(57)【要約】【課題】ＣＲＴやＰＤＰなどのディスプレイデバイスの表示領域全体における輝度値を高精度、高速に測定し、画質検査を効率よく行う。【解決手段】ディスプレイデバイスに所定の画像を表示させた後、撮像手段を用いて前記ディスプレイデバイスを撮像することにより前記撮像手段の各画素において画像データを得るステップと、輝度計を用いて前記ディスプレイデバイスの所定領域の輝度を測定して輝度測定値を得るステップと、前記画像データを用いて得られる前記所定領域での輝度値と前記輝度測定値とに差があるとき、その差を無くすように前記撮像手段の各画素の前記画像データを補正して補正画像データを得るステップとを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイデバイスに所定の画像を表示させた後、撮像手段を用いて前記ディスプレイデバイスを撮像することにより前記撮像手段の各画素において画像データを得るステップと、輝度計を用いて前記ディスプレイデバイスの所定領域の輝度を測定して輝度測定値を得るステップと、前記画像データを用いて得られる前記所定領域での輝度値と前記輝度測定値とに差があるとき、その差を無くすように前記撮像手段の各画素の前記画像データを補正して補正画像データを得るステップとを有することを特徴とするディスプレイデバイスの画質検査方法。
【請求項２】
補正画像データを得るステップの後、前記補正画像データを用いてディスプレイデバイスの輝度むらを評価することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイスの画質検査方法。
【請求項３】
補正画像データを得るステップの後、前記補正画像データのうちの最大値を求めるステップと、前記補正画像データのうちの最小値を求めるステップと、求められた最大値と最小値の差を用いてディスプレイデバイスの輝度むらの判定を行うステップとを有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイスの画質検査方法。
【請求項４】
補正画像データを得るステップの後、撮像手段の画素を複数の領域に分割し、各領域内の画素の前記補正画像データの平均値をその領域の輝度値とするステップと、その後、各領域の輝度値のうちの最大値を求めるステップと、各領域の輝度値のうちの最小値を求めるステップと、求められた最大値と最小値の差を用いてディスプレイデバイスの輝度むらの判定を行うステップとを有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイスの画質検査方法。
【請求項５】
補正画像データを得るステップの後、前記補正画像データの標準偏差を求めるステップと、前記標準偏差を用いてディスプレイデバイスの輝度むらの判定を行うステップとを有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイスの画質検査方法。
【請求項６】
補正画像データを得るステップの後、撮像手段の画素を複数の領域に分割し、各領域内の画素の前記補正画像データの平均値をその領域の輝度値とするステップと、その後、全ての領域の輝度値の標準偏差を求めるステップと、前記標準偏差を用いてディスプレイデバイスの輝度むらの判定を行うステップとを有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイスの画質検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイデバイスの画質を検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）、ＰＤＰ（Plasma  Display  Panel）など多くのディスプレイデバイスが製造されており、テレビやＰＣモニターなど多岐に渡って用いられている。これらのディスプレイデバイスにおいては、特に不良品を市場に流出させないために、工場内における画質検査が非常に重要視されている。
【０００３】
画質検査において実施される主な項目としては、特定の表示状態における輝度を測定する項目、表示セルが正しく点灯しない不灯欠陥や表示セルが点灯状態と非点灯状態とを短期間内で繰り返す点滅欠陥などの表示セル単位の欠陥が無いことを確認する項目、すべての表示セルを点灯させて均一な画像が表示されているかどうかを確認する項目、などが挙げられる。
【０００４】
