JP2014109710A - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置のホワイトバランス調整の際に、表示品位を損なうことなく、輝度低下を抑える。
【解決手段】ホワイトバランス調整装置５０は、表示装置に表示される所定の入力映像信号に対してＲＧＢ３原色それぞれの階調を調整することによりホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整ステップ（Ｓ１）と、ホワイトバランス調整後の画面輝度が基準輝度未満であるか否かを判定する第１の判定ステップ（Ｓ３）と、ホワイトバランス調整後の画面輝度が基準輝度未満と判定した場合、ホワイトバランス調整にてＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されているか否かを判定する第２の判定ステップ（Ｓ４）と、ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されていると判定した場合、残りの２色のうち少なくとも１色の階調を高く再調整するホワイトバランス再調整ステップ（Ｓ５）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置のホワイトバランスを調整する工程を含む表示装置の製造方法に関する。

従来、薄型表示装置の一つである液晶テレビの生産ラインでは、液晶パネル間の色度のばらつきを補正するためにホワイトバランス調整が行われている。このホワイトバランス調整では、Ｒ映像信号とＧ映像信号とＢ映像信号からなる基準映像（テストパターン）を入力し、この基準映像の画面上の色度を所定の計測器により計測し、計測した色度が許容範囲内に収まるように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各値を調整するための調整値が設定される。

上記のホワイトバランスを調整する技術に関して、例えば、特許文献１には、目標のホワイトバランスに調整したときのＲ，Ｇ，Ｂの比率を演算し、目標の輝度率特性を変更し、その調整用輝度率特性に従ってホワイトバランスを調整するホワイトバランス制御部と、このホワイトバランス制御部で生成されたＲ，Ｇ，Ｂのガンマ補正値を記録するガンマ補正値記録装置部と、目標のホワイトバランスと目標の輝度率特性とを記録させておく目標値記録装置部とを備えた液晶表示装置が記載されている。これにより、ホワイトバランス調整の高速化を図ることができる。

特開２００９−２２５４４０号公報

しかしながら、例えば、８ビットシステムにおいてホワイトバランス調整を行う場合、最大階調の白については２５５階調以上に階調を持ち上げることができないため、Ｒ，Ｇ，Ｂの階調を下げて調整するしかない。従って、ホワイトバランス調整を行うと必ず輝度が低下してしまう。すなわち、ホワイトバランスの目標色度と調整前の色度との差が大きいほど、調整時の階調の下げ量が大きくなり、輝度低下も大きくなるという問題がある。

これに対して、特許文献１に記載の技術は、最初に一度だけ色度の測定を行うことで、ホワイトバランス調整に要する時間を短縮するようにしたもので、ホワイトバランス調整に伴う輝度低下を抑制するものではなく、上記のような問題を解決することはできない。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、ホワイトバランス調整の際に、表示品位を損なうことなく、輝度低下を抑えることができる表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、表示装置のホワイトバランスを調整するステップを含む表示装置の製造方法であって、前記ステップは、前記表示装置に表示される所定の入力映像信号に対してＲＧＢ３原色それぞれの階調を調整することによりホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整ステップと、前記ホワイトバランス調整後の前記表示装置の画面輝度が基準輝度未満であるか否かを判定する第１の判定ステップと、前記ホワイトバランス調整後の前記表示装置の画面輝度が基準輝度未満と判定した場合、前記ホワイトバランス調整ステップにて前記ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されているか否かを判定する第２の判定ステップと、前記ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されていると判定した場合、残りの２色のうち少なくとも１色の階調を高く再調整するホワイトバランス再調整ステップとを備えたことを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記ＲＧＢ３原色のうちＲ階調が固定されている場合、Ｇ階調及びＢ階調を高く再調整し、また、前記ＲＧＢ３原色のうちＢ階調が固定されている場合、Ｇ階調及びＲ階調を高く再調整することを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記Ｇ階調及び前記Ｂ階調、または、前記Ｇ階調及び前記Ｒ階調を、予め定めた調整率あるいは調整量だけ高くすることを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第２の技術手段において、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記Ｇ階調に対して、前記表示装置の画面輝度が前記基準輝度になるときの階調を算出し、該算出した階調を、再調整後の前記Ｇ階調とすると共に、前記Ｂ階調または前記Ｒ階調を、再調整前後の前記Ｇ階調から定まる調整率あるいは調整量だけ高くすることを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段において、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記ホワイトバランス再調整後の前記表示装置の画面色度が許容範囲内に収まるように、前記残りの２色のうち少なくとも１色の階調を再調整するときの調整率あるいは調整量を制限することを特徴としたものである。

本発明によれば、通常のホワイトバランス調整により下げた階調をある程度まで高く再調整することができるため、ホワイトバランス調整の際に、表示品位を損なうことなく、輝度低下を抑えることができる。

本発明に係る表示装置及びホワイトバランス調整装置の構成例を示すブロック図である。 本発明によるホワイトバランス調整方法の一例を説明するための図である。 本発明による表示装置の製造方法の一例を説明するためのフロー図である。 図３のステップＳ４，Ｓ５における具体的な処理の一例を説明するためのフロー図である。 ｘｙ色度図（ＣＩＥ色度図）上における白色近傍の領域を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明による表示装置の製造方法に係る好適な実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る表示装置及びホワイトバランス調整装置の構成例を示すブロック図で、図中、１０は表示装置、５０はホワイトバランス調整装置を示す。表示装置１０は、例えば、テレビジョン受像機として例示することができ、以下では、テレビジョン受像機１０として説明する。このテレビジョン受像機１０は、地上デジタル放送によって伝送される映像音声データと、衛星放送によって伝送される映像音声データとを受信する。各映像音声データを受信するために、テレビジョン受像機１０の外部には、地上デジタル放送用アンテナ３２及び衛星放送用アンテナ３３が設けられている。

