CN110715794A - 用于评价显示装置的特性的特性评价系统 - Google Patents

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Abstract

一种特性评价系统和特性评价方法，提供能够合适地评价显示装置的特性的技术。基于由上述光学测量装置对使显示装置的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值来设定Xn、Yn、Zn，将由上述光学测量装置对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积。

Description

用于评价显示装置的特性的特性评价系统
技术领域
本发明涉及用于评价显示装置的特性的特性评价系统。
背景技术
以往，作为评价显示装置的特性的指标，由CIE(国际照明委员会)提出了CIELAB。在使用CIELAB的评价中，使用坐标轴L*、a*、b*来表示XYZ颜色空间中的明度、色彩平衡以及对比度等。
现有技术文献
专利文献
非专利文献1：大田登著“色彩工学”东京电机大学出版局、ISBN4-501-61890-6、p.73，127
非专利文献2：IEC TR 62977-2-3：2017
发明内容
发明要解决的问题
然而，在近年来的显示装置中，有峰值亮度高且不仅具有RGB的像素还具有W的像素等的显示装置，因此，在使用CIELAB的评价中，存在无法准确地评价显示装置的特性的优劣这样的问题。
本发明的一个方式是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够合适地评价显示装置的特性的技术。
用于解决问题的方案
(1)本发明的一个实施方式是一种评价显示装置的显示特性的特性评价系统，具备控制上述显示装置的显示的控制装置和光学测量装置，上述控制装置基于由上述光学测量装置对使上述显示装置的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1来设定Xn、Yn、Zn，将由上述光学测量装置对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积。在此，上述第二显示状态当然包含在整个显示面进行均匀的颜色显示这样的显示。
(2)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(1)的构成的基础上，针对上述Xn、Yn、Zn，设Xn＝X1、Yn＝Y1、Zn＝Z1。
(3)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(1)的构成的基础上，将A设为某固定值，设Xn＝A×X1/Y1、Yn＝A、Zn＝A×Z1/Y1。
(4)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(1)的构成的基础上，采用100cd/m2作为上述固定值A。
(5)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(1)的构成的基础上，采用1000cd/m2作为上述固定值A。
(6)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(1)、上述(2)、上述(3)、上述(4)或者上述(5)的构成的基础上，上述第2显示状态包含使上述显示装置显示多色图案的状态。
(7)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(1)、上述(2)、上述(3)、上述(4)或者上述(5)的构成的基础上，上述第2显示状态包含使上述显示装置进行周围为灰色且在中央部具有颜色显示窗的灰色窗口显示的状态。
(8)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(1)的构成的基础上，上述第2显示状态包含使上述显示装置进行周围为白色且在中央部具有颜色显示窗的灰色窗口显示的状态，包含上述中央部的颜色显示窗的画面比例为2％至50％并优选为25％的状态。
(9)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(8)的构成的基础上，在上述第2显示状态中，上述中央部的颜色显示窗的画面比例为25％。
(10)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(1)、上述(2)、上述(3)、上述(4)、上述(5)、上述(6)、上述(7)、上述(8)或者上述(9)的构成的基础上，上述第2显示状态包含显示红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的中间色的状态。
(11)另外，在本发明的某实施方式的特性评价系统中，在上述(1)、上述(2)、上述(3)、上述(4)、上述(5)、上述(6)、上述(7)、上述(8)、上述(9)或者上述(10)的构成的基础上，上述光学测量装置是测量上述第1显示状态和上述第2显示状态的光谱值的光谱仪。
(12)另外，本发明的一个实施方式是一种评价显示装置的显示特性的特性评价方法，基于对使上述显示装置的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1来设定Xn、Yn、Zn，将对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积。
