WO2004042459A1 - 反射型画像表示装置の画像評価方法 - Google Patents

反射型画像表示装置の画像評価方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2004042459A1
WO2004042459A1 PCT/JP2003/013830 JP0313830W WO2004042459A1 WO 2004042459 A1 WO2004042459 A1 WO 2004042459A1 JP 0313830 W JP0313830 W JP 0313830W WO 2004042459 A1 WO2004042459 A1 WO 2004042459A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
light
image display
display device
displayed
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/013830
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tatsuhiko Matsumoto
Original Assignee
Sony Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corporation filed Critical Sony Corporation
Priority to AU2003280589A priority Critical patent/AU2003280589A1/en
Publication of WO2004042459A1 publication Critical patent/WO2004042459A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1306—Details
    • G02F1/1309—Repairing; Testing
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/02—Function characteristic reflective

Definitions

  • the present invention relates to an image evaluation method for a reflection-type image display device, and more particularly, to the image quality of an image displayed by the reflection-type image display device.
  • self-luminous image display devices such as a CRT (Cathode Ray Tube) display and a plasma display are widely known.
  • One of the indices for evaluating the image quality of a display image displayed on such a self-luminous image display device is the brightness of a black display portion displayed in black and not including external light reflection by the image display surface.
  • a contrast ratio defined by the ratio of the luminance indicating the brightness to the luminance indicating the brightness of the white display portion which is displayed in white and is used as the background image of the black display portion is used. According to the contrast ratio defined by these luminance ratios, it is possible to quantify the contrast ratio of the displayed image, and it has been a sufficiently effective index for evaluating the image quality of the displayed image.
  • reflection type image display devices such as a reflection type liquid crystal display and an electro deposition display (hereinafter, referred to as EDD) for displaying an image by reflecting external light have been developed.
  • EDD electro deposition display
  • a self-luminous image is also required.
  • one of the indices is the contrast ratio defined by the ratio of the reflectance of light indicating the brightness of the black display portion of the display image to the reflectance of light indicating the brightness of the white display portion. It is used as
  • the contrast ratio defined by the ratio between the reflectance of light indicating the brightness of the black display portion of the display image and the reflectance of light indicating the brightness of the white display portion is equal to the reflectance of the black display portion.
  • This is an index indicating a relative value between the light reflectance of the white display section and the white display section. Therefore, when the reflectance ratio of the light of the black display portion displayed on the image display surface of the reflection type image display device is low, the reflectance of the light of the white display portion is lower than the reflectance of the light by the white object such as white paper. Even in the lower case, the contrast ratio defined by the ratio of the light reflectances of the black display portion and the white display portion may have a large value.
  • the difference in brightness between the black display area and the white display area is large, and even if the image quality is evaluated as good, it is considered that the image quality is sufficiently good in actual appearance. Sometimes you can't feel it.
  • the light reflectance of the white display portion differs due to the difference in the light reflectance of the black display portion, and the visual impression of the entire display image may differ.
  • the contrast ratio defined by the ratio of the reflectance of light between the black display unit and the white display unit may not be an appropriate index for evaluating the image quality of the display image displayed by the reflective image display device, There has been a demand for an index that is close to the actual human perception of the image quality of the displayed image.
  • the present invention provides an image evaluation method for a reflection type image display device that can quantify the quality of image quality so as to correspond to the impression of image quality that a human perceives when actually viewing a display image.
  • the purpose is to provide. Disclosure of the invention
  • the image evaluation method of the reflection-type image display device of the present invention comprises: The image quality of an image displayed on an image display surface is evaluated based on a contrast ratio defined by an optical density ratio.
  • the displayed image is a character image on which character information is displayed.
  • the display color of the display image is black and the display color of the background image is white.
  • Humans actually viewed the image by evaluating the image quality based on the contrast ratio defined by the optical density of the displayed image displayed in black and the optical density of the background image displayed in white. Image evaluation close to the case can be performed.
  • the reflectance of light to be displayed by the image to be displayed is about 13% or less.
  • the contrast ratio calculated from the optical density is more practical than using the contrast ratio calculated from the light reflectance.
  • a corresponding image evaluation can be performed.
  • the optical density is based on a visual density quantified as a stimulus received from an image displayed on the image display surface by an observer watching the image display surface. It is characterized by being specified.
  • the optical density is determined by the reflectance of light in a region of interest where the observer focuses on the image. It is characterized by being specified. By defining the optical density based on the reflectance of light in the region of interest, the sensation close to the actual appearance can be quantified.
  • a light transmitting portion having light transmitting property is formed on a surface of the image display surface. Even when a light transmitting portion is formed on the image display surface, the image can be evaluated based on an index that is close to the visual sensation.
  • the light transmitting portion has a drive electrode for driving a display element provided in the reflection type image display device. Even when light is not reflected directly from the display element, the image can be evaluated using the contrast ratio defined based on the optical density ratio.
  • the irradiation light applied to the image display surface and the reflection light reflected by the image display surface are evaluated.
  • the optical path is characterized by following the geometric conditions determined by the omnidirectional parallel light irradiation method.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an experiment performed by the present inventors, and is a diagram for explaining a positional relationship between a subject and a sample.
  • FIG. 2 is a diagram in which the impression of the subject on the image quality is plotted for each OD of the character A with respect to the conventional contrast ratio defined by the reflectance of light.
  • FIG. 3 is a diagram in which the impression of the subject on the image quality is plotted for each OD of the character A with respect to the contrast ratio defined by ⁇ D used in the present invention.
  • FIG. 4 is an example of a displayed image and a curve 10 indicating a contrast ratio represented by a ratio of the reflectance of light of a character image, which is an example of a displayed image, to the reflectance of light of a background image.
  • FIG. 7 is a diagram comparing a curve 11 indicating a contrast ratio represented by a ratio between an OD of a character image and an OD of a background image.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining coordinates for specifying a positional relationship in each standard configuration.
  • FIG. 6A to 6B are diagrams for explaining the geometric conditions of the standard configuration A.
  • FIG. 6A is a diagram of the standard configuration A viewed from the side
  • FIG. 6B Is a diagram of the standard configuration A viewed from the plane direction.
  • FIG. 7A to 7B are diagrams for explaining the geometric conditions of the standard configuration B.
  • FIG. 7A is a diagram of the standard configuration B viewed from the side
  • FIG. 7B is a diagram of the standard configuration B viewed from the plane direction.
  • FIG. 8A to 8C are diagrams for explaining the geometric conditions of the standard configuration C.
  • FIG. 8A is a diagram of the standard configuration A viewed from the side
  • FIG. 8B is a diagram of the standard configuration A viewed from the plane
  • Fig. 8C is a diagram of the main part including the integrating sphere viewed from the side.
  • FIG. 9A to 9C are diagrams for explaining the geometric conditions of the standard configuration D.
  • FIG. 9A is a diagram of the standard configuration A viewed from the side
  • FIG. 9B is a diagram of the standard configuration A viewed from the plane
  • Fig. 9C is a view of the main part including the integrating sphere viewed from the side.
  • FIG. 10 is a diagram comparing the measured values of the standard configurations A to D when the light reflectance of a sample to be measured is measured.
  • FIG. 11 is a diagram showing the results of measuring the light reflectance of an EDD, which is an example of a reflection type image display device, by the same measurement method as in the standard configurations A to D.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the inventor showed a sample 1 composed of a white paper 2 and a black letter A printed on the paper to a subject 3, and examined the impression of image quality.
  • the optical density (Optica 1 Density: hereinafter, referred to as OD) of the printed letter A was 0.2, 0.5, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5.
  • the OD of paper 2 is the same as the OD of character A, and the OD of paper 2 is also set to 7 levels of 0.2 to 2.0.
  • Subject 3 showed.
  • the character A is not limited to the character, and may be an arbitrary figure as long as a figure having a shape whose image quality can be evaluated by OD is printed together with the background area 2a of the character A.
  • the impression that Subject 3 felt on the image quality of Sample 1 was quantified, and the visual impression of the quantified image quality was set as VI (Visual Impression).
  • VI Visual Impression
  • the angle of 45 ° to the surface vertical direction of background area 2a on which letter A of sample 1 was printed was measured.
  • the light reflectance is measured by irradiating parallel light from an angle and receiving light from an angle of 0 ° with respect to the surface vertical direction. Further, the positions of the light irradiation angle and the light receiving angle may be reversed.
