JP2003150099A - カラーフラットパネルディスプレイの較正、キャラクタリゼーション、および駆動方法 - Google Patents
カラーフラットパネルディスプレイの較正、キャラクタリゼーション、および駆動方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フラットパネルの較正方法を提供する。
【解決手段】 ディスプレイの各チャネルについて低レ
ベルコード値を用いて第１のターゲットを表示し、表示
された輝度レベルを感知し、前記輝度レベルが、最大輝
度レベルよりも少なくとも３ディケード低い輝度レベル
を表す第１の所定の目標値に一致するように、ディスプ
レイのゲインを調整するステップと、ディスプレイの各
チャネルについて中間コード値を用いて第２のターゲッ
トを表示し、表示された輝度レベルおよび色度を感知
し、輝度レベルが、中間輝度レベルを表す第２の所定の
目標値に一致するとともに、色度が所望の白色点を表す
第１の所定の色度群と一致するように、個々のチャネル
のオフセットを調整するステップと、ディスプレイの各
チャネルについて最大コード値を用いて第３のターゲッ
トを表示し、表示された輝度レベルおよび色度を感知
し、輝度レベルが、最大輝度レベルを表す第３の所定の
目標値に一致するとともに、色度が前記第１の所定の色
度群と一致するように、個々のチャネルのゲインを調整
するステップを含む。
ベルコード値を用いて第１のターゲットを表示し、表示
された輝度レベルを感知し、前記輝度レベルが、最大輝
度レベルよりも少なくとも３ディケード低い輝度レベル
を表す第１の所定の目標値に一致するように、ディスプ
レイのゲインを調整するステップと、ディスプレイの各
チャネルについて中間コード値を用いて第２のターゲッ
トを表示し、表示された輝度レベルおよび色度を感知
し、輝度レベルが、中間輝度レベルを表す第２の所定の
目標値に一致するとともに、色度が所望の白色点を表す
第１の所定の色度群と一致するように、個々のチャネル
のオフセットを調整するステップと、ディスプレイの各
チャネルについて最大コード値を用いて第３のターゲッ
トを表示し、表示された輝度レベルおよび色度を感知
し、輝度レベルが、最大輝度レベルを表す第３の所定の
目標値に一致するとともに、色度が前記第１の所定の色
度群と一致するように、個々のチャネルのゲインを調整
するステップを含む。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、画像表示技
術の分野に関し、特に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）
ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイのキャラ
クタリゼーションおよび駆動のためのプロセスに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】今日のデジタルインフォイメージング(i
nfoimaging)の世界では、低電力、ハンドヘルドポータ
ブル電子フラットパネルディスプレイ上で多くの画像が
プレビューされ、操作されている。新しいディスプレイ
のアプリケーション（すなわち、携帯電話、DVD、パー
ムパイロット、ビデオゲーム、GPS等）では、これまで
使用されてきた他のイメージング表示装置と比較して、
設計上の要件がより大きいとともに、イメージング性能
の改良が求められている。ディスプレイは見る者にリア
ルな画像表現を提供することを意図するため、ディスプ
レイの色およびトーンの応答を補正して、表示画像の品
質を高める必要がある。ディスプレイのイメージングチ
ェーンにおいて色およびトーンのエンハンスメントを行
わなくてはならない。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】OLEDディスプレイのよ
うなフラットパネルディスプレイは、明るさおよびカラ
ー解像度、広い視野角、低電力消費、小型で頑強な物理
特性といった面で、より優れた性能を提供する可能性を
有している。しかし、CRTとは異なり、これらのフラッ
トパネルディスプレイには、製造プロセスによる固定の
白色点と色のニュートラルな応答があり、調整すること
ができない。製造プロセスにおけるばらつきは、白色点
および色のニュートラルさのばらつきにつながり、従っ
てディスプレイの色再現に望ましくないばらつきが生じ
る。製造プロセスのばらつきと、歩留まりを上げてコス
トを下げる必要性に鑑み、製造上のばらつきに適応す
る、頑強で簡単に実現可能なカラーキャラクタリゼーシ
ョンおよびディスプレイ駆動技術を開発することが急務
となっている。 【０００４】従って、改良されたフラットパネルディス
プレイの較正および駆動方法が必要とされている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この必要性は、本発明に
よって以下のようなフラットパネルの較正方法を提供す
ることで応じられる。すなわち、この方法は、 ａ）フラットパネルディスプレイであって、ゲインおよ
びオフセットの双方について全体および個々のチャネル
調整を有すると共に、色温度、色度、および輝度レベル
を含む白色点を前記ディスプレイに与える調整を有する
