JP4698155B2 - 表示装置の表示特性調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置における表示特性の調整方法に関する。

複数の表示装置を用いて、パソコン等の出力画面をマルチ画面として使用することが知られている。マルチ画面を実現する場合において、それぞれの表示装置に同じ表示内容を表示しようとしてもそれぞれの表示装置が明るさや色合いなどの表示特性のばらつきを持っているため、同じ表示内容を得ることができないことが発生する。
このような場合において、同一の目標値に合わせるように各表示装置の調整を行うことにより校正するのが一般的である。
ここで、図５、図６を参照して、従来技術による調整方法を説明する。図５は、従来技術による表示装置の調整を行う場合の装置構成を示す図である。図５において、符号１は、表示装置であり、画像等の表示を行う表示部１１、表示用の信号を受けて表示部１１へ出力するとともに表示部１１の明るさや色合いを調整する表示制御部１８と、外部装置との通信を行う通信部とを備えている。符号２は、パソコンであり、表示装置１に画像等を表示するための表示信号を発生する表示用信号発生部２１と、表示装置１内に備えた通信部１７との間で通信を行う通信部２２と、表示部１１の明るさや色合いを検出するために表示装置１の外部に取り付けられたセンサ３の出力値を受信する通信部２３を備えている。図５に示す装置を使用して表示部１１の調整を行う場合において、パソコン２内の調整用ソフトウェアがセンサ３の出力値を受信し、この出力値に基づいて、調整用ソフトウェアが目標値となるように表示制御部１８に対して、補正信号を出力することにより、表示部１１の明るさや色合いを調整する。

一方、図６は、他の構成を有する表示装置の調整を行う場合の装置構成を示す図である。図６において、符号１は、表示装置であり、画像等の表示を行う表示部１１、表示用の信号を受けて表示部１１へ出力するとともに表示部１１の明るさや色合いを調整する表示制御部１８と、表示部１１の明るさや色合いを検出するために表示装置１の内部に取り付けられたセンサ３の出力値を受信する通信部１７を備えている。図６に示す装置を使用して表示部１１の調整を行う場合において、表示制御部１８がセンサ３の出力値を受信し、この出力値に基づいて、目標値となるように、表示制御部１８が補正信号を表示部１１へ出力することにより、表示部１１の明るさや色合いを調整する。
なお、画像投影表示装置やマルチビジョンシステムの表示特性を補正する先行技術文献として、特許文献１及び特許文献２がある。
特開２０００−０５９８０６号公報 特開２００２−０７２３５９号公報

しかしながら、図５に示す装置を使用して、表示装置１の調整を行う場合は、表示装置１の調整を行うためのパソコンを準備しなければならず、また使用するパソコンのシステムに合わせた調整用のソフトウェアを準備し操作するなど、使用者の手を煩わせることが多いという問題がある。
一方、図６に示す装置を使用した場合は、表示装置１のみで調整を行うことが可能であるが、各表示装置１内にセンサ３を備えなければならないため、表示装置１の単価が高価になる上に、各表示装置内に備えたセンサ３のばらつきによりマルチ画面を構成する表示装置間で表示状態を完全に一致させることが困難であるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複数の表示装置間における表示状態を容易に一致させることができる表示装置及び表示装置の調整方法を提供することを目的とする。

本発明は、表示装置の表示特性をセンサで測定して得られる測定値に応じて、表示特性の補正を行う表示装置であって、入力される補正信号に基づいて、バックライトの光量を制御するバックライト制御手段と、入力される補正信号に基づいて、表示装置に入力される映像信号を補正して出力する映像信号補正手段と、前記センサの測定値を受信して出力する通信手段と、前記通信手段を介して、前記センサの測定値を入力し、この測定値と予め設定された目標値との差に基づいて、補正信号を生成し、前記バックライト制御手段と映像信号補正手段に対して出力する補正信号生成手段とを備えたことを特徴とする。

