WO2013157104A1 - 表示装置、及び表示補正方法 - Google Patents

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WO2013157104A1
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luminance
display
signal processing
display unit
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阿部　正敏
勝之 松井
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Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display device and a display correction method.
  • DICOM Digital Imaging and Communication in Medicine
  • NEMA National Electrical Equipment Manufacturers Association
  • JESRA Japanese Imaging and Medical Systems Association
  • a grayscale standard display function based on human contrast sensitivity is used. Standards that can be used are determined. Therefore, in a display device used for medical use or the like, an optical sensor is attached to the front corner of the screen, and gamma correction is performed based on the measured value of the optical sensor (see, for example, Patent Document 1).
  • the optical sensor is attached to the corner of the screen so as not to disturb the display on the screen as much as possible.
  • the display device is a liquid crystal display device or the like
  • the corner of the screen on which the optical sensor is attached is deformed due to the influence of temperature, humidity, or the like, and black unevenness or light leakage occurs.
  • accurate gamma correction cannot be performed with the measurement value of the optical sensor attached to the front corner of the screen.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to measure the luminance characteristic of the display unit more accurately and to perform gamma correction of the display unit more accurately.
  • a display device and a display correction method are provided.
  • a display device includes a display unit that displays an image, a storage unit that stores a luminance characteristic at a substantially center of the display unit, and a substantially peripheral part of the display unit.
  • a sensor for measuring the luminance and a signal processing unit for calibrating the measurement value measured by the sensor based on the luminance characteristic stored in the storage unit.
  • the present invention provides a display correction method for correcting the luminance characteristics of a display unit, the step of measuring the luminance characteristic at substantially the center of the display unit, and the luminance of a peripheral part of the display unit.
  • the luminance characteristic of the display unit can be measured more accurately, and gamma correction of the display unit can be performed more accurately.
  • the center of the screen is measured with a reference sensor, the measured value at the center of the screen is stored, and the measured value of the optical sensor attached to the front corner of the screen is measured using the measured value at the center of the screen. , And gamma correction is performed based on the calibrated measurement value. As a result, display characteristics can be measured more accurately, and gamma correction can be performed more accurately. As a result, it can be used as a medical display device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a display device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the display device 1 includes a signal processing unit 10, a backlight 11, a display unit 12, an optical sensor 13, a storage unit 14, and an optical measuring instrument 15.
  • the signal processing unit 10 performs predetermined signal processing on the input video signal that is input, and supplies the processed video signal to the display unit 12.
  • the signal processing unit 10 supplies a brightness control signal based on the brightness of the processed video signal to the backlight 11.
  • the backlight 11 is made of, for example, a fluorescent tube or an LED, and controls the amount of light emission so as to have a predetermined luminance based on a brightness control signal from the signal processing unit 10.
  • the backlight 11 is lit on the back surface of the display unit 12, for example.
  • the display unit 12 is composed of a liquid crystal display, for example, and displays the processed video signal from the signal processing unit 10 on the screen.
  • the optical sensor 13 is attached to a corner of the surface of the display unit 12, measures the measurement target unit 12 a, and supplies the measurement value to the signal processing unit 10.
  • the storage unit 14 holds the measurement value from the optical sensor 13 and the measurement value from the optical measuring instrument 15 described later, which are supplied from the signal processing unit 10 during calibration.
  • the optical measuring instrument 15 measures the central part of the display unit 12 during calibration, and supplies the measurement value to the signal processing unit 10 via a predetermined interface (connector). That is, the optical measuring instrument 15 is removed from the display device 1 and stored in a predetermined location by being stored in a predetermined location while being connected or being detachable during normal use.
  • the display device 1 measures the luminance of the display unit 12 that displays an image, the storage unit 14 that stores luminance characteristics at the approximate center of the display unit, and the luminance at the approximate peripheral part of the display unit. And a signal processing unit 10 that calibrates the measurement value measured by the sensor based on the luminance characteristics stored in the storage unit.
  • the signal processing unit 10 also includes a measurement value obtained when the black luminance is measured among the measurement values measured by the sensor when the luminance of the display unit 12 is changed from black luminance to white luminance, and the storage unit 14.
  • the measured value measured by the sensor (optical sensor 13) is calibrated based on the difference from the black luminance stored in the.
  • the signal processing unit 10 changes the display so as to change from black to white by controlling the display unit 12 during calibration.
  • the optical sensor 13 measures a change from black to white in the measurement target portion 12 a at the screen corner of the display unit 12 and supplies the measurement values M (0) to M (max) to the signal processing unit 10.
  • the optical measuring instrument 15 measures the black luminance BK0 at the center of the display unit 12 and supplies the black luminance BK0 to the signal processing unit 10.
  • the measured values M (0) to M (max) measured by the optical sensor 13 and the black luminance BK0 measured by the optical measuring instrument 15 are stored in the storage unit 14.
  • the signal processing unit 10 sets M (0) as the black measurement value, M (max) as the white measurement value, and M (1),. Correction values Mo (0) to Mo (max) calibrated using the black luminance value BK0 are calculated for the measured values M (0) to M (max). Note that, at the time of the calibration, that is, the measurement by the optical sensor 13 and the optical measuring instrument 15 is performed periodically, at a predetermined interval (time interval based on usage time), or at an arbitrary timing.
  • the signal processing unit 10 calibrates the measured values M (0) to M (max) obtained by the optical sensor 13 attached to the corner of the surface of the display unit 12 after calibration, that is, in normal use.
  • the correction is performed by .about.Mo (max), and the processed video signal to the display unit 12 is controlled to perform gamma correction.
  • the entire screen of a display device is often not uniform.
  • the screen edge has light leakage, black unevenness, or the like.
