JP2010164950A - ディスプレイ装置の電気的制御電圧を最適化するために繰り返しによってディスプレイ装置をカリブレートする方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイ装置の電気的制御電圧を最適化するための繰り返し回数を低減したカリブレーション方法を提供する。
【解決手段】カリブレーション方法は、ディスプレイ装置１０の光学的コントラストの測定と電気的制御電圧値の計算を各一回行い、電気的制御電圧の最適化は、電気的制御電圧の初期値から開始され電気的制御電圧の最終値で終了し、カリブレーション方法は、初期カリブレーションステップの手段とカリブレーション精密化ステップの手段によって行われ、初期カリブレーションステップは、カリブレーション方法中に一回行われ、カリブレーション精密化ステップは、カリブレーション方法中に一回または複数回行われ、初期カリブレーションステップによる電気的制御電圧の最終値の近似は、カリブレーション精密化ステップによる電気的制御電圧の最終値の近似よりも高い。
【選択図】図１

Description

本発明は、マトリクスディスプレイ装置とディスプレイ装置の光学的カリブレーション方法に関する。

ディスプレイ装置の光学的カリブレーション方法は周知である。コントラスト補償は、起こり得る温度の全範囲に渡って最適な光学的コントラストを確かなものとすることができる。しかしながら、このカーブは参照標本と特定の時期のディスプレイ装置（ＬＣＤ、つまり特に液晶ディスプレイ装置）の群れの上で規定されている。サプライヤーから供給されるディスプレイ装置の仕様によると、カーブ上のオフセット値によってのみ補償できるスプレッドがある。このオフセットは、工場でユニット毎にカリブレートしなければならず、つまりカリブレーションが各ディスプレイ装置について要求される。

ドイツ特許出願DE 10 2007 019 318 A1で提案された救済策は、ディスプレイ装置に貼り付けるラベルを提供することからなる。この文献から、ディスプレイ装置を最終的顧客に販売する前、特にディスプレイ装置を車輌にはめ込む前に行われるディスプレイ装置のための光学的コントラストカリブレーションは、周知である。

従来技術によるそのような装置の欠点は、そのような装置のための光学的コントラストの最終的カリブレーションが提案されているやり方が、多大な努力、特にディスプレイ装置にラベルを貼り付けることの必要性とこのラベル上に印刷された情報を読み取ることの必要性、を要求するという事実である。

ディスプレイ装置のカリブレーションを行う別の提案は、ドイツ特許出願DE 102 39 619 A1に見られる。電気的制御電圧の固定された増加分または減少分を使って電気的制御電圧の値を変えながら、所定回数の繰り返しを行うことによって光学的コントラストをカリブレートすることが提案されている。

従来技術によるそのような装置の欠点は、ディスプレイ装置の電気的制御電圧の最適（または最終）値を決定するために行われるべき繰り返しの回数が比較的多くなることがあり、それはディスプレイ装置のカリブレーションを行うためにより長い時間も要求されることに結果としてなる、という事実である。

本発明の目的は特に、従来技術の欠点、特に上述したものを克服することであり、その目的はまた、カリブレートすべき部分のより大きな割合について成功する、つまり低い却下率に結果としてなるような、より信頼性がありより速いディスプレイ装置の光学的カリブレーション方法を提案することである。

本発明によると、この目的は、ディスプレイ装置の電気的制御電圧を最適化するための繰り返しによるディスプレイ装置のカリブレーション方法であって、カリブレーション方法は、ディスプレイ装置の光学的コントラストの測定と電気的制御電圧値の計算からなり、光学的コントラスト測定と電気的電圧値の計算は、各カリブレーションステップ中に一回行われ、電気的制御電圧の最適化は、電気的制御電圧の初期値から開始され電気的制御電圧の最終値で終了し、カリブレーション方法は、初期カリブレーションステップの手段とカリブレーション精密化ステップの手段によって行われ、初期カリブレーションステップは、カリブレーション方法中に一回行われ、カリブレーション精密化ステップは、カリブレーション方法中に一回または複数回行われ、初期カリブレーションステップによる電気的制御電圧の最終値の近似は、カリブレーション精密化ステップによる電気的制御電圧の最終値の近似よりも高い、カリブレーション方法によって達成される。

そのようなディスプレイ装置のカリブレーション方法の実施形態によって、ディスプレイ装置の非常に良好なカリブレーションを持つために必要な繰り返し回数を最小化することが有利にできる。これに従い、そのようなディスプレイ装置の作製のための費用価格を低減することができ、単位時間当たりに作製またはカリブレートされる部分の数を増加させることができる。

