ディスプレイ用カラーセンサおよびそれを用いるディスプレイシステムならびにディスプレイの校正方法
【課題】液晶ディスプレイの輝度および色度の校正を行うために、それらを測定する液晶ディスプレイ用カラーセンサにおいて、前記校正を正確に行えるようにする。
【解決手段】センサ３ｂに、液晶ディスプレイ２に対向配置され、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサ３ｂを用いるにあたって、インターフェイス１８を介して前記液晶ディスプレイ２側から階調情報を取得し、ＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄがセンサ３ｂの測定結果を前記階調情報に基づいて補正して、狭受光角のセンサに相当する輝度値および色度値を求める。したがって、受光角の広いセンサ３ｂを用いても、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、液晶ディスプレイ２の輝度値および色度値を測定することができ、前記校正を正確に行うことができる。
【解決手段】センサ３ｂに、液晶ディスプレイ２に対向配置され、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサ３ｂを用いるにあたって、インターフェイス１８を介して前記液晶ディスプレイ２側から階調情報を取得し、ＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄがセンサ３ｂの測定結果を前記階調情報に基づいて補正して、狭受光角のセンサに相当する輝度値および色度値を求める。したがって、受光角の広いセンサ３ｂを用いても、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、液晶ディスプレイ２の輝度値および色度値を測定することができ、前記校正を正確に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＬＣＤ(液晶ディスプレイ)の輝度および色度を校正するにあたって、それらを測定するカラーセンサおよびそれを用いるディスプレイシステムならびにディスプレイの校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば印刷用や医療用などで使用される高品位なモニターには、使用に伴う前記輝度および色度のずれを校正することが必要になる。その輝度および色度の校正にあたって、ＣＲＴモニターの場合、従来では、たとえばコニカミノルタ社製のＣＲＴキャリブレータと称される小型のカラーセンサが使用されている。そのＣＲＴキャリブレータは、ＣＲＴから入射した光を、Ｘ，Ｙ，Ｚの各色フィルタを通してそれぞれに対応するシリコンフォトダイオードで受光し、電流−電圧変換回路、Ａ／Ｄ変換回路を経て、デジタル信号（カウント値）として内蔵のマイコンに取込み、そのマイコンがＸ，Ｙ，Ｚのカウント値から校正係数を使って演算を行い、最終的な出力値である測色値を出力している。
【０００３】
前記ＣＲＴキャリブレータは、吸盤でＣＲＴの画面に吸着させて使用する構造になっており、前述のように小型でＣＲＴ画面からセンサまでの距離は短く、またコストアップを抑えるためにも、受光角を絞るようなレンズ等の光学系は設けられていない。このため、センサは広い受光角を持っており、正面からの光だけではなく、斜め方向から入射する光も受光する構造になっている。
【０００４】
しかしながら、電子ビームの照射によってモニター（ブラウン管）表面付近が発光し、比較的広い視野角を有するＣＲＴでは、見る角度によって輝度や色度が大きく変化せず、前記センサの広い受光角による影響は比較的小さい。このため、所定の１点で輝度を校正することで、ほぼ問題なく、低輝度から高輝度まで精度良く輝度および色度を測定することができる。
【０００５】
これに対して、モニターの奥のバックライトが発光し、表面付近の液晶素子がその光をコントロールする液晶ディスプレイでは、見え方の異なる横方向の光が前記視野角による影響を受けてしまう。図７および図８は、前記のＣＲＴキャリブレータで測定を行い、４０ｃｄ／ｍ２の１点校正を行った状態で、輝度を変化させて前記輝度値（Ｌｖ値（図７））および色度値（ｘ，ｙ値（図８））を測定した結果を示すグラフであり、受光角の小さい基準センサ（コニカミノルタ社製の色彩輝度計ＣＳ−１０００）による測定結果との誤差特性を示す。図７から、輝度は校正ポイントである前記４０ｃｄ／ｍ２を中心として、ほぼそれから離れる程誤差が大きくなり、図８から、色度は前記４０ｃｄ／ｍ２よりも小さくなる程、急激に誤差が大きくなっていることが理解される。このように前記ＣＲＴキャリブレータで液晶ディスプレイを測定する場合には、校正点以外で精度良く測定できないという問題が生じる。
【０００６】
そこで、特許文献１では、ＬＣＤの視野角による誤差を無くすために、接触型のセンサを用いても、その出力をルックアップテーブルなどの変換手段を用いて換算することで、光学系を備えている望遠型のセンサに相当する測定結果を得られるようにした液晶ディスプレイの輝度測定装置が提案されている。また、液晶パネルによってもその変換値が異なるので、パネル毎の変換手段を備えて対応するものとなっている。
【特許文献１】特開２００３−２９４５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の従来技術によれば、前記視野角の問題を或る程度解消することができる。しかしながら、液晶ディスプレイが、目で見て、あるいは受光角の狭い（前記望遠型の）センサで測った場合、同じ輝度値および色度値を表示していても、液晶ディスプレイでは、階調とバックライトの明るさとの組合わせが異なる場合がある。たとえば、経年使用に伴うバックライト光量の低下で、新品時よりも液晶の透過量を増加させるようなケースである。そのような場合、前記広い受光角によるセンサでは、階調によって測定結果に大きな誤差を生じてしまうという問題がある。
【０００８】
図９に、バックライトの明るさを変化させて、前記のＣＲＴキャリブレータで測定を行い、前記受光角の小さい基準センサ（コニカミノルタ社製の色彩輝度計ＣＳ−１０００）による同様の測定結果との誤差特性を示す。この図９から、同じ輝度の測定値が得られた場合でも、バックライトの明るさと階調との組合わせが異なると、誤差量が変化することが理解される。このため、前記特許文献１のように、測定値に対してある補正を掛けたとしても、正確な補正にはならない。
【０００９】