  • light may leak from between the sheet metal holding the glass and the glass. This is because the signal from the driver IC that controls the liquid crystal element is transmitted to the non-display area, and masking is performed so that the backlight light does not leak from the driver IC. This is because there may be leaks.
  • Black unevenness is because the transmittance may change when the pressure from the sheet metal holding the glass changes, and the transmittance changes due to twisting, or when the glass expands and contracts. These are considered to change depending on temperature, humidity, external force, and the like.
  • the luminance at the center of the display unit 12 has hardly changed from the value measured by the optical measuring instrument 15.
  • the brightness at the substantially peripheral portion of the display unit 12 measured by the optical sensor 13 is calibrated using the brightness characteristic at the substantially center measured by the optical measuring instrument 15.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation (during calibration) of the first embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 2 is executed after measurement by the optical sensor 13 and the optical measuring instrument 15. That is, at the time when the flowchart shown in FIG. 2 is executed, the storage unit 14 stores the measured values M (0) to M (max) from the optical sensor 13 and the black measured values from the optical measuring instrument 15 described later. It is assumed that the luminance value BK0 is stored.
  • Step Sa1 First, the signal processing unit 10 reads the black luminance BK0 at the center of the screen measured by the optical measuring instrument 15 from the storage unit 14.
  • Step Sa2 Next, the signal processing unit 10 reads the measurement values M (0) to M (max), which are measurement values of the optical sensor 13, from the storage unit 14.
  • Step Sa3 the black luminance BK0 at the time of calibration is inherently correct luminance, and the luminance of M (0) measured this time is luminance that has changed due to black unevenness or the like.
  • Step Sa4 the signal processing unit 10 substitutes 0 for the variable i.
  • the measured value of the optical measuring instrument 15 can be predicted from the measured value of the optical sensor 13 by comparing the measured value of the optical measuring instrument 15 stored in the storage unit 14 with the measured value of the optical sensor 13. It becomes possible. That is, during normal use, the display device 1 corrects the measured value by the optical sensor 13 with the calibrated luminance Mo (0) to Mo (max), and after the processing of the display unit 12 based on the corrected measured value. Gamma correction can be performed more accurately by controlling the video signal. For example, a display suitable for medical use can be realized.
  • a screen for backlight control values at the time of calibration is provided separately from the black luminance BK0 stored in the storage unit 14.
  • the ratio between this value and the screen luminance information such as the current backlight control value is obtained. From the stored black luminance BK0 and the above ratio, the black at the center of the current screen is obtained.
  • the luminance may be predicted, and the black luminance predicted value may be replaced with the black luminance BK0.
  • the ratio is the backlight control value at the time of calibration and the current backlight control value.
  • the backlight control value “70” at the time of calibration is set to the current backlight control value “90”, and the black luminance “1.2” at the center of the screen at the time of calibration is set. Therefore, the current black luminance is 1.2 ⁇ 90/70.
  • the screen luminance of the liquid crystal display device is calculated by the brightness of the backlight 11 ⁇ the transmittance.
  • the transmittance at the time of black luminance does not change, and can be obtained by the above method. Experimentally, it has been found that the relationship between the backlight control value and the brightness is almost linear.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a GSDF (Grayscale Standard Display Function (Grayscale Standard Display Function)) curve after calibration.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the GSDF curve when the screen unevenness characteristic or the like is changed due to a change in the light leakage or the like.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a GSDF curve when the correction method according to the first embodiment is used. 3 to 5, the horizontal axis is a scale called JND index, and a difference of one step of JND index corresponds to a minimum luminance difference that can be identified by a person. The vertical axis represents ( ⁇ L / L). Note that L represents luminance.
  • the GSDF curve is a gray scale standard display function curve defined in Chapter 14 (DICOM3.0 Part 14) of the DICOM standard.
  • a curve g31 represents a GSDF curve after calibration.
  • a curve g41 represents a GSDF curve after the screen unevenness characteristic is changed.
  • a curve g51 represents a GSDF curve after the correction of the present embodiment is performed on FIG. 3 to 5
  • curves g32, g42, and g52 represent +30 [% (percent)] with respect to the standard value (ideal value)
  • curves g33, g43, and g53 represent +15 [%] with respect to the standard value.
  • Curves g34, g44, and g54 represent standard values.
  • Curves g35, g45, and g55 represent ⁇ 15 [%] with respect to the standard value
  • curves g36, g46, and g56 represent ⁇ 30 [%] with respect to the standard value.
  • the contrast response is within ⁇ 15 [%], which is a standard value of contrast response in management grade 1 (hereinafter referred to as a standard value of contrast response).
  • ⁇ 15 [%] a standard value of contrast response in management grade 1
  • the contrast response deviates significantly from the standard value as shown in FIG.
  • the contrast response falls within ⁇ 15 [%], which is the standard value of the contrast response, as shown in FIG.
  • the management grade 1 is for a medical monitor, which is determined by the "Guidelines for quality management of medical image display monitor” (Japan Industries Association of Radiological Systems Institute, JESRA X-0093 -2005). Specifically, the maximum luminance is 170 [cd / m 2 ] or more, the luminance ratio is 250 or more, and the contrast response is within ⁇ 15 [%].
  • the luminance characteristic of the display unit can be measured more accurately, and the gamma correction of the display unit can be performed more accurately.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the display device 1a according to the second embodiment of the present invention. It should be noted that portions corresponding to those in FIG.
  • the signal processing unit 10a controls the post-processing video signal to the display unit 12 so that the display changes from black to white. To change.
  • the optical sensor 13 measures a change from black to white in the measurement target portion 12a at the screen corner of the display portion 12, and supplies the measurement values M (0) to M (max) to the signal processing portion 10a.
  • the optical measuring instrument 15 measures a change from black to white in the central portion of the display unit 12 and supplies black luminance and white luminance to the signal processing unit 10a.