(13)另外，本发明的一个实施方式是一种评价显示装置的显示特性的特性评价方法，基于对使上述显示装置的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1来设定Xn、Yn、Zn，将对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积，将输出的该颜色体积设为V1，同时，基于对使上述显示装置的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1，采用100cd/m2或者1000cd/m2作为固定值A来设定Xn、Yn、Zn，将对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积，将输出的该颜色体积设为V2，在该特性评价方法中，根据对使上述显示装置的画面的至少一部分显示白色的第3显示状态进行测量从而得到的三刺激值来设定Xn、Yn、Zn，将对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积，将输出的该颜色体积设为V3，将对上述V1、V2、V3的颜色体积进行加权并相加而得到的数值或者对上述V1、V2、V3的颜色体积进行加权并计算平均而得到的数值作为表示显示特性的值来输出。
(14)另外，在本发明的一个实施方式的特性评价方法中，在上述(13)的构成的基础上，采用V1×1/3+V2+V3×1/5的算式来算出对上述V1、V2、V3的颜色体积进行加权并相加而得到的数值。
(15)另外，在本发明的一个实施方式的特性评价方法中，在上述(13)的构成的基础上，采用(V1×2+V2×5+V3×1)/8的算式来算出对上述V1、V2、V3的颜色体积进行加权并计算平均而得到的数值。
(16)另外，在本发明的一个实施方式的特性评价方法中，在上述(13)的构成的基础上，采用(V1+V2×7)/8的算式来算出对上述V1、V2的颜色体积进行加权并计算平均而得到的数值。
发明效果
根据本发明的一个方式，能够合适地评价显示装置的特性。
附图说明
图1是示出特性评价系统的概略构成的框图。
图2是示出第2显示状态的一个例子的图。
图3是示出第2显示状态的一个例子的图。
图4是示出多个显示器的白亮度的坐标图。
图5是示出多个显示器的颜色体积的坐标图。
图6的(a)是以xyY表色系统示出了显示器的特性的表，图6的(b)是示出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积的坐标图。
图7的(a)是以xyY表色系统示出了显示器的特性的表，图7的(b)是示出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积的坐标图。
图8的(a)是以xyY表色系统示出了显示器的特性的表，图8的(b)是示出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积的坐标图。
图9的(a)是以xyY表色系统示出了显示器的特性的表，图9的(b)是示出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积的坐标图。
图10的(a)是以xyY表色系统示出了显示器的特性的表，图10的(b)是示出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积的坐标图。
图11的(a)和(b)是示意性地示出使用CIELAB来评价反射型显示器的特性的系统的概略构成的图，图11的(c)是示意性地示出标准的显示器的颜色体积的图。
附图标记说明
50 显示器(显示装置)
100 特性评价系统
110 控制装置
112 控制部
120 光学测量装置(光谱仪)
具体实施方式
图1是示出本发明的实施方式的特性评价系统100的概略构成的框图。如图1所示，特性评价系统100具备控制装置110和光学测量装置120。
控制装置110具有输出用于显示于显示器(显示装置)50的信号的功能，控制显示器50的显示。另外，控制装置110通过将指示测量显示器50的光谱的控制信号发送到光学测量装置120，从而控制光学测量装置120。光学测量装置120是测量显示器50的显示状态中的光谱的三刺激值的光谱仪。光学测量装置120将测量结果发送到控制装置110。控制装置110接收光学测量装置120的测量结果，基于测量结果来评价显示器50的特性。
本实施方式的显示器50是反射型以外的显示器。作为显示器50，例如广泛使用以液晶显示装置为代表的透射型的直视型显示器、以OLED(有机EL显示器)为代表的发光型的直视型显示器、以使用了液晶面板或使用了对反射镜进行操作的DMD(Dynamic MirrorDisplay；动态镜显示器)的装置为代表的投射型显示器等。
〔现有的评价方法〕
此外，作为评价反射型显示器的特性的指标，由CIE(国际照明委员会)提出了CIELAB。图11的(a)、(b)是示意性地示出使用CIELAB来评价反射型显示器的特性的情况下的概略构成的图。
在使用CIELAB来评价反射型显示器的特性的情况下，能够通过以下的式(1)～式(5)来表现三刺激值X、Y、Z。此外，在以下的式中，k表示视觉效果度的常数，∫vis表示在可见波长区域内求三刺激值，
Figure BDA0002128394440000065
表示颜色刺激，x、y、z表示等色函数，R(λ)表示反射物体的分光反射率，P(λ)表示照明光的分光分布。
[数1]
[数2]
Figure BDA0002128394440000062
[数3]
Figure BDA0002128394440000063
[数4]
Figure BDA0002128394440000064
[数5]
k＝100/∫visP(λ)·y(λ)dλ…(式5)
在此，在将完全漫反射面的白亮度的三刺激值设为Xn、Yn、Zn，将X、Y、Z线性变换为L*、a*、b*表色系统的情况下，L*、a*、b*分别能够由以下的式(6)～(8)来表现。此外，Yn标准化为Yn＝100。
[数6]
L*＝116f(Y/Yn)-16…(式6)
[数7]
a*＝500{f(X/Xn)-f(Y/Yn)}…(式7)
[数8]
b*＝200{f(Y/Yn)-f(Z/Zn)}…(式8)
此外，f(X/Xn)在X/Xn＞0.008856的范围内，使用以下的式(9)。
[数9]
f(X/Xn)＝(X/Xn)1/3…(式9)
另外，f(X/Xn)在X/Xn≤0.008856的范围内，使用以下的式(10)。
[数10]
f(X/Xn)＝7.787(X/Xn)+16/116…(式10)