本発明の目的は、受光角の広いセンサを用いても、ディスプレイの輝度値および色度値を正確に測定することができるディスプレイ用カラーセンサおよびそれを用いるディスプレイシステムならびにディスプレイの校正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のディスプレイ用カラーセンサは、ディスプレイの輝度および色度を校正するためにそれらを測定するディスプレイ用カラーセンサにおいて、前記ディスプレイに対向配置される広受光角のセンサと、前記ディスプレイ側から階調情報を取得する入力手段と、前記センサの測定結果から、前記入力手段で得られた階調情報に基づいて、狭視野角のセンサに相当する輝度値および色度値を得る補正手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のディスプレイの校正方法は、ディスプレイの輝度および色度の校正方法において、前記ディスプレイに広受光角のセンサを対向配置して、輝度値および色度値となるデータを測定するステップと、入力手段によって、前記ディスプレイ側から階調情報を取得するステップと、補正手段によって、前記センサの測定結果から、前記入力手段で得られた階調情報に基づいて、狭視野角のセンサに相当する輝度値および色度値を得るステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、特に液晶ディスプレイの輝度および色度の校正を行うために、それらを測定するディスプレイ用カラーセンサにおいて、センサに前記ディスプレイに対向配置され、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサ（広角型センサ）を用いるにあたって、前記ディスプレイ側から階調情報を取得する入力手段を設け、補正手段は、単に前記センサの測定結果から輝度値および色度値を得るのではなく、測定結果を前記入力手段で得られた階調情報に基づいて補正して、狭受光角のセンサ（望遠型センサ）に相当する輝度値および色度値を求める。ここで、本願発明者の実験によれば、前記広受光角のセンサ（広角型センサ）による狭受光角のセンサ（望遠型センサ）に対する誤差は、バックライトの明るさに関わらず、階調によって変化するという知見が得られた。
【００１３】
したがって、受光角の広いセンサを用いても、たとえば階調に応じた誤差割合をキャンセルするように係数を掛けて補正を行なうなど、液晶の実際の階調に応じて測定結果を補正することで、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、ディスプレイの輝度値および色度値を測定することができ、前記校正を正確に行うことができる。
【００１４】
さらにまた、本発明のディスプレイシステムは、ディスプレイに前記のディスプレイ用カラーセンサを接続して成り、前記ディスプレイには、前記階調情報を出力する出力手段と、前記補正手段によって得られた輝度値および色度値に基づいて輝度および色度を校正する校正手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサを用いても、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、ディスプレイの輝度値および色度値を測定することができ、校正を正確に行うことができるディスプレイシステムを実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のディスプレイ用カラーセンサおよびそれを用いる校正方法は、以上のように、特に液晶ディスプレイの輝度および色度の校正を行うために、それらを測定するディスプレイ用カラーセンサおよびそれを用いる校正方法において、ディスプレイに対向配置され、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサを用いるにあたって、前記ディスプレイ側から階調情報を取得し、センサの測定結果を前記階調情報に基づいて補正して、狭受光角のセンサに相当する輝度値および色度値を求める。
【００１７】
それゆえ、受光角の広いセンサを用いても、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、ディスプレイの輝度値および色度値を測定することができ、前記校正を正確に行うことができる。
【００１８】
さらにまた、本発明のディスプレイシステムは、以上のように、ディスプレイに前記のディスプレイ用カラーセンサを接続して成る。
【００１９】
それゆえ、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサを用いても、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、ディスプレイの輝度値および色度値を測定することができ、校正を正確に行うことができるディスプレイシステムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の実施の一形態に係るディスプレイシステムである液晶ディスプレイシステム１の外観構成を示す斜視図である。この液晶ディスプレイシステム１は、輝度および色度の校正を必要とする高品位な液晶ディスプレイ２およびそのコントローラ４ならびにディスプレイ用カラーセンサであるセンサユニット３およびそのセンサ本体５を備えて構成される。前記センサ本体５はパーソナルコンピュータなどから成り、前記コントローラ４は映像信号処理回路に演算処理回路などを備えて成り、前記センサユニット３−センサ本体５間、液晶ディスプレイ２−コントローラ４間、センサ本体５−コントローラ４間は、それぞれＵＳＢなどで接続されて成る。前記センサユニット３は、校正時に前記液晶ディスプレイ２の画面２ａに（吸着などで）貼付けられる。なお、コントローラ４がセンサ本体５と一体となって、前記パーソナルコンピュータで構成されていてもよい。
【００２１】
図２は、前記センサユニット３の電気的構成を示すブロック図である。受光素子から成るセンサ３ｂは、小型で、かつ安価な光学系を備えていない広受光角のセンサ（広角型センサ）のセンサである。前記画面２ａから前記センサ３ｂの受光窓に入射した光は、赤外線吸収フィルタ１１を透過した後、Ｘ，Ｙ，Ｚの各色フィルタ１２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚを通過することで分光され、シリコンフォトダイオード１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚで各波長の光が光電変換される。
【００２２】
前記シリコンフォトダイオード１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚで電流として得られた信号は、電流電圧変換回路（Ｉ／Ｖ変換回路）１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚで電圧信号に変換され、ゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚを通じてＡ／Ｄ変換回路１６に入力される。前記ゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚは、前記電圧信号をＡ／Ｄ変換回路１６のダイナミックレンジに適応させるために設けられており、単体のＡ／Ｄ変換回路１６が前記電圧信号をマルチプレックス動作によって所定周期でアナログ／デジタル変換した結果に基づいて、ＣＰＵ１７の回路ゲイン制御部１７ａが、前記ゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚのゲインを制御する。また、前記ＣＰＵ１７のＡ／Ｄ変換回路制御部１７ｂが、前記Ａ／Ｄ変換回路１６のサンプリングを制御する。こうして、Ｉ／Ｖ変換回路１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ、ゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５ＺおよびＡ／Ｄ変換回路１６は、センサ３ｂからのアナログ信号を、演算部となるＣＰＵ１７で処理するためのデジタル信号に変換する信号変換部を構成する。
