JP2021165779A - 光量測定装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置の校正処理において、低輝度での測定時間を短縮することができる光量測定装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】光量測定装置は、光源を備える光源部と、前記光源から発せられた光が透過する透過パネルを備える表示部と、前記表示部を透過した光量を測定する受光部と、前記表示部のキャリブレーションにおいて、前記光源の光量を増加させるか、前記表示部の透過率を増加させることにより、前記受光部で測定される輝度が、測定階調に対応する理想輝度よりも高輝度となるように制御する制御部とを有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、透過ディスプレイの光量測定装置および光量測定装置の制御方法に関する。

近年、映像制作、印刷用または製版用原稿作成、フォトレタッチ、医用画像閲覧など様々な用途において、液晶ディスプレイをはじめとする表示装置は、高精度な輝度および色再現が求められるようになっている。このような表示装置では、表示の精度を保つため、キャリブレーションと呼ばれる校正処理が行われる。

校正処理は、表示装置の特性を高精度に測定するため、分光式の測定器を用いる場合がある。分光式の測定器は、表示装置の特性を高精度に測定できる反面、低輝度では測定時間が長くなる傾向がある。このような課題を解決するために、測定時間の短縮化を図るキャリブレーション技術が開示されている。例えば、特許文献１は、キャリブレーションの際に、バックライト（以後、光源とも称する）の輝度および液晶の透過率を上昇させ、測定時間を短縮する方法を開示している。

特開２０１５−１２１５０７号公報

しかしながら、光源輝度を上昇させるパターン、液晶透過率を上昇させるパターンおよび両方を上昇させるパターンの計３回、表示装置を測定するため測定時間の短縮効果は、十分に得られない。

そこで本発明は、表示装置の校正処理において、低輝度での測定時間を短縮することができる光量測定装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光量測定装置は、
光源を備える光源部と、
前記光源から発せられた光が透過する透過パネルを備える表示部と、
前記表示部を透過した光量を測定する受光部と、
前記表示部のキャリブレーションにおいて、前記光源の光量を増加させるか、前記表示部の透過率を増加させることにより、前記受光部で測定される輝度が、測定階調に知応する理想輝度よりも高輝度となるように制御する制御部と
を有することを特徴とする。

本発明によれば、表示装置の校正処理において、低輝度での測定時間を短縮することができる。

光量測定装置の構成を例示するブロック図である。 測定画像を例示する図である。 記憶部に格納されるデータを説明する図である。 実施形態１に係る光量測定処理を例示するフローチャートである。 実施形態２に係る光量測定処理を例示するフローチャートである。 実施形態２に係るキャリブレーション終了予定時刻の表示例である。 実施形態２に係る記憶部に格納されるデータを説明する図である。 実施形態３に係る光量測定装置の構成を例示するブロック図である。 実施形態３に係る光量測定処理を例示するフローチャートである。 測定階調番号ごとの光源部温度を例示する図である。 光源の点灯および応答性の影響について説明する図である。 変形例２に係る光量測定処理を例示するフローチャートである。 光源の点灯と測定時間との関係を説明する図である。

＜実施形態１＞
（装置構成）
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。図１は、光量測定装置１０の構成を例示するブロック図である。

本発明の光量測定装置１０は、測定画像生成部１００、補正部１０１、表示部１０２、光源部１０３、受光部１０４、記憶部１０５、および制御部１０６を有する。光量測定装置１０の各部は、各種信号を流すバス１０７により相互に接続される。

測定画像生成部１００は、表示装置の校正処理（以下、キャリブレーションとも称する）をする場合に、予め定められた測定階調および表示画面に対する面積比に応じて、測定画像を生成する。測定画像生成部１００は、制御部１０６から、キャリブレーションを実施するか否かの指示を受け付ける。キャリブレーションを実施する場合、測定画像生成部１００は、測定階調および表示画面に対する面積比を制御部１０６から取得する。

図２を参照して、測定画像について説明する。図２は、測定画像を例示する図である。図２の例では、測定画像生成部１００は、制御部１０６から、測定階調値として４０９５（１２ｂｉｔ）、表示画面に対する面積比として１０％を取得する。この場合、測定画像生成部１００は、図２で示すように、画面中央を基準とした面積１０％、階調値４０９５のパッチ２０１、および階調値０の背景２０２を表示する測定画像を生成する。なお、背景２０２の階調値は、０に限られず、４０９５より小さい階調値であればよい。

測定画像生成部１００は、キャリブレーションを実施する場合、生成した測定画像を映像信号として補正部１０１へ出力する。また、測定画像生成部１００は、キャリブレーションを実施しない場合は、外部装置から受信した入力映像信号を映像信号として補正部１０１へ出力する。

補正部１０１は、測定画像生成部１００が出力した映像信号に対して、ガンマ補正または色補正などの補正を実施する。ここでは、補正部１０１による補正は、ガンマ補正であるものとして説明する。

補正部１０１は、映像信号に対してガンマ補正を実施する場合、予め記憶部１０５に格納された補正テーブル用いる。補正部１０１は、補正テーブルをルックアップ（参照）し、映像信号の階調値に基づいて補正後の映像信号を生成する。補正部１０１は、生成した補正後の映像信号を表示部１０２へ出力する。映像信号の補正は、補正テーブルのルックアップに限られず、計算で求めることにより補正してもよい。また、補正テーブルは、キャリブレーション処理において生成したものであってもよい。

表示部１０２は、補正部１０１から出力される補正後の映像信号を表示する。表示部１０２は、補正後の映像信号に応じて透過率を変更できる透過パネルを搭載する。

光源部１０３は、表示部１０２に表示された映像を照らす光源を備える。光源部１０３は、制御部１０６で生成されたパルス幅変調（以降、ＰＷＭ）に応じて光源の光量を制御する。受光部１０４は、表示部１０２の輝度および色を測定する。