在评价反射型显示器的特性的情况下，使显示器显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色，求出L*、a*、b*。另外，使显示器显示红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的中间色，求出L*、a*、b*。并且，在分别以L*、a*、b*为轴的空间中，绘制L*、a*、b*的各值，求出包括这些点的集合的立体的体积。将通过这种方式求出的L*、a*、b*的体积称为颜色体积(ColorVolume)。
然而，如果在一般的房间内，除完全漫反射面之外将房间的照明设为500lux左右，则来自完全漫反射面的反射所致的明亮度的Y值成为150cd/m2左右(严格地，500/π＝159.23)。例如，在如CRT(Cathode Ray Tube；阴极射线管)显示器这样的亮度低的显示器中，最大亮度低于来自完全漫反射面的反射所致的明亮度。因此，无法区分根据来自反射面的反射求出的颜色体积与根据显示器的显示求出的颜色体积。
因此，还提出了如下方法：在评价显示器的特性的情况下，代替基于完全漫反射面的白亮度来求L*、a*、b*，而求显示器的最大白亮度处的Xn、Yn、Zn的三刺激值(参照图11的(b))。
近年来的显示器的最大亮度高至例如600cd/m2左右，超过了通过来自完全漫反射面的反射所得到的亮度。另外，在近年来的显示器中，提出了不仅具有RGB的像素还具有W的像素等，使用该W像素来进行特别的显示的显示器。因此，在将完全漫反射面的白亮度的三刺激值设定为Xn、Yn、Zn来算出颜色体积的现有的特性评价方法中，有时无法适当地评价显示器的特性。
图11的(c)是示意性地示出标准的显示器的颜色体积的图。图11的(c)中的(II)是从侧面示意性地观察标准的显示器的颜色体积的图。与此相对，图11的(c)的(I)示出了从侧面示意性地观察颜色暗淡不鲜艳的显示器的颜色体积的例子。图11的(c)中的(III)是示意性地从侧面观察与图11的(c)中的(II)所示的显示器相比具有白色的副像素(RGB+W)且具有仅将白色显示增强这样的附加功能的显示器的颜色体积的图。
在图11的(c)中的(III)的显示器中，由于白色的亮度高，因此，当使用最大的白亮度处的三刺激值Xn、Yn、Zn并根据显示了红、绿、蓝、白、黑或它们的中间色的情况下的三刺激值X、Y、Z来算出L*、a*、b*时，颜色体积变为由图11的(c)中的(IV)所示那样的形状，体积也会变小。
在现有的特性评价的方法中，当将图11的(c)中的(I)与图11的(c)中的(IV)进行比较时，由于是同样的体积，因此，会判断为两者的特性是同样的。然而，实际上图11的(c)中的(I)的显示器的特性比图11的(c)中的(II)的显示器差，图11的(c)中的(IV)的显示器的特性好于图11的(c)中的(II)的显示器。
这样，在将使用CIELAB算出颜色体积的现有的特性评价方法应用于现今最新的显示器的情况下，不能说准确地评价了显示器的特性的优劣，问题很大。
另一方面，还已知仅通过xy的二维颜色再现坐标和白色的最大亮度来评价显示器的方法。然而，在除了具有RGB的像素之外还具有W的副像素的显示器中，由于能使W(白)的亮度特别高，因此，尽管关于RGB的颜色无法提高其亮度，但白色这单独一种颜色会产生良好的值。因此，在将包括RGB像素的A装置与包括RGBW像素的B装置进行比较的情况下，在A装置中，当在白亮度为300cd/m2时RGB的颜色坐标良好的情况下，RGB的亮度与白亮度取得了平衡。另一方面，在B装置中，即使在实现了白亮度300cd/m2且RGB的颜色坐标良好的情况下，这也只是因为仅白色变得特别亮，因此，RGB的亮度比白亮度低，有时是破坏了平衡的。
在此，在B装置中，由于与白亮度相比RGB的颜色的亮度低，因此，与白亮度的平衡差，变为相对低的亮度的颜色，因而会产生颜色看起来暗淡的现象。这是由于在相同的颜色坐标的颜色的情况下，越是显示高的亮度则看起来越鲜艳的效果导致的。然而，在仅通过xy的二维颜色再现坐标和白色的最大亮度来评价显示器的方法中，仅使白亮度和RGB的颜色坐标作为特性来表示，上述A装置与B装置的差异不明确。因此，在仅通过xy的二维颜色再现坐标和白色的最大亮度来评价显示器的方法中，存在无法适当地进行显示器的评价，无法鉴别显示性能的优劣这样的问题。
〔特性评价系统100的评价方法〕
如图1所示，控制装置110具备通信部111和控制部112。
通信部111通过无线通信或有线通信与显示器50和光学测量装置120进行通信。
控制部112是具备综合地对控制装置110的各部分进行控制的功能的运算装置。控制部112通过由例如1个以上的处理器(例如CPU等)执行存储于1个以上的存储器(例如RAM、ROM等)中的程序来对控制装置110的各部分进行控制。
在特性评价系统100中，控制装置110通过控制部112的功能使显示器50的整个画面(full screen；全屏)显示白色。此外，将这样在显示器50的整个画面显示白色的显示状态称为第1显示状态。并且，控制部112通过光学测量装置120来测量第1显示状态中的显示器50的光谱的三刺激值X1、Y1、Z1，取得测量结果。并且，控制部112基于由光学测量装置120测量第1显示状态从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1来设定Xn、Yn、Zn。另外，还可以想到在整个画面显示同一颜色这样的情况作为第二显示状态。
另外，控制部112使显示器50的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色。将使显示器50的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的显示状态设为第2显示状态。并且，控制部112通过光学测量装置120来测量第2显示状态中的显示器50的光谱的三刺激值，取得测量结果。并且，控制部112将由光学测量装置120测量第2显示状态从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z。
