JP3858594B2

JP3858594B2 - 液晶パネルのコントラストランク分けシステム及び方法

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Publication number: JP3858594B2
Application number: JP2001000669A
Authority: JP
Inventors: 和也岡村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: US6811929B2; JP2002207203A; US20020090555A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルの最適なコントラスト（最大コントラスト）をランク付けるランク分けシステム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化に伴い、ディスプレイ装置として液晶表示パネル（ＬＣＤパネル）を用いることが行なわれているが、こうした液晶パネルは、印加される駆動電圧が同じであっても、製造誤差等によってコントラストが微妙に異なる。また、コントラストが最大となる駆動電圧も液晶パネル毎に異なる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、多数の液晶パネルを張り合わせて大きな液晶板を形成する場合などにおいては、個々の液晶パネルの光学的特性が異なる（コントラストが最大となる駆動電圧が異なる）と、一定の駆動電圧をもって液晶板を表示させた際に、部分的にコントラストに差が生じて画面が見にくくなる等の不都合が生じる。
【０００４】
こうした不都合は、個々の液晶パネルの光学的特性が予め分かっていれば回避できる。すなわち、コントラストが最大となる駆動電圧が液晶パネル毎に分かっていれば、個々の液晶パネルの特性に応じた設計を行なうことができる。
【０００５】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、液晶パネルの最大コントラストをランク付けるランク分けシステム及び方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶パネルのコントラストランク分けシステムは、所定のランクにそれぞれ対応する異なる駆動電圧を液晶パネルに印加して液晶パネルを液晶表示させる駆動電圧印加手段と、駆動電圧が印加された液晶パネルの表示領域を撮像する撮像手段と、撮像手段からの画像情報に基づいて液晶パネルの所定の表示領域におけるコントラストを各駆動電圧毎に測定・演算する演算手段と、各駆動電圧におけるコントラストのデータの中から最大のコントラストを示すランクを判定する判定手段と、を具備し、所定の範囲の駆動電圧を複数のランクに分け、コントラストの最大値の前後のランクに絞って駆動電圧を１ランクずつ液晶パネルに順次印加してコントラストを測定・演算することを特徴とする。
【０００７】
上記構成においては、判定されたランク情報を、液晶パネルに貼り付けられるラベルにバーコード状に記録しても良い。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態においては、所定の範囲の駆動電圧が複数のランクに分けられ、ランクの異なる駆動電圧が液晶パネルに順次に印加されてコントラストが測定・演算される。この場合、駆動電圧は、一定のステップで増大されながら印加される。あるいは、コントラストの最大値の前後のランクに絞って駆動電圧が１ランクずつ印加される。また、ランクを一定のステップで増大しながら駆動電圧を印加した後、コントラストの最大値の前後のランクに絞って駆動電圧を１ランクずつ印加しても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
【００１０】
図１には、本発明の一実施形態に係るコントラストランク分けシステム１の概略構成が示されている。このシステム１では、受けた光を反射することによって液晶表示を行なう反射型の液晶パネルＰ（図４参照）が検査測定される。