ようなディスプレイを設けるステップと、 ｂ）前記ディスプレイの各チャネルについて低レベルコ
ード値を用いて第１のターゲットを表示するステップ
と、 ｃ）表示された前記第１のターゲットの輝度レベルを感
知するステップと、 ｄ）感知された前記輝度レベルが、最大輝度レベルより
も少なくとも３ディケード低い輝度レベルを表す第１の
所定の目標値に一致するように、前記ディスプレイのゲ
インを調整するステップと、 ｅ）前記ディスプレイ装置の各チャネルについて中間コ
ード値を用いて第２のターゲットを表示するステップ
と、 ｆ）表示された前記第2のターゲットの輝度レベルおよ
び色度を感知するステップと、 ｇ）前記輝度レベルが、中間輝度レベルを表す第２の所
定の目標値に一致するとともに、色度が所望の白色点を
表す第１の所定の色度群と一致するように、個々のチャ
ネルのオフセットを調整するステップと、 ｈ）前記ディスプレイの各チャネルについて最大コード
値を用いて第３のターゲットを表示するステップと、 ｉ）表示された前記第３のターゲットの輝度レベルおよ
び色度を感知するステップと、 ｊ）前記輝度レベルが、最大輝度レベルを表す第３の所
定の目標値に一致するとともに、色度が前記第１の所定
の色度群と一致するように、個々のチャネルのゲインを
調整するステップと、 ｋ）ステップｊにおいてそれ以上の調整が必要なくなる
まで、前記ステップｅからｊを繰り返すステップと、を
含む。 【０００６】本発明の別の局面によると、フラットパネ
ルディスプレイは、ディスプレイ装置の各チャネルにつ
いて中間コード値を用いてさらにターゲットを表示し、
表示されたさらなるターゲットの輝度レベルおよび色度
を感知し、輝度レベルが中間輝度レベルを表す第２の所
定の目標値に一致すると共に、色度が所望の白色点を表
す第１の所定の色度群と一致するように、個々のチャネ
ルのオフセットを調整することによって、キャラクタリ
ゼーションが行われる。 【０００７】本発明のさらに別の局面によると、ＲＧＢ
コード値を用いたカラーフラットパネルディスプレイの
駆動方法は、 ａ）ＲＧＢコード値を目標ＲＧＢ強度に変換するステッ
プと、 ｂ）目標ＲＧＢ強度を規定された目標白色点でＣＩＥ
ＸＹＺ値に変換するステップと、 ｃ）フラットパネルディスプレイの白色点に対して対応
のＸＹＺ三刺激値にＣＩＥ ＸＹＺ値を変換するステッ
プと、 ｄ）対応のＸＹＺ三刺激値をディスプレイＲＧＢ強度に
変換するステップと、 ｅ）ディスプレイＲＧＢ強度をディスプレイ駆動ＲＧＢ
コード値に変換するステップと、 ｆ）ディスプレイ駆動ＲＧＢコード値をフラットパネル
ディスプレイに適用するステップと、 を含む。 【０００８】本発明は、マルチチャネルフラットパネル
ディスプレイのニュートラル特性応答を無彩色に補正す
る利点を有する。たとえば、任意の白色点について無彩
色応答を得ることが可能である。本発明はさらに、フラ
ットパネルディスプレイ駆動アルゴリズムがソフトウェ
アＬＵＴを用いて、またはデジタル信号処理集積回路技
術を用いて簡単に実現できる利点を有する。フラットパ
ネルディスプレイキャラクタリゼーションデータはボー
ド上で記憶され、必要であれば変更が可能であるため、
エージングまたはカスタマイズという理由で駆動アルゴ
リズムを更新することができる。本発明はさらに、目標
を達成するために、マルチチャネルフラットパネルディ
スプレイの色再現を修正する利点を有する。本発明を利
用して、任意の白色点について目標の色再現を得ること
ができる。ニュートラル補正および色再現データを用い
て、フラットパネルディスプレイの外観を向上するよう
に、将来のアプリケーションでも利点を得ることができ
る。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明によるフラットパネルディ
スプレイの較正、キャラクタリゼーション、および駆動
は3つの要素を含む。第1に、フラットパネルディスプレ
イを所望の白色点に較正する。次に、フラットパネルデ
ィスプレイを、色および輝度についてキャラクタリゼー
ションする。最後に、ディスプレイを駆動するための画
像処理パスを提供する。 【００１０】図１を参照すると、本発明によるカラーフ
ラットパネルディスプレイ１０の光学キャラクタリゼー
ションを行うのに有用なシステムが図示されている。本
発明によると、フラットパネルディスプレイ１０は電子
増幅器を備え、個々のチャネルのゲインおよびオフセッ
トをそれぞれ調整し、ゲインおよびオフセットのマスタ
ー調整制御を行う。マスター制御は個々のチャネルをま
とめ、全チャネルの同時制御を可能にする。これらの制
御は、色および輝度に関してディスプレイの白色点を設
定するのに利用する。システムの要素として、表示スペ
クトルを測定するのに十分な感度および精度を備えたス
ペクトル放射計１２を含む。好適なスペクトル放射計１
２は、カリフォルニア州、Chatsworth、Photo Researc
h社のＰＲ−７０５であり、中央処理装置１６を介し
て、またはその内蔵ディスプレイを用いて手動で、測定
された光出力を読みとることができる。 【００１１】システムは、フラットパネルディスプレイ
上に表示するターゲットを生成するための適切なタイミ
ングパラメータを有する映像信号を生成する手段を含
む。ターゲットは、そのレベルを表すコード値を有する
