TW201626351A - 灰度檢查裝置及灰度檢查方法 - Google Patents

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Hiroki Yoshinaga
yoshitaka Nakamiya
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Abstract

本發明的目的在於提供能夠有效調整有機電致發光顯示器整體的伽馬表的灰度檢查方法。本發明的灰度檢查方法按順序具有：灰度拍攝步驟，在針對顯示器的像素所具備的子像素的每一種發光顔色，在顯示器中顯示根據像素的位置施加不同的電壓的多灰度圖案的狀態下，利用照相機拍攝多灰度圖案整體；以及特性計算步驟，測定在灰度拍攝步驟中拍攝的多灰度圖像內的每個區域的亮度，並針對子像素的各發光顔色求出表示子像素顯示的灰度與多灰度圖像的亮度之間的關係的伽馬曲線。

Description

灰度檢查裝置及灰度檢查方法
本發明涉及顯示器的伽馬調整方法。
點式亮度計在一次測定中只能測定一個灰度下的亮度。因此，在求出調整伽馬表所必需的亮度相對於灰度的關係時，就需要在改變灰度的同時多次反覆進行亮度的測定，所以存在調整耗時的問題。
此外，當用點式亮度計測定的顯示器的位置正好是不均勻的部分時，有可能受到該不均勻的影響。此時，存在受到顯示器的不均勻的影響，無法正確調整伽馬表的問題。
特別是，在有機電致發光（Electro Luminescence，EL）顯示器中每個位置的亮度變化不同。因此，如果只測定一個位置，則變成局部的調整，存在作為整體的調整不理想的問題。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2011-170106號公報
此外，如使用點式亮度計來調整有機電致發光顯示器的伽馬表，雖然可以調整測定的位置，但是無法說作為顯示器整體的伽馬成為了最佳值。
於是，本發明的目的在於提供能夠有效地進行顯示器整體的伽馬表的調整的灰度檢查方法。
本發明的灰度檢查裝置具備：顯示控制部，針對顯示器的像素所具備的子像素的每一種發光顔色，在前述顯示器中顯示根據像素的位置施加不同的電壓的多灰度圖案；和處理部，測定用照相機拍攝前述多灰度圖案整體而得到的多灰度圖像內的每個區域的亮度，並針對前述子像素的各發光顔色，求出表示前述子像素顯示的灰度與前述多灰度圖像的亮度之間的關係的伽馬曲線。
較佳地，在本發明的灰度檢查裝置中，前述多灰度圖案在施加不同的電壓的像素彼此之間具有前述照相機能夠識別的黑線。
較佳地，在本發明的灰度檢查裝置中，對於前述多灰度圖案，越接近前述顯示器的中心施加的電壓越低，越接近前述顯示器的邊緣施加的電壓越高。
較佳地，在本發明的灰度檢查裝置中，所述顯示控制部還針對前述子像素的每一種發光顔色，在前述顯示器中顯示對所有的像素施加共同的電壓的單一灰度圖案，前述處理部測定用前述照相機拍攝前述單一灰度圖案整體而得到的單一灰度圖像的亮度。
本發明的灰度檢查方法按順序具有：灰度拍攝步驟，在針對顯示器的像素所具備的子像素的每一種發光顔色，在前述顯示器中顯示根據像素的位置施加不同的電壓的多灰度圖案的狀態下，利用照相機拍攝前述多灰度圖案整體；以及特性計算步驟，測定在前述灰度拍攝步驟中拍攝的多灰度圖像內的每個區域的亮度，並針對前述子像素的各發光顔色求出表示前述子像素顯示的灰度與前述多灰度圖像的亮度之間的關係的伽馬曲線。
較佳地，在本發明的灰度檢查方法中，前述灰度拍攝步驟中的前述多灰度圖案在施加不同的電壓的像素彼此之間具有前述照相機能夠識別的黑線。
較佳地，在本發明的灰度檢查方法中，對於前述灰度拍攝步驟中的前述多灰度圖案，越接近前述顯示器的中心施加的電壓越低，越接近前述顯示器的邊緣施加的電壓越高。