発明の特に好ましい改良は、ディスプレイ装置の電気的制御電圧の計算がデジタル的に行われる、という事実である。

そのようなディスプレイ装置のカリブレーション方法の実施形態によって、電気的制御電圧の値の計算を可能な限り最も簡単なやり方で行うことが有利にでき、それはそのようなディスプレイ装置の作製のための低減された費用価格に結果としてなる。

発明の別の好ましい改良は、ディスプレイ装置の光学的コントラストの測定が、ディスプレイ装置の異なる部分の輝度の測定、特にディスプレイ装置の４つの部分の輝度の測定に基づいている、という事実である。

発明の特に好ましい改良は、ディスプレイ装置の光学的コントラストの測定のために考慮に入れられた部分が、テストパターンタイプの画像を形成する、という事実である。

発明の別の好ましい改良は、初期カリブレーションステップ中に、電気的制御電圧値の計算が標準値との比較に基づいている、という事実である。

発明の特に好ましい改良は、カリブレーション精密化ステップ中に、電気的制御電圧値の計算が測定された光学的コントラストと最終光学的コントラストの差に基づいている、という事実である。

発明の別の好ましい改良は、初期カリブレーションステップ中およびカリブレーション精密化ステップ中のディスプレイ装置の光学的コントラスト測定が、ディスプレイ装置のバックライトの均一性の前の測定を考慮に入れる、という事実である。

発明の他の特徴および利点は、本発明の特定の非限定的な実施形態の以下の記載を読むことで明らかとなるであろう。

発明は、好ましい実施形態に言及し、非限定的な例として与えられ、添付の図面を参照して説明される、以下の記載によってより良く理解されるであろう。

図１は、本発明によるカリブレーション方法によってカリブレートすることができるディスプレイ装置の概略正面図である。 図２は、ディスプレイ装置の概略断面図である。 図３は、（参照電圧に対するオフセット値で表現された）電気的制御電圧の関数としての光学的比率（つまりコントラスト）の異なるカーブを示す概略図である。 図４は、ディスプレイ装置のバックライトの低減された均一性の反響を描写する概略図である。

添付の図面の図１に示されるように、ディスプレイ装置１０はディスプレイ表面１１からなる。図面の図１は、ディスプレイ装置１０のユーザ、特にディスプレイ装置１０がはめ込まれた車輌の運転手がそれを見るままに、ディスプレイ装置１０を示す。

図２は、ディスプレイ装置１０の概略断面図を示す。この表現では、ディスプレイ表面１１の前面Ａが、ユーザ、特にディスプレイ装置１０がはめ込まれた車輌の運転手に見える面である。ディスプレイ表面１１の後面Ｂはバックライト１３からなることができる。

発明は特に液晶ディスプレイ、つまりＬＣＤ（液晶ディスプレイ）装置のためのカリブレーション方法に関する。ディスプレイ装置１０は、液晶セルを通る光の透過率をそれに印加されたビデオ信号の関数として、画像を表示するようなやり方で制御する。

この画像が十分なコントラストを持つように結果としてなるために、電気的制御電圧がディスプレイ装置１０に印加されなければならない。正しい電気的制御電圧（または最適な電気的電圧）の印加は、最適値に近いディスプレイ装置の光学的コントラストを確かなものとする。

光学的コントラストの値を測定するために、本発明に従って特にディスプレイ表面１１の一部が考慮に入れられる。ディスプレイ表面１１のこの部分はテストパターン画像１２からなる。このテストパターン画像は、異なるグレーレベルおよび／またはカラーレベル、例えば（図１に示されたテストパターン画像の例の左から右に）：ブラック部（全てのピクセルがオフ）、グレー部２、グレー部１、ホワイト部（全てのピクセルがオン）、を表す所定の個数の部分を表示する。