一連のパッチである。ターゲットは、プログラマブル信
号ジェネレータ１８（たとえばＡＳＴＲＯモデル８１９
プログラマブル信号ジェネレータなど）によって生成さ
れても良いし、または中央処理装置１６内のグラフィッ
クカード１７によって生成されても良い。ターゲット
は、そのタイミングおよびレベルがフラットパネルディ
スプレイ１０の入力仕様に一致するように形成される。 【００１２】信号ジェネレータ１８または中央処理装置
１６からの信号を選択するのにＲＧＢビデオスイッチャ
１４を用いても良い。ターゲットは、Adobeのフォトシ
ョップ等の市販のソフトウェアパッケージを用いて中央
処理装置１６内で生成しても良いし、カスタムソフトウ
ェアプログラムを作成してグラフィックカード１７に対
するコマンド構造を用いてターゲットを生成してもよ
い。別の手法としては、フォトCD等のディスク上にター
ゲットを記憶し、中央処理表示ユーティリティを用いて
ターゲットの画像を表示することも可能である。 【００１３】図２を参照して、本発明による所望の白色
点の較正は以下のように達成される。各チャネルについ
て低レベルコード値を用いて第１のターゲットを表示す
る（３０）。表示された第１のターゲットの輝度レベル
をスペクトル放射計１２を用いて感知し（３２）、測定
されたRGB値を、最大輝度レベルよりも少なくとも３デ
ィケード低い輝度レベルを表す第１の目標値と比較する
（３４）。次に、感知された輝度レベルが第１の所定の
目標値と一致するように、ディスプレイのゲインおよび
オフセットを調整する（３６）。 【００１４】表示装置の各チャネルについて中間コード
値を用いて第２のターゲットを表示する（３８）。表示
された第２のターゲットの輝度レベルおよび色度を感知
し（４０）、中間輝度レベルを表す第２の目標値と比較
する（４２）。次に、輝度レベルが第２の所定の目標値
に一致すると共に、色度が所望の白色点を表す第１の所
定の色度群に一致するように、個々のチャネルのゲイン
およびオフセットを調整する（４４）。 【００１５】ディスプレイの各チャネルについて最大コ
ード値を用いた第３のターゲットを表示する（４６）。
表示された第３のターゲットの輝度レベルおよび色度を
感知し（４８）、最大輝度レベルを表す第３の目標値と
比較する（５０）。次に、輝度レベルが第３の所定の目
標値に一致すると共に、色度が第１の所定の色度群に一
致するように、個々のチャネルのゲインおよびオフセッ
トを調整する（５２）。３つの目標値すべてが達成され
るまで、上述のステップを繰り返す。 【００１６】マルチチャネルフラットパネルディスプレ
イの色度および輝度キャラクタリゼーションは、すべて
のチャネルに対して等しい信号を用いて、一連のテスト
パターン（ニュートラルターゲット）を測定することか
ら始める。輝度および色度データは測定された各ニュー
トラルターゲットのスペクトルから計算される。OLEDに
ついて測定したニュートラルターゲットのスペクトルの
一例が図３に示される。１９３１CIE表色系、従って
ｘ，ｙ，Ｙが表１に示すように報告、表示された。 【表１】 【００１７】次に、原色をその最大レベルに設定し、測
定した。図４はOLEDフラットパネルディスプレイで測定
したRGBスペクトルの一例である。色度および輝度は測
定した各原色のスペクトルから計算され、表２に示す通
りである。 【表２】 【００１８】表２の原色応答データを、各原色、赤、
緑、青について１９３１CIE XYZ三刺激値に変換する。
これらの原色XYZ値は以下の数１で、原色強度（たとえ
ばRi, G i, Bi）を任意の色刺激について１９３１CIE三
刺激値（XYZ）に関連づけるのに用いる。三原色系につ
いてのこの式の一般的な形は以下の通りである。 【数１】 【００１９】係数XR, YR,およびZRは、上の表２のｘｙY
原色赤データから得られる。同様に、緑および青の係数
も、表２の原色緑および青データから得られる。一般
に、フル駆動したホワイトの赤、緑および青のフル強度
を正規化し、目標のイルミナントについて所望の三刺激
値を生成する。実際には、９つの係数で３×３行列を形
成し、これがこの関係には非常に一般的に用いられる。
さらに、三刺激値をRGB強度に変換するのに、上述の式
の逆関数２２も必要である。この逆転の関係の一般的な
形は以下の行列式によってより簡単に表される。 【００２０】 【数２】行列式に代わる手法として、ｎ次元ルックアップテーブ
ル（ｎ−ｄＬＵＴ）を使用してもよく、ここでｎは通常
３以上である。これらを逆転しても良い。 【００２１】図５を参照して、上述のキャラクタリゼー
ションデータを用いて、フラットパネルディスプレイの
特性カーブ２０を計算する。実際のディスプレイで測定
された輝度特性カーブの一例が図６に示される。ディス
プレイ特性カーブ２０はＲＧＢニュートラルターゲット
コード値（表１）と計算されたRGB原色光強度の関係を
表す。これらのディスプレイ特性カーブ２０を得るため
に、表１のｘｙYデータを用いてニュートラルターゲッ
トについてのXYZ三刺激値を計算する。原色の逆関係２
２を用いて、ニュートラルターゲットについての赤、
緑、青の強度を計算する。各チャネルがフルホワイトで
強度１．０となるようにデータを正規化する。その結
果、図７に示されるような、赤、緑、および青のフラッ
トパネルディスプレイ特性カーブ２０が得られる。 【００２２】次のステップで、図５に示される画像処理
