマル値で「1023」、2〜3ライン目の初期値データは同じく「1023」、4ライン目になって初期値データは「1022」となる。そして、8ライン目で「1021」以上のように比例して減衰して、768ライン目で初期値データは「819」である。
このような補正データをあらかじめ第2のLUT部706に記憶する場合において、この第6の実施形態においては、図16に示されるような第2のLUT部706の1つの階層、例えば255階層目におけるメモリアドレスを構成する。
図18に示す第2のLUT部706のメモリアドレスおいて、表示アドレスに対応した1ライン目と2ライン目の共通の初期値データを、L0PJ〜L0PAのアドレスに10bitで記憶させる。この場合の初期値データは、この第6の実施形態においては、デシマル値で「1023」、バイナリ値で「1,1,1,1,1,1,1,1,1,1」である。
次に、1ライン目および2ライン目を共通に、1画素目から1024画素目まで、それぞれの画素に対応した前述の差分値としての補正データが、L0P0〜L0P1023およびL0S0〜L0S1023のアドレスに記憶される。
次に、3ライン目および4ライン目の共通の初期値データを、上述と同様に「1023」としてL1PJ〜L1PAのアドレスに、10bitで記憶させる。
次に、3ライン目および4ライン目を共通に、1画素目から1024画素目まで、それぞれの画素に対応した前述の差分値としての補正データが、L1P0〜L1P1023およびL1S0〜L1S1023のアドレスに記憶される。
次に、5ライン目および6ライン目の共通の初期値データを、上述と同様に「1022」としてL2PJ〜L2PAのアドレスに、10bitで記憶させる。
次に、5ライン目と6ライン目を共通に、1画素目から1024画素目までそれぞれの画素に対応した前述の差分値としての補正データがL2P0〜L2P1023とL2S0〜L2S1023のアドレスに記憶される。
以降同様にして、2ライン単位で初期値データと、1画素目から1024画素目までそれぞれの画素に対応した前述の差分値としての補正データとが記憶される。なお、初期値データは、この第6の実施形態において最終ラインで約20%減衰した約「819」となる。また、階層0〜254においても同様に、第2のLUT部706にメモリアドレスが構成されて、データが記憶される。
以上説明したように、図18に示すメモリアドレスにおいて、実線で示された領域が、データを記憶させる領域であり、破線の領域は、この第6の実施形態において記憶不要となった領域であり、上述した第1の実施形態に対して、第2のLUT部706で必要とするメモリ容量値が、ほぼ半分に削減でき、さらなる低コスト化および小型化を実現することができる。
(表示の場合)
次に、画像信号を表示する場合、図示省略したが、上述した第2のLUT部706に記憶された補正データは、画像の表示の1ライン目においては、第2のLUT部706の対応するメモリセル707の、L0PJ〜L0PAのアドレスに記憶された初期値データを読み出し、以降1〜1024画素目までL0P0〜L0P1023とL0S0〜L0S1023のアドレスに記憶されたデータを、上述した第1の実施形態に示したように、補正データ再生部710において、順次補正データとして再生し、第1のLUT部702に供給して、第1のLUT部702のテーブル値が書き換えられる。
赤色の入力画像信号Di−Rが、第1のLUT部702において、上述の入力した補正テーブル値により変換され、むら補正された赤色の出力画像信号Do−Rとして、画像信号出力端子716を介して、後段の図1で示されるDAコンバータ部に出力され、画像が表示される。
次に、画像の表示の2ライン目においては、1ライン目と同様に、第2のLUT部706の対応するメモリセル707のL0PJ〜L0PAのアドレスに記憶された初期値データとL0P0〜L0P1023とL0S0〜L0S1023のアドレスに記憶されたデータとを1ライン目と同様に再生して、第1のLUT部702のテーブル値を書き換え、赤色の入力画像信号Di−Rは、第1のLUT部702において、入力した補正テーブル値により変換して、むら補正された赤色の出力画像信号Do−Rとして画像信号出力端子716を介して、後段の図1で示されるDAコンバータ部に出力して、画像表示される。
次に、3ライン目および4ライン目においても、1ライン目および2ライン目と同様に、3ライン目と4ライン目とのタイミングにおいて、それぞれ第2のLUT部706の対応するメモリセル707のL1PJ〜L1PAの初期値データを読み出す。以降、補正データ再生部710において、順次L1P0〜L1P1023とL1S0〜L1S1023のアドレスに記憶された補正データを、順次再生し、第1のLUT部702に供給する。赤色の入力画像信号Di−Rは、第1のLUT部702において入力した補正テーブル値により変換して、むら補正された赤色の出力画像信号Do−Rとして、画像信号出力端子716を介して、後段の図1で示されるDAコンバータ部に出力され、画像表示される。