較佳地，在本發明的灰度檢查方法中，在前述灰度拍攝步驟中，還在針對前述子像素的每一種發光顔色，在前述顯示器中顯示對所有的像素施加共同的電壓的單一灰度圖案的狀態下，利用前述照相機拍攝前述單一灰度圖案整體，在前述特性計算步驟中，測定拍攝前述單一灰度圖案整體而得到的單一灰度圖像的亮度。
應予說明，上述各發明可以盡可能地組合。
根據本發明，能夠有效調整顯示器整體的伽馬表，縮短工序作業時間。
第1圖示出本實施方式的灰度調整系統的一例。本實施方式的灰度調整系統具備照相機10和灰度檢查裝置30。灰度檢查裝置30具備處理部31、存儲部32和控制部33。控制部33作為控制顯示器100的顯示動作的顯示控制部發揮作用。
灰度檢查裝置30可以藉由將計算機作為處理部31和控制部33發揮作用來實現。此時，藉由灰度檢查裝置30內的CPU（Central Processing Unit：中央處理單元）執行存儲在存儲部32中的計算機程序來實現各構成。
第2圖和第3圖示出顯示器100的一例。顯示器100為LCD（Liquid Crystal Display：液晶顯示器）或有機電致發光顯示器等的排列有發出任意顔色的光的像素的顯示裝置。各像素具備多個子像素，各子像素發出不同顔色的光。例如，一個像素具備紅色的子像素R1,1 、綠色的子像素G1,1 和藍色的子像素B1,1 。一個像素還可以包含發出其他顔色的光的子像素。例如，如第2圖所示，可以包含白色的子像素W1,1 。此外，一個像素也可以包含多個相同顔色的子像素。例如，可以取代第2圖所示的子像素W1,1 而包含綠色的子像素G1,1 。
照相機10為能夠同時拍攝顯示器100所顯示的整個圖案的區域傳感器。分辨率為任意的值。雖然需要根據拍攝的顯示器100的整個畫面的圖像檢測出各像素的顔色的灰度，但是，在各像素無法分離的情况下，藉由放大顯示的像素的間隔來應對。由於需要對構成像素的色彩不同的每個子像素識別發光顔色的灰度，所以照相機10具有對子像素的發光顔色的敏感度。
本實施方式的灰度檢查方法按順序具有灰度拍攝步驟和特性計算步驟。在灰度拍攝步驟中，控制部33針對顯示器100的像素所具備的子像素的各發光顔色，將多灰度圖案和單一灰度圖案顯示在顯示器100上，照相機10拍攝顯示器100的整個畫面。在特性計算步驟中，針對顯示器100的像素所具備的子像素的各發光顔色，處理部31利用多灰度圖像和單一灰度圖像計算出顯示器100的子像素的伽馬曲線。
對灰度拍攝步驟進行詳細說明。控制部33作為顯示控制部發揮作用，針對顯示器100的像素所具備的子像素中的任意一種發光顔色，將多灰度圖案顯示在顯示器100上。此時，控制部33將顯示器100的像素及對該像素所施加的電壓之類的顯示信息存儲在存儲部32中。照相機10拍攝顯示器100的整個發光區域。這樣，在本實施方式中，不進行需要移動照相機10的放大拍攝。因此，能夠不受顯示器的不均勻的影響，對顯示器100整體進行最佳的伽馬調整。
這裡，在本實施方式中，為了測定整個畫面的伽馬曲線，針對子像素的任一種發光顔色，控制部33在顯示器100中顯示根據像素的位置施加不同的電壓的多灰度圖案。例如，在對子像素施加的電壓與灰度之間的關係的初始值為如第4圖所示的情况下，多灰度圖案成為在顯示器100的中心附近施加0.25V，在顯示器100的邊緣附近施加5.0V的圖案。照相機10將拍攝多灰度圖案整體的多灰度圖像存儲在存儲部32中。多灰度圖案的灰度根據像素的位置而不同。這樣，在本實施方式中，一次性同時測定多級灰度的亮度。因此，在灰度拍攝步驟中，不需要在改變灰度的同時反覆測定亮度，能夠縮短測定時間。
此外，針對與多灰度圖案共同的發光顔色，控制部33在顯示器100中顯示對所有的像素施加共同的電壓而得到的單一灰度圖案。照相機10將拍攝單一灰度圖案整體的單一灰度圖像存儲在存儲部32中。另一方面，亮度計測定單一灰度圖案的亮度。存儲部32存儲測定的亮度。共同的電壓例如為最大電壓或中間電壓。特定的電壓為最大電壓時，由於多灰度圖案的最大電壓為5.0V，所以單一灰度圖案成為對所有的像素施加5.0V而得到的圖案。藉由存儲單一灰度圖案，能夠使用點式亮度計來測定點亮灰度的亮度，能夠藉由單一灰度圖案拍攝圖像分隔多灰度圖案拍攝圖像來减少顯示器100的不均勻引起的影響。
