JP2010206661A - 輝度ムラ評価装置及び輝度ムラ評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比して、簡易かつ十分な精度で輝度ムラを評価できるようにする。
【解決手段】評価対象を撮像して得られる輝度信号をＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てると共に、前記ＲＧＢ信号を表示する表示部で前記輝度信号の輝度ムラを色ムラとして表示させる評価基準信号を残りのＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てて出力する信号処理部を有し、残りのＲＧＢ信号の少なくとも１つに評価基準信号を割り当て、撮像結果における輝度ムラを色ムラに置き換えて表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置等の輝度ムラ評価に関し、評価対象を撮像して得られる輝度信号をＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てると共に、残りのＲＧＢ信号の少なくとも１つに評価基準信号を割り当て、撮像結果における輝度ムラを色ムラに置き換えて表示することにより、簡易かつ十分な精度で輝度ムラを評価できるようにする。

従来、各種画像表示装置の製造工程等では、評価対象を目視により観察して輝度ムラを評価している。

従来、このような輝度ムラの評価に関して、評価対象を撮像して撮像結果の信号レベルを判定する方法が提案されており、特開２００８−２７０９６０号公報には、撮像結果をＬ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換して処理することにより、評価精度を向上する方法が提案されている。

特開２００８−２７０９６０号公報

ところで従来の輝度ムラ評価方法は、実用上未だ不十分な問題がある。すなわち目視による評価対象の観察では、十分に精度よく輝度ムラを評価できない問題がある。これに対して撮像結果の信号レベルを判定する方法では、構成が複雑になる問題がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易かつ十分な精度で輝度ムラを評価することができる輝度ムラ評価装置及び輝度ムラ評価方法を提案しようとするものである。

上記の課題を解決するため請求項１の発明は、輝度ムラ評価装置に適用して、撮像手段で取得した輝度信号を入力し、前記輝度信号をＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てると共に、前記ＲＧＢ信号を表示する表示部で前記輝度信号の輝度ムラを色ムラとして表示させる評価基準信号を残りのＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てて出力する信号処理部を有し、前記輝度信号の輝度ムラを前記表示部の表示画面における色ムラに置き換えて表示する。

また請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記評価基準信号が、前記輝度信号の少なくとも映像期間の交流成分の極性を反転させた信号である。

また請求項３の発明は、請求項１の構成において、前記評価基準信号が、輝度信号により表示して評価基準の輝度分布による表示画面を表示する信号である。

また請求項４の発明は、請求項１、請求項２、又は請求項３の構成において、前記信号処理部は、 一定の時間間隔で、所定時間の間、前記ＲＧＢ信号を前記輝度信号及び評価基準信号から比較基準信号に切り換え、前記輝度ムラを色ムラに置き換えた表示と、前記比較基準信号による表示とを前記一定の時間間隔で切り換える。

また請求項５の発明は、輝度ムラ評価方法に適用して、撮像手段で取得した輝度信号を入力し、前記輝度信号をＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てると共に、前記ＲＧＢ信号を表示する表示部で前記輝度信号の輝度ムラを色ムラとして表示させる評価基準信号を残りのＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てることにより、前記輝度信号の輝度ムラを前記表示部の表示画面における色ムラに置き換えて表示する。

請求項１、又は請求項５の構成によれば、撮像結果における輝度ムラを色ムラに置き換えて表示することができ、従来に比して簡易かつ確実に輝度ムラを評価することができる。

また請求項２の構成によれば、交流成分の極性を反転させた輝度信号により、元の輝度信号による色ムラを強調することができ、一段と輝度ムラの検出精度を向上することができる。

また請求項３の構成によれば、評価基準の輝度分布を基準にして色ムラを表示することができ、輝度ムラの評価基準を種々に設定することができる。

また請求項４の構成によれば、輝度ムラを色ムラに置き換えた表示と、比較基準信号による表示とを比較して輝度ムラを判定することができる。

本発明によれば、従来に比して簡易かつ十分な精度で輝度ムラを評価することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る輝度ムラ評価装置を示すブロック図である。 図１の輝度ムラ評価装置における信号処理部の説明に供する信号波形図である。 図１の輝度ムラ評価装置の動作の説明に供する図である。 図１の輝度ムラ評価装置におけるＲＧＢ信号の設定の説明に供する図である。 本発明の第２の実施の形態に係る輝度ムラ評価装置を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る輝度ムラ評価装置を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態に係る輝度ムラ評価装置を示すブロック図である。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。