記憶部１０５は、補正値や補正に関する情報を記憶するための記録媒体であり、半導体メモリや光ディスク、磁気ディスク等から構成される。具体的には、記憶部１０５は、ガンマ補正のための補正テーブル、キャリブレーション処理での測定階調および理想輝度、受光部１０４で使用するセンサの種類に応じた測定時間、ならびに輝度に応じた安定時間などを記憶する。

図３を参照して、記憶部１０５で記憶するデータについて説明する。図３は、記憶部に格納されるデータを説明する図である。図３では、記憶部１０５に格納されるデータは、テーブル形式で示される。

図３（Ａ）は、ガンマ補正の補正テーブル３０１を例示する。補正テーブル３０１は、入力階調値ごとに補正値を対応づける。記憶部１０５は、ガンマ補正の種類ごとに補正テーブル３０１を記憶するようにしてもよい。例えば、ガンマ補正の種類は、ＢＴ．７０９規格のガンマ２．２、ならびにＢＴ．２１００規格のガンマであるＨＬＧ（Ｈｙｂｒｉｄ
Ｌｏｇ Ｇａｍｍａ）方式およびＰＱ（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ、ＳＴ２０８４）方式などである。

補正部１０１は、ユーザが入力するガンマ設定に応じた補正テーブル３０１を、記憶部１０５から選択して取得する。また、記憶部１０５は、キャリブレーション処理で測定した結果から作成するガンマ補正テーブルを格納するための領域を、予め確保しておくことが望ましい。

図３（Ｂ）は、キャリブレーション処理での測定階調と理想輝度とを対応づける理想輝度テーブル３０２を例示する。理想輝度テーブル３０２は、測定階調番号Ｎに対する測定階調値を、その階調を表示した際の理想輝度と対応づける。記憶部１０５は、ガンマ補正の種類ごとに理想輝度テーブル３０２を記憶する。制御部１０６は、ユーザが入力するガンマ設定に応じた理想輝度テーブル３０２を選択して取得する。

図３（Ｃ）は、キャリブレーションの目標輝度と、受光部１０４のセンサの種類に応じた測定時間とを対応づける測定時間テーブル３０３を例示する。目標輝度は、ユーザがキャリブレーションを実施する際に設定する輝度の目標値である。ユーザは、目標輝度ごとにキャリブレーションを実施することができる。

センサの種類は、例えば、フィルタ式、分光式などである。測定時間テーブル３０３は、キャリブレーションの目標輝度と、センサの種類に応じた目安の測定時間を格納する。制御部１０６は、ユーザが入力したキャリブレーション設定の目標輝度およびセンサ情報（センサの種類）に従って、測定時間テーブル３０３から目安となる測定時間取得する。

図３（Ｄ）は、キャリブレーションの目標輝度および現在の表示輝度に応じて、測定が安定するまでの目安時間を格納する安定時間テーブル３０４を例示する。測定が安定するまでの目安時間は、表示部１０２での表示および光源による発光が安定するまでの時間（以下、安定時間とも称する）である。制御部１０６は、現在の表示輝度からユーザが入力したキャリブレーション設定の目標輝度に切り替える場合に、安定時間テーブル３０４か
ら安定時間を取得することができる。

制御部１０６は、ユーザが入力する画質設定およびキャリブレーション設定に基づいて各部を制御する。キャリブレーション設定は、輝度、ガンマ、色温度、色域、ローカルディミングなどの画質目標値のほかに、受光部１０４で使用するセンサの種類などの設定も含む。なお、画質設定およびキャリブレーション設定は、ユーザが入力する場合に限られず、予め設定された値であってもよい。制御部１０６は、キャリブレーションが開始されると、画質目標値に基づいて、測定画像生成部１００に測定画像を生成させる。測定画像生成部１００は、生成した測定画像を補正部１０１へ出力する。

例えば、バックライトの明るさを制御するローカルディミングがオフの場合、制御部１０６は、測定画像生成部１００に対し、測定階調値を全面に表示するように指示する。ローカルディミングがオンの場合、制御部１０６は、測定画像生成部１００に対し、測定階調値を指定面積比で表示するように指示する。

キャリブレーション設定におけるガンマ設定がＰＱの場合、制御部１０６は、記憶部１０５からＰＱ用の補正テーブルを取得し、補正部１０１へ転送する。補正部１０１は、転送されたＰＱ用の補正テーブルを参照し、映像信号の階調値に応じて補正した映像信号を表示部１０２へ出力する。また、制御部１０６は、補正後の映像信号に応じてＰＷＭを生成し光源部１０３へ出力する。

制御部１０６は、最大階調と最小階調のＰＷＭを予め規定すれば、中間階調のＰＷＭは線形補間で求めることができる。また、ＰＷＭは、予め記憶部１０５のテーブルなどで、各階調値に対応する値が格納されるようにしてもよい。

例えば、ローカルディミングがオフの場合、制御部１０６は、補正後の映像信号の階調平均値をもとにＰＷＭを生成する。また、ローカルディミングがオンの場合、制御部１０６は、図２に示すパッチ２０１と背景２０２とで別々のＰＷＭを生成する。ここで生成するＰＷＭは、補正部１０１から出力される補正後の映像信号の階調値に対し理想輝度となるような光量を示す。理想輝度は、規格に準じた輝度である。

表示部１０２および光源部１０３は、経年劣化および温度により規格からずれるため、キャリブレーションによって補正される。制御部１０６は、表示部１０２が補正後の映像信号を表示したのち、受光部１０４に対し、現在の表示輝度および色度を測定する指示を送信する。受光部１０４は、制御部１０６からの指示に従って輝度および色度の測定を繰り返し、測定結果を制御部１０６へ出力する。制御部１０６は、測定結果から補正値を算出し、記憶部１０５へ記憶する。

キャリブレーション設定の目標輝度が２０００ｎｉｔ、ガンマ設定がＰＱの場合、図３（Ａ）の補正テーブル３０１より、入力階調値６４に対する補正後の映像信号の階調値（補正値）は１１となる。補正後の階調値１１の信号を表示部１０２に表示する場合、理想輝度は０．００５である。実際に測定した輝度が０．００６だった場合、理想輝度よりも０．００１高いため、測定階調値６４の補正値は、１０以下とすればよい。低輝度の状態を測定する場合、受光部１０４のセンサの種類によっては、測定時間がかかる場合がある。以下の実施形態１では測定時間を短縮する方法について説明する。