本発明は、表示特性を測定するセンサの測定値を受信して出力する通信手段と、入力される補正信号に基づいて、バックライトの光量を制御するバックライト制御手段と、入力される補正信号に基づいて、表示装置に入力される映像信号を補正して出力する映像信号補正手段と、前記通信手段を介して、前記センサの測定値を入力し、この測定値と目標値との差に基づいて、補正信号を生成し、前記バックライト制御手段と映像信号補正手段に対して出力する補正信号生成手段とを備えた表示装置と、表示特性を測定するために前記表示装置の外部に着脱可能に取り付けられたセンサとを使用して表示装置の表示特性調整を行う調整方法であって、基準となる表示特性を有する基準表示装置に前記センサを取り付けて、基準表示装置の表示特性を測定して得られる基準測定値を調整対象の表示装置内の補正信号生成手段に入力する過程と、前記調整対象の表示装置に前記センサを取り付け、調整対象の表示装置の表示特性を測定して得られる調整対象測定値を調整対象の表示装置内の補正信号生成手段に入力する過程と、調整対象の表示装置内の前記補正信号生成手段が前記基準測定値を目標値として、該目標値と調整対象の表示装置の測定値との差に基づいて、調整対象の表示装置内の前記バックライト制御手段と前記映像信号補正手段に対する補正信号を生成して出力する過程とを有することを特徴とする。

本発明は、前記補正信号生成手段は、表示の明るさをバックライト制御で調整し、コントラストとガンマカーブ、色合いの調整は映像信号補正で行うことを特徴とする。

本発明は、前記補正信号生成手段は、表示の明るさと色合いをバックライト制御で調整し、コントラストとガンマカーブの調整を映像信号補正で行うことを特徴とする。

本発明は、前記補正信号生成手段は、表示の明るさをバックライト制御と映像信号補正の両方を使用して調整を行うことを特徴とする。

この発明によれば、パソコン等の制御手段を用いることなく容易に表示装置単体で表示特性の調整を行うことが可能になるという効果が得られる。また、複数の表示装置の表示特性を一致させるにあたって、表示特性を測定するセンサを同一のものを使用するようにしたため、表示装置間で調整結果を一致させることができ、かつ低価格でシステムを構成することができるという効果が得られる。

以下、本発明の一実施形態による表示装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、調整対象の表示装置である。符号１１は、表示部であり、バックライトを有する液晶パネルから構成される。符号１２は、表示部１１の明るさや色合いを検出するセンサを接続する接続部である。センサ３は、必要に応じて、表示装置１から取り外すことが可能である。符号１３は、センサ３の出力値を受信する通信部であり、一般的には低価格化のためにＵＳＢやＲＳ２３２Ｃ等のシリアルデータプロトコルを使用するが、パラレルデータのプロトコルを用いても本発明の実現効果に支障はない。符号１４は、センサ３の出力値に基づいて、表示部の表示特性を補正するための補正信号を生成して出力する補正信号生成部である。符号１５は、表示部１１に備えられたバックライトの光量を制御するバックライト制御部であり、ＰＷＭによる点灯時間制御または電流制御によって光量を制御する。符号１６は、補正信号生成部１４から出力される補正信号に基づいてパソコン２に備えられた表示用信号発生部２１から入力される表示用信号を補正して、表示部１１へ出力する映像信号補正部である。

ここで、図１に示すバックライト制御部１５と映像信号補正部１６が行う補正処理について説明する。バックライト制御部１５は、基本的に明るさ成分のみの制御となるが、色合いも制御するようにしてもよい。また、このバックライトによる制御では一画面内を均一に制御することが基本であり、画面の一部分のみを補正するようなダイナミックな補正はできないが、入力信号に補正をかける場合とは異なり補正することによる表示の諧調数／色数の減少は発生しない。また、バックライトに冷陰極線管を使用した場合には、極端に暗い表示ができないという制御範囲の制限がある。映像信号補正部１６は、パソコン２から受信した映像信号自体を加工することにより補正するものである。回路的なビット制限から加工を行うことで表示可能な諧調数／色数が減ることになる事が多いが、制御範囲の制限はほとんどなく広範囲な制御が可能であり、画面の一部分だけを補正するようなダイナミックな補正も可能である。

