JP4503637B2

JP4503637B2 - 迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法及びその装置

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Publication number: JP4503637B2
Application number: JP2007223370A
Authority: JP
Inventors: 歐陽盟; 廖俊謙; ▲黄▼詩▲い▼; 洪國敦; 李滄興; 陳翊翔
Original assignee: Wistron Corp
Current assignee: Wistron Corp
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: KR20080056624A; TW200828210A; JP2008154208A; US8013877B2; US20080143752A1; KR100859937B1

Description

本発明はディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法及びその装置に関する。

一台のディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線とは、異なるグレースケール値に対応する輝度の関係を示す曲線を指し、グレースケールをｘ軸、輝度をｙ軸として描き出された曲線を『グレースケール値―輝度曲線』と呼ぶ。グレースケール値―輝度曲線は数学のガンマ曲線（Ｙ＝Ｘ＾ｒ，γ−ｃｕｒｖｅ，ｇａｍｍａ−ｃｕｒｖｅ）とほぼ等しいため、グレースケール値―輝度曲線はガンマ曲線とも呼ばれる。

製造されるディスプレイ装置各々の『グレースケール値―輝度曲線』は同じであるとは限らないため、ディスプレイ製品の高品質性を一致させるためには、各ディスプレイ装置についてその『グレースケール値―輝度曲線』を測定する必要があり、製造者はディスプレイ装置の『グレースケール値―輝度曲線』を得ることで初めてディスプレイ装置の特性を知り、ディスプレイ装置の色彩設定等を調整することができる。

先行技術である発明特許（パネル表示テレビジョン調整システムおよびパネル表示テレビジョン調整方法およびパネル表示テレビジョン、ＳＹＳＴＥＭＡＮＤＭＥＴＨＯＤＦＯＲＰＡＮＥＬＤＩＳＰＬＡＹＴＥＬＥＶＩＳＩＯＮＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ、特開２００５−５７５４３号公報、米国特許第６０４３７９７号明細書、台湾特許第００５８３６２４号明細書）は、システムを使用してパネル表示テレビの輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）を計測し、パネル表示テレビのγ補正を行うものである。

特開２００５−５７５４３号公報米国特許第６０４３７９７号明細書台湾特許第００５８３６２４号明細書

しかしながら、このシステムの計測方法は、コンピュータ（ＰＣ）を介して逐一グレースケール信号を液晶テレビへ送り、光検出器（ｌｉｇｈｔ−ｄｅｔｅｃｔｏｒ）で逐一パネルディスプレイ装置の輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）関連データを取得する必要があり、全てのデータをコンピュータ（ＰＣ）に伝送して処理することでパネルディスプレイ装置の電圧−輝度曲線（電圧に対応する輝度分布曲線）を得るものである。図案生成器を介して図案信号をディスプレイ装置へ送った後、さらに光検出器（ｌｉｇｈｔ−ｄｅｔｅｃｔｏｒ）で計測しデータをコンピュータ（ＰＣ）へ伝送する場合、このような流れには１秒かかり、８ビットの赤緑青三原色及び白の連続したグレースケール値―輝度曲線を得たい場合には、このような計測上に約１(秒)＊２５６(階調のグレースケール)＊４(原色)の計算で１７分かかることになり、工場生産ライン上の各ワークステーションの停留時間は短いため、このパネルディスプレイテレビのγ補正を工場生産ライン上に応用する場合、計測に時間がかかりすぎてしまい、工場生産ライン上に実施し即時にパネルディスプレイテレビのγ補正を行うことは困難である。

このため、いかに迅速にディスプレイ装置の『グレースケール値―輝度曲線』を取得するかが重要である。

本発明の目的は、ディスプレイ装置の一部のグレースケール値及び対応して計測された輝度値を取得し、本発明で開発された公式に代入し、ディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を迅速に確立する方法を提供することにあり、本発明は一部のグレースケール値及び対応する輝度値しか必要としないため、計測時間を短縮でき、生産ライン上での実際の使用に適している。

