WO2010119588A1 - 輝度特性測定方法、輝度特性測定装置、その信号処理システムおよびこの信号処理システムを備える表示装置 - Google Patents

輝度特性測定方法、輝度特性測定装置、その信号処理システムおよびこの信号処理システムを備える表示装置 Download PDF

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WO2010119588A1
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luminance
image
gradation
measurement
display
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PCT/JP2009/070513
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龍昇 中村
威 熊倉
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シャープ株式会社
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    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/141—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light conveying information used for selecting or modulating the light emitting or modulating element

Definitions

  • the present invention relates to a luminance characteristic measuring method for measuring the luminance of a display device, a luminance characteristic measuring device, a signal processing system thereof, and a display device including the signal processing system.
  • a display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) or a liquid crystal display device performs predetermined image processing on an input image signal and displays it as an output image with appropriate luminance.
  • the relationship of the output luminance to the input signal level in this image processing is called gradation-luminance characteristic or gamma characteristic, and the viewer sets the predetermined gamma index for each signal intensity of the input image signal.
  • the brightness of the halftone is regulated according to the characteristics of the human eye so that it can be seen without a sense of incongruity.
  • correction is performed to calculate an average image level and a histogram and display them at a luminance suitable for them.
  • the luminance characteristics are measured for numerical confirmation and adjustment of display quality of display devices in production and development processes, and for confirmation of display quality of display devices of other companies. Further, in a liquid crystal display device, an error in luminance characteristics occurs for each display device due to variations in components such as a backlight and a liquid crystal panel. Therefore, it is necessary to accurately measure the luminance characteristics in order to correct each display device.
  • the display devices are subjected to image processing for each manufacturer and each product model, and the luminance characteristics are measured in order to evaluate the display performance of these display devices.
  • the luminance is controlled by 256 gradation control from the darkest level 0 first gradation to the brightest level 255 second gradation. Therefore, in order to know the luminance characteristics preset in a specific display device, it is necessary to cause the display device to output an image corresponding to each gradation and measure the luminance of this image.
  • the luminance measurement method performed at this time is performed using, for example, a display device 1 and a luminance characteristic measurement device 2 as shown in FIG.
  • the display device 1 includes a display unit 11 and an image processing unit 12.
  • the luminance characteristic measuring device 2 includes a luminance meter 3 and a control device 4.
  • the control device 4 includes a luminance measuring unit 5 and a pattern signal generating unit 6. Then, the input signal 7 to be measured is input from the pattern signal generating unit 6 to the image processing unit 12, and an output image of a predetermined gradation that has been subjected to image processing according to processing conditions according to the gamma index and the image level is displayed on the display unit 11. Is done.
  • the output image of the predetermined gradation displayed on the display unit 11 is measured with the luminance meter 3 and stored as measurement data in the luminance measurement unit 5. Then, the output image of each gradation is displayed in order and the luminance is measured, and the luminance characteristic can be measured from the stored luminance data of each gradation.
  • a liquid crystal display device equipped with a backlight when the backlight generates heat and the temperature rises, the light from the backlight becomes strong and the luminance increases, and the luminance base of the display unit may change. When the base variation occurs in the brightness, the brightness of the output image changes. Thus, the luminance characteristics of this display device cannot be measured accurately simply by displaying an image of a predetermined gradation on the display unit and measuring the luminance.
  • the luminance characteristics change according to the average image level or histogram of the output image, so only a method of measuring the standard luminance as a reference and correcting the measured luminance of each gradation.
  • the luminance characteristic is changed by switching the display pattern at the time of measurement, and a desired luminance characteristic cannot be measured.
  • the luminance ratio also referred to as a gamma curve
  • the luminance ratio is actually measured only by measuring the luminance of each gradation while correcting using the standard luminance.
  • the gamma curve is different from the visual image when the image is viewed, and the characteristic cannot be properly evaluated.
  • a luminance characteristic measuring method that displays the average image level or histogram of the output image of each gradation to be measured without changing it and measures the luminance.
  • a luminance characteristic measuring apparatus having this function is desired.
  • a signal processing system that enables measurement of luminance characteristics by displaying an output image in which the average image level or histogram of the output image of each gradation to be measured does not change is preferable, and a display device including this signal processing system is preferable.
  • the present invention displays a luminance characteristic of a display device by displaying an output image that does not change the average image level or histogram of each gradation image to be measured, and a luminance characteristic. It is an object of the present invention to provide a measuring device, a signal processing system thereof, and a display device including the signal processing system.
  • the present invention performs image processing on an input signal of an image, displays it as an output image having a luminance corresponding to each gradation, measures the luminance, and determines the luminance of the display device from the measured luminance of each gradation.
  • a luminance characteristic measuring method for measuring a luminance characteristic wherein a plurality of gradation image information to be measured and a display pattern signal including arrangement information for displaying each gradation image on a display device are supplied and supplied and supplied
  • the display pattern signal is processed to output a display pattern in which all output images of each gradation are divided and displayed at the same time, the display pattern is displayed on the display unit of the display device, and a predetermined area of the displayed display pattern is measured.
  • a measurement unit is provided as an area, and the luminance of each gradation is measured by changing the display pattern so that output images of the gradation to be measured are sequentially displayed in the measurement area.
  • the luminance characteristic is measured using a luminance characteristic measuring device including a luminance meter and a control device, the luminance meter measures the luminance of the measurement region, and the control device
  • the display pattern signal is supplied, divided and displayed on a display device, images of gradations to be measured are sequentially displayed, and luminance characteristics are measured from the measured luminance.
  • a luminance characteristic measurement device including a control device that supplies a predetermined display pattern signal and a luminance meter, an output image of a gradation to be measured is displayed in order and the luminance is measured in order, thereby displaying the display device It is possible to correctly measure the luminance characteristics of the output image displayed on the screen.
  • the display pattern displays the output image of each gradation processed as a signal as it is, and displays the divided gradation image as it is, and moves the image of the predetermined gradation to be measured to the measurement area.
  • a luminance characteristic is measured in a state where the average image level of the entire display pattern is constant and the histogram of the measurement gradation is not changed by measuring the luminance using the display pattern. It is said. According to this configuration, even if the image of the gradation to be measured is moved to the measurement area, the average image level and histogram of the displayed gradation part do not change, so stable luminance measurement is possible and the luminance characteristics are accurately determined. Can be measured.
  • the present invention is characterized in that, in the luminance characteristic measuring method having the above-described configuration, the output image of each gradation is scrolled and sequentially moved to the measurement region. According to this configuration, it is possible to easily measure all the luminances of the measurement gradations with a simple control for sequentially displaying the output image.
  • the present invention is characterized in that, in the luminance characteristic measuring method having the above-described configuration, the output image of the measurement region is sequentially moved so as to be replaced with an output image of a gradation to be measured next. According to this configuration, it is possible to easily measure all of the luminances of the measurement gradations with a simple control of exchanging the image in the measurement region and the next gradation image.
  • the present invention is characterized in that, in the luminance characteristic measuring method having the above-described configuration, when there are a plurality of output images of the same gradation, all the output images of the gradation are moved to the measurement region and the vicinity of the measurement region. According to this configuration, the output image of the measurement gradation is collected in the measurement area, and the error of the luminance measurement of the predetermined gradation can be reduced. Also in this method, the luminance characteristics can be measured without changing the average image level and histogram of the display pattern.
  • the luminance characteristic measuring method having the above-described configuration, when the output image to be measured next is moved to the measurement region, the output image in the measurement region and the output image other than the output image to be measured next are simultaneously exchanged. It is characterized by that. According to this configuration, it is possible to measure the luminance characteristics without changing the average image level and histogram of the display pattern even if the output images in the display areas other than the measurement area are exchanged.
  • the present invention is in the luminance characteristic measuring method of the above-described configuration, the split an S division, the a total of from d tone until the b d gradation n d on the display device the number of displayable gradations is N display image gradation, is characterized by measuring the brightness in the darkest first a m gradation brightest first b m gradation and total n m gradation of brightness of these intermediate.
  • 1 ⁇ a d ⁇ a m ⁇ b m ⁇ b d ⁇ N, n d ⁇ b d ⁇ a d +1, n m ⁇ b m ⁇ a m +1, and n m ⁇ n d ⁇ S.
  • the preset luminance characteristic is accurately measured from the measurement of the darkest a m gradation, the brightest b m gradation, and the intermediate brightness between them in a total of n m gradations. be able to.
  • the luminance characteristic measuring method when confirming the luminance characteristic in a state where the image level is low, when confirming the luminance characteristic in a state where the image area of the low gradation portion is increased and the image level is high.
  • the measurement is performed by increasing the image area of the high gradation portion and increasing or decreasing the average image level of the display unit according to the desired image level. According to this configuration, it is possible to accurately measure the luminance characteristic according to the desired image level by measuring the luminance characteristic while maintaining the image arrangement that realizes the average image level according to the desired image level. .
  • the measurement unit is provided in a central region of the display unit, and an image level adjustment region for increasing / decreasing an average image level is provided in the peripheral region.
  • the image level adjustment region is provided around the measurement unit, it is possible to reliably measure the luminance characteristic according to the desired image level without impeding the measurement of the predetermined gradation to be measured.
  • the display pattern signal is obtained by dividing the RGB three primary colors and the gray scale into predetermined gradations. It is characterized by being divided and displayed. According to this configuration, the luminance characteristics of each hue can be measured at a time.
  • the present invention is characterized in that, in the luminance characteristic measuring method having the above-described configuration, a mask member that exposes the measuring unit and masks a display area around the measuring unit is used. According to this configuration, since it is not affected by the luminance from the area other than the measurement unit, the luminance can be measured more accurately.
  • the mask member is made of a plate material having a light shielding property and an antireflection property and provided with an opening window portion that exposes a portion corresponding to the measurement portion.
  • the luminance meter is provided with a light-shielding outer cylinder that permits image input from the measurement unit and does not allow image input from outside the measurement unit. Yes. According to this configuration, intrusion of light from the periphery of the luminance meter is suppressed, and luminance measurement with less error can be performed.
  • the present invention also relates to a luminance characteristic measuring device that includes a luminance meter and a control device, and measures the luminance characteristic of a display device that performs image processing on an input signal of an image and displays it as an output image having a luminance suitable for each gradation.
  • a split display function for displaying a display pattern including all output images of each gradation processed by a signal, and a sequential measurement function for measuring luminance by moving an output image of a predetermined gradation to be measured to the measurement region
  • the luminance characteristics are measured in a state where the average image level of the entire display pattern is constant and the histogram of the measurement gradation is not changed.
  • the present invention also relates to a luminance characteristic measuring device that includes a luminance meter and a control device, and measures the luminance characteristic of a display device that performs image processing on an input signal of an image and displays it as an output image having a luminance suitable for each gradation.
