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発明の名称 表示装置の視野角特性評価値算出方法、表示装置の視野角特性評価値算出プログラム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−64764(P2007−64764A)
公開日 平成19年3月15日(2007.3.15)
出願番号 特願2005−250109(P2005−250109)
出願日 平成17年8月30日(2005.8.30)
代理人 【識別番号】100105647
【弁理士】
【氏名又は名称】小栗 昌平
発明者 柿沼 明宏
要約 課題
表示装置の視野角特性を定量的に評価するための評価値を算出する。

解決手段
表示装置の視野角特性を定量的に評価するための評価値を算出する表示装置の視野角特性評価値算出方法であって、表示装置の画質を決定する要因となる特性値について、表示装置を正面から見たときの特性値の測定値である第1の特性値と、表示装置を正面以外の視角から見たときの特性値の測定値である第2の特性値との差分を求める特性値差分算出ステップ(S3)と、この差分と、特性値の望小特性のSN比を求めるための演算式とに基づいて、前記評価値を算出する評価値算出ステップ(S4)とを含む。
特許請求の範囲
【請求項1】
表示装置の視野角特性を定量的に評価するための評価値を算出する表示装置の視野角特性評価値算出方法であって、
前記表示装置の画質を決定する要因となる特性値について、
前記表示装置を正面から見たときの前記特性値の測定値である第1の特性値と、前記表示装置を前記正面以外の視角から見たときの前記特性値の測定値である第2の特性値との差分を求める特性値差分算出ステップと、
前記差分と、前記特性値の望小特性のSN比を求めるための演算式とに基づいて、前記評価値を算出する評価値算出ステップとを含む表示装置の視野角特性評価値算出方法。
【請求項2】
請求項1記載の表示装置の視野角特性評価値算出方法であって、
前記評価値算出ステップは、前記第2の特性値が測定された視角で前記表示装置が鑑賞者によって鑑賞される確率を示す鑑賞確率を、前記第1の特性値と前記第2の特性値との差分に積算する鑑賞確率積算ステップを含み、前記鑑賞確率積算後の前記差分と前記演算式とに基づいて前記評価値を算出する表示装置の視野角特性評価値算出方法。
【請求項3】
請求項1記載の表示装置の視野角特性評価値算出方法であって、
前記特性値には複数種類の特性値が含まれ、
前記複数種類の特性値のそれぞれについて前記特性値差分算出ステップを実行し、
前記評価値算出ステップは、前記複数種類の特性値のそれぞれについて算出された前記差分と前記演算式とを用いて、前記複数種類の特性値毎の望小特性のSN比を算出するSN比算出ステップと、前記複数種類の特性値毎のSN比を加算し、前記加算後のSN比を前記評価値として算出するSN比加算ステップとを含む表示装置の視野角特性評価値算出方法。
【請求項4】
請求項2記載の表示装置の視野角特性評価値算出方法であって、
前記特性値には複数種類の特性値が含まれ、
前記複数種類の特性値のそれぞれについて前記特性値差分算出ステップと前記鑑賞確率積算ステップを実行し、
前記評価値算出ステップは、前記鑑賞確率積算ステップで前記複数種類の特性値のそれぞれについて算出された前記差分と前記演算式とを用いて、前記複数種類の特性値毎の望小特性のSN比を算出するSN比算出ステップと、前記複数種類の特性値毎のSN比を加算し、前記加算後のSN比を前記評価値として算出するSN比加算ステップとを含む表示装置の視野角特性評価値算出方法。
【請求項5】
請求項3又は4記載の表示装置の視野角特性評価値算出方法であって、
前記SN比加算ステップでは、前記複数種類の特性値毎のSN比を、それぞれに重み付けを行って加算する表示装置の視野角特性評価値算出方法。
【請求項6】
請求項1又は2記載の表示装置の視野角特性評価値算出方法であって、
前記特性値には、白輝度値、黒輝度値、階調ガンマ値、及び色度値から選ばれる少なくとも1つが含まれる表示装置の視野角特性評価値算出方法。
【請求項7】
請求項3〜5のいずれか記載の表示装置の視野角特性評価値算出方法であって、
前記複数種類の特性値には、白輝度値、黒輝度値、階調ガンマ値、及び色度値から選ばれる少なくとも2つが含まれる表示装置の視野角特性評価値算出方法。
【請求項8】