チェーンにおいて、原色逆行列２２およびフラットパネ
ルディスプレイ特性カーブ２０を使用する。このチェー
ンは、図８に示されるsRGBカーブ２４等の目標カーブ群
に画素ごとに赤、緑および青の画像コード値をマッピン
グすることから始まる。このマッピングでsRGB画像コー
ド値を各画素についての赤、緑および青強度に変換す
る。赤、緑および青強度データを、白色点が特定され
た、対象とするアプリケーションを表す目標原色行列２
６を用いて目標のCIE XYZ三刺激値に変換する。目標原
色行列の形式は、通常、目標白色点に正規化されたｎ×
ｎ行列である。RGB３原色系ではｎは３である。目標行
列の例としては、所望の白色点の目標のために得ようと
する特定のガモットを表す特定の目標またはCIE D６５
白色点で設定されたEBU蛍光体であろう。フラットパネ
ルディスプレイ１０が目標の白色点三刺激値を達成でき
ない場合には、色順応変換２８を行って、フラットパネ
ルディスプレイ１０の白色点に対して対応するXYZ値を
得ても良い。色順応変換２８は、対応する三刺激値を計
算し、目標とディスプレイとの間で色が等しく見えるよ
うにする。一般的な色順応変換はvon Kries（Mark D. F
airchild によるテキスト "Color Appearance Models"
(Addison-Wesley, １９９７年１１月)を参照）およびBr
adfordの式（Luoらによる "the LLAB(1:c) colour mode
l" Color Res. Appl. 21, 412-429 (1996)を参照）であ
る。または、白色点が色度空間における目標点から非常
に離れている場合には、色順応変換を行わないのが望ま
しいかもしれない。この場合には、色順応変換ステップ
を行わなくても良い。これにより、輝度ダイナミックレ
ンジは小さくなるが、目標のニュートラルな色度を得る
ことができる。 【００２３】次に、数２の原色逆行列２２を用いて、各
画像ピクセルについてこれらの対応する三刺激値をフラ
ットパネルディスプレイの赤、緑および青強度に変換す
る必要がある。図５の最後のステップで、これらの赤、
緑および青強度をフラットパネルディスプレイ特性カー
ブ２０（図７）にマッピングして、フラットパネルディ
スプレイ１０を駆動するのに用いる赤、緑および青コー
ド値を生成する。 【００２４】要約すると、図５は、上述のステップによ
る処理の後、画像はカラーエンハンスメントが施された
位置を達成できることを示している。図９および図１０
は、OLEDディスプレイ上に画像化されるカラーターゲッ
トに適用されたカラーエンハンスメントアルゴリズムの
CIELAB空間における結果を示す。図９は、ターゲットの
色についてカラーエンハンスメントの前後での色相およ
び彩度の変化を示すｂ *対ａ*ベクトルのプロットであ
る。図１０は、ターゲットの色についてカラーエンハン
スメントの前後での明度および彩度の変化を示すＬ*対
Ｃ*ベクトルのプロットである。カラーエンハンスメン
トの後、ニュートラルスケールが無彩色になっているこ
とに注目されたい（すなわちａ*およびｂ*がすべてのニ
ュートラルターゲットの色についてゼロに近い）。
術の分野に関し、特に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）
ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイのキャラ
クタリゼーションおよび駆動のためのプロセスに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】今日のデジタルインフォイメージング(i
nfoimaging)の世界では、低電力、ハンドヘルドポータ
ブル電子フラットパネルディスプレイ上で多くの画像が
プレビューされ、操作されている。新しいディスプレイ
のアプリケーション（すなわち、携帯電話、DVD、パー
ムパイロット、ビデオゲーム、GPS等）では、これまで
使用されてきた他のイメージング表示装置と比較して、
設計上の要件がより大きいとともに、イメージング性能
の改良が求められている。ディスプレイは見る者にリア
ルな画像表現を提供することを意図するため、ディスプ
レイの色およびトーンの応答を補正して、表示画像の品
質を高める必要がある。ディスプレイのイメージングチ
ェーンにおいて色およびトーンのエンハンスメントを行
わなくてはならない。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】OLEDディスプレイのよ
うなフラットパネルディスプレイは、明るさおよびカラ
ー解像度、広い視野角、低電力消費、小型で頑強な物理
特性といった面で、より優れた性能を提供する可能性を
有している。しかし、CRTとは異なり、これらのフラッ
トパネルディスプレイには、製造プロセスによる固定の
白色点と色のニュートラルな応答があり、調整すること
ができない。製造プロセスにおけるばらつきは、白色点
および色のニュートラルさのばらつきにつながり、従っ
てディスプレイの色再現に望ましくないばらつきが生じ
る。製造プロセスのばらつきと、歩留まりを上げてコス
トを下げる必要性に鑑み、製造上のばらつきに適応す
る、頑強で簡単に実現可能なカラーキャラクタリゼーシ
