JP5177584B2

JP5177584B2 - 表示装置、表示装置の輝度値測定方法及びコンピュータプログラム

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Publication number: JP5177584B2
Application number: JP2010151266A
Authority: JP
Inventors: 哲也安田
Original assignee: Eizo Nanao Corp
Current assignee: Eizo Nanao Corp
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2030-07-01
Also published as: JP2012014004A

Description

本発明は、キャリブレーション又は特性のチェック等のために表示部の輝度値を測定することができる表示装置、表示装置の輝度値測定方法及びコンピュータプログラムに関する。

近年、画質劣化防止を目的として、表示装置の表示部に対向して設けられた測光部にて表示部の輝度値を自動で測定し、測定された輝度値に基づいて表示部の輝度値を調整する表示装置が増えてきている。

特に近年普及している液晶パネルを用いた場合、一対のガラス基板の間に液晶物質を封入した液晶パネルと、この液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備える構成であり、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）又は再生装置等の外部装置から与えられる画像信号に応じて液晶パネルを駆動することにより、画像を表示する。液晶表示装置には液晶パネルの駆動回路としてゲートドライバ及びソースドライバが搭載してあり、ゲートドライバ及びソースドライバが液晶パネルの各画素を駆動するトランジスタのゲート及びソースに接続されて、入力された画像信号に基づいてトランジスタのオン／オフを制御すると共に、オンに制御されたトランジスタに画像信号に応じた電圧（液晶パネルへの入力レベル）を印加して、液晶物質の電気光学特性により決定される光透過率を変化させる。これにより、液晶表示装置は、バックライトから照射されて液晶パネルを透過する光の量を画素毎に制御して画像を階調表示することができる。

液晶パネルは液晶物質が封入されたガラス基板間の対向距離、所謂液晶ギャップにより液晶物質の電気光学特性が決定されるが、製造バラツキなどの要因で設計値に対して液晶ギャップが狭い画素と広い画素とが混在し、液晶パネルの光透過率が設計値からずれ、所望の階調特性が得られない場合がある。この対策として、入力された画像信号による階調レベル（階調値）と、この階調レベルに対応する液晶パネルへの入力レベルとが関連付けられたＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）をメモリなどに記憶しておき、ＬＵＴに基づいて階調レベルを入力レベルに変換することによって、液晶表示装置毎に固有の階調特性を補正し、所望の階調特性を実現することが行われている。

しかし、液晶パネル及びバックライト等の特性は、液晶表示装置の使用に伴って経年変化する。このため、経年変化が生じている場合には、液晶表示装置の製造時又は出荷時等に記憶されたＬＵＴに基づいて階調特性を補正しても所望の階調特性を実現することができないおそれがある。この問題に対して、液晶表示装置の出荷後に、ユーザ側でＬＵＴを更新する、所謂キャリブレーションを行うことによって対処することが可能である。

所望の階調特性を実現する方法として、液晶表示部に対向して設けられた測光部にて検出した画質データを測定し、予め定めた理想的な登録画質データを記憶しておき、測定した測定画質データと登録画質データとの差分データを抽出して、差分データが所定の値以下となるように液晶表示部を制御する自己調整型表示システムが提案されている（特許文献１参照）。

さらに、複数の階調毎に液晶パネルの表示部の中央部の輝度値と周辺部の輝度値との相対比を予め記憶しておき、液晶パネルの表示部の周辺部に設置されたスイングセンサで測光した周辺部の輝度値と予め記憶してある相対比とに基づき、表示部の中央部の輝度値を算出し、算出された輝度値に基づき、液晶パネルの輝度値を所要の輝度値に調整して表示する液晶表示装置が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００５−２０８５４８号公報特開２００７−０３４２０９号公報

特許文献１に記載の自己調整型表示システムのように、測光部を液晶表示装置のベゼルに収容する構成とした場合、測光部により測光できる範囲は液晶の表示部の周辺部のみである。液晶パネルは表示部の周辺部ほど輝度むらが発生しやすいため、表示部の周辺部での測光結果を基にキャリブレーションを行う場合には、最適な階調特性で表示を行うことができないおそれがある。特許文献１においても、ユーザが手動測光器にて表示部の中央部の測光を行い、周辺部の測光結果と相関させることができると記載してあるが、その詳細な方法については言及されていない。

