(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型液晶パネルに入力するＲＧＢ信号から反射率を予測する反射型液晶パネルの反射率予測機であって、前記反射型液晶パネルに入力するＲＧＢ信号における各波長の分光反射率集合の主成分分析手段を有し、下記の反射率予測変換式を用いて該反射率を予測することを特徴とする反射型液晶パネルの反射率予測機。
【数１】
0003944349.tif 000015
【請求項２】
反射型液晶パネルへ入力するＲＧＢ信号における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を下記の反射率予測変換式により行うステップとを含む反射型液晶パネルの反射率予測方法。
【数２】
0003944349.tif 000016
【請求項３】
反射型液晶パネルの反射率をコンピュータまたはワークステーションに演算させるため、前記反射型液晶パネルへ入力するＲＧＢ信号における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を下記の反射率予測変換式により行うステップとを実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
【数３】
0003944349.tif 000017
【請求項４】
反射型液晶パネルに入力するＲＧＢ信号に対する反射率を予測する予測機を用いた反射型液晶パネル評価装置であって、請求項１に記載の反射型液晶パネルの反射率予測機による反射率予測値と反射型液晶パネルの反射率測定値とを比較することにより反射率の評価を行うことを特徴とする反射型液晶パネル評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型パネルの反射率予測機および反射率予測方法、その記録媒体、並びにそれを用いた反射型パネル評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置の出力値には、一般に表示画面のＸＹＺ三刺激値（以後、三刺激値）が知られている。ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）ディスプレイにおいては三刺激値予測の容易性から、ＲＧＢ各色のｇａｉｎ、ｏｆｆｓｅｔ、γの３つをパラメータにもつ（式１）の予測変換式が、入力するＲＧＢ信号（以下、ＲＧＢ画素値）から表示画面の三刺激値への変換式として広く用いられている。
【０００３】
【数１】
0003944349.tif 000002
【０００４】
また、（式１）の応用例としては、ＷＯ９９／２３６３７号公報に開示されているような画像処理装置がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（式１）に示す予測変換式は三刺激値を演算するためのものであるが、外部光を示すパラメータをもたない。つまり、表示画面の三刺激値が外部光の影響を受ける反射型の表示装置においては、（式１）に示す予測変換式を用いると、予測結果は外部光によって変化するため、表示装置そのものの絶対評価にならない。そのため、（式１）を用いた三刺激値予測での評価には外部光の輝度を常に一定に保つ必要があり、外部光に用いる光源の種類によっては輝度が安定するまでに時間がかかることもあり、表示装置の評価、および検査に多大な時間を費やすことになる。このため、表示装置の絶対評価および検査時間を低減することが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、反射型パネルの評価を外部光の影響を受ける三刺激値ではなく、外部光の影響を受けない反射率により行おうとするもので、そのために、反射型パネルに入力する画素値から反射率を予測する反射率予測機および反射率予測方法、その記録媒体、並びにそれを用いた反射型パネル評価装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射型パネルの反射率予測機は、反射型パネルに入力するＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率集合の主成分分析手段を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の反射型パネルの反射率予測方法は、反射型パネルへ入力するＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を行うステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明の記録媒体は、反射型パネルの反射率をコンピュータまたはワークステーションに演算させるため、反射型パネルへ入力するＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を行うステップとを実行させるためのプログラムを記録したものである。