【００２３】
前記ＣＰＵ１７は、前記信号変換部から入力された信号を演算し、Ｌｖ値、ｘ，ｙ値等の輝度値および色度値を得る前記演算部となり、前記回路ゲイン制御部１７ａおよびＡ／Ｄ変換回路制御部１７ｂに加えて、前記Ａ／Ｄ変換回路１６からのＸ，Ｙ，Ｚの各カウント値が入力されるＡ／Ｄカウント入力部１７ｃと、そのカウント値から後述するような演算・補正を行って前記輝度値および色度値を得る演算・補正部１７ｄと、インターフェイス部１８を介して前記液晶ディスプレイ２と通信を行うデータ入出力部１７ｅとを備えて構成される。
【００２４】
注目すべきは、本発明では、前記輝度値および色度値を得る過程の中で、前記ＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄは、データ入出力部１７ｅからインターフェイス部１８およびセンサ本体５を介して、ディスプレイコントローラ５から取得した液晶ディスプレイ２の階調情報に基づいて、メモリ１９に格納されている補正テーブルを参照し、さらに必要に応じて補間演算などを行い、演算値に補正をかけることである。前記インターフェイス部１８は、前記階調データの入力だけでなく、その演算結果を測定情報として液晶ディスプレイ２側へ出力して校正を行わせたり、液晶ディスプレイ２側から校正モードとなったことなどを受信する前記液晶ディスプレイ２との間の通信インターフェイスである。前記校正モードとなったことが入力されると、ＣＰＵ１７がそれに応答して、センサ３ｂによる受光から前記信号変換部や演算部の駆動制御を行う。
【００２５】
以下に、前記ＣＰＵ１７による演算について、詳しく説明する。前記Ａ／Ｄ変換回路１６からＣＰＵ１７のＡ／Ｄカウント入力部１７ｃへは、上記のようにして画面２ａからの入射光に対するＸ，Ｙ，Ｚそれぞれのカウント値ｘｃｎｔ，ｙｃｎｔ，ｚｃｎｔが得られる。ただし、ＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄは、たとえばセンサユニット３の収納容器への格納状態などの入射光を遮光した状態で、同様にしてカウント値を得ており、それを前記入射光のカウント値から減算することで、シリコンフォトダイオード１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚの暗電流や、他の回路１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ；１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚ；１６のオフセットの影響を除去している。
【００２６】
得られたＸ，Ｙ，Ｚのカウント値ｘｃｎｔ，ｙｃｎｔ，ｚｃｎｔから、前記演算・補正部１７ｄは、前述の１点の校正から導かれた校正定数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３を用いて、下式から実際の測色値Ｘｄａｔａ，Ｙｄａｔａ，Ｚｄａｔａを計算する。このため、前記メモリ１９の校正係数記憶部１９ａには、出力される測定値が基準となる光源および測定器で値付けされる基準値に合わせ込まれるようにして求められた前記校正係数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３が予め格納されている。
【００２７】
Ｘｄａｔａ＝ｘｃｎｔ×ａ１１＋ｙｃｎｔ×ａ１２＋ｚｃｎｔ×ａ１３・・・（１）
Ｙｄａｔａ＝ｘｃｎｔ×ａ２１＋ｙｃｎｔ×ａ２２＋ｚｃｎｔ×ａ２３・・・（２）
Ｚｄａｔａ＝ｘｃｎｔ×ａ３１＋ｙｃｎｔ×ａ３２＋ｚｃｎｔ×ａ３３・・・（３）
【００２８】
ここで、前記校正係数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３の決定は、基準となるディスプレイなどの光源に、分光色彩輝度計などを用いて行われ、具体的には、或るひとつの輝度の条件の白色（たとえば、６５００Ｋ，４０ｃｄ／ｍ２など）と、そのときのＲ，Ｇ，Ｂ単色とを測定し、行列式を解くことによって求められる。前記演算・補正部１７ｄは、全ての測定範囲において、上記で得られた校正係数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３を使用して、輝度値および色度値を出力する。前記校正係数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３の一例は、たとえば表１のようである。
【００２９】
【表１】
【００３０】
その後、注目すべきは、本発明では、前記演算・補正部１７ｄは、上述のようにして得られた測色値Ｘｄａｔａ，Ｙｄａｔａ，Ｚｄａｔａに対して、予め液晶ディスプレイ２のパネルの種類に対応して前記メモリ１９の階調補正係数記憶部１９ｂに格納されている補正係数の内、前記液晶ディスプレイ２側から取得した階調データに対応した補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを乗じ、下式のようにして、最終的に出力するＸ，Ｙ，Ｚの値Ｘｏｕｔ，Ｙｏｕｔ，Ｚｏｕｔを計算することである。
【００３１】
Ｘｏｕｔ＝Ｘｄａｔａ×ｋｘ ・・・（４）
Ｙｏｕｔ＝Ｙｄａｔａ×ｋｙ ・・・（５）
Ｚｏｕｔ＝Ｚｄａｔａ×ｋｚ ・・・（６）
【００３２】
次に、前記補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚの決定方法について説明する。センサユニット３と液晶ディスプレイ２とは、基本的に１対１で使用され、階調による配光特性の変化は液晶パネル毎にバラツキがあるので、これに対応した補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを一意的に決定する必要がある。そこで、液晶ディスプレイ２が、たとえば各色８ビットのデータで制御される場合、０〜２５５の階調に対して、階調５，１５，２７，４８，７２，１５０，２３４の７点で前記補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚが設定される。このように階調の低いところで細かく補正係数を設定しているのは、図３から明らかなように、誤差の割合を補正しようとすると、階調の低いところでグラフが大きく曲がっているので、細かい間隔で補正係数を設定しなければ、間を補間する際に誤差が大きくなってしまうためである。データポイント以外の部分は、直線補間や、近似式で補間が行われる。こうして求めた補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚの一例は、たとえば表２のようである。このような補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを設定する階調の設定間隔や数は、その液晶パネルの特性や、求められるセンサの性能に応じて、適宜選択されればよい。
【００３３】
【表２】
【００３４】
前記図３は、バックライトの明るさに関わらず、階調のみに着目して誤差量を測定した結果を示すグラフである。これらの図３および前述の図９から、階調の値に対する誤差割合（％）は、バックライトの設定に関わらず、ほぼ一定になることが理解される。本発明では、本願発明者が知見したこの特性を利用して、ＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄが液晶ディスプレイ２側の階調情報を取得し、その階調に応じた誤差割合をキャンセルするように係数を掛けて補正を行なう。