例えば特許文献１には、液晶パネルを点灯させ、点灯した液晶パネルの画像をＣＣＤカメラにより取り込み、画像処理によって液晶パネルの表示セルの欠陥、表示むらを定量化して判定することが記載されている。
【特許文献１】特開平９−２１８１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の検査項目のうちの輝度測定においては、例えば分光放射輝度計を用いることがある。しかしながら、このような分光放射輝度計を用いた測定方法では、検査できる対象領域がディスプレイデバイスの大きさと比較して非常に小さいため、ディスプレイデバイスの表示領域全体に対して輝度測定を実施するには、長い時間が必要になる。
【０００６】
また、ＣＣＤカメラを用いてディスプレイデバイスの撮像を行い、撮像された画像データからディスプレイデバイスの表示領域全体における輝度値を求めることができ、分光放射輝度計に比べて短時間で輝度測定を行うことができる。しかしながら、ＣＣＤカメラによる輝度測定方法は一般に、分光放射輝度計と比較して測定精度が劣ることが知られている。これは例えば、ＣＣＤ感度特性の温度による変化などが原因である。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ディスプレイデバイスの表示領域全体における輝度値を高精度、高速に測定し、画質検査を効率よく行うことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、ディスプレイデバイスに所定の画像を表示させた後、撮像手段を用いて前記ディスプレイデバイスを撮像することにより前記撮像手段の各画素において画像データを得るステップと、輝度計を用いて前記ディスプレイデバイスの所定領域の輝度を測定して輝度測定値を得るステップと、前記画像データを用いて得られる前記所定領域での輝度値と前記輝度測定値とに差があるとき、その差を無くすように前記撮像手段の各画素の前記画像データを補正して補正画像データを得るステップとを有することを特徴とするディスプレイデバイスの画質検査方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ディスプレイデバイスの表示領域全体における輝度値を高精度、高速に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態について、ディスプレイデバイスの一例としてＰＤＰを例にして説明する。まず、ＰＤＰの構造について要部を示す斜視図である図１を用いて説明する。
【００１１】
図１に示すように、前面パネル１は、ガラス製の前面基板２上に、走査電極３および維持電極４からなる表示電極を複数形成し、その表示電極を覆うように誘電体ガラスからなる誘電体層５を形成し、誘電体層５上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層６を形成して構成されている。
【００１２】
一方、前面パネル１に対向配置された背面パネル７は、ガラス製の背面基板８上に、アドレス電極９を複数形成し、そのアドレス電極９を覆うように誘電体層１０を形成し、その誘電体層１０上にアドレス電極９と平行な複数の隔壁１１を形成し、さらに隣接する隔壁１１の間の誘電体層１０上にそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層１２を形成して構成されている。アドレス電極９は隣接する隔壁１１の間に位置している。
【００１３】
走査電極３および維持電極４とアドレス電極９とが直交するように、一対の基板である前面基板２と背面基板８とが対向配置され、これら基板の周辺部を封着部材（図示せず）を用いて封着しており、前面基板２と背面基板８との間に形成された放電空間にネオンおよびキセノンからなる放電ガスを封入している。走査電極３および維持電極４とアドレス電極９との立体交差部に放電セルが形成される。放電セルは画像を表示するときの単位発光領域であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に発光する蛍光体層１２が形成された隣接する３つの放電セルによって１つの画素を形成する。５０インチのＰＤＰでは、一例として約８２万個の画素が形成されている。この画素が形成された領域は画像表示が行われる表示領域であり、その周囲は画像表示が行われない非表示領域である。
【００１４】
