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あつみねかやぬま
5 years ago
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Technical Overview グラフィックス用モニターにおける液晶パネルの温度特性の補正技術 CONTENTS 1. はじめに...2 2. 液晶モニターの安定性...2 3. 階調特性輝度の安定性に影響をあたえる要因...3 4.

1 Technical Overview グラフィックス用モニターにおける液晶パネルの温度特性の補正技術 CONTENTS 1. はじめに液晶モニターの安定性階調特性輝度の安定性に影響をあたえる要因温度センシング機能と有効性まとめ...11 No Revision B 作成 : 2010 年 4 月株式会社ナナオ企画部商品技術課 Technical Overview (QNNZ B) 1/11

1. はじめにモニター上で色校正を行うソフトプルーフや写真のレタッチ作業グラフィックワークの製作などグラフィックス用途に使用されるモニターは高度で正確な色表示品質性能や高い表示品質の安定性が求められるこの文書ではその中でも表示品質の安定性について取り上げ当社独自の輝度を安定させるための輝度ドリフト補正機能階調特性を安定させるための温度センシング機能

2 1. はじめにモニター上で色校正を行うソフトプルーフや写真のレタッチ作業グラフィックワークの製作などグラフィックス用途に使用されるモニターは高度で正確な色表示品質性能や高い表示品質の安定性が求められるこの文書ではその中でも表示品質の安定性について取り上げ当社独自の輝度を安定させるための輝度ドリフト補正機能階調特性を安定させるための温度センシング機能の概要に関して説明を行う 2. 液晶モニターの安定性 2-1. 階調特性の安定性モニターは通常環境温度や設定輝度によって階調特性や色味が変化することがある図 1は実際にあるモニターの環境温度と輝度設定を変更した場合の階調特性 ( ガンマ値 ) と入力階調の関係をグラフ化したものであるデータ上ではモニターの階調特性は環境温度やモニターの輝度設定によって理想値 (2.2) からのズレが生じている実際のグラフィックスワーク作業においてこのように輝度や環境温度によって階調特性が変化してしまうと図 2 のように色付きや階調つぶれが発生する画像を表示するモニターには正確な色表示が求められるためこの階調特性の変化は無視できない問題である図 1: あるモニターの階調特性常温時高温時高輝度時図 2: 階調特性の違い Technical Overview (QNNZ B) 2/11

3 2-2. 輝度の安定性図 3 のグラフは各社のモニターの輝度ドリフト特性を表しているデータ上ではモニターの電源 ON 直後から 30 分までは輝度が安定していないモニタープルーフではモニターの色表示状態を一定に保つためにキャリブレーションを定期的に行うがこのデータからするとキャリブレーションを行うには最低 30 分はモニターをエージングする必要があるこのように正確な色評価を行うためには輝度が安定するまで待つ必要があり輝度ドリフト特性は無視できない問題である図 3: あるモニターの輝度特性 3. 階調特性輝度の安定性に影響をあたえる要因液晶モニターの階調特性輝度の安定性に影響をあたえる要因は設計上としては以下が考えられる 1 液晶モニターはバックライトの光によって表示を行っているがそのバックライトは発光と同時に発熱しており電源 ONから徐々に温度が上がってしまうこと 2 時間や冷暖房機器による周辺温度の変化 3 温度によるカラーフィルターや液晶素子等の特性の変化完全に安定した特性を持つモニターを実現するのは現在の技術では難しいがこれらの影響を最小限に抑えるために弊社で搭載している補正技術について次章にてその原理を説明する Technical Overview (QNNZ B) 3/11

4 4. 温度センシング機能とその有効性 4-1. 温度センシング機能による補正当社では温度変化に伴うモニターの表示品質を安定させるために温度センサーをモニターに搭載して表示特性の変化を補正する温度センシング機能を搭載している温度センシング機能とは温度変化に伴う色味や階調特性の変化をあらかじめ測定しておきその温度にあった補正係数を用いてモニターの表示を行うことで変化を抑える機能であるこの温度センシング機能を使用すれば環境温度が変化しても最終的なモニターの表示を理想的な色味や階調特性に近づけることができる温度センシング機能が搭載されていないモニターでは環境温度が変化すると図 4 下段のように色座標 x y 値が変化する温度センシング機能を利用すると図 5 のように環境温度の変化による色度変化も小さくなりほぼ同じ色度を保持することができるさらに 0~255 の全階調による補正を行うことによって中間調も含む全ての色について階調特性はもちろんのこと加法混色性能についても性能が向上している外気温度変化時の色度変化補正なし _x 補正あり _x 補正なし _y 補正あり _y 色度図 4: 温度センシング機能のイメージ環境温度 [ ] 図 5: 温度センシング機能の有無による違い温度センシング機能は当社の一部の ColorEdge シリーズに搭載されている機能であり ColorEdge CG245W では中間色も含む全ての階調 (0~255) について補正している従来は環境温度や設定輝度の変化に関係なく一律の補正テーブル ( ルックアップテーブル :LUT) を使用していたが温度センシング機能を搭載したモニターでは温度に応じて使用する LUT を変更している環境温度に応じて LUT を変更させることによって階調特性はもちろんのこと加法混色特性についても精度が向上するため中間色のカラー表示の正確性が格段に向上することとなった Technical Overview (QNNZ B) 4/11