キャリブレーション終了後、補正部１０１は、キャリブレーションにおいて作成した補正テーブルを参照して映像信号を補正し、補正後の映像を表示部１０２へ表示する。

（光量測定処理）
以下、図１および図４を参照して、実施形態１に係る光量測定処理について説明する。図４は、実施形態１に係る光量測定処理を例示するフローチャートである。実施形態１では、キャリブレーション設定におけるガンマ設定をＰＱとし、図３（Ｂ）に示す複数の測定階調（測定階調番号Ｎ＝１〜２１）での理想輝度を用いて説明する。ローカルディミング設定は、オンであるものとする。表示部１０２は、表示画面に対する面積比が１０％のパッチを表示し、受光部１０４が輝度を測定することを前提とする。以下、測定階調番号Ｎでの輝度は、輝度Ｙ（Ｎ）と記載する。

Ｓ４００では、制御部１０６は、記憶部１０５から測定階調番号Ｎに対する理想輝度を格納する理想輝度テーブル３０２を取得する。制御部１０６は、測定階調番号Ｎ＝２として測定を開始する。制御部１０６は、複数の測定階調に対して、Ｓ４０１からＳ４０４では測定階調番号Ｎが偶数の場合、Ｓ４０６からＳ４０９では測定階調番号Ｎが奇数の場合の測定処理を実施する。

Ｓ４０１では、制御部１０６は、測定階調番号Ｎが２１以下であるか否かを判定する。測定階調番号Ｎが２１以下である場合、処理はＳ４０２へ進み、２１よりも大きい場合、処理はＳ４０５へ進む。

Ｓ４０２では、光源部１０３は、測定階調番号Ｎの測定階調値に対して理想輝度となるような光量（ＰＷＭ）で発光する。これとともに、表示部１０２は、実際に表示するパッチ２０１の階調を、測定階調番号２１での測定階調値である３６９６として表示する。すなわち、測定階調番号Ｎが偶数の場合には、制御部１０６は、表示部１０２の透過率を最大測定階調での透過率に固定して、光源部１０３による光量の変化を測定する。

Ｓ４０３では、制御部１０６は、受光部１０４に対して輝度Ｙ（Ｎ）の測定を指示する。Ｓ４０２で説明したように、表示部１０２の透過率を上げて高輝度で測定することができるため、受光部１０４による測定時間は短縮される。受光部１０４は、測定結果である輝度Ｙ（Ｎ）を制御部１０６へ出力する。

Ｓ４０４では、制御部１０６は、測定階調番号Ｎの次の偶数番目の階調で測定するため、Ｎに２を加算してＮ＋２とする。処理は、Ｓ４０１へ戻る。制御部１０６は、２１階調の偶数番目の階調での測定が終了するまで、Ｓ４０１からＳ４０４までの処理を繰り返して測定を実施する。

Ｓ４０５では、制御部１０６は、測定階調番号Ｎ＝１を設定し、測定階調番号Ｎが奇数の場合の測定を開始する。

Ｓ４０６では、制御部１０６は、測定階調番号Ｎが２１以下であるか否かを判定する。測定階調番号Ｎが２１以下の場合、処理はＳ４０７へ進み、２１よりも大きい場合、図４に示す処理は終了する。

Ｓ４０７では、制御部１０６は、測定階調番号２１での測定階調値３６９６に対して理想輝度となるような光量（ＰＷＭ）で光源部１０３を点灯させる。なお、Ｓ４０１からＳ４０４までの処理によって、光源の光量（ＰＷＭ）は、測定階調番号＝２０の場合の光量に設定されている。ＰＷＭは、測定階調番号Ｎ、すなわち測定階調値に応じて大きくなるため、Ｓ４０７でのＰＷＭの切り替わりはスムーズになる。

表示部１０２は、測定階調番号Ｎに応じた測定階調値のパッチ２０１を表示する。すなわち、測定階調番号Ｎが奇数の場合には、制御部１０６は、光源部１０３の光量を最大測定階調での光量に固定して、表示部１０２の透過率を測定する。

Ｓ４０８では、制御部１０６は、受光部１０４に対して輝度Ｙ（Ｎ）の測定を指示する。Ｓ４０７で説明したように、光源部１０３からの光量を上げて高輝度で測定することができるため、受光部１０４による測定時間は短縮される。受光部１０４は、測定結果である輝度Ｙ（Ｎ）を制御部１０６へ出力する。

Ｓ４０９では、制御部１０６は、測定階調番号Ｎの次の奇数番目の階調で測定するため、Ｎに２を加算してＮ＋２とする。処理は、Ｓ４０６へ戻る。制御部１０６は、２１階調の奇数番目の階調での測定が終了するまで、Ｓ４０６からＳ４０９までの処理を繰り返して測定を実施する。図４で例示したように、最初に表示部１０２の透過率を固定してバックライトの強度を変化させた測定を実施し、次に光源の光量（強度）を固定して表示部１０２の透過率を変化させることで、効率良く測定することができる。

図４の測定処理によって得られた輝度Ｙ（Ｎ）は、表示部１０２の透過率および光源部１０３からの光量を制御しない場合と比べて高輝度となっている。すなわち、測定によって得られる輝度Ｙ（Ｎ）は、キャリブレーションにおいて設定する目標値から得られた階調ごとの理想輝度よりも高い輝度値となる。このため、キャリブレーション後の補正テーブルは、得られた輝度Ｙ（Ｎ）を換算することにより求められる。

