JP5904614B2 - 表示装置および表示特性校正方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置（液晶モニタやプロジェクタなど）および表示特性校正方法に関する。

近年、バックライトを用いて表示パネルに画像を表示する液晶表示装置が種々の産業分野において広範囲に用いられている。例えば、液晶表示装置の外部から供給される映像信号を液晶を用いた表示パネルに表示するＦＰＤ（Flat Panel Display）が多用されている。このような液晶表示装置では、液晶素子を用いた表示パネルと、超高圧水銀ランプやＷ／ＲＧＢ ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）などの表示パネルに光を照射するバックライト（光源、ＢＬ：Back
Light）の光学部材と、を備えている。また、上記表示装置は回路部として、バックライトが照射する光の輝度を制御するＢＬ駆動部と、表示パネルを駆動する回路とを備えている。

上述した表示装置は、グラフィックデザインや医療用向けの表示装置として用いられた場合、予め指定されている表示特性（色表示の安定性）を長期間にわたって維持し、常に安定した状態で使用できる表示品質であることが求められている。
この安定した状態を維持する際、表示パネルの表示面に輝度センサやカラーセンサなどの光学センサを設け、輝度や色を測定して、この測定値によって、表示特性に対応した調整を行って表示品質を安定させる表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。この表示パネルの表示面に光学センサを設けた場合、表示品質を維持するため、輝度値の測定だけではなく、表示される色及び表示パネルのガンマ（γ）特性の測定も可能となる。
一方、表示パネルの表示面ではなく背面に光学センサなどを設けて、この測定値により、表示品質を安定させる表示装置もある。例えば、表示装置が液晶表示装置である場合、液晶パネル（表示パネル）の背面に光学センサを設けた場合、バックライトが液晶パネルに照射する光の輝度を測定し、照射する光の輝度を安定化する。
したがって、表示パネルの表示面に光学センサを設ける方式は、表示パネルの背面に光学センサを設ける方式に比較して、より表示品質の安定化を行うことが出来る点で優れている。

次に、図６は、上述した表示パネルの背面に光学センサを設ける方式における液晶表示装置２００の構成例を示す図である。
光学センサ２０５は、バックライト３が表示パネル２の背面に照射する光の輝度を測定し、測定結果を光学測定値として、信号処理部２０４へ出力する。
信号処理部２０４は、光学センサ２０５から供給される光学測定値により、外部装置から入力される入力映像信号の階調度を、表示パネル２の表示素子を駆動する処理後映像信号に変換し、表示パネル２に対して出力する。また、信号処理部２０４は、バックライト３の照射する光の輝度値が 、予め内部記憶部に設定されている設定輝度値となる、すなわち温度が変化しても照射する光の輝度値が一定となる駆動信号を生成し、この駆動信号によりバックライト３の制御を行う。

次に、図７は、上述した表示パネルの表示面に光学センサを設ける方式における液晶表示装置３００の構成例を示す図である。
光学センサ５は、例えば輝度センサである場合、表示パネル２の測定領域２１から透過して出射される、バックライト３がこの表示パネル２に照射する光の輝度を測定し、測定結果を光学測定値として、信号処理部３０４へ出力する。
信号処理部３０４は、光学センサ５から供給される光学測定値により、外部装置から入力される入力映像信号の階調度を、表示パネル２の表示素子を駆動する処理後映像信号に変換し、表示パネル２に対して出力する。また、信号処理部３０４は、測定領域２１を透過するバックライト３が照射する光の輝度値が 、予め内部記憶部に設定されている設定輝度値となる、すなわち温度が変化しても照射する光の輝度値が一定となる駆動信号を生成し、この駆動信号によりバックライト３の制御を行う。

このとき、信号処理部３０４は、黒輝度及び白輝度を測定し、ダイナミックレンジが予め設定された数値となるように、バックライト３に対する駆動信号と処理後映像信号とを求める。すなわち、測定領域２１における表示素子の開口度を制御し、この測定領域２１から透過される開口度に対応した輝度値を測定でき、上述したように白輝度のみでなく、黒輝度あるいはガンマ特性を求めるための複数の中間調（白輝度と黒輝度との間の階調度）の輝度値の測定が可能である。

上述した図７の液晶表示装置において、表示パネル２から出射される光の輝度値を一定とする表示品質を安定させる測定以外の場合、例えば色の測定、ガンマ特性の測定、黒輝度や中間調の輝度値の測定を行う場合、信号処理部２０４は輝度安定機能を無効とする必要がある。この輝度安定機能は、一般的に、測定領域２１に白を表示させ、白輝度を測定して、この輝度値が一定となるように、バックライト３が出射する光の輝度値を制御する。すなわち、輝度安定機能は、白輝度の輝度値が予め設定された設定値となるように、バックライト３を駆動する駆動信号を制御する。