第5圖示出多灰度圖案的一例。多灰度圖案優選為消除了顯示器100的不均勻的影響的圖案。例如，優選在多個區域施加同一電壓。例如，使區域ARE1~ARE4的灰度統一。由於採用照相機10，周邊的光會變弱。為了避免其影響，優選地，按如下所述配置區域ARE1~ARE4。優選地，區域ARE1~ARE4為相對於顯示器100的中心以放射狀等分的區域。此外，優選地，多灰度圖案具有級差。例如，優選地，區域ARE1~ARE4的灰度隨著距顯示器100中心的距離的增加，亮度依次提高。
此外，優選地，多灰度圖案在施加不同的電壓的像素彼此之間具有照相機10能夠識別的黑線。這樣，優選在多灰度圖案的灰度之間插入黑線，使灰度之間不受到影響。例如，藉由剔除顯示器100中點亮的像素，從而可以顯示能夠分離各像素的圖案。例如，以縱向或橫向或雙向的格子狀將一個以上的像素點亮而顯示。藉由剔除點亮的像素，能夠在不進行需要移動照相機10的放大拍攝的情况下將各像素發出的光分離。
通常，顯示器亮度的動態範圍比照相機的動態範圍廣。於是，在照相機10的灰度比顯示器100的灰度少的情况下，對於一個多灰度圖案，照相機10多次改變曝光時間進行拍攝，以對應於顯示器亮度的動態範圍。此時，優選在照相機10的CCD內進行像素組合（Binning：多個像素值的合併），以提高敏感度。由此，能夠縮短曝光時間。
在特性計算步驟中，處理部31測定多灰度圖像內的每個區域的亮度，並針對子像素的各發光顔色求出表示施加到子像素的電壓與多灰度圖像的亮度之間的關係的伽馬曲線。由此，利用拍攝的多灰度圖像，對子像素的每個發光顔色計算出各灰度的亮度。
例如，處理部31從存儲部32獲取顯示多灰度圖案時的顯示信息，並對施加相同電壓後顯示的每個區域測定多灰度圖像所包含的亮度。由此，處理部31推導出表示施加到子像素的電壓與多灰度圖像的亮度之間的關係的伽馬曲線。伽馬曲線為如第6圖所示的表示多灰度圖像的亮度相對於顯示器100所顯示的灰度的對應關係的函數。處理部31將獲取的伽馬曲線存儲在存儲部32中。
這裡，在本實施方式中，對於一個灰度，利用四個不同的區域ARE1~ARE4來表示。因此，能夠抑制因像素的個體差異導致發光亮度存在偏差的影響。此外，顯示器100中顯示的灰度可以為對顯示器100的子像素施加的電壓。處理部31還可以求出推導的伽馬曲線的反函數。
處理部31藉由利用在單一灰度圖像中測定的亮度值進行換算來求出相對於灰度的亮度（相對值）。換算使利用照相機10拍攝的圖像的CCD像素值與亮度對應。例如以如下的方式進行換算而使圖像的CCD像素值與亮度對應，即，如果單一灰度圖案的亮度為200cd/m2 ，單一灰度圖像的CCD像素值為100，則多灰度圖像的CCD像素值為50的位置，亮度為100cd/m2 ，多灰度圖像的CCD像素值為150的位置，亮度為300cd/m2 。由此，能夠求出伽馬調整前的亮度相對於灰度的關係。
處理部31設定伽馬調整後的目標亮度。目標亮度為在伽馬調整後輸入最大灰度時所顯示的亮度的目標值，可以任意設定。例如，如第6圖所示的伽馬調整後的0~275的亮度中，以亮度“225”為目標亮度。應予說明，就目標亮度而言，每種顔色是不同的，各個顔色的目標亮度根據白平衡確定。
處理部31利用目標亮度和伽馬值求出下式所表示的調整目標的伽馬曲線。
（式1）
L（g）=Lmax （g/gmax ）γ
這裡，Lmax 為目標亮度，g為灰度，gmax 為最大灰度，γ為伽馬值。第7圖表示調整目標的伽馬曲線的一例。
處理部31利用調整目標的伽馬曲線生成伽馬表。第8圖示出在特性計算步驟中得到的伽馬表的一例。如果第6圖為L=f1 （g）、第7圖為L=f2 （g），則第8圖可利用g’=f1 -1 （f2 （g））來求出。這裡，根據第4圖，灰度為175時的電壓為3.5V。此時，表示施加到子像素的電壓與灰度之間的關係的伽馬表中的電壓值上限為3.5V。此外，在第8圖中，將在第6圖中為0以上175以下的灰度設為0以上255以下，將在第4圖中為0V以上5V以下的電壓設為0V以上3.5V以下。這樣，藉由執行特性計算步驟，能夠得到子像素的伽馬表。