このプラズマディスプレイパネルでは、走査電極３に順次走査パルスを印加するとともに画像データに基づいてアドレス電極９にアドレスパルスを印加することで表示する放電セルを選択する。その後、走査電極３と維持電極４とに交互に維持パルスを印加することによって、選択した放電セルにおいて維持放電を起こす。これにより、維持放電が起こった放電セルでは、紫外線が発生し、その紫外線で励起された蛍光体層１２から各色の可視光が放出されて、画像表示が行われる。
【００１５】
次に、このようなプラズマディスプレイパネルについてパネル検査を行うときの、輝度測定方法について説明する。図２は、本発明の一実施の形態において使用する輝度測定装置の構成図である。図２に示すように、検査対象のＰＤＰ２０はディスプレイ点灯装置２１に装着され、駆動回路２２によって駆動される。電源２３は駆動回路２２に電力を供給し、信号発生装置２４は駆動回路２２に信号を供給する。また、ＰＤＰ２０に表示された画像を撮影するための撮像手段２５と、ＰＤＰ２０の輝度を測定するための輝度計２６と、計算用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２７と、全体の制御装置２８とを備えている。ここで、撮像手段２５として、例えばＣＣＤカメラを用いることができ、検査対象のＰＤＰ２０の１画素に対して、撮像手段２５の１画素以上が対応するような精度で撮像できるものが望ましい。
【００１６】
図３は本実施の形態における輝度測定のフロー図であり、ステップ１からステップ４までの各ステップを行うことにより、輝度測定を行う。
【００１７】
まずステップ１では、ディスプレイ点灯装置２１に接続された駆動回路２２によって、電源２３から供給される電力と信号発生装置２４から供給される点灯信号の情報に基づいてＰＤＰ２０に輝度測定用の所定画像を表示させる。ここで、ＰＤＰ２０に表示する所定画像（点灯画像）は、例えば表示領域のすべての放電セルを同じ階調（例えば最高階調）で点灯させて白色表示にした白色画像である。
【００１８】
次に、ステップ２ａでは撮像手段２５によってＰＤＰ２０の点灯画像を撮像し、ステップ２ｂでは輝度計２６によって点灯画像の或る領域（領域Ａとする）の輝度を測定する。領域Ａは輝度計２６によって１度に輝度が測定できる対象領域である。このとき、ステップ２ａとステップ２ｂとを同時に行うことが好ましいが、どちらか一方のステップを先に行い、その後に他方のステップを行うようにしてもよい。ここで、撮像手段２５によってＰＤＰ２０の点灯画像を撮像したときの、撮像手段２５の各画素における赤色、緑色、青色それぞれの強度データである画像データを、画像データＲ（赤色のデータ）、画像データＧ（緑色のデータ）、画像データＢ（青色のデータ）とする。また、撮像手段２５の画素のうち、ＰＤＰ２０の表示領域に対応する画素の集まりをＺ画素群とし、領域Ａに対応する画素の集まりをＡ画素群とする。
【００１９】
次に、ステップ３において、撮像手段２５のＡ画素群の各画素における画像データＲ、Ｇ、Ｂの値から、例えば以下のような数１を用いて変換することにより、各画素の輝度を表す画像データＹを求める。
【００２０】
【数１】
2007101296.tif 000003
【００２１】
そして、Ａ画素群の各画素におけるＹの値の平均値Ｙａｖｅを求め、この平均値Ｙａｖｅを領域Ａにおける撮像手段２５による輝度値とする。すなわち、Ａ画素群の画素の数をｎとし、各画素におけるＹの値をＹｉ（ｉ＝１〜ｎ）とするとき、領域Ａにおける撮像手段２５による輝度値であるＹａｖｅは、数２により計算される。
【００２２】
【数２】
2007101296.tif 000004
【００２３】
次に、数３に示すように、数２により求められたＹａｖｅと、輝度計２６で測定した輝度測定値Ｙｂとの比を計算し、その比を補正係数Ｃとする。
【００２４】
【数３】
2007101296.tif 000005
【００２５】
以上の計算は全て、撮像手段２５および輝度計２６に接続されたＰＣ２７において行われる。
【００２６】
最後にステップ４において、以上のように求められたＣを、撮像手段２５のＺ画素群の全画素に適用する。すなわち、各画素における画像データＲ、Ｇ、Ｂから数１を用いて変換することにより、各画素の輝度を表す画像データＹｃａをＺ画素群の全画素について求め、その画像データＹｃａと補正係数Ｃとから、以下に示す数４を用いて補正画像データＣＹｃａを計算する。こうして得られた各画素の補正画像データＣＹｃａは、Ａ画素群の全画素のＣＹｃａの平均値が輝度測定値Ｙｂと等しくなるように補正を施された輝度値となる。