  • the light source for irradiating light, the sample 1, and the position of the photometer for receiving the reflected light in the method for measuring the reflectance in this experiment are described below. Same as standard configuration A specified in.
  • Equation (1) which is experimentally found as Java's law.
  • the minimum stimulus value in the sensation felt by the subject with respect to the stimulus applied from the outside is called the absolute threshold. The value of such an absolute threshold is
  • optical density OD
  • FIG. 2 shows a conventional index defined by the ratio of the reflectance of light indicating the brightness of letter A to the reflectance of light indicating the brightness of background area 2a, which is the background of letter A.
  • FIG. 7 is a diagram in which VI is plotted for each OD of character A for a certain contrast ratio.
  • the horizontal axis represents the contrast ratio as a conventional index
  • the vertical axis represents VI.
  • the tendency of the change in the impression (VI) of the subject 3 regarding the image quality is expressed by the contrast determined by the ratio of the light reflectance of the black character A to the light reflectance of the background area 2a.
  • the OD of the letter A hardly coincided with the ratio for each OD from 0.2 to 2.0, and the correspondence between the contrast ratio and the change in VI was sparse.
  • the contrast ratio indicated by the ratio of the ⁇ D of the character A printed on the sample 1 to the OD of the background area 2a is equal to the light reflectance of the character A. It can be seen that this is a more suitable index for quantifying the quality of the image quality that a human perceives when viewing an image than the index indicated by the ratio of the reflectance of the background region 2 to the light.
  • the contrast ratio defined by the ratio of the OD of the displayed image displayed on the image display surface of the reflective image display device to the OD of the background image of the displayed image is such that the reflectance of light in the background region is It is considered that the reflection type image display device which is lower than the light reflectance of the background region in the light emission type image display device is suitable for evaluating the image quality.
  • FIG. 4 is an example of the displayed image, and a curve 10 indicating a contrast ratio represented by the ratio of the light reflectance of the character image, which is an example of the displayed image, to the light reflectance of the background image.
  • FIG. 11 is a diagram showing a curve 11 indicating a contrast ratio represented by a ratio between the OD of a certain character image and the OD of a background image. Curves 10 and 11 are the curves showing the light reflectance of the background image necessary for each contrast ratio to be 5.
  • the horizontal axis in the drawing is the light reflectance of a character image, which is an example of the displayed image, and the vertical axis in the drawing is the light reflectance of the background image. According to FIG.
  • the background image represented by the curve 11 is smaller than the light image reflectivity of the background image represented by the curve 10.
  • the light reflectance of the image tends to be high.
  • the reflectance of the background image shown by the curves 10 and 11 reverses, the reflectance of the light of the character image is about 13%.
  • the OD of the character image when the light reflectance of the character image is approximately 13% is calculated based on the equation (4), it is approximately 0.88.
  • the present inventor measured the reflectance of light with various optical systems in order to examine the optical system in the image evaluation method of the reflection type image display device. The experiments performed will be described.
  • the sample to be measured in this experiment is represented by an achromatic color represented by a gray scale specified by gradation information having a halftone between white and black, and the lightness in the Munsell color system (N) and a gray scale whose light reflectivity is specified by values of 8.5 and 68.4%, respectively.
  • the lightness and the reflectance of the light were determined by comparing the sample with MunsselNeutralScale in advance by visual observation and assigning the value to the closest MunssellNeutralScale.
  • the Munsell color system is one of the color systems that expresses a color by three attributes, and one color represents hue that represents the type of color, lightness that represents the brightness of the color, and Chroma that expresses the vividness of the colors.
  • the lightness of the Munsell color system is referred to to express the relative brightness of the perceptual system in the object color, and roughly corresponds to the tristimulus value Y.
  • the tristimulus values are primary stimuli that are independent three colors of red (monochromatic light of 700 nm), green (monochromatic light of 546. lnm), and blue (monochromatic light of 435.8 nm).
  • the tristimulus value Y is called the luminous reflectance of a reflective object that reflects light. Since the tristimulus values Y are not evenly spaced with respect to lightness, the isoluminance scale is used as a scale that modifies Y so that the lightness is even.
  • One example of such an equal lightness scale is the lightness of the Munsell color system.
  • a light transmitting plate such as a glass plate having light transmissivity is disposed on a surface of a display element for displaying an image, and incident light incident on the image display surface is Further, the reflected light that enters the display element via the light transmitting plate is reflected by the display element or the reflecting plate that reflects the incident light, and is emitted to the outside via the light transmitting plate in the same manner as the incident light.
  • the reflectance of light when a glass plate is placed on the surface of the sample to be measured and when the glass plate is not placed is also considered. They were also compared.
  • the reflection type liquid crystal display module measurement method (matrix type liquid crystal display module) specified in the Electronics and Information Technology Industries Association standard (EIAJED-252) is used. To take measurements.
  • Figure 5 shows the light source for measuring the light reflectance, the light reflecting surface of the sample to be measured, and the coordinates used to specify the positional relationship with the photometer for measuring the reflected light. It is a figure for explaining.
  • Standard configuration A Parallel light irradiation system.
  • Standard configuration B Omnidirectional (ring) parallel light irradiation system, standard configuration C: Partial diffusion irradiation system, standard configuration D: Four standard configurations of omnidirectional diffusion irradiation system.
  • SUPPERBRIGHT15SSXELIGHTSORUCE manufactured by SAN ELECTRIC was used as a light source when configuring such standard configurations A to D.
  • FIGS. 6A to 6B are diagrams showing the geometric conditions of the standard configuration A
  • FIG. 6A is a diagram showing the configuration viewed from the side
  • FIG. 6B is a plan view
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration viewed from the viewpoint. According to FIGS.
  • the light irradiation angle and the reflected light reception angle in the standard configuration A are the design irradiation angle ( ⁇ ,,,,) and the design reception angle (6> 2 , ⁇ 2 )
  • the light source 21 irradiates the surface of the sample 20 with light from the design irradiation angle direction (6> i ⁇ 2 °, ⁇ i> i ⁇ 2 °), and the designed light reception angle direction (0 ⁇ ⁇ 2 °, ⁇ (2 ⁇ 2 °) Light is received by the device 22.
  • the illuminating light flux 23 and the received light flux 24 do not include light rays having an inclination of 5 ° or more with respect to the center lines 23a and 24a, respectively.
  • the design irradiation angles ( ⁇ and the design reception angles (0 2 , ⁇ 2 ) are (30 °, 90 °) and (0 °, 270 °), respectively.
  • relationship between the diameter E and the light-receiving diameter d 2 is always 0 ⁇ > d 2, or a d i ⁇ d 2.
  • FIGS. 7A to 7B are views showing the geometric conditions of the standard configuration B
  • FIG. 7A is a view showing the configuration viewed from the side
  • FIG. 7B is a plan view.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration viewed from the viewpoint.
  • the light emitted from the light source 31 enters the sample 30 through the ring-shaped slit 36 formed on the light shielding plate 35, and An incident light beam 37 incident on 30 is assumed.
  • the incident light beam 37 should not be blocked by anything other than air.
  • the median angle (average of the maximum angle and the minimum angle) between the incident light beam 37 and the surface normal 39 of the sample 30 is calculated as the incident light beam 37 incident on the sample 30.
  • the incident angle is 0 i.
  • the angle formed by the incident light beam 37 and the normal 39 is the incident angle ⁇ i i g a.
  • the light beam bundle 38 received by the photometer 32 after the incident beam beam 37 is reflected by the sample 30 is received by the photometer 32.
  • the light source 31 may be any light source that can uniformly irradiate the surface of the sample 30 from almost all directions.
  • a cutout is provided in a part of the light source 31 to measure the viewing angle, the angle formed by the cutout is within 10% (36 °) of all directions. Further, such a cut portion is arranged in the 6 o'clock direction on the surface of the sample 30 except for the viewing angle measurement.
  • FIGS. 8A to 8C are diagrams showing the geometric conditions of the standard configuration C
  • FIG. 8A is a diagram showing the configuration viewed from the side
  • FIG. 8B is a plan view
  • FIG. 8C is a diagram showing the configuration viewed from the direction
  • FIG. 8C is a diagram showing the configuration of irradiating the sample with light using an integrating sphere, viewed from the side. 8A and 8B, the integrating sphere 46 and the light source 41 described in FIG. 8C are not shown.