地上デジタル放送によって伝送される映像音声データは、地上デジタル放送用アンテナ３２から地上デジタル放送チューナ１１に供給される。地上デジタル放送チューナ１１は、地上デジタル放送における複数チャンネルの中からユーザが指定するチャンネルを選択して、当該チャンネルの映像音声データをセレクタ１４に供給する。

衛星放送によって伝送される映像音声データは、衛星放送用アンテナ３３から衛星放送チューナ１２に供給される。衛星放送チューナ１２は、衛星放送における複数チャンネルの中からユーザが指定するチャンネルを選択して、当該チャンネルの映像音声データをセレクタ１４に供給する。

テレビジョン受像機１０は、さらに、外部入力端子１３を備えていてもよい。この外部入力端子１３は、ＨＤ（Hard Disk）レコーダ、および、ＢＤ（Blu-ray Disk）といった外部機器を、テレビジョン受像機１０に接続するためのインターフェースである。当該インターフェースは、テレビジョン受像機１０が、上記の外部機器から映像音声データを受け付けるものであり、且つ、テレビジョン受像機１０と、上記の外部機器とを接続可能な規格に適合しているものである。このようなインターフェースの規格として、例えば、ＨＤＭＩ、ＨＤＶ（ＩＥＥＥ１３９４）などが挙げられる。外部機器がテレビジョン受像機１０に接続されている場合、外部機器に記録されている映像音声データは、外部入力端子１３を介してセレクタ１４に供給される。

ユーザは、視聴したい映像音声データの供給源を、リモコン３１、または、図示しない操作パネルを介して、選択することができる。ユーザが操作することによってリモコン３１から出力される操作信号は、赤外線受光部２１を介して制御部２２に供給される。制御部２２は、操作信号に基づいて、セレクタ１４を制御する。例えば、ユーザがリモコン３１を用いて地上デジタル放送の視聴を選択すると、リモコン３１は当該操作に対応する操作信号を出力する。制御部２２は、当該操作信号を受けて、セレクタ１４が映像音声データの入力源として地上デジタル放送チューナ１１を選択するように、セレクタ１４を制御する。

セレクタ１４は、入力源として選択した地上デジタル放送チューナ１１からの映像音声データを復号部１５に供給する。復号部１５は、まず、供給された映像音声データを、映像データ、音声データ、および、文字情報用のデータに分離する。この文字情報用のデータとは、ＥＰＧおよびＯＳＤ表示用のデータなどを含んでいる。次に、復号部１５は、映像データおよび音声データを復号する。復号部１５によって復号された音声データは、音声信号処理部１６を介してスピーカ１７から音声として出力される。

一方、復号部１５によって復号された映像データは、映像信号処理部１８に供給される。映像信号処理部１８は、供給された映像データに対して、Ａ／Ｄ変換処理、ＹＩ分離処理、ＩＰ変換処理、マトリクス変換処理、および、その他の映像処理を必要に応じて適宜実行する。その結果として、映像信号処理部１８は、映像データから変換されたＲＧＢ信号を画質調整部１９に供給する。

画質調整部１９は、映像信号処理部１８から供給されるＲＧＢ各色の信号に対してゲインを調整することによってホワイトバランス（以下では単にＷＢともいう）の調整を行う。また、画質調整部１９において、ガンマ補正処理も実行する構成としてもよい。画質調整部１９は、供給されるＲＧＢ信号に対してＷＢ調整を行う際に、ＷＢの調整値を参照する。ＷＢの調整値は、例えば、不揮発性のメモリ２３に格納されている。

ＷＢの調整値は、画質調整部１９に供給されるＲＧＢ信号の階調に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂ各信号のゲインを規定するものである。画質調整部１９は、供給されるＲＧＢ信号の各階調と、Ｒ、Ｇ、Ｂ各信号のゲインとを対応付けるものとして、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照する。以下では、このＬＵＴをＷＢ調整用ＬＵＴと呼ぶ。なお、ＷＢ調整用ＬＵＴが格納される場所はメモリ２３に限らず、画質調整部１９が独自の不揮発性のメモリを備えていてもよい。

画質調整部１９によってＷＢが調整されたＲＧＢ信号はＬＣＤモジュール２０に供給され、ＬＣＤモジュール２０は、ＷＢが調整されたＲＧＢ信号に対応する映像を表示する。

各テレビジョン受像機１０は、製造工場から出荷される前に、本発明の一実施形態に係るホワイトバランス調整方法を用いてＷＢが調整される。すなわち、ホワイトバランス調整方法は、テレビジョン受像機１０の製造工程の一つとして実行される。ＷＢが調整されることによって、ＷＢの調整値は、ＷＢ調整用ＬＵＴとして不揮発性のメモリ２３に格納される。なお、例えば、テレビジョン受像機１０がユーザの手元に渡った際に、ユーザは好みの発色を得るためにＷＢを調整したいと考える可能性がある。そのため、テレビジョン受像機１０のＷＢは、リモコン３１または操作パネルを介して、ユーザが調整できる構成であってもよい。その際、ユーザにカスタマイズされたＷＢの調整値は、別個のＷＢ調整用ＬＵＴとして不揮発性のメモリ２３に格納される構成とすればよい。