次に、補正信号生成部１４が生成する補正信号の生成方法について説明する。補正信号の生成は、以下に示す（１）〜（４）の方法のうち、いずれかを用途に合わせて選択して使用すればよい。
（１）表示の明るさをバックライト制御で調整し、コントラストとガンマカーブ、色合いの調整は映像信号補正で行う。最も使用頻度の高い明るさの調整にバックライト制御を用いることで、そのときの諧調数／色数の低下を防ぎ、その他の補正を映像信号補正で行うことでダイナミックな補正が可能となる。
（２）表示の明るさと色合いをバックライト制御で調整し、コントラストとガンマカーブの調整を映像信号補正で行う。上記に加えて、色合いの補正もバックライトで行うこととしたことで、調整時の諧調数／色数の低下をさらに防ぐことができる。
（３）すべての補正を映像信号補正で行う。調整時に色数が減るなどの問題があるが、回路的なビット制限を拡張することで回避が可能である。これに対し、画面の一部分のダイナミックな補正を重視する場合には有効な方法である。
（４）表示の明るさの調整をバックライト制御と映像信号補正の両方を使用して補正を行う。明るい表示をしている状態ではバックライト制御を用い、バックライト制御で暗くしきれない領域では映像信号補正で明るさの調整を行う方法で、この方法を用いることでバックライト制御の補正範囲の狭さをカバーしつつ、諧調数／色数の減少が目立つ明るい表示の状態ではバックライト制御で調整するために諧調数／色数の減少が発生しない。

次に、図２を参照して、図１に示す表示装置１の調整を行う動作を説明する。図２は、図１に示す表示装置１の調整を行う動作を示すフローチャートである。
まず、作業者は、表示装置１の表示特性の目標値を決める。目標値は、例えば、ＯＳＤなどの手法を用いて明るさ、色合い、ガンマ特性のうちの少なくともひとつと、調整の精度を定める誤差許容度の目標値を設定する（ステップＳ１）。これらの目標値は、図示しない入力手段によって入力されて補正信号生成部１４内部に保持される。

次に、補正信号生成部１４は、補正対象の表示部１１に取り付けたセンサ３の出力値を読み取る（ステップＳ２）。そして、補正信号生成部１４は、読み取ったセンサ出力値と内部に保持している目標値との差を求め（ステップＳ３）、差があるか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定は、｜目標値−センサ出力値｜＜誤差許容値であるか否かを判定することによる。

この判定の結果、差が誤差許容値より小さければ調整動作は終了する。一方、差が誤差許容値より大きければ、補正信号生成部１４は、得られた差に基づいて、映像信号補正部とバックライト制御部の制御をするための補正信号を生成する（ステップＳ５）。そして、補正信号生成部１４は、生成した補正信号を、バックライト制御部１５と映像信号補正部１６へそれぞれ出力する。これを受けて、バックライト制御部１５と映像信号補正部１６は、受け取った補正信号をもとに表示部１１へ送る信号を制御する（ステップＳ６）。続いて、バックライト制御部１５と映像信号補正部１６は、表示部１１を制御する信号を送ってから所定時間（制御信号を受け取ってから表示部１１は反応するまでの時間）待機してから、制御終了信号を補正信号生成１４へ送る。これを受けて、補正信号生成部１４は、ステップＳ２へ戻り処理を繰り返す。これにより、目標値とセンサ出力値との差分があらかじめ設定された誤差許容度の値の範囲内に入れば調整動作を終了する。

次に、図３を参照して、図１に示す表示装置１を使用してマルチ画面とするときの調整を行う場合の装置構成を説明する。図３において、符号１０は、図２に示す手順で表示特性の調整を行った表示装置（基準表示装置）である。この表示装置１０は、図３に示す表示装置１と同一の装置であるが、説明を分かり易くするために異なる符号を付与している。各表示装置１、１０の詳細な構成は、前述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