  • the sample 40 The irradiation light 47 is uniformly applied to the surface of the sample 40 in the range of 0i ⁇ 5 ° in which the light is taken into the surface of the sample 40.
  • the reflected light 48 is reflected in a direction in which the optical axis is inclined by 0 2 ⁇ 2 ° in the direction of 6 o'clock (azimuth angle 2700 °) with respect to the normal 49 of the surface of the sample 40, and the photometer 4 Received by 2
  • the received light beam bundle which is a bundle of the reflected light 48, does not include a light beam having an inclination of 5 ° or more with respect to the center line.
  • the integrating sphere 46 condenses the light emitted from the light source 41 and irradiates the sample 40 as irradiation light 47.
  • Everything such as the light receiving aperture for taking in light from the light source of the integrating sphere 46, the sample surface opening facing the sample 40, and the trap opening for reducing the specular reflection of light from the surface of the sample 40, etc.
  • the sum of the opening areas should not exceed 10% of the total area of the inner surface of the integrating sphere 46.
  • the optical trap removes at least 95% of the specularly reflected light from the smooth mirror surface.
  • the surface of sample 40 The emitted reflected light 48 passes through the inside of the integrating sphere 46 and is received by the photometer 42.
  • the photometer 42 used in the standard configuration C an integrating sphere manufactured by Lapshere was used.
  • a color luminance meter CS-100A manufactured by Minolta Co., Ltd. was used.
  • FIGS. 9A to 9C are diagrams showing the geometric conditions of the standard configuration D
  • FIG. 9A is a diagram showing the configuration viewed from the side
  • FIG. 9B is a plan view
  • FIG. 9C is a diagram showing the configuration viewed from the direction
  • FIG. 9C is a diagram showing the configuration of irradiating the sample with light using an integrating sphere, viewed from the side.
  • the sample 50 Illuminate the surface of the sample evenly from all directions, and the direction of 6 o'clock with respect to the surface normal 59 of sample 50
  • the photometer 52 receives the reflected light 58 whose optical axis is in the direction of 0 2 ⁇ 2 ° among the reflected light heading for (azimuth angle of 2700 °).
  • the received light beam bundle composed of the reflected light 58 should not include a light beam having an inclination of 5 ° or more with respect to the center line.
  • the specular light from the sample surface is prevented from being received by the photometer 52, and the virtual light beam that is not received has a virtual light beam with an inclination of 5 ° or more with respect to its center line. Avoid rays.
  • the integrating sphere 56 is used for the optical system for measurement as in the standard configuration C.
  • the integrating sphere 56 condenses the light emitted from the light source 51 and irradiates the sample 50 as irradiation light 57.
  • the positional relationship between the integrating sphere 56, the light source 51, the sample 50, and the photometer 52 is the same as in the standard configuration C.
  • the light source 51, the integrating sphere 56, and the photometer 52 used for the measurement were the same as those in the standard configuration C.
  • the irradiation unit consisting of the light source 51 and the integrating sphere 56 and the sample 50 may be in close contact with each other.
  • the expected angle from the sample 50 to the light receiving aperture of the integrating sphere 56 (equivalent to 0 in standard configuration C) may be specified.
  • FIG. 10 is a diagram comparing the measured values of the standard configurations A to D when the light reflectance of a sample to be measured is measured.
  • the reflectance of the light measured in the standard configuration A, B and C is the gray scale of the sample to be measured.
  • the measured value was approximately equal to the reflectance of 68.4%.
  • the reflectance of light is smaller in the standard configurations A and D than in the standard configurations B and C. It was a big result.
  • the reflectances in the standard configurations A and D were much lower than the reflectance measured visually, which was 68.4%. Therefore, in measuring the light reflectance of an ideal diffuse reflection medium such as a sample formed of paper as in this example, the standard configurations B and C are close to visual observation even when glass is mounted to some extent.
  • the light reflectance of the EDD which is an example of the reflection type image display device
  • the measurement was performed by the same measurement method as in the standard configurations A to D described above.
  • the measurement was performed in the standard configuration B, the measurement was performed under two conditions of the incident angle 0 i of light, S i ⁇ S CT, and 45 °.
  • the light reflectance was measured for each of the black character image and the background image displayed in white as the background of the character image. did.
  • a plot indicated by W hite is a value indicating the light reflectance by the background image
  • a plot indicated by W rite is a value indicating the light reflectance by the character image.
  • the EDD display element used as a sample to measure the light reflectivity is made of glass containing ITO, which is a transparent electrode
  • the display electrode is used to display the display element and the image displayed by the display element. It is important to evaluate the image quality of the image displayed on the EDD with an index close to the visual impression without being affected by the glass placed between the person and the viewer.
  • the values of the light reflectance by the EDD tended to be lower in the values measured in the standard configurations A and D than in the values measured in the standard configurations B and C. Therefore, for example, even if the contrast ratio defined by the ratio of the reflectance of light from a character image to the reflectance of light from a background image hardly changes between the standard configurations A to D, the standard configurations A and D If the light reflectance of the background image is lower than that of other standard configurations as measured in D, the evaluation result may differ from the impression of the image quality that is actually visually perceived.
  • the reflectance of the background image displayed in white is not measured to be low, and it is possible to perform an evaluation corresponding to the visual impression on the image. Become. Furthermore, according to the ratio of ⁇ D calculated from the reflectance of light measured in the standard configurations B and C, it is possible to evaluate the image of the reflection type image display device based on an index that is close to a visual impression. Can be.
  • the method of evaluating an image based on the OD ratio as described above is not limited to EDD, and it is a matter of course that the method is suitable for any display device as long as it is a reflective display device. .
  • an image to be displayed such as a character image displayed on an image display surface is evaluated.
  • an image to be displayed such as a character image displayed on an image display surface is evaluated.
  • the light reflectance of a background image displayed in white may be low, and the evaluation result based on the image quality perceived by the naked eye and the contrast ratio defined by the ratio of the light reflectance.
  • the quality of the image There may be a difference between the quality of the image and the quality of the image.However, by performing the evaluation based on the contrast ratio defined by the optical density ratio, it is possible to evaluate the image equivalent to the visual evaluation.
  • the omnidirectional (ring) which is a standard configuration specified by the Electronic Information Technology Industries Association standard (EIAJED-252), is used.