  • the control device supplies a display pattern signal including image information for measuring multiple gradations and arrangement information for displaying each gradation image on the display device, and the display device performs image processing according to the arrangement information.
  • a pattern signal generator that displays all the output images of each gradation at the same time and displays the images of the gradations to be measured in sequence, and the brightness that measures the brightness characteristics from the brightness that is measured and stored by the brightness meter.
  • a measurement unit, and the measurement unit of the luminance meter is provided in a predetermined measurement area divided and displayed, the output image of each gradation is displayed in order in the measurement area, and the luminance of the output image of each gradation displayed is sequentially It is characterized by measuring the brightness characteristics of the measurement to the display device.
  • the control device supplies the image information of the plurality of gradations to be measured and the display pattern signal including the arrangement information, so that the measurement image of the plurality of gradations to be measured is given to the display unit of the display device. It can be displayed in a batch by arrangement.
  • the output images of the gradations that are collectively displayed are measured in order, the average image level of the entire display unit becomes constant, and accurate luminance characteristics can be measured.
  • the pattern signal generation unit can change the number of gradations and the gradation range to be divided and can change the arrangement of the divided areas to be displayed on the display device. It is characterized by that. According to this configuration, it is possible to obtain a luminance characteristic measuring apparatus capable of efficiently measuring luminance characteristics by increasing or decreasing the number of gradations to be divided and displayed according to desired accuracy.
  • the present invention also provides signal processing for measuring luminance characteristics of a display unit that performs image processing on an input signal of an image input from the pattern signal generation unit to the image processing unit and displays it as an output image having luminance suitable for each gradation.
  • the input signal is a display pattern signal including image information of a plurality of gradations to be measured and display area arrangement information in a display device of these images
  • the output image is the image processing unit Is a display pattern that includes all output images of each gradation processed by performing predetermined image processing and dividing the display unit into predetermined display areas.
  • the output image of each gradation is displayed in a predetermined measurement area.
  • the display pattern is switched so as to display in order, and the luminance of each gradation is measured.
  • the signal processing system is configured not to be affected by the image processing performed in accordance with the average image level or histogram of the measurement image, and capable of measuring luminance characteristics that are stable and less error-prone.
  • the present invention is also characterized in that the display device includes the signal processing system.
  • the brightness is measured by providing the display device with a pattern signal generating unit and an image processing unit that constitute a signal processing system that collectively displays output images of each gradation and measures the luminance in order.
  • the display device can measure accurate luminance characteristics without being affected by the image processing performed according to the average image level or histogram of the measurement image.
  • a display pattern for simultaneously displaying all output images of a plurality of gradations to be divided is output, and the display patterns are switched so that the output images of the gradations to be measured are sequentially displayed in the measurement region. Since the luminance characteristic measurement method is used to measure the luminance characteristic of the display device by measuring the luminance, the measurement method uses a display pattern in which the average image level and histogram do not change, and the luminance characteristic is not affected by image processing. It is possible to obtain a luminance characteristic measurement method that can be accurately measured.
  • a luminance characteristic measuring apparatus having a division display function and a sequential measurement function for dividing and displaying all the output images of a plurality of gradations at the same time, and sequentially measuring the image information and each gradation image to be measured. Since it has a control device that supplies a display pattern signal including arrangement information to be displayed on the display device, and it is a luminance characteristic measurement device that measures the luminance by sequentially displaying the output image of each gradation divided and displayed on the display device, A luminance characteristic measuring device capable of accurately measuring the luminance characteristic of the display device can be obtained.
  • a display pattern signal including image information of a plurality of gradations to be measured and display area arrangement information in the display device of these images is input from the pattern signal generation unit to the image processing unit, and the input signal is subjected to image processing.
  • a signal processing system that outputs a display pattern for dividing and displaying all output images of each gradation at the same time, and measures the luminance of each gradation by changing the display pattern so that the output image of each gradation is sequentially displayed in a predetermined measurement region.
  • the measured luminance characteristics are shown.
  • (A) is a measurement result by the method of the present invention, and (b) is a measurement result by a conventional method. It is a schematic explanatory drawing which shows the example of a movement of a display pattern. It is a schematic explanatory drawing of the display pattern in the brightness
  • FIGS. 11A and 11B are schematic diagrams for explaining a difference between reproduced images in FIGS. 11 and 12, in which (a) shows a difference in gradation image and (b) shows a difference in sunrise image.
  • the luminance characteristic measuring method shown in FIG. 1 measures the luminance of the output image of each gradation displayed on the display unit 11 of the display device 1 using the luminance characteristic measuring device 2, and displays the luminance from each measured gradation. This is a method of measuring the luminance characteristic set to 1. At this time, the output image displayed on the display unit 11 does not display the input image signal 7 as it is, but performs predetermined image processing in the image processing unit 12 and outputs an output image having a luminance corresponding to each gradation. It is an image output as signal 8.
  • the display device 1 includes a display unit 11 and an image processing unit 12, and the luminance characteristic measurement device 2 includes a luminance meter 3 and a control device 4. Further, the control device 4 includes a luminance measuring unit 5 and a pattern signal generating unit 6. Then, a predetermined image signal 7 is supplied from the pattern signal generation unit 6 to the image processing unit 12, and the image signal 7 supplied to the image processing unit 12 is subjected to image processing preliminarily defined in the image processing unit 12, An output image signal 8 subjected to image processing is output.
  • the image processing is to perform image processing with a gamma index defined in advance, and display an output image of a predetermined gradation subjected to the image processing on the display unit 11.
  • an average image level (APL) and a histogram of the supplied image signal 7 may be calculated, and image processing for displaying with a luminance suitable for these may be performed.
  • the image processing is performed so that the brightness gradation (brightness gradation: gradation) is not discontinuous according to the characteristics of the human eye so that the viewer can visually recognize it without a sense of discomfort.
  • the reason is to define the brightness of the halftone. Therefore, the input image signal is not displayed as it is, but is displayed as an output image in which the brightness of the halftone is defined according to a predetermined image processing condition.
  • the luminance of the output image of a predetermined gradation displayed on the display unit 11 is measured by the luminance meter 3, and the measured measurement signal 9 is input to the luminance measuring unit 5 and stored as predetermined measurement data.
  • the output image of each gradation is displayed in order, the luminance is measured, and the luminance characteristics are measured from a plurality of stored luminance data.
  • the image signal 7 is a display pattern signal including image information of a plurality of gradations and display area arrangement information in the display device of each gradation image.
  • a display pattern in which the image processing unit 12 performs image processing divides the display unit of the display device into predetermined area sections in accordance with the arrangement information, and simultaneously displays all output images of each gradation processed on the divided display unit. Is output.
  • a measurement unit is provided in a predetermined area of the divided area as a measurement area, and an output image of each gradation is sequentially displayed in the measurement area as a measurement image, and the luminance of the measurement image is obtained via the luminance characteristic measurement device 2.
  • the luminance characteristic measurement device 2 In order to measure the luminance characteristics of the display device.
  • the display pattern signal 7 divided into 16 divisions is supplied to the image processing unit 12.
  • the supplied display pattern signal 7 is subjected to predetermined image processing by the image processing unit 12 and is displayed as an output image 10 which is a display pattern of 16 divisions as shown in the figure in accordance with pre-defined arrangement information.
  • SP is a measurement unit, for example, a measurement point of a luminance meter. As described above, the measurement unit SP is provided in a predetermined divided region, and a region where the measurement unit SP exists becomes the measurement region 10A. At this time, the size of the measurement unit SP is a size that fits in the measurement region 10A, and is, for example, a measurement point having a diameter smaller than the width of the measurement region 10A.
  • the measurement part SP which is a measurement point of the luminance meter 3 can be fixed to, for example, a substantially central part of the display part 11. Then, the output image having a predetermined gradation to be measured is moved to the measurement region 10A, and the luminance of the output image having a desired gradation is measured.
  • the measurement part SP can be set to a part other than the central part of the display part 11.
  • the measurement part SP can be set in the peripheral part of the display part 11 to verify the visibility of the image end part. .
  • the display pattern may be changed.
  • a method of scrolling the output image of each gradation and sequentially moving to the measurement region is preferable. It is also possible to sequentially move the output image in the measurement region 10A so as to replace the output image of the gradation to be measured next.
  • a display pattern for displaying all the output images of the respective gradations once image-processed is output as it is, and the display pattern is changed so that the image of the predetermined gradation to be measured is moved to the measurement area.
  • the luminance characteristic can be measured in a state where the average image level of the entire display pattern is constant and the histogram of the measurement gradation is not changed.
  • the luminance characteristic measurement method of the present embodiment is executed by the flowchart shown in FIG. 3, for example.
  • a pattern signal 0 is input from the pattern signal generation unit to the image processing unit in step S1.
  • the pattern signal 0 is a display pattern signal including image information of a plurality of gradations to be measured and arrangement information for displaying each of these gradation images on a display device. Further, an image of a predetermined gradation to be measured is displayed. This signal is displayed in the measurement area.
  • the input display pattern signal is subjected to image processing, and a predetermined display pattern is output and displayed on the display surface.
  • the display pattern is switched in accordance with the input signal (step S2), the luminance of the display surface is measured with a luminance meter (step S3), the measured luminance is stored in the luminance measuring unit (step 4), and the display to be measured It is determined whether the gradation has reached 255 (256th gradation) (step 5), and when it reaches the 256th gradation, the measurement ends. If the 256th gradation is not reached in step S5, the signal incremented to the upper gradation is input (step 6), and the measurement returns to step S2 to continue the measurement.
  • the luminance characteristic measurement method outputs a display pattern in which all output images of a plurality of gradations to be measured are divided and displayed at the same time, and sequentially displays the output images of the gradations to be measured in a measurement region.
  • the display pattern is switched and the luminance of each gradation is measured, and the luminance characteristic is measured from the obtained luminance of each gradation.
  • the average image level APL is as shown in FIG. It becomes constant as shown. Since the output image of each gradation is always displayed at the same time, the histogram is always the same as the histogram shown in FIG. 4C, and the histogram does not change when measuring each gradation.
  • the display pattern is a single image of a predetermined gradation as shown in FIG. 5A
  • the average image level APL is a gradation. Different from each other, the average image level as a display image changes. Further, as shown in FIG. 5C, the histogram is also displayed for each single gradation, so that it is different for each measurement.
  • the luminance characteristic measurement result obtained by the method of the present invention is a smooth curve, which indicates that a predetermined gamma curve is set.
  • the luminance characteristic measurement result obtained by the conventional method shown in FIG. 6B is not a smooth curve but a distorted curve.
  • a display pattern that simultaneously divides and displays the output images of multiple tones to be measured is output at the same time, and the display pattern is switched so that the output images of the tones to be measured are displayed in order in the measurement area, and the brightness of each tone is changed.
  • the luminance characteristic measurement method for measuring and measuring the luminance characteristic of the display device the average image level and histogram of the display pattern do not change, and stable luminance measurement with less error is possible. Therefore, the luminance measurement method is not affected by the image processing unit 12 that performs image processing according to the average image level or histogram of the display pattern.