また、テレビジョン受像機１０は、映像を表示するための表示手段としてＬＣＤモジュール２０を備えている。ＬＣＤモジュール２０は、液晶パネルと、バックライトとを備えている。液晶パネルは、画質調整部１９から供給されるＲＧＢ信号にしたがって、各サブ画素が備える液晶を駆動する。このことによって、各サブ画素が表示する色の輝度が決定され、その結果、ＬＣＤモジュール２０には映像が表示される。バックライトとしては、冷陰極管（ＣＣＦＬ）またはＬＥＤを用いることができる。また、ＣＣＦＬとＬＥＤとを併用してバックライトとすることもできる。

続いて、テレビジョン受像機１０のＷＢを調整する際に使用するホワイトバランス調整装置５０の構成例について、同じく図１を参照して以下に説明する。ホワイトバランス調整装置５０は、光検出部５１、制御部５２、メモリ５３、及び出力部５４を備えている。

光検出部５１としては、一般的に色彩計と呼ばれる装置を用いることができる。この色彩計は、その測定原理から分光式と、刺激値直読式とに大別される。分光式の色彩計は、精度良く色度点を測定することができるが、測定に要する時間が長いというデメリットがある。一方、刺激値直読式の色彩計は、精度の点で分光式より劣るものの、短時間で色度点を測定可能であるというメリットがある。テレビジョン受像機１０の製造効率を向上させるためには、刺激値直読式の色彩計を光検出部５１として用いることが好ましい。

光検出部５１は、ＬＣＤモジュール２０における所定の領域に対して対向する位置に配置される。光検出部５１は、ＬＣＤモジュール２０が出射する光を検出し、所定のＲ、Ｇ、Ｂの各波長における光強度を信号として制御部５２に供給する。

制御部５２は、上記Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長の光強度から、Ｒ、Ｇ、Ｂの三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出する。さらに、制御部５２は、算出した三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づいて、ｘｙ色度図上における色度点（ｘｉ，ｙｉ）を算出する。この色度点（ｘｉ，ｙｉ）は、ＬＣＤモジュール２０が出射する光の色相および彩度を反映しているパラメータである。

なお、制御部５２がＬＣＤモジュール２０の色度点（ｘｉ，ｙｉ）を算出するために、光検出部５１が測定する所定の領域は、１つの領域であってもよいし、複数の領域であってもよい。例えば、ＬＣＤモジュール２０の中央に位置する領域の色度点（ｘｉ，ｙｉ）をもって、ＬＣＤモジュール２０の色度点（ｘｉ，ｙｉ）としてもよい。別の方法として、例えば、光検出部５１は、ＬＣＤモジュール２０の中央および４つの角部の合計５つの領域を測定しても良い。制御部５２は、当該５つの領域における各色度点を平均した色度点を、ＬＣＤモジュール２０の色度点（ｘｉ，ｙｉ）としてもよい。

そして、制御部５２は、上記で算出したｘｙ色度図上における色度点（ｘｉ，ｙｉ）が、目標色度点（ｘ０，ｙ０）になるように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ゲインを調整するための調整値を決定する。この目標色度点（ｘ０，ｙ０）としては、例えば、色温度が１２０００Ｋとなる色度点とすることが考えられる。制御部５２により決定した調整値は、出力部５４に供給され、出力部５４は、制御部５２から供給された調整値を、調整用端子２４を介してテレビジョン受像機１０に供給し、この調整値はメモリ２３のＷＢ調整用ＬＵＴに格納される。

テレビジョン受像機１０の画質調整部１９は、メモリ２３のＷＢ調整用ＬＵＴに格納された調整値に基づいて、ＲＧＢ各色の信号に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ゲインを調整する。このようにして、テレビジョン受像機１０に対して通常のＷＢ調整が行われるが、最大階調の白については２５５階調以上に階調を持ち上げることができないため、ＲＧＢ各色の階調を下げる方向で調整される。このため、ＷＢ調整によって必ず輝度が低下するという問題がある。

これに対して、本発明の主たる目的は、ホワイトバランス調整の際に、表示品位を損なうことなく、輝度低下を抑えることにある。このための構成として、ホワイトバランス調整装置５０は、テレビジョン受像機１０に表示される所定の入力映像信号（例えば、ＷＢ調整用パターン信号など）に対してＲＧＢ３原色それぞれの階調を調整することによりＷＢ調整を行う手段と、ＷＢ調整後の画面輝度が基準輝度未満であるか否かを判定する手段と、ＷＢ調整後の画面輝度が基準輝度未満と判定した場合、上記ＷＢ調整にてＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されているか否かを判定する手段と、ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されていると判定した場合、残りの２色のうち少なくとも１色の階調を高く再調整する手段とを備える。なお、これらの各手段は制御部５２の一機能として実現される。具体的には、上記各手段を実行するためのプログラムをメモリ５３に格納しておき、本発明によるホワイトバランス調整方法を実行する際に制御部５２がこのプログラムを読み出して実行する。

図２は、本発明によるホワイトバランス調整方法の一例を説明するための図である。前述したように、このホワイトバランス調整方法は、テレビジョン受像機１０の製造工程の一つとして実行される。図２（Ａ）は無調整時の入出力特性を示し。図２（Ｂ）は通常調整時の入出力特性を示し、図２（Ｃ）は再調整時の入出力特性を示す。図中、横軸は入力、縦軸は出力を示す。まず、テレビジョン受像機１０は、通常のＷＢ調整を行うために、ＲＧＢ３原色の最大階調が（２５５，２５５，２５５）であるＷＢ調整用パターン信号（つまり、白画像パターン）を入力し、これを画面上に表示する。このときの入出力特性は、無調整状態であり、図２（Ａ）に示すように、入力と出力とが等しい関係にある。