また、本発明の反射型パネル評価装置は、反射型パネルの反射率予測機による反射率予測値と反射型パネルの反射率測定値とを比較することにより反射率の評価を行うことを特徴とする。
【０００９】
以下、上記構成による作用を説明する。
【００１０】
本発明の反射型パネルの反射率予測機によれば、刺激値の予測を行うかわりに反射率を予測するため、予測結果は外部光の影響を受けない。
【００１１】
本発明の反射型パネルの反射率予測方法によれば、反射型パネルへ入力するＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を行うステップがあればよいのでシンプルな構成である。
【００１２】
本発明の記録媒体によれば、反射型パネルの反射率をコンピュータまたはワークステーションに演算させるため、反射型パネルへ入力するＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を行うステップとを実行させるためのプログラムを記録媒体に記録しておくことで、コンピュータまたはワークステーションのアプリケーションソフトとして使用でき、反射型パネルの反射率予測機を安価に実現できる。
本発明の反射型パネル評価装置によれば、外部光の影響を受けない評価装置であるため、反射型パネルの絶対評価が可能である。このため、従来の反射型パネルの評価および検査では必要であった外部光の管理が不要となるため、表示パネルの評価の簡素化、および検査時間の低減が図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の反射型パネルの反射率予測機および反射率予測方法、記録媒体、並びにそれを用いた反射型パネル評価装置の形態について以下に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
本発明の反射型パネル１の反射率予測機２と反射型パネル１との関係を図１に示す。反射型パネル１と反射率予測機２にＲＧＢ画素値を入力する。反射型パネル１は入力信号に対応した反射率を示し、反射率測定機３は数値出力として反射率を出力する。反射率予測機２は反射型パネル１の反射率を予測し、反射率予測変換式の各パラメータが適切であれば、数値出力としての反射率は反射率測定機３の数値出力値と同じではずである。
【００１５】
図２に本発明の反射型パネル１の反射率予測機２の構成図を示す。反射率予測機２は、反射型パネル１に入力する画素値から反射率予測変換式により反射率を演算するものであるが、その内部構成は、入力されたＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率の集合を得る分光反射率集合回路２０１と、分光反射率の集合の主成分分析を行う主成分分析回路２０２とで構成される。
【００１６】
次に、本発明の反射率予測機２の各ブロックで行われる反射率予測変換式について説明する。ＲＧＢ画素値の各色の独立性について仮定し、反射型パネル１の分光反射率Ｒｅｆ（ｄｒ，ｄｇ，ｄｂ，ｄλ）を求めると（式２）に示す式となる。
【００１７】
【数２】
0003944349.tif 000003
【００１８】
しかし、反射型パネル１に入力するＲＧＢ画素値が全くない状態でもその反射率はゼロになることはほとんどないため、入力するＲＧＢ画素値が全くない状態時の画素値（ｄｒ，ｄｇ，ｄｂ）＝（０，０，０）における表示画面の分光反射率をバイアス成分として考慮する必要があり、これに対応した式が（式３）である。
【００１９】
【数３】
0003944349.tif 000004
【００２０】
反射型パネル１に入力する画素値ｄｒを変化させたときのＲの分光反射率の集合｛ＯＲ（ｄｒ，λ）｝を反射率集合回路２０１で演算し、後段の主成分分析回路２０２で主成分分析を行う。（式４）はＯＲ（ｄｒ，λ）の主成分分析の近似式を示しており、（式５）は（式４）の主成分分析を第２主成分まで行った近似式を示している。
【００２１】
【数４】
0003944349.tif 000005