图2和图3分别是示出第2显示状态的一个例子的图。如图2所示，第2显示状态也可以是使显示器50显示多色图案51的状态。在使显示器50显示多色图案51的第2显示状态中，显示由包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的多种颜色组成的各种图案。
显示多色图案51的状态例如可以是，包含显示由红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)等多种颜色组成的不同形态的图案的多个显示窗、以及显示白色(White)的显示窗，这些显示窗的周围为黑色(Black)。另外，在显示多色图案51的第2显示状态中，也可以显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的中间色的多色图案51。
另外，如图3所示，第2显示状态还可以包含使显示器50进行周围为灰色且在中央部具有颜色显示窗52的灰色窗口显示的状态。在使显示器50进行灰色窗口显示的第2显示状态中，在灰色的背景的中央部设置有占据显示器50的例如4％的区域的颜色显示窗52。并且，在该颜色显示窗52显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色。另外，也可以在颜色显示窗52显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的中间色。
另外，第2显示状态还可以包含使显示器50进行周围为白色且在中央部具有颜色显示窗52的灰色窗口显示的状态。在使显示器50进行这种灰色窗口显示的第2显示状态中，在白色的背景的中央部设置有占据显示器50的例如2％至50％并优选25％的区域的颜色显示窗52。
控制部112具有使显示器50的黑色的显示开启和关闭的功能，能够设为在显示器50的整个画面显示白色的第1显示状态。另外，控制部112将在显示器50中显示多色图案51或者在灰色显示中显示4％的颜色显示窗52的第2显示状态存储于存储器，而且，将显示于灰色显示的中央部分的颜色存储于存储器。此外，在以下的说明中，也将第2显示状态称为多色显示。
另外，第二显示状态也可以是在整个画面显示同一颜色的显示状态。并且，作为颜色，显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色。另外，还可以显示红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的中间色或者这些颜色混合而成的中间色。
控制部112变更多色图案51或者在灰色窗口显示的颜色显示窗52中显示的颜色并使其显示于显示器50，在每次变更显示时，通过光学测量装置120来测量亮度和色度。接下来，控制部112使用第1显示状态中的三刺激值Xn、Yn、Zn来对各个第2显示状态中的三刺激值X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*。然后，控制部112对算出的各个第2显示状态中的L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积进行计算。控制部112将算出的L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积和第1显示状态中的Yn的值经由通信部进行输出。
如上所述，在第1显示状态中，为了使显示器50的整个画面显示白色，将显示器50设为最大显示亮度。并且，将第1显示状态中的三刺激值设为Xn、Yn、Zn，因此，能够规定人的眼睛对显示器50的最大显示亮度的适应性。例如在Excel的工作表、word这样的文档中，在初始画面中，几乎整个画面都显示白色，另外，如果从眼睛对画面的适应的观点考虑，则在几乎只有画面进入眼睛且是均匀的画面显示这一意义上，也优选将使整个画面显示白色的状态作为参考(Reference)。在此，关于在显示器50的周围存在周围光的环境，CIE已经规定了将标准白色版的亮度设为适应点。然而，使显示器50的整个画面显示白色的情况下的亮度低，在该亮度比标准白色版的亮度低的情况下，使整个画面显示白色的显示器的显示看起来是灰色。
例如，当在使显示器50的整个画面显示白色的情况下的显示器50的亮度为100cd/m2且显示器50的周围环境为500lux左右时，位于周围的白色的物体的颜色可能更明亮。在这种情况下，使整个画面显示白色的显示器50的画面可能看起来是灰色。因此，通过将第1显示状态中的三刺激值设为Xn、Yn、Zn，从而能够得到使显示器50的整个画面显示白色的情况下的显示器50的亮度在什么程度的明亮度的房间内能使人的眼睛正确识别颜色且能观看的指标。
另外，在本实施方式中，控制部112通过将第1显示状态中的三刺激值Xn、Yn、Zn和各个第2显示状态中的三刺激值X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，并算出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积。L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积表示出显示器50的可显示的颜色表现的可能性。因此，L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积是在人的眼睛处于适应了显示器50的周围环境状态的基础上能多么鲜艳地表现颜色的指标。L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积的值越大，表明能越鲜艳地表现颜色。
另外，控制部112将第1显示状态中的三刺激值设为Xn、Yn、Zn来算出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，因此，能够以人的眼睛处于适应了显示器50的周围环境的状态为前提。因此，关于将RGB全都增强的显示器，L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积成为大的体积。另一方面，关于只有当白色所占的面积小时仅将白色增强而实现了明亮的白色这样的显示器，作为L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积的形状，是仅白色附近变高，颜色体积小。