本発明の方法は次の手順を含む：
手順Ａ：少なくともｎ組の（ｔ_ｊ，Ｙ_ｊ）値を取得する。そのうち、：
ｊ＝１〜ｎ、４≦ｎ≦３０；
ｔ_ｊはｊ個目のグレースケール値である；
Ｙ_ｊはｊ個目のグレースケール値（ｔ_ｊ）が前記ディスプレイ装置上に表示されたとき計測された対応する輝度値である；
手順Ｂ：ｎ組の（ｔ_ｊ,Ｙ_ｊ）値を少なくとも１つの公式に代入する。そのうち、前記少なくとも１つの公式は次の第一公式を含む：

そのうち：
Ｌ_ｍａｘはこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線中の最大輝度である；
ａは変数である；
ｆ（ｔ）はｔの関数であり、そのうちｆ（ｔ）は複数の変数を含む；及び
手順Ｃ：手順Ｂの計算により各変数の値を得、第一公式が代表する前記グレースケール値―輝度曲線を得る。

本発明の実施例によれば、

；或いは

であり；
そのうちｂ、ｃ_ｊは変数であり；
ｒ_ｊはパラメータであり；
ｔ_ｍａｘは最大グレースケール値であり；かつ
０≦ｋ≦２である。

また、本発明の実施例に基づき、さらに次の第二公式を含むこともできる：

そのうち、Ｍはパラメータである。

本発明はさらに、カラーディスプレイに用いられるグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置を含み、このグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置は、信号生成器、光センサ、カラーアナライザ、コンピュータを含み：
前記信号生成器はｎ個の異なるグレースケール値のグレースケール図形を生成し、前記カラーディスプレイに入力するために用いられ、そのうち、ｎ個の異なるグレースケール値の定義はｔ_ｊであり、ｊ＝１〜ｎ、且つ４≦ｎ≦３０である；
前記光センサはカラーディスプレイが表示する各グレースケール図形の取得に用いられる；
前記カラーアナライザは前記光センサに接続され、カラーディスプレイの映像を取得した後、各グレースケール図形に対応するｎ個の輝度値を計測するために用いられ、そのうち、ｎ個の輝度値の定義はＹ_ｊであり、ｊ＝１〜ｎ、且つ４≦ｎ≦３０である；
前記コンピュータは前記カラーアナライザに接続され、カラーディスプレイの色彩情報を取得するために用いられ、前記コンピュータはプロセッサ及びメモリを含み、前記メモリが前記プロセッサに実行させるコンピュータソフトウェアプログラムを含み、そのうち、前記コンピュータソフトウェアプログラムが第一公式を代表する演算プログラムを含み、前記第一公式が次の通りであり：

そのうち：
Ｌ_ｍａｘはこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度であり；
ａは変数であり；
ｅは指数（ｅｘｐｏｎｅｎｔ）であり；
ｆ（ｔ）はｔの関数であり、そのうち、ｆ（ｔ）は複数の変数を含み；
前記プロセッサがこのコンピュータソフトウェアプログラムを実行して各変数の値を得、第一公式に前記グレースケール値―輝度曲線を代表させる。

ｆ（ｔ）については、上述のように異なる実施例があり、且つ、さらに次の第二公式を含むことができる：

そのうちＭはパラメータである。

図１に本発明のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置７０の使用環境の模式図を示す。グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置７０は光センサ７１、カラーアナライザ７２、コンピュータ７３及び信号生成器７４を含む。信号生成器７４は特定のグレースケール図形を生成しカラーディスプレイ９０に入力するために用いられ、続いて光センサ７１でカラーディスプレイ９０の映像を取得した後、カラーアナライザ７２がカラーディスプレイ９０の色彩情報（例えば各グレースケールの色温度、輝度、色度を含むなどとすることができる）を計測し、かつこれらデータをコンピュータ７３に伝送して記録を行う。

従来の方法に基づき、信号生成器７４が各色（赤、緑、青、白）について０〜２５５のグレースケール図形を生成する場合を例とすると、コンピュータ７３は記録のみ行えばよく、特別な演算を経る必要なく『グレースケール値―輝度曲線』を得ることができる。