如以上所說明，根據本實施方式的發明，由於一次性同時測定多級灰度的亮度，所以無需在改變灰度的同時反復測定亮度，就能夠縮短測定時間。此外，能夠不受顯示器100的不均勻的影響，而對顯示器100整體進行最佳的伽馬調整。因此，本實施方式的發明能夠有效進行伽馬調整，縮短工序。
産業上的可利用性
本發明能夠應用於顯示器産業。
10‧‧‧照相機
30‧‧‧灰度檢查裝置
31‧‧‧處理部
32‧‧‧存儲部
33‧‧‧控制部
100‧‧‧顯示器
第2圖示出顯示器的第一像素排列示例。
第3圖示出顯示器的第二像素排列示例。
第4圖示出伽馬表的初始值的一例。
第5圖示出多灰度圖案的一例。
第6圖示出根據多灰度圖像得到的伽馬表的一例。
第7圖示出調整目標的伽馬表的一例。
第8圖示出在特性計算步驟中得到的伽馬表的一例。
10‧‧‧照相機
30‧‧‧灰度檢查裝置
31‧‧‧處理部
32‧‧‧存儲部
33‧‧‧控制部
100‧‧‧顯示器

Claims (8)

  1. 一種灰度檢查裝置，其包含： 一顯示控制部，針對一顯示器的像素所具備的一子像素的每一種發光顔色，在該顯示器中顯示根據像素的位置施加不同的電壓的一多灰度圖案；以及 一處理部，測定用照相機拍攝該多灰度圖案整體而得到的多灰度圖像內的每個區域的亮度，並針對該子像素的各發光顔色，求出表示該子像素顯示的灰度與該多灰度圖像的亮度之間的關係的一伽馬曲線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之灰度檢查裝置，其中該多灰度圖案在施加不同的電壓的像素彼此之間具有該照相機能夠識別的黑線。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之灰度檢查裝置，其中對於該多灰度圖案，越接近該顯示器的中心施加的電壓越低，越接近該顯示器的邊緣施加的電壓越高。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之灰度檢查裝置，其中該顯示控制部進一步針對該子像素的每一種發光顔色，在該顯示器中顯示對所有的像素施加共同的電壓的一單一灰度圖案；以及該處理部測定用該照相機拍攝該單一灰度圖案整體而得到的該單一灰度圖像的亮度。
  5. 一種灰度檢查方法，其包含以下步驟： 一灰度拍攝步驟，在針對一顯示器的像素所具備的一子像素的每一種發光顔色，在該顯示器中顯示根據像素的位置施加不同的電壓的一多灰度圖案的狀態下，利用照相機拍攝該多灰度圖案整體；以及 一特性計算步驟，測定在該灰度拍攝步驟中拍攝的多灰度圖像內的每個區域的亮度，並針對該子像素的各發光顔色求出表示該子像素顯示的灰度與該多灰度圖像的亮度之間的關係的伽馬曲線。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之灰度檢查方法，其中該灰度拍攝步驟中的該多灰度圖案在施加不同的電壓的像素彼此之間具有該照相機能夠識別的黑線。
  7. 如申請專利範圍第5或6項所述之灰度檢查方法，其中對於該灰度拍攝步驟中的該多灰度圖案，越接近該顯示器的中心施加的電壓越低，越接近該顯示器的邊緣施加的電壓越高。
  8. 如申請專利範圍第5至7項中任一項所述之灰度檢查方法，其中在該灰度拍攝步驟中，進一步針對該子像素的每一種發光顔色，在該顯示器中顯示對所有的像素施加共同的電壓的單一灰度圖案的狀態下，利用該照相機拍攝該單一灰度圖案整體， 在該特性計算步驟中，測定拍攝該單一灰度圖案整體而得到的單一灰度圖像的亮度。
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