  • EIAJED-252 Electronic Information Technology Industries Association standard
  • the parallel light irradiation method or the partial diffusion irradiation method it is possible to accurately measure the light reflectance when light passes through glass or the like. Therefore, according to such a standard configuration, it is possible to evaluate the image quality of a reflection-type image display device such as an EDD without much difference from the visual image quality.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

　反射型画像表示装置に表示された画像について、目視で画像を見た場合の印象と対応した画像評価を行うことができる反射型画像表示装置の画像評価方法である。本発明は、反射型画像表示装置の画像表示面に表示された被表示画像の光学濃度と、被表示画像の背景となる背景画像の光学濃度との比である光学濃度比で規定されるコントラスト比に基づいて、画像表示面に表示される画像の画質を評価する。光学濃度で規定されたコントラスト比に基づいて画像を評価することにより、目視で画像を見た場合と対応した評価を行うことができる。

Description

明細書 反射型画像表示装置の画像評価方法 技術分野
本発明は、 反射型画像表示装置の画像評価方法に関する、 さらに詳し くは、 反射型画像表示装置により表示された画像の画質を、 実際に反射 型画像表示装置を観る観測者が受ける画質の印象に対応した指標に基づ いて評価することができる反射型画像表示装置の画像評価方法に関する, 背景技術
画像情報を表示するディスプレイとしては、 CRT (C a t h o d e R a y Tu b e) ディスプレイ、 プラズマディスプレイなどの自発光 型の画像表示装置が広く知られている。 このような自発光型の画像表示 装置に表示される表示画像の画質を評価するための指標の一つとして、 画像表示面による外光反射を含まない、 黒色で表示される黒表示部の明 るさを示す輝度と、 白色で表示され、 黒表示部の背景画像とされる白表 示部の明るさを示す輝度との比で規定されるコントラスト比が用いられ ている。 これら輝度の比で規定されるコントラスト比によれば、 表示画 像の明暗比を定量化することが可能であり、 表示画像の画質を評価する ためには充分有効な指標とされてきた。
また、 近年、 外光を反射することにより画像を表示する反射型液晶デ ィスプレイ及びエレク トロデポジションディスプレイ （E l e c t r o D e p o s i t i o n D i s p l a y :以下、 E D Dと称す。 ） のよ うな反射型画像表示装置も開発されている。 このような反射型画像表示 装置により表示される表示画像の画質を評価する際にも、 自発光型の画 像表示装置と同様に、 表示画像の黒表示部の明るさを示す光の反射率と， 白表示部の明るさを示す光の反射率との比で規定されるコントラスト比 が指標の一つとして用いられている。
しかしながら、 表示画像の黒表示部の明るさを示す光の反射率と、 白 表示部の明るさを示す光の反射率との比で規定されるコントラスト比は, 黒表示部の光の反射率と白表示部の光の反射率との相対的な値を示す指 標である。 したがって、 反射型画像表示装置の画像表示面に表示された 黒表示部の光の反射率比が低い場合には、 白表示部の光の反射率が白紙 のような白色物体による光の反射率より低い場合でも、 黒表示部と白表 示部の光の反射率の比で規定されるコントラスト比は大きな値となる場 合がある。
このようなコントラスト比に基づいて黒表示部と白表示部との明暗差 が大きいと判断され、 画質が良好であると評価される場合でも、 実際の 見た目では画質が充分良好な状態であると感じられない場合もある。 さ らに、 同じコントラスト比でも、 黒表示部による光の反射率の違いによ つて白表示部による光の反射率が異なり、 表示画像全体に対する見た目 の印象が異なる場合もある。
黒表示部と白表示部の光の反射率の比で規定されるコントラスト比は、 反射型画像表示装置により表示される表示画像の画質を評価するために は適切な指標とされない場合があり、 表示画像の画質に対して実際に人 間が感じる感覚と近い指標が求められていた。
よって、 本発明は、 人間が実際に表示画像を見た場合に感じる画質に 対する印象と対応するように、 画質の良し悪しを定量化することができ る反射型画像表示装置の画像評価方法を提供することを目的とする。 発明の開示 本発明の反射型画像表示装置の画像評価方法は、 反射型画像表示装置 の画像表示面に表示された被表示画像の光学濃度と、 被表示画像の背景 となる背景画像の光学濃度との比である光学濃度比で規定されるコント ラスト比に基づいて、 画像表示面に表示される画像の画質を評価するこ とを特徴とする。
このような反射型画像表示装置の画像評価方法においては、 被表示画 像は、 文字情報が表示された文字画像であることを特徴とする。
また、 本発明の反射型画像表示装置の画像評価方法においては、 被表 示画像の表示色は黒色であるとともに、 背景画像の表示色は白色である ことを特徴とする。 黒色で表示された被表示画像の光学濃度と、 白色で 表示された背景画像の光学濃度と比で規定されるコントラスト比に基づ いて画質を評価することにより、 実際に人間が画像を見た場合に近い画 像評価を行うことができる。
さらにまた、 本発明の反射型画像表示装置の画像評価方法においては， コントラスト比に基づいて画質を評価する際には、 被表示画像による光 の反射率は約 1 3 %以下であることを特徴とする。 被表示画像による光 の反射率が約 1 3 %以下では、 光の反射率から算出されるコントラスト 比を用いる場合に比べて、 光学濃度から算出されるコントラスト比を用 いたほうがより実際の見た目に対応した画像評価を行うことができる。 また、 本発明の反射型画像表示装置の画像評価方法においては、 光学 濃度は、 画像表示面を観る観測者が画像表示面に表示された画像から受 ける刺激として定量化される視覚濃度に基づいて規定されることを特徴 とする。 人間が感じる感覚を定量化した視覚濃度と対応した光学濃度を 用いることにより見た目に近い画像評価を行うことができる。
このような反射型画像表示装置の画像評価方法においては、 光学濃度 は、 観測者が画像に対して着目する着目領域における光の反射率により 規定されることを特徴とする。 着目領域における光の反射率により光学 濃度を規定することにより実際の見た目に近い感覚を定量化することが できる。
さらに、 このような反射型画像表示装置の画像評価方法においては、 画像表示面の表面には光透過性を有する光透過部が形成されていること を特徴とする。 画像表示面に光透過部が形成されている場合でも、 見た 目の感覚に近い指標に基づいて画像を評価することができる。
さらにまた、 このような反射型画像表示装置の画像評価方法において は、 光透過部は、 反射型画像表示装置に配設された表示素子を駆動する ための駆動電極を有することを特徴とする。 表示素子から直接光が反射 されない場合でも、 光学濃度比に基づいて規定されるコントラスト比を 用いて画像を評価することができる。
また、 このような反射型画像表示装置の画像評価方法においては、 コ ントラスト比に基づいて画質を評価する際の画像表示面に照射される照 射光、 及び画像表示面により反射される反射光の光路は、 全方位平行光 照射方式により決められた幾何学的条件に従うことを特徴とする。 全方 位型光照射方式により光の照射及び受光を行うことにより、 正確なコト ラスト比を求めることができる。
また、 このような反射型画像表示装置の画像評価方法においては、 コ ントラス卜比に基づいて画質を評価する際の画像表示面に照射される照 射光、 及び画像表示面により反射される反射光の光路は、 部分拡散照射 方式により決められた幾何学的条件に従うことを特徴とする。 部分拡散 照射方式により光の照射及び受光を行うことにより、 正確なコ トラスト 比を求めることができる。 図面の簡単な説明 第 1図は、 本発明者が行った実験を説明するための図であり、 被験者 とサンプルとの位置関係を説明するための図である。
第 2図は、 従来の光の反射率で規定されるコントラスト比に対して被 験者の画質に対する印象を文字 Aの各 O D毎にプロットした図である。 第 3図は、 本発明で用いられる〇Dで規定されるコントラスト比に対 して被験者の画質に対する印象を文字 Aの各 O D毎にプロットした図で ある。
第 4図は、 被表示画像の一例である文字画像の光の反射率と、 背景画 像の光の反射率との比により示されるコントラスト比を示す曲線 1 0と 被表示画像の一例である文字画像の O Dと、 背景画像の O Dとの比で示 されるコントラスト比を示す曲線 1 1を比較した図である。
第 5図は、 各標準構成で位置関係を指定するための座標を説明するた めの図である。
第 6 A図乃至第 6 B図は、 標準構成 Aの幾何学的な条件を説明するた めの図であり、 第 6 A図は標準構成 Aを側面方向から見た図、 第 6 B図 は標準構成 Aを平面方向から見た図である。