ョンおよびディスプレイ駆動技術を開発することが急務
となっている。 【０００４】従って、改良されたフラットパネルディス
プレイの較正および駆動方法が必要とされている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この必要性は、本発明に
よって以下のようなフラットパネルの較正方法を提供す
ることで応じられる。すなわち、この方法は、 ａ）フラットパネルディスプレイであって、ゲインおよ
びオフセットの双方について全体および個々のチャネル
調整を有すると共に、色温度、色度、および輝度レベル
を含む白色点を前記ディスプレイに与える調整を有する
ようなディスプレイを設けるステップと、 ｂ）前記ディスプレイの各チャネルについて低レベルコ
ード値を用いて第１のターゲットを表示するステップ
と、 ｃ）表示された前記第１のターゲットの輝度レベルを感
知するステップと、 ｄ）感知された前記輝度レベルが、最大輝度レベルより
も少なくとも３ディケード低い輝度レベルを表す第１の
所定の目標値に一致するように、前記ディスプレイのゲ
インを調整するステップと、 ｅ）前記ディスプレイ装置の各チャネルについて中間コ
ード値を用いて第２のターゲットを表示するステップ
と、 ｆ）表示された前記第2のターゲットの輝度レベルおよ
び色度を感知するステップと、 ｇ）前記輝度レベルが、中間輝度レベルを表す第２の所
定の目標値に一致するとともに、色度が所望の白色点を
表す第１の所定の色度群と一致するように、個々のチャ
ネルのオフセットを調整するステップと、 ｈ）前記ディスプレイの各チャネルについて最大コード
値を用いて第３のターゲットを表示するステップと、 ｉ）表示された前記第３のターゲットの輝度レベルおよ
び色度を感知するステップと、 ｊ）前記輝度レベルが、最大輝度レベルを表す第３の所
定の目標値に一致するとともに、色度が前記第１の所定
の色度群と一致するように、個々のチャネルのゲインを
調整するステップと、 ｋ）ステップｊにおいてそれ以上の調整が必要なくなる
まで、前記ステップｅからｊを繰り返すステップと、を
含む。 【０００６】本発明の別の局面によると、フラットパネ
ルディスプレイは、ディスプレイ装置の各チャネルにつ
いて中間コード値を用いてさらにターゲットを表示し、
表示されたさらなるターゲットの輝度レベルおよび色度
を感知し、輝度レベルが中間輝度レベルを表す第２の所
定の目標値に一致すると共に、色度が所望の白色点を表
す第１の所定の色度群と一致するように、個々のチャネ
ルのオフセットを調整することによって、キャラクタリ
ゼーションが行われる。 【０００７】本発明のさらに別の局面によると、ＲＧＢ
コード値を用いたカラーフラットパネルディスプレイの
駆動方法は、 ａ）ＲＧＢコード値を目標ＲＧＢ強度に変換するステッ
プと、 ｂ）目標ＲＧＢ強度を規定された目標白色点でＣＩＥ
ＸＹＺ値に変換するステップと、 ｃ）フラットパネルディスプレイの白色点に対して対応
のＸＹＺ三刺激値にＣＩＥ ＸＹＺ値を変換するステッ
プと、 ｄ）対応のＸＹＺ三刺激値をディスプレイＲＧＢ強度に
変換するステップと、 ｅ）ディスプレイＲＧＢ強度をディスプレイ駆動ＲＧＢ
コード値に変換するステップと、 ｆ）ディスプレイ駆動ＲＧＢコード値をフラットパネル
ディスプレイに適用するステップと、 を含む。 【０００８】本発明は、マルチチャネルフラットパネル
ディスプレイのニュートラル特性応答を無彩色に補正す
る利点を有する。たとえば、任意の白色点について無彩
色応答を得ることが可能である。本発明はさらに、フラ
ットパネルディスプレイ駆動アルゴリズムがソフトウェ
アＬＵＴを用いて、またはデジタル信号処理集積回路技
術を用いて簡単に実現できる利点を有する。フラットパ
ネルディスプレイキャラクタリゼーションデータはボー
ド上で記憶され、必要であれば変更が可能であるため、
エージングまたはカスタマイズという理由で駆動アルゴ
リズムを更新することができる。本発明はさらに、目標
を達成するために、マルチチャネルフラットパネルディ
スプレイの色再現を修正する利点を有する。本発明を利
用して、任意の白色点について目標の色再現を得ること
ができる。ニュートラル補正および色再現データを用い
て、フラットパネルディスプレイの外観を向上するよう
に、将来のアプリケーションでも利点を得ることができ
る。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明によるフラットパネルディ
スプレイの較正、キャラクタリゼーション、および駆動
は3つの要素を含む。第1に、フラットパネルディスプレ
イを所望の白色点に較正する。次に、フラットパネルデ
ィスプレイを、色および輝度についてキャラクタリゼー
ションする。最後に、ディスプレイを駆動するための画
像処理パスを提供する。 【００１０】図１を参照すると、本発明によるカラーフ
ラットパネルディスプレイ１０の光学キャラクタリゼー
ションを行うのに有用なシステムが図示されている。本
発明によると、フラットパネルディスプレイ１０は電子
増幅器を備え、個々のチャネルのゲインおよびオフセッ
トをそれぞれ調整し、ゲインおよびオフセットのマスタ
ー調整制御を行う。マスター制御は個々のチャネルをま
とめ、全チャネルの同時制御を可能にする。これらの制
御は、色および輝度に関してディスプレイの白色点を設
定するのに利用する。システムの要素として、表示スペ
クトルを測定するのに十分な感度および精度を備えたス
ペクトル放射計１２を含む。好適なスペクトル放射計１
２は、カリフォルニア州、Chatsworth、Photo Researc
h社のＰＲ−７０５であり、中央処理装置１６を介し
て、またはその内蔵ディスプレイを用いて手動で、測定
された光出力を読みとることができる。 【００１１】システムは、フラットパネルディスプレイ
上に表示するターゲットを生成するための適切なタイミ
ングパラメータを有する映像信号を生成する手段を含
む。ターゲットは、そのレベルを表すコード値を有する
一連のパッチである。ターゲットは、プログラマブル信
号ジェネレータ１８（たとえばＡＳＴＲＯモデル８１９
プログラマブル信号ジェネレータなど）によって生成さ
れても良いし、または中央処理装置１６内のグラフィッ
クカード１７によって生成されても良い。ターゲット
は、そのタイミングおよびレベルがフラットパネルディ
スプレイ１０の入力仕様に一致するように形成される。 【００１２】信号ジェネレータ１８または中央処理装置
１６からの信号を選択するのにＲＧＢビデオスイッチャ
１４を用いても良い。ターゲットは、Adobeのフォトシ
ョップ等の市販のソフトウェアパッケージを用いて中央
処理装置１６内で生成しても良いし、カスタムソフトウ
ェアプログラムを作成してグラフィックカード１７に対
するコマンド構造を用いてターゲットを生成してもよ
い。別の手法としては、フォトCD等のディスク上にター
ゲットを記憶し、中央処理表示ユーティリティを用いて
ターゲットの画像を表示することも可能である。 【００１３】図２を参照して、本発明による所望の白色
点の較正は以下のように達成される。各チャネルについ
て低レベルコード値を用いて第１のターゲットを表示す
る（３０）。表示された第１のターゲットの輝度レベル
をスペクトル放射計１２を用いて感知し（３２）、測定
されたRGB値を、最大輝度レベルよりも少なくとも３デ
ィケード低い輝度レベルを表す第１の目標値と比較する
（３４）。次に、感知された輝度レベルが第１の所定の
目標値と一致するように、ディスプレイのゲインおよび
オフセットを調整する（３６）。 【００１４】表示装置の各チャネルについて中間コード
値を用いて第２のターゲットを表示する（３８）。表示
された第２のターゲットの輝度レベルおよび色度を感知
し（４０）、中間輝度レベルを表す第２の目標値と比較
する（４２）。次に、輝度レベルが第２の所定の目標値
に一致すると共に、色度が所望の白色点を表す第１の所
定の色度群に一致するように、個々のチャネルのゲイン
およびオフセットを調整する（４４）。 【００１５】ディスプレイの各チャネルについて最大コ
ード値を用いた第３のターゲットを表示する（４６）。
表示された第３のターゲットの輝度レベルおよび色度を
感知し（４８）、最大輝度レベルを表す第３の目標値と
比較する（５０）。次に、輝度レベルが第３の所定の目
標値に一致すると共に、色度が第１の所定の色度群に一
致するように、個々のチャネルのゲインおよびオフセッ
トを調整する（５２）。３つの目標値すべてが達成され
るまで、上述のステップを繰り返す。 【００１６】マルチチャネルフラットパネルディスプレ
イの色度および輝度キャラクタリゼーションは、すべて
のチャネルに対して等しい信号を用いて、一連のテスト
パターン（ニュートラルターゲット）を測定することか
ら始める。輝度および色度データは測定された各ニュー
トラルターゲットのスペクトルから計算される。OLEDに
ついて測定したニュートラルターゲットのスペクトルの
一例が図３に示される。１９３１CIE表色系、従って
ｘ，ｙ，Ｙが表１に示すように報告、表示された。 【表１】 【００１７】次に、原色をその最大レベルに設定し、測
定した。図４はOLEDフラットパネルディスプレイで測定
したRGBスペクトルの一例である。色度および輝度は測
定した各原色のスペクトルから計算され、表２に示す通
りである。 【表２】 【００１８】表２の原色応答データを、各原色、赤、
緑、青について１９３１CIE XYZ三刺激値に変換する。
これらの原色XYZ値は以下の数１で、原色強度（たとえ
ばRi, G i, Bi）を任意の色刺激について１９３１CIE三
刺激値（XYZ）に関連づけるのに用いる。三原色系につ
いてのこの式の一般的な形は以下の通りである。 【数１】 【００１９】係数XR, YR,およびZRは、上の表２のｘｙY
原色赤データから得られる。同様に、緑および青の係数
も、表２の原色緑および青データから得られる。一般
に、フル駆動したホワイトの赤、緑および青のフル強度
を正規化し、目標のイルミナントについて所望の三刺激
値を生成する。実際には、９つの係数で３×３行列を形
成し、これがこの関係には非常に一般的に用いられる。
さらに、三刺激値をRGB強度に変換するのに、上述の式
の逆関数２２も必要である。この逆転の関係の一般的な
形は以下の行列式によってより簡単に表される。 【００２０】 【数２】行列式に代わる手法として、ｎ次元ルックアップテーブ
ル（ｎ−ｄＬＵＴ）を使用してもよく、ここでｎは通常
３以上である。これらを逆転しても良い。 【００２１】図５を参照して、上述のキャラクタリゼー
ションデータを用いて、フラットパネルディスプレイの