【００３５】
図４および図５は、本願発明者の実験結果を示すグラフであり、前述の図７および図８に対応している。すなわち、上述のようにしてセンサユニット３を用いて測定を行い、４０ｃｄ／ｍ２の１点校正を行った状態で、輝度を変化させて輝度値（Ｌｖ値（図４））および色度値（ｘ，ｙ値（図５））を測定した結果を示すグラフであり、受光角の小さい基準センサ（コニカミノルタ社製の色彩輝度計ＣＳ−１０００）による測定結果との誤差特性を示す。図４から、輝度は校正ポイントである前記４０ｃｄ／ｍ２だけでなく、低輝度から高輝度まで、ほぼ誤差が抑えられており、図５から、色度も前記４０ｃｄ／ｍ２だけでなく、低輝度側で若干現れるものの、高輝度まで、ほぼ誤差が抑えられていることが理解される。
【００３６】
図６は、前述のような輝度値および色度値の測定方法を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１では、液晶ディスプレイ２側からインターフェイス部１８およびデータ入出力部１７ｅを介して、演算・校正部１７ｄに測定コマンドおよび現在の階調情報が入力される。これに応答して、ＣＰＵ１７は測定モードとなり、ステップＳ２で、回路ゲイン制御部１７ａがゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚのゲインを制御するとともに、ステップＳ３で、Ａ／Ｄ変換回路制御部１７ｂがＡ／Ｄ変換回路１６のサンプリングを制御する。こうして、ステップＳ４で、Ａ／Ｄ変換回路１６から演算・校正部１７ｄに前記Ｘ，Ｙ，Ｚのカウント値ｘｃｎｔ，ｙｃｎｔ，ｚｃｎｔが得られる。
【００３７】
続いて、ステップＳ５では、前記演算・補正部１７ｄが、前記カウント値ｘｃｎｔ，ｙｃｎｔ，ｚｃｎｔに、前記校正係数記憶部１９ａからの校正定数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３を用いて、前記式１〜３に従って、測色値Ｘｄａｔａ，Ｙｄａｔａ，Ｚｄａｔａを計算する。一方、ステップＳ６では、前記演算・補正部１７ｄは、前記階調補正係数記憶部１９ｂに格納されている補正係数の内、前記液晶ディスプレイ２側から取得した階調データに対応した補正係数を読出し、適宜補間演算を行うなどして、実際に乗算する補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを求めている。そして、ステップＳ７において、前記式４〜６に従って、最終的に出力するＸ，Ｙ，Ｚの値Ｘｏｕｔ，Ｙｏｕｔ，Ｚｏｕｔを計算し、ステップＳ８で、データ入出力部１７ｅから外部インターフェイス１８を介して、前記測定情報として液晶ディスプレイ２側へ送信し、前記輝度および色度の校正を行わせる。
【００３８】
このように構成することで、液晶ディスプレイ２の輝度および色度の校正を行うために、それらを測定するセンサユニット３において、センサ３ｂに前記液晶ディスプレイ２に対向配置され、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサ（広角型センサ）を用いるにあたって、前記液晶ディスプレイ２側から階調情報を取得するインターフェイス１８を設け、補正手段となるＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄは、前記センサ３ｂの測定結果から、単に輝度値および色度値を得るのではなく、測定結果を前記階調情報に基づいて補正して、狭受光角のセンサ（望遠型センサ）に相当する輝度値および色度値を求めるので、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、液晶ディスプレイ２の輝度値および色度値を測定することができ、前記校正を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る液晶ディスプレイシステムの外観構成を示す斜視図である。
【図２】センサユニットの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】前記液晶ディスプレイの階調を変化させてＣＲＴキャリブレータで測定を行った結果の受光角の小さい基準センサによる同様の測定結果との誤差特性を示すグラフである。
【図４】ＣＲＴキャリブレータで測定を行って液晶ディスプレイを本発明による校正を行った状態で、輝度を変化させて輝度値を測定した結果を示すグラフである。
【図５】ＣＲＴキャリブレータで測定を行って液晶ディスプレイを本発明による校正を行った状態で、輝度を変化させて色度値を測定した結果を示すグラフである。
【図６】本発明による輝度値および色度値の測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】ＣＲＴキャリブレータで測定を行って液晶ディスプレイを校正した状態で、輝度を変化させて輝度値を測定した場合の受光角の小さい基準センサによる同様の測定結果との誤差特性を示すグラフである。
【図８】ＣＲＴキャリブレータで測定を行って液晶ディスプレイを校正した状態で、輝度を変化させて色度値を測定した場合の受光角の小さい基準センサによる同様の測定結果との誤差特性を示すグラフである。
【図９】前記液晶ディスプレイのバックライトの明るさを変化させてＣＲＴキャリブレータで測定を行った場合の受光角の小さい基準センサによる同様の測定結果との誤差特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１ 液晶ディスプレイシステム
２ 液晶ディスプレイ
２ａ 画面
３ センサユニット
３ｂ センサ
４ ディスプレイコントローラ
５ センサ本体
１１ 赤外線吸収フィルタ
１２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚ 色フィルタ
１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚ シリコンフォトダイオード
１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ 電流電圧変換回路
１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚ ゲイン切替回路
１６ Ａ／Ｄ変換回路
１７ ＣＰＵ
１７ａ 回路ゲイン制御部
１７ｂ Ａ／Ｄ変換回路制御部
１７ｃ Ａ／Ｄカウント入力部
１７ｄ 演算・補正部
１７ｅ データ入出力部
１８ インターフェイス部
１９ メモリ
１９ａ 校正係数記憶部
１９ｂ 階調補正係数記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＬＣＤ(液晶ディスプレイ)の輝度および色度を校正するにあたって、それらを測定するカラーセンサおよびそれを用いるディスプレイシステムならびにディスプレイの校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば印刷用や医療用などで使用される高品位なモニターには、使用に伴う前記輝度および色度のずれを校正することが必要になる。その輝度および色度の校正にあたって、ＣＲＴモニターの場合、従来では、たとえばコニカミノルタ社製のＣＲＴキャリブレータと称される小型のカラーセンサが使用されている。そのＣＲＴキャリブレータは、ＣＲＴから入射した光を、Ｘ，Ｙ，Ｚの各色フィルタを通してそれぞれに対応するシリコンフォトダイオードで受光し、電流−電圧変換回路、Ａ／Ｄ変換回路を経て、デジタル信号（カウント値）として内蔵のマイコンに取込み、そのマイコンがＸ，Ｙ，Ｚのカウント値から校正係数を使って演算を行い、最終的な出力値である測色値を出力している。