また、特許文献２に記載の表示装置のように、複数の階調毎に液晶パネルの表示部の中央部の輝度値と周辺部の輝度値との相対比を予め記憶しておく構成とした場合、相対比ＬＵＴは液晶表示装置が表示することができる複数の階調毎に相対比を予め取得する必要があるため、相対比ＬＵＴの取得に時間がかかるという問題もあった。この作業はユーザが行わなければならないため操作に慣れていないユーザにとっては煩わしいという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ユーザが手動測光器を用いて表示部の測光を行うことなく、キャリブレーション又は特性のチェック等のために液晶パネルの表示部の輝度値を測定することができる表示装置、表示装置の輝度値測定方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するためにこの発明に係る表示装置は、入力された画像信号の階調値に基づいて表示画像を表示部に表示させる表示装置において、前記表示部を複数の領域に区分した画面領域ごとに測定した夫々の輝度値に関わる特性量を複数の階調値に対応づけて各々記録する第１記録手段と、測定した輝度値の分布に基づき設定された目標輝度値に輝度値を補正するための輝度値に関わる特性量毎に階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を記録する第２記録手段と、前記第１記録手段に記録されている画面領域ごとの夫々の輝度値に基づく夫々の輝度値に関わる特性量、並びに該輝度値に関わる特性量に従い画面領域ごとに選択される前記第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて画面領域毎に補正輝度値を算出し、輝度むらを補正するむら補正手段と、前記表示装置に着脱可能であって、前記表示部の周辺部の輝度値を検出する検出手段と、前記表示部の周辺部の各画面領域を全て白画面表示させた時と周辺部の画面領域毎に夫々異なる階調を表示させた時の前記検出手段による輝度値の測定結果から輝度値の低下率を算出して、前記検出手段が周辺部の輝度値を検出する位置を特定する検出位置特定手段と、前記検出位置特定手段によって特定された検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値を前記むら補正手段から読み出し、前記検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値の相対比と前記検出手段によって検出された周辺部の輝度値に基づいて前記表示部の中央部の輝度値を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

また、上述した課題を解決するためにこの発明に係る入力された画像信号の階調値に基づいて表示画像を表示部に表示させる表示装置の輝度測定方法は、前記表示部を複数の領域に区分した画面領域ごとに測定した夫々の輝度値に関わる特性量を、複数の階調値に対応づけて第１記録手段に記録し、測定した輝度値の分布に基づき設定された目標輝度値に輝度値に関わる特性量毎に、階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を第２記録手段に記録し、前記第１記録手段に記録されている画面領域ごとの夫々の輝度に基づく夫々の輝度値に関わる特性量、並びに該輝度値に関わる特性量に従い画面領域ごとに選択される前記第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて画面領域毎に補正輝度値を算出することにより輝度むらを補正し、前記表示装置に着脱可能な検出手段によって前記表示部の周辺部の輝度値を検出し、前記表示部の周辺部の各画面領域を全て白画面表示させた時と周辺部の画面領域毎に夫々異なる階調を表示させた時の前記検出手段による輝度値の測定結果から輝度値の低下率を算出して、前記検出手段が周辺部の輝度値を検出する検出位置を特定し、前記特定された検出手段の検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値を前記むら補正手段から読み出し、前記特定された検出手段の検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値の相対比と前記検出手段によって検出された周辺部の輝度値に基づいて前記表示部の中央部の輝度値を算出することを特徴とすることを特徴とする。

また、上述した課題を解決するためにこの発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、表示装置の表示部の輝度値測定を実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータを、前記表示部を複数の領域に区分した画面領域ごとに測定した夫々の輝度値に関わる特性量を、複数の階調値に対応づけて第１記録手段に記録させ、測定した輝度値の分布に基づき設定された目標輝度値に輝度値を補正するための輝度値に関わる特性量毎に、階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を第２記録手段に記録させ、前記第１記録手段に記録されている画面領域ごとの夫々の輝度値に基づく夫々の輝度値に関わる特性量、並びに該輝度値に関わる特性量に従い画面領域ごとに選択される前記第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて画面領域毎に補正輝度値を算出することにより輝度むらを補正させ、前記表示装置に着脱可能な検出手段によって前記表示部の周辺部の輝度値を検出させ、前記表示部の周辺部の各画面領域を全て白画面表示させた時と周辺部の画面領域毎に夫々異なる階調を表示させた時の前記検出手段による輝度値の結果から輝度値の低下率を算出して、前記検出手段の検出位置を特定し、前記特定された検出手段の検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値を前記むら補正手段から読み出し、前記特定された検出手段の検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値の相対比と前記検出手段によって検出された周辺部の輝度値に基づいて前記表示部の中央部の輝度値を算出する算出手段として機能させることを特徴とする。