さらに、5ライン目および6ライン目において、第2のLUT部706の対応するメモリセル707のL2PJ〜L2PAの10bitの初期値データを読み出し、L2P0〜L2P1023とL2S0〜L2S1023のアドレスに記憶された補正データを順次再生して、第1のLUT部702に供給し、赤色の入力画像信号Di−Rを、第1のLUT部702において、入力した補正テーブル値により変換し、むら補正された赤色の出力画像信号Do−Rとして、画像信号出力端子716を介して、後段の図1で示されるDAコンバータ部に出力されて、画像表示される。
この場合のL2PJ〜L2PAの初期値は、デシマル値として「1022」であり、第1のLUT部702の入力画像信号Di−Rの値「255」に対して、「1022」の値が、同じ2つの走査ラインの第1画素目において716の画像信号出力部を介して出力される。
以降最終ラインまで2走査ライン単位で初期値データが減衰し、最終ラインの初期値データは、第2のLUT部706への記録で説明のごとく、デシマル値でほぼ「819」の値が得られる。
このように、第2のLUT部706より読み出された2ライン共通の、Pで示す初期値データおよび後続のPおよびSで示した画素補正データは、それぞれの走査ラインごとに読み出される。そして、補正データ再生部710において、補正値のデータ再生が行われて、順次第1のLUT部702に対して供給される。これにより、このテーブル値が書き換えられる。この第1のLUT部702のテーブル値により、第1のLUT部702への入力画像信号Di−Rの値に対応して、むら補正された出力画像信号Do−Rが、画像信号出力端子716を介して、後段の図1に示すDAコンバータ部に出力され、垂直方向に色むら補正された画像が表示される。
(0〜254階層目の補正)
以上の動作により、入力画像信号の255階層目に関しての、垂直方向のむら補正が可能となる。さらに、第1の実施形態におけると同様に、第2のLUT部706の254階層〜0階層に対応したそれぞれのメモリセル707のメモリアドレスに対して、同様に補正データを、ディスプレイの画素表示アドレスに同期して、2ライン単位で初期値と画素補正データとが再生され、第1のLUT部702の254階層〜0階層のそれぞれのメモリセル705のテーブル値が、それぞれ書き換えられる。これにより、赤色入力画像信号Di−Rの0から255までの全ての階調に対して、第1のLUT部702において10bitの階調補正が実行される。補正された出力画像信号Do−Rが画像信号出力端子716を介して、後段の図1で示されるDAコンバータ部に出力され、垂直方向に色むら補正された画像を、入力の0から255までの全ての階調において表示できるものである。
以上の処理によるむら補正は、赤信号に対する赤信号系処理回路における例を説明したものであるが、青色、緑色についても同様の処理を行うことにより全色における色むらや輝度むらに関して、それぞれの表示画素固有の連続的な階調を維持補正しながら補正可能となる。この第6の実施形態においては、2ラインごとに補正値を記憶すればよく、上述した第1の実施形態による垂直方向のむら補正の例に対してデータ量を半分とすることが可能となる。
この実施形態においては、2ラインごとに補正データを第2のLUT部706に記憶させてメモリ容量の軽減を図ったが、2ラインを超えた複数ラインごとに補正データを第2のLUT部706に記憶させ、ディスプレイの表示時に補正データをこの複数ラインごとに連続して再生し、第1のLUT部702に供給することによって、第2のLUT部706のメモリ容量をさらに軽減することができる。
(第7の実施形態)
(複数ラインと複数画素単位の補正)
次に、この発明の第7の実施形態について説明する。以上の2つの実施形態においては、2画素単位と2ライン単位で補正データを共用して第2のLUT部706に記憶させることにより、第1の実施形態に対して、この第2のLUTのメモリの記憶容量は4分の1で実用的な輝度およびむら補正が入力の全ての階調に対して階調補正も含めて可能となる。この場合の1階層のメモリセルのデータ構成の例について図19に示す。
また、垂直方向には破線で示される1走査ライン交互にメモリエリアが不要となり、水平方向には2画素に対して、1データ分メモリが不要となるものである。