例如，在图11的(c)中的(I)的显示器和(III)的显示器中，假设(I)的显示器和(III)的显示器使整个画面显示白色的第1显示状态中的白亮度均为540cd/m2。在这种情况下，在图11的(c)中的(I)的显示器中，由于颜色纯度不大，因此，将第1显示状态中的三刺激值设为Xn、Yn、Zn而算出的、L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积与图11的(c)中的(I)的显示器是同样的。另一方面，在图11的(c)中的(III)的显示器中，由于不是使用峰值亮度1030cd/m2，而是使用540cd/m2的白亮度来算出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，因而会求出图11的(c)的(III)中所示的形状的颜色体积。因此，判断为图11的(c)中的(III)的显示器好于图11的(c)中的(I)的显示器。
这样，根据本实施方式，控制部112通过将第1显示状态中的三刺激值Xn、Yn、Zn、各个第2显示状态中的三刺激值X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，并算出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积。由此，能适当地表示显示器50的特性。
这样，本实施方式的评价方法包含以下的步骤。
(步骤S101)
控制装置110通过控制部112的功能使显示器50的整个画面显示白色。
(步骤S102)
控制部112通过光学测量装置120来测量使整个画面显示白色的显示器50的三刺激值X1、Y1、Z1，基于通过测量得到的三刺激值X1、Y1、Z1来设定Xn、Yn、Zn。
(步骤S103)
控制装置110通过控制部112的功能使显示器50的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色。作为特别的例子，包含使整个画面显示均匀的颜色的情况、按左右1/5*上下1/5而在画面的1/25(4％)的范围进行显示的情况等。
(步骤S104)
控制部112通过光学测量装置120来测量使画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的显示器50的三刺激值，将通过测量得到的三刺激值设定为X、Y、Z。
此外，步骤S101和S102可以在步骤S103和步骤S104之前进行，也可以在步骤S103和步骤S104之后进行。
(步骤S105)
控制部112通过对Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*。
(步骤S106)
控制部112算出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积。
(步骤S107)
控制部112将显示器50的整个画面显示白色的状态中的Yn的值和算出的颜色体积经由通信部进行输出。
特性评价系统100的用户能够基于从控制装置110输出的颜色体积来评价显示器50的特性。此外，也可以是如下构成：控制部112具有基于L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积来评价显示器50的特性的功能，并输出评价结果。
(步骤S108)
在此，也能够设想使用环境来规定作为参考的白色。例如，在考虑为办公室的情况下，可以设想1000lx，而以350cd/m2为基准。在500lx的照明下的环境中，标准白色板的亮度为500/3.14＝165cd/m2。也能以这样的值为基准来进行计算。然而，在将通过这种固定的值来进行归一化(normalization)作为前提的情况下，在评价显示器的性能时，在进行相对评价的情况下，无论将怎样的值设定为该基准值，相对而言都没有问题。因此，能够简化为数值，设为100cd/m2。基于整个画面显示白色的状态中的xyY等值，进行归一化使得Y＝100cd/m2，基于此时的L来计算颜色体积，评价显示器的性能。如果认为100cd/m2为白色标准板的值，则这相当于评价在314lx的周边光环境下的显示器的性能。
具体而言，将在步骤S104中得到的三刺激值设为X1、Y1、Z1，将A设定为某固定值，设Xn＝X1×A/Y1、Yn＝A、Zn＝Z1×A/Y1。采用100cd/m2作为该固定值A的值是简便的。以下，接着执行上述的步骤S105、S106、S107。
图4是示出分别具有不同特性的显示器A、B、C、D、E、E*、F的白亮度的坐标图。在图4中，横轴是显示白色的窗口尺寸(在黑色画面的中央显示白色的长方形时的、相对于整个画面的面积比，若整个画面为白色则为100％，若是1/5×1/5则为4％)，纵轴表示该窗口内的白色的亮度。表1和表2示出了显示器A、B、C、D、E、E*、F的基本特性。
如图4和表1、2所示，在显示器A、B、C、D中，白色的亮度不依赖于窗口尺寸。这种显示器典型地是具有侧边型的背光源且该背光源的亮度恒定这样的液晶显示装置。
[表1]
Figure BDA0002128394440000151
[表2]
Figure BDA0002128394440000152
另一方面，在显示器E、E*、F中，白色的亮度依赖窗口尺寸，窗口尺寸越小，则越明亮。显示器E典型地是不仅具有RGB还具有W的像素的显示器。显示器E*、F典型地是具有区域有源驱动的直下型背光源的液晶显示器。在显示器F中，其整体的亮度低于显示器E，尤其是整个画面为白色时的亮度设定为低到100cd/m2左右。
另外，从作为这种典型的显示器的显示器E和显示器F来看，如图4所示，当颜色显示窗52的面积比低于10％时，显示器E、F的亮度基本上已经饱和。另一方面，当颜色显示窗52的面积比高于40％时，显示器E的亮度基本上已经不上升。鉴于这些情况，优选取它们的中间值，使颜色显示窗52为占据显示器的25％的区域的形态。