このため、白輝度以外の測定を行う場合、輝度安定機能を無効とした状態で輝度値を測定しないと、例えば、黒輝度の輝度値の測定を行うと、信号処理部３０４は、この黒輝度の輝度値を白輝度の輝度値として読み込む。そして、信号処理部３０４は、この黒輝度の輝度値に対応して、予め設定された設定値、すなわち白輝度の輝度値となるようにバックライト３及び表示パネル２を制御するため、表示パネル２から透過される光の輝度値が正しく制御されない。
したがって、白輝度以外の輝度値の測定を行う場合、上述した輝度安定機能を無効にして測定処理を行う。

しかしながら、輝度安定機能を無効にした場合、バックライト３の照射する光の輝度値の制御を行わずに、色の測定、ガンマ特性の測定、黒輝度や中間調の輝度値の測定を行うことになる。そして、信号処理部３０４は、表示品質を安定化するための処理が終了した後、すなわち、信号処理部３０４は、色の測定、ガンマ特性の測定、黒輝度や中間調の輝度値の測定が終了した後、輝度安定化機能を有効とし、表示品質の光学測定を行うための測定モードから、通常の画像表示を行うための通常モードに変更する。

このとき、輝度安定機能が無効の場合、表示パネル２を透過する光の輝度値が変化する虞がある。例えば、バックライト３にＣＣＦＬを用いた場合、このＣＣＦＬは温度によって発光効率が変化するため、点灯時間が長いと温度が上昇して、表示パネル２に照射する光の輝度値が変化することになる。
次に、図８は、バックライト３の照射する光の輝度値を説明する図である。図８において、例えば、バックライト３の照射する光の輝度値が時間が経過しても安定している場合、時刻Ｔ０に測定した輝度値Ｌ０と、時刻Ｔ１に測定した輝度値Ｌ１’とは等しくなる。しかしながら、バックライト３の照射する光の輝度値が時間が経過するに従い変化する場合、時刻Ｔ０に測定した輝度値Ｌ０と、時刻Ｔ１に測定した輝度値Ｌ１とは等しくない。

したがって、輝度安定機能を無効にして、ガンマ特性、中間調、黒輝度などの輝度値を測定している際に、バックライト３が表示パネル２に照射する光の輝度値が変化することにより、測定する時刻によって輝度値にずれが生じる。すなわち、表示品質の安定化を行うための光学測定値の測定に際し、同一の階調度とする映像信号を表示パネル２に与え、異なった時刻に測定した場合、同一の階調度の制御値であるが、時刻毎に異なる輝度値が光学測定値として測定される。このため、輝度安定機能が有効な状態での表示品質を制御する設定値の調整に用いるために測定した光学測定値が、時刻毎に輝度安定機能が有効な状態に対してずれた値として測定されることになる。これにより、輝度安定機能を無効とした後、異なった時刻に測定した光学測定値の各々を用い、それぞれを比較することで、輝度安定機能を有効にした状態における画質制御を行う画質制御設定値の調整を行うことになる。このため、輝度安定機能を有効にした状態に対してそれぞれが異なったずれ量を有する光学測定値により調整した画質制御設定値を用いて行う、輝度安定機能を有効な場合における表示品質の安定処理の精度は低くなる。
したがって、表示パネルの表示面に光学センサを設ける方式における液晶表示装置３００の構成においては、表示画質の精度及び表示品質の安定性を必要とするユーザには、質の低い表示品質の制御しか行えないことになる。

特開２００８−１０２４９０号公報

解決しようとする問題点は、表示パネルの表示面に光学センサを設ける構成における液晶表示装置において、画質制御設定値の調整を行うため、各種条件下における階調度に対応した輝度値の測定を行うために輝度安定機能を無効にし、色の測定、ガンマ特性の測定、黒輝度や中間調の輝度値の測定を行う際、測定する時刻により輝度値が変化し、輝度安定機能が稼働している状態のバックライトの輝度値に対応した光学測定値が得られず、精度の高い表示画質の表示品質の制御が行えないことである。

本発明の表示装置は、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの表示面に対向して配置されて、当該表示パネルの出射する光の照射量を光学測定値として測定する光学センサと、補正対象の光学測定値である補正対象光学測定値を、前記照射量が一定となるように前記表示パネルの光源を制御する安定機能を無効にしている無効期間における時間幅を変数とした関数により算出される推定基準値を用いて補正し、補正光学測定値として出力する測定値補正部と、前記表示パネルに表示される前記画像の表示品質を安定させる、前記表示パネルを制御する制御値を、前記補正光学測定値により生成し、この制御値と外部装置から供給される入力映像信号とから、前記画像を表示させる処理後映像信号を生成する信号処理部とを備え、前記関数が、前記無効期間における前記照射量の変化を示すことを特徴とする。

本発明の表示装置は、前記測定値補正部が、時間を計数するタイマー部と、前記無効期間を開始した開始時刻を含む異なる時刻に測定された複数の基準光学測定値と、当該基準光学測定値の各々を前記タイマー部が測定した時間と、の関係から前記関数を求める演算部と、前記補正対象光学測定値から前記補正光学測定値を求める際、前記関数から前記補正対象光学測定値を測定した時刻における前記推定基準値を求め、当該推定基準値により前記開始時刻における基準光学測定値を除算し、除算結果を変化比とし、当該変化比を前記補正対象光学測定値に乗算し、乗算の結果を補正光学測定値とする補正演算部とを備えていることを特徴とする。