第 7 A図乃至第 7 B図は、 標準構成 Bの幾何学的な条件を説明するた めの図であり、 第 7 A図は標準構成 Bを側面方向から見た図、 第 7 B図 は標準構成 Bを平面方向から見た図である。
第 8 A図乃至第 8 C図は、 標準構成 Cの幾何学的な条件を説明するた めの図であり、 第 8 A図は標準構成 Aを側面方向から見た図、 第 8 B図 は標準構成 Aを平面方向から見た図、 第 8 C図は積分球を含む要部を側 面方向から見た図である。
第 9 A図乃至第 9 C図は、 標準構成 Dの幾何学的な条件を説明するた めの図であり、 第 9 A図は標準構成 Aを側面方向から見た図、 第 9 B図 は標準構成 Aを平面方向から見た図、 第 9 C図は積分球を含む要部を側 面方向から見た図である。
第 1 0図は、 測定対象となるサンプルの光の反射率を測定した場合に おける標準構成 A〜Dによる測定値を比較した図である。
第 1 1図は、 反射型画像表示装置の一例である EDDについて、 標準 構成 A〜Dと同様な測定方法によって光の反射率を測定した結果を示す 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の反射型画像表示装置の画像評価方法について、 図面を 参照しながら説明する。
先ず、 第 1図乃至第 4図を参照しながら、 反射型画像表示装置の画像 評価方法における指標として光学濃度を用いたコン卜ラスト比が好適で あるか否かについて確認するために、 本発明者が行った実験について説 明する。
第 1図に示すように、 本発明者は、 白地の紙 2と、 この紙に印刷され た黒色の文字 Aとからなるサンプル 1を被験者 3に見せ、 画質の印象に ついて調べた。 本実験では、 印刷された文字 Aの光学濃度 （O p t i c a 1 D e n s i t y :以下、 ODと称す。 ） を 0. 2， 0. 5 , 0. 8 , 1. 0 , 1. 2， 1. 5 , 2. 0の 7水準とし、 紙 2の ODも文字 Aの ODと同様に 0. 2〜2. 0の 7水準とし、 それぞれの ODで文字 Aが印刷されたサンプル 1を 1 0人の被験者 3に見せた。
また、 文字 Aは、 文字 Aの背景領域 2 aとともに ODにより画質を評 価することができる形状の図形が印刷されたものであれば、 文字に限ら ず任意の図形でも良い。 また、 被験者 3がサンプル 1の画質に対して感じた印象を数値化し、 数値化された画質の印象を見た目の印象として V I (V i s u a l I mp r e s s i o n) とした。 尚、 被験者 3が画質が良いと感じるほど V Iを大きい値とした。
サンプル 1における文字 Aの光反射率及び背景領域 2 aによる光の反 射率を測定する際には、 サンプル 1の文字 Aが印刷された背景領域 2 a の面鉛直方向に対して 45 ° の角度から平行光を照射し、 面鉛直方向に 対して 0 ° の角度から受光することにより光の反射率を測定する。 また 光の照射角と受光角の位置が逆でも良い。 本実験における反射率の測定 方法における光を照射する光源、 サンプル 1、 及び反射光を受光するた めの測光器の位置は後述する E I A J ED- 2 5 2 3の反射型液晶表 示モジュール測定方法で規定されている標準構成 Aと同様である。
ここで、 本実験において画質を評価する際の指標として用いられる O Dについて説明しておく。 一般的に、 ある刺激の強さ Iが微少量 Δ I だけ変化する場合、 被験者が Δ Iの刺激の変化を識別できたときの刺 激の強さ I と微小量 Δ Iとの関係は近似的に式 （ 1 ) で示され、 ゥェ —バの法則として実験的に見出されている。
△ I/I=cons t (式 1) 微小量 Δ Iによって被験者が生じる感覚の変化 Δ Sは、 心理物理学 における感覚尺度で示される感覚の最小単位であり、 感覚の変化 Δ S は式 （ 1 ) を用いて式 （2) で示される。 尚、 式 （2) の kは定数とさ れる。 AS=k · ΔΙ/Ι (式 2) また、 外部から加わる刺激に対して、 被験者が刺激に対して感じる感 覚における最小の刺激値を絶対閾値という。 このような絶対閾値の値を
I o とすると、 式 （2) を積分することにより、 被験者が感じる感覚 S は、 式 （3) により示される。 このように、 被験者が刺激に対して感じ る感覚が刺激により定量化される法則は、 ウェーバー · フェヒナーの法 則と呼ばれ、 広く知られている。
S = k/log (I/Io) (式 3) 白色刺激に対して、 輝度レベル L と の関係は、 L>100c d · m2 以上では、 この法則が成立し、 実用的には、 ALZL= 0. 0 1として よい。 したがって、 マンセルバリュー以外の等明度尺度として三刺激値 Yの対数を用いることができる。
これがいわゆる視覚濃度（visual density)として、 写真の評価など に広く用いられているものである。 このような視覚濃度に対応する指標 が光学濃度 （OD) である。 また、 画像の着目部の光の反射率を Rとす ると、 0Dは式 （4) で示す
ことができる。
〇D o g(l/R) · · · (式 4) このような〇Dによれば、 実際の感覚と近い指標に基づいて画質を評 価することができることになり、 従来の指標に基づいた画質の評価に比 ベて、 人間の目で実際に感じる画質の良し悪しに近い評価を行うことが 可能となる。
第 2図は、 文字 Aの明るさを示す光の反射率と、 文字 Aの背景とされ る背景領域 2 aの明るさを示す光の反射率との比で規定される従来の指 標であるコントラスト比に対して、 文字 Aの OD毎に V I をプロットし た図である。 尚、 第 2図においては、 従来の指標としてのコントラスト 比を横軸とし、 V I を縦軸とした。
第 2図によれば、 被験者 3の画質に関する印象 （V I ) の変化の傾向 は、 黒色の文字 Aの光反射率と、 背景領域 2 aの光の反射率との比で求 められたコントラスト比に対し、 文字 Aの ODが 0. 2〜 2. 0までの 各 ODに関して殆ど一致することはなく、 コントラスト比と V Iの変化 の傾向は対応関係が希薄であった。
また、 第 3図は、 第 2図において横軸としたコントラスト比を、 文字 Aの ODと背景領域 2 aの〇Dとの比で示されるコントラスト比で置き 換えて、 第 2図に示した結果を書き直した図である。
第 3図によれば、 文字 Aの ODが 0. 2〜 2. 0までの各 ODに関し て、 コントラスト比に対する V Iが殆ど一致し、 コントラスト比に対す る V Iの変化の傾向は、 文字 Aの ODによらず同様の変化の傾向を示し た。 また、 文字 Aの ODが低い領域から高い領域までの広い ODの範囲 において、 コントラスト比が高いほど被験者 3が文字 Aと背景領域 2 a とからなる画像の画質が良好であると感じる傾向にあることがわかる。 また、 文字 Aの ODが低い場合、 つまり文字 Aの黒色が薄い場合でも 文字 Aの〇Dと背景領域 2 aの〇Dとの比で示されるコントラスト比を 用いて画質の良し悪しを評価することができることがわかる。 また、 被 験者 3がサンプル 1の画質が良いと感じる際のコントラスト比は 5以上 であった。 さらに、 文字 Aの O Dが背景領域 2 aの O Dよりも高く、 文 字 Aの O Dが 0 . 8以上の場合で被験者 3はサンプル 1の画質が良いと 感じる傾向にあった。 よって、 文字の O Dが 0 . 8未満である場合には， コントラスト比の値が 5以上であっても、 被験者 3はサンプル 1の画質 が悪いと感じることがわかった。
すなわち、 第 2図及び第 3図によれば、 サンプル 1に印刷された文字 Aの〇Dと背景領域 2 aの O Dとの比で示されるコントラスト比は、 文 字 Aの光の反射率と背景領域 2 の光の反射率との比で示される指標に 比べて、 人間が画像を見た際に感じる画質の良し悪しを定量化するため にはより好適な指標であることがわかる。 したがって、 反射型画像表示 装置の画像表示面に表示される被表示画像の O Dと、 被表示画像の背景 画像の O Dとの比で規定されるコントラスト比は、 背景領域の光の反射 率が自発光型の画像表示装置における背景領域の光反射率に比べて低い 反射型画像表示装置では、 画質の評価に好適であると考えられる。
次に、 第 4図を参照しながら、 被表示画像の光の反射率と、 背景画像 の光の反射率との比により示されるコントラスト比と画質との関係、 及 び被表示画像の O Dと、 背景画像の O Dとの比で示されるコントラス 卜 比と画質との関係について本発明者が行った考察を説明する。
第 4図は、 被表示画像の一例である文字画像の光の反射率と、 背景画 像の光の反射率との比により示されるコントラスト比を示す曲線 1 0と、 被表示画像の一例である文字画像の O Dと、 背景画像の O Dとの比で示 されるコントラスト比を示す曲線 1 1を示した図である。 曲線 1 0， 1 1は、 各コントラスト比が 5になるために必要な背景画像の光の反射率 を示した曲線である。 尚、 図中横軸は、 被表示画像の一例である文字画 像の光の反射率であり、 図中縦軸は背景画像における光の反射率である。 第 4図によれば、 文字画像の〇Dが高く、 光の反射率が低い場合には, 曲線 1 0に示される背景画像の光の反射率に比べて、 曲線 1 1で示され る背景画像の光の反射率が高い傾向にある。 曲線 1 0， 1 1で示される 背景画像の光の反射率が逆転する際の文字画像の光の反射率は約 1 3 % とされる。 また、 文字画像の光の反射率が約 1 3 %である場合の文字画 像の ODを式 （4) に基づいて算出すると、 約 0. 8 8となる。