  • a display pattern for dividing and displaying all output images of a plurality of gradations to be measured simultaneously for example, a display pattern for dividing and displaying in a vertical stripe shape as shown in FIG. 7 can be used.
  • a display example of five divisions is shown, but the number of divisions is not particularly limited, and may be 16 divisions or more.
  • images with different gradations may be displayed in the divided areas, but all output images with measurement gradations may be included and output images with predetermined gradations may be displayed in a plurality of areas.
  • the number of divisions is S
  • the number of gradations to be displayed is N
  • the darkest gradation, the brightest gradation, and the intermediate brightness gradation are displayed simultaneously, and the respective luminances are measured sequentially. can do.
  • the number of divisions is S and the number of gradations that can be displayed is N
  • an image of a total of n d gradations from the a d gradation to the b d gradations is displayed on the display device, and the darkest The luminance is measured at a total of m m gradations of the a m gradation, the brightest b m gradation, and the intermediate brightness between them.
  • the output images of the plurality of gradations to be measured are sequentially moved to the measurement region, and the respective luminances are measured. From measurements in a m gradation brightest first b m gradation and total n m gradation of brightness of these intermediate luminance characteristics which is set in advance can be measured accurately.
  • the image of the first gradation is placed in the measurement area where the measurement unit SP is located, and the brightness of level 64 (65th gradation) is measured.
  • the image of the 129th gradation is arranged in the measurement area and the level 192 (193th) is arranged.
  • the image of the 193rd gradation is arranged in the measurement area, and when measuring the brightness of level 255 (256th gradation), the image of the 256th gradation is used in the measurement area. Deploy.
  • all of the output images of the gradation may be moved to the measurement area and the vicinity of the measurement area.
  • the output image of the measurement gradation is collected in the measurement region, and the error of the luminance measurement of the predetermined gradation can be reduced.
  • the luminance characteristics can be measured without changing the average image level and histogram of the display pattern.
  • the output image in the measurement region and the output images other than the output image to be measured next may be exchanged at the same time.
  • the luminance characteristics can be measured without changing the average image level and histogram of the display pattern.
  • the display pattern is output so that the output images of the plurality of gradations to be measured are all divided and displayed at the same time, and the output images of the gradations to be measured are sequentially displayed in the measurement region.
  • the brightness of each gradation is measured, and the brightness characteristic of the display device is measured from the obtained brightness of a plurality of gradations.
  • the conventional measurement method when measuring the brightness of level 0 (first gradation), only the first gradation image is displayed, and when measuring the brightness of level 64 (65th gradation). The display images are switched for each predetermined measurement gradation so that only the image of the 65th gradation is displayed.
  • the average image level APL and the histogram of the display unit may not be constant and may be affected by image processing.
  • the average image level APL and the histogram of the display unit change. As described above, it is not affected by image processing.
  • division display mode can be variously changed.
  • various display patterns shown in FIG. 8 are proposed.
  • a vertical striped display pattern 101 shown in FIG. Further, a horizontal stripe display pattern 102 shown in FIG. 8B and a lattice display pattern 103 shown in FIG. 8C can be used. In all patterns, it is possible to increase or decrease the average image level on the display surface, and when checking the luminance characteristics in a state where the image level is low, the image area in the low gradation part is increased and the image level is high When checking the luminance characteristics, it is possible to increase the image area of the high gradation portion and measure by increasing or decreasing the area of each image level of the display unit according to the desired average image level. . Further, for example, as in the display pattern 104 shown in FIG. 8D, the central area can be the measurement area 14A, and the image level adjustment area 14B for increasing or decreasing the average image level can be provided in the peripheral area.
  • the display pattern 104 configured to provide the image level adjustment region 14B
  • an image with a low gradation of the image level is displayed in the peripheral portion, the average image level on the display surface is lowered, and the luminance characteristics at this predetermined image level. Can be measured and verified. Therefore, it is possible to reliably measure the luminance characteristics according to the desired image level without hindering the measurement of the predetermined gradation to be measured.
  • measuring the luminance characteristics in gray scale can also measure and verify the luminance characteristics of each of the three primary colors.
  • the grid-like portion has a four-row configuration, and the red (R), green (G), blue (B), and gray scales are arranged from the upper row to the lower row. It is also possible to employ a display pattern 105 in which four color output images are integrated.
  • the measurement area is set to one grid, and the output image of each gradation of each color is displayed in this measurement area in order, the luminance is measured, and a plurality of stored images are stored.
  • the luminance characteristics of each color can be measured from the luminance data.
  • the display pattern that outputs the divided multiple gradation output images at the same time is output, and the display pattern is switched so that the output images of the gradation to be measured are displayed in order in the measurement area. Since the luminance characteristic is measured and the luminance characteristic is measured, the luminance characteristic measuring method is capable of accurately measuring the luminance while maintaining the average image level APL and the histogram constant.
  • the mask member 13 that exposes the measurement part SP and masks the display area around the measurement part when used, it is not affected by the luminance from the area other than the measurement part and is more accurate.
  • the brightness can be measured.
  • the mask member 13 can be mounted on the front surface of the display unit 11 or disposed between the display unit 11 and the luminance meter 3, and the arrangement position and arrangement method are not particularly limited.
  • the mask member 13 preferably has a light shielding property and an antireflection property, and is preferably formed of a plate material provided with an opening window portion 13a that exposes a portion corresponding to the measurement portion SP.
  • a light-shielding outer cylinder (not shown) that permits image input from the measurement unit SP and does not permit image input from outside the measurement unit is attached to the luminance meter 3, light enters from the periphery of the luminance meter 3. Can be suppressed, and luminance measurement with less error can be performed.
  • FIG. 10 shows a luminance characteristic line L1 measured by the method of the present invention by displaying a display pattern of 16 divisions in a vertical stripe pattern and a luminance characteristic line L2 obtained by the conventional method.
  • the horizontal axis represents 256 gradations from 0 to 255
  • the vertical axis represents the luminance ratio obtained from the measured luminance.
  • the luminance ratio is obtained by normalizing the luminance with the maximum luminance, and the range of the luminance ratio is from 0 to 1.
  • a gamma curve L3 showing an example of preset luminance characteristics is shown.
  • the gamma curve L3 is an example of a gamma index of 2.2, and is a smooth curve that has not been subjected to image processing due to changes in the average image level or the like.
  • the luminance characteristic line L1 having a smooth curve is obtained, and becomes a luminance characteristic line close to the gamma curve L3 having a gamma index of 2.2 which is generally used.
  • the luminance characteristic line L2 obtained by the conventional method is not a smooth and distorted curve, and the measurement result does not match the actually viewed image.
  • FIG. 11 shows a gradation in which the brightness is displayed
  • FIG. 11B shows a sunrise image.
  • the reproduced image G1A shown in FIG. 11 (a) and the reproduced image G2A shown in FIG. 11 (b) are both images having a smooth shading display, and it is clear that the gradation changes continuously. Thus, it seems that the image actually displayed on the display surface is faithfully reproduced.
  • the reproduced image G1B shown in FIG. 12A is a gradation image displaying brightness gradation
  • the reproduced image G2B shown in FIG. 12B is a sunrise image.
  • Reproduced images G1B and G2B in FIGS. 12A and 12B are both distorted shading display, striped shading is displayed and the gradation changes discontinuously, and actually on the display surface. It is clearly different from the displayed image. In other words, the conventional method cannot accurately measure the luminance characteristics preset in the display device.
  • FIG. 13 shows a schematic diagram of the difference between these reproduced images.
  • the reproduced image G1B obtained by the conventional method is a gradation image 14B having a clear and discontinuous striped boundary.
  • the boundary is unclear and the luminance is low.
  • a reproduced image G1A is obtained that matches the actual image of the gradation image 14A in which continuously changes.
  • the sunrise reproduction image G2B obtained by the conventional method is a gradation image 15B having a clear arc-shaped boundary and a discontinuous gradation.
  • the luminance boundary is A reproduced image G2A that matches the actual image of the gradation image 15A that is unclear and continuously changes can be obtained.
  • a display device that includes a luminance meter 3 and a control device 4, outputs a predetermined display pattern signal, performs image processing on the input display pattern signal, and displays it as an output image having a luminance suitable for each gradation.
  • the brightness characteristic measuring apparatus 2 that measures the brightness characteristics will be further described with reference to FIG.
  • the control device 4 supplies a display pattern signal 7 including image information of a plurality of gradations to be measured and arrangement information for displaying each of these gradation images on the display device 1, and performs image processing on the display device 1 according to the arrangement information.
  • a pattern signal generator 6 for displaying all the output images of each gradation simultaneously divided and displaying the images of the gradations to be measured in order, and storing the luminance measured by the luminance meter 3 and calculating the luminance characteristics from the measured and stored luminance
  • a luminance measuring unit 5 for measuring the above is provided. Further, the measurement unit of the luminance meter 3 is provided in a predetermined measurement area 10A (see FIG. 2) divided and displayed, and output images of each gradation are sequentially displayed in the measurement area, and output images of the respective gradations are sequentially displayed.
  • the luminance characteristics of the display device are measured by measuring the luminance of the display device.
  • the control device 4 having the pattern signal generation unit 6 and the luminance measurement unit 5 and the luminance meter 3 are configured, and the pattern signal generation unit 6 stores the image information of multiple gradations to be measured and the arrangement information thereof.
  • the display pattern signal including the display pattern signal is supplied, it is possible to collectively display a plurality of grayscale measurement images to be measured on the display unit 11 of the display device 1.
  • the brightness of the measurement image of a plurality of gradations displayed in a lump is measured in order. For this reason, the brightness of each gradation image is measured in a state where the average image level of the entire display unit 11 is constant, and the brightness measuring apparatus 2 capable of measuring accurate brightness characteristics can be obtained.
  • the pattern signal generator 6 can change the number of gradations and the gradation range to be divided and can change the arrangement of the divided areas to be displayed on the display device. With this configuration, it is possible to obtain a luminance characteristic measuring apparatus capable of efficiently measuring luminance characteristics by increasing or decreasing the number of gradations to be divided and displayed according to desired accuracy.
  • the luminance characteristic measuring apparatus includes the divided display function for displaying the display pattern including all the output images of each gradation processed by the signal processing, and the output image of the predetermined gradation to be measured in the measurement region. And a sequential measurement function for measuring the brightness by moving to. Further, the luminance characteristics are measured in a state where the average image level of the entire display pattern including all the output images of the plurality of gradations to be measured is constant and the histogram of the measurement gradation is not changed.
  • luminance measurement is performed without changing the average image level and histogram of multiple gradations to be measured via the split display function and the sequential measurement function, so the average image level and histogram change each time the gradation to be measured is switched. Therefore, it is possible to obtain a luminance measuring apparatus that is configured not to be affected by image processing and can accurately measure luminance characteristics.