図４の例では、測定階調番号Ｎが偶数の場合と奇数の場合とで表示部１０２および光源部１０３の制御方法が異なるため、得られた輝度Ｙ（Ｎ）は、測定階調番号Ｎが偶数か奇数かに応じて別々に換算される。換算後の輝度Ｙｍ（Ｎ）は、以下のように算出される。（１）Ｎが偶数の場合
Ｙｍ（Ｎ）＝｛Ｙ（Ｎ）×Ｙｒ（Ｎ）×ＰＷＭ（２１）｝
÷｛Ｙｒ（２１）×ＰＷＭ（Ｎ）｝
Ｙｒ（Ｎ）：測定階調番号Ｎに対する理想輝度
（２）Ｎが奇数の場合
Ｙｍ（Ｎ）＝Ｙ（Ｎ）×｛ＰＷＭ（Ｎ）÷ＰＷＭ（２１）｝
制御部１０６は、換算後の輝度Ｙｍ（Ｎ）と理想輝度Ｙｒ（Ｎ）との差分から補正テーブルを生成することが可能となる。

理想輝度よりも高輝度状態で測定するため、表示部１０２の透過率および光源部１０３からの光量は、それぞれ最大測定階調での透過率および光量に固定して測定する例を示したが、これに限られない。表示部１０２の透過率および光源部１０３からの光量は、それぞれ測定階調よりも大きい階調での透過率および光量を混在させて測定してもよい。

また、制御部１０６は、理想輝度よりも高輝度で測定中に、測定輝度と理想輝度との乖離が所定の閾値以下になると判定された測定階調に対する測定を間引いても（行わなくても）よい。測定輝度と理想輝度との乖離は、理想輝度が高くなるにつれて減少する。このため、測定輝度と理想輝度との乖離が所定の閾値以下になるか否かは、例えば、理想輝度が３００ｎｉｔ以上であるか否かによって判定してもよい。

また、理想輝度より高輝度での測定は、低輝度で測定する場合のみ適応してもよい。低輝度であるか否かは、例えば、理想輝度が１ｎｉｔ以下であることなど、理想輝度によって判定されてもよく、実輝度または測定階調が所定の閾値以下であるか否かによって判定されてもよい。

本実施形態の光量測定装置１０によれば、高輝度での輝度値の測定が可能となり、キャリブレーションにおける測定時間を短縮することができる。

＜実施形態２＞
実施形態２では、光量測定装置１０は、キャリブレーションにかかる時間を推測してユーザに通知する。光量測定装置１０は、例えば、キャリブレーション開始時に、推測した時間をユーザに通知することができる。実施形態２に係る光量測定装置の構成は、図１に示す実施形態１に係る光量測定装置１０と同様であるため、説明は省略する。

（光量測定処理）
以下、図１および図５を参照して、実施形態２に係る光量測定処理について説明する。図５は、実施形態２に係る光量測定処理を例示するフローチャートである。Ｓ５００では、制御部１０６は、ユーザが入力するキャリブレーション設定を取得する。キャリブレーション設定は、キャリブレーションの目標輝度およびセンサ情報を含む。

Ｓ５０１では、制御部１０６は、キャリブレーションの目標輝度およびセンサ情報を取得する。図５の例では、目標輝度は２０００ｎｉｔ、センサ情報は分光式であるものとして説明する。

Ｓ５０２では、制御部１０６は、ユーザが入力する画質設定で設定されている現在の表示輝度を取得する。図５の例では、表示輝度は１００ｎｉｔであるものとして説明する。

Ｓ５０３では、制御部１０６は、記憶部１０５の安定時間テーブル３０４を参照して、測定が安定するまでの目安時間を取得する。制御部１０６は、Ｓ５０１で取得した目標輝度（２０００ｎｉｔ）、およびＳ５０２で取得した表示輝度（１００ｎｉｔ）から、測定が安定するまでの目安時間６００（ｓ）を取得することができる。

Ｓ５０４では、制御部１０６は、記憶部１０５の測定時間テーブル３０３を参照して、測定時間を取得する。制御部１０６は、Ｓ５０１で取得した目標輝度（２０００ｎｉｔ）およびセンサ情報（分光式）から、測定時間４００（ｓ）を取得することができる。

Ｓ５０５では、制御部１０６は、キャリブレーションにかかる時間を計算する。制御部１０６は、Ｓ５０３で取得した目安時間およびＳ５０４で取得した測定時間から、以下のようにキャリブレーション時間を計算する。
キャリブレーション時間 ＝ 測定が安定するまでの目安時間（６００ｓ）
＋測定時間（４００ｓ）
＝１０００（ｓ）

Ｓ５０６では、制御部１０６は、キャリブレーションの終了予定時刻を推測する。制御部１０６は、現在時刻を取得し、Ｓ５０５で計算したキャリブレーション時間を加算して、以下のように終了予定時刻を推測する。
キャリブレーション終了予定時刻 ≒ 現在時刻 ＋ キャリブレーション時間

Ｓ５０７では、制御部１０６は、Ｓ５０６で推測したキャリブレーション終了予定時刻を、キャリブレーション開始時に表示するバナーとともに表示部１０２へ出力する。表示部１０２は、制御部１０６が出力した時間をバナーとともに表示する。

図６を参照して、表示部１０２が表示するバナーについて説明する。図６は、キャリブレーション終了予定時刻の表示例である。バナー６０１は、キャリブレーション開始案内とともに終了予定時刻６０２を表示する。キャリブレーション終了予定時刻は、キャリブレーションする環境に応じて前後する可能性があるため、誤差を含めた表記、例えば終了予定時刻±ＸＸのように表記されてもよい。

終了予定時刻６０２は、図６のようなキャリブレーション開始前のバナー６０１に表示される場合に限られない。終了予定時刻６０２は、キャリブレーション用のＧＵＩ上に進捗バナーがある場合には、キャリブレーションの実施中、進捗バナーに隣接する位置、またはキャリブレーション用のＧＵＩ上の余白部分に表示されるようにしてもよい。

キャリブレーション終了予定時刻の精度を向上させるため、表示部１０２または光源部１０３に温度センサを搭載し、制御部１０６は、温度センサから情報に基づいてキャリブレーション時間を計算してもよい。また、制御部１０６は、キャリブレーション設定における色温度、ローカルディミングなどの設定情報も加えてキャリブレーション時間を計算してもよい。