本発明の表示装置は、前記演算部が、前記タイマー部の計数した前記開始時刻である第１時刻に測定された光学測定値である第１基準光学測定値と、当該タイマー部の計数した前記第１時刻より後の第２時刻に測定された光学測定値である第２基準光学測定値との差分を求め、当該差分を第１時刻と第２時刻との差の時間幅で減算し、単位時間当たりの光学測定値変化量を算出し、当該光学測定値変化量を時間の変数に対して乗算し、この乗算結果に前記第１基準光学測定値を加算した線形関数を求め、この線形関数を前記関数とすることを特徴とする。

本発明の表示装置は、前記演算部が、前記開始時刻に測定された基準光学測定値を含む、異なる時刻に測定された複数の基準光学測定値からスプライン曲線を求め、当該スプライン曲線を前記関数とすることを特徴とする。

本発明の表示装置は、前記基準光学測定値として測定する輝度値が白輝度であることを特徴とする。

本発明の表示装置は、前記補正対象光学測定値は、黒輝度、ガンマ特性及び色の測定の各々における輝度値であることを特徴とする。

本発明の表示特性校正方法は、液晶表示装置の表示パネルの表示面に対向して配置されて、当該表示パネルの出射する光の照射量を光学測定値として光学センサにより測定する過程と、測定値補正部が、補正対象の光学測定値である補正対象光学測定値を、前記照射量が一定となるように前記表示パネルの光源を制御する安定機能を無効にしている無効期間における時間幅を変数とした関数により算出される推定基準値を用いて補正し、補正光学測定値として出力する測定値補正過程と、信号処理部が、前記表示パネルに表示される画像の表示品質を安定させる、前記表示パネルを制御する制御値を、前記補正光学測定値により生成し、この制御値と外部装置から供給される入力映像信号とから、前記表示パネルに画像を表示させる処理後映像信号を生成する信号処理過程とを含み、前記関数が、前記無効期間における前記照射量の変化を示すことを特徴とする。

本発明の表示装置は、表示パネルの表示面に光学センサを設ける構成における液晶表示装置において、画質制御設定値の調整を行うため、各種条件下における階調度に対応した輝度値の測定を行うために輝度安定機能を無効にし、色の測定、ガンマ特性の測定、黒輝度や中間調の輝度値の測定を行う際、測定する時刻により輝度値が変化しても、輝度安定機能が稼働している状態のバックライトの輝度値に対応した光学測定値が得ることができ、精度の高い表示画質の表示品質の制御が行うことができる。

本発明装置の一実施形態による表示装置１００の構成例を示すブロック図である。 図１における測定値補正部１の構成例を示すブロック図である。 本実施形態における係数演算部１２の生成した線形関数を示すグラフである。 本実施形態における係数演算部１２の生成した線形関数から、順次推定光学測定値を算出する処理を説明するグラフである。 第１基準測定値、第２基準測定値および、第３基準測定値の３点の基準測定値を用いた補正光学測定値を算出する処理を説明するグラフである。 表示パネルの背面に光学センサを設ける方式における液晶表示装置の構成例を示す図である。 表示パネルの表示面に光学センサを設ける方式における液晶表示装置の構成例を示す図である。 バックライト３の照射する光の輝度値を説明する図である。

本発明は、表示装置の表示品質を維持するための画質制御設定値を、周囲の環境や表示装置の光源の変化に応じて調整する際、輝度安定機能を無効とし、この調整に用いる光学測定値を表示パネルの表示面に対向して設けられた光学センサにより取得する。そして、本発明は、光学センサにより測定された光学測定値を、異なった時刻に測定された基準光学測定値により求めた関数により補正し、補正光学測定値として調整に用いる。

これにより、本発明は、輝度安定機能を無効としたため、時間経過により変化する表示装置の光源の照射する輝度値の変化により、輝度安定機能が有効な場合に測定される光学測定値に対するずれを補正する。
ここで、表示品質を維持するための画質制御設定値は、例えば各色を表示する際のＲＧＢの各々の階調度の割合、ＲＧＢの最大階調度と最大輝度値との対応関係、あるいはガンマ特性を補正するために用いるガンマ曲線の各々を調整する制御値など含む設定値群である。

以下、本発明の一実施形態による表示装置および表示特性校正方法について図面を参照して説明する。
図１は、本発明装置の一実施形態による表示装置１００の構成例を示すブロック図である。本実施形態においては、表示装置１００として、複数の液晶素子がマトリクス状に配置された液晶パネルである表示パネル２を有する液晶表示装置を例として説明するが、輝度安定機能を無効にした場合、時間経過によって表示装置の光源の照射する輝度値が変化する構成、あるいは表示パネルが時間経過により表示特性の変化するデバイスで構成されていれば、いずれの表示装置にも適用することができる。
この図１において、表示装置１００は、測定値補正部１、表示パネル２、バックライト３、信号処理部４及び光学センサ５を備えている。ここで、信号処理部４は、図７に示す信号処理部３０４と同様の動作を行う。以下、信号処理部４の説明は、信号処理部３０４と異なる部分のみを説明する。