  • the contrast ratio C is calculated from the white luminance and the black luminance measured by the optical measuring instrument 15.
  • the brightness M (0) to M (max) and the contrast ratio C measured by the optical measuring instrument 15 measured by the optical sensor 13 are stored in the storage unit 14.
  • the contrast ratio is Lmax (luminance when displaying white) / Lmin (luminance when displaying black).
  • the signal processing unit 10a determines the white luminance Wc and the black luminance BKc from the measured values M (0) to M (max) of the optical sensor 13. Ask for. That is, the measured value M (max), which is the maximum luminance, is white luminance Wc, and the white luminance Wc / contrast ratio C is black luminance BKc.
  • the signal processing unit 10a calibrates the measured values M (0) to M (max) of the optical sensor 13 on the basis of the contrast ratio C obtained from the measured values of the optical measuring instrument 15. ) To Mc (max) are calculated and stored in the storage unit 14a.
  • the signal processing unit 10a calibrates the measurement value obtained by the optical sensor 13 attached to the surface corner of the display unit 12, that is, the calibrated conversion values Mc (0) to Mc ( and a gamma correction is performed by controlling the processed video signal to the display unit 12.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation (during calibration) of the second embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 7 is executed after measurement by the optical sensor 13 and the optical measuring instrument 15. That is, at the time of executing the flowchart shown in FIG. 7, the storage unit 14 obtains the measured values M (0) to M (max) from the optical sensor 13 and the measured values from the optical measuring instrument 15 described later. It is assumed that the contrast ratio C is stored.
  • Step Sb1 First, the signal processing unit 10a reads the contrast ratio C calculated from the measurement values (black luminance, white luminance) of the optical measuring instrument 15 from the storage unit 14a.
  • Step Sb2 Next, the signal processing unit 10a reads the measured values M (0) to M (max) of the optical sensor 13 from the storage unit 14a.
  • Step Sb3 the signal processing unit 10a sets the measured value M (max) that is the maximum luminance as the white luminance Wc.
  • Step Sb4 the signal processing unit 10a calculates the black luminance BKc from the white luminance Wc and the contrast ratio C.
  • Step Sb5 the signal processing unit 10a substitutes 1 for the variable i.
  • the display device 1a corrects the measured value by the optical sensor 13 with the calibrated converted values Mc (0) to Mc (max), and after processing to the display unit 12 based on the corrected measured value.
  • Gamma correction can be performed more accurately by controlling the video signal. For example, a display suitable for medical use can be realized.
  • the contrast value is stored in the storage unit 14a.
  • the contrast value may be stored separately for the white luminance and the black luminance, and calculated as white luminance / black luminance when called.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a GSDF curve when the correction method according to the second embodiment is used.
  • the horizontal axis is a scale called JND index.
  • the vertical axis represents ( ⁇ L / L).
  • a curve g81 represents, for example, a GSDF curve after the correction of the present embodiment is performed on FIG.
  • a curve g82 represents +30 [% (percent)] with respect to the standard value (ideal value)
  • a curve g83 represents +15 [%] with respect to the standard value.
  • a curve g84 represents a standard value.
  • a curve g85 represents ⁇ 15 [%] with respect to the standard value
  • a curve g86 represents ⁇ 30 [%] with respect to the standard value. As shown in FIG. 8, according to the correction using the contrast ratio according to the second embodiment described above, it falls within ⁇ 15 [%] which is the standard value of the contrast response.
  • the luminance characteristic of the display unit can be measured more accurately, and the gamma correction of the display unit can be performed more accurately. Also, black and halftone gamma can be measured correctly.
  • the contrast ratio of the display unit 12 does not change. Therefore, even different white luminance can be used for the calculation.
  • the optical measuring device 15 is a constituent element of the display device 1 (including 1a).
  • the present invention is not limited to this, and is prepared separately from the display device 1 (including 1a).
  • the optical measuring instrument 15 may transmit the measurement value to the display device 1 (including 1a) wirelessly or in a wired manner via a predetermined interface or a personal computer. .
  • the received measurement value may be stored in the storage unit 14 (including 14a).
  • the signal processing unit 10 when the influence of light leakage is large and the standard value is not reached even after correction, the signal processing unit 10 (including 10a) maintains the standard value even after correction. For example, it may be displayed on the display unit 12 to notify the user that it has not been entered. For example, the signal processing unit is used when the standard value of the contrast response in the management grade 1 is ⁇ 15 [%] or the standard value of the contrast response in the management grade 2 is not corrected even after being corrected to ⁇ 30 [%]. 10 (including 10a) may be notified.
  • the backlight 11 may be a red, blue, or green light source.
  • the signal processing unit 10 (including 10a) may calculate and control correction values for the red, blue, and green backlights 11.
  • the optical sensor 13 attached to the front surface of the display unit 12 includes a color filter matched to the red, blue, and green backlights 11 and is separated by this color filter when measuring black to white gamma. The sensor value obtained may be acquired and calibrated.
  • a liquid crystal display device including a backlight has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the present embodiment can also be applied to a display device in which an optical sensor is not provided at the center of the display unit. Even in this case, according to the present embodiment, the luminance characteristic of the display unit can be measured, and the gamma correction of the display unit can be performed. Further, according to the present embodiment, black and halftone gamma can be measured correctly.
  • a program for realizing the functions of the signal processing unit 10 of FIG. 1 or the signal processing unit 10a of FIG. 6 of the embodiment is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is recorded on the computer.
  • the processing of each unit may be performed by reading it into the system and executing it.
  • the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
  • the “computer-readable recording medium” is a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM (Read Only Memory), a CD-ROM, or a USB (Universal Serial Bus) I / F (interface).