【００１１】
図１に示されるように、システム１は、被検査体である液晶パネルＰが載置されてセットされる検査プレート２と、検査プレート２上の液晶パネルＰの表示領域にハロゲン光源４からの光を照射するリングライトガイド６と、検査プレート２から垂直に立ち上がる支柱８に支持された撮像手段としてのビデオカメラ１０と、パソコン等から成る制御装置１２とを備えている。
【００１２】
検査プレート２は、複数のプローブピンを有しており、これらのプローブピンを介して液晶パネルＰと電気的に接続される。制御装置１２は、液晶プレートＰに所定の駆動電圧を印加して所定のテストパターンで液晶パネルＰを白黒表示させるとともに、その際の表示画面のコントラスト比を測定して後述する種々の処理を行なう。また、ビデオカメラ１０は、所定の駆動電圧で点灯する液晶パネルＰの表示領域の全体をリアルタイムで撮影し、その撮影した画像情報を制御装置１２に入力する。
【００１３】
なお、制御装置１２から液晶パネルＰへの駆動電圧の印加あるいはその他の制御信号の入力は、中間ボード（ＬＣＤ電圧コントローラ）１６が介挿されたパラレルインターフェイス１８と検査プレート２の前記プローブピンとを介して行なわれる。この場合、中間ボード１６は、制御装置１２からの制御信号を所定の信号に変換して液晶パネルＰに入力するために使用される。また、ビデオカメラ１０からの画像情報は、例えばビデオ入力カード（ＰＣＩカード）１４を介して制御装置１２に送られる。
【００１４】
制御装置１２には、ユーザによって操作される制御用キーボード２０が電気的に接続されている。ユーザは、この制御用キーボード２０を使用して、測定条件や種々の制御情報を制御装置１２に入力できる。また、制御装置１２にはバーコードラベルプリンタ２２が接続されている。このバーコードラベルプリンタ２２は、制御装置１２によって得られた液晶パネルＰのコントラストに関するランク情報（後述する）を、バーコードラベルの形態で出力する。プリンタされたバーコードラベルは、バーコード状に記録されたランク情報等を有し、液晶パネルＰに直接に貼付される。
【００１５】
図２に示されるように、制御装置１２は、制御用キーボード２０から測定条件や種々の制御情報を受けるとともにこれらの情報に基づいて制御装置１２内の各種構成要素を制御する制御部１２Ａと、制御部１２Ａからの制御信号に基づいて液晶パネルＰを液晶表示（白黒表示）させるために必要な所定の異なる駆動電圧を所定のタイミングで液晶パネルＰに連続的に印加する駆動電圧印加部（駆動電圧印加手段）１２Ｂとを備えている。駆動電圧印加部１２Ｂは、制御部１２Ａからの所定の制御信号に基づいて、例えば０Ｖ〜３０Ｖの駆動電圧を複数のランク（例えば０〜１２７のランク）に分け、所定のランクに対応する駆動電圧を液晶パネルＰに順次に印加する。
【００１６】
また、制御装置１２は、ビデオカメラ１０から入力される画像情報に基づいて液晶パネルＰの所定の表示領域における白ラスタと黒ラスタのそれぞれの輝度を各駆動電圧毎（各ランク毎）に測定する輝度測定部１２Ｃと、輝度測定部１２Ｃで測定された輝度情報に基づいてコントラスト比を各駆動電圧毎（各ランク毎）に演算するコントラスト比演算部（演算手段）１２Ｄと、コントラスト比演算部１２Ｄで演算される各駆動電圧におけるコントラスト比のデータの中から最大のコントラスト比を示すランクを判定する判定部（判定手段）１２Ｅと、判定部１２Ｅで判定されたランク情報をバーコードラベルプリンタ２２に出力するランク情報出力部１２Ｆとを備えている。
【００１７】
次に、上記構成のシステム１の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００１８】