さらにはn画素単位とmライン単位においての処理の場合は、ほぼnとmの積の逆数倍のデータ量により補正が可能となる。すなわち、nが3でmが3の場合、総合的に第1の実施形態に対して9分の1のメモリ量で補正が可能となる。
(第8の実施形態)
次に、この発明の第8の実施形態について説明する。上述した実施形態においては、複数ラインごとに補正データを第2のLUT部706に記憶させ、この補正データは、複数ラインの水平方向の初期値と、この初期値に続く水平方向のそれぞれの画素のむら補正値に対する画素間または複数画素間の補正値の差分データとして構成している。これに対し、上述した第2の実施形態に示すような、走査ラインの複数単位について水平方向のむら補正データをラインの初期値と、この値に続く水平方向のむら補正データを、水平方向のあらかじめ決められた値だけ変化する画素数または複数画素数単位の時間で示される値を符号化した例えばランレングス符号化データで構成することにより、更なる第2のLUT部702のさらなるメモリ軽減が可能となる。
(第9の実施形態)
以上説明した実施形態においては、第2のLUT部706のメモリセルの記憶アドレスとして、画像に対応した水平方向および垂直方向に共有する。これによって、第2のLUT部706の記憶容量を軽減している。上述の第1の実施形態による第2のLUT部706の0〜255のメモリセル707に対して、この第9の実施形態においては、複数階層単位でメモリセルを共有して備える。
次に、この第9の実施形態による構成と、その動作について説明する。図20に、この第9の実施形態における第2のLUT部706、初期値生成部708および、補正データ再生部710の一部分の回路ブロック構成を示す。
図20に示すように、第2のLUT部706、初期値生成部708および、補正データ再生部710の一部を除いて、上述した第1の実施形態による回路ブロック(図3参照)と同様であるので、その説明は省略する。
すなわち、この第9の実施形態によりデジタル変換された赤信号の画像信号入力部701、第1のLUT部702、アドレスデコード部703、第1のメモリテーブル部704および第1のメモリテーブル部704を構成する0〜255までの256個備えられるメモリセル705は、図示省略する。あらかじめ表示画像の色むらと階調の補正値データを記憶する第2のLUT部706、第2のLUT部706の半分を構成する0〜127までの128個のメモリセル707、第2のLUT部706の半分を構成する0〜127までの128個のメモリセル717を具備する。
初期値生成部708は、256個の初期値設定部709を備える。また、初期値生成部708は、補正データ再生部710、0〜255までの256個の切換え回路712と、0〜255までの256個の加算減算回路713と、0〜255までの256個のラッチ回路715を備えるラッチ部714と、赤信号の画像信号出力端子716とを有して構成されている。
以上のような回路ブロックにおいて、第2のLUT部706は、第1の実施形態によるメモリセル707を256個の半分の数の128個具備する。1つのメモリセル707は、図5に示されるアドレスを構成する。また、第2のLUT部706は、さらに、メモリセル717を128個備える。
1つのメモリセル717のアドレス構成を、図21に示す。図21に示すように、1つのメモリセル717は、ラインアドレスをL0〜L767まで備え、第1の実施形態において、図5に記載のアドレス構成と同様に、初期値データアドレスJ〜Aまで10bitを備える。
しかし、この第9の実施形態によるメモリセル717のアドレス構成においては、水平画素アドレス0〜1023が設けられない。第2のLUT部706は、128個のメモリセル707と128個のメモリセル717を、それぞれ交互に、0〜255までの階層に対応させて構成される。以下にその構成について説明する。
まず、階調0においては、階層0のメモリセル707のデータは、初期値生成部708の階層0の初期値設定部709に供給され、同時に、補正データ再生部710の階層0の切換え回路712の第2の入力に供給され、同時に、補正データ再生部710の階層1の切換え回路712の第2の入力に供給される。
階調1においては、階層0のメモリセル717のデータが、初期値生成部708の階層1の初期値設定部709に供給される。
続いて、階調2においては、階層1のメモリセル707のデータが、初期値生成部708の階層2の初期値設定部709に供給され、同時に、補正データ再生部710の階層2の切換え回路712の第2の入力に供給され、同時に、補正データ再生部710の階層3の切換え回路712の第2の入力に供給される。
階調3においては、階層1のメモリセル717のデータが、初期値生成部708の階層3の初期値設定部709に供給される。