次に、ホワイトバランス調整装置５０は、テレビジョン受像機１０に表示された無調整画面に対して、画面輝度（ｃｄ／ｍ^２）及び画面色度（ｘｉ，ｙｉ）を計測し、計測した画面色度（ｘｉ，ｙｉ）が、例えば、色温度１２０００Ｋの目標色度（ｘ０，ｙ０）になるように、ＲＧＢ３原色の各階調を調整するための調整値を決定する。そして、決定した調整値はメモリ５３に記憶されると共に、テレビジョン受像機１０のメモリ２３に格納される。

テレビジョン受像機１０の画質調整部１９は、メモリ２３に格納された調整値に基づいて、ＲＧＢ各信号の階調を、例えば、図２（Ｂ）のように調整する。つまり、Ｒ階調は固定とし、Ｇ階調及びＢ階調はそれぞれ下げる方向に調整される。これは通常のＷＢ調整（以下、単に通常ＷＢ調整という）であり、これにより、テレビジョン受像機１０の画面上の色度が目標色度に調整される。

次に、ホワイトバランス調整装置５０は、光検出部５１及び制御部５２により、通常ＷＢ調整後の画面輝度を計測し、通常ＷＢ調整後の画面輝度が基準輝度未満か否かを判定する。なお、基準輝度は、例えば４５０ｃｄ／ｍ^２として、メモリ５３に予め記憶されている。本例では、通常ＷＢ調整後の画面輝度Ｙは４２８．６ｃｄ／ｍ^２であり、基準輝度（４５０ｃｄ／ｍ^２）に対して約２２ｃｄ／ｍ^２不足するため、画面輝度Ｙが基準輝度未満と判定される。

ここで、ＬＣＤモジュール２０のガンマ特性を２．２、８ビットシステム（０〜２５５）、原色ＲＧＢの最大輝度をそれぞれＹ_Ｒ，Ｙ_Ｇ，Ｙ_Ｂとし、通常ＷＢ調整後の階調を（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）、通常ＷＢ調整後の画面輝度をＹ（ｃｄ／ｍ^２）とした場合、次の式（１）が成立する。
Y=(Y_R×Ri^2.2+Y_G×Gi^2.2+Y_B×Bi^2.2)/255^2.2 ・・・式（１）

例えば、無調整時の画面輝度（白輝度）が５００ｃｄ／ｍ^２、ＲＧＢ原色輝度比をそれぞれ０．２，０．７，０．１とすると、原色ＲＧＢの最大輝度（Ｙ_Ｒ，Ｙ_Ｇ，Ｙ_Ｂ）はそれぞれ１００，３５０，５０ｃｄ／ｍ^２となる。そして、通常ＷＢ調整後の階調（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）が２５５，２３５，２２０である場合、これらの値を上記式（１）に代入すると、通常ＷＢ調整後の画面輝度Ｙは、４２８．６ｃｄ／ｍ^２と求めることができる。なお、通常ＷＢ調整後の階調（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）は、無調整状態時の最大階調（２５５，２５５，５５）と、通常ＷＢ調整に使用した調整値（メモリ５３）とから求めることができる。

上記より、制御部５２では、通常ＷＢ調整後の画面輝度Ｙと、予め記憶されている基準輝度（ここで４５０ｃｄ／ｍ^２）とが比較され、画面輝度Ｙが基準輝度以上であると判定した場合、これ以上のＷＢ調整は行わず、処理を終了する。従って、テレビジョン受像機１０には通常ＷＢ調整による調整値がそのまま設定される。

また、制御部５２は、画面輝度Ｙが基準輝度未満であると判定した場合には、ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されているか否かを判定する。この判定は、メモリ５３に記憶した調整値により判定することができる。つまり、ＲＧＢ３原色の各調整値のうち、調整値が０になっている色については階調が固定されていると判断することができる。そして、制御部５２は、ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されていると判定した場合、残りの２色のうち少なくとも１色の階調を高く再調整するための調整値を決定する。図２（Ｃ）の例では、Ｒ階調が固定されているため、残りの２色であるＧ階調及びＢ階調が高く再調整される。この再調整に使用する調整値は、出力部５４からテレビジョン受像機１０に出力され、テレビジョン受像機１０のメモリ２３に格納される。つまり、このメモリ２３には、通常ＷＢ調整に使用する調整値が既に格納されているが、これとは別に、通常ＷＢ調整後の再調整に使用する調整値が格納される。

上記より、通常ＷＢ調整で下げた階調をある程度持ち上げることができるため、輝度低下を抑制することができる。なお、Ｇ階調は最も輝度向上に寄与するため、少なくともＧ階調を持ち上げて、Ｒ階調またはＢ階調を固定することが望ましい。すなわち、ＲＧＢ３原色のうちＲ階調が固定されている場合、Ｇ階調及びＢ階調を高く再調整し、また、ＲＧＢ３原色のうちＢ階調が固定されている場合、Ｇ階調及びＲ階調を高く再調整することが望ましい。

具体的には、Ｇ階調及びＢ階調、または、Ｇ階調及びＲ階調を、予め定めた調整率あるいは調整量だけ高くする。調整率の場合、再調整前の階調に、例えば１．１を乗算したものを再調整後の階調とする。また、調整量の場合、再調整前の階調に、例えば３０を加算したものを再調整後の階調とする。なお、この例では、２色の階調を高く調整するようにしているが、例えば、Ｇ階調など、いずれか１色のみを高く調整するようにしてもよい。