在显示器E中，当窗口尺寸变小时，进行了仅使白色特别明亮的调整。在显示器E*和F中，当窗口尺寸变小时，进行了使RGBW这些颜色全都特别明亮的调整。
当将显示器A、B、C、D进行比较时，在基于各显示器的白色的峰值亮度来决定Xn、Yn、Zn的情况下，其颜色体积成为相同。在漆黑的房间内观看单独的显示器的情况下，这能成为正确的指标。在图5中由点线所示的白色峰值(peak white)表示出这一特性。
另外，在显示器E*、F中，峰值亮度也是RGB全部为最高亮度，且颜色体积是相同的。另一方面，在仅将白色变明亮的显示器E中，颜色体积变小了。这表示出由于仅白色明亮所以白色与其它颜色的平衡被破坏从而颜色看起来暗淡的情况。然而，在这种指标中，无论RGB的亮度多高，显示器E的评分始终是比其它差的评分，这可以说是不合理的。
然而，在漆黑的房间中，观看单独的显示器的情况是特殊的，在将显示器设置于周围明亮的房间内的情况下或者在将显示器并排进行观看等情况下，亮度高的显示器A比亮度低的显示器D看起来更鲜艳。为了表现这种情况，优选将计算颜色体积的白色基准设为某固定值。这是由于更明亮的显示器的颜色体积更大。
由图5中的单点划线示出采用1000cd/m2作为固定值A来评价颜色体积的情况。在HDR(High-Dynamic Range；高动态范围)的显示器中，最大亮度也采用比通常的显示器高的值，1000cd/m2为基准之一。另外，在CIELAB中一般将最大白亮度设为白色参考，因此，采用该1000cd/m2对一般的显示器、尤其是SDR(Standard Dynamic Range；标准动态范围)显示器而言是合适的。
如图5中的单点划线所示，在采用1000cd/m2作为固定值A来评价颜色体积的情况下，当将显示器A、B、C、D进行比较时，白亮度高的显示器A具有高的颜色体积，RGB全部是最高亮度的显示器E*也具有高的值。
然而，与显示器A相比，在显示器E*中，将眼睛的适应点设定得低，在显示白色的窗口变小时，例如在夜空中表现月亮这样的情况下，或者在表现夕照的太阳等的情况下，致力于将其亮度变高来使得对眼睛的刺激变强，从而给予深刻的印象。然而，如图5中的单点划线所示，显示器E*的颜色体积的评分会被评价为比显示器A的颜色体积的评分差。这仅是由于亮度高的显示器会得到良好的颜色体积的评分。
因此，为了能够将显示器E评价为优于显示器A，采用将显示白色的窗口设为100％的情况下的白色的亮度作为白色的基准来进行评价，在图5中由虚线示出了这一情况。如图5中的虚线所示，在采用将显示白色的窗口设为100％的情况下的白色的亮度来进行评价的情况下，显示器E*的颜色体积的评分超过了显示器A的评分，成为了正确的评价。但是，在这种情况下，仅是通过有意地降低将显示白色的窗口设为100％的情况下的白色的亮度从而使颜色体积的评分变高了，因此，可知显示器F的评价不合理地变高了。
这样，不能说用于评价显示器的指标无论是哪个指标单独地使用都是良好的。因此，在本实施方式中，进行加权并将这些分数进行了相加。在图5中由实线示出通过进行加权并将这些分数相加来进行评价的结果。在此，将基于整个画面为白色的颜色体积设为V1，基于固定值1000cd/m2的颜色体积设为V2，将基于在一部分中进行颜色显示而测量的、关于该测量中的白色的值(即白色的峰值)的颜色体积设为V3，使用下述的式11来计算总评分(Total Score)。
[数11]
Figure BDA0002128394440000171
这样，基于对使显示器50的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1来设定Xn、Yn、Zn，将对使显示器50的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，通过对Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，算出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，输出第1显示状态中的Yn的值和颜色体积，将输出的该颜色体积设为V1。然后，基于对使显示器50的整个画面显示白的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1，采用100cd/m2或者1000cd/m2固定值A来设定Xn、Yn、Zn，将对使显示器50的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，通过对Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，算出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，输出第1显示状态中的Yn的值和颜色体积，将输出的该颜色体积设为V2。进而，根据对使显示器50的画面的至少一部分显示白色的第3显示状态进行测量从而得到的三刺激值来设定Xn、Yn、Zn，将对使显示器50的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，通过对Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，算出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，输出第1显示状态中的Yn的值和颜色体积，将输出的该颜色体积设为V3。此外，第3显示状态也可以是在显示器50的画面的至少一部分中设置长方形的图案且将周围设为黑色的状态或是显示多色图案的状态。并且，也可以将对V1、V2、V3的颜色体积进行加权并相加而得到的数值作为表示显示特性的值来输出，从而评价显示器50的显示特性。
通过这样评价显示特性，如图5中实线所示，显示器A、B、C、D的评价按该顺序由高到低。另外，显示器E与显示器B相比评价低，与显示器C相比评价高。另外，显示器E*的评价高于显示器A。
显示器F的评价过高是由于基于整个画面为白色的颜色体积V1的评分高。这虽然是由于整个画面为白色的亮度低至100cd/m2，但该亮度的低的程度表示出了使用环境的限制。即，当在明亮的房间(在此，350lux＝100*π+α)中使用显示器F的情况下，会产生白色看起来是灰色的现象。