  • a signal processing system for measuring the luminance characteristics of a display unit that performs image processing on an input signal of an image input from the pattern signal generation unit to the image processing unit and displays it as an output image having luminance suitable for each gradation
  • the input signal is preferably a display pattern signal including image information of a plurality of gradations to be measured and display area arrangement information in a display device for these images.
  • the output image is a display pattern that includes predetermined output processing performed by the image processing unit, the display unit is divided into predetermined display areas, and all the output images of each gradation processed by the image processing are included.
  • the signal processing system is configured to measure the luminance of each gradation by changing the display pattern so that the output image of each gradation is sequentially displayed in a predetermined measurement region.
  • luminance collectively on a display surface moves the output image measured to the measurement area
  • the display device including the signal processing system described above includes a pattern signal generation unit and an image processing unit that constitute an image processing system that collectively displays output images of each gradation and measures the luminance in order.
  • a luminance meter that measures luminance as a display device that can measure accurate luminance characteristics without being affected by the image processing performed according to the average image level or histogram of the measurement image.
  • the display device 1A includes a pattern signal generation unit 6A and an image processing unit 12, and the pattern signal generation unit 6A displays image information of multiple gradations to be measured and a display device for these images.
  • the image processing unit 12 performs a predetermined image process on the input display pattern signal, and divides the display unit 11 into a predetermined display region. And a function of outputting a display pattern for dividing and displaying all the output images 10 of each gradation processed at the same time, and switching the display patterns so as to sequentially display the output images of each gradation in a predetermined measurement region 10A.
  • a display device capable of measuring accurate luminance characteristics is obtained.
  • the display device 1A includes the signal processing system according to the present invention, it is possible to accurately measure and verify the luminance characteristics according to a predetermined image level, and the appropriateness according to the desired image level.
  • a display device capable of displaying an image is preferable.
  • the output image to be divided and displayed may be 256 images of all 256 gradations, and can be appropriately changed depending on the required measurement accuracy.
  • the luminance characteristics can be measured with sufficient accuracy by dividing the pixel density of 256 gradations into 16.
  • a display pattern that outputs a plurality of gradation output images to be divided and displayed at the same time is output, and an output image of the gradation to be measured is sequentially displayed in the measurement region.
  • the display pattern is switched and the luminance characteristics of the display device are measured by measuring the luminance of each gradation to measure the luminance characteristics of the display device. It is possible to measure a luminance characteristic which is not affected by processing and is stable and less error-prone.
  • the luminance characteristic measuring apparatus further includes a control device that supplies display pattern signals including image information of a plurality of gradations to be measured and arrangement information for displaying each of the gradation images on the display device, Since the divided display function and the sequential measurement function for displaying the output image of each gradation divided and displayed on the display device in order and measuring the luminance sequentially, the luminance characteristic measuring device for measuring the luminance characteristic of the display device is obtained.
  • a luminance characteristic measuring device capable of accurately measuring the luminance characteristic of the display device can be obtained.
  • the display pattern signal is input from the pattern signal generation unit to the image processing unit, and the input signal is subjected to image processing so that the output image of each gradation is divided and displayed simultaneously.
  • the image processing system measures the luminance of each gradation by changing the display pattern so that the output image of each gradation is displayed in order in a predetermined measurement area. And a signal processing system capable of measuring luminance characteristics with a stable and small error.
  • the display device since the signal processing system is provided, the display device can measure accurate luminance characteristics.
  • the display apparatus that performs the image processing according to the average image level and the histogram This method can be applied when checking the luminance characteristics and when verifying the luminance characteristics.
  • the signal processing system according to the present invention is a signal processing system applicable when it is desired to accurately measure the luminance characteristics.
  • the display device according to the present invention is suitably applied to a display device that needs to verify the luminance characteristics accurately.

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Abstract

　測定する各階調の画像の平均画像レベルやヒストグラムを変化させない出力画像を表示して輝度特性を測定可能とする、輝度特性測定方法、輝度特性測定装置、その信号処理システムおよびこの信号処理システムを備える表示装置を得るために、複数階調の画像情報と配置情報を含む表示パターン信号を供給し、複数階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、測定する階調の出力画像を測定領域に順に表示するように表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定する輝度特性測定方法および信号処理システムとし、表示パターン信号を供給する制御装置４を備えて、表示装置１に分割表示させた各階調の出力画像１０を順に表示して輝度を測定し、表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定装置２とし、前記信号処理システムを備える表示装置１Ａとした。