ここで、上記のように一定の調整率あるいは調整量に基づき階調を再調整すると無調整状態に近づくため、再調整後の色度が目標色度からずれてしまい、表示品位を損なう可能性がある。そこで、色度ずれを最小に抑える方法として、基準輝度に達するために必要な分だけ階調を持ち上げるようにしてもよい。すなわち、制御部５２は、Ｇ階調に対して、テレビジョン受像機１０の画面輝度が基準輝度になるときの階調を算出し、算出した階調を、再調整後のＧ階調とすると共に、Ｂ階調またはＲ階調を、再調整前後のＧ階調から定まる調整率あるいは調整量だけ高くする。

上記について、ＷＢ調整時にＲ階調が固定され、Ｇ階調及びＢ階調を再調整する場合を例に説明する。再調整後のＲ階調、Ｇ階調，Ｂ階調をそれぞれＲｉ′，Ｇｉ′，Ｂｉ′、再調整後の輝度をＹ′とすると、前述の式（１）より、以下の式（２）が成立する。
Y′=(Y_R×Ri′^2.2+Y_G×Gi′^2.2+Y_B×Bi′^2.2)/255^2.2 ・・・式（２）

ここで、再調整後のＲ階調Ｒｉ′は固定のため、Ｒｉ′＝Ｒｉである。また、再調整後のＢ階調Ｂｉ′をＧ階調の比率に基づき、Ｂｉ×Ｇｉ′／Ｇｉ、とした場合、上記式（２）は、
Y′=(Y_R×Ri′^2.2+Y_G×Gi′^2.2+Y_B×(Bi×Gi’/Gi)^2.2)/255^2.2 ・・・式（３）
となり、
これより、再調整後の輝度Ｙ′を実現するために必要なＧ階調Ｇｉ′は、以下の式（４）より求めることができる。
Gi′={(Y′×255^2.2-Y_R×Ri^2.2)/(Y_G+Y_B×(Bi/Gi)^2.2)}^1/2.2 ・・・式（４）

計算例として、再調整後の輝度Ｙ′が４５０ｃｄ／ｍ^２（基準輝度）、原色ＲＧＢの最大輝度（Ｙ_Ｒ，Ｙ_Ｇ，Ｙ_Ｂ）が１００，３５０，５０ｃｄ／ｍ^２、通常ＷＢ調整後（再調整前）の階調（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）が２５５，２３５，２２０であった場合、再調整後のＧ階調Ｇｉ′は、式（４）より、
Gi′={(450×255^2.2-100×255^2.2)/(350+50×(220/235)^2.2)}^1/2.2
=242
と求まり、さらに、再調整後のＢ階調Ｂｉ′は、
Bi′=220×242/235
=226
と求めることができる。

上記より、再調整後の階調（Ｒｉ′，Ｇｉ′，Ｂｉ′）は、（２５５，２４２，２２６）となる。この場合、ホワイトバランス調整装置５０の制御部５２は、通常ＷＢ調整後のＧ階調と、再調整後のＧ階調との比を調整率として求める。そして、この調整率は、テレビジョン受像機１０に供給され、メモリ２３に格納される。テレビジョン受像機１０の画質調整部１９は、通常ＷＢ調整後のＲＧＢ各色の入出力特性（図２（Ｂ）に例示）に対して、さらに、メモリ２３に格納された調整率に基づいてＲＧＢ各色の入出力特性を調整し、これを最終的なＲＧＢ各色の入出力特性（図２(Ｃ)に例示）として設定する。なお、本計算例では、通常ＷＢ調整後のＧ階調と再調整後のＧ階調との比から調整率を求めたが、通常ＷＢ調整後のＧ階調と再調整後のＧ階調との差分から調整量を求めるようにしてもよい。また、基準輝度を４５０ｃｄ／ｍ^２としたが、これに限定されるものではない。

このように、通常のホワイトバランス調整により下げた階調をある程度まで高く再調整することができるため、ホワイトバランス調整の際に、表示品位を損なうことなく、輝度低下を抑えることができる。

図３は、本発明による表示装置の製造方法の一例を説明するためのフロー図である。この表示装置の製造方法は、ホワイトバランス調整を行うステップを含むものであり、以下では当該ステップについて説明する。まず、テレビジョン受像機１０は、ＬＣＤモジュール２０の画面上に所定の入力映像信号（例えば、ＷＢ調整用パターン信号）を表示させ、ホワイトバランス調整装置５０は、テレビジョン受像機１０に表示された入力映像信号に対してＲＧＢ３原色それぞれの階調を調整することにより通常のＷＢ調整を行う（ステップＳ１：ホワイトバランス調整ステップ）。そして、ホワイトバランス調整装置５０は、通常ＷＢ調整後のテレビジョン受像機１０の画面輝度を計測する（ステップＳ２）。

次に、ホワイトバランス調整装置５０は、ステップＳ２で計測した画面輝度が基準輝度未満であるか否かを判定する処理を行い（ステップＳ３：第１の判定ステップ）、画面輝度が基準輝度未満ではない、すなわち、画面輝度が基準輝度以上と判定した場合（ＮＯの場合）、これ以上のＷＢ調整を行わず、そのまま終了する。また、ステップＳ３において、画面輝度が基準輝度未満と判定した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１のＷＢ調整にてＲＧＢ３原色のうちのいずれか１色が固定されているか否かを判定する処理を行う（ステップＳ４：第２の判定ステップ）。ここで、ＲＧＢ３原色のうちのいずれか１色が固定されていないと判定した場合（ＮＯの場合）、そのまま終了する。また、ステップＳ４において、ＲＧＢ３原色のうちのいずれか１色が固定されていると判定した場合（ＹＥＳの場合）、残り２色のうちの少なくとも１色の階調を高く再調整する（ステップＳ５：ホワイトバランス再調整ステップ）。