（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る輝度ムラ評価装置を示す図である。この輝度ムラ評価装置１は、評価対象２を撮像装置３で撮像し、その撮像結果を信号処理部４で処理する。輝度ムラ評価装置１は、信号処理部４の処理結果を表示部５で表示し、評価対象２の輝度ムラを色ムラに置き換えて表示する。

ここで評価対象２は、例えば液晶、有機ＥＬ、プラズマディスプレイパネル等による画像表示装置の表示画面、面発光体の発光面、面発光体による照明装置、印刷物等を広く適用することができる。

撮像装置３は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたビデオカメラであり、評価対象２を撮像し、輝度信号Ｙ、色差信号によるコンポーネントビデオ信号により撮像結果を出力する。なお撮像装置３は、この輝度ムラ評価装置１における輝度ムラ検出に影響を与えない程度に、十分な均一度で撮像結果を出力できるように、光学系等が構成される。なおコンポーネントビデオ信号に代えて、コンポジットビデオ信号を出力する場合にも広く適用することができる。

信号処理部４は、撮像装置３から輝度信号Ｙを入力し、この輝度信号Ｙをバッファ回路７を介して入力時の信号レベルで出力する。また信号処理部４は、輝度ムラを色ムラとして表示させる評価基準信号を生成して出力し、この実施の形態では、この輝度信号Ｙの映像期間における交流成分のみ極性を反転して評価基準信号を生成する。なお以下において、元の輝度信号に対して、映像期間の交流成分のみ極性を反転した信号を反転信号と呼ぶ。

すなわちすなわち信号処理部４は、輝度信号Ｙを反転増幅回路８に入力し、ここで図２（Ａ）との対比により図２（Ｂ）に示すように、輝度信号Ｙの映像期間を選択的に反転増幅し、輝度信号Ｙの映像期間の極性を反転させる。信号処理部４は、直流レベル検出回路１０により、輝度信号Ｙから映像期間の直流レベルを検出する。信号処理部４は、図２（Ｂ）との対比により図２（Ｃ）に示すように、反転増幅回路８から出力される輝度信号について、直流レベル検出回路１０で検出された直流レベル（平均輝度レベルに相当する）に基づいて、レベルシフト回路９により映像期間の直流レベルを元の輝度信号Ｙの略直流レベルに補正して反転信号を生成する。

なお輝度信号Ｙの交流成分のみ極性を反転して出力する構成にあっては、この信号処理部４の構成に限らず、例えば輝度信号Ｙ全体の極性を反転して直流レベルを補正した後、同期信号を設定し直す場合等、種々の構成を広く適用することができる。また実用上十分な輝度ムラ検出精度を確保できる場合には、直流レベルの補正量を固定値としても良く、さらには直流レベルを補正する際に、併せて撮像装置３で発生する輝度ムラを補正してもよい。なお撮像装置３で発生する輝度ムラを補正する場合には、各部の輝度ムラ量に対応する補正用データをメモリから順次読み出し、ディジタルアナログ変換処理して補正用の信号を生成し、この補正用の信号により直流レベル検出回路１０の入力信号、又は直流レベル検出回路１０の出力信号及びバッファ回路７の出力信号、又は直流レベル検出回路１０の出力信号等を補正することになる。

表示部５は、Ｒ、Ｇ、Ｂ入力端子を有する表示装置であり、Ｒ、Ｇ、Ｂ入力端子に入力されるＲＧＢ信号により表示パネルに設けられた赤色、緑色、青色の画素を駆動し、このＲＧＢ信号によるカラー画像を表示する。この実施の形態において、表示部５は、バッファ回路７の出力信号がＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てられる。またレベルシフト回路９から出力される反転信号が残りのＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てられる。なおバッファ回路７の出力信号、反転信号をそれぞれＲＧＢ信号の１つに割り当てる場合、残りのＲＧＢ信号については、バッファ回路７の出力信号、又は反転信号を割り当てるようにしても良く、又は何れの信号も割り当てないようにしても良く、さらには固定した直流値を割り当てるようにしてもよい。なおこの実施の形態では、バッファ回路７の出力信号及び反転信号を、それぞれＧ信号、Ｒ信号の入力端子に入力する。