【００２２】
【数５】
0003944349.tif 000006
【００２３】
また、（式６）はＲＧＢの各色の分光反射率の集合｛ＯＲ（ｄｒ，λ）｝、｛ＯＧ（ｄｇ，λ）｝、｛ＯＢ（ｄｂ，λ）｝について主成分分析の近似式に分光反射率のバイアス成分ｂｉａｓ（λ）を加えたＲｅｆ（ｄｒ、ｄｇ、ｄｂ、λ）を示しており、（式７）は（式６）の主成分分析を第２主成分まで行った式を示している。このときの主成分分析をどこまでの精度で実施するかで主成分分析回路２０２は回路規模が決定する。
【００２４】
【数６】
0003944349.tif 000007
【００２５】
【数７】
0003944349.tif 000008
【００２６】
反射率予測機２は、以上のようにして導き出されたＲｅｆ（ｄｒ、ｄｇ、ｄｂ、λ）を反射型パネル１の反射率予測変換式として導入することにより実現される。
【００２７】
図３は反射型パネル１の反射率予測機２における予測精度の検証実験を示す図で、各パラメータの推定に際し、反射型パネル１の表示画面の４５°方向から照明４を、法線方向に反射率測定機３（分光放射輝度計）を配置して測定を行った。図３において、反射型パネル１にＳＨＡＲＰ社製の液晶パネルＰＣ−ＰＪ−ＨＲ、照明４にＭａｃｂｅｔｈ社製のＳｐｅｃｔｒａＬｉｇｈｔIIのＤ６５、反射率測定機３にＭＩＮＯＬＴＡ社製のＣＳ−１０００を用いた。
【００２８】
図４はＲＧＢ画素値（０，０，０）における分光反射率を測定したものであり、この値がｂｉａｓ（λ）である。（式８）は反射型パネル１の反射率予測変換式（式６）におけるＲのパラメータＣｒｉ（ｄｒ）、Ｖｒｉ（λ）、Ｒａｖｅの予測の実施例を示す。ｄｇとｄｂを０に固定し、ｄｒを０階調から２５５階調まで１５刻みで変化させて表示画面の分光反射率を測定し、その結果を図５に示す。
【００２９】
【数８】
0003944349.tif 000009
【００３０】
図６は（式８）から得たＲｅｆ（ｄｒ，０，０，λ）−ｂｉａｓ（λ）とその平均値Ｒａｖｅ（λ）を示す図であり、図７はＲｅｆ（ｄｒ，０，０，λ）−Ｒａｖｅ（λ）−ｂｉａｓ（λ）を示す図である。更に図７に示すＲｅｆ（ｄｒ，０，０，λ）−Ｒａｖｅ（λ）−ｂｉａｓ（λ）に主成分分析を行うことで（式９）に示すＣｒｉ（ｄｒ）、Ｖｒｉ（λ）を得る。図８は（式９）の主成分Ｖｒ１（λ）〜Ｖｒ４（λ）の波長λに対する反射率を示す図であり、図９は（式９）の主成分Ｖｒ１（λ）〜Ｖｒ４（λ）に対する係数Ｃｒ１（ｄｒ）〜Ｃｒ４（ｄｒ）を示す図である。
【００３１】
【数９】
0003944349.tif 000010
【００３２】
同様の測定をＧＢ画素値についても行い、得られた結果を主成分分析してモデルパラメータを求める。
【００３３】
【数１０】
0003944349.tif 000011
【００３４】
図９に示すようにＲＧＢ各色の第１主成分の係数に比べて第２主成分以降の係数は非常に小さく、各色の第１主成分Ｖｒ１（λ）、Ｖｇ１（λ）、Ｖｂ１（λ）で反射型パネル１に使用されている図１０に示すカラーフィルタの分光透過率（０度入射０度測定）を近似している。
【００３５】
このため、反射率予測機２に用いる反射率予測変換式は各色の第２主成分まで分析した（式７）で実用上は問題なく、以後説明する反射率測定機２は反射率予測変換式（式７）を用いているものとして説明を行う。
【００３６】
上記反射率予測機２の検証として、反射型パネル１に入力されたＲＧＢ画素値（ｄｒ、ｄｇ、ｄｂ）を４４、１２８、２１２の組み合わせ、また、黒を示す（０，０，０）、白を示す（２５５，２５５，２５５）の２９種類として、反射型パネル１に入力し、前期反射型パネル１からの光を反射率測定機３で測定し、反射率予測機２で予測した結果と比較し、その評価にはＣＩＥＬＡＢおよびＣＩＥ９４色差を用いた。尚、色差を求めるときの基準白色は反射率測定機３の測定値での白とし、反射率予測機２の予測で用いた主成分分析は第２主成分まで用いて近似した。図１１はその結果を示す図であり、図１２は図１１におけるサンプル番号と入力信号値の対応表を示す図であり、図１３はＣＩＥＬＡＢおよびＣＩＥ９４色差の最大値、最小値、平均値を示す図である。図１４はＣＩＥＬＡＢおよびＣＩＥ９４色差で推定誤差最大の分光分布を示す図であり、図１５はＣＩＥＬＡＢ色差で推定誤差最小の分光分布を示す図であり、図１６はＣＩＥ９４色差で推定誤差最小の分光分布を示す図である。図１４〜図１６を見ると、ＣＩＥＬＡＢおよびＣＩＥ９４色差で推定誤差最大の分光分布を示す図１４でさえも反射率は予測値と測定値とでほぼ一致していることから、反射率予測機２に用いた反射率予測変換式（式７）は、反射型パネル１の反射率を正確に予測していることを示している。