さらに、 第 4図を参照しながら第 3図を考察すると、 文字画像の OD が 0. 8以上の場合の V Iの増加率に比べ、 文字画像の〇Dが 0. 8未 満の場合、 コントラスト比が 5以上であっても、 V Iの増加率が低下す る傾向にあった。 よって、 第 3図及び第 4図によれば、 被表示画像の〇 Dと、 被表示画像の背景画像の ODとの比で規定されるコントラスト比 を基づいて反射型画像表示装置により表示された表示画像の画質の評価 を行う際には、 文字画像の光の反射率が約 1 3 %以下であれば、 見た目 の画質に対応した画像評価を行うことが可能であると考えられる。
次に、 第 5図乃至第 1 0図を参照しながら、 反射型画像表示装置の画 像評価方法における光学系を検討するために、 本発明者が各種光学系で 光の反射率の測定を行った実験について説明する。
本実験において測定対象とされるサンプルは、 白と黒との中間調を有 する諧調情報により指定されるグレースケールで表示される無彩色で表 現されるものであり、 マンセル表色系における明度 （N) と、 光の反射 率がそれぞれ 8. 5、 6 8. 4 %の値で指定されるグレースケールのも のである。 これら明度及び光の反射率は、 サンプルを予め目視により M u n s e l l N e u t r a l S c a l eと比較し、 一番近い M u n s e l l N e u t r a l S c a l eに値付けされた値とした。
ところで、 マンセル表色系は、 色を 3つの属性で表現する表色系の一 つであり、 一つの色を色の種類を表す色相、 色の明るさを示す明度、 及 び色の鮮やかさを示すクロマで表現する。 このようなマンセル表色系の 明度は、 物体色で相対的な知覚系の明るさを表すために参照され、 三刺 激値の Yとおおむね対応する。 三刺激値とは、 赤 （7 0 0 n mの単色 光） ·緑 （ 5 4 6 . l n mの単色光） ·青 （4 3 5 . 8 n mの単色光） の独立な三色である原刺激により決まる。 また、 三刺激値の Yは、 光を 反射する反射物体において視感反射率と呼ばれる。 三刺激値の Yは、 明 度に対して均等間隔ではないため、 明度が均等になるように Yを修正し た尺度として等明度尺度が用いられる。 このような等明度尺度の一例が、 マンセル表色系の明度である。
また、 実際の反射型画像表示装置は、 画像を表示する表示素子の表面 に光透過性を有する、 例えばガラス板の如き光透過板が配設されており、 画像表示面に入射する入射光は、 光透過板を介して表示素子に入射する さらに、 表示素子又は入射光を反射する反射板により反射される反射光 は、 入射光と同様に光透過板を介して外部に出射される。 このような光 透過板による画質への影響も考慮するために、 測定対象となるサンプル の表面にガラス板を配設した場合と、 ガラス板を配設しない場合につい ての光の反射率についても合わせて比較した。
さらに、 光の反射率を測定する際には、 電子情報技術産業協会規格 ( E I A J E D— 2 5 2 3 ) に規定されている反射型液晶表示モジュ —ル測定方法 （マトリクス型液晶表示モジュール） に基づいて測定を行 つに。
第 5図は、 光の反射率を測定する際の光源、 測定対象となるサンプル の光反射面、 及び反射光を測定するための測光器との位置関係を指定す るために用いられる座標について説明するための図である。 第 5図に示 すように、 サンプル 2 0の右方向を 3時方向 （方位角 φ = 0 。 ) 、 左 方向を 9時方向 （方位角 φ = 1 8 0 ° ) 、 上方向を 1 2時方向 （方位 角 Φ = 9 0 ° ) 、 下方向を 6時方向 （方位角 φ = 2 7 0 ° ) とする。 サンプル 2 0の表面の法線方向に対する各方位への傾き角を 0 とする < よって、 法線方向が 0 = 0 ° であり、 Θ の範囲は 0。 ≤ 0≤ 9 0 ° で ある。
また、 サンプル 2 0の光の反射率を測定する際の照射光の光路、 及び 反射光を受光する幾何学的な条件は、 電子情報技術産業協会規格 （Ε I A J ED- 2 5 2 3) に規定されている標準構成 A ：平行光照射方式. 標準構成 B ：全方位 （リング） 平行光照射方式、 標準構成 C ：部分拡散 照射方式、 標準構成 D ：全方向拡散照射方式の 4つの標準構成とした。 このような標準構成 A〜Dを構成する際の光源として、 本例では、 S UP ER B R I GHT 1 5 2 S X E L i g h t S o u r c e (SAN E L E CTR I C社製） を用いた。 また、 光源を含む各種測 定機材を台座 （ミノル夕株式会社製） に配設し、 標準構成 A〜Dにおけ る光学系を構成した。 また、 測定値に誤差を生じさせる外光を低減する ために、 喑室中で光の反射率の測定を行った。 さらに、 光源を点灯して いない場合には、 サンプルの表示面の中央において鉛直面の照度が 1 1 X (ルクス） 以下で、 光源点灯時は、 3 0 0 1 X以上であるように設定 した。 測定は、 温度 = 2 5。C± 2 ：、 湿度 = 2 5 %〜 8 5 %、 気圧 = 8 6 k PA〜 1 0 6 k P aの環境下で行った。
第 6 A図乃至第 6 B図は、 標準構成 Aの幾何学的な条件を示す図であ り、 第 6 A図は側面方向からみた構成を示す図であり、 第 6 B図は平面 方向からみた構成を示す図である。 第 6 A図及び第 6 B図によれば、 標 準構成 Aにおける光の照射角と反射光の受光角は、 それぞれ設計照射角 ( θ ,, ,) 、 設計受光角 （6> 2， φ 2) とされる。 光源 2 1は、 設計 照射角方向の （ 6> i ± 2 ° , <i> i ± 2 ° ) からサンプル 2 0の表面に光 を照射し、 設計受光角方向 （0ゥ± 2 ° , φ 2± 2 ° ) で反射光を測光 器 2 2で受光する。 光を照射及び受光する際には、 照明光線束 2 3及び 受光光線束 2 4は、 それぞれ中心線 2 3 a, 24 aに対して 5 ° 以上の 傾きを持つ光線を含まない。 本例では、 設計照射角 (Θ φ 及び 設計受光角 （02, Φ 2) は、 それぞれ （3 0 ° ， 9 0 ° ) 、 （0 ° ， 2 7 0 ° ) とされる。 また、 照射径 ェと受光径 d 2の関係は常に 0^〉 d 2、 若しくは d i< d 2とする。
第 7 A図乃至第 7 B図は、 標準構成 Bの幾何学的な条件を示す図であ り、 第 7 A図は側面方向からみた構成を示す図であり、 第 7 B図は平面 方向からみた構成を示す図である。 第 7 A図及び第 7 Bによれば、 光源 3 1から照射される光は、 遮光板 3 5に形成されたリング形状とされる スリット 3 6を介してサンプル 3 0に入射して、 サンプル 3 0に入射す る入射光線束 3 7とされる。 また、 入射光線束 3 7は、 空気以外のもの に遮られないようにする。 さらに、 入射光線束 3 7とサンプル 3 0の表 面の法線 3 9とがなす角度の中央値 （最大角と最小角の平均） をサンプ ル 3 0への入射する入射光線束 3 7の入射角 0 iとする。 本例では、 入 射角 0 iは、 0 i = 2 0 ° とされる。 また、 入射光線束 3 7と法線 3 9 とがなす角度は入射角 ^ i i g a である。
また、 入射光線束 3 7がサンプル 3 0により反射されたに後に測光器 3 2で受光される受光光線束 3 8は、 測光器 3 2に受光される。 受光光 線束 3 8は、 測光器 3 2の受光部とサンプル 3 0の表面の測光スポット とを結ぶ線に囲まれた領域で反射された光であり、 測光器 3 2に受光さ れるまで空気以外のものに遮られないようにする。 さらに、 受光光線束 3 8とサンプル 3 0の表面の法線 3 9とがなす角度の中心値を受光角 02とする。 受光角 Θ 2は、 視野角測定を除いては 02 = 0 ° とする。 また、 受光光線束 3 8と法線 3 9とがなす角度は、 受光角 02 ± 5 ° 以 内とする。 光源 3 1は、 サンプル 3 0の表面に対して略全方位から均等に光を照 射することができるものであれば良い。 また、 視野角を測定するために 光源 3 1の一部に切り込み部を設ける場合には、 切り込み部のなす角度 は全方位の 1 0 % ( 3 6 ° ) 以内とする。 さらに、 このような切り込み 部は、 視野角測定を除いては、 サンプル 3 0の表面の 6時方向に配置す るものとする。
第 8 A図乃至第 8 C図は、 標準構成 Cの幾何学的な条件を示す図であ り、 第 8 A図は側面方向から見た構成を示す図であり、 第 8 B図は平面 方向から見た構成を示す図であり、 第 8 C図は、 積分球を用いてサンプ ルに光照射する構成を側面から見た図である。 尚、 第 8 A図及び第 8 B 図では、 第 8 C図で説明する積分球 4 6及び光源 4 1は図示していない, 第 8 A図及び第 8 B図によれば、 サンプル 4 0は、 サンプル 4 0の表 面に光を取り込むための取り込み角度が 0 i ± 5 ° の範囲で均等に照射 光 4 7が照射される。 反射光 4 8は、 サンプル 4 0の表面の法線 4 9に 対して 6時方向 （方位角 2 7 0 ° ) へ光軸が 0 2 ± 2 ° だけ傾いた方向 に反射され、 測光器 4 2に受光される。 また、 反射光 4 8の束とされる 受光光線束は、 その中心線に対して 5 ° 以上の傾きを有する光線が含ま れないようにする。 さらに、 θ 1及び θ 2は、 それぞれ 0ェ = 4 5 ° 、 0 2 = 0 ° とする。