【００２７】
【数４】
2007101296.tif 000006
【００２８】
すなわち、ステップ３およびステップ４は、画像データを用いて得られる領域Ａでの輝度値と輝度測定値Ｙｂとに差があるとき、その差を無くすように撮像手段２５の各画素における画像データを補正して補正画像データを得るステップである。
【００２９】
以上の方法によれば、輝度計２６による測定は領域Ａに対して行うだけでよく、ＰＤＰ２０の表示領域を撮像手段２５によって撮像するので、すべての表示領域に対して輝度計２６を用いて輝度を測定する場合に比べて高速で測定を行うことができる。また、撮像手段２５によって測定された輝度値を、測定環境の影響を受けにくい輝度計２６による測定値を用いて補正しているので、例えばＣＣＤカメラのような、測定値が測定環境の影響を受けやすい撮像手段２５だけを用いて輝度を測定する場合に比べて高精度な測定を行うことができる。
【００３０】
以上のように、輝度計２６による測定とＣＣＤカメラなどの撮像手段２５による撮像を行うことで、ＰＤＰ２０の表示領域全体における輝度値を高精度、高速に測定することができる。
【００３１】
次に、ＰＤＰ２０の表示領域の輝度むら検査方法について説明する。輝度むら検査を行う際のＰＤＰ２０の表示領域の輝度測定は、図２および図３を用いて説明した方法を用いて行う。
【００３２】
図４は本発明の一実施の形態における輝度むら検査方法のフロー図であり、ステップ１からステップ７までの各ステップを行うことにより輝度むら検査を行う。ステップ１〜ステップ４は輝度測定を行うステップであり、図３で説明したステップ１〜ステップ４と同じである。すなわち、ステップ１〜ステップ４において、ＰＤＰ２０の表示領域全体を撮像手段２５で撮像するとともに輝度計２６で領域Ａの輝度を測定し、前述のような計算を行うことで、撮像手段２５の各画素において補正された輝度値が得られる。
【００３３】
次のステップ５では撮像手段２５の各画素の輝度値のうちの最大値を算出し、ステップ６では撮像手段２５の各画素の輝度値のうちの最小値を算出する。そして、次のステップ７では、ステップ５およびステップ６で算出した最大値と最小値との差を用いて輝度むらの判定を行う。例えば、閾値をＤとして、算出した最大値と最小値との差がＤ以下となる場合には輝度むらの程度が許容範囲内であって良品と判定し、Ｄを超える場合には不良品と判定する。なお、ステップ５とステップ６はどちらを先に行ってもよい。
【００３４】
図５は本発明の他の実施の形態における輝度むら検査方法のフロー図であり、ステップ１からステップ９までの各ステップを行うことにより輝度むら検査を行う。ステップ１〜ステップ４は輝度測定を行うステップであり、図３で説明したステップ１〜ステップ４と同じである。すなわち、ステップ１〜ステップ４において、ＰＤＰ２０の表示領域全体を撮像手段２５で撮像するとともに輝度計２６で領域Ａの輝度を測定し、前述のような計算を行うことで、撮像手段２５の各画素において補正された輝度値が得られる。
【００３５】
次に、ステップ５として、撮像手段２５のＺ画素群の全画素を図６に示すように複数の領域に分割する。図６は、縦が９個で横が１６個である１４４個の領域に分割する例である。図６において、外枠２９は撮像手段２５の画素の領域を表しており、ＰＤＰ２０の表示領域全体を撮像した画素が存在する領域（Ｚ画素群の領域）に相当する。また、斜線部分３０は分割した領域の１つを表している。例えば、ＰＤＰ２０の表示領域全体を撮像手段２５の約１３０万個の画素で撮像した場合、図６に示す各領域には約９０００個の画素が含まれる。次のステップ６では、分割された各領域に含まれる画素の輝度値の平均値を計算し、その平均値をそれぞれの領域の輝度値とする。
【００３６】
次に、ステップ７ではステップ６で求めた各領域の輝度値のうちの最大値を算出し、ステップ８ではステップ６で求めた各領域の輝度値のうちの最小値を算出する。そして、最後のステップ９では、ステップ７で求めた最大値とステップ８で求めた最小値との差を求め、この差をもとに輝度むらの判定を行う。例えば、閾値をＤとして、差がＤ以下となる場合には輝度むらの程度が許容範囲内であって良品と判定し、Ｄを超える場合には不良品と判定する。なお、ステップ７とステップ８はどちらを先に行ってもよい。
【００３７】