【００３７】
（実施の形態２）
本発明における反射型パネルの反射率予測機および反射率予測方法は、特定のハードに限定するものではなく、図１７は、例えば反射型パネル１へ入力するＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を行うステップとを実行させるためのプログラムとしての反射率予測変換式（式７）が予めＣＤ−ＲＯＭ５等の記録媒体に記録され、汎用のパソコン６のアプリケーションとして反射率予測機２を構成した図である。
【００３８】
【数１１】
0003944349.tif 000012
【００３９】
このような構成にすることで反射率予測機２は新たなハードを必要とせず、その移動は記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭ５を持ち運べば良いため、楽である。そして製造コストも予めパソコンがあれば、後は記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭ５だけで済むので安価に実現できる。尚、記録媒体はＣＤ−ＲＯＭ５に限定するものではなく、フロッピーディスク、ＤＶＤのように記録媒体として使用可能なものであれば良く、パソコン６はワークステーションでも良い。
【００４０】
（実施の形態３）
本発明における反射型パネルの反射率予測機および反射率予測方法は、特定のハードに限定するものではない。図１８は、例えば反射型パネル１へ入力するＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を行うステップとを実行させるためのプログラムとしての反射率予測変換式（式７）がインターネット７を通じてパソコン６から別の場所のパソコン８へ転送され、パソコン８のアプリケーションとして反射率予測機２を構成した図である。
【００４１】
【数１２】
0003944349.tif 000013
【００４２】
このような構成にすることで反射率予測機２は新たなハードを必要とせず、その移動もインターネット７が接続されているパソコン同士であれば必要ないため、非常に楽である。予めパソコンがあれば、製造コストもインターネット７を使用中の通信費だけで済むので非常に安価に実現できる。尚、パソコン６、８はワークステーションでも良い。
【００４３】
（実施の形態４）
本発明の反射型パネル評価装置を図１９に示す。パソコン６はＣＤ−ＲＯＭ５等の記録媒体を通じ、あるいはインターネット７によって反射型パネル１の反射率予測変換式（式７）をアプリケーションとして入力する。次に評価すべき反射型パネル１のパラメータとして、ＲＧＢ画素値の分光反射率ＯＲ（ｄｒ，λ）、ＯＧ（ｄｇ，λ）、ＯＢ（ｄｂ，λ）、および無信号時としてＲＧＢ画素値（０，０，０）のときの反射率として、バイアス成分ｂｉａｓ（λ）をパソコン６に入力すれば、反射型パネル１の反射率予測機２として機能する状態になる。反射率測定機３は反射型パネル１の反射率を測定するよう設置し、その出力信号を反射率としてパソコン６にパラレルポート等を利用して入力する。
【００４４】
【数１３】
0003944349.tif 000014
【００４５】
評価時は、反射型パネル１とパソコン６に同じＲＧＢ画素値を入力し、反射型パネル１の反射率を測定した反射率測定機３が測定値をパソコン６に出力し、パソコン６は予め入力された反射率予測変換式（式７）と、反射型パネル１のＲＧＢ画素値の分光反射率ＯＲ（ｄｒ，λ）、ＯＧ（ｄｇ，λ）、ＯＢ（ｄｂ，λ）と、無信号時としてＲＧＢ画素値（０，０，０）のときの反射率として、バイアス成分ｂｉａｓ（λ）とからＲＧＢ画素値に対する反射型パネル１の反射率を演算により予測し、反射率測定機３から得た測定値と比較して行う。また、予めパソコン６に反射型パネル１の反射率の許容値を入力すれば、パソコン６は反射型パネル１の検査装置にもなる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の反射型パネルの反射率予測機によれば、反射率を予測するため、その予測結果は外部光の影響を受けない。また、予測するために必要なパラメータも少なくてすむ。
【００４７】
また、本発明の反射型パネルの反射率予測方法によれば、反射型パネルへ入力するＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を行うステップがあればよいのでシンプルな構成である。