さらに、階調4においては、階層2のメモリセル707のデータは、初期値生成部708の階層4の初期値設定部709に供給され、同時に、補正データ再生部710の階層4の切換え回路712の第2の入力に供給され、同時に、補正データ再生部710の階層5の切換え回路712の第2の入力に供給される。
階調5においては、階層2のメモリセル717のデータが、初期値生成部708の階層5の初期値設定部709に供給される。
以降、同様にそれぞれの階調において、それぞれの階層のメモリセル707とそれぞれの階層のメモリセル717のデータは、交互に初期値生成部708のそれぞれ対応する所定の階層に供給され、階調254においては、階層127のメモリセル707のデータが、初期値生成部708の階層254の初期値設定部709に供給される。
同時に、補正データ再生部710の階層254の切換え回路712の第2の入力に供給される。同時に、補正データ再生部710の階層255の切換え回路712の第2の入力に供給される。階調255に到っては、階層127のメモリセル717のデータを、初期値生成部708の階層255の初期値設定部709に供給される。
次に、図20に示す説明のような接続構成において、表示部の表示アドレスとして、走査ラインL0からL767まで順次表示される表示タイミングの、まず走査ラインL0の表示前のブランキング期間において、図5に示されたメモリセル707の初期値アドレスL0PJから、L0PAまで、JからAまでの10のアドレスが、表示画素クロックレートで図20の初期値生成部708にそれぞれ接続したそれぞれの階層の初期値設定部709に取り込まれる。表示アドレスAにおいて、上述した第1の実施形態におけると同様に、パラレルデータとして後段の補正データ再生部710のそれぞれの階層の切換え回路712の第1の入力に供給される。
同時に、図21に示されたメモリセル717の初期値アドレスL0PJからL0PAまで、JからAまでの10のアドレスが、表示画素クロックレートで初期値生成部708の図20に示されたそれぞれの階層の初期値設定部709に取り込まれる。表示アドレスAにおいては、第1の実施形態におけると同様に、パラレルデータとして後段の補正データ再生部710のそれぞれの階層の切換え回路712の第1の入力に供給される。
以上のメモリセル707およびメモリセル717を合わせた合計255の階調に対応した255の階層の、全ての切換え回路712は、表示アドレスAにおいて第1の入力を選択して、後段のそれぞれの階層に対応した加算減算回路713の第2の入力に、それぞれ供給される。
したがって、この表示アドレスAのタイミングにおいて、0〜255までの加算減算回路713の第2の入力にそれぞれ固有の初期値が供給されることになる。
この表示アドレスAのタイミングにおいて、0〜255までの階層の加算減算回路713の出力は、0〜255までの階層の演算部としての加算減算回路713の第1の入力に接続される図20に図示されない図3の0〜255の階層のラッチ回路715がリセット直後であり、「0」となり、初期値をそれぞれ出力して、図20に図示される図3におけると同様の0〜255階層のラッチ回路715のそれぞれのデータ入力と、図20に図示される図3におけると同様の第1のLUT部702の0〜255までの階層のメモリセル705とに対してそれぞれ供給される。
このタイミングにおいて生成され、第1のLUT部702の0〜255の階層のメモリセル705に供給されたデータ値は、例えば第1の実施形態における図6で示すような、0〜255までの256の入力階調に対応した、0〜1023のデータ範囲で示される10bit精度の滑らかな階調補正特性を持つものである。
次に、初期値アドレスAの次のタイミングにおける、表示アドレス0において、補正データ再生部710のそれぞれの階層の切換え回路712が全て切り換り、第2の入力が選択される。
次に、第2のLUT部706の0〜127までの階層のそれぞれのメモリセル707における、図5で示されるラインアドレス0のデータアドレス0のL0P0とL0S0の2bitを読み出す。
この表示アドレス0において、第1の実施形態におけると同様に、L0P0は、補正デー
タの変化の絶対値である。L0S0は加算減算の加算か減算かを指定するデータであり、L0P0は0〜255までの階層の切換え回路712の第2の入力を介し、それぞれ0〜255の階層の加算減算回路713の第2の入力に供給される。