まず、制御装置１２の電源をＯＮして、システム１を立ち上げる（ステップＳ１）。システム１が立ち上がると、ビデオカメラ１０が入力状態になる（ステップＳ２）。この段階で、制御用キーボード２０を用いて、機種名やロットＮｏ等を入力する（ステップＳ３）と、前回のパラメータ設定が呼び出される。また、新規の機種の場合には、全パラメータを設定入力する。これらのパラメータは、例えば、測定電圧範囲、テスト表示パターンの種類、測定時間（電圧印加時間、データ取り込み時間…例えば１００ｍｓｅｃ〜５００ｍｓｅｃの範囲で調整可能）、測定領域（面積やポイント）、測定モード（後述するステップ測定や絞り込み測定などの各種のモード）、設定ランク数などを含んでおり、制御信号として制御装置１２の制御部１２Ａに入力される。以上の処理が完了したら（或いは完了するまでに）、液晶パネルＰを検査プレート２上の所定の検査位置にセットする（ステップＳ４）。
【００１９】
続いて、専用キーを押して、測定動作（検査）をスタートさせる（ステップＳ５）と、駆動電圧印加部１２Ｂは、制御部１２Ａからの制御信号に基づき、測定モードに応じた所定のステップで、各ランクに対応した駆動電圧を液晶パネルＰに順次に印加する（ステップＳ６）。具体的には、例えば、制御用キーボード２０を介して制御部１２Ａに入力されるパラメータのうち、測定電圧範囲が０〜３０Ｖであり、設定ランク数が１２０であり、テスト表示パターンの種類が「ウインドウ」であり、測定時間が１００ｍｓｅｃであり、測定モードが「１０ランク跳びのステップ測定後に絞り込み測定を行なう」モードである場合には、液晶パネルＰのテスト表示パターンは図５に示されるような黒地に白のウインドウとなり、１ランク上がる毎に駆動電圧が０．２５Ｖ（３０÷１２０＝０．２５）上昇する設定となる。そして、この設定状態において、ランク１（０．２５Ｖ）〜ランク１２０（３０Ｖ）の範囲を１０ランク跳び（ランク１，１０，２０，３０…）で、各ランクに対応する異なる駆動電圧が１００ｍｓｅｃの間隔で連続的に液晶パネルＰに印加される。すなわち、合計で１２ランク（１２０÷１０＝１２）分の異なる駆動電圧が、段階的に引き上げられながら、駆動電圧印加部１２Ｂから液晶パネルＰに印加されることになる。なお、この具体例では、測定電圧範囲および設定ランク数が可変パラメータとなっているが、ランクを規格化するために、これらのパラメータを固定して、駆動電圧とランクとを１対１で対応付けることが望ましい。
【００２０】
このようにして駆動電圧印加部１２Ｂから駆動電圧が液晶パネルＰに印加されている間、ビデオカメラ１０は常にリアルタイムで液晶パネルＰの白と黒の表示パターンを撮影しており、その撮像信号が制御部１２の輝度測定部１２Ｃに取り込まれる（ステップＳ７）。
【００２１】
輝度測定部１２Ｃは、ビデオカメラ１０から入力される画像情報に基づき、制御部１２Ａからの制御信号によって指定された液晶パネルＰ上の所定領域における白ラスタと黒ラスタのそれぞれの輝度を、各駆動電圧毎（各ランク毎）に測定する（ステップＳ８）。図６には、各駆動電圧毎（各ランク毎）に測定された輝度をプロットして得た白ラスタ輝度分布曲線Ａと、黒ラスタ輝度分布曲線Ｂとが示されている。なお、測定すべき液晶パネルＰ上の領域（制御部１２Ａによって指定される領域）が複数ある場合には、輝度は、例えば各領域の平均値として記録される。
【００２２】
また、コントラスト比演算部１２Ｄは、輝度測定部１２Ｃから順次送られてくる輝度情報に基づいて、コントラスト比を各駆動電圧毎（各ランク毎）に演算する（ステップＳ９）。具体的には、コントラスト比演算部１２Ｄは、各駆動電圧毎（各ランク毎）に、液晶パネルＰ上の所定領域における白ラスタの輝度ａと黒ラスタの輝度ｂとの比（ａ／ｂ）をコントラスト比として演算する。
【００２３】
以上の測定・演算は、所定数の全てのランク測定が終了するまで、繰り返し行なわれる（ステップＳ６〜ステップＳ１０）。図６には、各駆動電圧毎（各ランク毎）に測定されたコントラスト比をプロットして得たコントラスト曲線（この図では、正規分布曲線）Ｃが示されている。このような曲線Ａ，Ｂ，Ｃを含む測定情報は、図示しないモニタ上に表示されても良い。
【００２４】