【００４８】
また、本発明の記録媒体によれば、反射型パネルの反射率をコンピュータまたはワークステーションに演算させるため、反射型パネルへ入力するＲＧＢ画素値における各波長の分光反射率の集合を得るステップと、該集合の主成分分析を行うステップとを実行させるためのプログラムを記録媒体に記録しておくことで、コンピュータまたはワークステーションのアプリケーションソフトとして使用でき、反射型パネルの反射率予測機を安価に実現できる。
本発明の反射型パネル評価装置によれば、外部光の影響を受けない評価装置であるため、反射型パネルの絶対評価が可能である。このため、従来の反射型パネルの評価および検査では必要であった外部光の管理が不要となるため、表示パネルの評価の簡素化、および検査時間の低減が図れる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射型パネル１の反射率予測機２と反射型パネル１との関係を示す図である。
【図２】本発明の反射型パネル１の反射率予測機２の構成図である。
【図３】本発明の反射型パネル１の反射率予測機２における予測精度の検証実験を示す図である。
【図４】反射型パネル１の入力信号値（０，０，０）における分光反射率を測定した図である。
【図５】反射型パネル１のＲ画素値の分光反射率を測定した図である。
【図６】反射型パネル１のＲ画素値の分光反射率における平均値を示した図である。
【図７】反射型パネル１のＲ画素値の分光反射率における平均値とバイアス値を除いた図である。
【図８】反射型パネル１のＲ画素値の分光反射率における主成分分析結果を示す図である。
【図９】反射型パネル１のＲ画素値の分光反射率における主成分の係数を示す図である。
【図１０】反射型パネル１のカラーフィルタの分光透過率を示す図である。
【図１１】本発明の反射率予測機２と反射率測定機３との出力差（色差）を示す図である。
【図１２】本発明の反射率予測機２と反射率測定機３との出力差を比較するサンプルポイントを示す図である。
【図１３】本発明の反射率予測機２と反射率測定機３との出力差（色差）の最大値、最小値、平均値を示す図である。
【図１４】本発明の反射率予測機２と反射率測定機３との出力差（色差）の最大値における分光分布を示す図である。
【図１５】本発明の反射率予測機２と反射率測定機３との出力差（色差）の最小値における分光分布を示す図（ＣＩＥＬＡＢ色差）である。
【図１６】本発明の反射率予測機２と反射率測定機３との出力差（色差）の最小値における分光分布を示す図（ＣＩＥ９４色差）である。
【図１７】本発明の反射率予測機２を反射率予測変換式（式７）としてＣＤ−ＲＯＭ５に予め記録してパソコンのアプリケーションとして使用する構成を示した図である。
【図１８】本発明の反射率予測機２を反射率予測方法としてインターネット７を介してパソコンのアプリケーションとして使用する構成を示した図である。
【図１９】本発明の反射型パネル評価装置を示す図である。
【符号の説明】
１      反射型パネル
２      反射率予測機
３      反射率測定機
４      照明
５      ＣＤ−ＲＯＭ
６、８      パソコン
７      インターネット
２０１      分光反射率集合回路
２０２      主成分分析回路
【図１】
0003944349.tif 000018
【図２】
0003944349.tif 000019
【図３】
0003944349.tif 000020
【図４】
0003944349.tif 000021
【図５】
0003944349.tif 000022
【図６】
0003944349.tif 000023
【図７】
0003944349.tif 000024
【図８】
0003944349.tif 000025
【図９】
0003944349.tif 000026
【図１０】
0003944349.tif 000027
【図１１】
0003944349.tif 000028
【図１２】
0003944349.tif 000029
【図１３】
0003944349.tif 000030
【図１４】
0003944349.tif 000031
【図１５】
0003944349.tif 000032
【図１６】
0003944349.tif 000033
【図１７】
0003944349.tif 000034
【図１８】
0003944349.tif 000035
【図１９】
0003944349.tif 000036