図７は本発明の他の実施の形態における輝度むら検査方法のフロー図であり、ステップ１からステップ６までの各ステップを行うことにより輝度むら検査を行う。ステップ１〜ステップ４は輝度測定を行うステップであり、図３で説明したステップ１〜ステップ４と同じである。すなわち、ステップ１〜ステップ４において、ＰＤＰ２０の表示領域全体を撮像手段２５で撮像するとともに輝度計２６で領域Ａの輝度を測定し、前述のような計算を行うことで、撮像手段２５の各画素において補正された輝度値が得られる。
【００３８】
次のステップ５では撮像手段２５のＺ画素群の全画素の輝度値の標準偏差を算出する。そして、次のステップ６では、ステップ５で算出した標準偏差を用いて輝度むらの判定を行う。例えば、閾値をＤとして、算出した標準偏差がＤ以下となる場合には輝度むらの程度が許容範囲内であって良品と判定し、Ｄを超える場合には不良品と判定する。
【００３９】
図８は本発明の他の実施の形態における輝度むら検査方法のフロー図であり、ステップ１からステップ８までの各ステップを行うことにより輝度むら検査を行う。ステップ１〜ステップ４は輝度測定を行うステップであり、図３で説明したステップ１〜ステップ４と同じである。すなわち、ステップ１〜ステップ４において、ＰＤＰ２０の表示領域全体を撮像手段２５で撮像するとともに輝度計２６で領域Ａの輝度を測定し、前述のような計算を行うことで、撮像手段２５の各画素において補正された輝度値が得られる。
【００４０】
次に、ステップ５として、撮像手段２５のＺ画素群の画素を図６に示すように複数の領域に分割する。図６は、縦が９個で横が１６個である１４４個の領域に分割する例である。例えば、ＰＤＰ２０の表示領域全体を撮像手段２５の１３０万個の画素で撮像した場合、図６に示す各領域には約９０００個の画素が含まれる。次のステップ６では、分割された各領域に含まれる画素の輝度値の平均値を計算し、その平均値をそれぞれの領域の輝度値とする。
【００４１】
次に、ステップ７ではステップ６で求めた全領域の輝度値の標準偏差を算出する。そして、次のステップ８では、ステップ７で求めた標準偏差を用いて輝度むらの判定を行う。例えば、閾値をＤとして、標準偏差がＤ以下となる場合には輝度むらの程度が許容範囲内であって良品と判定し、Ｄを超える場合には不良品と判定する。
【００４２】
以上のように、ＣＣＤカメラなどの撮像手段と輝度計を用いてＰＤＰの輝度測定を行うことで、ＰＤＰの表示領域全体における輝度値を高速に高精度で測定することができる。また、この輝度測定によって得られた輝度値、すなわちステップ１〜ステップ４の実行によって得られる補正された輝度値を用いてＰＤＰの輝度むらを評価することにより、ＰＤＰの輝度むらを高速、高精度で定量的に評価することができ、画質検査を効率よく行うことができる。
【００４３】
上記実施の形態ではＰＤＰの画質を検査する場合について説明したが、ＬＣＤやＣＲＴの画質を検査する場合にも適用することができ、ＰＤＰに適用した場合と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように本発明によれば、ディスプレイデバイスの輝度測定を高精度かつ高速に行える。また、輝度むらについての評価を定量的に行うことができ、ディスプレイデバイスの画質検査に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】プラズマディスプレイパネルの構造を示す斜視図
【図２】本発明の一実施の形態において使用する輝度測定装置の構成図
【図３】本発明の一実施の形態における輝度測定のフロー図
【図４】本発明の一実施の形態における輝度むら検査方法のフロー図
【図５】本発明の他の実施の形態における輝度むら検査方法のフロー図
【図６】撮像手段の画素を複数の領域に分割する一例を示す図
【図７】本発明の他の実施の形態における輝度むら検査方法のフロー図
【図８】本発明の他の実施の形態における輝度むら検査方法のフロー図
【符号の説明】
【００４６】
２０  プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
２１  ディスプレイ点灯装置
２２  駆動回路
２３  電源
２４  信号発生装置
２５  撮像手段
２６  輝度計
２７  パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
２８  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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