特性カーブ２０を計算する。実際のディスプレイで測定
された輝度特性カーブの一例が図６に示される。ディス
プレイ特性カーブ２０はＲＧＢニュートラルターゲット
コード値（表１）と計算されたRGB原色光強度の関係を
表す。これらのディスプレイ特性カーブ２０を得るため
に、表１のｘｙYデータを用いてニュートラルターゲッ
トについてのXYZ三刺激値を計算する。原色の逆関係２
２を用いて、ニュートラルターゲットについての赤、
緑、青の強度を計算する。各チャネルがフルホワイトで
強度１．０となるようにデータを正規化する。その結
果、図７に示されるような、赤、緑、および青のフラッ
トパネルディスプレイ特性カーブ２０が得られる。 【００２２】次のステップで、図５に示される画像処理
チェーンにおいて、原色逆行列２２およびフラットパネ
ルディスプレイ特性カーブ２０を使用する。このチェー
ンは、図８に示されるsRGBカーブ２４等の目標カーブ群
に画素ごとに赤、緑および青の画像コード値をマッピン
グすることから始まる。このマッピングでsRGB画像コー
ド値を各画素についての赤、緑および青強度に変換す
る。赤、緑および青強度データを、白色点が特定され
た、対象とするアプリケーションを表す目標原色行列２
６を用いて目標のCIE XYZ三刺激値に変換する。目標原
色行列の形式は、通常、目標白色点に正規化されたｎ×
ｎ行列である。RGB３原色系ではｎは３である。目標行
列の例としては、所望の白色点の目標のために得ようと
する特定のガモットを表す特定の目標またはCIE D６５
白色点で設定されたEBU蛍光体であろう。フラットパネ
ルディスプレイ１０が目標の白色点三刺激値を達成でき
ない場合には、色順応変換２８を行って、フラットパネ
ルディスプレイ１０の白色点に対して対応するXYZ値を
得ても良い。色順応変換２８は、対応する三刺激値を計
算し、目標とディスプレイとの間で色が等しく見えるよ
うにする。一般的な色順応変換はvon Kries（Mark D. F
airchild によるテキスト "Color Appearance Models"
(Addison-Wesley, １９９７年１１月)を参照）およびBr
adfordの式（Luoらによる "the LLAB(1:c) colour mode
l" Color Res. Appl. 21, 412-429 (1996)を参照）であ
る。または、白色点が色度空間における目標点から非常
に離れている場合には、色順応変換を行わないのが望ま
しいかもしれない。この場合には、色順応変換ステップ
を行わなくても良い。これにより、輝度ダイナミックレ
ンジは小さくなるが、目標のニュートラルな色度を得る
ことができる。 【００２３】次に、数２の原色逆行列２２を用いて、各
画像ピクセルについてこれらの対応する三刺激値をフラ
ットパネルディスプレイの赤、緑および青強度に変換す
る必要がある。図５の最後のステップで、これらの赤、
緑および青強度をフラットパネルディスプレイ特性カー
ブ２０（図７）にマッピングして、フラットパネルディ
スプレイ１０を駆動するのに用いる赤、緑および青コー
ド値を生成する。 【００２４】要約すると、図５は、上述のステップによ
る処理の後、画像はカラーエンハンスメントが施された
位置を達成できることを示している。図９および図１０
は、OLEDディスプレイ上に画像化されるカラーターゲッ
トに適用されたカラーエンハンスメントアルゴリズムの
CIELAB空間における結果を示す。図９は、ターゲットの
色についてカラーエンハンスメントの前後での色相およ
び彩度の変化を示すｂ *対ａ*ベクトルのプロットであ
る。図１０は、ターゲットの色についてカラーエンハン
スメントの前後での明度および彩度の変化を示すＬ*対
Ｃ*ベクトルのプロットである。カラーエンハンスメン
トの後、ニュートラルスケールが無彩色になっているこ
とに注目されたい（すなわちａ*およびｂ*がすべてのニ
ュートラルターゲットの色についてゼロに近い）。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるフラットパネルディスプレイの
較正およびキャラクタリゼーションに有用なシステムの
概略図である。 【図２】 フラットパネルの白色点の較正プロセスを示
すフロー図である。 【図３】 測定されたニュートラルターゲットのスペク
トルのプロットの例を示す図である。 【図４】 測定されたRGB原色スペクトルの例を示す図
である。 【図５】 本発明によるフラットパネルディスプレイの
駆動のための画像処理パスを示すフロー図である。 【図６】 測定されたOLED特性カーブのプロットの例を
示す図である。 【図７】 赤、緑および青のOLED特性カーブのプロット
の例を示す図である。 【図８】 目標sRGB特性カーブのプロットの例を示す図
である。 【図９】 カラーエンハンスメントの前後のｂ*対ａ*ベ
クトルのプロットを示す図である。 【図１０】 カラーエンハンスメントの前後のL*対C*ベ
クトルのプロットを示す図である。 【符号の説明】 １０ フラットパネルディスプレイ、１２ スペクトル
放射計、１４ ビデオスイッチャ、１６ 中央処理装
置、１７ グラフィックカード、１８ プログラマブル
信号ジェネレータ、２０ ディスプレイ特性カーブ、２
２ 原色逆行列 ２４ sRGB特性カーブ、２６ 目標原色行列、２８ 色