また、 第 8 C図に示すように、 積分球 4 6は、 光源 4 1から出射され る光を集光し、 照射光 4 7としてサンプル 4 0に照射する。 積分球 4 6 の光源から光を取り込む受光開口、 サンプル 4 0に臨む試料面開口、 及 びサンプル 4 0の表面からの光の正反射光を低減するためのトラップ開 口などのすベての開口面積の和は、 積分球 4 6の内面の全面積の 1 0 % を超えないようにする。 光トラップは、 平滑な鏡面からの正反射光を少 なくとも 9 5 %は除くことが好ましい。 また、 サンプル 4 0の表面で反 射された反射光 4 8は、 積分球 4 6の内側を通って測光器 4 2に受光さ れる。 また、 標準構成 Cで使用される測光器 4 2としては、 L a p s h e r e社製の積分球を用いた。 また、 測光器としては、 色彩輝度計 C S - 1 0 0 A (ミノルタ株式会社製） を用いた。
第 9 A図乃至第 9 C図は、 標準構成 Dの幾何学的な条件を示す図であ り、 第 9 A図は側面方向から見た構成を示す図であり、 第 9 B図は平面 方向から見た構成を示す図であり、 第 9 C図は、 積分球を用いてサンプ ルに光照射する構成を側面から見た図である。 尚、 第 9 A図及び第 9 B 図では、 第 9 C図で説明する積分球 5 6及び光源 5 1は図示していない, 第 9 A図及び第 9 B図によれば、 サンプル 5 0の表面をあらゆる方向 から均等に照明し、 サンプル 5 0の表面の法線 5 9に対して 6時方向
(方位角 2 7 0 ° ) に向かう反射光のうち、 光軸が 0 2 ± 2 ° の方向で ある反射光 5 8を測光器 5 2で受光する。 反射光 5 8からなる受光光線 束は、 その中心線に対し、 5 ° 以上の傾きを持つ光線が含まれないよう にする。 光トラップを用いる場合には、 サンプル表面からの正反射光が 測光器 5 2に受光されないようにし、 受光されない仮想的な光線束には， その中心線に対して 5 ° 以上の傾きを有する仮想光線が含まれないよう にする。 また、 0 2は、 0 2 = 0 ° とする。
第 9 C図に示すように、 標準構成 Dでは、 標準構成 Cと同様に測定の ための光学系に積分球 5 6を用いる。 積分球 5 6は、 光源 5 1から出射 される光を集光し、 照射光 5 7としてサンプル 5 0に照射する。 また、 積分球 5 6、 光源 5 1、 サンプル 5 0及び測光器 5 2の位置関係は、 標 準構成 Cと同様とする。 尚、 測定に使用される光源 5 1、 積分球 5 6及 び測光器 5 2は、 標準構成 Cと同様のものをした。 また、 光源 5 1及び 積分球 5 6からなる照射ユニットとサンプル 5 0は、 密着させることが 望ましいが、 密着できない場合には、 サンプル 5 0から積分球 5 6の受 光開口への見込み角 （標準構成 Cの 0ェに相当） を明示すればよい。 続いて、 上述した標準構成 A〜Dによりサンプルの光の反射率を測定 した結果について説明する。
第 1 0図は、 測定対象となるサンプルの光の反射率を測定した場合の 標準構成 A〜Dによる測定値を比較した図である。
第 1 0図によれば、 ガラス板を配設しない場合、 幾何学的な条件が標 準構成 A , B及び Cで測定された光の反射率は、 測定対象であるサンプ ルのグレースケールの反射率である 6 8 . 4 %と略等しい測定値であつ た。 一方、 ガラス板を測定対象となるサンプルに載せた状態で測定した 場合の光の反射率は、 標準構成 B， Cにおける反射率の低下に比べて、 標準構成 A， Dにおける反射率の低下が大きい結果となった。 また、 標 準構成 A , Dにおける反射率は、 目視により測定された反射率 6 8 . 4 %に比べて大きく低下していた。 したがって、 本例のように紙で形成 されたサンプルの如き理想的な拡散反射媒体の光の反射率の測定におい ては、 標準構成 B , Cは、 ある程度、 ガラスを載せた場合でも目視に近 い光の反射率が得られることがわかった。 つまり、 標準構成 B , Cの如 き光学系を用いることにより反射型画像表示装置が表示する画像の画質 を評価すれば、 目視に感じる画質の評価と同等の評価を行うことができ ると考えられる。
さらに、 第 1 1図に示すように、 反射型画像表示装置の一例である E D Dについて、 上述した標準構成 A〜Dと同様の測定方法によって光の 反射率を測定した。 尚、 標準構成 Bで測定を行う際には、 光の入射角 0 iを S i ^ S CT , 4 5 ° の 2条件として測定した。 また、 E D Dの 画像表示面に表示される画像は、 黒色の文字画像と、 文字画像の背景と して白色で表示された背景画像とのそれぞれについて光の反射率を測定 した。 尚、 図中 W h i t eと示したプロッ トが背景画像による光の反射 率を示す値であり、 W r i t eと示したプロッ トが文字画像により光の 反射率を示す値である。
また、 光の反射率の測定するためにサンプルとして使用した E D Dの 表示素子は、 透明電極である I T Oを含むガラスが表示電極となってい るため、 表示素子と、 表示素子で表示された画像を見る人間との間に配 設されたガラスによる影響を受けることなく、 E D Dで表示される画像 の画質を目視で感じる印象に近い指標で評価することが重要となる。
第 1 1図によれば、 E D Dによる光の反射率は、 標準構成 B , Cで測 定した値に比べ、 標準構成 A , Dで測定した値が低くなる傾向にあるこ とがわかった。 従って、 例えば、 文字画像による光の反射率と、 背景画 像による光の反射率との比で規定されるコントラスト比が標準構成 A〜 Dによって殆ど変わらない場合であっても、 標準構成 A， Dで測定した ように背景画像の光の反射率が他の標準構成に比べて低い値であれば、 実際の目視により感じる画質の印象と異なる評価結果となることがある, しかしながら、 標準構成 B， Cにより光の反射率を測定すれば、 白色で 表示された背景画像の反射率が低く測定されることがなく、 画像に対し て目視で感じた印象と対応する評価を行うことが可能となる。 さらに、 標準構成 B , Cで測定された光の反射率により算出される〇Dの比によ れば、 目視で感じる印象に近い指標に基づいて反射型画像表示装置の画 像評価を行うことができる。
また、 上述したような O Dの比に基づいて画像を評価する方法は、 E D Dに限定されるものではなく、 反射型表示装置であれば如何なる表示 装置に対しても好適であることが勿論である。
以上説明したように、 本発明によれば、 反射型画像表示装置の画像評 価を行う際に、 画像表示面に表示された文字画像のような被表示画像の 光学濃度と、 被表示画像の背景画像の光学濃度との比で規定されるコン トラス卜比に基づいて画質を評価することにより、 実際に目視した場合 に感じる画質に対応した画像評価を行うことができる。 特に、 反射型画 像表示装置は、 白色で表示された背景画像の光反射率が低い場合があり 目視により感じる画質と、 光の反射率の比で規定されるコントラスト比 に基づいた評価結果との間で画質の良し悪しについて差が生じる場合が あるが、 光学濃度比で規定されるコントラス卜比に基づいて評価を行う ことにより、 目視での評価と同等の画像の評価を行うことが可能となる また、 反射型画像表示装置の光の反射率を測定する際に、 電子情報技 術産業協会規格 （E I A J E D - 2 5 2 3 ) に規定されている標準構 成である全方位 （リング） 平行光照射方式、 又は部分拡散照射方式を用 いることにより、 ガラスなどを介した場合の光の反射率の測定を正確に 行うことができる。 よって、 このような標準構成によれば、 E D Dなど の反射型画像表示装置の画像を目視で感じる画質と大差なく評価するこ とができる。

Claims

請求の範囲
1 . 反射型画像表示装置の画像評価方法において、
前記反射型画像表示装置の画像表示面に表示された被表示画像の光学 濃度と、
前記被表示画像の背景となる背景画像の光学濃度との比である光学濃 度比で規定されるコントラスト比に基づいて、 該画像表示面に表示され る画像の画質を評価すること
を特徴とする反射型画像表示装置の画像評価方法。
2 . 前記被表示画像は、 文字情報が表示された文字画像であることを 特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射型画像表示装置の画像評価方法 <
3 . 前記被表示画像の表示色は黒色であるとともに、 前記背景画像の 表示色は白色であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射型画 像表示装置の画像評価方法。
4 . 前記コントラスト比に基づいて前記画質を評価する際には、 前記 被表示画像による光の反射率は約 1 3 %以下であることを特徴とする請 求の範囲第 1項記載の反射型画像表示装置の画像評価方法。
5 . 前記光学濃度は、 前記画像表示面を観る観測者が該画像表示面に 表示された画像から受ける刺激として定量化される視覚濃度に基づいて 規定されることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の反射型画像表示装 置の画像評価方法。
6 . 前記光学濃度は、 前記観測者が前記画像に対して着目する着目領 域における光の反射率により規定されることを特徴とする請求の範囲第 5項記載の反射型画像表示装置の画像評価方法。
7 . 前記画像表示面の表面には光透過性を有する光透過部が形成され ていることを特徴とする請求の範囲第 6項記載の反射型画像表示装置の 画像評価方法。