（１−２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、この輝度ムラ評価装置１では、輝度ムラの検査に供する評価対象２を撮像装置３で撮像し、その撮像結果による輝度信号Ｙが信号処理部４で２系統に分配されて処理された後、この２系統の信号がそれぞれＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てられて表示部５に入力されて表示される。ここで信号処理部４において、２系統に分配された輝度信号Ｙのうちの１系統の輝度信号Ｙは、バッファ回路７を介して元の信号レベルで表示部５に出力される。

またさらに２系統の輝度信号のうちの残り１系統の輝度信号Ｙは、反転増幅回路８により映像期間の極性が反転された後、直流レベル検出回路１０で検出された直流レベルにより元の直流レベルに補正されて出力される。その結果、この残り１系統の輝度信号Ｙは、映像期間の交流成分のみ極性が反転され、他の１系統の輝度信号Ｙによる色ムラの表示を強調する方向に信号レベルの変化が設定されて出力される。これにより輝度ムラ評価装置１では、撮像結果における輝度ムラが表示部５では色ムラに置き換えられて表示され、従来に比して簡易かつ十分な精度により輝度ムラを評価することが可能となる。またさらに輝度ムラ評価装置１では、表示部５における色ムラを強調して表示することができ、一段と精度良く、輝度ムラを評価することができる。

すなわち図３（Ａ）に示すように、評価対象２の左右にそれぞれ輝度の高い部位及び輝度の低い部位が存在するものとする。またバッファ回路７の出力信号及びレベルシフト回路９から出力される反転信号を、それぞれＧ信号、Ｒ信号の入力端子に入力し、残りのＢ端子には、何ら信号を入力しないものとする。

この場合、図３（Ｂ）に示すように、評価対象の中央部分を水平方向に見た場合、バッファ回路７の出力信号Ｇは、評価対象２の輝度レベルに対応して輝度レベル（信号レベル）が変化することになる。なおこの図３（Ｂ）に対応する部位を図３（Ａ）では一点鎖線により示す。これに対して反転信号Ｒは、バッファ回路７の出力信号とは逆に、評価対象２の輝度レベルが高い部位で輝度レベルが低下し、評価対象２の輝度レベルが低い部位では輝度レベルが増大することになる。その結果、表示部５の表示画面では、全体が略黄色に表示されるが、評価対象２において輝度レベルの高い部位に対応する部位が緑色を帯びて表示されることになる。またこれとは逆に評価対象２において輝度レベルの低い部位に対応する部位が赤色を帯びて表示されることになる。その結果、輝度ムラ評価装置１では、評価対象の輝度ムラを表示部５における色ムラにより評価することができ、従来に比して簡易かつ精度良く輝度ムラを評価することができる。

特に人間の目は、緑色及び赤色の中間色で視感度が高いことから、この実施の形態のように、２系統の輝度信号をＲＧＢ信号のＲ信号及びＧ信号に割り当て、輝度ムラを色ムラに置き換えて評価可能とすることにより、一段と精度良く輝度ムラを評価することができる。

これに対して例えばバッファ回路７の出力信号をＧ信号、Ｂ信号に割り当て、反転信号をＲ信号に割り当てた場合、図３との対比により図４に示すように、全体が略白色に表示されるが、輝度レベルの高い部位に対応する部位が水色を帯びて表示されることになる。またこれとは逆に輝度レベルの低い部位に対応する部位が赤色を帯びて表示されることになる。その結果、この場合も、輝度ムラ評価装置１では、評価対象の輝度ムラを色ムラに置き換えて評価することができ、従来に比して簡易かつ精度良く輝度ムラを評価することができる。

（１−３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、評価対象を撮像して得られる輝度信号をＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てると共に、残りのＲＧＢ信号の少なくとも１つに評価基準信号を割り当て、撮像結果における輝度ムラを色ムラに置き換えて表示することにより、従来に比して簡易かつ十分な精度で輝度ムラを評価することができる。

またこの評価基準信号が、輝度信号の交流成分のみ極性を反転させた信号であることにより、色ムラを強調して表示することができ、一段と精度良く輝度ムラを評価することができる。

（２）第２の実施の形態
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る輝度ムラ評価装置を示すブロック図である。この輝度ムラ評価装置１１は、信号処理部４に代えて信号処理部１４が適用される。この輝度ムラ評価装置１１は、この信号処理部１４に関する構成が異なる点を除いて第１の実施の形態の輝度ムラ評価装置１と同一に構成される。