在此，在进行了白色增强(white boosting)且RGB的亮度与所谓的无增强的显示器相同的显示器中，其特性比无增强的显示器良好。另一方面，将白色、RGB全都增强的显示器的特性比白色、RGB的最大亮度始终恒定的显示器良好。鉴于该特性，进行了加权。
并且，使用下述的式(11)、式(12)以及式(13)来计算对颜色体积V1、V2、V3进行加权并进行平均而得到的数值。
[数11]
Figure BDA0002128394440000191
[数12]
Total Score＝(V1×2+V2×5+V3×1)/8…式(12)
[数13]
Total Score＝(V1+V2×7)/8…式(13)
绝对亮度高的显示器看起来色彩丰富的倾向较强。因此，在加权时，颜色体积V2的比率高。将颜色体积V2进行加权并相加的是式(11)，呈现颜色体积V1、V2、V3的加权平均的形式的是式(12)。另外，在进行白色增强的显示器中，其颜色体积与其它类型的显示器相比，颜色体积V1和颜色体积V3同样地变小。因此，省去颜色体积V3的是式(13)。
〔实验结果〕
图6～图10的(a)是以xyY表色系统示出了各显示器的特性的表，在二维表面xy示出了各颜色的明度Y。图6～图10的(b)是关于各显示器示出通过控制部112算出的L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积的坐标图。
图6示出了在RGB像素的LCD(Liquid Crystal Display；液晶显示器)TV中进行标准的驱动的显示器50的特性。图7示出了在RGB像素的LCDTV中使彩色滤光片的颜色纯度降低并进行标准的驱动的显示器50的特性。特性表示在图5中的显示器虽然颜色再现性不良，但白亮度与特性表示在图6中的显示器是同样的。图8示出了在RGBW像素的LCDTV中以通常的颜色纯度在第2显示状态中将白色增强的显示器50的特性。此外，在其特性表示于图6～图10的显示器50中，将在进行多色显示时的白亮度、即图2或图3所例示的多色显示中的小的显示窗中显示的白色的白亮度用作参考，求出了L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积。
在其特性表示于图6～图10的显示器50中，得到了与其特性示意性地表示在图11的(c)中的(I)、(II)以及(III)中的显示器同样的结果。在这样以显示多色图案时的白亮度为基准求出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积的情况下，无法适当地表示显示器50的特性。
人的眼睛的适应性能由使显示器50的整个画面显示白色时的亮度来决定。因此，将由光学测量装置120对使显示器50的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为Xn、Yn、Zn，求出了L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积。结果表示在图9、图10中。
图7与图8同样地示出了在RGBW像素的LCDTV中具有在第2显示状态中将白色增强的功能的显示器50的特性。如图9所示，将使显示器50的整个画面显示白色的第1显示状态中的三刺激值设定为Xn、Yn、Zn而算出的颜色体积为1,113,222，可知其高于关于如图4所示的进行标准的驱动的显示器50得到的颜色体积值999,430。
通过这样将第1显示状态中的三刺激值设定为Xn、Yn、Zn来求出L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，从而能够客观地评价在RGBW像素的LCDTV中具有在第2显示状态中将白色增强的功能的显示器50的特性。
图10示出了具有通过与使整个画面显示白色的第1显示状态时相比，在第2显示状态中提高显示器的一部分的面内区域的背光源的亮度来提高显示亮度的功能的LCD等的显示器50的特性。在能够通过这样改变背光源的亮度来提高第2显示状态中的显示亮度的显示器50中，能将RGB各自均增强。作为这种显示器50的特性，使用第2显示状态中的白亮度算出的颜色体积成为与关于进行标准的驱动的显示器得到的颜色体积值999,430相同。然而，由于第2显示状态中的白亮度大于第1显示状态中的白亮度，因此，使用第1显示状态中的白亮度算出的颜色体积大于999,430，成为1,905,226这样的值。
表1是示出特性表示在图6中的显示器、特性表示在图7中的显示器、特性表示在图9中的显示器以及特性表示在图10中的显示器的、算出的颜色体积的结果的表。在表1中包含使用第2显示状态(多色显示)的白亮度算出的颜色体积和使用第1显示状态(使整个画面显示白色)的白亮度算出的颜色体积。在改变背光源的亮度的形式的显示器中，由于不仅是白色，所有的颜色都表现出高的亮度，因此，能实现更鲜艳的颜色显示，通过大的颜色体积公正地评价了其特性。
[表3]
Figure BDA0002128394440000211
如表3所示，本实施方式的特性评价系统100输出将三刺激值设定为Xn、Yn、Zn而算出的颜色体积，上述三刺激值是由光学测量装置120对使显示器50的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的。通过这样使用基于使整个画面显示白色的第1显示状态中的白亮度算出的颜色体积来评价显示器50的特性，从而，对于不仅具备RGB还具备W的像素的显示器、能够在多色显示中提高背光源的亮度来将所有的颜色增强显示的显示器，也能够适当地鉴别显示性能的优劣。因此，能够适当地评价颜色再现性丰富且能够在周围光环境下使用的显示器。

Claims (16)

1.一种特性评价系统，评价显示装置的显示特性，
上述特性评价系统的特征在于，
具备控制上述显示装置的显示的控制装置和光学测量装置，
上述控制装置
基于由上述光学测量装置对使上述显示装置的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1来设定Xn、Yn、Zn，