Description

輝度特性測定方法、輝度特性測定装置、その信号処理システムおよびこの信号処理システムを備える表示装置
　本発明は、表示装置の輝度を測定する輝度特性測定方法、輝度特性測定装置、その信号処理システムおよびこの信号処理システムを備える表示装置に関する。
　一般に、ＣＲＴ（Cathode　Ray　Tube）や液晶表示装置などの表示装置では、入力される画像信号に所定の画像処理を行い適当な輝度の出力画像として表示している。この画像処理における入力信号レベルに対する出力輝度の関係を階調―輝度特性、または、ガンマ特性と称し、入力される画像信号の各シグナル強度に対して所定のガンマ指数を設定して、視聴者が違和感なく視認できるように、人の眼の特性に応じてその中間調の明るさを規定している。また、暗い輝度の画像を見やすくするなどの、所定の輝度レベルにおける視認性を向上するために、平均画像レベルやヒストグラムを計算して、これらに適した輝度で表示する補正も実施されている。
　前記輝度特性は生産工程や開発工程における表示装置の表示品位の数値確認および調整のために、また、他社の表示装置の表示品位を確認するために測定される。また液晶表示装置では、バックライトや液晶パネル等の部品のばらつきにより、表示装置毎に輝度特性の誤差が生じる。そのため、それぞれの表示装置を補正するために輝度特性を正確に測定する必要が生じる。また、表示装置には、各製造会社固有および各製品モデルの画像処理が施されており、これらの表示装置の表示性能を評価するために輝度特性を測定する。
　輝度の制御は、例えば８ｂｉｔ階調の表示装置の場合、最も暗いレベル０の第１階調から最も明るいレベル２５５の第２５６階調までの２５６階調制御で行われる。そのために、特定の表示装置に予め設定されている輝度特性を知るためには、この表示装置にそれぞれの階調に応じた画像を出力させて、この画像の輝度を測定する必要がある。
　この際に行う輝度測定方法は、例えば、図１に示すように、表示装置１と輝度特性測定装置２を用いて行う。表示装置１は、表示部１１と画像処理部１２を備えている。輝度特性測定装置２は、輝度計３と制御装置４を備えている。また、制御装置４は、輝度測定部５とパターン信号発生部６を備えている。そして、パターン信号発生部６から画像処理部１２に測定予定の入力信号７が入力され、ガンマ指数や画像レベルに応じた処理条件により画像処理された所定階調の出力画像が表示部１１に表示される。
　表示部１１に表示された所定階調の出力画像を輝度計３で測定し、輝度測定部５に測定データとして保存する。そして、各階調の出力画像を順に表示し輝度測定して、保存された各階調の輝度データから輝度特性を測定することができる。
　また、バックライトを備えた液晶表示装置では、バックライトが発熱して温度が上昇するとバックライトの光が強くなって輝度が増加して、表示部の輝度のベース変動が生じる場合がある。輝度にベース変動が生じると、出力画像の輝度に変化が生じてしまう。このように、単に表示部に所定の階調の画像を表示させて、その輝度を測定するだけでは、この表示装置の輝度特性を正確に測定することはできない。
　そのために、各階調の輝度を測定する際に、基準となる標準輝度を測定して、この標準輝度を基にして各階調の測定輝度を補正して、誤差のない輝度を得る表示装置の輝度特性測定方法および装置が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２－３６５１６３号公報
　しかし、所定の画像処理を行う表示装置によっては、その輝度特性は出力画像の平均画像レベルやヒストグラムに従って変化するので、単に基準となる標準輝度を測定して各階調の測定輝度を補正する方法だけでは、測定時に表示パターンが切り換わることにより輝度特性が変化し、所望の輝度特性を測定することができない。つまり、画像処理部において画像処理条件が異なる場合が生じるために、標準輝度を用いて補正しながら各階調の輝度を測定するだけでは、その階調に対する輝度比（ガンマカーブとも言う）は、実際の画像を見たときの視覚的なイメージと異なったガンマカーブとなって、その特性を正当に評価できない場合が生じる。
　これは、表示パターンが切り換わると表示画面の平均画像レベルやヒストグラムが変化することが原因と思われる。つまり、入力される画像信号の平均画像レベルやヒストグラムが異なると、異なる処理条件の影響を受けた各階調の出力画像が表示されることが原因と思われる。
　そのために、画像処理の影響を受けずに輝度特性を測定するためには、測定する各階調の出力画像の平均画像レベルやヒストグラムを変化させずに表示し、輝度を測定する輝度特性測定方法が好ましく、この機能を有する輝度特性測定装置が望まれる。また、測定する各階調の出力画像の平均画像レベルやヒストグラムが変化しない出力画像を表示して輝度特性を測定可能とする信号処理システムが好ましく、この信号処理システムを備える表示装置が好ましい。
　そこで本発明は、上記問題点に鑑み、測定する各階調の画像の平均画像レベルやヒストグラムを変化させない出力画像を表示して表示装置の輝度特性を測定可能とする、輝度特性測定方法、輝度特性測定装置、その信号処理システムおよびこの信号処理システムを備える表示装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、画像の入力信号を画像処理して各階調に応じた輝度の出力画像として表示してその輝度を測定し、測定される各階調の輝度から表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定方法であって、測定する複数階調の画像情報、および、これらの各階調画像を表示装置に表示する配置情報を含む表示パターン信号を供給し、供給される前記表示パターン信号を信号処理して、各階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、該表示パターンを表示装置の表示部に表示し、表示される前記表示パターンの所定領域を測定領域として測定部を設け、前記測定領域に測定する階調の出力画像を順に表示させるように表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定することを特徴としている。
　この構成によると、測定する全ての階調部分の画像を同時に表示する表示パターンを用いて各階調部分の輝度を測定するので、表示部全体の平均画像レベルやヒストグラムが変化せず一定の状態で輝度を測定する構成となって、画像処理の影響を受けない輝度特性測定方法となる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、輝度計と制御装置を備える輝度特性測定装置を用いて輝度特性を測定すると共に、前記輝度計が前記測定領域の輝度を測定し、前記制御装置が、前記表示パターン信号を供給し、表示装置に分割表示させ、測定する階調の画像を順に表示させ、測定される輝度から輝度特性を測定することを特徴としている。この構成によると、所定の表示パターン信号を供給する制御装置と輝度計を備える輝度特性測定装置を用いて、測定する階調の出力画像を順に表示して輝度を順に測定することで、表示装置に表示される出力画像の輝度特性を正しく測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、前記表示パターンが、信号処理された各階調の出力画像を、そのまま全て分割表示すると共に、測定する所定階調の画像を前記測定領域に移動させた表示パターンであって、該表示パターンを用いて輝度を測定することで、前記表示パターン全体の平均画像レベルを一定とし、測定階調のヒストグラムを変化させない状態で輝度特性を測定することを特徴としている。この構成によると、測定する階調の画像を測定領域に移動しても、表示される階調部分の平均画像レベルやヒストグラムが変化しないので、安定した輝度測定が可能となり、輝度特性を正確に測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、各階調の出力画像をスクロールして、前記測定領域に順に移動させることを特徴としている。この構成によると、出力画像の表示を順送りする簡単な制御で、測定階調の輝度の全てを容易に測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、前記測定領域の出力画像を、次に測定する階調の出力画像と入れ替えるようにして順に移動させることを特徴としている。この構成によると、測定領域にある画像と次に測定する階調の画像を入れ替える簡単な制御で、測定階調の輝度の全てを容易に測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、同一階調の出力画像が複数あるときは、当該階調の出力画像を全て前記測定領域および測定領域近辺に移動させることを特徴としている。この構成によると、測定領域に測定階調の出力画像を集めることになって、所定階調の輝度測定の誤差を小さくすることができる。また、この方法においても、表示パターンの平均画像レベルおよびヒストグラムを変化させることなく、輝度特性を測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、前記測定領域に次に測定する出力画像を移動させる際に、前記測定領域の出力画像と次に測定する出力画像以外の出力画像同士を同時に入れ替えることを特徴としている。この構成によると、測定領域以外の表示領域の出力画像同士を入れ替えても、表示パターンの平均画像レベルおよびヒストグラムを変化させることなく、輝度特性を測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、前記分割がＳ分割であって、表示可能な階調数がＮである表示装置に第ａd階調から第ｂd階調まで計ｎd階調の画像を表示し、最も暗い第ａm階調と最も明るい第ｂm階調とこれらの中間の明るさの計ｎm階調での輝度を測定することを特徴としている。ただし、１≦ａd≦ａm＜ｂm≦ｂd≦Ｎ、ｎd≦ｂd－ａd＋１、ｎm≦ｂm－ａm＋１、ｎm≦ｎd≦Ｓである。この構成によると、最も暗い第ａm階調と最も明るい第ｂm階調とこれらの中間の明るさの計ｎm階調での測定から、予め設定されている輝度特性を正確に測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、画像レベルが低い状態の輝度特性を確認する際には、低い階調部分の画像領域を増やし、画像レベルが高い状態の輝度特性を確認する際には、高い階調部分の画像領域を増やして、所望される画像レベルに応じて、表示部の平均画像レベルを増減して測定することを特徴としている。この構成によると、所望の画像レベルに応じた平均画像レベルを実現する画像配置を維持して、輝度特性を測定することで、所望の画像レベルに応じた輝度特性を正確に測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、前記測定部を表示部の中央部領域に設け、周辺部領域に平均画像レベルを増減するための画像レベル調整領域を設けたことを特徴としている。この構成によると、測定部周辺に画像レベル調整領域を設けたので、測定する所定階調の測定を阻害せず、所望の画像レベルに応じた輝度特性を確実に測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、前記表示パターン信号が、ＲＧＢの三原色とグレースケールとをそれぞれ所定の階調に分割したものであって、これらの各階調の出力画像を全て同時に分割表示したことを特徴としている。この構成によると、それぞれの色合いの輝度特性を一度に測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、前記測定部を露出して、測定部周囲の表示領域をマスクするマスク部材を用いることを特徴としている。この構成によると、測定部以外の領域からの輝度の影響を受けないので、より正確に輝度を測定することができる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、前記マスク部材が、遮光性と反射防止性を備え、前記測定部に相当する部分を露出する開口窓部を設けた板材からなることを特徴としている。この構成によると、測定部以外の表示面からの影響と、測定する輝度計側からの反射光の影響をも防止することができ、さらに正確な輝度測定が可能となる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定方法において、前記輝度計に、前記測定部からの画像入力は許可し、測定部外からの画像入力を許可しない遮光用外筒を装着したことを特徴としている。この構成によると、輝度計の周辺からの光の侵入を抑制して、さらに誤差の少ない輝度測定が可能となる。
　また本発明は、輝度計と制御装置を備えて、画像の入力信号を画像処理して各階調に適した輝度の出力画像として表示する表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定装置であって、信号処理された各階調の出力画像を全て含む表示パターンを表示する分割表示機能と、測定する所定階調の出力画像を前記測定領域に移動させて輝度を測定する順次測定機能とを有し、前記表示パターン全体の平均画像レベルを一定とし、測定階調のヒストグラムを変化させない状態で輝度特性を測定することを特徴としている。
　この構成によると、分割表示機能と順次測定機能を介して、測定する複数階調の平均画像レベルとヒストグラムを変えずに輝度測定を行うので、測定する階調を切り替える度に平均画像レベルとヒストグラムが変化せず、画像処理の影響を受けない構成となって、正確な輝度特性の測定が可能な輝度測定装置を得ることができる。