コンピュータに、請求項1〜7のいずれか記載の表示装置の視野角特性評価値算出方法の各ステップを実行させるための表示装置の視野角特性評価値算出プログラム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置の視野角特性を定量的に評価するための評価値を算出する表示装置の視野角特性評価値算出方法及び表示装置の視野角特性評価値算出プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置等の表示装置において視野角特性を評価することは品質管理の上で重要である。視野角は、表示装置を正面から見たときのコントラスト比に対して、一般には1:10を確保できる角度と定義されている。この定義に基づくと、現在の液晶表示装置は、視野角170度や180度となっているものが多い。しかし、このような角度から液晶表示装置を観察しても、実際にはまともに画像を見ることができない。このため、視野角170度や180度といった数値は、表示装置の視野角特性を評価するための評価値として、ほとんど用をなしていない。
【0003】
従来、視野角特性を評価するための評価値を定量的に求めるための方法が数々提案されている(非特許文献1,2参照)。
【0004】
【非特許文献1】花島洋平他,"ディスプレイに対する総合画像品質評価方式の提案",電子情報通信学会技術報告(EID),2001年9月,No.312,p.19-24
【非特許文献2】野口順平他,"LCDにおける視野角特性推定方式の提案",映像情報メディア学会誌,2000年8月,Vol.54,No.8,p.1190-1197
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、表示装置の視野角特性を定量的に評価するための評価値を算出可能な表示装置の視野角特性評価値算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の表示装置の視野角特性評価値算出方法は、表示装置の視野角特性を定量的に評価するための評価値を算出する表示装置の視野角特性評価値算出方法であって、
前記表示装置の画質を決定する要因となる特性値について、前記表示装置を正面から見たときの前記特性値の測定値である第1の特性値と、前記表示装置を前記正面以外の視角から見たときの前記特性値の測定値である第2の特性値との差分を求める特性値差分算出ステップと、前記差分と、前記特性値の望小特性のSN比を求めるための演算式とに基づいて、前記評価値を算出する評価値算出ステップとを含む。
【0007】
この方法によれば、表示装置の視野角特性を定量的に評価するための評価値を算出することができる。
【0008】
本発明の表示装置の視野角特性評価値算出方法は、前記評価値算出ステップが、前記第2の特性値が測定された視角で前記表示装置が鑑賞者によって鑑賞される確率を示す鑑賞確率を、前記第1の特性値と前記第2の特性値との差分に積算する鑑賞確率積算ステップを含み、前記鑑賞確率積算後の前記差分と前記演算式とに基づいて前記評価値を算出する。
【0009】
この方法によれば、特性値差分算出ステップで得られた差分に鑑賞確率を積算した上で、積算後の差分と演算式とに基づいて評価値を算出するため、例えば、鑑賞される確率が低い視角での上記差分に引きずられて、評価値が悪化してしまうといったことを防ぐことができる。この結果、表示装置の鑑賞環境を考慮した評価値の算出が可能となる。
【0010】
本発明の表示装置の視野角特性評価値算出方法は、前記特性値には複数種類の特性値が含まれ、前記複数種類の特性値のそれぞれについて前記特性値差分算出ステップを実行し、前記評価値算出ステップは、前記複数種類の特性値のそれぞれについて算出された前記差分と前記演算式とを用いて、前記複数種類の特性値毎の望小特性のSN比を算出するSN比算出ステップと、前記複数種類の特性値毎のSN比を加算し、前記加算後のSN比を前記評価値として算出するSN比加算ステップとを含む。
【0011】
この方法によれば、複数種類の特性値のそれぞれについてSN比を算出し、これらを加算して評価値とするため、この評価値を基に、総合的な画質を評価することが可能となる。
【0012】