ここで図20に示す回路ブロック図の接続のように、0〜127までの階層の128個のメモリセル707が、0〜255までの階層に対応した256個の加算減算回路713の1つおきの階層として、この第9の実施形態においては、0階層,2階層,4階層と続く偶数側階層に、上述のように、選択、接続してデータが供給される。さらに、図20に示す回路ブロック図の接続のように、上述した0〜127の階層に対応した128個のメモリセル707のデータは、同時に0〜255までの階層に対応した256個の加算減算回路713の残りの1階層,3階層,5階層と続く奇数側階層にも、同様のデータが供給される。
すなわち、階層0と階層1、階層2と階層3、階層4と階層5、と続き、階層254と階層255に対応した加算減算回路713の第2の入力には、それぞれのペアで同一データ値が供給される。
図22は、階層255および階層254におけるそれぞれの加算減算回路713の入力と出力の値の例および、その動作を説明するタイミング図である。図22においては、画素表示タイミングに一致したクロック信号と、メモリセル707のラインL1に対応したJ〜Aと0〜20と続くタイミングのメモリアドレスが示される。
さらに、それぞれ階層255と階層254とにおけるデータPおよびデータSの読み出しの値と、初期値制裁回路の出力値(デシマル値)、加算減算回路の第1の入力と、第2の入力と、出力におけるデータ値(デシマル値)を、J〜Aと0〜20のメモリアドレスに対応してクロック単位で表示するものである。メモリセル707のそれぞれのラインのメモリアドレスは1023まで続く。なお、この部分の図21の図示は省略する。
図22においては、メモリセル717の階層127のメモリアドレスL0PのJ〜Aまでを、クロックごとに順次読み出すと同時に、メモリセル707の階層127のメモリアドレスL0PもJ〜Aまでを同じタイミングで読み出す。
この読み出されたそれぞれ10クロック期間のシリアルデータは、図22には図示省略するが、階層255の初期値設定部709と階層254の初期値設定部709において、第1の実施形態におけると同様に、それぞれ初期値として並列データが出力される。
また、図22に示されるタイミングAにおける階層255の初期値設定部709は、ここでは「1023」を、階層254の初期値設定部709は、ここでは「1022」を、それぞれ階層255と階層254の切換回路712の第2の入力に供給され選択され、それぞれ階層255と階層254の加算減算回路713の第2の入力に供給される、タイミングAにおいては加算減算回路713の第1の入力は、説明のように「0」値であり、第2の入力値が、それぞれ図示省略した階層255と階層254のラッチ回路に入力され、次のクロックタイミングまで保持される。
次に、図22に示すように、メモリセル707のアドレスL0P0およびL0S0の読み出しタイミング0においては、あらかじめ決められたタイミングで、それぞれ階層255および階層254の切換え回路713が、切換えとともに、階層127のメモリセル707のPデータが、階層255および階層254の加算減算回路713の第2の入力にそれぞれ接続される。また、階層127のメモリセル707のSデータは、そのまま階層255と階層254の加算減算回路713の加算減算制御端子に並列に供給される。
また、同時に、階層255と階層254の加算減算回路713の第1の入力には、それぞれ階層255および階層254のラッチ回路に保持されたタイミングAにおける階層255の初期値と階層254の初期値とが入力され、階層255および階層254の加算減算回路713の出力からそれぞれ出力される。図21に示されるように、その値はそれぞれ「1023」と「1022」である。
同様に、メモリセル707のアドレス1から4までは、PデータおよびSデータが「0」であり、変化はなく、図21に示すように、階層255と階層254の加算減算回路713より出力される値は、それぞれ「1023」および「1022」である。
次に、メモリセル707のアドレス5において、Pデータは「1」で、Sデータは「0」であり、階層255および階層254の加算減算回路713においては、階層255および階層254のラッチ回路に保持されたそれぞれの値「1023」と「1022」に対して、Pデータは「1」を、Sデータは「0」の指定により減算され、それぞれ「1022」および「1021」の値が出力され、それぞれ後段の階層255と階層254のラッチ回路715に保持させるとともに、図示省略した第1のLUT部702の階層255および階層254とのメモリセル705に供給される。
以下同様に、図22に示されるように、この第9の実施形態においては、メモリセル707のアドレス5,10,15と、5画素クロック単位で、順に、階層255と階層254との加算減算回路713においては、「1」の値ずつ減算された値を出力し、階層255と階層254とのラッチ回路715に1クロック期間保持させながら、第1のLUT部702の階層255と階層254とのメモリセル705に供給する。