図４は、図３のステップＳ４，Ｓ５における具体的な処理の一例を説明するためのフロー図である。まず、ホワイトバランス調整装置５０は、通常ＷＢ調整後のＲＧＢ３原色について、Ｇ階調が固定されているか否かを判定し（ステップＳ１１）、Ｇ階調が固定されていると判定した場合（ＹＥＳの場合）、Ｒ階調，Ｂ階調の少なくとも１色の階調を再調整する（ステップＳ１２）。また、ステップＳ１１において、Ｇ階調が固定されていないと判定した場合（ＮＯの場合）、Ｒ階調が固定されているか否かを判定し（ステップＳ１３）、Ｒ階調が固定されていると判定した場合（ＹＥＳの場合）、Ｇ階調，Ｂ階調の少なくとも１色の階調を再調整する（ステップＳ１４）。

また、ホワイトバランス調整装置５０は、ステップＳ１３において、Ｒ階調が固定されていないと判定した場合（ＮＯの場合）、Ｂ階調が固定されているか否かを判定し（ステップＳ１５）、Ｂ階調が固定されていると判定した場合（ＹＥＳの場合）、Ｇ階調，Ｒ階調の少なくとも１色の階調を再調整する（ステップＳ１６）。また、ステップＳ１５において、Ｂ階調が固定されていないと判定した場合（ＮＯの場合）、そのまま終了する。

ここで、前述したように、階調を高く再調整することに伴い色度ずれが発生するが、この色度ずれを抑えるために、ＷＢ再調整後の画面色度が許容範囲内に収まるように、階調を再調整するときの調整率あるいは調整量を制限するようにしてもよい。調整率の場合、例えば１．１よりも大きな値は設定できないようにする。調整量の場合、例えば３０よりも大きな値は設定できないようにする。このように、調整率または調整量を制限することで、輝度の低下を抑制しつつ、色度ずれについても抑えることができる。

また、再調整する階調に上限値を設定するようにしてもよい。この上限値を例えば２３０階調とした場合、再調整後の階調が２３０以内に制限される。つまり、再調整後の階調が例えば２４０であった場合には、上限値である２３０を超えているため、自動的に２３０に制限される。このように、階調に上限値を設定することで、上記と同様に、輝度の低下を抑制しつつ、色度ずれについても抑えることができる。

次に、色温度１２０００Ｋに対する色度ずれ許容範囲の決め方の具体例について図５に基づいて説明する。

図５は、ｘｙ色度図（ＣＩＥ色度図）上における白色近傍の領域を示す図である。図５のｘｙ色度図上には、各色温度における黒体放射の色度である黒体軌跡、等色温度線、および、等偏差線が描かれている。テレビジョン受像機１０が備える各画素は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブ画素を備える。テレビジョン受像機１０は、Ｒ、ＧおよびＢの各サブ画素について、本発明のホワイトバランス調整方法によって再調整された階調で点灯させることによって、図５に示すｘｙ色度図上のいずれかの色度点に対応する色を表示する。このときの色度点を再調整後色度点（ｘ，ｙ）とする。

各テレビジョン受像機１０における再調整後色度点（ｘ，ｙ）は、個体によってばらついている。このばらついている再調整後色度点（ｘ，ｙ）が、色度図上における所定の目標範囲（許容範囲）に収まる程度の調整率あるいは調整量を予め求めておき、これを調整値として設定する。

上記所定の目標範囲を、例えば、図５に示す領域Ｈに設定する。領域Ｈは、黒体軌跡を挟む２本の等偏差線のそれぞれに沿った２辺と、等色温度線方向を別の２辺とを有する四辺形である。領域Ｈは、図５に示すように、黒体軌跡方向を長手方向とすることが好ましい。

所定の目標範囲である領域Ｈを狭い範囲に設定すると、複数のテレビジョン受像機１０における色温度および色相のばらつきを抑制することができる。しかし、このことは同時に、１台のテレビジョン受像機１０のＷＢ調整に要する時間が長くなることを意味する。すなわち、テレビジョン受像機１０の製造工程における製造効率が低下することを意味する。

一方、領域Ｈを広い範囲に設定すると、１台のテレビジョン受像機１０のＷＢ調整に要する時間は短くなり、製造効率は向上する。しかし、あまりに領域Ｈを大きい面積に設定すると、各テレビジョン受像機１０における色温度および色相のばらつきが大きくなる。すなわち、製品の品質に対して好ましくない影響が出る。

したがって、製品として許容できる色温度および色相のばらつきの範囲内において、製造工程における製造効率を向上させるために、領域Ｈをできるだけ広い範囲に設定することが好ましい。なお、領域Ｈを設定するに際して、領域Ｈの広さとともに、領域Ｈの形状は重要な要素である。

領域Ｈの形状および広さは、主観評価実験の結果に基づいて決定することができる。テレビジョン受像機１０の典型的な製品を製造ラインから抜き出し、そのテレビジョン受像機１０に、表示可能な階調のうち最大階調の白色を表示させる。最大階調の白色を表示させている状態において、通常のＷＢ調整処理として、当該白色の色度が所定の色度点となるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ゲインを調整する。所定の色度点は、任意に設定することができるが、黒体軌跡上かつ色温度が１２０００Ｋとなる色度点であるとする。この所定の色度点に調整済みのテレビジョン受像機１０を標準テレビジョン受像機１０ａと呼ぶ。

なお、ＲＧＢの各ゲインを調整する際、テレビジョン受像機１０の色度点を計測するためには、分光式の色彩計（放射計）を用いることが好ましい。分光式の色彩計を用いることによって、精度の高い色度点の測定を行うことができる。