本発明の表示装置の視野角特性評価値算出方法は、前記特性値には複数種類の特性値が含まれ、前記複数種類の特性値のそれぞれについて前記特性値差分算出ステップと前記鑑賞確率積算ステップを実行し、前記評価値算出ステップは、前記鑑賞確率積算ステップで前記複数種類の特性値のそれぞれについて算出された前記差分と前記演算式とを用いて、前記複数種類の特性値毎の望小特性のSN比を算出するSN比算出ステップと、前記複数種類の特性値毎のSN比を加算し、前記加算後のSN比を前記評価値として算出するSN比加算ステップとを含む。
【0013】
この方法によれば、複数種類の特性値のそれぞれについてSN比を算出し、これらを加算して評価値とするため、この評価値を基に、総合的な画質を評価することが可能となる。
【0014】
本発明の表示装置の視野角特性評価値算出方法は、前記SN比加算ステップでは、前記複数種類の特性値毎のSN比を、それぞれに重み付けを行って加算する。
【0015】
この方法によれば、複数種類の特性値毎のSN比を、それぞれに重み付けを行って加算することで評価値を算出するため、画質劣化にあまり影響のない特性値のSN比に引きずられて評価値が悪化するといったことを防ぐことができ、実際の見た目の評価にあった評価値を算出することができる。
【0016】
本発明の表示装置の視野角特性評価値算出方法は、前記特性値には、白輝度値、黒輝度値、階調ガンマ値、及び色度値から選ばれる少なくとも1つが含まれる。
【0017】
本発明の表示装置の視野角特性評価値算出方法は、前記複数種類の特性値には、白輝度値、黒輝度値、階調ガンマ値、及び色度値から選ばれる少なくとも2つが含まれる。
【0018】
本発明の表示装置の視野角特性評価値算出プログラムは、コンピュータに、前記表示装置の視野角特性評価値算出方法の各ステップを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、表示装置の視野角特性を定量的に評価するための評価値を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0021】
図1は、本発明の実施形態を説明するための表示装置の視野角特性評価値算出方法を示すフローチャートである。図1中、S3,S4に示すステップはコンピュータ内で行われる。コンピュータには、このS3,S4のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムがインストールされている。
【0022】
まず、視野角特性の評価対象となる表示装置として液晶表示装置を用意する。そして、この液晶表示装置の画質を決定する要因となる黒輝度値、白輝度値、階調ガンマ値、及び色度値の4種類の特性値を、これらの特性値を測定することが可能な測定装置で測定する。この測定装置では、少なくとも、各特性値について、液晶表示装置を正面から見たときの特性値である第1の特性値と、液晶表示装置を正面以外の視角で見たときの特性値である第2の特性値とを測定する(S1)。
【0023】
測定装置は、液晶表示装置の表示面に対して様々な視角で測定が可能である。視角は、1つの方位角と1つの極角との組み合わせによって決まる角である。方位角とは、図2(a)に示すように、液晶表示装置の表示面1に平行な面内における方位を示す角度であり、0〜360°の値をとる。極角とは、図2(b)に示すように、液晶表示装置の表示面1に垂直な線2に対する傾斜角度であり、0°〜90°の値をとる。
本実施形態では、方位角0°,5°,10°,…,355°,360°の5°間隔の計72ステップと、極角0°,5°,10°,…,75°,80°の5°間隔の計16ステップの全部で72×16通りの視角で測定を行うものとする。極角が0°のときは方位角が何度であっても同一視角となるため、正確には、72×15通りの視角で測定を行う。以下では、測定を行う各視角に番号i(i=1〜1080)を付し、視角iで測定して得られた特性値をXiとする。又、極角=0°のときの視角をi=1とする。
【0024】
この測定により、各特性値毎に、その特性値の測定値であるXiが得られる。上述した第1の特性値はXとなり、第2の特性値はXj+1(但しj=1〜1079)となる。
【0025】
次に、上記測定により得られた各特性値毎の特性値Xiをコンピュータに入力する(S2)。
【0026】
コンピュータは、入力された特性値Xiに基づいて、第1の特性値Xから第2の特性値Xj+1を減算した差分ΔXj+1を、各特性値毎に算出する(S3)。差分ΔXj+は、第2の特性値Xj+1から第1の特性値Xを減算した値であっても良い。