　また本発明は、輝度計と制御装置を備えて、画像の入力信号を画像処理して各階調に適した輝度の出力画像として表示する表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定装置であって、前記制御装置が、測定する複数階調の画像情報およびこれらの各階調画像を表示装置に表示する配置情報を含む表示パターン信号を供給し、前記配置情報に従って、表示装置に、画像処理された各階調の出力画像を全て同時に分割表示させ、測定する階調の画像を順に表示させるパターン信号発生部と、前記輝度計が測定した輝度を保存し測定保存された輝度から輝度特性を測定する輝度測定部を備え、前記輝度計の測定部を、分割表示させた所定の測定領域に設け、この測定領域に各階調の出力画像を順に表示し、表示される各階調の出力画像の輝度を順次測定して表示装置の輝度特性を測定することを特徴としている。
　この構成によると、制御装置が、測定する複数階調の画像情報とこれらの配置情報を含む表示パターン信号を供給するので、測定する複数階調の測定画像を表示装置の表示部に、所定の配置で一括表示することができる。また、一括表示した各階調の出力画像を順に測定するので、表示部全体の平均画像レベルが一定となって、正確な輝度特性の測定が可能となる。
　また本発明は上記構成の輝度特性測定装置において、前記パターン信号発生部が、分割表示する階調数および階調範囲を変更自在であり、表示装置に表示する分割領域の配置も変更自在としたことを特徴としている。この構成によると、所望される精度に応じて、分割表示する階調数を増減して、効率のよい輝度特性測定が可能な輝度特性測定装置を得ることができる。
　また本発明は、パターン信号発生部から画像処理部に入力される画像の入力信号を画像処理して各階調に適した輝度の出力画像として表示する表示部の輝度特性を測定する際の信号処理システムであって、前記入力信号が、測定する複数階調の画像情報、および、これらの画像の表示装置における表示領域の配置情報を含む表示パターン信号であり、前記出力画像が、前記画像処理部にて所定の画像処理を行い、表示部を所定の表示領域に分割して、画像処理された各階調の出力画像を全て含む表示パターンであり、予め定められる測定領域に各階調の出力画像を順に表示させるように表示パターンを入れ替えて、各階調の輝度を測定することを特徴としている。
　この構成によると、各階調の出力画像を一括表示して順にその輝度を測定するシステムとなるので、測定画像の平均画像レベルやヒストグラムが変化しない構成となる。そのために、測定画像の平均画像レベルやヒストグラムに応じて実施される画像処理の影響を受けない構成となって、安定した誤差のすくない輝度特性の測定が可能な信号処理システムとなる。
　また本発明は、上記信号処理システムを備えた表示装置であることを特徴としている。
　この構成によると、表示装置に、各階調の出力画像を一括表示して順にその輝度を測定する信号処理システムを構成するパターン信号発生部と画像処理部を設ける構成とすることで、輝度を測定する輝度計を用いて、測定画像の平均画像レベルやヒストグラムに応じて実施される画像処理の影響を受けずに正確な輝度特性が測定可能な表示装置となる。
　本発明によれば、測定する複数階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、測定領域に測定する階調の出力画像を順に表示させるように表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定して表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定方法としたので、平均画像レベルやヒストグラムが変化しない表示パターンを用いる測定方法となって、画像処理の影響を受けない、輝度特性を正確に測定可能な輝度特性測定方法を得ることができる。また、測定する複数階調の出力画像を全て同時に分割表示して順次測定する分割表示機能と順次測定機能を有する輝度特性測定装置とし、測定する複数階調の画像情報およびこれらの各階調画像を表示装置に表示する配置情報を含む表示パターン信号を供給する制御装置を備えて、表示装置に分割表示させた各階調の出力画像を順に表示して輝度を測定する輝度特性測定装置としたので、表示装置の輝度特性を正確に測定可能な輝度特性測定装置を得ることができる。さらに、測定する複数階調の画像情報、および、これらの画像の表示装置における表示領域の配置情報を含む表示パターン信号をパターン信号発生部から画像処理部に入力し、この入力信号を画像処理して各階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、予め定められる測定領域に各階調の出力画像を順に表示させるように表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定する信号処理システムとしたので、測定画像の平均画像レベルやヒストグラムの変化を抑制して、安定した誤差のすくない輝度測定が可能となる信号処理システムとなる。また、この信号処理システムを備える表示装置として、正確な輝度特性が測定可能な表示装置を得ることができる。
本発明に係る輝度特性測定方法の概略説明図である。 本発明に係る画像処理システムを備える表示装置の概要を示す構成図である。 本発明に係る輝度特性測定方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明に係る輝度特性測定方法における表示パターンの概略説明図であって、（ａ）に表示パターンを示し、（ｂ）に平均画像レベルを示し、（ｃ）にヒストグラムを示す。 従来の輝度特性測定方法における表示パターンの概略説明図であって、（ａ）に表示パターンを示し、（ｂ）に平均画像レベルを示し、（ｃ）にヒストグラムを示す。 測定された輝度特性を示し、（ａ）は本発明方法による測定結果、（ｂ）は従来方法による測定結果である。 表示パターンの移動例を示す概略説明図である。 本発明に係る輝度特性測定方法における表示パターンの概略説明図であって、（ａ）に縦縞状の第１例、（ｂ）に横縞状の第２例、（ｃ）に格子状の第３例、（ｄ）に輝度調整領域を備える格子状の第４例、（ｅ）に三原色とグレースケールの表示画像を格子状に配置した第５例を示す。 本発明に係るマスクを用いる輝度特性測定方法の概略説明図である。 本発明方法により測定された輝度特性結果と従来方法により得られた輝度特性結果と予め設定される輝度特性の一例を示すガンマカーブの比較図である。 本発明に係る輝度特性測定方法により得られた輝度特性結果から再現された画像を示し、（ａ）は輝度の濃淡を表示したグラデーション画像であり、（ｂ）は日の出画像を示す。 従来の輝度特性測定方法により得られた輝度特性結果から再現された画像を示し、（ａ）は輝度の濃淡を表示したグラデーション画像であり、（ｂ）は日の出画像を示す。 図１１、図１２の再現画像の相違を説明する摸式図であって、（ａ）にグラデーション画像の相違を示し、（ｂ）に日の出画像の相違を示す。
　以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。
　まず、図１を用いて本実施形態の輝度特性測定方法について説明する。
　図１に示す輝度特性測定方法は、表示装置１の表示部１１に表示される各階調の出力画像の輝度を輝度特性測定装置２を用いて測定し、測定される各階調の輝度から表示装置１に設定されている輝度特性を測定する方法である。この際、表示部１１に表示される出力画像は、入力される画像信号７をそのまま表示するのではなく、画像処理部１２にて所定の画像処理を行い、各階調に応じた輝度の出力画像信号８として出力される画像である。
　表示装置１は、表示部１１と画像処理部１２を備え、輝度特性測定装置２は、輝度計３と制御装置４を備えている。また、制御装置４は、輝度測定部５とパターン信号発生部６を備えている。そして、パターン信号発生部６から所定の画像信号７を画像処理部１２に供給し、画像処理部１２に供給される画像信号７を該画像処理部１２に予め規定されている画像処理を行い、画像処理された出力画像信号８として出力される。ここで、画像処理とは、予め規定されるガンマ指数により画像処理を行うことであり、画像処理された所定階調の出力画像を表示部１１に表示する。また、供給される画像信号７の平均画像レベル（ＡＰＬ）およびヒストグラムを計算し、これらに適した輝度で表示する画像処理も行うこともある。
　画像処理するのは、視聴者が違和感なく視認できるように、人の眼の特性に応じて輝度の濃淡（輝度の階調：グラデーション）が不連続とならず連続的なグラデーションとして視認されるように、その中間調の明るさを規定するためである。そのために、入力される画像信号をそのまま表示するのではなく、予め規定される画像処理条件により、その中間調の明るさを規定した出力画像として表示している。
　また、表示部１１に表示された所定階調の出力画像の輝度を輝度計３で測定し、測定された測定信号９が輝度測定部５に入力され所定の測定データとして保存される。そして、各階調の出力画像を順に表示し、輝度測定して、保存された複数の輝度データから輝度特性を測定する構成である。
　この際に本実施形態では、画像信号７が、複数階調の画像情報、および、これらの各階調画像の表示装置における表示領域の配置情報を含む表示パターン信号であり、この表示パターン信号７を画像処理部１２で画像処理し、配置情報に従って表示装置の表示部を所定の領域区分に分割し、この分割された表示部に、画像処理された各階調の出力画像を全て同時に表示する表示パターンを出力している。
　また、分割領域の所定領域に測定部を設けて測定領域とし、この測定領域に、各階調の出力画像を順に表示して測定画像とし、輝度特性測定装置２を介して、前記測定画像の輝度を順に測定して表示装置の輝度特性を測定する方法である。
　例えば図２に示すように、パターン信号発生部６Ａから、０（第１階調）～２５５（第２５６階調）まで２５６階調に分類された画像情報の所定数（例えば、図中に示す１６分割）に分割された表示パターン信号７を画像処理部１２に供給する。
　供給された表示パターン信号７は画像処理部１２で所定の画像処理が行われ、予め規定される配置情報に従って、図示するように１６分割の表示パターンである出力画像１０として表示される。ＳＰは測定部であって、例えば輝度計の測定ポイントである。このように測定部ＳＰは所定の分割領域に設けられていて、この測定部ＳＰの在る領域が測定領域１０Ａとなる。この際に、測定部ＳＰの大きさは、測定領域１０Ａ内に納まる大きさであって、例えば、測定領域１０Ａの幅より小さい径の測定ポイントとされる。
　輝度計３の測定ポイントである測定部ＳＰは、例えば、表示部１１の略中央部に固定することができる。そして、測定する所定階調の出力画像をこの測定領域１０Ａに移動させて、所望の階調の出力画像の輝度を測定する構成としている。
　測定部ＳＰを表示部１１の中央部以外に設定することもでき、例えば、表示部１１の周辺部に測定部ＳＰを設定して、画像端部の見易さを検証することも可能である。
　所定階調の出力画像を測定領域１０Ａに移動させるためには、表示パターンを入れ替えればよい。この方法としては、各階調の出力画像をスクロールして、前記測定領域に順に移動させる方法が好ましい。また、測定領域１０Ａの出力画像を、次に測定する階調の出力画像と入れ替えるようにして順に移動させることも可能である。
　このように、一旦画像処理された各階調の出力画像を、そのまま全て表示する表示パターンを出力すると共に、測定する所定階調の画像を前記測定領域に移動させるように表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定することで、表示パターン全体の平均画像レベルを一定とし、測定階調のヒストグラムを変化させない状態で輝度特性を測定することができる。
　本実施形態の輝度特性測定方法は、例えば図３に示すフローチャートにより実行される。まず、輝度特性測定がスタートされると、ステップＳ１にてパターン信号発生部から画像処理部にパターン信号０が入力される。このパターン信号０とは、前述した通り、測定する複数階調の画像情報およびこれらの各階調画像を表示装置に表示する配置情報を含む表示パターン信号であり、さらに測定する所定階調の画像を測定領域に表示する信号である。
　次に、入力される表示パターン信号を画像処理して所定の表示パターンを出力して表示面に表示する。この際に、入力信号に従い表示パターンを入れ替え（ステップＳ２）、表示面の輝度を輝度計で測定し（ステップＳ３）、測定された輝度を輝度測定部に保存し（ステップ４）、測定する表示階調が２５５（第２５６階調）に達したか判定し（ステップ５）、第２５６階調に達したら測定終了する。また、ステップＳ５で第２５６階調に達していないときには、上の階調にインクリメントした信号を入力して（ステップ６）、ステップＳ２に戻って測定を続行する。
　上記したように、本実施形態に係る輝度特性測定方法は、測定する複数階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、測定領域に測定する階調の出力画像を順に表示するように表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定し、得られた各階調の輝度から輝度特性を測定する輝度特性測定方法である。
　次に、図４および図５を用いて、各階調の出力画像を同時に表示する場合（本発明方法に相当）と、それぞれ別々に表示する場合（従来方法に相当）の平均画像レベルとヒストグラムについて説明する。
　例えば、図４（ａ）に示すように、０－２５５の２５６階調を１６分割して、各階調の出力画像を同時に表示する場合は、その平均画像レベルＡＰＬは、図４（ｂ）に示すように一定となる。また、各階調の出力画像を常に同時に表示しているので、図４（ｃ）に示すヒストグラムのように、常に同じヒストグラムとなって、各階調の測定時にヒストグラムが変化しない構成となる。
　しかし、それぞれ別々に表示する図５に示す従来方法においては、その表示パターンは図５（ａ）に示すように、所定階調の単一画像であって、その平均画像レベルＡＰＬは、階調毎に異なり、表示画像としての平均画像レベルが変化する。また、ヒストグラムも図５（ｃ）に示すように、単一の階調毎に表示するので、測定の度に異なることになる。