所定数の全てのランク測定が終了する（コントラスト曲線Ｃが得られる…ステップＳ１１）と、判定部１２Ｅは、コントラスト比演算部１２Ｄで演算される各駆動電圧におけるコントラスト比のデータの中から（コントラスト曲線Ｃに基づいて）、最大のコントラスト比を示すランクの判定を開始する。この時、判定が困難な場合あるいは要求に応じて（ステップＳ１２）、絞り込み測定が行なわれる（ステップＳ１４）。本実施形態では、前述したステップ測定の後に絞り込み測定を行なうように測定モードが設定されているため、コントラスト曲線Ｃの取得（ステップＳ１１）の後に絞り込み測定が行なわれる。
【００２５】
この絞り込み測定では、コントラスト比のピーク値と思われる前後（コントラスト曲線Ｃの山の部分の前後）、具体的には、例えば図７に示される駆動電圧Ｖ１〜Ｖ２の間で、１ランクずつ細かくコントラスト比の測定が行なわれる。これにより、判定部１２Ｅは、コントラスト比が最大となるランク（駆動電圧）を正確に判定する（ステップＳ１３）。すなわち、本実施形態では、印加される駆動電圧の間隔が大きいステップ測定により大まかなコントラスト比のピーク値を求め、その後にピーク付近で駆動電圧の間隔が小さい絞り込み測定を行なうことにより、コントラスト比のピーク値を正確に求めるようにしている。無論、コントラスト比のピークがある程度判明している場合には、ステップＳ６〜ステップＳ１０のステップ測定を省略して、初めからこの絞り込み測定が行なわれても良い。この場合には、測定時間を短縮することができる。なお、図６中、Ｖｂは肉眼によりコントラスト比が最大とされる駆動電圧であり、Ｖｃｍは光学的に（演算により）コントラスト比が最大とされる駆動電圧である。本実施形態では、Ｖｂが係数入力により補正され、Ｖｂ＝Ｖｃｍとしてピーク値が判定される。
【００２６】
以上のようにして判定部１２Ｅで最大コントラスト比のランクが判定されると、ランク情報出力部１２Ｆは、このランク情報をバーコードラベルプリンタ２２に出力する（ステップＳ１５）。すなわち、Ｖｃｍ（＝Ｖｂ）が１〜１２０のランクのうちの６０番目のランクであれば、例えば「ランク６０」というランク情報がバーコードラベルプリンタ２２に出力される。無論、最大のコントラスト比を示す駆動電圧Ｖｃｍが直接にランク情報として記録されても良い。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態のシステム１は、所定のランクにそれぞれ対応する異なる駆動電圧を液晶パネルＰに印加して液晶パネルＰを液晶表示させる駆動電圧印加部１２Ｂと、駆動電圧が印加された液晶パネルＰの表示領域を撮像するビデオカメラ１０と、ビデオカメラ１０からの画像情報に基づいて液晶パネルＰの所定の表示領域におけるコントラストを各駆動電圧毎に測定・演算する演算部１２Ｄと、各駆動電圧におけるコントラストのデータの中から最大のコントラストを示すランクを判定する判定部１２Ｅとを備えている。したがって、液晶パネルＰの最大コントラストを個々にランク付けることができる。
【００２８】
特に、本実施形態では、判定部１２Ｅによって判定されたランク情報を、液晶パネルＰに貼り付けられるラベルにバーコード状に記録することができるため、個々の液晶パネルの光学的特性を容易に認識でき、光学的特性の異なる液晶パネルを組み合せて使用することによる不都合を回避できる。すなわち、個々の液晶パネルの特性に応じた設計を即座に行なうことができる。
【００２９】
また、本実施形態では、所定の範囲の駆動電圧が複数のランクに分けられ、ランクの異なる駆動電圧が液晶パネルＰに順次に印加されてコントラストが測定・演算される。この場合、駆動電圧は、一定のステップで増大されながら印加され、あるいは、コントラストの最大値の前後のランクに絞って１ランクずつ印加される。そのため、効率的なランク付けを行なうことができる。
【００３０】
特に、本実施形態では、ランクを一定のステップで増大しながら駆動電圧を印加した後、コントラストの最大値の前後のランクに絞って駆動電圧を１ランクずつ印加するようにしている。したがって、ランク付けを正確に行なうことができる。