この発明によれば、ユーザが手動測光器を用いて表示部の測光を行うことなく、キャリブレーション又は特性のチェック等のために液晶パネルの表示部の輝度値を測定することができる表示装置、表示装置の輝度値測定方法及びコンピュータプログラムを提供することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係る表示装置の外観を示す模式的斜視図である。図において１はカラー表示の表示装置である。表示装置１は、略矩形の板状をなす本体部分の正面に表示部２が設けられて映像を表示するようにしてあると共に、背面にスタンドが設けられて机上または床上等に表示部２が略垂直となるように本体部分を支持するようにしてある。

また、表示装置１の本体部分の上側には、表示部２の周辺の輝度値を検知するスイングセンサ３０が着脱可能に取り付けてある。スイングセンサ３０は、略長方形の板状をなして一端部分近傍に光センサが配されると共に、他端部を回動可能に枢支された移動部３１を有している。移動部３１は、光センサは表示部２の周辺部に対向する位置と、スイングセンサ３０の本体部分に設けられた収容部３２内に収容されて表示部２に対向しない位置との間を、ＤＣモータの動力により移動するようにしてある。移動部３１を自動的に移動させることにより表示部２の輝度値を自動的に検知することも可能である。

図２は、本発明に係る輝度値測定方法を実行するための装置の構成を示すブロック図である。本発明に係る輝度値測定方法は、上述の表示装置１及びスイングセンサ３０と、これら２つの装置を制御するＰＣ４０とを用いて行うことができる。

表示装置１は、液晶パネル３、バックライト４、制御部５、ＲＯＭ６、ＲＡＭ７、記憶部８、信号入力部９、バックライト駆動部１０、操作部１１、液晶駆動部１２等を備えている。表示装置１の信号入力部９は、ＰＣ４０などの外部機器にケーブルを介して接続される接続端子を有しており、外部機器から入力される画像信号を取得するようにしてあり、表示装置１はこの画像信号に基づいて液晶パネル３の表示部２に画像を表示するようにしてある。なお、信号入力部９に入力される画像信号は、アナログの信号形式又はデジタルの信号形式のいずれであってもよい。

制御部５は、バスを介して表示装置１内の各部に接続してあり、これらの動作を制御することによって、画像の表示などの種々の処理を実行するようにしてある。ＲＯＭ６は、例えばマスクＲＯＭ又はＥＥＰＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリ素子により構成してあり、制御部５の動作に必要な各種のプログラム及びデータ等が予め記憶してある。ＲＡＭ７は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等の書き換え可能なメモリ素子により構成してある。例えば、制御部５はＲＯＭ６に記憶されたプログラムをＲＡＭ７にロードしてプログラムを実行し、プログラムの実行に伴って生成された一時的なデータをＲＡＭ７に記憶するようにしてある。

操作部１１は、表示装置１を操作するための各種のファンクションキーなどを有している。例えば、バックライト４の光量を調整し、表示部２の明るさ（ブライトネス）を設定するブライトネス設定キー１１ａ、階調特性補正（キャリブレーション）処理を行うか否かを指示するキャリブレーション実行キー１１ｂ等の各種の設定キーが設けてある。操作部１１は、これらのファンクションキーに対するユーザの操作を受け付けて、制御部５へ通知するようにしてあり、制御部５は受け付けたユーザの操作に応じて各部を制御し、設定を更新するようにしてある。

液晶パネル３は、一対のガラス基板が対向配置され、その間隙内に液晶物質である液晶層が形成された構造を成している。一方のガラス基板には、複数の画素電極と、画素電極のそれぞれにドレインを接続したＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）とが設けてあり、他方のガラス基板には共通電極が設けてある。ＴＦＴのゲート及びソースは、液晶駆動部１２のゲートドライバ１２ａ及びソースドライバ１２ｂの各出力段にそれぞれ接続してある。

信号入力部９は、信号線Ｌを介して外部のＰＣ４０に接続されており、ＰＣ１７から出力された画像信号を受け取る。制御部５は、記憶部８に記憶してあるＬＵＴ８ｂに基づいて、信号入力部９で受け取った画像信号を補正して液晶駆動部１２へ出力する。

液晶駆動部１２は、制御部５に制御されて、信号入力部９に入力された画像信号に基づいて液晶パネル３を駆動するようにしてある。液晶駆動部１２のゲートドライバ１２ａは、液晶パネル３が有する多数のＴＦＴのゲートに、入力された画像信号に応じて選択的に電圧を印加するようにしてあり、同様にソースドライバ１２ｂは、ＴＦＴのソースに、入力された画像信号に応じた電圧値で電圧を印加するようにしてある。