これらの異なるグレーレベルおよび／またはカラーレベルの輝度が、光学的コントラストの測定中にカメラ（図面に示されていない）を使って測定される。光学的コントラストの値がそれから、テストパターン画像１２の異なる部分で測定された輝度の値を使って計算される。本発明の文脈では、「ディスプレイ装置の光学的コントラストの測定」という表現は、これらの異なるグレーおよび／またはカラーレベルの輝度の測定と光学的コントラストの計算にも言及する。光学的コントラスト（ＣＯ）、光学的比率とも呼ばれる、は例えば以下のように定義される：
ＣＯ＝（ホワイト部の輝度−ブラック部の輝度）
／（グレー部１の輝度−ブラック部の輝度）
測定は、背景ノイズによって乱されないように、またカメラの取得時間を低減するために、最も輝度の高い正方形上で行われる。温度はディスプレイ装置の性質と従って輝度値に影響を与える。これは特に、熱溶接による一方においてディスプレイ装置の基板（ＰＣＢ、印刷回路基板）間の熱的非均一性の問題と他方においてディスプレイ装置自体によって引き起こされる。従って、それを超えると標本がカリブレートできない温度閾値を定義する必要がある。他の状況については、カリブレーション時間が短い（６０秒未満の大きさをもつ）ので、温度変動の影響は無視できる。

最適または許容光学的コントラスト（または光学的比率）限界は、標準標本（ディスプレイ装置１０）によって規定される。標本（ディスプレイ装置１０）は認可された光学的コントラスト値を有し、よってカリブレーションベンチを調節することを可能とする。しかし、ディスプレイ装置１０の製作中には、或る光学的コントラストレベルを得るためにディスプレイ装置１０の制御電圧の正確な値にある程度のスプレッドを持つことは避けられない。

図３は、（参照電圧に対するオフセット値で表現された）電気的制御電圧の関数としての光学的比率（つまり光学的コントラスト）の異なるカーブを示すダイアグラムの概略図である。オフセット値は数値単位で表現される。

図４は、ディスプレイ装置１０のバックライト１３の低減された均一性の反響を描写する概略図である。図４の上部は、テストパターン画像の全ての部分が（ディスプレイ装置の）同一の透過率を有する、つまり例えば全ての部分がホワイトまたはブラックである時に、テストパターン画像をもつディスプレイ表面１１の部分を示す。示された非均一性は直接バックライトの特性を表す。好ましくは、本発明に従ったカリブレーション方法はディスプレイ表面１１の分離されたゾーンに渡る輝度の測定を用いる。すると知覚された輝度はバックライトの均一性に依存する。そのような同一部分の輝度の前の測定があると、（初期カリブレーションステップ中およびカリブレーション精密化ステップ中に）テストパターン画像の異なる部分において以降に測定される輝度の値を正規化することができる。

本発明に従ったカリブレーション方法は、例えば図１に示されるように異なるグレーレベルをもった、テストパターン画像上での測定を用いる。これらのグレーレベルは、同等の面積を有する隣接する表面（この例ではそれらの４つ）上に表示される。

本発明に従ったカリブレーション方法は、カリブレーション方法中に一回行われる初期カリブレーションステップからなる。初期カリブレーションステップは、ディスプレイ装置１０の電気的制御電圧が基準制御電圧に相当する、つまり０のオフセットをもつ、光学的コントラストの測定のサブステップからなる。さらに、初期カリブレーションステップは、後続の精密化ステップで使われるべき電気的制御電圧の新たな値を計算するサブステップからなる。好ましくは、電気的制御電圧の値の計算は、例えば所定の数のディスプレイ装置標本を検査し、光学的コントラストの初期値、制御電圧の初期値（それは制御電圧の基準値、つまり０のオフセットに相当することができる）、光学的コントラストの最終値、および制御電圧の最終値についてそのような標準セットに渡る平均を計算することによって採られた、標準値との比較に基づいている。

制御電圧（ＴＤＰ）の（新たな）値の計算をそれから、例えば以下のように（「ＣＯ」は光学的コントラストである）行うことができる：
ＴＤＰ_ｎｅｗ＝ＴＤＰ_{ｆｉｎａｌ}＊
（ＣＯ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}−ＣＯ_{ｆｉｎａｌ}）／（ＣＯ_{ｉｎｉｔｉａｌ}−ＣＯ_{ｆｉｎａｌ}）
例えば、もし標準情報が、
・制御電圧の基準値について（つまり０のオフセットについて）光学的コントラストの（初期）値が１．０１６であり、それは制御電圧の初期値に相当することと、
・−１４のオフセットを持つ制御電圧の値について光学的コントラストの（最終または所望の）値が１．０２９であり、それは制御電圧の最終値に相当すること、
を示していれば、１．０２１の測定された光学的コントラストは結果として−９のオフセット値に相当する制御電圧の新たな値になる。カリブレーション精密化ステップは制御電圧のこの新たな値を使って開始される。