次に、基準となるモノスコ画像および肌色画像から、色温度、および、黒体軌跡からの偏差を変化させた複数の画像を、画像処理によって作成する。標準テレビジョン受像機１０ａを用いて、基準となるモノスコ画像および肌色画像と、色温度、および、黒体軌跡からの偏差が異なる複数の画像とを試験者が比較する。

試験者は、基準となる画像と、画像処理された画像とを比較して、違和感を覚えず許容できる色温度、および、黒体軌跡からの偏差の範囲を主観的に評価する。

上記の主観評価実験より、領域Ｈを、Ｐ１〜Ｐ４の４点によって囲まれる四辺形の領域に設定している（図５参照）。色温度が９０００Ｋ、かつ、黒体軌跡からの偏差が＋０．００５Δｕｖおよび−０．００５Δｕｖである点を、それぞれＰ１およびＰ２とする。色温度が１８０００Ｋ、かつ、黒体軌跡からの偏差が＋０．００５Δｕｖおよび−０．００５Δｕｖである点を、それぞれＰ３およびＰ４とする。

ｘｙ色度図上におけるＰ１の座標を（ｘＰ１，ｙＰ１）と表記する。同様に、Ｐ２の座標を（ｘＰ２，ｙＰ２）、Ｐ３の座標を（ｘＰ３，ｙＰ３）、そして、Ｐ４の座標を（ｘＰ４，ｙＰ４）と表記する。Ｐ１〜Ｐ４の各座標は、以下のとおりである。

（ｘＰ１，ｙＰ１）＝（０．２８４２，０．３０２１）
（ｘＰ２，ｙＰ２）＝（０．２８９６，０．２８９４）
（ｘＰ３，ｙＰ３）＝（０．２６２７，０．２５６７）
（ｘＰ４，ｙＰ４）＝（０．２５４８，０．２６５１）

人間の視覚は、黒体軌跡上の色については広い範囲にわたって白色と認識する。そのため、色温度がある程度変化した映像を見ても、人間は違和感を覚え難い。したがって、領域Ｈの黒体軌跡の方向における長さは、長く設定することができる。

一方、黒体軌跡に対する偏差方向の変化について、人間は敏感である。黒体軌跡からの偏差が正の方向へずれると、映像は緑味がかって見える。逆に、偏差が負の方向へずれると、映像は赤味がかって見える。したがって、領域Ｈの黒体軌跡の偏差方向における長さは、短く設定されていることが好ましい。

このように、目標範囲である領域Ｈは、黒体軌跡方向に長く、黒体軌跡に対する偏差方向に短い四辺形、すなわち、黒体軌跡方向を長手方向とする四辺形であることが好ましい。このことによって、視聴者が違和感を覚えない範囲内において、できるだけ広い範囲を領域Ｈに設定することができる。

上記のようにして設定された領域Ｈを許容範囲とした場合、ＷＢ再調整後の色度点が領域Ｈ内に収まるように、階調を再調整するときの調整率または調整量を設定すればよい。具体的には、いくつかの調整率または調整量について色度点との対応関係を予め試算しておく。そして、これにより算出した各色度点が領域Ｈ内に収まるか否かを判断し、領域Ｈ内に収まる範囲で、調整率または調整量を設定することが考えられる。

これまで本発明の一実施形態として表示装置の製造方法を例示して説明したが、本発明は、表示装置の製造方法におけるホワイトバランス調整を実行するホワイトバランス調整装置の形態、あるいは、表示装置の製造方法をコンピュータに実行させるためのプログラムの形態、あるいは、このプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の形態としてもよい。

上記の記録媒体としては、具体的には、ＣＤ−ＲＯＭ（−Ｒ／−ＲＷ）、光磁気ディスク、ＨＤ（ハードディスク）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（−Ｒ／−ＲＷ／−ＲＡＭ）、ＦＤ（フレキシブルディスク）、フラッシュメモリ、メモリカードや、メモリスティック及びその他各種ＲＯＭやＲＡＭ等が想定でき、これら記録媒体に上述した本発明による表示装置の製造方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録して流通させることにより、当該方法の実現を容易にする。そしてコンピュータ等の情報処理装置に上記のごとくの記録媒体を装着して情報処理装置によりプログラムを読み出すか、若しくは情報処理装置が備えている記憶媒体に当該プログラムを記憶させておき、必要に応じて読み出すことにより、本発明による表示装置の製造方法を実行することができる。

以上説明したように、本発明に係る表示装置の製造方法は、表示装置のホワイトバランスを調整するステップを含む表示装置の製造方法であって、前記ステップは、前記表示装置に表示される所定の入力映像信号に対してＲＧＢ３原色それぞれの階調を調整することによりホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整ステップと、前記ホワイトバランス調整後の前記表示装置の画面輝度が基準輝度未満であるか否かを判定する第１の判定ステップと、前記ホワイトバランス調整後の前記表示装置の画面輝度が基準輝度未満と判定した場合、前記ホワイトバランス調整ステップにて前記ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されているか否かを判定する第２の判定ステップと、前記ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されていると判定した場合、残りの２色のうち少なくとも１色の階調を高く再調整するホワイトバランス再調整ステップとを備える。これにより、通常のホワイトバランス調整により下げた階調をある程度まで高く再調整することができるため、ホワイトバランス調整の際に、表示品位を損なうことなく、輝度低下を抑えることができる。

また、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記ＲＧＢ３原色のうちＲ階調が固定されている場合、Ｇ階調及びＢ階調を高く再調整し、また、前記ＲＧＢ３原色のうちＢ階調が固定されている場合、Ｇ階調及びＲ階調を高く再調整することが望ましい。これにより、ＲＧＢ３原色のうち、輝度向上に最も寄与するＧ階調を含む２色の階調を高く調整することができるため、ホワイトバランス調整の際に、表示品位を損なうことなく、輝度低下を抑えることができる。