　次に、この本発明方法による輝度特性測定結果と、従来方法による輝度特性測定結果について図６を用いて説明する。
　図６（ａ）に示すように、本発明方法により得られる輝度特性測定結果は、滑らかな曲線となっており、所定のガンマカーブに設定されていることを示している。図６（ｂ）に示す従来方法により得られる輝度特性測定結果は、滑らかな曲線とはならず、歪な曲線となる。
　このように、測定する複数階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、測定領域に測定する階調の出力画像を順に表示するように表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定し、表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定方法とすることで、表示パターンの平均画像レベルやヒストグラムが変化せず、安定した誤差のすくない輝度測定が可能となる。そのために、表示パターンの平均画像レベルやヒストグラムに応じた画像処理を行う画像処理部１２の影響を受けない輝度測定方法となる。
　測定する複数階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンとしては、例えば図７に示すように縦縞状に分割表示する表示パターンを用いることができる。ここでは５分割の表示例を示しているが、この分割数は特に限定されるものではなく、１６分割でも、これ以上の分割数であってもよい。
　また、分割領域に別々の階調の画像を表示するだけでなく、測定階調の出力画像を全て含むと共に、所定階調の出力画像を複数領域に表示してもよい。例えば、前記分割数をＳ分割とし、表示する階調数をＮとして、最も暗い階調と最も明るい階調とこれらの中間の明るさの階調とを同時に表示してそれぞれの輝度を順次測定することができる。
　例えば前記分割数をＳ分割とし、表示可能な階調数をＮとしたときに、表示装置に第ａd階調から第ｂd階調まで計ｎd階調の画像を表示し、最も暗い第ａm階調と最も明るい第ｂm階調とこれらの中間の明るさの計ｎm階調での輝度を測定することになる。ただし、１≦ａd≦ａm＜ｂm≦ｂd≦Ｎ、ｎd≦ｂd－ａd＋１、ｎm≦ｂm－ａm＋１、ｎm≦ｎd≦Ｓである。
　上記したように、測定する複数階調Ｎを全て含むＳ分割された表示パターンを用い、測定する複数階調の出力画像を、順次測定領域に移動してそれぞれの輝度を測定し、最も暗い第ａm階調と最も明るい第ｂm階調とこれらの中間の明るさの計ｎm階調での測定から、予め設定されている輝度特性を正確に測定することができる。
　たとえば、レベル０（第１階調）の輝度を測定するときは、第１階調の画像を測定部ＳＰが位置する測定領域に配置し、レベル６４（第６５階調）の輝度を測定するときは、第６５階調の画像を測定領域に配置し、レベル１２８（第１２９階調）の輝度を測定するときは、第１２９階調の画像を測定領域に配置し、レベル１９２（第１９３階調）の輝度を測定するときは、第１９３階調の画像を測定領域に配置し、レベル２５５（第２５６階調）の輝度を測定するときは、第２５６階調の画像を測定領域に配置する。
　また、ここでは、それぞれの階調の画像をスクロール移動させた例を示しているが、前述したように、測定領域にある画像と次に測定する階調の画像とを入れ替えるように移動させてもよい。
　さらに、同一階調の出力画像が複数あるときは、当該階調の出力画像を全て測定領域および測定領域近辺に移動させてもよい。この構成であれば、測定領域に測定階調の出力画像を集めることになって、所定階調の輝度測定の誤差を小さくすることができる。また、この入れ替え方法においても、表示パターンの平均画像レベルおよびヒストグラムを変化させることなく、輝度特性を測定することができる。
　また、測定領域に次に測定する出力画像を移動させる際に、この測定領域の出力画像と次に測定する出力画像以外の出力画像同士を同時に入れ替えてもよい。この構成であれば、測定階調の出力画像との輝度バランスを考慮して、測定領域近辺に所定階調の出力画像を表示することができ、誤差の少ない輝度測定が可能となる。また、このように、測定領域以外の表示領域の出力画像同士を入れ替えても、表示パターンの平均画像レベルおよびヒストグラムを変化させることなく、輝度特性を測定することができる。
　上記したように、本実施形態では、測定する複数階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、測定領域に測定する階調の出力画像を順に表示するように表示パターンを入れ替えてそれぞれの階調の輝度を測定し、得られた複数階調の輝度から表示装置の輝度特性を測定する構成としている。しかし、従来の測定方法では、レベル０（第１階調）の輝度を測定するときは、第１階調の画像のみを表示し、レベル６４（第６５階調）の輝度を測定するときは、第６５階調の画像のみを表示するように、所定の測定階調毎に表示画像を入れ替えている。
　そのために、従来方法では、表示部の平均画像レベルＡＰＬとヒストグラムが一定ではなく変化して画像処理の影響を受ける場合があるが、本発明方法では、表示部の平均画像レベルＡＰＬとヒストグラムが変化しないので画像処理の影響を受けないことは前述した通りである。
　また、分割表示する形態は種々変更可能であって、例えば、図８に示す各種の表示パターンが提案される。
　まず、図８（ａ）に示す縦縞状の表示パターン１０１がある。また、図８（ｂ）に示す横縞状の表示パターン１０２、図８（ｃ）に示す格子状の表示パターン１０３を用いることができる。全てのパターンにおいて、表示面の平均画像レベルを増減することが可能であり、画像レベルが低い状態の輝度特性を確認する際には、低い階調部分の画像領域を増やし、画像レベルが高い状態の輝度特性を確認する際には、高い階調部分の画像領域を増やして、所望される平均画像レベルに応じて、表示部の各画像レベルの領域を増減して測定することが可能となる。また、例えば、図８（ｄ）に示す表示パターン１０４のように、中央部領域を測定領域１４Ａとし、周辺部領域に平均画像レベルを増減するための画像レベル調整領域１４Ｂを設けることができる。
　画像レベル調整領域１４Ｂを設ける構成の表示パターン１０４であれば、周辺部に画像レベルの低い階調の画像を表示して、表示面の平均画像レベルを低くし、この所定の画像レベルにおける輝度特性を測定し検証することが可能となる。そのために、測定する所定階調の測定を阻害せず、所望の画像レベルに応じた輝度特性を確実に測定することができる。
　また、輝度特性をグレースケールで測定することも、三原色それぞれの色の輝度特性を測定し検証することができる。さらに、図８（ｅ）に示すように、格子状部分を４列構成とし、上の列から下の列に向けて、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、グレースケールの４色の出力画像を一体にした表示パターン１０５を採用することも可能である。
　上記した４色の表示パターン１０５であっても、測定領域は一箇所の升目に設定し、この測定領域に各色の各階調の出力画像を順に表示し、輝度測定して、保存された複数の輝度データから各色の輝度特性を測定することができる。
　この場合であっても、測定する複数階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、測定領域に測定する階調の出力画像を順に表示するように表示パターンを入れ替えて輝度を測定し輝度特性を測定するので、平均画像レベルＡＰＬとヒストグラムを一定に維持して、正確な輝度測定が可能な輝度特性測定方法となる。
　また、図９に示すように、測定部ＳＰを露出して測定部周囲の表示領域をマスクするマスク部材１３を用いる構成とすると、測定部以外の領域からの輝度の影響を受けず、より正確に輝度を測定することができる。このマスク部材１３は、表示部１１の前面に装着することも、表示部１１と輝度計３の中間に配設することも可能であり、その配設位置および配設方法は特に限定されない。
　前記マスク部材１３は、遮光性と反射防止性を備え、測定部ＳＰに相当する部分を露出する開口窓部１３ａを設けた板材から形成することが好ましい。この構成であれば、測定部以外の表示面からの影響と、測定する輝度計側からの反射光の影響をも防止することができ、さらに正確な輝度測定が可能となって好適である。
　さらに、輝度計３に、測定部ＳＰからの画像入力は許可し、測定部外からの画像入力を許可しない遮光用外筒（不図示）を装着すると、輝度計３の周辺からの光の侵入を抑制することができ、さらに誤差の少ない輝度測定が可能となる。
　図１０に、１６分割の表示パターンを縦縞状に表示して本発明方法により測定された輝度特性ラインＬ１と従来方法により得られた輝度特性ラインＬ２を示す。ここで、横軸は、０～２５５の２５６階調を示し、縦軸は、測定された輝度から得られる輝度比を示す。輝度比とは、輝度を最大輝度により規格化したもので、輝度比の範囲は０から１までとなる。また、予め設定される輝度特性の一例を示すガンマカーブＬ３を示す。このガンマカーブＬ３は、ガンマ指数２．２の例を示しており、平均画像レベルなどの変化による画像処理を受けていない滑らかな曲線である。この図から明らかなように、本発明方法によれば、滑らかな曲線の輝度特性ラインＬ１が得られ、一般に用いられるガンマ指数２．２のガンマカーブＬ３に近い輝度特性ラインとなる。
　しかし、従来方法により得られる輝度特性ラインＬ２は、滑らかでなく歪な曲線となって、実際に視認される映像とは合致しない測定結果となることが判る。
　そのために、本発明方法により得られた輝度特性ラインＬ１を基に、イメージ画像を再現すると、図１１に示すような再現画像を得ることができる。ここで、図１１（ａ）は輝度の濃淡を表示したグラデーションを示し、図１１（ｂ）には、日の出の画像を示している。
　図１１（ａ）に示す再現画像Ｇ１Ａ、および、図１１（ｂ）に示す再現画像Ｇ２Ａは、ともに滑らかな濃淡表示を備える画像であり、グラデーションが連続的に変化していることが明らかであって、実際に表示面上に表示される画像を忠実に再現しているものと思われる。
　また、従来方法により得られた輝度特性ラインＬ２を基に、イメージ画像を再現すると、図１２に示すような再現画像が得られる。図１２（ａ）に示す再現画像Ｇ１Ｂは輝度の濃淡を表示したグラデーション画像であり、図１２（ｂ）に示す再現画像Ｇ２Ｂは日の出の画像である。
　図１２（ａ）、図１２（ｂ）の再現画像Ｇ１Ｂ、Ｇ２Ｂは、ともに歪な濃淡表示であり、縞模様の濃淡が表示されグラデーションが不連続に変化していて、実際に表示面上に表示される画像とは明らかに異なっている。つまり、従来方法では、表示装置に予め設定されている輝度特性を正確に測定することはできない。
　これらの再現画像の相違について図１３にその摸式図を示す。図１３（ａ）に示すように、従来方法によって得られる再現画像Ｇ１Ｂは、縞状の境界が明確で不連続なグラデーション画像１４Ｂであるが、本発明方法によれば、境界が不明瞭で輝度が連続的に変化するグラデーション画像１４Ａの実際の画像に一致した再現画像Ｇ１Ａが得られる。また、図１３（ｂ）に示すように、従来方法によって得られる日の出の再現画像Ｇ２Ｂは弧状の境界が明確で不連続なグラデーション画像１５Ｂであるが、本発明方法によれば、輝度の境界が不明瞭で連続的に変化するグラデーション画像１５Ａの実際の画像に一致した再現画像Ｇ２Ａを得ることができる。
　このように、測定する複数階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、測定領域に測定する階調の出力画像を順に表示するように表示パターンを入れ替えて輝度を測定し輝度特性を測定する本発明方法によれば、輝度が連続的に変化する実際の画像に一致した再現画像Ｇ１Ａ、Ｇ２Ａを得ることができる。
　次に、輝度計３と制御装置４を備えて、所定の表示パターン信号を出力し、入力されるこの表示パターン信号を画像処理して各階調に適した輝度の出力画像として表示する表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定装置２について、図１を用いてさらに説明する。
　制御装置４は、測定する複数階調の画像情報およびこれらの各階調画像を表示装置１に表示する配置情報を含む表示パターン信号７を供給し、前記配置情報に従って、表示装置１に、画像処理された各階調の出力画像を全て同時に分割表示させ、測定する階調の画像を順に表示させるパターン信号発生部６と、前記輝度計３が測定した輝度を保存し測定保存された輝度から輝度特性を測定する輝度測定部５を備えている。また、輝度計３の測定部を、分割表示させた所定の測定領域１０Ａ（図２参照）に設け、この測定領域に各階調の出力画像を順に表示し、順次表示される各階調の出力画像の輝度を測定して表示装置の輝度特性を測定している。
　上記したように、パターン信号発生部６と輝度測定部５を有する制御装置４と輝度計３を備える構成とし、パターン信号発生部６が、測定する複数階調の画像情報とこれらの配置情報を含む表示パターン信号を供給する構成とすることで、測定する複数階調の測定画像を表示装置１の表示部１１に一括表示することができる。また、一括表示した複数階調の測定画像の輝度を順に測定する。そのために、表示部１１全体の平均画像レベルが一定の状態で各階調画像の輝度を測定することになって、正確な輝度特性を測定可能となる輝度測定装置２を得ることができる。
　また、前記パターン信号発生部６が、分割表示する階調数および階調範囲を変更自在であり、表示装置に表示する分割領域の配置も変更自在であることが好ましい。この構成であれば、所望される精度に応じて、分割表示する階調数を増減して、効率のよい輝度特性測定が可能な輝度特性測定装置を得ることができる。
　上記したように、本実施形態に係る輝度特性測定装置は、信号処理された各階調の出力画像を全て含む表示パターンを表示する分割表示機能と、測定する所定階調の出力画像を前記測定領域に移動させて輝度を測定する順次測定機能とを有している。また、測定する複数階調の出力画像を全て含む表示パターン全体の平均画像レベルを一定とし、測定階調のヒストグラムを変化させない状態で輝度特性を測定している。