次に、図４を参照して、図３に示す表示装置１の調整を行う動作を説明する。図４は、図３に示す表示装置１の調整を行う動作を示すフローチャートである。
まず、作業者は、揃えようとする目標の表示装置１０の表示部１１に取り付けられていたセンサ３を接続部１２から切り離し、センサ３を表示装置１０の表示部１１に取り付けたまま、センサ３の信号線を、調整対象となる表示装置１の接続部１２へ接続する。これにより、表示装置１０の表示部１１に取り付けられたセンサ３の出力値（基準測定値）は、表示装置１の通信部１３を介して、表示装置１の補正信号生成部１４へ入力される（図３の破線で示す）こととなる。続いて作業者がセンサ出力値入力開始の操作を行うことにより、補正信号生成部１４は、センサ３の出力値を読み取り、この出力値（基準測定値）を目標値として内部に保持する（ステップＳ１１）。これにより、前述した手順（図２）によって調整された表示部１１の表示特性を示すセンサ出力値が目標値に設定されたこととなる。

次に、作業者は、表示装置１０の表示部１１に取り付けられているセンサ３をはずし、調整対象である表示装置１の表示部１１へ取り付ける。そして、作業者が調整開始の操作を行うと、補正信号生成部１４は、補正対象の表示部１１に取り付けたセンサ３の出力値を読み取る（ステップＳ１２）。そして、補正信号生成部１４は、読み取ったセンサ出力値と内部に保持している目標値との差を求め（ステップＳ１３）、差があるか否かを判定する（ステップＳ１４）。この判定は、｜目標値−センサ出力値｜＜誤差許容値であるか否かを判定することによる。

この判定の結果、差が誤差許容値より小さければ調整動作は終了する。一方、差が誤差許容値より大きければ、補正信号生成部１４は、得られた差に基づいて、映像信号補正部とバックライト制御部の制御をするための補正信号を生成する（ステップＳ１５）。そして、補正信号生成部１４は、生成した補正信号を、バックライト制御部１５と映像信号補正部１６へそれぞれ出力する。これを受けて、バックライト制御部１５と映像信号補正部１６は、受け取った補正信号をもとに表示部１１へ送る信号を制御する（ステップＳ１６）。続いて、バックライト制御部１５と映像信号補正部１６は、表示部１１を制御する信号を送ってから所定時間（制御信号を受け取ってから表示部１１は反応するまでの時間）待機してから、制御終了信号を補正信号生成１４へ送る。これを受けて、補正信号生成１４は、ステップＳ１２へ戻り処理繰り返す。これにより、目標値とセンサ出力値との差分があらかじめ設定された誤差許容度の値の範囲内に入れば調整動作を終了する。

このように、表示装置内にセンサ３の測定値を受信して出力する通信部１３と、入力される補正信号に基づいて、バックライトの光量を制御するバックライト制御部１５と、入力される補正信号に基づいて、表示装置に入力される映像信号を補正して出力する映像信号補正部１６と、通信部１３を介して、センサ３の測定値を入力し、この測定値と目標値と差に基づいて、補正信号を生成し、バックライト制御部と映像信号補正部に対して出力する補正信号生成部１４とを設けたため、パソコン等の制御手段を用いることなく表示装置単体で表示特性の調整を行うことが可能となる。

また、この表示装置を使用して、基準となる表示特性を有する基準表示装置１０にセンサ３を取り付けて、基準表示装置１０の表示特性を測定して得られる基準測定値を調整対象の表示装置１内の補正信号生成部１４に入力するとともに、調整対象の表示装置１にセンサ３を取り付け、調整対象の表示装置１の表示特性を測定して得られる調整対象測定値を調整対象の表示装置１内の補正信号生成部１４に入力し、調整対象の表示装置１内の補正信号生成部１４が基準測定値を目標値として、この目標値と調整対象の表示装置１の測定値との差に基づいて、調整対象の表示装置１内のバックライト制御部１５と映像信号補正部１６に対する補正信号を生成して出力するようにして、同一のセンサ３を複数の表示装置間で使用することができるようにしたため、センサ３の性能のばらつきによって、表示装置間で調整結果が異なることを防止することができ、さらにセンサ３を表示装置１毎に備えるのではなく、調整しようとするシステム全体に一つ備えればよいために、システム全体のコストを低減することができる。