将由上述光学测量装置对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，
通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，
算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，
输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积。
2.根据权利要求1所述的特性评价系统，其特征在于，
针对上述Xn、Yn、Zn，设Xn＝X1、Yn＝Y1、Zn＝Z1。
3.根据权利要求1或2所述的特性评价系统，其特征在于，
将A设为某固定值，设Xn＝A×X1/Y1、Yn＝A、Zn＝A×Z1/Y1。
4.根据权利要求3所述的特性评价系统，其特征在于，
采用100cd/m2作为上述固定值A。
5.根据权利要求3所述的特性评价系统，其特征在于，
采用1000cd/m2作为上述固定值A。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的特性评价系统，其特征在于，
上述第2显示状态包含使上述显示装置显示多色图案的状态。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的特性评价系统，其特征在于，
上述第2显示状态包含使上述显示装置进行周围为灰色且在中央部具有颜色显示窗的灰色窗口显示的状态。
8.根据权利要求1至5中的任意一项所述的特性评价系统，其特征在于，
上述第2显示状态包含使上述显示装置进行周围为白色且在中央部具有颜色显示窗的灰色窗口显示的状态，包含上述中央部的颜色显示窗的画面比例为2％至50％的状态。
9.根据权利要求8所述的特性评价系统，其特征在于，
在上述第2显示状态中，上述中央部的颜色显示窗的画面比例为25％。
10.根据权利要求1至5中的任意一项所述的特性评价系统，其特征在于，
上述第2显示状态包含显示红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的中间色的状态。
11.根据权利要求1所述的特性评价系统，其特征在于，
上述光学测量装置是测量上述第1显示状态和上述第2显示状态的光谱值的光谱仪。
12.一种特性评价方法，评价显示装置的显示特性，
上述特性评价方法的特征在于，
基于对使上述显示装置的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1来设定Xn、Yn、Zn，
将对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，
通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，
算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，
输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积。
13.一种特性评价方法，评价显示装置的显示特性，
上述特性评价方法的特征在于，
基于对使上述显示装置的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1来设定Xn、Yn、Zn，
将对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，
通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，
算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，
输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积，
将输出的该颜色体积设为V1，基于对使上述显示装置的整个画面显示白色的第1显示状态进行测量从而得到的三刺激值X1、Y1、Z1，
采用100cd/m2或者1000cd/m2作为固定值A来设定Xn、Yn、Zn，
将对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，
通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，
算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，
输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积，
将输出的该颜色体积设为V2，
根据对使上述显示装置的画面的至少一部分显示白色的第3显示状态进行测量从而得到的三刺激值来设定Xn、Yn、Zn，
将对使上述显示装置的画面的至少一部分显示包含红、绿、蓝、白、黑中的至少一者的颜色的第2显示状态进行测量从而得到的三刺激值设定为X、Y、Z，
通过对上述Xn、Yn、Zn、X、Y、Z进行变换，从而算出L*、a*、b*，
算出上述L*、a*、b*所展开的颜色空间中的颜色体积，
输出上述第1显示状态中的Yn的值和颜色体积，
将输出的该颜色体积设为V3，
将对上述V1、V2、V3的颜色体积进行加权并相加而得到的数值作为表示显示特性的值来输出。
14.根据权利要求13所述的特性评价方法，其特征在于，
采用V1×1/3+V2+V3×1/5的算式来算出对上述V1、V2、V3的颜色体积进行加权并相加而得到的数值。
15.根据权利要求13所述的特性评价方法，其特征在于，
采用(V1×2+V2×5+V3×1)/8的算式来算出对上述V1、V2、V3的颜色体积进行加权并进行平均而得到的数值。
16.根据权利要求13所述的特性评价方法，其特征在于，
采用(V1+V2×7)/8的算式来算出对上述V1、V2、V3的颜色体积进行加权并进行平均而得到的数值。
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