液晶パネル３は、ゲートドライバ１２ａから印加される電圧によって各画素のＴＦＴのオン／オフが制御され、ソースドライバ１２ｂから入力される出力電圧（液晶パネル３への入力レベル）をオン期間に各画素のＴＦＴに印加することにより、液晶物質の電気光学特性によって決定される光透過率を制御して、光源からの光の透過を調整し、画像を階調表示するようにしてある。液晶パネル３は一対の偏光板（図示は省略する）で挟まれ、更にその背面に光源としてのバックライト４が配設してある。また、液晶パネル３の正面側は外部に露出しており、正面側が画像を表示する表示部２を成している。

バックライト４はバックライト駆動部１０から与えられる出力電圧により駆動されており、バックライト駆動部１０は制御部５により制御されて、ユーザが操作部１１を操作して設定したブライトネスに応じて出力電圧を調整してバックライト４へ与え、バックライト４の輝度を調整するようにしてある。これにより、液晶パネル３の表示部２でのブライトネスを調整することができる。

記憶部８は、キャリブレーションプログラム８ａ、理想階調特性テーブル８ｂ、ＬＵＴ８ｃ、第１テーブル８ｄ、第２テーブル８ｅ、検出位置８ｆ等を記憶している。理想階調テーブル８ｂは、表示装置１の各階調値（例えば０〜２５５の各階調値、すなわち、０〜２５５の各階調レベル）における所要の輝度値を示すものである。ＬＵＴ８ｃは、入力された画像信号により表現される階調レベルと、その階調レベルに対応する液晶パネル３への入力レベルとが関連付けられたテーブルである。

第１テーブル８ｄ及び第２テーブル８ｅは、後述する画像処理に要する各種テーブル及びデータが予め記憶されている。なおここでは第１テーブル８ｄ及び第２テーブル８ｅとの表現を用いているが、本発明の無数にある記憶形式の一例として表現しているだけであり、記憶される各種情報は必ずしもテーブル形式で記憶する必要はなく、表示装置１に係るハードウェア、ソフトウェア、目的及びその他の要因に応じて適宜設計されるものである。

検出位置８ｆは、第１テーブル８ｄ及び第２テーブル８ｅから算出された調整輝度値と光センサ３３によって検出された表示部２の周辺部の輝度値により特定された光センサ３３の位置の座標データである。

むら補正処理部１３は、信号入力部９が受け付けた画像信号に基づく画像に対して輝度むらを補正する。なお、信号入力部９から受け付けた画像信号がアナログ信号である場合には、適宜アナログ／デジタル変換が行われる。

むら補正処理部１３は、信号入力部９が受け付けた画像信号の階調値に対応する第１テーブル８ｄを選択し、第１テーブル８ｄに記録された各画面領域の輝度値に基づいて目標輝度値を抽出し、抽出した輝度値を目標輝度値に補正する輝度値補正量を算出し、輝度値補正量に基づいて、画面領域毎に第２テーブル８ｅを選択し、第２テーブル８ｅから、階調値及び補正係数の関係を夫々抽出し、階調値及び階調値に関連付けられている補正係数にて補正した輝度補正量に基づいて、補正した階調値を算出し、液晶駆動部１２へ出力する。これにより、表示装置１に表示される画像の輝度むらを調整することができる。

図３は、本発明に係る特性量測定方法における輝度むらの測定例を概念的に示す斜視図である。図２に示す表示装置１の表示部２には、表示画面全体に特定の階調値の画像が表示されており、表示されている画像の輝度値を測定装置５０により測定する。これにより階調値と、表示画面に表示される画像の輝度値との関係を求めることができ、また特定の階調値に対する表示画面全体の輝度値の分布、即ち輝度むらを求めることができる。

図４は、本発明の実施の形態における表示装置１に記憶されている第１テーブル８ｄの記憶内容の一例を概念的に示す説明図である。図４に示す第１テーブル８ｄは、図３に示す様に、表示部２の全体に白色を表示し、測定器５０を用いて測定した輝度値に基づき作成されるテーブルであり、表示部２の画面を区分した各画面領域の輝度値を表示している。図３に示す様に同じ階調値に基づく画像を表示した時であっても表示される画像の輝度の測定値は４８０〜３３６（ｃｄ／ｍ２）のバラツキをもって分布している。

なお図４では、便宜上、画面領域の形状及び大きさが同じである９個の画面領域に区分した例を示しているが、実際には輝度むらに基づいて形状及び大きさが夫々決定される。例えば４８等の多数の画面領域に区分することも可能であり、更には画素毎に区分することも可能である。また、第１テーブル８ｄには、輝度値そのものではなくても、輝度を示す値であればよい。例えば各画面領域の夫々の輝度値の最大値、平均値等の基準値を設定し、設定した基準値に基づき輝度値を正規化した値を第１テーブル８ｄに記録することも可能である。

図５は、本発明の実施の形態における表示装置１に記憶されている第２テーブル８ｅの記憶内容の一例を概念的に示す説明図である。第２テーブル８ｅは、輝度値を補正して輝度むらを無くすことを目的として階調値を補正する補正係数を示したテーブルであり、階調値と、階調を補正する補正係数とが対応付けて記憶されている。輝度値の補正量により、階調値の補正係数が異なるため、第２テーブル８ｅは、輝度値補正量毎に記憶されている。図５に例示した第２テーブル８ｅは、輝度値を１０％低下させる補正を行う場合の階調値及び補正係数を記憶している。なお、全ての輝度値補正量に対応する第２テーブル８ｅを準備する必要はなく、例えば輝度を５％低下させる補正を行う第２テーブル８ｅ、１０％低下させる第２テーブル８ｅ及び２０％低下させる第２テーブル８ｅを予め記憶しておき、５％、１０％及び２０％以外の率の補正を行う場合、夫々の第２テーブル８ｅに記憶されている値を加重平均して補間する様にすればよい。

表示装置１に取り付けられるスイングセンサ３０は、光センサ３３、ＤＣモータ３４、モータ駆動部３５及びＩ／Ｆ（インタフェース）部３６等を備える構成である。上述の移動部３１に設けられる光センサ３３は、フォトトランジスタなどの受光素子及びＡ／Ｄ変換回路等を有するものであり、液晶パネル３の表示部２の周辺部の輝度値に応じて受光素子が出力する電圧をＡ／Ｄ変換回路によりデジタルの電気信号に変換して出力するようにしてある。

また、ＤＣモータ３４は、移動部３１を液晶ディスプレイ３の表示部２に沿って回動させる動力を発生するものであり、モータ駆動部３５から与えられる電圧により駆動されるようにしてある。モータ駆動部３５は、所望の電圧を発生してＤＣモータ３４に印加し、ＤＣモータ３４の回転方向及び回転量を制御することによって、光センサ３３による表示部２の輝度値の検出位置又は非検出位置のいずれかに移動部３１を移動させるようにしてある。

また、光センサ３３及びモータ駆動部３５はＩ／Ｆ部３６にそれぞれ接続してある。Ｉ／Ｆ部３６はケーブルを介してＰＣ４０に接続してあり、光センサ３３が検知した表示部２の輝度値をデジタルのデータとしてＰＣ４０へ与えると共に、ＰＣ４０からの制御命令を取得してモータ駆動部３５に与えるようにしてある。これにより、モータ駆動部３５がＤＣモータ３４を駆動し、移動部３１を移動させて光センサ３３による輝度値の検出を行うようにしてある。

表示装置１の継続的な使用により液晶パネル３に経年変化が生じ、液晶パネル３の表示特性に若干の変化が生じた場合、予め記憶したＬＵＴ８ｃによる階調レベルから入力レベルへの変換では、理想階調テーブル８ｂに記憶された理想的な輝度値で映像を表示できない場合がある。このため、変化した液晶パネル３の表示特性に合わせてＬＵＴ８ｃを更新する処理（以下、キャリブレーション処理という）を行うキャリブレーションプログラム８ａが記憶部８に記憶してあり、キャリブレーションプログラム８ａを制御部５が実行してＬＵＴ８ｃを更新することにより、液晶パネル３にて理想的な輝度値で映像を表示できるようにしてある。なお、キャリブレーション処理は、ユーザが操作部１１を操作することによりキャリブレーションプログラム８ａを実行させてもよく、予め定められた周期で自動的に行わせてもよく、ＰＣ４０がＬＡＮなどのネットワークに接続する機能を有している場合にはサーバコンピュータなどによる遠隔操作で行わせてもよい。

キャリブレーションプログラム８ａによるキャリブレーション処理では、スイングセンサ３０を用いて表示装置１の表示部２の輝度値を検出し、理想階調テーブル８ｂに記憶された理想的な輝度値との差を打ち消すように、ＬＵＴ８ｃに記憶された入力レベルを更新する。しかし、スイングセンサ３０は表示部２の周辺部の輝度値を検出する構成であるが、キャリブレーション処理は表示部２の中央部の輝度値を基に行うことが好ましい。そこで記憶部８には、各画面領域について測定した夫々の輝度値を画像信号の階調値に対応付けて付けて記憶された第１テーブル８ｄと、輝度値を補正して輝度むらを無くすことを目的として階調値と階調を補正する補正係数とが対応付けて記憶された第２テーブル８ｅが記憶してあり、キャリブレーションプログラム８ａは、表示部２の画面領域毎に検出位置特定用画面を表示して輝度値を検出することでスイングセンサ３０の正確な位置を特定し、スイングセンサ３０の検出位置に対応する輝度値と中央部の輝度値を第１テーブル８ｄ及び第２テーブル８ｅから取得することで、スイングセンサ３０が検出した表示部２の周辺部の輝度値と中央部の輝度値の相対比を算出し、中央部の輝度値を基にキャリブレーション処理を行うようにしてある。

キャリブレーションプログラム８ａによりキャリブレーション処理を行う場合には、スイングセンサ３０の光センサ３３の検出位置を特定することが必要となる。図６は、発明の実施の形態における液晶パネル３の表示部２の周辺部の輝度値から光センサ３３の検出位置を特定する方法を概念的に示す説明図である。まず、図６に示す表示装置１に全白（２５５階調）画面を表示し、スイングセンサ３０で表示部２の周辺部の輝度値を測定する。次に図６に示す表示装置１の表示部２は、ユニフォミティ補正点によって複数の画面領域に区分されており、画面領域毎に夫々異なる階調を表示し（図６（ｂ））、スイングセンサ３０で表示部２の周辺部の輝度値を測定する。全白画面表示時の輝度値と画面領域毎に夫々異なる階調を表示した時の測定結果から輝度値の低下率を算出し、表示装置１が現在表示しているガンマ値に基づいて、光センサ３３の検出位置に対応する画面領域を特定する。

図６では、全白画面時と表示画面毎に夫々異なる階調を表示した時の表示部２の周辺部の輝度値から光センサ３３の検出位置を特定する構成としたが、これに限らず、表示画面毎に順に特定階調を表示させ、特定階調に対応する輝度値を光センサ３３が検出するまで測定を繰り返す構成としてもよい。

次に、本発明に係る表示装置１の輝度値測定方法を、フローチャートを用いて説明する。本発明に係る表示装置１の輝度値測定方法は、スイングセンサ３０を用いて表示部２の中央部の輝度値及び周辺部の輝度値の相対比を測定するコレレーション処理を含んでいる。まず、コレレーション処理について説明する。

図７及び図８は、本発明の表示装置１のコレレーション処理の手順を示すフローチャートである。表示装置１のコレレーション処理は、キャリブレーションプログラム８ａの一機能として実行することができ、操作部１１の操作によりこの処理を実行する指示が与えられた場合には、まず、表示装置１のベゼルにスイングセンサ３０の取り付けを要求するメッセージを表示する（ステップＳ１）。その後、表示装置１のベゼルにスイングセンサ３０が取り付けられて、例えば取り付け完了を通知する操作がなされたか否かを調べることによって、スイングセンサ３０の取り付けが完了したか否かを調べ（ステップＳ２）、取り付けが完了していない場合には（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ１へ戻ってメッセージの表示を継続して行い、取り付けが完了するまで待機する。

表示装置１のベゼルにスイングセンサ３０の取り付けが完了した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、表示部２の全体に白色を表示し（ステップＳ３）、スイングセンサ３０を起動して（ステップＳ４）、光センサ３３が表示部２の周辺部に対向するように移動部３１を移動させる。次いで、表示装置１のバックライト４を消灯し、スイングセンサ３０による検出を行って、このときの検出値を基準値とする０調整を行う（ステップＳ５）。

次いで、バックライト４を点灯して、ブライトネス設定を予め定められた設定に調整し（ステップＳ６）、スイングセンサ３０によって表示部２の周辺部の輝度値ＬＰＷを測定する（ステッＳプ７）。

次いで、表示装置１の機種情報を取得し（ステップＳ８）、輝度むら補正の補正点数情報を取得する（ステップＳ９）。表示を白色表示から輝度むら補正点４点で構成される画面領域毎に異なる階調を表示するグレースケール画面に変更し（ステップＳ１０）、スイングセンサ３０によって表示部２の周辺部の輝度値ＬＰＧを測定する（ステップＳ１１）。制御部５は、輝度値の相対比ＬＰＧ／ＬＰＷを算出する（ステップＳ１２）。表示階調のレベルの設定は、表示部全体に適用してもよいし、光センサが測定対象とするおおよその領域にのみ適用してもよい。

次いで、表示装置１が表示しているガンマ値Ｇを取得し（ステップＳ２１）、制御部５は、表示装置１が表示しているガンマ値Ｇとステップ１２で算出した輝度値の相対比ＬＰＧ／ＬＰＷとを比較し（ステップＳ２２）、相対比ＬＰＧ／ＬＰＷがガンマＧでの理想輝度相対比と一致する場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、光センサ３３の検出位置に対応する画面領域Ｂを特定し（ステップＳ２３）、第１テーブル８ｄ及び第２テーブル８ｅを基に、画面領域Ｂを構成する４点の輝度むら補正点Ｐ１〜Ｐ４の夫々の補正点に対応する輝度調整値を取得する（ステップＳ２４）。取得した４点の輝度調整値と、スイングセンサ３０の測定値から線形補間をして光センサ３３の検出位置座標Ｄを算出し（ステップＳ２５）、光センサ３３の検出位置座標Ｄを記録する（ステップＳ２６）。

表示装置１が表示しているガンマ値Ｇとステップ１２で算出した輝度値の相対比ＬＰＧ／ＬＰＷとを比較し、相対比ＬＰＧ／ＬＰＷがガンマＧでの理想輝度相対比と一致しない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、光センサ３３が隣り合う画面領域の境界線上にあると考えられる。この場合、光センサ３３が一つの画面領域内に収まるように画面領域を構成する補正点をずらし、ステップＳ１０へ戻り、ステップＳ１０〜Ｓ２２の処理を行う。

次いで、制御部５は、輝度値を第１テーブル８ｄ及び第２テーブル８ｅに基づいて光センサ３３の検出位置座標Ｄに対応する輝度調整値ＬＰＨを算出し（ステップＳ２７）、同様に表示部２の中央部の輝度調整値ＬＣＨを算出し（ステップＳ２８）、輝度値相対比ＬＣＨ／ＬＰＨを算出する（ステップＳ２９）。全ての処理が終了した場合、スイングセンサ３０の移動部３１を収容部３２に収容する処理、液晶パネル３の表示を元に戻す処理等を含む終了処理を行って（ステップＳ３０）、処理を終了する。

以上の手順により表示装置１のコレレーションを行うことができ、キャリブレーション処理を行う際に検出位置座標Ｄを用いることによって、スイングセンサ３０が検出した表示部２の周辺部の輝度値から中央部の輝度値を取得することができる。

以上の構成の表示装置１、スイングセンサ３０及びＰＣ４０を用いた輝度値測定方法においては、輝度むら補正用に用いる第１テーブル８ｄとして、表示部２を複数の画面領域に区分した各画面領域の輝度値に基づき作成し、第２テーブル８ｅとして、階調を補正する補正係数とが対応付けて記憶する。キャリブレーションなどの処理を行う際には、スイングセンサ３０にて表示部２の周辺部の輝度値を検出して、第１テーブル８ｄ及び第２テーブル８ｅから表示部２の中央部の輝度値を取得又は算出することによって、ユーザが手動測光器を用いて表示部の測光を行うことなく、キャリブレーション又は特性のチェック等のために液晶パネルの表示部の輝度値を測定することができる。また、スイングセンサ３０の検出値から精度のよいキャリブレーションなどの処理を行うことができるため、これらの処理の自動化を容易に実現可能となる。

なお、本実施の形態においては、表示装置１は液晶パネル３を用いた構成としたが、これに限るものではなく、ＣＲＴやＰＤＰを用いた構成としてもよい。また、表示部２の中央部の輝度値の取得及び算出をキャリブレーション処理のために行う構成としたが、これに限るものではなく、表示装置１の表示特性のチェックなどの他の目的に行う構成としてもよい。また、また、スイングセンサ３０を表示装置１とは別の装置とし、スイングセンサ３０を表示装置１に取り付けて検出を行う構成としたが、これに限るものではなく、表示装置１に内蔵する構成としてもよい。また、キャリブレーション処理及びＬＵＴ８ｃの更新処理等を表示装置１が行う構成としたが、これに限るものではなく、ＰＣ４０がこれらの処理を行う構成としてもよく、スイングセンサ３０がこれらの処理を行う構成としてもよい。また、表示装置１が表示する画像に係る映像信号はＰＣ４０が出力する構成としたが、これに限るものではなく、その他の装置が出力する構成としても良い。また、第１テーブル８ｄ及び第２テーブル８ｅは複数階調別にもつことが可能で、その場合は階調ごとに相対比を算出し、階調間においては線形補間やパネルのガンマ特性に近似した方法などで補間処理を行う。

本発明に係る表示装置に外観の一例を示す斜視図である。本発明に係る表示装置の構成を示すブロック図である。本発明に係る表示装置における輝度むらの測定例を概念的に示す斜視図である。本発明の実施の形態における表示装置に記憶されている第１テーブルの記憶内容の一例を概念的に示す説明図である。本発明の実施の形態における表示装置に記憶されている第２テーブルの記憶内容の一例を概念的に示す説明図である。本発明の実施の形態における液晶パネルの表示部の周辺部の輝度値から光センサの検出位置を特定する方法を概念的に示す説明図である。コレレーション処理の手順を示すフローチャートである。コレレーション処理の手順を示すフローチャートである。

１表示装置
２表示部
３液晶パネル
４バックライト
５制御部
８記憶部
９信号入力部
１０バックライト駆動部
１１操作部
１２液晶駆動部
３０スイングセンサ
３１移動部
３３光センサ
４０ＰＣ
５０測定装置

Claims

入力された画像信号の階調値に基づいて表示画像を表示部に表示させる表示装置において、
前記表示部を複数の領域に区分した画面領域ごとに測定した夫々の輝度値に関わる特性量を複数の階調値に対応づけて各々記録する第１記録手段と、
測定した輝度値の分布に基づき設定された目標輝度値に輝度値を補正するための輝度値に関わる特性量毎に階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を記録する第２記録手段と、
前記第１記録手段に記録されている画面領域ごとの夫々の輝度値に基づく夫々の輝度値に関わる特性量、並びに該輝度値に関わる特性量に従い画面領域ごとに選択される前記第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて画面領域毎に補正輝度値を算出し、輝度むらを補正するむら補正手段と、
前記表示装置に着脱可能であって、前記表示部の周辺部の輝度値を検出する検出手段と、
前記表示部の周辺部の各画面領域を全て白画面表示させた時と周辺部の画面領域毎に夫々異なる階調を表示させた時の前記検出手段による輝度値の測定結果から輝度値の低下率を算出して、前記検出手段が周辺部の輝度値を検出する位置を特定する検出位置特定手段と、
前記検出位置特定手段によって特定された検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値を前記むら補正手段から読み出し、前記検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値の相対比と前記検出手段によって検出された周辺部の輝度値に基づいて前記表示部の中央部の輝度値を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。
入力された画像信号の階調値に基づいて表示画像を表示部に表示させる表示装置の輝度値測定方法において、
前記表示部を複数の領域に区分した画面領域ごとに測定した夫々の輝度値に関わる特性量を、複数の階調値に対応づけて第１記録手段に記録し、
測定した輝度値の分布に基づき設定された目標輝度値に輝度値に関わる特性量毎に、階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を第２記録手段に記録し、
前記第１記録手段に記録されている画面領域ごとの夫々の輝度に基づく夫々の輝度値に関わる特性量、並びに該輝度値に関わる特性量に従い画面領域ごとに選択される前記第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて画面領域毎に補正輝度値を算出することにより輝度むらを補正し、
前記表示装置に着脱可能な検出手段によって前記表示部の周辺部の輝度値を検出し、
前記表示部の周辺部の各画面領域を全て白画面表示させた時と周辺部の画面領域毎に夫々異なる階調を表示させた時の前記検出手段による輝度値の測定結果から輝度値の低下率を算出して、前記検出手段が周辺部の輝度値を検出する検出位置を特定し、
前記特定された検出手段の検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値を前記むら補正手段から読み出し、
前記特定された検出手段の検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値の相対比と前記検出手段によって検出された周辺部の輝度値に基づいて前記表示部の中央部の輝度値を算出することを特徴とする輝度値測定方法。
コンピュータに、表示装置の表示部の輝度値測定を実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータを、
前記表示部を複数の領域に区分した画面領域ごとに測定した夫々の輝度値に関わる特性量を、複数の階調値に対応づけて第１記録手段に記録させ、
測定した輝度値の分布に基づき設定された目標輝度値に輝度値を補正するための輝度値に関わる特性量毎に、階調値及び該階調値を補正する補正係数の関係を第２記録手段に記録させ、
前記第１記録手段に記録されている画面領域ごとの夫々の輝度値に基づく夫々の輝度値に関わる特性量、並びに該輝度値に関わる特性量に従い画面領域ごとに選択される前記第２記録手段に記録された階調値及び補正係数の関係に基づいて画面領域毎に補正輝度値を算出することにより輝度むらを補正させ、
前記表示装置に着脱可能な検出手段によって前記表示部の周辺部の輝度値を検出させ、
前記表示部の周辺部の各画面領域を全て白画面表示させた時と周辺部の画面領域毎に夫々異なる階調を表示させた時の前記検出手段による輝度値の測定結果から輝度値の低下率を算出して、前記検出手段の検出位置を特定し、
前記特定された検出手段の検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値を前記むら補正手段から読み出し、
前記特定された検出手段の検出位置に対応する補正輝度値および前記表示部の中央部に対応する補正輝度値の相対比と前記検出手段によって検出された周辺部の輝度値に基づいて前記表示部の中央部の輝度値を算出する算出手段として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。