しかし本発明は迅速に『グレースケール値―輝度曲線』を得るため、信号生成器７４で一部のグレースケール図形を生成し（例えば５個のグレースケール図形、赤、緑、青、白のグレースケール図形とすることができ、信号生成器７４は一度に１つのグレースケール図形を生成するか、一度に複数のグレースケール図形を生成することができる）、カラーアナライザ７２でこれらグレースケール図形の対応輝度を計測し、コンピュータ７３で５組のグレースケール及び輝度の数値に基づきカラーディスプレイ９０の『グレースケール値―輝度曲線』を計算するものである。

一般にガンマ曲線（ｇａｍｍａ−ｃｕｒｖｅ）は図２に示すようにディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を描写するが、実際のディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線とガンマ曲線（ｇａｍｍａ−ｃｕｒｖｅ）は一部合致せず、且つ、図３の破線区域Ａのように高階調時に飽和現象が出現することがあり、ガンマ曲線（ｇａｍｍａ−ｃｕｒｖｅ）は実際のディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を代表するには十分でない。

しかし、図４に示すようにＳ曲線（Ｓ−ｃｕｒｖｅ）を採用した場合、ガンマ曲線（ｇａｍｍａ−ｃｕｒｖｅ）グレースケール高階調飽和現象における不足を補うことができ、その数式は次の式１に示すようになり、そのうち、Ｌ_ｍａｘはこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度であるが、Ｓ曲線は正確に低階調グレースケールのグレースケール値―輝度曲線を描写することができない。

そのうち、ｔはグレースケール値を表し、Ｙは輝度値を表し、ａ、ｂはパラメータであり、ｅは指数（ｅｘｐｏｎｅｎｔ）である。

以下、図５の本発明のフロー図を参照しながら、本発明の特徴について説明する。

手順５０１：ｎ組の（ｔ_ｊ,Ｙ_ｊ）値を取得する。そのうち：
ｊ＝１〜ｎ、４≦ｎ≦３０；
ｔ_ｊはｊ個目のグレースケール値（信号生成器７４が生成するｊ個目のグレースケール値がｔ_ｊ）である；
Ｙ_ｊはｊ個目のグレースケール値（ｔ_ｊ）を前記カラーディスプレイ９０上に表示したときに計測された対応する輝度値である；
本発明の信号生成器７４は一部のグレースケール図形のみ生成するため迅速に『グレースケール値―輝度曲線』を得ることができる。従来の方法ではｎが２５６（８ビットでグレースケール値を描写すると仮定する）であるが、実験に基づき本発明のｎは少なくとも４とし、当然ｎが大きければ大きいほど正確になるが、迅速に『グレースケール値―輝度曲線』を取得するため、ｎは最大３０とすることを提案する。

手順５０２：ｎ組の（ｔ_ｊ,Ｙ_ｊ）値を本発明の公式に代入する。本発明で発案された公式には多くのバリエーションがあるため、以下、式２を本発明の第一公式の通式とする。

そのうち：
Ｌ_ｍａｘはこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度である；
ａは変数であり、ｅは指数（ｅｘｐｏｎｅｎｔ）である；
ｆ（ｔ_ｊ）はｔ_ｊの関数である；

本発明の実施例１に基づき、ｆ（ｔ_ｊ）は以下の式３とする。

即ち、第一公式は次の式４となる：

そのうち、ｋ＝１、ｂ、ｃ_ｊは変数であり；
ｒ_ｊはパラメータであり；
ｔ_ｍａｘは最大グレースケール値（例：２５５）である；
実施例１はさらに第二公式が必要であり、この第二公式を次の式５に示す：

そのうち、Ｍはパラメータであり、例えばＭ＝１とする。
例えば、ｔ_ｍａｘ＝２５５、Ｌ_ｍａｘ＝２５５、ｎ＝５、Ｍ＝１を例とすると、ｒ_１＝１、ｒ_２＝３０、ｒ_３＝０.１８、ｒ_４＝１０とした場合、５組の計測されたグレースケール値に対応する輝度（ｔ_ｊ,Ｙ_ｊ、ｊ＝１〜５）は(４０，１)、(１４０，５０)、(１９０，１３５)、(２２０，１７０)、(２５４，２５４)となる。５組の計測値を式４（第一公式）及び式５（第二公式）に代入すると、以下６つの変数値が得られる：ａ＝１８.２９７、ｂ＝−０.０９５、ｃ_１＝０.０７８２６、ｃ_２＝０.１９３３８、ｃ_３＝０.７２８３６、ｃ_４＝０.０１９９５。ここにおいて、５組の計測値を式４に代入すると５つの条件を形成でき、式５は１つの条件であるため、全部で６つの条件が形成され、６つの変数値が得られる点に注意が必要である。

実施例１との最大の違いは、式５を必要としない点であり、このため条件が１つ少なくなり、変数の数も１つ少なくなる。
このとき、第一公式は次の式６とすることができる：

そのうちｋ＝２である。
ｎ＝５を例とすると、変数Ｃ_１〜Ｃ_３が必要なだけであり、変数Ｃ_４変数は必要なく、このため、変数の数が１つ少なくなる。

実施例１との最大の違いは、ｆ（ｔ_ｊ）が以下の式７である点である：

そのうちｋ＝１である。
変数ｂがなくなったため、式５も必要がない。

実施例１との最大の違いはｆ（ｔ_ｊ）が以下の式８である点である：

そのうちｋ＝０である。
変数ｂはなくなったが、実施例１に比べ変数Ｃ_ｎが加わっており、このため、式５が必要となる。

手順５０３：手順５０２の計算により第一公式で『グレースケール値―輝度曲線』を得る。
コンピュータ７３はプロセッサ７３１及びメモリ７３２を含むため、メモリ７３２に保存したソフトウェアプログラムを利用して計算を行い、図３のように正確な『グレースケール値―輝度曲線』を得ることができる。

上述のように、本発明はその目的、手段及び効果のどれをとっても先行技術とは異なる特徴を持っており、審査員各位のご理解を賜り一日も早い特許の批准を得て社会に貢献できることを願うものである。上述の実施例は説明のため例を挙げただけのものであり、本発明が主張する権利範囲は特許請求の範囲により定められ、上述の実施例に制限されないことに注意が必要である。

グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置の使用環境を示す模式図である。一般的な数学のガンマ曲線図である。一般的なディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線図である。一般的な数学のＳ曲線図である。本発明のグレースケール値―輝度曲線確立方法のフロー図である。

符号の説明

７０グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置
７１光センサ
７２カラーアナライザ
７３コンピュータ
７３１プロセッサ
７３２メモリ
７４信号生成器
９０カラーディスプレイ

Claims

迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法であって、ディスプレイ装置の一部のグレースケール値と対応する輝度値を取得することで、グレースケール値―輝度曲線を得るものであり、前記方法が：
手順Ａ：ｎ組の（ｔ_ｊ,Ｙ_ｊ）値を取得し、そのうち：
ｊ＝１〜ｎ、４≦ｎ≦３０であり；
ｔ_ｊがｊ個目のグレースケール値であり；
Ｙ_ｊがｊ個目のグレースケール値（ｔ_ｊ）を前記ディスプレイ装置上に表示したときに計測された対応する輝度値であり；
手順Ｂ：ｎ組の（ｔ_ｊ,Ｙ_ｊ）値を少なくとも１つの公式に代入し、そのうち、前記少なくとも１つの公式が次の第一公式を含み：

そのうち：
Ｌ_ｍａxが前記ディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度であり；
ａが変数であり；
ｅが指数（ｅｘｐｏｎｅｎｔ）であり；
ｆ（ｔ）がｔの関数であり、そのうちｆ（ｔ）は複数の変数を含み；及び
手順Ｃ：手順Ｂの計算により各変数の値を求め、第一公式で前記グレースケール値―輝度曲線を代表させる；
という手順を含む、迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
前記のうち：