図７を参照して、色温度またはローカルディミングなどの設定情報も加えてキャリブレーション時間を推測する例について説明する。図７は、実施形態２に係る記憶部１０５に格納されるデータを説明する図である。

図７（Ａ）は、センサの種類に応じた受光部１０４による測定時間を、ローカルディミングの設定に応じて細分化した測定時間テーブル７０１である。測定時間テーブル７０１は、目標輝度が１００ｎｉｔ、センサが分光式である場合、ローカルディミングのオン／オフに応じて、異なる測定時間を設定している。すなわち、目標輝度が１００ｎｉｔ、センサが分光式である場合の測定時間は、ローカルディミングがオンであれば６００ｓ、オフであれば８００ｓとなる。

図７（Ｂ）は、表示輝度に応じた測定が安定するまでの目安時間を、色温度の設定に応じて細分化した安定時間テーブル７０２である。安定時間テーブル７０２は、目標輝度および表示輝度がいずれも２０００ｎｉｔの場合に、色温度および現在の温度センサの情報に応じて、測定が安定するまでの目安時間を細分化して設定している。

上述の光量測定装置１０によれば、ユーザは、キャリブレーション開始時またはキャリブレーションの実施中に目安となる終了予定時刻を知ることができる。このため、ユーザは、キャリブレーション前にエージングする（モニターの電源をつけてからモニターの表示が安定するまでの一定時間、モニターを表示した状態にする）行為を省くことができる。

＜実施形態３＞
光源輝度を上昇させ、測色時間を短縮する方法には光源の温度が上昇するという課題がある。光源自体の温度（以降、光源温度と称する）が上昇すると、一般的な光源では出射点灯強度が変化する。例えば、光源がＬＥＤの場合、温度上昇に伴い出射点灯強度が低下してしまう。キャリブレーションのための測定では、意図しない出射点灯強度の変化は、キャリブレーションの精度低下につながる原因となり得る。

そこで、実施形態３では、光量測定装置は、光源の点灯を制御することにより低輝度時の測色時間を短縮しつつ、光源温度の変化を低減する。

（装置構成）
図８は、実施形態３に係る光量測定装置の構成を例示するブロック図である。図１の光量測定装置１０と同様の構成については、同一の符号を付して共通する説明は省略する。

実施形態３に係る光量測定装置８０は、図１の光量測定装置１０と同様の構成に加え、温度検出部８０８を有する。温度検出部８０８は、光源部１０３の温度を検出する。記憶部１０５は、図３に示すデータに加え、キャリブレーションでの測定において、各階調で
表示した時に温度検出部８０８が検出した温度（以降、光源部温度と称する）の情報を保存する。保存された光源部温度の情報は、制御部１０６等の各部から参照可能である。

（光源温度変化の低減）
ここで、光源温度変化を低減する方法について説明する。光源は光源部１０３に配置されており、光源温度は、基板の温度に対して光源が点灯した際の発熱が加算された温度となる。光源温度および光源部温度は、以下の関係を満たす。
光源温度＝光源部温度＋光源発熱

光源部温度は、温度検出部８０８、例えば光源が配置される基板に配置されるサーミスタなどの温度センサによって計測される温度である。Ｎ階調目において、高輝度で測定した場合の光源部温度はＴａＮ１［℃］、輝度上昇なく測定した場合の光源部温度はＴａＮ０［℃］とする。

光源発熱は、光源デバイスの特性である順電圧Ｖｆ［Ｖ］と順電流Ｉｆ［Ａ］との関係と、熱抵抗値Ｒθｊａ［℃／Ｗ］との積で求めることができる。測定時間を短縮するために、低階調表示時の光源部１０３の輝度（以下、光源部輝度とも称する）を高輝度で測定する場合の順電圧をＶｆ１、順電流をＩｆ１とし、輝度上昇なく測定する場合の順電圧をＶｆ０、順電流をＩｆ０とする。

この場合、光源部温度の温度変化および光源発熱の温度変化は次のように表すことができる。
光源部温度の温度変化：ΔＴａＮ１（＝ＴａＮ１−ＴａＮ０）［℃］
光源発熱の温度変化：（Ｖｆ１／Ｖｆ０）×（Ｉｆ１／Ｉｆ０）×Ｒθｊａ

高輝度で測定する場合、光源の点灯中に供給する順電流Ｉｆ１を低減することで、光源発熱の温度変化は抑制される。高輝度で測定する場合の順電流Ｉｆ１を、光源部温度の温度変化および光源発熱の温度変化の和がゼロになるように制御することで、高輝度で測定する場合の光源温度と、輝度上昇なく測定する場合の光源温度との変化は、各階調において低減される。

本実施形態では、光源デバイスの特性ＶｆとＩｆの関係について、ＩｆによらずＶｆ＝３．０Ｖ、熱抵抗値Ｒθｊａ＝３０［℃／Ｗ］であるものとして説明する。また、光源の順電流Ｉｆの変化と発光輝度とは定数１の比例関係、光源のＰＷＭ値変化と発光輝度とは定数１の比例関係であるものとして説明する。

（光量測定処理）
図９を参照して、光源温度の変化を低減する方法について具体的に説明する。図９は、実施形態３に係る光量測定処理を例示するフローチャートである。実施形態３では、光量測定装置８０は、測定時間を短縮するため、低階調表示時の光源部輝度を高輝度で測定する場合に、光源温度を輝度上昇なく測定する場合の光源温度近づくように低減する。

まず、図９のフローチャートにおける測定階調番号Ｎについてのループ構造について説明する。Ｓ９０１、Ｓ９０２およびＳ９０６では、制御部１０６は、各測定階調番号Ｎでの測定が完了したか否かを判定する。

Ｓ９０１では、制御部１０６は、測定階調番号Ｎに１を設定する。Ｓ９０３からＳ９０６では、１階調目での光源部輝度が測定される。Ｓ９０２では、制御部１０６は、２１階調目までの測定を完了したか否かを判定する。Ｎが２１以下である場合、制御部１０６は、Ｓ９０３からＳ９０６までの測定を実行する。Ｎが２１より大きい場合、図９に示す処
理は終了する。