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Abstract

　表示装置（１）は、画像を表示する表示部（１２）と、表示部（１２）の背面で点灯するバックライト（１１）と、表示部（１２）の略中央の輝度特性を記憶する記憶部（１４）と、表示部（１２）の略周辺部の輝度を測定する光学センサ（１３）と、記憶部（１４）に記憶されている輝度特性に基づいて、光学センサ（１３）によって測定された表示部（１２）の略周辺部の測定値を校正し、校正された測定値に基づいて、表示部（１２）の輝度を制御する信号処理部（１０）とを備えている。

Description

表示装置、及び表示補正方法
　本発明は、表示装置、及び表示補正方法に関する。
　医療用等に用いられる表示装置では、ガンマ特性がＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｉｍａｇｉｎｇ　ａｎｄ　ＣＯｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）カーブにあっていることが重要視され、より正確な情報（コントラスト、色度など）を提供するために、正確な表示が求められている。なお、ＤＩＣＯＭとは、ＡＣＲ（米国放射線学会）とＮＥＭＡ（米国電気機器工業会）が合同で制定した、医療情報交換のための標準規格である。
　例えば、ＪＥＳＲＡ（日本画像医療システム工業会）では、医療用画像表示用モニタの品質管理に関するガイドラインが設けられており、人間のコントラスト感度に基づいたグレイスケール標準表示関数により、医療用の表示装置として、使用できる規格が決められている。そこで、医療用等に用いられる表示装置では、画面の前面の隅に光学センサを取り付けて、該光学センサの測定値に基づいてガンマ補正を行っている（例えば特許文献１参照）。
特開平１１－６９３７０号公報
　ところで、上述した従来技術による表示装置では、画面への表示をできるだけ妨げないようにするために、光学センサは、画面の隅に取り付けられる。しかしながら、表示装置が液晶表示装置等の場合、光学センサが取り付けられている画面の隅は、温度や湿度の影響等による変形で、黒ムラや光漏れが発生する。このため、従来技術のように、画面の前面の隅に取り付けた光学センサの測定値では、正確なガンマ補正ができないという問題がある。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、より正確に表示部の輝度特性を測定することができ、より正確に表示部のガンマ補正を行うことができる表示装置、及び表示補正方法を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る表示装置は、画像を表示する表示部と、前記表示部の略中央の輝度特性を記憶する記憶部と、前記表示部の略周辺部の輝度を測定するセンサと、前記記憶部に記憶されている輝度特性に基づいて、前記センサによって測定された測定値を校正する信号処理部とを備える。
　上記目的を達成するため、本発明は、表示部の輝度特性を補正する表示補正方法であって、前記表示部の略中央の輝度特性を測定するステップと、前記表示部の周辺部の輝度を測定するステップと、前記表示部の略中央の測定された輝度特性に基づいて、前記表示部の周辺部の測定された測定値を校正するステップと、前記校正された測定値に基づいて前記表示部の輝度を制御するステップとを含む。
　この発明によれば、より正確に表示部の輝度特性を測定することができ、より正確に表示部のガンマ補正を行うことができる。
本発明の第１実施形態による表示装置１の構成を示すブロック図である。 本第１実施形態の動作（校正時）を説明するためのフローチャートである。 校正後のＧＳＤＦカーブを説明する図である。 光モレの変化などの要因で、画面ムラ特性などが変化した場合のＧＳＤＦカーブを説明する図である。 本第１実施形態による補正方法を用いた場合のＧＳＤＦカーブを説明する図である。 本発明の第２実施形態による表示装置１の構成を示すブロック図である。 本第２実施形態の動作（校正時）を説明するためのフローチャートである。 本第２実施形態による補正方法を用いた場合のＧＳＤＦカーブを説明する図である。
　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
　本発明では、基準センサで画面中央を測定し、該画面中央の測定値を記憶させておき、該画面中央の測定値を用いて、画面の前面の隅に取り付けられている光学センサの測定値を校正し、該校正した測定値に基づいてガンマ補正を行うことを特徴とする。この結果、より正確に表示特性を測定することができ、より正確にガンマ補正を行うことができる。これにより、医療用の表示装置として用いることが可能となる。
[第１実施形態]
　まず、本発明の第１実施形態について説明する。
　図１は、本発明の第１実施形態による表示装置１の構成を示すブロック図である。表示装置１は、信号処理部１０、バックライト１１、表示部１２、光学センサ１３、記憶部１４、及び光学測定器１５を備えている。信号処理部１０は、入力される入力映像信号に対して所定の信号処理を施し、処理映像信号として表示部１２に供給する。また、信号処理部１０は、処理後映像信号の明るさに基づく明るさ制御信号をバックライト１１に供給する。
　バックライト１１は、例えば蛍光管やＬＥＤなどからなり、信号処理部１０からの明るさ制御信号に基づいて所定の輝度になるよう発光量を制御する。バックライト１１は、例えば、表示部１２の背面で点灯する。
　表示部１２は、例えば液晶表示器からなり、信号処理部１０からの処理映像信号を画面に表示する。
　光学センサ１３は、表示部１２の表面の隅に取り付けられており、測定対象部１２ａを測定し、測定値を信号処理部１０に供給する。
　記憶部１４は、校正時に信号処理部１０から供給される、上記光学センサ１３からの測定値、及び後述する光学測定器１５からの測定値を保持する。