であり；
ｃ_ｊが変数であり；
ｒ_ｊがパラメータであり；
ｔ_ｍａxが最大グレースケール値であり；及び
０≦ｋ≦２である；
請求項１に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
前記のうち：

であり；
ｂが変数であり；
ｃ_ｊが変数であり；
ｒ_ｊがパラメータであり；
ｔ_ｍａxが最大グレースケール値であり；及び
０≦ｋ≦２である；
請求項１に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
前記少なくとも１つの公式が第一公式のみを含み、且つｋ＝１である、請求項２に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
前記少なくとも１つの公式が第一公式のみを含み、且つｋ＝２である、請求項３に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
前記のうち、ｋ＝０であり、且つ、前記少なくとも１つの公式がさらに次の第二公式を含み：

そのうちＭがパラメータである、請求項２に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
前記のうち、Ｍ＝１である、請求項６に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
前記のうちｋ＝１であり、且つ、前記少なくとも１つの公式がさらに次の第二公式を含み：

そのうちＭがパラメータである、請求項３に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
前記のうちＭ＝１である、請求項８に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置であって、カラーディスプレイ上に用いられ、前記グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置が信号生成器と、光センサと、カラーアナライザと、コンピュータを含み、そのうち：
前記信号生成器はｎ個の異なるグレースケール値のグレースケール図形を生成して前記カラーディスプレイに入力するために用いられ、そのうち、ｎ個の異なるグレースケール値の定義はｔ_ｊ ,ｊ＝１〜ｎ、且つ４≦ｎ≦３０であり；
前記光センサは前記カラーディスプレイに表示された各グレースケール図形を取得するために用いられ；
前記カラーアナライザは前記光センサに接続され、前記カラーディスプレイの映像を取得した後、各グレースケール図形に対応するｎ個の輝度値を計測するために用いられ、そのうちｎ個の輝度値の定義はＹ_ｊ ,ｊ＝１〜ｎ、且つ４≦ｎ≦３０であり；
前記コンピュータは前記カラーアナライザに接続され、前記カラーディスプレイの色彩情報を取得するために用いられ、前記コンピュータはプロセッサ及びメモリを含み、前記メモリが前記プロセッサに実行させるコンピュータソフトウェアプログラムを含み、そのうち、前記コンピュータソフトウェアプログラムが第一公式を代表する演算プログラムを含み、前記第一公式が：

であり、そのうち：
Ｌ_ｍａｘがこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度であり；
ａが変数であり；
ｅが指数（ｅｘｐｏｎｅｎｔ）であり；
ｆ（ｔ）がｔの関数であり、そのうち、ｆ（ｔ）が複数の変数を含み；
前記プロセッサが前記コンピュータソフトウェアプログラムを実行して各変数の値を取得し、第一公式に前記グレースケール値―輝度曲線を代表させる、グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
前記のうち：

であり；
ｃ_ｊが変数であり；
ｒ_ｊがパラメータであり；
ｔ_ｍａｘが最大グレースケール値であり；及び
０≦ｋ≦２である；
請求項１０に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
前記のうち：

であり；
ｂが変数であり；
ｃ_ｊが変数であり；
ｒ_ｊがパラメータであり；
ｔ_ｍａｘが最大グレースケール値であり；及び
０≦ｋ≦２である；
請求項１０に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
前記少なくとも１つの公式が第一公式のみを含み、且つｋ＝１である、請求項１１に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
前記少なくとも１つの公式が第一公式のみを含み、且つｋ＝２である、請求項１２に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
前記のうちｋ＝０であり、且つ前記少なくとも１つの公式がさらに次の第二公式を含み：

そのうちＭがパラメータである、請求項１１に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
前記のうちＭ＝１である、請求項１５に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
前記のうちｋ＝１であり、且つ前記少なくとも１つの公式がさらに次の第二公式を含み：

そのうちＭがパラメータである、請求項１２に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
前記のうちＭ＝１である、請求項１７に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。