なお、映像信号を補正するには、主に以下に示す（ａ）〜（ｄ）の補正方法を使用することが可能である。
（ａ）ＲＧＢ個別ゲイン制御による白色点補正
ＲＧＢを同時に動かした場合はコントラスト制御といい、入力信号の波高値が希望のレベルでなかった場合などの補正に用いられ、ＲＧＢを個別に制御することで、白色の色あいを変えることが可能である。
（ｂ）マトリクスＬＵＴ（Look Up Table）による色合い補正
入力された信号の色に対応した出力色を設定するＬＵＴを使って色合い補正を行う方法であり、任意の色を任意の色に変更する自由度が高い。
（ｃ）演算による色合い補正
特開平０７−１７０４０４号公報などで示された方法で、（ｂ）のマトリクスの手法に比べると大幅に回路規模が縮小できるが、色変換の自由度はマトリクスほど高くない。
（ｄ）ＬＵＴによるガンマカーブ補正
入力された諧調に対して出力する諧調を指定するＬＵＴを使って、ガンマカーブを補正する方法。

また、表示部１１に取り付けるセンサ３は、表示部１１画面上の複数の位置の表示特性を測定するものであってもよい。この場合、センサ３は、各測定位置毎に順に測定し、測定した順に、測定値に対して識別情報を付与して、通信部１３を介して、補正信号生成部１４へ出力するようにする。そして、補正信号生成部１４では、複数の測定値（センサ出力値）の平均を求め、この平均値をセンサ出力値としてもよい。また、複数の測定位置がある場合、測定位置に対応する目標値を設定し、測定位置毎に補正処理を施すようにしてもよい。

また、図２、図４に示す処理の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより調整処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図１に示す装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図３に示す装置の動作を示すフローチャートである。 従来技術の装置の構成を示すブロック図である。 従来技術の装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１・・・表示装置、
１０・・・表示装置、
１１・・・表示部、
１２・・・接続部、
１３・・・通信部、
１４・・・補正信号生成部、
１５・・・バックライト制御部、
１６・・・映像信号補正部、
１７・・・通信部、
１８・・・表示制御部、
２・・・パソコン、
２１・・・表示用信号発生部、
２２・・・通信部、
２３・・・通信部、
３・・・センサ

Claims (4)

1. 表示特性を測定するセンサの測定値を受信して出力する通信手段と、入力される補正信号に基づいて、バックライトの光量を制御するバックライト制御手段と、入力される補正信号に基づいて、表示装置に入力される映像信号を補正して出力する映像信号補正手段と、前記通信手段を介して、前記センサの測定値を入力し、この測定値と目標値との差に基づいて、補正信号を生成し、前記バックライト制御手段と映像信号補正手段に対して出力する補正信号生成手段とを備えた表示装置と、表示特性を測定するために前記表示装置の外部に着脱可能に取り付けられたセンサとを使用して、複数の表示装置からなるマルチ画面における表示状態の一致を行うために、バックライト補正および映像信号補正を行う表示装置の表示特性調整方法であって、
   基準となる表示特性を有する基準表示装置に前記センサを取り付けて、前記センサの出力を調整対象の表示装置の前記通信手段に接続し、前記基準表示装置の表示特性を測定して得られる基準測定値を前記調整対象の表示装置内の補正信号生成手段に入力する過程と、
   前記調整対象の表示装置に前記基準表示装置の表示特性を測定した前記センサを取り付け、前記調整対象の表示装置の表示特性を測定して得られる調整対象測定値を前記調整対象の表示装置内の補正信号生成手段に入力する過程と、
   前記調整対象の表示装置内の前記補正信号生成手段が前記基準測定値を目標値として、該目標値と前記調整対象の表示装置の測定値との差に基づいて、前記調整対象の表示装置内の前記バックライト制御手段と前記映像信号補正手段に対する補正信号を生成して出力する過程と
   を有することを特徴とする表示装置の表示特性調整方法。
2. 前記補正信号生成手段は、表示の明るさをバックライト制御で調整し、コントラストとガンマカーブ、色合いの調整は映像信号補正で行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の表示特性調整方法。
3. 前記補正信号生成手段は、表示の明るさと色合いをバックライト制御で調整し、コントラストとガンマカーブの調整を映像信号補正で行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の表示特性調整方法。
4. 前記補正信号生成手段は、表示の明るさをバックライト制御と映像信号補正の両方を使用して調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の表示特性調整方法。

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