Ｓ９０６では、制御部１０６は、次の階調を測定するため、ＮにＮ＋１を設定する。制御部１０６は、１階調目から２１階調目まで測定した後、図９に示す光量測定処理を終了する。

次に、ループ内のＳ９０３からＳ９０６まで処理について説明する。Ｓ９０３からＳ９０６では、制御部１０６は、各階調の測定画像を表示部１０２に表示して輝度を測定する。

Ｓ９０３では、制御部１０６は、Ｎ階調目において高輝度で測定したときの光源部温度ＴａＮ１［℃］を測定する。制御部１０６は、記憶部１０５から、輝度上昇なく（すなわち、光源部輝度が１倍である場合に）測定したときの光源部温度［℃］を取得する。制御部１０６は、ＴａＮ１とＴａＮ０との温度差が０となるように、光源への供給電流Ｉｆ１［Ａ］を算出する。制御部１０６は、高輝度で測定する場合、光源点灯中の供給電流を、算出した供給電流Ｉｆ１に変更する。

具体的には、制御部１０６は、差分温度ΔＴａＮ１［℃］を算出する。また、制御部１０６は、ΔＴａＮ１＝−（Ｖｆ’×Ｉｆ’×Ｒθｊａ）において、ΔＴａＮ１をキャンセルする（０にする）ための電流差であるＩｆ’を算出する。ＴａＮ０［℃］で測定時の光源への供給電流をＩｆ０［Ａ］とすると、制御部１０６は、Ｉｆ１（Ｉｆ１＝Ｉｆ０＋Ｉｆ’）［Ａ］を算出できる。制御部１０６は、光源への供給電流をＩｆ１［Ａ］に設定し、Ｉｆ０［Ａ］とＩｆ１［Ａ］との差で想定される輝度低下を発生させないように、点灯周期当たりの点灯時間（ＰＷＭ値）を上昇させることができる。

図１０を参照して、光源への供給電流を変更する方法について具体的に説明する。図１０（Ａ）は、光源部輝度が１倍の場合における、測定階調番号Ｎでの光源部温度ＴａＮ０を示す温度テーブル１０００である。温度テーブル１０００は、予め測定された光源部温度ＴａＮ０の情報を格納する。図１０（Ｂ）は、低階調の光源部輝度を１０倍に上昇させた場合における、測定階調番号Ｎでの光源部温度ＴａＮ１を示す温度テーブル１００１である。

以下、３階調目において、光源への供給電流を変更する場合について説明する。まず、光源部温度の差分（ΔＴａＮ１）を算出する。温度検出部８０８は、３階調目の測定前の光源部温度ＴａＮ１を検出する。ＴａＮ１は、４１．０℃であったものとする。検出された温度は、温度テーブル１００１に保存される。

制御部１０６は、記憶部１０５に保存されている温度テーブル１０００から、３階調目の測定時の温度ＴａＮ０を取得する。温度テーブル１０００は、３階調目を表示した場合、測定階調が２５８、光源部輝度が１倍、光源部温度が３８．３℃であることを示す。３階調目において、光源部輝度が１倍で測定した場合の光源部温度ＴａＮ０は３８．３℃であるため、差分温度ΔＴａＮ１＝４１．０℃−３８．３℃＝２．７℃と算出される。

次に、差分温度ΔＴａＮ１をキャンセルするための電流差Ｉｆ’を算出する。ＴａＮ０測定時の順電流はＩｆ０＝０．０８［Ａ］、ＰＷＭ値は１０／１０００、ＴａＮ１測定時の光源部輝度は１０倍にする例について説明する。なお、ＰＷＭ値ａ／ｂは、ｂの期間中にａの期間、光源を点灯させることを意味する。電流差Ｉｆ’は、Ｉｆ’＝−（ΔＴａＮ１）／（Ｖｆ’×Ｒθｊａ）＝−２．７℃／（３．０Ｖ×３０℃／Ｗ）＝−０．０３［Ａ］となる。

したがって、高輝度で測定する場合の光源への供給電流Ｉｆ１は、Ｉｆ１＝Ｉｆ０＋Ｉｆ’＝０．０８Ａ−０．０３Ａ＝０．０５［Ａ］と算出される。また、光源のＰＷＭ値は、光源部輝度を１０倍にするため、電流を変化させない場合は１００／１０００に設定される。しかし、電流変化Ｉｆ１／Ｉｆ０＝０．０５Ａ／０．０８Ａによる５／８倍の輝度変化を補償するため、ＰＷＭ値は８／５倍（１．６倍）とする。最終的なＰＷＭ値は１６０／１０００と算出される。

このように、制御部１０６は、光源部１０３に対し、Ｉｆ１＝０．０８［Ａ］、ＰＷＭ値＝１００／１０００ではなく、Ｉｆ１＝０．０５［Ａ］、ＰＷＭ値＝１６０／１０００の設定で光源を点灯させるよう制御する。

Ｓ９０４では、制御部１０６は、光源部輝度を上昇させた状態で階調表示をするため、液晶パネルの階調を測定階調番号Ｎの階調値に設定する。例えばＮ＝３の場合、表示部１０２の透過率は、２５８階調に設定される。すなわち、表示部１０２に階調値２５８のパッチを表示する。

Ｓ９０５では、受光部１０４は、液晶パネルを透過した輝度Ｙ（Ｎ）を測定する。例えば、測定階調番号Ｎ＝３の場合、図１０（Ｂ）に示すように光源部輝度が１０倍となるように点灯させているため、光量は１０倍に増加している。このため、制御部１０６は、測定結果に対し光量の増加率の逆数１／１０を積算して補正することにより、光源部輝度を１倍とした場合の測定輝度を算出することができる。