　光学測定器１５は、校正時に表示部１２の中央部を測定し、測定値を所定のインターフェース（コネクタ）を介して信号処理部１０に供給する。すなわち、光学測定器１５は、通常の使用時には、接続された状態のまま所定の場所に収納されるか、着脱可能とすることで、表示装置１から外され、所定の場所に収納される。
　このような構成により、本実施形態の表示装置１は、画像を表示する表示部１２と、表示部の略中央の輝度特性を記憶する記憶部１４と、表示部の略周辺部の輝度を測定するセンサ（光学センサ１３）と、記憶部に記憶されている輝度特性に基づいて、センサによって測定された測定値を校正する信号処理部１０と、を備える。
　また、信号処理部１０は、表示部１２の輝度を黒輝度から白輝度まで変化させたときに前記センサによる測定された測定値のうち、黒輝度を測定したときの測定値と、記憶部１４に記憶されている黒輝度との差分に基づいて、センサ（光学センサ１３）による測定される測定値を校正する。
　さらに説明すると、信号処理部１０は、校正時に、表示部１２を制御することにより、黒～白へ変化するように表示を変化させる。このとき、光学センサ１３は、表示部１２の画面隅の測定対象部１２ａにおける黒～白への変化を測定し、測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）を信号処理部１０に供給する。また、光学測定器１５は、表示部１２の中央部における黒輝度ＢＫ０を測定し、該黒輝度ＢＫ０を信号処理部１０に供給する。光学センサ１３により測定された、測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）、及び光学測定器１５による黒輝度ＢＫ０は、記憶部１４に記憶される。
　信号処理部１０は、校正時に、黒の測定値をＭ（０）、白の測定値をＭ（ｍａｘ）、その間の中間値をＭ（１）、…、Ｍ（ｍａｘ－１）とすると、測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）に対して、黒輝度値ＢＫ０を用いて校正した補正値Ｍｏ（０）～Ｍｏ（ｍａｘ）を算出する。なお、該校正時、すなわち光学センサ１３、光学測定器１５による測定は、定期的、あるいは所定の間隔（使用時間に基づく時間間隔）、あるいは任意のタイミングで行われる。
　信号処理部１０は、校正後、すなわち通常の使用時には、表示部１２の表面隅に取り付けられた光学センサ１３による測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）を、校正した補正値Ｍｏ（０）～Ｍｏ（ｍａｘ）で補正して、表示部１２への処理後映像信号を制御することでガンマ補正を行う。
　ここで、光学測定器１５が測定した表示部１２における略中央の輝度特性を用いて、光学センサ１３が測定した表示部１２における略周辺部の輝度を校正できる理由について説明する。
　一般的に、表示装置は、画面全体が一様ではないことが多々あり、特に、液晶表示装置等の場合は、画面端は、光モレ、黒ムラ等がある。光モレは、ガラスを抑えている板金とガラスの間から、光が漏れることがある。これは、非表示エリアに液晶素子を制御するドライバＩＣからの信号を這わせているところがあり、そこからバックライトの光が漏れないように、マスキングされているが、そのマスキングの隙間から光が漏れている場合があるためである。黒ムラは、ガラスを抑えている板金からの圧力が変化することで、ねじれたりして透過率が変わったり、あるいは、ガラスが伸び縮みすることで、透過率が変わる場合もあるためである。これらは、温度、湿度、外力等によって、変化するものと考えられている。
　一方、このような変化の要素は、画面端であるための要素がほとんどであるので、表示部１２の中央部における輝度は、光学測定器１５で測定した値からほとんど変化していないとみなせる。このため、本発明では、光学測定器１５が測定した略中央の輝度特性を用いて、光学センサ１３が測定した表示部１２における略周辺部の輝度を校正する。
　次に、本第１実施形態の動作について説明する。
　図２は、本第１実施形態の動作（校正時）を説明するためのフローチャートである。なお、図２に示すフローチャートは、光学センサ１３、光学測定器１５による測定後に実行される。すなわち、図２に示すフローチャートを実行する時点で、記憶部１４には、光学センサ１３からの測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）、及び後述する光学測定器１５からの測定値である黒輝度値ＢＫ０が記憶されているものとする。
（ステップＳａ１）まず、信号処理部１０は、光学測定器１５で測定した画面中央部の黒輝度ＢＫ０を記憶部１４から読み出す。
（ステップＳａ２）次に、信号処理部１０は、光学センサ１３の測定値である測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）を記憶部１４から読み出す。
（ステップＳａ３）次に、信号処理部１０は、校正時の黒輝度ＢＫ０が本来正しい輝度であり、今回測定したＭ（０）の輝度は、黒ムラ等により変化した輝度であるため、その影響成分である「ＢＫ０－Ｍ（０）」をＯｆｆｓｅｔとして求める。すなわち、Ｏｆｆｓｅｔは、中央部の黒輝度ＢＫ０に対する、画面隅の測定対象部１２ａの輝度Ｍ（０）のずれ、または誤差に相当する。言い換えると、Ｍ（０）＋Ｏｆｆｓｅｔ＝ＢＫ０であるので、Ｍ（１）～Ｍ（ｍａｘ－１）に対して、Ｏｆｆｓｅｔだけ校正すればよいことになる。
（ステップＳａ４）次に、信号処理部１０は、変数ｉに０を代入する。
（ステップＳａ５）次に、信号処理部１０は、Ｍｏ（ｉ）＝Ｍ（ｉ）＋Ｏｆｆｓｅｔを算出する。
（ステップＳａ６）次に、信号処理部１０は、ｉ＝ＭＡＸ（最大）になったか否かを判別する。信号処理部１０は、ｉ＝ＭＡＸ（最大）になったと判別した場合（ステップＳａ６のＹＥＳ）、ステップＳａ８に進み、ｉ＝ＭＡＸに達していないと判別した場合（ステップＳａ６のＮＯ）、ステップＳａ７に進む。
（ステップＳａ７）ｉ＝ＭＡＸに達していないと判別した場合、信号処理部１０は、ｉを１だけインクリメントし、ステップＳａ５に戻る。