【０００３】
前記ＣＲＴキャリブレータは、吸盤でＣＲＴの画面に吸着させて使用する構造になっており、前述のように小型でＣＲＴ画面からセンサまでの距離は短く、またコストアップを抑えるためにも、受光角を絞るようなレンズ等の光学系は設けられていない。このため、センサは広い受光角を持っており、正面からの光だけではなく、斜め方向から入射する光も受光する構造になっている。
【０００４】
しかしながら、電子ビームの照射によってモニター（ブラウン管）表面付近が発光し、比較的広い視野角を有するＣＲＴでは、見る角度によって輝度や色度が大きく変化せず、前記センサの広い受光角による影響は比較的小さい。このため、所定の１点で輝度を校正することで、ほぼ問題なく、低輝度から高輝度まで精度良く輝度および色度を測定することができる。
【０００５】
これに対して、モニターの奥のバックライトが発光し、表面付近の液晶素子がその光をコントロールする液晶ディスプレイでは、見え方の異なる横方向の光が前記視野角による影響を受けてしまう。図７および図８は、前記のＣＲＴキャリブレータで測定を行い、４０ｃｄ／ｍ２の１点校正を行った状態で、輝度を変化させて前記輝度値（Ｌｖ値（図７））および色度値（ｘ，ｙ値（図８））を測定した結果を示すグラフであり、受光角の小さい基準センサ（コニカミノルタ社製の色彩輝度計ＣＳ−１０００）による測定結果との誤差特性を示す。図７から、輝度は校正ポイントである前記４０ｃｄ／ｍ２を中心として、ほぼそれから離れる程誤差が大きくなり、図８から、色度は前記４０ｃｄ／ｍ２よりも小さくなる程、急激に誤差が大きくなっていることが理解される。このように前記ＣＲＴキャリブレータで液晶ディスプレイを測定する場合には、校正点以外で精度良く測定できないという問題が生じる。
【０００６】
そこで、特許文献１では、ＬＣＤの視野角による誤差を無くすために、接触型のセンサを用いても、その出力をルックアップテーブルなどの変換手段を用いて換算することで、光学系を備えている望遠型のセンサに相当する測定結果を得られるようにした液晶ディスプレイの輝度測定装置が提案されている。また、液晶パネルによってもその変換値が異なるので、パネル毎の変換手段を備えて対応するものとなっている。
【特許文献１】特開２００３−２９４５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の従来技術によれば、前記視野角の問題を或る程度解消することができる。しかしながら、液晶ディスプレイが、目で見て、あるいは受光角の狭い（前記望遠型の）センサで測った場合、同じ輝度値および色度値を表示していても、液晶ディスプレイでは、階調とバックライトの明るさとの組合わせが異なる場合がある。たとえば、経年使用に伴うバックライト光量の低下で、新品時よりも液晶の透過量を増加させるようなケースである。そのような場合、前記広い受光角によるセンサでは、階調によって測定結果に大きな誤差を生じてしまうという問題がある。
【０００８】
図９に、バックライトの明るさを変化させて、前記のＣＲＴキャリブレータで測定を行い、前記受光角の小さい基準センサ（コニカミノルタ社製の色彩輝度計ＣＳ−１０００）による同様の測定結果との誤差特性を示す。この図９から、同じ輝度の測定値が得られた場合でも、バックライトの明るさと階調との組合わせが異なると、誤差量が変化することが理解される。このため、前記特許文献１のように、測定値に対してある補正を掛けたとしても、正確な補正にはならない。
【０００９】
本発明の目的は、受光角の広いセンサを用いても、ディスプレイの輝度値および色度値を正確に測定することができるディスプレイ用カラーセンサおよびそれを用いるディスプレイシステムならびにディスプレイの校正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のディスプレイ用カラーセンサは、ディスプレイの輝度および色度を校正するためにそれらを測定するディスプレイ用カラーセンサにおいて、前記ディスプレイに対向配置される広受光角のセンサと、前記ディスプレイ側から階調情報を取得する入力手段と、前記センサの測定結果から、前記入力手段で得られた階調情報に基づいて、狭視野角のセンサに相当する輝度値および色度値を得る補正手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のディスプレイの校正方法は、ディスプレイの輝度および色度の校正方法において、前記ディスプレイに広受光角のセンサを対向配置して、輝度値および色度値となるデータを測定するステップと、入力手段によって、前記ディスプレイ側から階調情報を取得するステップと、補正手段によって、前記センサの測定結果から、前記入力手段で得られた階調情報に基づいて、狭視野角のセンサに相当する輝度値および色度値を得るステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、特に液晶ディスプレイの輝度および色度の校正を行うために、それらを測定するディスプレイ用カラーセンサにおいて、センサに前記ディスプレイに対向配置され、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサ（広角型センサ）を用いるにあたって、前記ディスプレイ側から階調情報を取得する入力手段を設け、補正手段は、単に前記センサの測定結果から輝度値および色度値を得るのではなく、測定結果を前記入力手段で得られた階調情報に基づいて補正して、狭受光角のセンサ（望遠型センサ）に相当する輝度値および色度値を求める。ここで、本願発明者の実験によれば、前記広受光角のセンサ（広角型センサ）による狭受光角のセンサ（望遠型センサ）に対する誤差は、バックライトの明るさに関わらず、階調によって変化するという知見が得られた。
【００１３】
したがって、受光角の広いセンサを用いても、たとえば階調に応じた誤差割合をキャンセルするように係数を掛けて補正を行なうなど、液晶の実際の階調に応じて測定結果を補正することで、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、ディスプレイの輝度値および色度値を測定することができ、前記校正を正確に行うことができる。
【００１４】
さらにまた、本発明のディスプレイシステムは、ディスプレイに前記のディスプレイ用カラーセンサを接続して成り、前記ディスプレイには、前記階調情報を出力する出力手段と、前記補正手段によって得られた輝度値および色度値に基づいて輝度および色度を校正する校正手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサを用いても、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、ディスプレイの輝度値および色度値を測定することができ、校正を正確に行うことができるディスプレイシステムを実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のディスプレイ用カラーセンサおよびそれを用いる校正方法は、以上のように、特に液晶ディスプレイの輝度および色度の校正を行うために、それらを測定するディスプレイ用カラーセンサおよびそれを用いる校正方法において、ディスプレイに対向配置され、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサを用いるにあたって、前記ディスプレイ側から階調情報を取得し、センサの測定結果を前記階調情報に基づいて補正して、狭受光角のセンサに相当する輝度値および色度値を求める。