8 . 前記光透過部は、 前記反射型画像表示装置に配設された表示素子 を駆動するための駆動電極を有することを特徴とする請求の範囲第 7項 記載の反射型画像表示装置の画像評価方法。
9 . 前記コントラス卜比に基づいて前記画質を評価する際に前記画像 表示面に照射される照射光、 及び前記画像表示面により反射される反射 光の光路は、 全方位平行光照射方式により決められた幾何学的条件に従 うことを特徵とする請求の範囲第 7項記載の反射型画像表示装置の画像 評価方法。
1 0 . 前記コントラスト比に基づいて前記画質を評価する際の前記画 像表示面に照射される照射光、 及び前記画像表示面により反射される反 射光の光路は、 部分拡散照射方式により決められた幾何学的条件に従う ことを特徴とする請求の範囲第 7項記載の反射型画像表示装置の画像評 価方法。
PCT/JP2003/013830 2002-11-06 2003-10-29 反射型画像表示装置の画像評価方法 WO2004042459A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003280589A AU2003280589A1 (en) 2002-11-06 2003-10-29 Method for evaluating image obtained by reflective image display device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002322284A JP2004157294A (ja) 2002-11-06 2002-11-06 反射型画像表示装置の画像評価方法
JP2002-322284 2002-11-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004042459A1 true WO2004042459A1 (ja) 2004-05-21

Family

ID=32310387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/013830 WO2004042459A1 (ja) 2002-11-06 2003-10-29 反射型画像表示装置の画像評価方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2004157294A (ja)
AU (1) AU2003280589A1 (ja)
TW (1) TW200411210A (ja)
WO (1) WO2004042459A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6789681B2 (ja) * 2016-06-10 2020-11-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー グラフィックフィルム、ライセンスプレート、及びグラフィックフィルムの製造方法
JP6833195B2 (ja) * 2016-08-30 2021-02-24 国立大学法人広島大学 データ指向型フィードバック制御装置およびデータ指向型フィードバック制御方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08324107A (ja) * 1995-05-30 1996-12-10 Toppan Printing Co Ltd 磁気表示式リサイクルシート
JPH11250258A (ja) * 1998-02-27 1999-09-17 Ricoh Co Ltd 画像測定装置
JP2000105393A (ja) * 1998-09-30 2000-04-11 Brother Ind Ltd 表示媒体の表示方法及び表示装置
EP1099976A2 (en) * 1999-11-12 2001-05-16 Sony Corporation Light modulation apparatus and image pickup apparatus, and drive methods thereof
JP2003140193A (ja) * 2001-11-01 2003-05-14 Sony Corp 調光装置及び撮像装置
JP7095203B2 (ja) * 2017-12-25 2022-07-05 日本製紙クレシア株式会社 軟便の漏れ防止用の吸収性補助パッド

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08324107A (ja) * 1995-05-30 1996-12-10 Toppan Printing Co Ltd 磁気表示式リサイクルシート
JPH11250258A (ja) * 1998-02-27 1999-09-17 Ricoh Co Ltd 画像測定装置
JP2000105393A (ja) * 1998-09-30 2000-04-11 Brother Ind Ltd 表示媒体の表示方法及び表示装置
EP1099976A2 (en) * 1999-11-12 2001-05-16 Sony Corporation Light modulation apparatus and image pickup apparatus, and drive methods thereof
JP2003140193A (ja) * 2001-11-01 2003-05-14 Sony Corp 調光装置及び撮像装置
JP7095203B2 (ja) * 2017-12-25 2022-07-05 日本製紙クレシア株式会社 軟便の漏れ防止用の吸収性補助パッド

Also Published As

Publication number Publication date
TW200411210A (en) 2004-07-01
JP2004157294A (ja) 2004-06-03
AU2003280589A1 (en) 2004-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5175920B2 (ja) デジタルサイネージ装置、プログラムおよび記録媒体
CN102124723B (zh) 在屏幕上真实再现颜色的方法和装置
CN101957187B (zh) 用于织构表面研究的方法和装置
EP1611543B1 (en) Method for quantifying visual showthrough of printed images on the reverse of planar objects
CN111968601B (zh) 显示装置、电子设备及电子设备的控制方法
US6606116B1 (en) Methods and apparatus for assessing quality of information displays
Becker Evaluation and characterization of display reflectance
JP3851538B2 (ja) 画像表示装置および方法ならびに画像処理システム
WO2004042459A1 (ja) 反射型画像表示装置の画像評価方法
Chrzanowski Review of night vision metrology
US20020105638A1 (en) Apparatus for inspecting display panel and method for inspecting the same
JP5250842B2 (ja) 電子表示媒体の評価方法
Vu et al. Visual perception of 3D printed translucent objects
Hertel et al. 64‐1: Separating Specular Reflection from Diffuse Haze for ePaper Using the Extended Variable‐Aperture Source Method
WO2016163338A1 (ja) 光学素子の作製方法及び光学素子、並びに、色覚特性の検査プログラム、検査装置及び色覚検査画像セット
JPH05273042A (ja) 空間反射光の状態測定装置
WO2021049308A1 (ja) 視機能検査装置
KR20200045264A (ko) 검사 영역 결정 방법 및 이를 이용하는 외관 검사 장치
Rykowski et al. 9.3: The Use of an Imaging Sphere for High‐Throughput Measurements of Display Performance—Technical Challenges and Mathematical Solutions
Becker LCD visual performance: characterization and evaluation
Blankenbach Optical Measurements for E‐Paper Displays
JP2010261850A (ja) 電子表示媒体の評価方法
JP2006275704A (ja) 膜厚ムラ検出方法
Becker 74‐1: Display Reflectance Measurements Finally Made Simple, Comprehensive and Affordable
Kelley et al. Character‐contrast measurements on reflective displays using replica masks

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase