JP5010001B2

JP5010001B2 - 立体映像ディスプレイパネルの評価方法およびシステム

Info

Publication number: JP5010001B2
Application number: JP2010015073A
Authority: JP
Inventors: 晏綺劉; 正中胡
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: TW201101803A; TWI394431B; JP2011010266A; US8189181B2; US20100328653A1

Description

本発明は、ディスプレイパネルの評価方法およびシステムに関するものであり、特に、立体映像ディスプレイパネルの評価方法およびシステムに関するものである。

人の目の視覚特性により、同じ映像だが視差の異なる２つのフレームをそれぞれ左目と右目で見た時に、立体映像が生じる。立体映像を表示するメカニズムは、この人の目の視覚特性に基づいて、視差の異なる２つのフレームをそれぞれ左目と右目に表示することによって、立体映像を構成する。

一般的なフラットパネルディスプレイの評価方法は、以下の通りである。フラットパネルディスプレイの表示面に近接する画像取り込み装置を利用して、フラットパネルディスプレイによって表示された映像の特定領域を取り込み、特定領域の表示品質からフラットパネルディスプレイの全体の表示品質を評価する。しかしながら、観察者が見た表示映像が立体映像になるには、立体映像ディスプレイパネルと観察者の間に固定された距離を必要とする。そのため、フラットパネルディスプレイの評価方法は、立体映像ディスプレイパネルの評価方法としては不適切である。

従来の立体映像ディスプレイパネルの評価方法は、通常、肉眼で立体映像ディスプレイパネルの表示品質を判断する。しかしながら、上記の方法による判断結果は、個人の疲労傾向に影響されやすく、判断基準が一貫性に欠ける。結果として、定量化の方法を用いた評価データを提供して、立体映像ディスプレイパネルの表示品質を評価しなければならない。

本発明は、定量化によって立体映像ディスプレイパネルの表示品質を評価する立体映像ディスプレイパネルの評価方法およびシステムを提供することを目的とする。

本発明は、以下のステップを含む立体映像ディスプレイパネルの評価方法およびシステムを提供する。まず、表示面に第１法線ベクトルを有する立体映像ディスプレイパネルに、検査フレームを表示する。続いて、検出面に第２法線ベクトルを有する画像検出装置によって検査フレームの輝度を検出し、第１法線ベクトルと第２法線ベクトルの間に角度を形成する。次に、異なる角度で検査フレームの輝度を検出する。第１法線ベクトルと第２法線ベクトルの間に第１角度を形成した時、画像検出装置によって検査フレームの最大輝度を検出する。それから、第１角度で検査フレームの輝度均一性を分析する。そして、可視距離を測定する。その後、立体画像ディスプレイパネルによって表示されたフレーム間のクロストーク（cross-talk）の程度を計算する。

本発明の１つの実施形態において、検査フレームは、左目フレームと右目フレームを備える。

本発明の１つの実施形態において、上述した第１角度を獲得する方法は、以下のステップを含む。まず、右目フレームを表示して、異なる角度で右目フレームの輝度を検出する。次に、左目フレームを表示して、同様に、異なる角度で左目フレームの輝度を検出する。その後、異なる角度で検出した右目フレームの複数の輝度と左目フレームの複数の輝度の中から最大輝度を検出して、最大輝度に対応する角度を獲得し、この角度を第１角度と定義する。

本発明の１つの実施形態において、検査フレームの輝度均一性を分析する方法は、以下のステップを含む。まず、検査フレームの中心に配置されたＸ軸を選択する。次に、Ｘ軸上の各点の輝度を検出して、Ｘ軸上の各点に対応する輝度を示した輝度分布曲線を獲得する。その後、獲得した輝度分布曲線を用いて、検査フレームの輝度均一性を判断する。本発明の１つの実施形態において、さらに、下記の式（１）を用いて可視距離を獲得するステップを含む。式（１）において、θ_kは最適視角を示し、Ｅは観察者の２つの目の間の距離を示し、ｄは可視距離を示す。

本発明の１つの実施形態において、可視距離は、３０ｃｍから８ｍまでの範囲である。

本発明の１つの実施形態において、さらに、下記の式（２）を用いて左目フレームと右目フレームの間のクロストークの程度を定義するステップを含む。式（２）において、Ｒ_minは右目フレームの最小輝度を示し、Ｌ_minは左目フレームの最小輝度を示し、Ｌ_maxは左目フレームの最大輝度を示し、Ｒ_maxは右目フレームの最大輝度を示す。

本発明は、回転台、画像検出装置、および分析制御装置を備えた立体映像ディスプレイパネルの評価システムを提供する。回転台は、検査フレームを表示し、且つ表示面に第１法線ベクトルを有する立体映像ディスプレイパネルを上方に配置する。画像検出装置は、立体映像ディスプレイパネルの前方に配置されて、検査フレームの輝度を検出し、検出面に第２法線ベクトルを有するとともに、第１法線ベクトルと第２法線ベクトルの間に角度を形成する。分析制御装置は、回転台および画像検出装置にそれぞれ連接して、異なる角度に回転するよう回転台を制御し、且つ異なる角度で検査フレームの輝度を検出するよう画像検出装置を制御する。さらに、分析制御装置は、獲得した輝度を複数の情報に変換して、その情報を保存する。

本発明の１つの実施形態において、立体映像ディスプレイパネルの評価システムは、さらに、回転台の前方に配置された可動台を備える。可動台は、第１方向に沿って回転台に向かって移動するか、あるいは第２方向に沿って回転台から離れて移動し、可動台の上に画像検出装置が配置される。

本発明の１つの実施形態において、画像検出装置は、レンズおよび画像検出素子を備える。レンズは焦点機能を有し、立体映像ディスプレイパネルと位置が合うように設けられる。また、画像検出素子はレンズに連接して、立体映像ディスプレイパネルによって表示された検査フレームの輝度を検出する。

本発明の１つの実施形態において、画像検出素子は、電荷結合素子（charge coupled device, CCD）である。

本発明の１つの実施形態において、分析制御装置は、分析制御ホストおよび制御スクリーンを備える。分析制御ホストは、立体映像ディスプレイパネルおよび画像検出装置に電気接続される。また、制御スクリーンは、分析制御ホストに連接して、分析制御ホストの操作界面を表示する。

以上の観点から、本発明の立体映像ディスプレイパネルの評価方法およびシステムは、立体映像ディスプレイパネルの輝度分布を分析することによって、表示品質を定量化し、立体映像ディスプレイパネルを評価する時に一貫した基準を提供することができる。

本発明の上記及び他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。

本発明の実施形態に係る立体映像ディスプレイパネルの評価システムを概略的に示したものである。図１Ａに示した立体映像ディスプレイパネルおよび画像検出装置の平面図である。本発明の実施形態に係る立体映像ディスプレイパネルの評価ステップを示した概略図である。本発明の実施形態に係る異なる角度における右目フレームの輝度および左目フレームの輝度を示した概略的比較図である。本発明の実施形態に係る第１角度および異なる角度における輝度分布曲線を示した概略図である。本発明の実施形態に係る第１角度で異なる可視距離において検出した輝度分布曲線を示した概略図である。

図１Ａは、本発明の実施形態に係る立体映像ディスプレイパネルの評価システムを概略的に示したものである。図１Ｂは、図１Ａに示した立体映像ディスプレイパネルおよび画像検出装置の平面図である。図２は、本発明の実施形態に係る立体映像ディスプレイパネルの評価ステップを示した概略図である。

図１Ａおよび図２に示すように、本実施形態の立体映像ディスプレイパネルの評価システム１００は、回転台１１０と、画像検出装置１２０と、分析制御装置１３０とを備える。また、評価システムは、可動台１４０を選択的に備えることができる。本実施形態の評価方法は、図２に示すステップ２１０からステップ２４０を含む。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、まず、回転台１１０の上に、立体映像ディスプレイパネル３００が配置される。画像検出装置１２０は、立体映像ディスプレイパネル３００の前方に配置され、検査フレームの輝度を検出する。また、分析制御装置１３０は、回転台１１０および画像検出装置１２０にそれぞれ連接する。分析制御装置１３０は、分析制御ホスト１３２と、制御スクリーン１３４とを備えることができる。分析制御ホスト１３２は、立体映像ディスプレイパネル３００、回転台１１０、可動台１４０および画像検出装置１２０に電気接続される。制御スクリーン１３４は、分析制御ホスト１３２に連接し、分析制御ホスト１３２の操作界面を表示するために用いられる。

分析制御装置１３０は、異なる角度に回転するよう回転台１１０を制御し、且つ異なる角度で検査フレームの輝度を検出するよう画像検出装置１２０を制御して、検出した輝度を複数の情報に変換し、その情報を保存する。

また、可動台１４０の上に、画像検出装置１２０が配置される。可動台１４０は、回転台１１０の前方に配置され、第１方向Ｄ₁に沿って回転台１１０に向かって移動するか、あるいは第２方向Ｄ₂に沿って回転台１１０から離れて移動する。

図１Ａ、図１Ｂおよび図２に示すように、ステップ２１０を行って、表示面３１０に第１法線ベクトル３１２を有する立体映像ディスプレイパネル３００に検査フレームを表示する。検査フレームは、左目フレームと右目フレームを含むことができる。左目フレームは、例えば、全黒フレームであり、右目フレームは、例えば、全白フレームである。しかしながら、本発明は、左目フレームと右目フレームの色を限定しないため、実際の設計の必要に応じて調整し、変更してもよい。立体映像ディスプレイパネル３００は、切換の方法で左目フレームまたは右目フレームを選択的に表示することができ、さらに、左目フレームおよび右目フレームを同時に表示することもできる。

続いて、ステップ２２０を行って、検出面１２２に第２法線ベクトル１２２ａを有する画像検出装置１２０によって、検査フレームの輝度を検出し、第２法線ベクトル１２２ａと第１法線ベクトル３１２の間に角度θを形成する。さらに詳しく説明すると、画像検出装置１２０は、レンズ１２４と、画像検出素子１２６とを備えることができる。レンズ１２４は焦点機能を有し、立体映像ディスプレイパネル３００と位置が合うように設けられる。画像検出素子１２６はレンズ１２４に連接して、立体映像ディスプレイパネル３００によって表示された検査フレームの輝度を検出する。画像検出素子１２６は、例えば、電荷結合素子（charge coupled device, CCD）である。

その後、ステップ２３０を行って、異なる角度で検査フレームの輝度を検出する。さらに詳しく説明すると、回転台１１０が回転した時、立体映像ディスプレイパネル３００の表示面３１０にある第１法線ベクトル３１２と画像検出装置１２０の検出面１２２にある第２法線ベクトル１２２ａの間の角度θが変化する。画像検出装置１２０によって検出された検査フレームの輝度は、異なる角度θに伴って変化する。検査フレームの最大輝度は、第２法線ベクトル１２２ａと第１法線ベクトル３１２の間に第１角度θ₁を形成した時に、画像検出装置１２０によって検出される。第１角度θ₁を獲得する方法を、以下に例を挙げてより詳しく説明する。

まず、右目フレームを表示して、右目フレームの輝度を異なる角度で検出する。

それから、左目フレームを表示して、左目フレームの輝度を異なる角度で検出する。

しかしながら、右目フレームと左目フレームを表示する順序は限定されないため、最初に左目フレームを表示し、それから右目フレームを表示してもよい。その後、異なる角度で右目フレームの輝度と左目フレームの輝度を比較して、最大輝度に対応する角度を獲得し、その角度を第１角度として定義する。

図３は、発明の実施形態に係る異なる角度における右目フレームの輝度および左目フレームの輝度を示した概略的比較図である。図３を参照すると、異なる角度で右目フレームの輝度を検出し、それぞれの角度に対して検出した輝度を図３の曲線Ａに示す。同様にして、異なる角度で左目フレームの輝度を検出し、それぞれの角度に対して検出した輝度を図３の曲線Ｂに示す。図３に明確に示されているように、異なる角度で右目フレームの輝度と左目フレームの輝度を比較して、最大輝度に対応する角度を獲得し、その角度を第１角度θ₁として定義する。

図２を参照すると、その後ステップ２４０を行って、異なる角度で検査フレームの輝度均一性を分析する。検査フレームの輝度均一性を分析する方法について、以下の例を挙げて説明する。まず、検査フレームの中心に配置されたＸ軸を選択する。検査フレームのちょうど中心に配置されたＸ軸を選択するのが好ましい。それから、Ｘ軸上の各点の輝度を検出して、Ｘ軸上の各点に対応する輝度を示した輝度分布曲線を獲得する。そして、獲得した輝度分布曲線を利用して、検査フレームの輝度均一性を判断する。

図４は、本発明の実施形態に係る第１角度および異なる角度における輝度分布曲線を示した概略図である。図４を参照すると、水平軸は、選択したＸ軸の各点の該当位置を示す。垂直軸は、Ｘ軸上の各点に対応する輝度を示す。第１角度θ₁周辺の特定の角度に基づいて輝度分布曲線を示し、均一性の最適な視角を最適視角θ_kとして選択する。本実施形態において、例えば、第１角度θ₁で検出された輝度が３．５７度の時の輝度分布曲線をＬとし、例えば、第１角度θ₁で検出された輝度が３．８７度の時の輝度分布曲線をＭとする。さらに、例えば、第１角度θ₁で検出された輝度が２．３７度の時の輝度分布曲線をＯとする。図４に示したように、第１角度θ₁で検出された輝度が３．５７度の時の輝度分布曲線Ｌは他の輝度分布曲線よりも滑らかであるため、３．５７度で輝度が検出された時に輝度分布がより均一であることを示している。したがって、本実施形態において、最適視角θ_kは３．５７度である。

本実施形態の立体映像ディスプレイパネルの評価方法２００は、さらに、下記の式（１）を用いて可視距離を獲得するステップを含む。式（１）において、θ_kは最適視角を示し、Ｅは観察者の２つの目の間の距離を示し、ｄは可視距離を示す。計算された可視距離を、輝度均一性が最適な視角の時の最適可視距離として定義する。立体映像ディスプレイパネル３００の様々なサイズに基づき、可視距離は３０ｃｍから８ｍまでの範囲である。

図５は、本発明の実施形態に係る第１角度で異なる可視距離において検出した輝度分布曲線を示した概略図である。図５を参照すると、本実施形態の立体映像ディスプレイパネル３００のサイズは、例えば、１５．４インチである。上述した実施形態の評価ステップに基づくと、獲得した最適角度は３．５７度であるため、この最適角度で異なる可視距離ごとに検査フレームの輝度分布を検出する。図５に示すように、可視距離が５２ｃｍの時に検出された輝度分布はＸであり、可視距離が５０ｃｍの時に検出された輝度分布はＹであり、可視距離が６０ｃｍの時に検出された輝度分布はＺである。図５に明確に示されているように、検出した輝度分布曲線は、可視距離が５２ｃｍの時に最も均一である。つまり、本実施形態の立体映像ディスプレイパネル３００は、最適角度で可視距離が５２ｃｍの時に最適な表示品質を有する。

最後に、本実施形態の立体映像ディスプレイパネルの評価方法は、下記の式（２）を用いて左目フレームと右目フレームの間のクロストーク（cross-talk）の程度ＣＲを定義するステップを含む。式（２）において、Ｒ_minは右目フレームの最小輝度を示し、Ｌ_minは左目フレームの最小輝度を示し、Ｌ_maxは左目フレームの最大輝度を示し、Ｒ_maxは右目フレームの最大輝度を示す。図３を例にして説明すると、左目フレームと右目フレームの間のクロストークＣＲの程度は、曲線Ａの最小輝度を曲線Ｂの最大輝度で割ってから、１００％を掛けて得ることができる。あるいは、曲線Ｂの最小輝度と曲線Ａの最大輝度を利用して計算することもできる。

以上のように、本発明の立体映像ディスプレイパネルの評価方法およびシステムは、立体映像ディスプレイパネルの輝度を獲得し、異なる角度で検出した輝度を分析することによって、輝度分布曲線を得ることができる。さらに、立体映像ディスプレイパネルの表示品質は、輝度分布曲線に基づいて判断することができる。そのため、定量化の方法によって立体映像ディスプレイパネルの表示品質を評価することができる。

以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。

１００立体映像ディスプレイパネルの評価システム
１１０回転台
１２０画像検出装置
１２２検出面
１２２ａ第２法線ベクトル
１２４レンズ
１２６画像検出素子
１３０分析制御装置
１３２分析制御ホスト
１３４制御スクリーン
１４０可動台
２００立体映像ディスプレイパネルの評価方法
２１０〜２４０評価方法のステップ
３００立体映像ディスプレイパネル
３１０表示面
３１２第１法線ベクトル
Ａ、Ｂ曲線
Ｅ観察者の２つの目の間の距離
Ｌ、Ｍ、Ｏ、Ｘ、Ｙ、Ｚ輝度分布曲線
ＣＲクロストークの程度
Ｄ₁ 第１方向
Ｄ₂ 第２方向
ｄ可視距離
θ₁ 第１角度
θ 角度
θ_ｋ最適視角

Claims

表示面に第１法線ベクトルを有する立体映像ディスプレイパネルに、検査フレームを表示するステップと、
検出面に第２法線ベクトルを有する画像検出装置によって、前記検査フレームの輝度を検出し、前記第１法線ベクトルと前記第２法線ベクトルの間に角度を形成するステップと、
異なる角度で前記検査フレームの輝度を検出して、前記画像検出装置によって前記検査フレームの最大輝度を検出した時の前記第１法線ベクトルと前記第２法線ベクトルの間の角度を第１角度と定義する、ステップと、
前記異なる角度において前記検査フレームの輝度均一性を分析するステップと、
前記立体映像ディスプレイパネルの可視距離を測定するステップと、
前記立体映像ディスプレイパネルによって表示されたフレーム間のクロストークの程度を計算するステップと
を含む立体映像ディスプレイパネルの評価方法。
前記検査フレームが、左目フレームと右目フレームを含む請求項１記載の立体映像ディスプレイパネルの評価方法。
前記第１角度を獲得する方法が、
前記右目フレームを表示して、前記異なる角度で前記右目フレームの輝度を検出するステップと、
前記左目フレームを表示して、前記異なる角度で前記左目フレームの輝度を検出するステップと、
前記異なる角度で検出した前記右目フレームの複数の前記輝度と前記左目フレームの複数の前記輝度の中から前記最大輝度を検出して、前記最大輝度に対応する角度を獲得し、前記角度を前記第１角度として定義するステップと
を含む請求項２記載の立体映像ディスプレイパネルの評価方法。
前記クロストークの程度を計算する方法が、下記の式（２）を用いて前記左目フレームと前記右目フレームの間の前記クロストークの程度を定義するステップを含み、

Ｒ_minが前記右目フレームの最小輝度を示し、Ｌ_minが前記左目フレームの最小輝度を示し、Ｌ_maxが前記左目フレームの最大輝度を示し、Ｒ_maxが前記右目フレームの最大輝度を示す請求項２記載の立体映像ディスプレイパネルの評価方法。
前記検査フレームの前記輝度均一性を分析する方法が、
前記検査フレームの中心に配置されたＸ軸を選択するステップと、
前記Ｘ軸上の各点の輝度を検出して、前記Ｘ軸上の各点に対応する前記輝度を示した輝度分布曲線を獲得するステップと、
前記輝度分布曲線によって前記検査フレームの前記輝度均一性を判断するステップと
を含む請求項１記載の立体映像ディスプレイパネルの評価方法。
前記立体映像ディスプレイパネルの前記可視距離を測定する方法が、下記の式（１）を用いて前記可視距離を獲得するステップを含み、

θ_kが最適視角を示し、Ｅが観察者の２つの目の間の距離を示し、ｄが前記可視距離を示す請求項１記載の立体映像ディスプレイパネルの評価方法。
前記可視距離の範囲が、およそ３０ｃｍ〜８ｍの間である請求項６記載の立体映像ディスプレイパネルの評価方法。
表示面に第１法線ベクトルを有し、且つ検査フレームを表示する立体映像ディスプレイパネルを上方に配置した回転台と、
前記立体映像ディスプレイパネルの前方に配置されて、前記検査フレームの輝度を検出し、検出面に第２法線ベクトルを有するとともに、前記第１法線ベクトルと前記第２法線ベクトルの間に角度を形成する画像検出装置と、
前記回転台および前記画像検出装置にそれぞれ連接して、異なる角度に回転するよう前記回転台を制御し、且つ前記異なる角度において前記検査フレームの輝度を検出するよう前記画像検出装置を制御するとともに、前記輝度を複数の情報に変換して、前記複数の情報を保存する分析制御装置と
を含む立体映像ディスプレイパネルの評価システム。
前記回転台の前方に配置された可動台をさらに含み、
前記可動台が、第１方向に沿って前記回転台に向かって移動するか、あるいは第２方向に沿って前記回転台から離れて移動し、且つ前記可動台の上に前記画像検出装置が配置された請求項８記載の立体映像ディスプレイパネルの評価システム。
前記画像検出装置が、
焦点機能を有し、前記立体映像ディスプレイパネルと位置が合うように設けられたレンズと、
前記レンズに連接して、前記立体映像ディスプレイパネルによって表示された前記検査フレームの前記輝度を検出する画像検出素子と
を含む請求項８記載の立体映像ディスプレイパネルの評価システム。
前記画像検出素子が、電荷結合素子である請求項１０記載の立体映像ディスプレイパネルの評価システム。
前記分析制御装置が、
前記立体映像ディスプレイパネルおよび前記画像検出装置に電気接続された分析制御ホストと、
前記分析制御ホストに連接して、前記分析制御ホストの操作界面を表示する制御スクリーンと
を含む請求項８記載の立体映像ディスプレイパネルの評価システム。