階層253から階層0においても同様に、それぞれの階層のメモリセル707の126から0までの階層のデータを2階層ごとにPおよびSにより再生して、第1のLUT部702の階層253から階層0までのメモリセル705に供給される。
以上のように、補正値データを、初期値はそれぞれの階層単位で、画素間の補正値は2階層単位で第2のLUT部706に記憶して、画像の表示時にデータを再生して、第1のLUT部702に供給して、0〜1023までの画素表示アドレスのむら補正が行われる。
以上、ラインアドレス0について説明したが、以下同様に、ラインアドレス767まで、それぞれのラインの初期値の再生と、水平画素数分の1〜1024までの画素アドレスのむら補正値を用いた同様の階層に対するむら補正とを実行する。
以上説明した補正を、赤色信号の他に、青色、緑色のそれぞれの画像信号においても同様に行うことにより、画像入力の全ての色に対しての補正が可能となる。そのため、それぞれの画素単位で、最適な階調補正を行いながら同時に最適な輝度むらおよび色むら補正を実現することができる。そのため、第1の実施形態の場合に対して、第2のLUT部706において、必要となるメモリの容量が約半分となり、コスト低減および回路規模の縮小を実現可能となる。
(複数階層ごと)
さらには、256の階調に対応した第2のLUT部706の0〜255までの階層のメモリセルの構造において、初期値データエリアと画素間補正データエリアとからなるメモリセル707と、初期値データエリアのみからなるメモリセル717を、1階調おきに構成して、初期値はそれぞれの階層において固有値を記憶させ、画素間補正値は2階層単位で共通のデータを記憶させ、むら補正を行った。以上のように、1階層のメモリセル707
に対してメモリセル717を2階層以上の複数単位で構成して、初期値はそれぞれの階層において固有値を記憶させ、画素間補正値は3階層以上の複数単位で共通のデータを記憶させることにより、第2のLUT部に必要とするメモリ容量がさらに少なくできるものである。
(第10の実施形態)
(複数階層と複数ライン、複数画素単位での補正)
上述した第1〜第9の実施形態においては、複数の階層単位で第2のLUT部706の画素表示アドレス領域にむら補正データを記憶させ、第2のLUT部706のメモリ容量の軽減を図っている。これに対し、この第2のLUT部706の画素表示アドレス領域の階層を複数単位で共通に記憶させるのと同時に、上述したように、例えば2画素単位と2ライン単位との複数単位で、補正データを共用して第2のLUT部706に記憶させることにより、第2のLUT部706に必要とするメモリ容量を、より小さくすることができる。
例えば、2階層、2画素、2ライン単位で、第2のLUT部706の画素補正アドレスのデータを共有することにより、第2のLUT部706の画素補正アドレスに必要なメモリ容量は、第1の実施形態におけるメモリ容量に比して、2のマイナス3乗値で、ほぼ8分の1に軽減可能である。
さらに、3階層、3画素、3ライン単位で、第2のLUT部706の画素補正アドレスのデータを共有することにより、第2のLUT部706の画素補正アドレスに必要なメモリ容量は第1の実施形態におけるメモリ容量に比して、3のマイナス3乗値で、ほぼ27分の1に軽減できるものである。
(第11の実施形態)
(ランレングス符号によるむら補正データを複数階層ごとに記憶)
次に、上述した第2の実施形態において説明したように、例えば0〜767までの走査ラインについて、順次、水平方向のむら補正データをラインの初期値と、この値データに続く水平方向のむら補正データとを、水平方向のあらかじめ決められた値だけ変化する画素数または複数画素数単位の時間で示される値を符号化した、例えばランレングス符号データで構成したむら補正方法について説明する。第2のLUT部706に記憶させるむら補正データの、それぞれの走査ラインのJ〜Aまでの初期値を、全ての、例えば0〜255までの階調について初期値データアドレスを備えて記憶させる。
上述したそれぞれの走査ラインの初期値に続く、水平方向のむら補正データを、水平方向のあらかじめ決められた値変化する画素数または複数画素数単位の時間で示される値を符号化したデータに関しては、複数階調単位で共通のデータとして、補正値データアドレスを備え記憶させ、むら補正時に、それぞれの階調ごとに初期値を再生して、それぞれの走査ライン単位のむら補正データを複数階調単位で共通に再生して、むら補正を行うことにより、第2のLUT部706のメモリ容量の軽減が可能となる。
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。