順応変換。
較正およびキャラクタリゼーションに有用なシステムの
概略図である。 【図２】 フラットパネルの白色点の較正プロセスを示
すフロー図である。 【図３】 測定されたニュートラルターゲットのスペク
トルのプロットの例を示す図である。 【図４】 測定されたRGB原色スペクトルの例を示す図
である。 【図５】 本発明によるフラットパネルディスプレイの
駆動のための画像処理パスを示すフロー図である。 【図６】 測定されたOLED特性カーブのプロットの例を
示す図である。 【図７】 赤、緑および青のOLED特性カーブのプロット
の例を示す図である。 【図８】 目標sRGB特性カーブのプロットの例を示す図
である。 【図９】 カラーエンハンスメントの前後のｂ*対ａ*ベ
クトルのプロットを示す図である。 【図１０】 カラーエンハンスメントの前後のL*対C*ベ
クトルのプロットを示す図である。 【符号の説明】 １０ フラットパネルディスプレイ、１２ スペクトル
放射計、１４ ビデオスイッチャ、１６ 中央処理装
置、１７ グラフィックカード、１８ プログラマブル
信号ジェネレータ、２０ ディスプレイ特性カーブ、２
２ 原色逆行列 ２４ sRGB特性カーブ、２６ 目標原色行列、２８ 色
順応変換。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G020 AA08 DA02 DA13 DA34 DA65
2G086 EE03
3K007 AB04 AB17 AB18 DB03 GA04
5C080 AA06 BB05 DD03 DD15 DD28
EE28 GG07 GG08 JJ02 JJ05
JJ07
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 フラットパネルの較正方法であって、 ａ）フラットパネルディスプレイであって、ゲインおよ
びオフセットの双方について全体および個々のチャネル
調整を有すると共に、色温度、色度、および輝度レベル
を含む白色点を前記ディスプレイに与える調整を有する
ようなディスプレイを設けるステップと、 ｂ）前記ディスプレイの各チャネルについて低レベルコ
ード値を用いて第１のターゲットを表示するステップ
と、 ｃ）表示された前記第１のターゲットの輝度レベルを感
知するステップと、 ｄ）感知された前記輝度レベルが、最大輝度レベルより
も少なくとも３ディケード低い輝度レベルを表す第１の
所定の目標値に一致するように、前記ディスプレイのゲ
インを調整するステップと、 ｅ）前記ディスプレイ装置の各チャネルについて中間コ
ード値を用いて第２のターゲットを表示するステップ
と、 ｆ）表示された前記第２のターゲットの輝度レベルおよ
び色度を感知するステップと、 ｇ）前記輝度レベルが、中間輝度レベルを表す第２の所
定の目標値に一致すると共に、色度が所望の白色点を表
す第１の所定の色度群と一致するように、個々のチャネ
ルのオフセットを調整するステップと、 ｈ）前記ディスプレイの各チャネルについて最大コード
値を用いて第３のターゲットを表示するステップと、 ｉ）表示された前記第３のターゲットの輝度レベルおよ
び色度を感知するステップと、 ｊ）前記輝度レベルが、最大輝度レベルを表す第３の所
定の目標値に一致すると共に、色度が前記第１の所定の
色度群と一致するように、個々のチャネルのゲインを調
整するステップと、 ｋ）ステップｊにおいてそれ以上の調整が必要なくなる
まで、前記ステップｅからｊを繰り返すステップと、を
含むことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/887,152 US20030025688A1 (en) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Method for calibrating, characterizing and driving a color flat panel display |
| US09/950,245 US6677958B2 (en) | 2001-06-22 | 2001-09-10 | Method for calibrating, characterizing and driving a color flat panel display |
| US09/887,152 | 2001-09-10 | ||
| US09/950,245 | 2001-09-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=27128825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002182915A Expired - Lifetime JP4721610B2 (ja) | 2001-06-22 | 2002-06-24 | カラーフラットパネルディスプレイの較正方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6677958B2 (ja) |
| EP (1) | EP1271465B1 (ja) |
| JP (1) | JP4721610B2 (ja) |
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