　以下、信号処理部１０は、ｉがＭＡＸに達するまで、ｉをインクリメントしながら、ステップＳａ５で、Ｍｏ（ｉ）＝Ｍ（ｉ）＋Ｏｆｆｓｅｔを算出し、Ｍ（１）～Ｍ（ｍａｘ－１）に対して、Ｏｆｆｓｅｔだけ校正していく。
（ステップＳａ８）そして、ｉ＝ＭＡＸになったと判別した場合、信号処理部１０は、Ｍｏ（０）～Ｍｏ（ｍａｘ）が算出されているので、これを校正後の輝度Ｍｏ（０）～Ｍｏ（ｍａｘ）とする。
　校正後は、記憶部１４にて記憶した光学測定器１５の測定値と光学センサ１３の測定値との対比によって、光学センサ１３の測定値から、光学測定器１５の測定値を予測することが可能となる。すなわち、通常の使用時には、表示装置１では、光学センサ１３による測定値を、校正した輝度Ｍｏ（０）～Ｍｏ（ｍａｘ）で補正し、補正した測定値に基づいて、表示部１２の処理後映像信号を制御することで、より正確にガンマ補正を行うことができる。例えば、医療用等に適した表示を実現することができる。
　なお、校正時にバックライト１１を調節して合わせた白輝度と異なった白輝度の場合には、記憶部１４に記憶している黒輝度ＢＫ０とは別に、校正時のバックライト制御値などの画面輝度情報を記憶しておくことで、この値と現在のバックライト制御値などの画面輝度情報との比率を求め、記憶している黒輝度ＢＫ０と前述の比率とから、現在の画面中央の黒輝度を予測して、その黒輝度予測値を上記黒輝度ＢＫ０に置き換えてもよい。
　より具体的に説明すると、比率は、校正時のバックライト制御値と現在のバックライト制御値である。例えば、校正時のバックライト制御値「７０」、現在のバックライト制御値「９０」とし、校正時の画面中央の黒輝度「１．２」とする。ゆえに、現在の黒輝度＝１．２×９０／７０となる。これは、液晶表示装置の画面輝度は、バックライト１１の明るさ×透過率で算出される。バックライト制御値と明るさとの関係が線形である場合、黒輝度の時の透過率は変化しないので、上記方法により求めることが可能となる。なお、実験的に、バックライト制御値と明るさとの関係ほぼ線形であることが分かっている。
　次に、本第１実施形態による効果について説明する。
　図３は、校正後のＧＳＤＦ（Ｇｒａｙｓｃａｌｅ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（グレイスケール標準表示関数））カーブを説明する図である。図４は、光モレの変化などの要因で、画面ムラ特性などが変化した場合のＧＳＤＦカーブを説明する図である。図５は、本第１実施形態による補正方法を用いた場合のＧＳＤＦカーブを説明する図である。図３～図５において、横軸は、ＪＮＤ　ｉｎｄｅｘというスケールであり、ＪＮＤ　ｉｎｄｅｘの１ステップの差が、人が識別できる最小の輝度差に対応している。縦軸は、（ΔＬ／Ｌ）を表している。なお、Ｌは輝度を表している。なお、ＧＳＤＦカーブとは、ＤＩＣＯＭ規格の１４章（ＤＩＣＯＭ３．０　Ｐａｒｔ１４）で規定されているグレイスケール標準表示関数カーブである。
　図３において、曲線ｇ３１は、校正後のＧＳＤＦカーブを表している。図４において、曲線ｇ４１は、画面ムラ特性が変化した後のＧＳＤＦカーブを表している。図５において、曲線ｇ５１は、図４に対して本実施形態の補正を行った後のＧＳＤＦカーブを表している。
図３～図５において、曲線ｇ３２、ｇ４２及びｇ５２は、規格値（理想値）に対する＋３０［％（パーセント）］を表し、曲線ｇ３３、ｇ４３及びｇ５３は、規格値に対する＋１５［％］を表している。曲線ｇ３４、ｇ４４及びｇ５４は、規格値を表している。曲線ｇ３５、ｇ４５及びｇ５５は、規格値に対する－１５［％］を表し、曲線ｇ３６、ｇ４６及びｇ５６は、規格値に対する－３０［％］を表している。
　校正時には、図３に示すように、コントラスト応答は、管理グレード１におけるコントラスト応答の規格値（以下、コントラスト応答の規格値という）である±１５［％］の中に入っている。しかしながら、光モレの変化などの要因で、画面ムラ特性などが変化すると、コントラスト応答は、図４に示すように、規格値から大きく外れることになる。これを上述した本第１実施形態による補正方法で補正を行うと、コントラスト応答は、図５に示すように、コントラスト応答の規格値である±１５［％］の中に入ることになる。
　なお、管理グレード１とは、「医用画像表示用モニタの品質管理に関するガイドライン」（社団法人　日本画像医療システム工業会、ＪＥＳＲＡ　Ｘ－００９３－２００５）で決められている医療用モニタに対するものである。具体的には、最大輝度が１７０［ｃｄ／ｍ２］以上、輝度比が２５０以上、コントラスト応答が±１５［％］以内である。
　上述した第１実施形態によれば、より正確に表示部の輝度特性を測定することができ、より正確に表示部のガンマ補正を行うことができる。特に、医療用等に適した表示装置を提供することが可能となる。
［第２実施形態］
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。
　図６は、本発明の第２実施形態による表示装置１ａの構成を示すブロック図である。なお、図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。本第２実施形態では、上述した第１実施形態と同様に、校正時に、信号処理部１０ａは、表示部１２への処理後映像信号を制御することにより、黒～白へ変化するように表示を変化させる。このとき、光学センサ１３は、表示部１２の画面隅の測定対象部１２ａにおける黒～白への変化を測定し、測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）を信号処理部１０ａに供給する。また、光学測定器１５は、表示部１２の中央部における黒～白への変化を測定し、黒輝度、白輝度を信号処理部１０ａに供給する。光学測定器１５で測定された、白輝度と黒輝度からはコントラスト比Ｃが算出される。光学センサ１３により測定された、輝度Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）、及び光学測定器１５によるコントラスト比Ｃは、記憶部１４に記憶される。なお、コントラスト比とは、Ｌｍａｘ（白を表示したときの輝度）／Ｌｍｉｎ（黒を表示したときの輝度）である。