上述のように光量測定装置８０は、低階調測定において光源部輝度を上昇させ測定するとともに、光源部温度変化に基づいて光源に供給する順電流を変更する。これにより、光量測定装置８０は、低輝度での測色時間を短縮するとともに、光源温度を輝度上昇なく測定する場合の光源温度に近づけることができる。したがって、光源温度の変化量は減少し、光量測定装置８０は、輝度変化に伴う測定誤差を低減することができる。

なお、Ｓ９０５では、制御部１０６は、Ｉｆ０からＩｆ１への順電流の変化に対し、輝度のみを補償する例を示したが、これに限られない。制御部１０６は、順電流を変化させた場合に、光源の光学特性（例えば、光束、配光性、照度など）の変化が発生する場合、測定結果から光学特性の変化分を補償する構成とすることで、さらに輝度測定の精度を向上させることができる。

また、Ｓ９０３において光源の順電圧Ｖｆは、光源の順電流Ｉｆによらず一定であるものとして説明したが、これに限られない。例えば、制御部１０６は、順電圧Ｖｆが変化する場合、適切に電圧差Ｖｆ’を反映させることで、精度よく光源の温度を管理することができる。

（変形例１）
実施形態３では、Ｓ９０３において、高輝度でＮ階調目を測定する場合、順電流およびＰＷＭ値を変化させることにより、光源の点灯を制御する方法を説明した。これに対し、実施形態３の変形例１では、光量測定装置８０は、光源の点灯時間を維持したまま、点灯周期を短くする制御をすることで、光源温度の上昇を抑制し測定誤差を低減させる。

まず、光源温度が上昇する仕組みについて説明する。Ｓ９０３の説明では、光源のＰＷＭ値変化と発光輝度の関係は、定数１の比例関係であるものとして説明した。しかし、実際の光源のＰＷＭ点灯は、電源や周辺回路の応答性により、厳密な矩形波にならない特性がある。特に、ＰＷＭ値を下げて点灯した瞬間に消灯するような制御をした場合、点灯又は消灯の指示に対する応答性の影響が顕著となり、光源のＰＷＭ値変化と発光輝度の関係
は、定数１より大きい比例関係になってしまう。このため、光量の増加により、光源温度が上昇してしまう問題が発生する。そこで、光量測定装置８０は、Ｓ９０３の発光手段である光源の点灯時間を維持したまま、点灯周期を短くする制御をする。

図１１を参照して、点灯周期を短くする制御について説明する。図１１は、点灯時間ａと点灯周期ｂとの関係および応答性の影響について説明する図である。

図１１（Ａ）は、ＰＷＭ値がａ／ｂとなる例である。点線で示す矩形は、理想とする点灯を示す。応答性の影響により発光が不足し、点灯時間ａの間に理想の点灯強度まで達していないことが分かる。

図１１の（Ｂ）は、点灯時間を１０倍にするためＰＷＭ値の点灯時間ａを１０倍にした例である。図１１（Ｂ）では、ＰＷＭ値は、図１１の（Ａ）の１０倍となる。点灯消灯を繰り返さないため、応答性の影響が図１１（Ａ）の場合よりも少ない。光量は、点線で示す理想の点灯強度に近づいており、図１１の（Ａ）の１０倍以上となってしまう。

図１１の（Ｃ）は、点灯時間ａを維持したまま、点灯周期ｂを短縮することで、点灯時間（デューティー比）を１０倍にしている例である。点灯消灯を繰り返すため、図１１の（Ａ）の例と同様の応答性が維持される。このため、光量は、図１１の（Ａ）の１０倍程度となり、光源温度の過剰な上昇は抑制される。

実施形態３の変形例１では、Ｓ９０３において、光源の点灯周期中の点灯時間を維持したまま、点灯周期を短くする制御をする。これにより、応答性による過剰な輝度上昇が発生せず、温度上昇による誤差は低減される。

（変形例２）
実施形態３では、光量測定装置８０は、光源部輝度を上昇させる場合、光源に供給する電流量を変更したり光源の点灯時間を増加させたりすることで、光源温度を光源部輝度上昇前の光源温度に近づけるように制御した。

これに対し、実施形態３の変形例２では、光量測定装置８０は、受光手段である受光部１０４が測定する間、光源の光量を増加させるように制御する。これにより、光量測定装置８０は、不要な発光を削減し、光源温度を光源部輝度上昇前の光源温度に近づけることができる。

図１２を参照して、受光部１０４が測定する間、光源の光量を増加させる制御について説明する。図１２は、実施形態３の変形例２に係る光量測定処理を例示するフローチャートである。図９と同様の処理については、同じ符号を付すことにより説明は省略する。図９のフローチャートと処理が異なる部分について説明する。

Ｓ１２０３では、制御部１０６は、Ｓ９０３と異なり、温度測定に基づく電流の変更は行わず、受光部１０４による測定期間中に光源を点灯させるように制御する。

Ｓ１２０４では、制御部１０６は、測定階調番号Ｎのパッチを、受光部１０４の測定期間中に表示部１０２に表示させる。Ｓ１２０４は、受光部１０４の測定期間中にパッチを表示させるように制御する点で、Ｓ９０４の処理と異なる。

Ｓ１２０５では、制御部１０６は、測定開始直後か測定終了時に、測定階調番号Ｎのパッチが表示部１０２に表示されていないように、光源部１０３、表示部１０２、またはその両方を制御する。このような制御をする点で、Ｓ１２０５は、Ｓ９０５の処理と異なる
。

図１３を参照して、Ｓ１２０３からＳ１２０５までの処理が、Ｓ９０３からＳ９０５までの処理と異なる点について具体的に説明する。図１３は、光源の点灯と測定時間との関係を説明する図である。

図１３（Ａ）は、測定階調のパッチを表示している期間に、光源の輝度を上昇させて（光源の光量を増加させて）、受光部１０４が輝度を測定する例である。Ｔ１およびＴ５の期間中では、光源の点灯制御、および表示部１０２の制御は不問（任意）とする。また、Ｔ２からＴ４の期間中、制御部１０６は、光源を点灯し、表示部１０２にはパッチを表示させる。Ｔ３の期間中、受光部１０４は、輝度の測定を実施する。