　そのために、分割表示機能と順次測定機能を介して、測定する複数階調の平均画像レベルとヒストグラムを変えずに輝度測定を行うので、測定する階調を切り替える度に平均画像レベルとヒストグラムが変化せず、画像処理の影響を受けない構成となって、正確な輝度特性の測定が可能な輝度測定装置を得ることができる。
　また、パターン信号発生部から画像処理部に入力される画像の入力信号を画像処理して各階調に適した輝度の出力画像として表示する表示部の輝度特性を測定する際の信号処理システムは、前記入力信号が、測定する複数階調の画像情報、および、これらの画像の表示装置における表示領域の配置情報を含む表示パターン信号であることが好ましい。また、前記出力画像が、前記画像処理部にて所定の画像処理を行い、表示部を所定の表示領域に分割して、画像処理された各階調の出力画像を全て含む表示パターンであることが好ましい。さらに、予め定められる測定領域に各階調の出力画像を順に表示するように表示パターンを入れ替えて、各階調の輝度を測定する構成の信号処理システムであることが好ましい。
　上記の信号処理システムであれば、輝度を測定する各階調の出力画像を表示面に一括表示して、表示面に設ける測定領域に測定する出力画像を順に移動して、その輝度を測定するシステムとなるので、表示面全体の平均画像レベルが一定となり、測定画像のヒストグラムが変化しない構成となる。そのために、測定画像の平均画像レベルやヒストグラムに応じて実施される画像処理の影響を受けない構成となって、安定した誤差のすくない輝度特性の測定が可能な信号処理システムとなる。
　また、上記した信号処理システムを備える表示装置とすれば、各階調の出力画像を一括表示して順にその輝度を測定する画像処理システムを構成するパターン信号発生部と画像処理部を備える構成となって、輝度を測定する輝度計を用いて、測定画像の平均画像レベルやヒストグラムに応じて実施される画像処理の影響を受けずに正確な輝度特性が測定可能な表示装置となって好ましい。
　例えば、図２に示すように、パターン信号発生部６Ａと画像処理部１２を備える表示装置１Ａとし、パターン信号発生部６Ａが、測定する複数階調の画像情報、および、これらの画像の表示装置における表示領域の配置情報を含む表示パターン信号を発信する機能を有し、画像処理部１２が、入力された表示パターン信号に所定の画像処理を行い、表示部１１を所定の表示領域に分割して、画像処理された各階調の出力画像１０を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、予め定められる測定領域１０Ａに各階調の出力画像を順に表示するように表示パターンを入れ替える機能を有する構成とすることで、正確な輝度特性が測定可能な表示装置となる。
　そのために、本発明に係る信号処理システムを備える表示装置１Ａであれば、所定の画像レベルに応じた輝度特性を正確に測定して検証可能となって、所望される画像レベルに応じた適正な画像表示が可能な表示装置となって好ましい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、予め定められる測定領域に各階調の出力画像を順に表示させる際に、この測定領域の周囲には画像レベルの低い画像を配置する構成として、測定領域の輝度測定に及ぼす影響を最小限に抑制する構成としてもよい。
　また、分割表示する出力画像は２５６階調全ての２５６画像であってもよく、求められる測定精度により適宜変更することができる。ただし、２５６階調の画素濃度を１６分割することで、十分な精度で輝度特性を測定することが可能である。
　上記したように、本発明に係る輝度特性測定方法によれば、測定する複数階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、測定する階調の出力画像を測定領域に順に表示するように表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定して表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定方法としたので、表示される表示パターン全体の平均画像レベルやヒストグラムが変化せず、画像処理の影響を受けない安定した誤差のすくない輝度特性を測定することができる。
　また、本発明に係る輝度特性測定装置によれば、測定する複数階調の画像情報およびこれらの各階調画像を表示装置に表示する配置情報を含む表示パターン信号を供給する制御装置を備えて、表示装置に分割表示させた各階調の出力画像を順に表示して輝度を順次測定する分割表示機能と順次測定機能を発揮して、表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定装置としたので、表示装置の輝度特性を正確に測定可能な輝度特性測定装置を得ることができる。
　また、本発明に係る信号処理システムによれば、表示パターン信号をパターン信号発生部から画像処理部に入力し、この入力信号を画像処理して各階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、予め定められる測定領域に各階調の出力画像を順に表示するように表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定する画像処理システムとしたので、測定画像の平均画像レベルやヒストグラムの変化を抑制して、安定した誤差の少ない輝度特性の測定が可能な信号処理システムとなる。
　また、本発明に係る表示装置によれば、上記信号処理システムを備えているので、正確な輝度特性が測定可能な表示装置となる。
　本発明に係る輝度特性測定方法および輝度特性測定装置は、画像処理の影響を受けずに輝度特性を正確に測定可能であるので、平均画像レベルやヒストグラムに応じた画像処理を施している表示装置の輝度特性を確認する際、及び、輝度特性を検証したいときに適用可能となる。また、本発明に係る信号処理システムは、輝度特性を正確に測定したいときに適用可能な信号処理システムとなる。さらに、本発明に係る表示装置は、輝度特性を正確に検証する必要がある表示装置に好適に適用される。
　　　１　　表示装置
　　　２　　輝度特性測定装置
　　　３　　輝度計
　　　４　　制御装置
　　　５　　輝度測定部
　　　６　　パターン信号発生部
　　　７　　表示パターン信号（画像信号）
　　１０　　出力画像
　　１０Ａ　測定領域
　　１１　　表示部
　　１２　　画像処理部
　　ＳＰ　　測定部

Claims (19)

  1. 画像の入力信号を画像処理して各階調に応じた輝度の出力画像として表示してその輝度を測定し、測定される各階調の輝度から表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定方法であって、
    　測定する複数階調の画像情報、および、これらの各階調画像を表示装置に表示する配置情報を含む表示パターン信号を供給し、
    　供給される前記表示パターン信号を信号処理して、各階調の出力画像を全て同時に分割表示する表示パターンを出力し、該表示パターンを表示装置の表示部に表示し、
    　表示される表示パターンの所定領域を測定領域として測定部を設け、
    　前記測定領域に測定する階調の出力画像を順に表示するように前記表示パターンを入れ替えて各階調の輝度を測定することを特徴とする輝度特性測定方法。
  2. 輝度計と制御装置を備える輝度特性測定装置を用いて輝度特性を測定すると共に、
    　前記輝度計が前記測定領域の輝度を測定し、
    　前記制御装置が、前記表示パターン信号を供給し、表示装置に分割表示させ、測定する階調の画像を順に表示させ、測定される輝度から輝度特性を測定することを特徴とする請求項１に記載の輝度特性測定方法。
  3. 前記表示パターンが、信号処理された各階調の出力画像を、そのまま全て分割表示すると共に、測定する所定階調の画像を前記測定領域に移動させた表示パターンであって、該表示パターンを用いて輝度を測定することで、前記表示パターン全体の平均画像レベルを一定とし、測定階調のヒストグラムを変化させない状態で輝度特性を測定することを特徴とする請求項１または２に記載の輝度特性測定方法。
  4. 各階調の出力画像をスクロールして、前記測定領域に順に移動させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の輝度特性測定方法。
  5. 前記測定領域の出力画像を、次に測定する階調の出力画像と入れ替えるようにして順に移動させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の輝度特性測定方法。
  6. 同一階調の出力画像が複数あるときは、当該階調の出力画像を全て前記測定領域および測定領域近辺に移動させることを特徴とする請求項４または５に記載の輝度特性測定方法。
  7. 前記測定領域に次に測定する出力画像を移動させる際に、前記測定領域の出力画像と次に測定する出力画像以外の出力画像同士を同時に入れ替えることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の輝度特性測定方法。
  8. 前記分割がＳ分割であって、表示可能な階調数がＮである表示装置に第ａd階調から第ｂd階調まで計ｎd階調の画像を表示し、最も暗い第ａm階調と最も明るい第ｂm階調とこれらの中間の明るさの計ｎm階調での輝度を測定することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の輝度特性測定方法。
    ただし、１≦ａd≦ａm＜ｂm≦ｂd≦Ｎ、ｎd≦ｂd－ａd＋１、ｎm≦ｂm－ａm＋１、ｎm≦ｎd≦Ｓである。
  9. 画像レベルが低い状態の輝度特性を確認する際には、低い階調部分の画像領域を増やし、画像レベルが高い状態の輝度特性を確認する際には、高い階調部分の画像領域を増やして、所望される画像レベルに応じて、表示部の平均画像レベルを増減して測定することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の輝度特性測定方法。
  10. 前記測定部を表示部の中央部領域に設け、周辺部領域に平均画像レベルを増減するための輝度レベル調整領域を設けたことを特徴とする請求項９に記載の輝度特性測定方法。
  11. 前記表示パターン信号が、ＲＧＢの三原色とグレースケールとをそれぞれ所定の階調に分割したものであって、これらの各階調の出力画像を全て同時に分割表示したことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の輝度特性測定方法。
  12. 前記測定部を露出して、測定部周囲の表示領域をマスクするマスク部材を用いることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の輝度特性測定方法。
  13. 前記マスク部材が、遮光性と反射防止性を備え、前記測定部に相当する部分を露出する開口窓部を設けた板材からなることを特徴とする請求項１２に記載の輝度特性測定方法。
  14. 前記輝度計に、前記測定部からの画像入力は許可し、測定部外からの画像入力を許可しない遮光用外筒を装着したことを特徴とする請求項２から１３のいずれかに記載の輝度特性測定方法。
  15. 輝度計と制御装置を備えて、画像の入力信号を画像処理して各階調に適した輝度の出力画像として表示する表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定装置であって、
    　画像処理された各階調の出力画像を全て含む表示パターンを表示する分割表示機能と、測定する所定階調の出力画像を前記測定領域に移動させて輝度を測定する順次測定機能とを有し、前記表示パターン全体の平均画像レベルを一定とし、測定階調のヒストグラムを変化させない状態で輝度特性を測定することを特徴とする輝度特性測定装置。
  16. 輝度計と制御装置を備えて、画像の入力信号を画像処理して各階調に適した輝度の出力画像として表示する表示装置の輝度特性を測定する輝度特性測定装置であって、
    　前記制御装置が、測定する複数階調の画像情報およびこれらの各階調画像を表示装置に表示する配置情報を含む表示パターン信号を供給し、前記配置情報に従って、表示装置に、信号処理された各階調の出力画像を全て同時に分割表示させ、測定する階調の画像を順に表示させるパターン信号発生部と、前記輝度計が測定した輝度を保存し測定保存された輝度から輝度特性を測定する輝度測定部を備え、
    　前記輝度計の測定部を、分割表示させた所定の測定領域に設け、この測定領域に各階調の出力画像を順に表示し、順次表示される各階調の出力画像の輝度を測定して表示装置の輝度特性を測定することを特徴とする輝度特性測定装置。
  17. 前記パターン信号発生部が、分割表示する階調数および階調範囲を変更自在であり、表示装置に表示する分割領域の配置も変更自在としたことを特徴とする請求項１６に記載の輝度特性測定装置。
  18. パターン信号発生部から画像処理部に入力される画像の入力信号を信号処理して各階調に適した輝度の出力画像として表示する表示部の輝度特性を測定する際の信号処理システムであって、
    　前記入力信号が、測定する複数階調の画像情報、および、これらの画像の表示装置における表示領域の配置情報を含む表示パターン信号であり、
    　前記出力画像が、前記画像処理部にて所定の画像処理を行い、表示部を所定の表示領域に分割して、画像処理された各階調の出力画像を全て含む表示パターンであり、
    　予め定められる測定領域に各階調の出力画像を順に表示するように前記表示パターンを入れ替えて、各階調の輝度を測定することを特徴とする信号処理システム。
  19. 請求項１８に記載の信号処理システムを備えていることを特徴とする表示装置。
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