バックライト３は、表示パネル２の裏面と対向して設けられ、表示パネル２の裏面に対して光を照射する。
光学センサ５は、表示パネル２の裏面に照射された光が表示パネル２の表示素子を透過し、表示パネル２の測定領域２１から出射される出射光の輝度値を測定し、測定した輝度値を光学測定値として、測定値補正部１へ出力する。

測定値補正部１は、信号処理部４から輝度安定機能を無効とする調整開始信号（後述）が供給されない場合、すなわち、輝度安定機能が有効である場合、光学センサ５からの光学測定値を補正せずに補正光学測定値として出力する。また、測定値補正部１は、信号処理部４から調整開始信号が供給された場合、すなわち、輝度安定機能が無効である場合、この調整処理が終了したことを示す信号が信号処理部４から供給されるまで、光学センサ５からの光学測定値を補正して補正光学測定値として出力する。

信号処理部４は、内部に設定されている画質制御設定値の調整を行う際、測定値補正部１に対して調整開始信号を出力する。また、信号処理部４は、自身の有する輝度安定機能を無効にし、輝度安定機能の無効期間を開始する。これにより、信号処理部４は、光学センサ５から供給される輝度値に対応して、バックライト３の輝度を予め設定された設定輝度値として一定に制御する処理を停止する。このため、バックライト３がＣＣＦＬの場合、図８に示すように輝度値が時間経過とともに増加することになる。

そして、信号処理部４は、輝度安定機能を無効にした後、画質制御設定値の調整に用いる光学測定値を取得するタイミングを示すタイミング信号を測定値補正部１に出力する。また、信号処理部４は、画質制御設定値の調整に必要な全ての光学測定値を取得するタイミング信号を出力した後、測定値補正部１に対して調整終了信号を送信し、画質制御設定値の調整に必要な補正光学測定値の送信を要求する。そして、信号処理部４は、予め内部に設定されている所定の時間経過後に、輝度安定機能の無効期間を終了し、輝度安定機能を有効とする。

ここで、信号処理部４は、調整開始信号、調整終了信号及びタイミング信号を出力する際、これら調整開始信号、調整終了信号及びタイミング信号に対応して測定したい測定光学値の状態となるよう、自身の内部回路の制御を行う。例えば、測定値補正部１において用いる基準光学測定値（後述）を白輝度の輝度値とする場合、後述する調整開始信号及び調整終了信号を送信する際、白輝度となるように表示パネル２の測定領域２１における液晶素子を制御する。すなわち、信号処理部４は、測定領域２１の液晶素子を介して出射される光の輝度値が、白輝度の輝度値となる開口度となるように液晶素子を制御する映像信号を表示パネル２へ供給する。例えば、表示パネル２がカラーの液晶パネルであれば、信号処理部４は、測定領域２１における液晶素子に対し、ＲＧＢの階調度の全てを最大とし、液晶素子の開口度を最大として白輝度とする。

また、例えば、黒輝度における輝度値を光学測定値としたい場合、タイミング信号を送信する際、信号処理部４は、表示パネル２の測定領域２１の液晶素子の全てに対し、階調度が最低の階調の信号を供給し、液晶素子の開口度を最小とし黒輝度とする。

また、例えば、光学センサ５がＲＧＢの３チャンネルを有するカラーセンサとし色の測定を行う場合、ユーザが予め設定したＲＧＢのそれぞれの階調度の組合せを決め、タイミング信号を送信する際、この階調度の組合せの制御信号を表示パネル２に対して供給する。そして、信号処理部４は、表示パネル２の測定領域２１に対してこの階調度の組合せによる色を測定領域２１に表示させる。ここで、信号処理部４は、光学センサ５から取得したＲＧＢのそれぞれのチャンネルの光学測定値が、予め設定したＲＧＢの組合せの階調度に対応して設定されている測定値に対応するか否かを見て、色を表現する際の階調度の設定値を調整する処理を行うことになる。

また、例えば、ガンマ曲線の調整を行う場合、信号処理部４は、入力映像信号を表示パネル２の液晶素子を制御する処理後映像信号に変換する際、入力映像信号の階調度を線形に順次増加させた液晶素子の制御信号を、タイミング信号を測定値補正部１に出力する毎に、内部のガンマ曲線による補正を行わずに表示パネル２に対して与える。これにより、信号処理部４は、この階調度の変化による輝度値の変化を、順次、光学センサ５から測定値補正部１を介して供給される補正光学測定信号に基づいて、表示パネル２のガンマ特性を抽出することができる。このため、信号処理部４は、光学測定値から求めた表示パネル２のガンマ特性に対応し、予め設定されているガンマ曲線の調整を行う。
また、ガンマ曲線の調整を行う場合、外部装置から供給される入力映像信号ではなく、信号処理部４が生成して出力する映像信号である内部映像信号に対しても、上述したガンマ曲線を用いる補正を行わずに、表示パネル２に対して与える処理を行い、ガンマ特性を抽出する処理を行い、ガンマ曲線の調整を行う構成としても良い。
上述したように、信号処理部４は、タイミング信号を出力する順番で、画質制御設定値のいずれの設定値を調整するためのデータとしての光学測定値の測定を行うかが設定されている。したがって、信号処理部４は、この順番に、順次、測定値補正部１から補正光学測定値が供給されることにより、画質制御設定値の設定値群におけるいずれの制御値を調整するデータとしての光学測定値であるかの判別を行うことができる

次に、図２は、図１における測定値補正部１の構成例を示すブロック図である。本実施形態における測定値補正部１は、測定値取得部１１、係数演算部１２、タイマー部１３、制御部１４、補正演算部１５、測定値記憶部１６、補正値記憶部１７を備えている。

タイマー部１３は、調整開始信号が信号処理部４から供給された時点において、カウント値をリセットした後、時刻の計数処理を開始する。
測定値取得部１１は、調整開始信号が信号処理部４から供給されると、光学センサ５から出力されている光学測定値を第１基準光学測定値とし、この第１基準光学測定値とタイマー部１３の計数値である時刻Ｔ０（例えば、タイマー部１３の計数値が０）とを組として（すなわち、対応付けて）、測定値記憶部１６における基準値記憶領域に書き込んで記憶させる。この第１基準光学測定値は、信号処理部４が輝度安定機能を有効としており、設定輝度値に制御されている光学測定値である必要がある。

また、測定値取得部１１は、光学測定値を取得するタイミング信号が入力される毎に、光学センサ５が出力する光学測定値を読み取る。
このとき、測定値取得部１１は、光学測定値を読み取った時点で、タイマー部１３の出力している時刻Ｔｎを読み取る。
そして、測定値取得部１１は、タイミング信号が入力した順番を示す識別情報（例えば、番号）と光学測定値とともに、この光学測定値を取得した時点のタイマー部１３の出力する時刻Ｔｎとを組として、測定値記憶部１６の対象光学測定値記憶領域に書き込んで記憶させる。

また、測定値取得部１１は、信号処理部４から調整終了信号が供給されると、この調整終了信号の供給された時点の光学測定値を測定し、この光学測定値を第２基準光学測定値とする。このとき、測定値取得部１１は、この第２基準光学測定値を取得した時点において、タイマー部１３の出力する時刻Ｔｓを読み込む。
そして、測定値取得部１１は、第２基準光学測定値と時刻Ｔｓとを組として、測定値記憶部１６の基準値記憶領域に対して書き込み、光学測定値の取得が終了したことを示す取得終了信号を係数演算部１２に対して出力する。

係数演算部１２は、測定値記憶部１６の基準値記憶領域から、時刻Ｔ０の無効期間の開始時刻に測定された第１基準光学測定値Ｌ０と、時刻Ｔ１の無効期間の終了時刻に測定された第２基準光学測定値Ｌ１との各々を、それぞれ測定した時刻Ｔ０、Ｔ１とともに読み出す。
そして、係数演算部１２は、第２基準光学測定値Ｌ１から第１基準光学測定値Ｌ０を減算した結果を、第２基準光学測定値Ｌ１を測定した時刻Ｔ１から第１基準光学測定値Ｌ０を測定した時刻Ｔ０を減算した結果により減算し、係数αを算出する。

また、係数演算部１２は、輝度安定機能が無効の場合において、輝度安定機能を無効にした時刻から経過した時間幅を変数とした、ある時刻に測定した基準輝度値を示す関数、すなわち以下の（１）式に示す線形関数（一次関数）を求める。すなわち、係数演算部１２は、係数α（光学測定値変化量）を時間の変数に対して乗算し、この乗算結果に第１基準光学測定値Ｌ０を加算した線形関数として、以下の（１）式を求める。
Ｌ ＝ Ｌ０ ＋ α（Ｔｎ − Ｔ０） …（１）
この（１）式において、
α ＝ （Ｌ１ − Ｌ０）／（Ｔ１ − Ｔ０）
であり、Ｔｎは補正対象の光学測定値を測定した時刻である。
そして、係数演算部１２は、求めた（１）式に示す関数を、補正演算部１５に対して出力する。

次に、図３は、本実施形態における係数演算部１２の生成した線形関数を示すグラフである。この図３において、横軸が時刻を示し、縦軸が輝度値Ｌを示している。（１）の関数が輝度地Ｌ０を縦軸の切片とし、傾きがαの線形関数であることが解る。

図２に戻り、補正演算部１５は、上記関数が係数演算部１２から供給されると、測定値記憶部１６の対象光学測定値記憶領域に記憶されている補正対象光学測定値を時刻Ｔ０に近い時刻から、すなわち識別情報の小さい順番に読み出し、補正を行う。
このとき、補正演算部１５は、補正対象光学測定値を読み出す毎に、この補正対象光学測定値を測定した時刻Ｔａを（１）式のＴｎに代入し、図３に示すように、この時刻Ｔａにおける推定基準光学測定値Ｌａを算出する。そして、補正演算部１５は、第１基準光学測定値Ｌ０を、算出した推定基準光学測定値Ｌａにより除算して、この除算結果を変化比率βとする。

そして、補正演算部１５は、算出した変化比率βを補正対象光学測定値である光学測定値に対して乗算し、この乗算結果を時刻Ｔａに測定した光学測定値の補正光学測定値として算出する。ここで、この変化比率βを光学測定値に対して乗算することにより、時刻Ｔｎの光学測定値を、時刻Ｔ０、すなわち輝度安定機能が有効な時点における第１基準輝度値Ｌ０に対応した光学測定値に変換することになる。
また、補正演算部１５は、算出した補正光学測定値を、順次、対応する光学測定値の識別番号（順番を示す番号）に対応して、補正値記憶部１７に書き込んで記憶させる。

次に、図４は、本実施形態における係数演算部１２の生成した線形関数から、順次推定光学測定値を算出する処理を説明するグラフである。この図４において、横軸が時刻を示し、縦軸が輝度値Ｌを示している。
補正演算部１５は、図４に示すように、（１）式を用いて、時刻Ｔａ、Ｔｂと順番に、推定光学測定値を算出し、それぞれの時刻における変化比率βａ、βｂを算出する。そして、補正演算部１５は、変化比率βａ及びβｂの各々を、この変化比率βａ、βｂに対応する時刻に測定された光学測定値それぞれ乗算し、それぞれの時刻の光学測定値の補正光学測定値を算出する。

そして、補正演算部１５は、測定値記憶部１６の対象光学測定値記憶領域に記憶されている全ての対象光学測定値に対し、補正光学測定値を算出すると、光学測定値の補正処理を終了したことを示す処理終了信号を制御部１４に対して出力する。
制御部１４は、補正演算部１５から処理終了信号が供給された場合、取得した光学測定値の補正処理が終了し、得られた補正光学測定値が送信可能であることを示す送信可能信号を、信号処理部４に対して送信する。

信号処理部４は、測定値補正部１から送信可能信号が供給されると、画質制御設定値の各々の画質調整を行うモードに移行した後、補正光学測定値の送信を要求することを示す送信要求信号を、測定値補正部１に対して送信する。
この送信要求信号が供給されると、制御部１４は、補正値記憶部１７に記憶されている補正光学測定値を識別番号毎に読み出し、例えば記憶された番号の順番（すなわち、測定する際のタイミング信号の順番に対応する番号順）に読み出し、このタイミング信号の順番の番号とともに、読み出した補正光学測定値を信号処理部４へ順次出力する。

ここで、信号処理部４は、自身内部の内部記憶部に、タイミング信号の順番と、画質制御設定値の設定値群におけるいずれの制御値かを示す制御値識別番号とを対応付ける対応テーブルが記憶されている。
このため、信号処理部４は、タイミング信号の順番に対応させて、測定値補正部１から供給される補正光学測定値を、対応テーブルに対して書き込んで記憶させる。

そして、信号処理部４は、画質設定値の設定値群における制御値の各々の調整を行う際、各制御値の識別番号に対応する補正光学設定値を対応テーブルから読み出し、対応する制御値の調整処理を行う。
例えば、ガンマ曲線の調整を行う場合、信号処理部４は、ガンマ補正の機能を停止させてガンマ補正を無効とした後、タイミング信号を出力する毎に、中間調の階調度に対して線形的に増加させた輝度調整の信号を表示パネル２に対して出力する。

そして、信号処理部４は、測定値補正部１から供給される補正光学測定値の順番の番号により、いずれの補正光学測定値がガンマ特性の測定を行う測定値であり、かついずれの階調値に対応した測定値であるかを判定し、設定した階調値と補正光学測定値の示す輝度値とを比較し、表示パネル２のガンマ特性を求める。信号処理部４は、この補正光学測定値より求めたガンマ特性により、このガンマ特性を補正するガンマ曲線を算出し、新たな画質制御設定値における制御値とする。そして、信号処理部４は、ガンマ曲線の調整処理が終了した後、ガンマ補正の処理を有効とする。

また、例えば、黒輝度の調整を行う場合、信号処理部４は、タイミング信号を出力する際に、階調度を最も低い値として表示パネル２へ出力する。
そして、信号処理部４は、測定値補正部１から供給される補正光学測定値の順番の番号により、測定値補正部１から供給される補正光学測定値の中から、黒輝度を調整する補正光学測定値を判定し、この補正光学測定値の示す輝度値と、予め設定されている黒輝度の輝度値とを比較し、予め設定した輝度値となる液晶素子の制御値を求める。

このとき、信号処理部４は、制御値を変更する毎に、タイミング信号を測定値補正部１へ送信し、予め設定された範囲内の輝度値となる制御値を求める。この黒輝度の輝度値の制御値のように、調整した制御値による輝度値を測定し、この輝度値が予め設定した輝度値の範囲に含まれるか否かの判定を行い、最終的な制御値を求める調整を行うような繰り返し処理を場合、この繰り返し処理のみの調整モードを有するように信号処理部４を構成しても良い。

上述したように、本実施例においては、輝度安定機能を無効にした時点（すなわち輝度安定機能が有効な時点）における白輝度の輝度値に対応させるように、つまり、輝度安定した状態における白輝度の輝度値に対応させるように、時間が経過した後の光学測定値の補正を行うことができる。
これにより、本実施例によれば、輝度安定機能を無効とした後に、時間経過とともに変化する光源の出射する輝度値の影響を無くし、輝度安定機能が働いている状態での画質制御設定値の調整を行うことができ、表示品質を維持することが可能となる。

また、図５は、第１基準測定値（時刻Ｔ０）、第２基準測定値（時刻Ｔ１）および、第３基準測定値（時刻Ｔ２）の３点の基準測定値を用いた補正光学測定値を算出する処理を説明するグラフである。
上述した実施例の説明においては、時刻Ｔ０と時刻Ｔ１との２点の基準測定値から求めた単位時間当たりの輝度値の変化量により、光学測定値を補正光学値に補正する処理を行っている。

しかしながら、輝度値安定機能を無効にしている時間が長くなると、２点測定の場合、この２点間における線形的な補正を行うと、補正光学測定値の誤差が大きくなることが考えられる。
このため、図５に示すように、輝度安定機能を無効としている時間幅に応じて、３点以上の複数の基準測定値において白輝度の輝度値を測定して、この複数の基準測定値を用いた補正を行う構成としても良い。

例えば、図５に示すように、時刻Ｔ０における第１基準測定値Ｌ０、時刻Ｔ１における第２基準測定値Ｌ１、及び時刻Ｔ２における第３基準測定値Ｔ２を用いる。
図１に戻り、係数演算部１２は、時刻Ｔ０と時刻Ｔ２との間に測定した光学測定値の補正に用いる、第１基準測定値Ｌ０と第３基準測定値との間の線形性を示す以下の（２）式を求める。
Ｌ ＝ Ｌ０ ＋ α（Ｔｎ − Ｔ０） …（２）
この（２）式において、
α ＝ （Ｌ２ − Ｌ０）／（Ｔ２ − Ｔ０）
であり、Ｔｎは補正対象の光学測定値を測定した時刻である。
そして、補正演算部１５は、この（２）式より変化比率βを求めて、時刻Ｔ０と時刻Ｔ２との間に測定した光学測定値の各々の補正光学測定値を求める。
すなわち、補正演算部１５は、（２）式に対して、時刻Ｔｎに時刻Ｔａを代入し、時刻Ｔａにおける推定基準光学測定値Ｌａを算出する。そして、補正演算部１５は、第１基準測定値Ｌ０を算出した推定基準光学測定値Ｌａにより除算し、時刻Ｔａで測定した光学測定値に対して係数βを乗算し、補正光学測定値を算出する。

また、係数演算部１２は、時刻Ｔ２と時刻Ｔ１との間に測定した光学測定値の補正に用いる、第１基準測定値Ｌ０と第３基準測定値との間の線形性を示す以下の（３）式を求める。
Ｌ ＝ Ｌ２ ＋ α（Ｔｎ−Ｔ２） …（３）
この（３）式において、
α ＝ （Ｌ１ − Ｌ２）／（Ｔ１ − Ｔ２）
であり、Ｔｎは補正対象の光学測定値を測定した時刻である。
そして、補正演算部１５は、この（３）式より変化比率βを求めて、時刻Ｔ２と時刻Ｔ１との間に測定した光学測定値の各々の補正光学測定値を求める。
すなわち、補正演算部１５は、（３）式に対して、時刻Ｔｎに時刻Ｔｂを代入し、時刻Ｔｂにおける推定基準光学測定値Ｌｂを算出する。そして、補正演算部１５は、第３基準測定値Ｌ２を算出した推定基準光学測定値Ｌｂにより除算し、時刻Ｔｂで測定した光学測定値に対して係数βを乗算し、補正光学測定値を算出する。

上述したように、輝度安定機能を無効にした時間幅において、複数の基準測定値を測定し、隣接する基準測定値を測定した時刻の間の各々で線形関数を求める。そして、線形関数の各々に対応させて、それぞれの基準測定値間における光学測定値の補正を行うことにより、より精度の高い補正光学測定値を得ることができる。

また、図５のように、３個以上の複数の基準測定値を測定した場合、基準測定値間の線形関数を求めるのではなく、各基準測定値から実際の白輝度の輝度値の変化に対応したスプライン曲線を生成する構成としても良い。そして、この生成したスプライン曲線から求めた変化比率によるスプライン補正を行うことにより、さらに高い精度により、光学測定値を補正光学測定値とする補正を行うことができる。

また、図５における時刻Ｔ２において、すなわち光学測定値の測定の間で、一旦、光学測定値の測定処理を中止し、輝度安定機能を有効とし、白輝度の輝度値を安定させた後、再度、輝度安定機能を無効にして、光学測定値の測定処理を再開するように、信号処理部４を構成してもよい。これにより、光学測定値の測定量が多く、輝度安定機能を無効とする時間幅が長くなる場合など、実質的に輝度安定機能を無効とする時間幅を少なくすることができるため、輝度値の変化量をより小さくすることが可能となり、光学測定値を補正光学測定値に補正する際の誤差を小さくすることができる。

また、補正に用いる基準測定値を白輝度の輝度値として説明したが、白輝度の輝度値ではなく、基準となれば何色の輝度値、あるいは黒輝度の輝度値などいずれの輝度値を用いてもよい。
また、実施例においては、液晶表示装置を例にして説明したが、時間経過により輝度値等光学測定値が変動するデバイスであれば、どのような表示装置にも適用することができる。
また、画質制御設定値を調整するため、輝度安定機能を無効として光学測定値を測定する処理は、ユーザが表示装置１００に対して、画質制御設定値を調整する命令を図示しない入力装置から入力する構成、あるいは表示装置１００に電源が投入されてから予め設定された時間が経過する毎に、信号処理部４が起動する構成、または双方を備えた構成のいずれでも良い。

高精度な色再現が必要な用途で用いられる産業分野、例えばコンピュータグラフィック、医療用途向けの表示装置（例えば、液晶表示装置）として用いることで、長期間にわたってユーザに対して、表示画像の表示品質において安定性の維持を実現することができる。

１ 測定値補正部
２ 表示パネル
３ バックライト
４ 信号処理部
５ 光学センサ
１１ 測定値取得部
１２ 係数演算部
１３ タイマー部
１４ 制御部
１５ 補正演算部
１６ 測定値記憶部
１７ 補正値記憶部
２１ 測定領域
１００ 表示装置

Claims (7)

1. 画像を表示する表示パネルと、
   前記表示パネルの表示面に対向して配置されて、当該表示パネルの出射する光の照射量を光学測定値として測定する光学センサと、
   補正対象の光学測定値である補正対象光学測定値を、前記照射量が一定となるように前記表示パネルの光源を制御する安定機能を無効にしている無効期間における時間幅を変数とした関数により算出される推定基準値を用いて補正し、補正光学測定値として出力する測定値補正部と、
   前記表示パネルに表示される前記画像の表示品質を安定させる、前記表示パネルを制御する制御値を、前記補正光学測定値により生成し、この制御値と外部装置から供給される入力映像信号とから、前記画像を表示させる処理後映像信号を生成する信号処理部と
   を備え、
   前記関数が、前記無効期間における前記照射量の変化を示すことを特徴とする表示装置。
2. 前記測定値補正部が、
   時間を計数するタイマー部と、
   前記無効期間を開始した開始時刻を含む異なる時刻に測定された複数の基準光学測定値と、当該基準光学測定値の各々を前記タイマー部が測定した時間と、の関係から前記関数を求める演算部と、
   前記補正対象光学測定値から前記補正光学測定値を求める際、前記関数から前記補正対象光学測定値を測定した時刻における前記推定基準値を求め、当該推定基準値により前記開始時刻における基準光学測定値を除算し、除算結果を変化比とし、当該変化比を前記補正対象光学測定値に乗算し、乗算の結果を補正光学測定値とする補正演算部と
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記演算部が、
   前記タイマー部の計数した前記開始時刻である第１時刻に測定された光学測定値である第１基準光学測定値と、当該タイマー部の計数した前記第１時刻より後の第２時刻に測定された光学測定値である第２基準光学測定値との差分を求め、当該差分を第１時刻と第２時刻との差の時間幅で減算し、単位時間当たりの光学測定値変化量を算出し、当該光学測定値変化量を時間の変数に対して乗算し、この乗算結果に前記第１基準光学測定値を加算した線形関数を求め、この線形関数を前記関数とすることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記演算部が、
   前記開始時刻に測定された基準光学測定値を含む、異なる時刻に測定された複数の基準光学測定値からスプライン曲線を求め、当該スプライン曲線を前記関数とすることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記基準光学測定値として測定する輝度値が白輝度であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記補正対象光学測定値は、黒輝度、ガンマ特性及び色の測定の各々における輝度値であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 液晶表示装置の表示パネルの表示面に対向して配置されて、当該表示パネルの出射する光の照射量を光学測定値として光学センサにより測定する過程と、
   測定値補正部が、補正対象の光学測定値である補正対象光学測定値を、前記照射量が一定となるように前記表示パネルの光源を制御する安定機能を無効にしている無効期間における時間幅を変数とした関数により算出される推定基準値を用いて補正し、補正光学測定値として出力する測定値補正過程と、
   信号処理部が、前記表示パネルに表示される画像の表示品質を安定させる、前記表示パネルを制御する制御値を、前記補正光学測定値により生成し、この制御値と外部装置から供給される入力映像信号とから、前記表示パネルに画像を表示させる処理後映像信号を生成する信号処理過程と
   を含み、
   前記関数が、前記無効期間における前記照射量の変化を示すことを特徴とする表示特性校正方法。

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