ここで信号処理部１４は、可変利得増幅回路１５に輝度信号Ｙを入力し、ユーザーの指示した利得により増幅して出力する。また続くレベルシフト回路１６により、この可変利得増幅回路１５から出力される輝度信号Ｙの直流レベルを、ユーザーの指示した直流レベルに補正する。信号処理部１４は、このレベルシフト回路１６の出力信号をＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てて表示部５に出力する。なおこの場合、同期信号を設定し直すようにしてもよい。

また信号処理部１４は、残りのＲＧＢ信号については、ユーザーの指示した直流レベルにより映像期間の直流レベルを設定して表示部５に出力する。その結果、この輝度ムラ評価装置１１ではレベルシフト回路１６で設定する直流レベル及び残りのＲＧＢ信号の直流レベルを調整して、表示部５の表示画面をユーザーの所望する色彩、輝度レベルに設定して色ムラを表示することができ、ユーザーの使い勝手を一段と向上することができる。

また可変利得増幅回路１５における利得の調整により、表示部５で表示する色ムラの程度を種々に調整することができ、これによってもユーザーの使い勝手を向上することができる。なおこれによりこの実施の形態では、Ｒ信号及びＢ信号が、表示部５で輝度信号Ｙの輝度ムラを色ムラとして表示させる評価基準信号となる。

なおこの図５では、レベルシフト回路１６の出力信号をＧ信号に割り当てる場合を示しているが、Ｇ信号に代えて、Ｂ信号又はＲ信号に割り当てるようにしてもよい。またこれらに代えて、レベルシフト回路１６の出力信号をＲＧＢ信号のうちの任意の２つの信号に割り当てるようにしてもよい。また可変利得増幅回路１５に反転増幅回路を適用するようにしてもよい。

この実施の形態によれば、撮像結果における輝度ムラを色ムラに置き換えて表示するようにして、表示部に入力するＲＧＢ信号の直流レベルを調整可能とすることにより、表示部５の表示画面をユーザーの所望する色彩、輝度レベルに設定し、この表示における色ムラにより輝度ムラを表示することができ、ユーザーの使い勝手を向上することができる。

また輝度信号の利得を調整可能とすることにより、表示部５で表示する色ムラの程度を種々に調整することができ、これによってもユーザーの使い勝手を向上することができる。

（３）第３の実施の形態
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る輝度ムラ評価装置を示すブロック図である。この輝度ムラ評価装置２１は、信号処理部４に代えて信号処理部２４が適用される。この輝度ムラ評価装置２１は、この信号処理部２４に関する構成が異なる点を除いて第１の実施の形態の輝度ムラ評価装置１と同一に構成される。

ここで信号処理部２４は、輝度信号Ｙをバッファ回路７に入力し、入力時の信号レベルで出力する。メモリ制御回路２５は、輝度信号Ｙの垂直同期信号ＶＤ、水平同期信号ＨＤを基準にしてメモリ２６の読み出しを制御し、メモリ２６は、このメモリ制御回路２５の制御により、評価基準データを順次出力する。ここで評価基準データは、評価基準信号を生成するためのデータであり、この実施の形態では、この評価基準信号に、輝度信号により表示して評価基準の輝度分布による表示画面を表示する信号が適用される。より具体的に、この輝度ムラ評価装置２１では、評価基準信号は、例えば撮像結果の画面中央部で最も信号レベルが大きくなり、周辺部に向かうに従って除々に小さくなるように設定される。ディジタルアナログ変換回路（ＤＡ）２７は、この評価基準データをディジタルアナログ変換処理し、評価基準信号を生成する。

この輝度ムラ評価装置２１は、この評価基準信号を表示部５のＲ信号、Ｂ信号の入力端子に入力し、バッファ回路７の出力信号をＧ信号の入力端子に入力する。なおバッファ回路７の出力信号をＲ信号、又はＢ信号の入力端子に入力し、評価基準信号を残りの入力端子に入力するようにしてもよい。またこれらの信号入力を、バッファ回路７の出力信号と評価基準信号とで入れ換えるようにしてもよい。またバッファ回路７の出力信号に代えて反転信号を適用するようにしてもよい。

以上の構成によれば、評価基準信号に対する輝度レベルの差異を色ムラとして表示することができ、一段と使い勝手を向上することができる。

（４）第４の実施の形態
この実施の形態の輝度ムラ評価装置は、所望のフォーマットにより撮像結果を取得し、この撮像結果を演算処理して輝度信号を生成する。この輝度ムラ評価装置は、この輝度信号を上述の第１〜第３の実施の形態と同様に処理する。なおこのフォーマットは、例えばＲＧＢ信号、ディジタルビデオ信号等である。