【００１７】
それゆえ、受光角の広いセンサを用いても、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、ディスプレイの輝度値および色度値を測定することができ、前記校正を正確に行うことができる。
【００１８】
さらにまた、本発明のディスプレイシステムは、以上のように、ディスプレイに前記のディスプレイ用カラーセンサを接続して成る。
【００１９】
それゆえ、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサを用いても、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、ディスプレイの輝度値および色度値を測定することができ、校正を正確に行うことができるディスプレイシステムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の実施の一形態に係るディスプレイシステムである液晶ディスプレイシステム１の外観構成を示す斜視図である。この液晶ディスプレイシステム１は、輝度および色度の校正を必要とする高品位な液晶ディスプレイ２およびそのコントローラ４ならびにディスプレイ用カラーセンサであるセンサユニット３およびそのセンサ本体５を備えて構成される。前記センサ本体５はパーソナルコンピュータなどから成り、前記コントローラ４は映像信号処理回路に演算処理回路などを備えて成り、前記センサユニット３−センサ本体５間、液晶ディスプレイ２−コントローラ４間、センサ本体５−コントローラ４間は、それぞれＵＳＢなどで接続されて成る。前記センサユニット３は、校正時に前記液晶ディスプレイ２の画面２ａに（吸着などで）貼付けられる。なお、コントローラ４がセンサ本体５と一体となって、前記パーソナルコンピュータで構成されていてもよい。
【００２１】
図２は、前記センサユニット３の電気的構成を示すブロック図である。受光素子から成るセンサ３ｂは、小型で、かつ安価な光学系を備えていない広受光角のセンサ（広角型センサ）のセンサである。前記画面２ａから前記センサ３ｂの受光窓に入射した光は、赤外線吸収フィルタ１１を透過した後、Ｘ，Ｙ，Ｚの各色フィルタ１２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚを通過することで分光され、シリコンフォトダイオード１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚで各波長の光が光電変換される。
【００２２】
前記シリコンフォトダイオード１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚで電流として得られた信号は、電流電圧変換回路（Ｉ／Ｖ変換回路）１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚで電圧信号に変換され、ゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚを通じてＡ／Ｄ変換回路１６に入力される。前記ゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚは、前記電圧信号をＡ／Ｄ変換回路１６のダイナミックレンジに適応させるために設けられており、単体のＡ／Ｄ変換回路１６が前記電圧信号をマルチプレックス動作によって所定周期でアナログ／デジタル変換した結果に基づいて、ＣＰＵ１７の回路ゲイン制御部１７ａが、前記ゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚのゲインを制御する。また、前記ＣＰＵ１７のＡ／Ｄ変換回路制御部１７ｂが、前記Ａ／Ｄ変換回路１６のサンプリングを制御する。こうして、Ｉ／Ｖ変換回路１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ、ゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５ＺおよびＡ／Ｄ変換回路１６は、センサ３ｂからのアナログ信号を、演算部となるＣＰＵ１７で処理するためのデジタル信号に変換する信号変換部を構成する。
【００２３】
前記ＣＰＵ１７は、前記信号変換部から入力された信号を演算し、Ｌｖ値、ｘ，ｙ値等の輝度値および色度値を得る前記演算部となり、前記回路ゲイン制御部１７ａおよびＡ／Ｄ変換回路制御部１７ｂに加えて、前記Ａ／Ｄ変換回路１６からのＸ，Ｙ，Ｚの各カウント値が入力されるＡ／Ｄカウント入力部１７ｃと、そのカウント値から後述するような演算・補正を行って前記輝度値および色度値を得る演算・補正部１７ｄと、インターフェイス部１８を介して前記液晶ディスプレイ２と通信を行うデータ入出力部１７ｅとを備えて構成される。
【００２４】
注目すべきは、本発明では、前記輝度値および色度値を得る過程の中で、前記ＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄは、データ入出力部１７ｅからインターフェイス部１８およびセンサ本体５を介して、ディスプレイコントローラ５から取得した液晶ディスプレイ２の階調情報に基づいて、メモリ１９に格納されている補正テーブルを参照し、さらに必要に応じて補間演算などを行い、演算値に補正をかけることである。前記インターフェイス部１８は、前記階調データの入力だけでなく、その演算結果を測定情報として液晶ディスプレイ２側へ出力して校正を行わせたり、液晶ディスプレイ２側から校正モードとなったことなどを受信する前記液晶ディスプレイ２との間の通信インターフェイスである。前記校正モードとなったことが入力されると、ＣＰＵ１７がそれに応答して、センサ３ｂによる受光から前記信号変換部や演算部の駆動制御を行う。
【００２５】
以下に、前記ＣＰＵ１７による演算について、詳しく説明する。前記Ａ／Ｄ変換回路１６からＣＰＵ１７のＡ／Ｄカウント入力部１７ｃへは、上記のようにして画面２ａからの入射光に対するＸ，Ｙ，Ｚそれぞれのカウント値ｘｃｎｔ，ｙｃｎｔ，ｚｃｎｔが得られる。ただし、ＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄは、たとえばセンサユニット３の収納容器への格納状態などの入射光を遮光した状態で、同様にしてカウント値を得ており、それを前記入射光のカウント値から減算することで、シリコンフォトダイオード１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚの暗電流や、他の回路１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ；１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚ；１６のオフセットの影響を除去している。