【0027】
次に、コンピュータは、各特性値毎に、算出した差分ΔXj+1と、その特性値の望小特性のSN比を求めるための下記数1で示される演算式とに基づいて、液晶表示装置の視野角特性を定量的に評価するための評価値を算出する(S4)。
【0028】
【数1】


ここで、nは、測定装置で測定した視角の総数−1(本実施形態ではn=1079)
【0029】
数1は、品質工学において、品質のばらつきを評価するための式であり、この式に代入するデータとして差分ΔXj+1を用いることで、液晶表示装置を正面から見たときの特性値と、正面以外の視角で見たときの特性値との差の少なさを示すデシベル(dB)値を、視野角特性を評価するための評価値として算出することができる。このSN比が大きい程、液晶表示装置を正面から見たときの特性値と、正面以外の視角で見たときの特性値との差が少なく、その特性値の劣化が少ないとして評価できることになる。このように、差分ΔXj+1を数1にそのまま代入して各特性値毎のSN比を算出しても良いが、本実施形態では、差分ΔXj+1を数1にそのまま代入するのではなく、以下のような処理を行ってから代入する。
【0030】
図3は、図1に示すS4のステップを具体的に説明するためのフローチャートである。
コンピュータは、上記算出した差分ΔXj+1に、第2の特性値Xj+1が測定された視角で液晶表示装置が鑑賞者によって鑑賞される確率を示す鑑賞確率を積算する(S41)。例えば、j=1の場合、差分ΔXには、第2の特性値Xが測定された視角i=2で液晶表示装置が鑑賞される鑑賞確率が積算される。各視角毎の鑑賞確率は、コンピュータに予め記憶されている。又、コンピュータには、液晶表示装置の評価者によって、液晶表示装置の鑑賞環境が予め設定されているものとし、ここで設定された鑑賞環境に応じた鑑賞確率が、差分ΔXj+1に積算される。
【0031】
液晶表示装置は、その用途によって様々な鑑賞環境下におかれる。例えば、家庭のリビングに設置される場合、カーナビゲーション装置用として車に設置される場合、広告表示用として設置される場合等である。リビングに置く場合は、液晶表示装置を正面付近から見たときの画質が劣化していないことが好ましく、極端に斜めな方向から見たときの画質はあまり問題とはならない。又、カーナビゲーション装置に用いる場合は、液晶表示装置を斜めから見たときの画質が劣化していないことが好ましく、正面付近から見たときの画質劣化はあまり問題とならない。又、広告表示用として設置される場合は、あらゆる視角で見たときの画質が劣化していないことが好ましい。
【0032】
液晶表示装置は、その用途によって各視角毎に鑑賞確率が変化する。リビングの場合は正面付近の視角での鑑賞確率が高く、広告表示用の場合は全視角での鑑賞確率が高い。このような事情から、ある鑑賞環境下において鑑賞確率が低い視角については、上記差分ΔXj+1がその鑑賞環境での視野角特性の評価に大きな影響を与えるわけではないので、この差分ΔXj+1が小さくなるようにし、ある鑑賞環境下において鑑賞確率が高い視角については、上記差分ΔXj+1がその鑑賞環境での視野角特性の評価に大きな影響を与えるので、この差分ΔXj+1が大きくなるようにする。こういった処理を行うことで、鑑賞環境に応じた視野角特性を評価するための評価値の算出が可能となるのである。
【0033】
次に、コンピュータは、S41で鑑賞確率を積算後の差分ΔXj+1と、数1とを用いて、各特性値毎にSN比を算出する(S42)。
【0034】
次に、コンピュータは、算出した各特性値毎のSN比を、それぞれに重み付けを行って加算し、加算して得られたSN比(以下、総合SN比という)を、液晶表示装置の視野角特性を評価するための評価値として算出する(S43)。この重み付けは、液晶表示装置の画質に大きな影響を与える特性値には重み付けを大きくし、画質にあまり影響を与えない特性値には重み付けを小さくするといった具合に行う。このようにすることで、画質に影響のない特性値のSN比が大きく、画質に影響のある特性値のSN比が小さいのに、総合SN比が大きくなってしまうといった事態を防ぐことができ、より実態に合った評価値を算出することができる。
【0035】
総合SN比の大小により、ある鑑賞環境下での視野角特性を評価することが可能となる。例えば、総合SN比が大きい程、その鑑賞環境下において視野角特性が良好であると評価することができる。ユーザは、この総合SN比を見ることで、自分の利用目的において良好な視野角特性を持つ液晶表示装置を知ることができる。このため、この総合SN比は液晶表示装置購入時の判断材料として有効となる。
【0036】
尚、鑑賞確率を積算しない場合は、S41のステップを省略し、S42のステップにおいて、S3のステップで算出した差分ΔXj+1と、数1とを用いて、各特性値毎にSN比を算出し、S43のステップにて総合SN比を算出すれば良い。
【0037】
又、本実施形態で説明した方法では、総合SN比を評価値としているが、S42のステップで算出された各特性値毎のSN比を、そのまま評価値として利用することも可能である。各特性値毎のSN比を見ることで、液晶表示装置のどの点を改良すれば良いのかを容易に判断することができるようになり、メーカーにとっても有用な評価値となる。
【0038】
又、本実施形態で説明した方法では、特性値を黒輝度値、白輝度値、階調ガンマ値、及び色度値の4種類としたが、これらのうちの少なくとも1つについてSN比を算出するだけでも、液晶表示装置の性能を十分に評価することが可能である。液晶表示装置の総合的な画質評価を行うためには、上記4つの特性値についてSN比を算出し、これを重み付け加算して総合SN比を算出することが好ましい。上記特性値を1つだけにした場合は、図2のS43のステップは不要である。
【0039】
又、本実施形態で説明した方法では、特性値の測定方向を、液晶表示装置の正面と、正面以外の1つの視角とに設定し、その1つの視角で観察したときの評価値を求めることも可能である。非特許文献1,2の方法では、各視角毎での評価値しか求めることができないが、本実施形態の方法によれば、液晶表示装置を1つの視角で見たときの評価から、多数の視角で見たときの総合的な評価までを行うことができ、より柔軟な評価が可能となる。
【0040】
又、本実施形態で説明した方法では、図1のS3,S4のステップをコンピュータにて行っているが、手計算で行っても良い。
【0041】
(実施例)
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
評価対象となる液晶表示装置として異なる特性を持つ3つの液晶表示装置甲、乙、丙を用意した。
各液晶表示装置について測定する特性値を、黒輝度値、白輝度値、階調ガンマ値、及び色度値とした。
鑑賞確率は、リビング環境下での鑑賞確率とした。
このような条件で、上記実施形態で示した方法をそのまま実施した。
総合SN比は、以下の式により重み付け加算して算出した。
総合SN比=3×(黒輝度値のSN比)+1×(白輝度値のSN比)+5×(階調ガンマ値のSN比)+1×(色度値のSN比)
結果を図4に示した。図4に示すように、液晶表示装置甲の総合SN比は48.5となり、液晶表示装置乙の総合SN比は99.9となり、液晶表示装置丙の総合SN比は146.7となった。
(比較例)
液晶表示装置用の材料開発に携わっている技術者20名により、CRT表示装置を観察したときの視野角特性の良否(違和感)を10点として、リビング環境下で各液晶表示装置甲、乙、丙を観察したときの視野角特性の良否(違和感)を点数判定し、全技術者が判定した点数を平均化したものを官能評点とした。結果を図4に示した。図4に示すように、液晶表示装置甲の官能評点は4.7となり、液晶表示装置乙の官能評点は7.5となり、液晶表示装置丙の官能評点は9となった。
【0042】
実施例で得られた各液晶表示装置の総合SN比を縦軸にとり、比較例で得られた各液晶表示装置の官能評点を横軸にとったグラフを図5に示す。図5に示す一点鎖線は、各プロットを結ぶ線の近似直線であり、その相関係数の二乗は0.9789となった。これにより、実施例で算出した総合SN比が、官能評点と高い相関があり、本発明の評価値算出方法で算出した評価値が、人間の見た目の評価に合っていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の実施形態を説明するための表示装置の視野角特性評価値算出方法を示すフローチャート
【図2】方位角、極角を説明するための図
【図3】図1に示すS4のステップを具体的に説明するためのフローチャート
【図4】実施例及び比較例の結果を示す図
【図5】実施例で得られた総合SN比と比較例で得られた官能評点との関係を示す図




 

 


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