本発明に従ったカリブレーション方法は、カリブレーション方法中に一回または複数回行われるカリブレーション精密化ステップからなる。カリブレーション精密化ステップは、初期カリブレーションステップで得られた新たな電圧に相当する電気的制御電圧をもつ光学的コントラストの測定のサブステップからなる。さらに、カリブレーション精密化ステップは、後続の精密化ステップで（もし必要であれば）使われるべき電気的制御電圧の後続の値を計算するサブステップからなる。好ましくは、制御電圧（ＴＤＰ）の後続の値の計算は、（最初の精密化ステップについての）初期ステップの計算サブステップから結果として得られる（新たな）値か（後続の精密化ステップについての）直前の精密化ステップの計算サブステップから結果として得られる（後続の）値のどちらかに相当する制御電圧（ＴＤＰ）の直前の値から開始して以下のように行われる：
ＴＤＰ_{ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ}＝ＴＤＰ_{ｐｒｅｃｅｄｉｎｇ}＋
Ｒｏｕｎｄ［（ＣＯ_{ｆｉｎａｌ}−ＣＯ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}）＊Ｇ］
「ＣＯ」は光学的コントラストであり、「Ｇ」はＣＯ_{ｆｉｎａｌ}とＣＯ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}の間に与えられた差をもつ制御電圧の変動の量を規定する定数である。「Ｇ」の値は例えば５００に固定される。

停止判定基準、特にＣＯ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}がＣＯ_{ｆｉｎａｌ}に等しいかまたはほぼ等しいか、繰り返しループの最大数が到達されたという事実、が満たされるまで繰り返しが行われる（つまり精密化ステップが繰り返される）。精密化ステップの最後の繰り返しから結果として得られる制御電圧の値は、制御電圧の最終値と呼ばれる。

ディスプレイ装置１０の４６個の標本のサンプルを用いて、平均３回の繰り返しでカリブレーション方法を完了することができた。全ての場合において、初期カリブレーションステップによる電気的制御電圧の最終値の近似は、カリブレーション精密化ステップによる電気的制御電圧の最終値の近似よりも高かった。

Claims (7)

1. ディスプレイ装置（１０）の電気的制御電圧を最適化するための繰り返しによるディスプレイ装置（１０）のカリブレーション方法であって、カリブレーション方法は、ディスプレイ装置（１０）の光学的コントラストの測定と電気的制御電圧値の計算からなり、
   光学的コントラスト測定と電気的電圧値の計算は、各カリブレーションステップ中に一回行われ、
   電気的制御電圧の最適化は、電気的制御電圧の初期値から開始され電気的制御電圧の最終値で終了し、
   カリブレーション方法は、初期カリブレーションステップの手段とカリブレーション精密化ステップの手段によって行われ、
   初期カリブレーションステップは、カリブレーション方法中に一回行われ、
   カリブレーション精密化ステップは、カリブレーション方法中に一回または複数回行われ、
   初期カリブレーションステップによる電気的制御電圧の最終値の近似は、カリブレーション精密化ステップによる電気的制御電圧の最終値の近似よりも高い、
   カリブレーション方法。
2. ディスプレイ装置（１０）の電気的制御電圧の計算はデジタル的に行われる、請求項１記載のカリブレーション方法。
3. ディスプレイ装置（１０）の光学的コントラストの測定は、ディスプレイ装置（１０）の異なる部分の輝度の測定、特にディスプレイ装置（１０）の４つの部分の輝度の測定に基づいている、先行する請求項のいずれか一つに記載のカリブレーション方法。
4. ディスプレイ装置（１０）の光学的コントラストの測定のために考慮に入れられた部分は、テストパターンタイプ（１２）の画像を形成する、先行する請求項のいずれか一つに記載のカリブレーション方法。
5. 初期カリブレーションステップ中に、電気的制御電圧値の計算は標準値との比較に基づいている、先行する請求項のいずれか一つに記載のカリブレーション方法。
6. カリブレーション精密化ステップ中に、電気的制御電圧値の計算は測定された光学的コントラストと最終光学的コントラストの差に基づいている、先行する請求項のいずれか一つに記載のカリブレーション方法。
7. 初期カリブレーションステップ中およびカリブレーション精密化ステップ中のディスプレイ装置（１０）の光学的コントラスト測定は、ディスプレイ装置（１０）のバックライト（１３）の均一性の前の測定を考慮に入れる、先行する請求項のいずれか一つに記載のカリブレーション方法。

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