【００２６】
得られたＸ，Ｙ，Ｚのカウント値ｘｃｎｔ，ｙｃｎｔ，ｚｃｎｔから、前記演算・補正部１７ｄは、前述の１点の校正から導かれた校正定数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３を用いて、下式から実際の測色値Ｘｄａｔａ，Ｙｄａｔａ，Ｚｄａｔａを計算する。このため、前記メモリ１９の校正係数記憶部１９ａには、出力される測定値が基準となる光源および測定器で値付けされる基準値に合わせ込まれるようにして求められた前記校正係数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３が予め格納されている。
【００２７】
Ｘｄａｔａ＝ｘｃｎｔ×ａ１１＋ｙｃｎｔ×ａ１２＋ｚｃｎｔ×ａ１３・・・（１）
Ｙｄａｔａ＝ｘｃｎｔ×ａ２１＋ｙｃｎｔ×ａ２２＋ｚｃｎｔ×ａ２３・・・（２）
Ｚｄａｔａ＝ｘｃｎｔ×ａ３１＋ｙｃｎｔ×ａ３２＋ｚｃｎｔ×ａ３３・・・（３）
【００２８】
ここで、前記校正係数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３の決定は、基準となるディスプレイなどの光源に、分光色彩輝度計などを用いて行われ、具体的には、或るひとつの輝度の条件の白色（たとえば、６５００Ｋ，４０ｃｄ／ｍ２など）と、そのときのＲ，Ｇ，Ｂ単色とを測定し、行列式を解くことによって求められる。前記演算・補正部１７ｄは、全ての測定範囲において、上記で得られた校正係数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３を使用して、輝度値および色度値を出力する。前記校正係数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３の一例は、たとえば表１のようである。
【００２９】
【表１】
【００３０】
その後、注目すべきは、本発明では、前記演算・補正部１７ｄは、上述のようにして得られた測色値Ｘｄａｔａ，Ｙｄａｔａ，Ｚｄａｔａに対して、予め液晶ディスプレイ２のパネルの種類に対応して前記メモリ１９の階調補正係数記憶部１９ｂに格納されている補正係数の内、前記液晶ディスプレイ２側から取得した階調データに対応した補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを乗じ、下式のようにして、最終的に出力するＸ，Ｙ，Ｚの値Ｘｏｕｔ，Ｙｏｕｔ，Ｚｏｕｔを計算することである。
【００３１】
Ｘｏｕｔ＝Ｘｄａｔａ×ｋｘ ・・・（４）
Ｙｏｕｔ＝Ｙｄａｔａ×ｋｙ ・・・（５）
Ｚｏｕｔ＝Ｚｄａｔａ×ｋｚ ・・・（６）
【００３２】
次に、前記補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚの決定方法について説明する。センサユニット３と液晶ディスプレイ２とは、基本的に１対１で使用され、階調による配光特性の変化は液晶パネル毎にバラツキがあるので、これに対応した補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを一意的に決定する必要がある。そこで、液晶ディスプレイ２が、たとえば各色８ビットのデータで制御される場合、０〜２５５の階調に対して、階調５，１５，２７，４８，７２，１５０，２３４の７点で前記補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚが設定される。このように階調の低いところで細かく補正係数を設定しているのは、図３から明らかなように、誤差の割合を補正しようとすると、階調の低いところでグラフが大きく曲がっているので、細かい間隔で補正係数を設定しなければ、間を補間する際に誤差が大きくなってしまうためである。データポイント以外の部分は、直線補間や、近似式で補間が行われる。こうして求めた補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚの一例は、たとえば表２のようである。このような補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを設定する階調の設定間隔や数は、その液晶パネルの特性や、求められるセンサの性能に応じて、適宜選択されればよい。
【００３３】
【表２】
【００３４】
前記図３は、バックライトの明るさに関わらず、階調のみに着目して誤差量を測定した結果を示すグラフである。これらの図３および前述の図９から、階調の値に対する誤差割合（％）は、バックライトの設定に関わらず、ほぼ一定になることが理解される。本発明では、本願発明者が知見したこの特性を利用して、ＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄが液晶ディスプレイ２側の階調情報を取得し、その階調に応じた誤差割合をキャンセルするように係数を掛けて補正を行なう。
【００３５】
図４および図５は、本願発明者の実験結果を示すグラフであり、前述の図７および図８に対応している。すなわち、上述のようにしてセンサユニット３を用いて測定を行い、４０ｃｄ／ｍ２の１点校正を行った状態で、輝度を変化させて輝度値（Ｌｖ値（図４））および色度値（ｘ，ｙ値（図５））を測定した結果を示すグラフであり、受光角の小さい基準センサ（コニカミノルタ社製の色彩輝度計ＣＳ−１０００）による測定結果との誤差特性を示す。図４から、輝度は校正ポイントである前記４０ｃｄ／ｍ２だけでなく、低輝度から高輝度まで、ほぼ誤差が抑えられており、図５から、色度も前記４０ｃｄ／ｍ２だけでなく、低輝度側で若干現れるものの、高輝度まで、ほぼ誤差が抑えられていることが理解される。
【００３６】
図６は、前述のような輝度値および色度値の測定方法を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１では、液晶ディスプレイ２側からインターフェイス部１８およびデータ入出力部１７ｅを介して、演算・校正部１７ｄに測定コマンドおよび現在の階調情報が入力される。これに応答して、ＣＰＵ１７は測定モードとなり、ステップＳ２で、回路ゲイン制御部１７ａがゲイン切替回路１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚのゲインを制御するとともに、ステップＳ３で、Ａ／Ｄ変換回路制御部１７ｂがＡ／Ｄ変換回路１６のサンプリングを制御する。こうして、ステップＳ４で、Ａ／Ｄ変換回路１６から演算・校正部１７ｄに前記Ｘ，Ｙ，Ｚのカウント値ｘｃｎｔ，ｙｃｎｔ，ｚｃｎｔが得られる。
【００３７】
続いて、ステップＳ５では、前記演算・補正部１７ｄが、前記カウント値ｘｃｎｔ，ｙｃｎｔ，ｚｃｎｔに、前記校正係数記憶部１９ａからの校正定数ａ１１，ａ１２，ａ１３；ａ２１，ａ２２，ａ２３；ａ３１，ａ３２，ａ３３を用いて、前記式１〜３に従って、測色値Ｘｄａｔａ，Ｙｄａｔａ，Ｚｄａｔａを計算する。一方、ステップＳ６では、前記演算・補正部１７ｄは、前記階調補正係数記憶部１９ｂに格納されている補正係数の内、前記液晶ディスプレイ２側から取得した階調データに対応した補正係数を読出し、適宜補間演算を行うなどして、実際に乗算する補正係数ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを求めている。そして、ステップＳ７において、前記式４〜６に従って、最終的に出力するＸ，Ｙ，Ｚの値Ｘｏｕｔ，Ｙｏｕｔ，Ｚｏｕｔを計算し、ステップＳ８で、データ入出力部１７ｅから外部インターフェイス１８を介して、前記測定情報として液晶ディスプレイ２側へ送信し、前記輝度および色度の校正を行わせる。