　信号処理部１０ａは、校正時、光学測定器１５の測定値から得たコントラスト比Ｃに基づいて、光学センサ１３の測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）から白輝度Ｗｃと黒輝度ＢＫｃとを求める。すなわち、最大輝度である測定値Ｍ（ｍａｘ）を白輝度Ｗｃとし、白輝度Ｗｃ／コントラスト比Ｃを黒輝度ＢＫｃとする。測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）において、測定値Ｍ（ｉ）の比率は、Ｍ（０）とＭ（ｍａｘ）とから、「（Ｍ（１）－Ｍ（０））／（Ｍ（ｍａｘ）－Ｍ（０））」であることが分かる。上記比率から、校正後のＭｃ（ｉ）は、Ｍｃ（ｉ）＝（Ｍ（ｉ）－Ｍ（０））／（Ｍ（ｍａｘ）－Ｍ（０））×（Ｗｃ－ＢＫｃ）＋ＢＫｃで求めることができる。
　信号処理部１０ａは、このように、光学測定器１５の測定値から得たコントラスト比Ｃに基づいて、光学センサ１３の測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）を校正した変換値Ｍｃ（０）～Ｍｃ（ｍａｘ）を算出して記憶部１４ａに記憶する。
　信号処理部１０ａは、校正後、すなわち通常の使用時には、表示部１２の表面隅に取り付けられた光学センサ１３による測定値を、校正した測定値、すなわち校正した変換値Ｍｃ（０）～Ｍｃ（ｍａｘ）で補正して、表示部１２への処理後映像信号を制御することでガンマ補正を行う。
　次に、本第２実施形態の動作について説明する。
　図７は、本第２実施形態の動作（校正時）を説明するためのフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートは、光学センサ１３、光学測定器１５による測定後に実行される。すなわち、図７に示すフローチャートを実行する時点で、記憶部１４には、光学センサ１３からの測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）、及び後述する光学測定器１５からの測定値から得られたコントラスト比Ｃが記憶されているものとする。
（ステップＳｂ１）まず、信号処理部１０ａは、光学測定器１５の測定値（黒輝度、白輝度）から算出したコントラスト比Ｃを記憶部１４ａから読み出す。
（ステップＳｂ２）次に、信号処理部１０ａは、光学センサ１３の測定値Ｍ（０）～Ｍ（ｍａｘ）を記憶部１４ａから読み出す。
（ステップＳｂ３）次に、信号処理部１０ａは、最大輝度である測定値Ｍ（ｍａｘ）を白輝度Ｗｃとする。
（ステップＳｂ４）次に、信号処理部１０ａは、白輝度Ｗｃとコントラスト比Ｃから黒輝度ＢＫｃを算出する。
（ステップＳｂ５）次に、信号処理部１０ａは、変数ｉに１を代入する。
（ステップＳｂ６）次に、信号処理部１０ａは、Ｍｃ（ｉ）＝（Ｍ（ｉ）－Ｍ（０））／（Ｍ（ｍａｘ）－Ｍ（０））×（Ｗｃ－ＢＫｃ）＋ＢＫｃを算出する。
（ステップＳｂ７）次に、信号処理部１０ａは、ｉ＝ＭＡＸ－１になったか否かを判別する。信号処理部１０ａは、ｉ＝ＭＡＸ－１になったと判別した場合（ステップＳｂ７のＹＥＳ）、ステップＳｂ９に進み、ｉ＝ＭＡＸ－１に達していないと判別した場合（ステップＳｂ７のＮＯ）、ステップＳａ８に進む。
（ステップＳｂ８）ｉ＝ＭＡＸ－１に達していないと判別した場合、信号処理部１０ａは、ｉを１だけインクリメントし、ステップＳｂ６に戻る。
　以下、信号処理部１０ａは、ｉがＭＡＸ－１に達するまで、ｉをインクリメントしながら、ステップＳｂ６で、Ｍｃ（ｉ）＝（Ｍ（ｉ）－Ｍ（０））／（Ｍ（ｍａｘ）－Ｍ（０））×（Ｗｃ－ＢＫｃ）＋ＢＫｃを算出し、Ｍ（１）～Ｍ（ｍａｘ－１）に対して、コントラスト比Ｃに基づいて校正していく。
（ステップＳｂ９）そして、ｉ＝ＭＡＸ－１になったと判別した場合、信号処理部１０ａは、Ｍｃ（０）～Ｍｃ（ｍａｘ）を算出できるので、これを校正後の変換値Ｍｃ（０）～Ｍｃ（ｍａｘ）とする。但し、Ｍｃ（０）＝ＢＫｃ、Ｍｃ（ｍａｘ）＝Ｗｃである。
　通常の使用時には、表示装置１ａでは、光学センサ１３による測定値を、校正した変換値Ｍｃ（０）～Ｍｃ（ｍａｘ）で補正し、補正した測定値に基づいて、表示部１２への処理後映像信号を制御することで、より正確にガンマ補正を行うことができる。例えば、医療用等に適した表示を実現することができる。
　上述の実施形態において、コントラスト値を記憶部１４ａに記憶するようにしたが、白輝度と黒輝度に別に記憶し、呼び出した時に白輝度／黒輝度として、計算で求めても良い。
　図８は、本第２実施形態による補正方法を用いた場合のＧＳＤＦカーブを説明する図である。図８において、横軸は、ＪＮＤ　ｉｎｄｅｘというスケールである。縦軸は、（ΔＬ／Ｌ）を表している。図８において、曲線ｇ８１は、例えば、図４に対して本実施形態の補正を行った後のＧＳＤＦカーブを表している。図８において、曲線ｇ８２は、規格値（理想値）に対する＋３０［％（パーセント）］を表し、曲線ｇ８３は、規格値に対する＋１５［％］を表している。曲線ｇ８４は、規格値を表している。曲線ｇ８５は、規格値に対する－１５［％］を表し、曲線ｇ８６は、規格値に対する－３０［％］を表している。
　図８に示すように、上述した本第２実施形態によるコントラスト比を用いた補正によれば、コントラスト応答の規格値である±１５［％］の中に入ることになる。
　上述した第２実施形態によれば、より正確に表示部の輝度特性を測定することができ、より正確に表示部のガンマ補正を行うことができる。また、黒や中間調のガンマも正しく測定することができる。
　また、第１実施形態と異なり、コントラスト値として利用するので、バックライト１１を調節して合わせた白輝度が、校正時に合わせた白輝度と異なっていても、表示部１２のコントラスト比は変わらないため、異なる白輝度でも上記計算に用いることができる。