また、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記Ｇ階調及び前記Ｂ階調、または、前記Ｇ階調及び前記Ｒ階調を、予め定めた調整率あるいは調整量だけ高くすることが望ましい。これにより、簡単な構成により、ホワイトバランス調整の際に、表示品位を損なうことなく、輝度低下を抑えることができる。

また、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記Ｇ階調に対して、前記表示装置の画面輝度が前記基準輝度になるときの階調を算出し、該算出した階調を、再調整後の前記Ｇ階調とすると共に、前記Ｂ階調または前記Ｒ階調を、再調整前後の前記Ｇ階調から定まる調整率あるいは調整量だけ高くすることが望ましい。これにより、基準輝度に必要な分だけ階調を上げることができるため、再調整に伴う色度ずれを抑えながら、輝度低下を抑えることができる。

また、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記ホワイトバランス再調整後の前記表示装置の画面色度が許容範囲内に収まるように、前記残りの２色のうち少なくとも１色の階調を再調整するときの調整率あるいは調整量を制限することが望ましい。これにより、再調整に伴う色度ずれを抑えながら、輝度低下を抑えることができる。

また、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記ホワイトバランス再調整後の前記表示装置の画面色度が許容範囲内に収まるように、前記残りの２色のうち少なくとも１色の階調に上限値を設定することが望ましい。これにより、上記と同様に、再調整に伴う色度ずれを抑えながら、輝度低下を抑えることができる。

また、本発明に係るホワイトバランス調整装置は、表示装置のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整装置であって、前記表示装置に表示される所定の入力映像信号に対してＲＧＢ３原色それぞれの階調を調整することによりホワイトバランス調整を行う手段と、前記ホワイトバランス調整後の前記表示装置の画面輝度が基準輝度未満であるか否かを判定する手段と、前記ホワイトバランス調整後の前記表示装置の画面輝度が基準輝度未満と判定した場合、前記ホワイトバランス調整にて前記ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されているか否かを判定する手段と、前記ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されていると判定した場合、残りの２色のうち少なくとも１色の階調を高く再調整する手段とを備える。これにより、通常のホワイトバランス調整により下げた階調をある程度まで高く再調整することができるため、ホワイトバランス調整の際に、表示品位を損なうことなく、輝度低下を抑えることができる。

また、本発明に係る表示装置は、所定の入力映像信号に対してＲＧＢ３原色それぞれの階調を調整することによりホワイトバランス調整を行う機能を備えた表示装置であって、前記ＲＧＢ３原色の各階調は、前記ホワイトバランス調整後の前記表示装置の画面輝度が基準輝度以上になるように、前記ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定され、残りの２色のうち少なくとも１色の階調が、前記ホワイトバランス調整後の階調よりも高く再調整されたものである。

１０…表示装置（テレビジョン受像機）、１１…地上デジタル放送チューナ、１２…衛星放送チューナ、１３…外部入力端子、１４…セレクタ、１５…復号部、１６…音声信号処理部、１７…スピーカ、１８…映像信号処理部、１９…画質調整部、２０…ＬＣＤモジュール、２１…赤外線受光部、２２…制御部、２３…メモリ、２４…調整用端子、３１…リモコン、３２…地上デジタル放送用アンテナ、３３…衛星放送用アンテナ、５０…ホワイトバランス調整装置、５１…光検出部、５２…制御部、５３…メモリ、５４…出力部。

Claims (5)

1. 表示装置のホワイトバランスを調整するステップを含む表示装置の製造方法であって、
   前記ステップは、前記表示装置に表示される所定の入力映像信号に対してＲＧＢ３原色それぞれの階調を調整することによりホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整ステップと、前記ホワイトバランス調整後の前記表示装置の画面輝度が基準輝度未満であるか否かを判定する第１の判定ステップと、前記ホワイトバランス調整後の前記表示装置の画面輝度が基準輝度未満と判定した場合、前記ホワイトバランス調整ステップにて前記ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されているか否かを判定する第２の判定ステップと、前記ＲＧＢ３原色のうちいずれか１色の階調が固定されていると判定した場合、残りの２色のうち少なくとも１色の階調を高く再調整するホワイトバランス再調整ステップとを備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の表示装置の製造方法において、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記ＲＧＢ３原色のうちＲ階調が固定されている場合、Ｇ階調及びＢ階調を高く再調整し、また、前記ＲＧＢ３原色のうちＢ階調が固定されている場合、Ｇ階調及びＲ階調を高く再調整することを特徴とする表示装置の製造方法。
3. 請求項２に記載の表示装置の製造方法において、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記Ｇ階調及び前記Ｂ階調、または、前記Ｇ階調及び前記Ｒ階調を、予め定めた調整率あるいは調整量だけ高くすることを特徴とする表示装置の製造方法。
4. 請求項２に記載の表示装置の製造方法において、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記Ｇ階調に対して、前記表示装置の画面輝度が前記基準輝度になるときの階調を算出し、該算出した階調を、再調整後の前記Ｇ階調とすると共に、前記Ｂ階調または前記Ｒ階調を、再調整前後の前記Ｇ階調から定まる調整率あるいは調整量だけ高くすることを特徴とする表示装置の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法において、前記ホワイトバランス再調整ステップは、前記ホワイトバランス再調整後の前記表示装置の画面色度が許容範囲内に収まるように、前記残りの２色のうち少なくとも１色の階調を再調整するときの調整率あるいは調整量を制限することを特徴とする表示装置の製造方法。

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