【００３８】
このように構成することで、液晶ディスプレイ２の輝度および色度の校正を行うために、それらを測定するセンサユニット３において、センサ３ｂに前記液晶ディスプレイ２に対向配置され、小型で安価な光学系を持たない広受光角のセンサ（広角型センサ）を用いるにあたって、前記液晶ディスプレイ２側から階調情報を取得するインターフェイス１８を設け、補正手段となるＣＰＵ１７の演算・補正部１７ｄは、前記センサ３ｂの測定結果から、単に輝度値および色度値を得るのではなく、測定結果を前記階調情報に基づいて補正して、狭受光角のセンサ（望遠型センサ）に相当する輝度値および色度値を求めるので、液晶特有の階調による視野角変化の影響を受けることなく、受光角の狭いセンサ、すなわち一般の色彩輝度計で測定したように正確に、液晶ディスプレイ２の輝度値および色度値を測定することができ、前記校正を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る液晶ディスプレイシステムの外観構成を示す斜視図である。
【図２】センサユニットの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】前記液晶ディスプレイの階調を変化させてＣＲＴキャリブレータで測定を行った結果の受光角の小さい基準センサによる同様の測定結果との誤差特性を示すグラフである。
【図４】ＣＲＴキャリブレータで測定を行って液晶ディスプレイを本発明による校正を行った状態で、輝度を変化させて輝度値を測定した結果を示すグラフである。
【図５】ＣＲＴキャリブレータで測定を行って液晶ディスプレイを本発明による校正を行った状態で、輝度を変化させて色度値を測定した結果を示すグラフである。
【図６】本発明による輝度値および色度値の測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】ＣＲＴキャリブレータで測定を行って液晶ディスプレイを校正した状態で、輝度を変化させて輝度値を測定した場合の受光角の小さい基準センサによる同様の測定結果との誤差特性を示すグラフである。
【図８】ＣＲＴキャリブレータで測定を行って液晶ディスプレイを校正した状態で、輝度を変化させて色度値を測定した場合の受光角の小さい基準センサによる同様の測定結果との誤差特性を示すグラフである。
【図９】前記液晶ディスプレイのバックライトの明るさを変化させてＣＲＴキャリブレータで測定を行った場合の受光角の小さい基準センサによる同様の測定結果との誤差特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１ 液晶ディスプレイシステム
２ 液晶ディスプレイ
２ａ 画面
３ センサユニット
３ｂ センサ
４ ディスプレイコントローラ
５ センサ本体
１１ 赤外線吸収フィルタ
１２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚ 色フィルタ
１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚ シリコンフォトダイオード
１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ 電流電圧変換回路
１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚ ゲイン切替回路
１６ Ａ／Ｄ変換回路
１７ ＣＰＵ
１７ａ 回路ゲイン制御部
１７ｂ Ａ／Ｄ変換回路制御部
１７ｃ Ａ／Ｄカウント入力部
１７ｄ 演算・補正部
１７ｅ データ入出力部
１８ インターフェイス部
１９ メモリ
１９ａ 校正係数記憶部
１９ｂ 階調補正係数記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイの輝度および色度を校正するためにそれらを測定するディスプレイ用カラーセンサにおいて、
前記ディスプレイに対向配置される広受光角のセンサと、
前記ディスプレイ側から階調情報を取得する入力手段と、
前記センサの測定結果から、前記入力手段で得られた階調情報に基づいて、狭視野角のセンサに相当する輝度値および色度値を得る補正手段とを含むことを特徴とするディスプレイ用カラーセンサ。
【請求項２】
ディスプレイに前記請求項１記載のディスプレイ用カラーセンサを接続して成り、前記ディスプレイには、前記階調情報を出力する出力手段と、前記補正手段によって得られた輝度値および色度値に基づいて輝度および色度を校正する校正手段とを含むことを特徴とするディスプレイシステム。
【請求項３】
ディスプレイの輝度および色度の校正方法において、
前記ディスプレイに広受光角のセンサを対向配置して、輝度値および色度値となるデータを測定するステップと、
入力手段によって、前記ディスプレイ側から階調情報を取得するステップと、
補正手段によって、前記センサの測定結果から、前記入力手段で得られた階調情報に基づいて、狭視野角のセンサに相当する輝度値および色度値を得るステップとを含むことを特徴とするディスプレイの校正方法。
【請求項１】
ディスプレイの輝度および色度を校正するためにそれらを測定するディスプレイ用カラーセンサにおいて、
前記ディスプレイに対向配置される広受光角のセンサと、
前記ディスプレイ側から階調情報を取得する入力手段と、
前記センサの測定結果から、前記入力手段で得られた階調情報に基づいて、狭視野角のセンサに相当する輝度値および色度値を得る補正手段とを含むことを特徴とするディスプレイ用カラーセンサ。
【請求項２】
ディスプレイに前記請求項１記載のディスプレイ用カラーセンサを接続して成り、前記ディスプレイには、前記階調情報を出力する出力手段と、前記補正手段によって得られた輝度値および色度値に基づいて輝度および色度を校正する校正手段とを含むことを特徴とするディスプレイシステム。
【請求項３】
ディスプレイの輝度および色度の校正方法において、
前記ディスプレイに広受光角のセンサを対向配置して、輝度値および色度値となるデータを測定するステップと、
入力手段によって、前記ディスプレイ側から階調情報を取得するステップと、
補正手段によって、前記センサの測定結果から、前記入力手段で得られた階調情報に基づいて、狭視野角のセンサに相当する輝度値および色度値を得るステップとを含むことを特徴とするディスプレイの校正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１６８４６６（Ｐ２００９−１６８４６６Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３５６０（Ｐ２００８−３５６０）
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（３０３０５０１６０）コニカミノルタセンシング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（３０３０５０１６０）コニカミノルタセンシング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
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