【００３１】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、前述した実施形態のシステム１は、反射型の液晶パネルＰの検査測定に適合するように構成されているが、透過型もしくは半透過型の液晶パネルの検査測定に適合するように構成されていても良い。また、前述した実施形態では、液晶パネルＰのテスト表示パターンとして、黒地に白のウインドウパターンが使用されているが、縦縞模様などの任意のテスト表示パターンを使用することもできる。また、測定モードに関しても、全てのランクにわたって駆動電圧を印加する等、様々なモードを使用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶パネルの最大コントラストを個々にランク付けることができるとともに、個々の液晶パネルの光学的特性を容易に認識でき、光学的特性の異なる液晶パネルを組み合せて使用することによる不都合を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶パネルのコントラストランク分けシステムの概略構成図である。
【図２】図１のシステムの制御装置の主要構成を示すブロック図である。
【図３】図１のシステムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】液晶パネルの平面図である。
【図５】液晶パネルのテスト表示パターンの一例を示す平面図である。
【図６】図１のシステムによって得られる輝度分布曲線およびコントラスト曲線が描かれたグラフ図である。
【図７】コントラストのピーク値の前後におけるコントラスト曲線の拡大図である。
【符号の説明】
１…コントラストランク分けシステム
１０…ビデオカメラ（撮像手段）
１２…制御装置
１２Ａ…制御部
１２Ｂ…駆動電圧印加部（駆動電圧印加手段）
１２Ｃ…輝度測定部
１２Ｄ…コントラスト比演算部（演算手段）
１２Ｅ…判定部（判定手段）
１２Ｆ…ランク情報出力部
２２…バーコードラベルプリンタ
Ｐ…液晶パネル

Claims

所定のランクにそれぞれ対応する異なる駆動電圧を液晶パネルに印加して液晶パネルを液晶表示させる駆動電圧印加手段と、
駆動電圧が印加された液晶パネルの表示領域を撮像する撮像手段と、
撮像手段からの画像情報に基づいて液晶パネルの所定の表示領域におけるコントラストを各駆動電圧毎に測定・演算する演算手段と、
各駆動電圧におけるコントラストのデータの中から最大のコントラストを示すランクを判定する判定手段と、
を具備し、さらにコントラストの最大値の前後のランクに絞って駆動電圧を１ランクずつ液晶パネルに順次印加してコントラストを測定・演算されてなることを特徴とする液晶パネルのコントラストランク分けシステム。
前記判定手段によって判定されたランク情報は、これがバーコード状に記録されて液晶パネルに貼り付けられるバーコードラベルの形態で出力されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
ランクを一定のステップで増大しながら駆動電圧を印加した後、コントラストの最大値の前後のランクに絞って駆動電圧を１ランクずつ印加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシステム。
所定のランクにそれぞれ対応する異なる駆動電圧を液晶パネルに印加して液晶パネルを液晶表示させ、
駆動電圧が印加された液晶パネルの表示領域を撮像し、
撮像した画像情報に基づいて液晶パネルの所定の表示領域におけるコントラストを各駆動電圧毎に測定・演算して複数のランクに分け、
前記各駆動電圧におけるコントラストのデータの中から最大のコントラストを示すランクを判定し、
コントラストの最大値の前後のランクに絞って駆動電圧を１ランクずつ印加してコントラストを測定・演算することを特徴とする液晶パネルのコントラストランク分け方法。
判定されたランク情報を、液晶パネルに貼り付けられるラベルにバーコード状に記録することを特徴とする請求項４に記載の方法。
ランクを一定のステップで増大しながら駆動電圧を印加した後、コントラストの最大値の前後のランクに絞って駆動電圧を１ランクずつ印加することを特徴とする請求項４に記載の方法。