Ｔ２からＴ４の期間中、光源の輝度を上昇させることで、受光部１０４による測定時間は短縮される。測定時間の短縮により、不要な発光が削減され、光源温度は、光源部輝度上昇前の光源温度に近づくように低減される。なお、受光部１０４が輝度を測定していないＴ１およびＴ５の間は、光源の輝度を上昇させないように（光源の光量を増加させないように）制御してもよい。このように制御することで、光源温度の上昇は抑制される。

図１３（Ｂ）は、受光部１０４による測定期間中のみ、光源を点灯させる例である。制御部１０６は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５の期間中、光源を消灯し、表示部１０２は遮蔽する。また、制御部１０６は、Ｔ３の期間では輝度を上昇させて光源を点灯し、表示部１０２にはパッチを表示する。受光部１０４はＴ３の期間を含むように、測定を実施する。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に比べ、少なくともＴ２、Ｔ４の期間で消灯している点が異なる。

実施形態３の変形例２では、制御部１０６は、測定期間中に光源、表示部１０２、受光部１０４を制御し、不要な点灯時間を抑制することで、光源温度を、光源輝度を上昇させない測定時の温度に近づけることができる。

ここで、光源部輝度を上昇させて輝度を測定した場合における、測定時間の短縮について説明する。図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）との点灯期間中の光量が同じである場合、図１３（Ｂ）では点灯時間と比例して輝度は低下してしまう。制御部１０６は、光源の光量を点灯時間に反比例するように増加させることで、短時間の点灯により、光源部輝度を上昇させる前の輝度を測定することができる。すなわち、光量と点灯時間は反比例の関係にあるため、光源部輝度の上昇前の輝度＝測定輝度÷輝度上昇率として換算することができる。このように、光源の光量の増加に合わせて測定時間は短縮されるとともに、光源部１０４の発熱は抑制される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形、変更および組み合わせが可能である。

＜その他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記録媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０２ 表示部
１０３ 光源部
１０４ 受光部
１０６ 制御部
３０２ 理想輝度テーブル

Claims (17)

1. 光源を備える光源部と、
   前記光源から発せられた光が透過する透過パネルを備える表示部と、
   前記表示部を透過した光量を測定する受光部と、
   前記表示部のキャリブレーションにおいて、前記光源の光量を増加させるか、前記表示部の透過率を増加させることにより、前記受光部で測定される輝度が、測定階調に対応する理想輝度よりも高輝度となるように制御する制御部と
   を有することを特徴とする光量測定装置。
2. 前記制御部は、複数の測定階調で前記受光部が輝度を測定する場合に、前記光源の光量を最大測定階調での光量に固定するか、前記表示部の透過率を最大測定階調での透過率に固定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光量測定装置。
3. 前記制御部は、複数の測定階調で前記受光部が輝度を測定する場合に、前記受光部で測定される輝度と前記理想輝度との乖離が所定の閾値以下になると判定された測定階調に対する測定を行わない
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の光量測定装置。
4. 前記制御部は、前記理想輝度、実輝度または測定階調のうち少なくともいずれかが所定の閾値以下である場合に、前記受光部で測定される輝度が前記理想輝度よりも高輝度となるように制御する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光量測定装置。
5. 前記理想輝度は、前記キャリブレーションの目標値に応じた輝度であり、
   前記キャリブレーションの目標値は、輝度、ガンマ、色温度、色域、ローカルディミング、およびセンサの種類を含む
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光量測定装置。
6. 前記制御部は、センサによる測定時間、および現在の表示輝度から目標輝度に切り替える場合に前記表示部での表示および前記光源による発光が安定するまでの安定時間に基づいて、前記キャリブレーションの終了予定時刻を、前記キャリブレーションの開始時または前記キャリブレーションの実施中の少なくともいずれかにおいて前記表示部に表示することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光量測定装置。
7. 前記制御部は、前記受光部が測定した輝度を、前記光源の光量を増加させて測定したか、前記表示部の透過率を増加させて測定したかに応じて、前記光源の光量および前記表示部の透過率を増加させずに測定される輝度に換算し、換算後の輝度と対応する前記理想輝度との差分から補正テーブルを生成する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光量測定装置。
8. 前記制御部は、前記光源の光量を増加させて前記受光部が測定する場合に、前記光源の温度変化を低減する第一の制御を行う
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光量測定装置。
9. 前記制御部は、前記受光部が測定をしていない間は、前記光源の光量を増加させないように制御する第二の制御を行う
   ことを特徴とする請求項８に記載の光量測定装置。
10. 前記光源部の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記光源部の温度が、前記光源の光量を増加させない場合の前記光源部の温度に近づくように前記第一の制御を行う、
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の光量測定装置。
11. 前記第一の制御は、前記光源の点灯周期中の点灯時間を長くするとともに、前記光源の点灯中の供給電流を低減する制御である
    ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の光量測定装置。
12. 前記第一の制御は、前記光源の点灯時間を維持したまま、点灯周期を短くする制御である
    ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の光量測定装置。
13. 前記制御部は、前記受光部が測定する間、前記光源の光量を増加させる
    ことを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の光量測定装置。
14. 前記制御部は、前記光源の光量を点灯時間に反比例するように変化させる
    ことを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載の光量測定装置。
15. 光源を備える光源部と、前記光源から発せられた光が透過する透過パネルを備える表示部と、を有する光量測定装置の制御方法であって、
    前記表示部を透過した光量を測定する受光ステップと、
    前記表示部のキャリブレーションにおいて、前記光源の光量を増加させるか、前記表示部の透過率を増加させることにより、前記受光ステップで測定される輝度が、測定階調に対応する理想輝度よりも高輝度となるように制御する制御ステップと
    を有することを特徴とする光量測定装置の制御方法。
16. コンピュータを、請求項１から１４のいずれか１項に記載の光量測定装置の各部として機能させるためのプログラム。
17. コンピュータを、請求項１から１４のいずれか１項に記載の光量測定装置の各部として機能させるためのプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。

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