また表示部５に対してＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を演算処理して所望のフォーマットのビデオ信号により出力する。なおこのフォーマットは、例えばコンポジットビデオ信号、コンポーネントビデオ信号、ディジタルビデオ信号等である。

この実施の形態によれば、種々のフォーマットでビデオ信号を入出力する撮像装置、表示装置を広く適用することができる。

（５）第５の実施の形態
図７は、図６との対比により、本発明の第５の実施の形態に係る輝度ムラ評価装置を示すブロック図である。この輝度ムラ評価装置３１は、信号処理部４に代えて信号処理部３４が適用される。この輝度ムラ評価装置３１は、この信号処理部３４に関する構成が異なる点を除いて上述の輝度ムラ評価装置と同一に構成される。

ここでこの輝度ムラ評価装置３１は、減算回路３２、３３により、ディジタルアナログ変換回路２７の出力信号をバッファ回路７の出力信号から減算し、その結果得られる減算値をディジタルアナログ変換回路２７の出力信号からさらに減算して表示部５に出力する。

この実施の形態によれば、メモリ２６に保持された評価基準データによる評価基準信号を基準にして、色ムラを強調して表示することができ、一段と輝度ムラ検出精度を向上することができる。

（６）第６の実施の形態
この実施の形態の輝度ムラ評価装置は、上述の第１〜第５の実施の形態による輝度ムラを色ムラに置き換えた表示と、対応するＲＧＢ信号を比較基準信号に設定した表示とを、一定の時間間隔で交互に繰り返す。なおここでこの比較基準信号は、評価基準の輝度分布による表示画面を表示する信号であり、例えば一定の信号レベルの信号が適用される。

この実施の形態によれば、輝度ムラを色ムラに置き換えた表示と、比較基準信号による評価基準の輝度分布による表示とを、一定の時間間隔で交互に繰り返すことにより、これら２種類の表示の対比により一段と色ムラを認識可能に設定して輝度ムラの検出精度を向上することができる。

（６）他の実施の形態
なお本発明は、上述の実施の形態に限定されるものでは無く、その趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施の形態を種々に組み合わせ、さらには上述の実施の形態に種々に変形を加えた形態とすることができる。

本発明は、例えば液晶、有機ＥＬ、プラズマディスプレイパネル等による画像表示装置、面発光体、面発光体による照明装置、印刷物等の輝度ムラの検査に適用することができる。

１、１１、２１、３１‥‥輝度ムラ評価装置、２‥‥評価対象、３‥‥撮像装置、４、１４、２４、３４‥‥信号処理部、５‥‥表示部

Claims (5)

1. 撮像手段で取得した輝度信号を入力し、前記輝度信号をＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てると共に、
   前記ＲＧＢ信号を表示する表示部で前記輝度信号の輝度ムラを色ムラとして表示させる評価基準信号を残りのＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てて出力する信号処理部を有し、
   前記輝度信号の輝度ムラを前記表示部の表示画面における色ムラに置き換えて表示する
   ことを特徴とする輝度ムラ評価装置。
2. 前記評価基準信号が、前記輝度信号の少なくとも映像期間の交流成分の極性を反転させた信号である
   ことを特徴とする請求項１に記載の輝度ムラ評価装置。
3. 前記評価基準信号が、輝度信号により表示して評価基準の輝度分布による表示画面を表示する信号である
   ことを特徴とする請求項１に記載の輝度ムラ評価装置。
4. 前記信号処理部は、
   一定の時間間隔で、所定時間の間、前記ＲＧＢ信号を前記輝度信号及び評価基準信号から比較基準信号に切り換え、前記輝度ムラを色ムラに置き換えた表示と、前記比較基準信号による表示とを前記一定の時間間隔で切り換える
   ことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の輝度ムラ評価装置。
5. 撮像手段で取得した輝度信号を入力し、前記輝度信号をＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てると共に、
   前記ＲＧＢ信号を表示する表示部で前記輝度信号の輝度ムラを色ムラとして表示させる評価基準信号を残りのＲＧＢ信号の少なくとも１つに割り当てることにより、
   前記輝度信号の輝度ムラを前記表示部の表示画面における色ムラに置き換えて表示する
   ことを特徴とする輝度ムラ評価方法。
   

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