　なお、上述した第１、第２実施形態では、光学測定器１５を表示装置１（含む１ａ）の構成要件としたが、これに限らず、表示装置１（含む１ａ）とは別途に用意された独立した機器であってもよく、光学測定器１５は、所定のインターフェースやパーソナルコンピュータなどを介して、表示装置１（含む１ａ）に無線または有線で、測定値を送信するようにしてもよい。表示装置１（含む１ａ）では、受信した測定値を記憶部１４（含む１４ａ）に記憶するようにしてもよい。
　なお、上述した第１、第２実施形態において、光漏れの影響が大きく、補正しても規格値に入らないような場合、信号処理部１０（含む１０ａ）は、補正しても規格値に入らなかったことを、例えば表示部１２に表示して、使用者に報知するようにしてもよい。例えば、管理グレード１におけるコントラスト応答の規格値である±１５［％］、または管理グレード２におけるコントラスト応答の規格値である±３０［％］に補正しても入らなかった場合に、信号処理部１０（含む１０ａ）は報知するようにしてもよい。
　また、上述した第１、第２実施形態において、バックライト１１は、赤、青、緑の光源であってもよい。この場合、信号処理部１０（含む１０ａ）は、赤、青、緑の各バックライト１１に対する補正値を算出して制御するようにしてもよい。また、この場合、表示部１２の前面に取り付けられている光学センサ１３は、赤、青、緑のバックライト１１に合わせたカラーフィルタを備え、黒～白のガンマ測定時、このカラーフィルタで分離したセンサの値を取得して、校正するようにしてもよい。
　また、上述した第１、第２実施形態は、バックライトを備える液晶表示装置を例に説明したが、これに限られない。表示部の中央部に、光学センサが設けられていない表示装置に、本実施形態を適用することも可能である。この場合であっても、本実施形態によれば、表示部の輝度特性を測定することができ、表示部のガンマ補正を行うことができる。また、本実施形態によれば、黒や中間調のガンマも正しく測定することができる。
なお、実施形態の図１の信号処理部１０または図６の信号処理部１０ａの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）　Ｉ／Ｆ（インタフェース）を介して接続されるＵＳＢメモリ、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、サーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
１，１ａ…表示装置、１０，１０ａ…信号処理部、１１…バックライト、１２…表示部、１２ａ…測定対象部、１３…光学センサ、１４，１４ａ…記憶部、１５…光学測定器

Claims (10)

  1. 　画像を表示する表示部と、
    　前記表示部の略中央の輝度特性を記憶する記憶部と、
    　前記表示部の略周辺部の輝度を測定するセンサと、
    　前記記憶部に記憶されている輝度特性に基づいて、前記センサによって測定された測定値を校正する信号処理部と
    　を備えることを特徴とする表示装置。
  2. 　前記信号処理部は、
    　前記校正された測定値に基づいて前記表示部の輝度を制御する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記信号処理部は、
    　前記校正された測定値に基づいて前記表示部の映像信号を制御する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  4. 　前記表示部の背面で点灯するバックライトを備え、
    　前記信号処理部は、
    　前記校正された測定値に基づいて前記表示部の映像信号を制御する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の表示装置。
  5. 　前記記憶部は、前記輝度特性として、前記表示部の略中央の黒輝度を記憶し、
    　前記信号処理部は、
    　前記記憶部に記憶されている黒輝度に基づいて、前記センサによって測定された測定値を校正する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
  6. 　前記信号処理部は、
    　前記表示部の輝度を黒輝度から白輝度まで変化させたときに前記センサによる測定された測定値のうち、黒輝度を測定したときの測定値と、前記記憶部に記憶されている前記黒輝度との差分に基づいて、前記センサによる測定される測定値を校正する
    　ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
  7. 　前記表示部の略中央の黒輝度を測定する光学測定器を更に備えることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の表示装置。
  8. 　前記記憶部は、前記輝度特性として、前記表示部の略中央のコントラスト比を記憶し、
    　前記信号処理部は、
    　前記記憶部に記憶されているコントラスト比に基づいて、前記表示部の輝度を黒輝度～白輝度まで変化させたときに前記センサによる測定された測定値を校正する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
  9. 　前記表示部の略中央の黒輝度と白輝度とを測定する光学測定器を更に備え、
    　前記信号処理部は、
    　前記光学測定器により測定された黒輝度と白輝度とからコントラスト比を算出する
    　ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
  10. 　表示部の輝度特性を補正する表示補正方法であって、
    　前記表示部の略中央の輝度特性を測定するステップと、
    　前記表示部の周辺部の輝度を測定するステップと、
    　前記表示部の略中央の測定された輝度特性に基づいて、前記表示部の周辺部の測定された測定値を校正するステップと、
    　前記校正された測定値に基づいて前記表示部の輝度を制御するステップと
    　を含むことを特徴とする表示補正方法。
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