5 4-2. 温度センシング機能の有効性図 6 7 のグラフは 728 色のカラーパッチを測定した場合の色の再現性を比較したものである図 6 では温度センシング機能の搭載によりどの輝度環境温度でも目標値の ±5% 以内の誤差となっており階調特性精度が向上していることが分かるまた図 7 を見ると理想値と実測値との差が全体的に小さくなりその差を表す E が 0.5 以下のパッチの割合が 86.2% から 91.5% に増加しており精度が向上していることが分かるこのように温度センシング機能の利用による階調特性の安定により加法混色特性が向上し結果としてモニターの色再現性が向上するこれによりより正確なカラーマネージメント環境をモニターにて構築することができる EIZO monitor 1 温度センシング機能非搭載温度センシング機能非搭載 Gamma 2.2 ±5% Gamma 2.2 ±5% 図 6-1: 温度センシング機能の有無による階調特性の違い (EIZO monitor 1) Technical Overview (QNNZ B) 5/11

6 EIZO monitor 2 温度センシング機能非搭載温度センシング機能非搭載 Gamma 2.2 ±5% Gamma 2.2 ±5% 図 6-2: 温度センシング機能の有無による階調特性の違い (EIZO monitor 2) Technical Overview (QNNZ B) 6/11

7 温度センシング機能非搭載 Temp 15[C] / Brightness 80[cd/m2] Temp 25[C] / Brightness 160[cd/m2] Temp 35[C] / Brightness Max Color mixture Temp 15[C] / Brightness 80[cd/m2] Temp 25[C] / Brightness 160[cd/m2] Temp 35[C] / Brightness Max Color mixture Patch number : 729 図 7-1: 温度センシング機能の有無による色再現性の違い (EIZO monitor 1) Technical Overview (QNNZ B) 7/11

8 温度センシング機能非搭載 Temp 15[C] / Brightness 80[cd/m2] Temp 25[C] / Brightness 160[cd/m2] Temp 35[C] / Brightness Max Color mixture Temp 15[C] / Brightness 80[cd/m2] Temp 25[C] / Brightness 160[cd/m2] Temp 35[C] / Brightness Max Color mixture Patch number : 729 図 7-2: 温度センシング機能の有無による色再現性の違い (EIZO monitor 2) Technical Overview (QNNZ B) 8/11

9 < 温度センシング機能の有無による理論値と実測値の差 > モニター 1 モニター 2 平均 ( E) 最大 ( E) 平均 ( E) 最大 ( E) 温度センシング機能非搭載非搭載と搭載の差輝度ドリフト補正機能による補正輝度ドリフト補正機能は当社のほぼ全てのモニターに搭載されている機能であるが ColorEdge CG245W ではモニターの電源 ON から 10 分後までの輝度が更に安定するように工夫している従来は輝度が安定した時の特性を前提条件に補正を行っていたが CG245W では輝度が安定する前の特性 ( 変移時 ) の補正も行っているこのように補正値を適切に変化させることによって図 8 のグラフのように電源 ON 直後から起動後 10 分までの輝度の安定が格段に早くなっている図 8: 輝度ドリフト補正機能の有無による輝度安定時間の違い Technical Overview (QNNZ B) 9/11

10 4-4. 輝度ドリフト補正機能の有効性図 9 のグラフは従来の輝度ドリフト補正機能と改善された輝度ドリフト補正機能を比較したものであるこれを見ると従来の輝度ドリフト補正では安定までに 20~30 分ほど時間がかかっていたが改善された輝度ドリフト補正を搭載したモニターでは 10 分ほどで輝度が安定していることが分かるこのように輝度ドリフト補正機能の利用による輝度の安定によりモニターの電源 ON 直後からの色再現が向上するこれによりこれまではキャリブレーションを行うまでに 30 分ほどエージングする必要があったが今回 10 分程度のエージングでキャリブレーションが可能となるため正確なカラーマネージメント環境を構築するための作業効率をアップさせることができる従来の輝度ドリフト補正機能では20~30 分後よりキャリブレーション可能改善された輝度ドリフト補正機能では約 10 分後よりキャリブレーション可能図 9: 輝度ドリフト補正機能の有無による輝度安定時間の違い Technical Overview (QNNZ B) 10/11

11 5. まとめ以上の話をまとめると以下のようになる 1 グラフィックス市場が求める正確な色表示にはモニターの表示特性の安定性が重要である 2 実際には液晶モニターは環境温度によって階調特性や輝度色度が変化しているそれらが不安定だと色を正確に表示させることが難しい 3 液晶モニターは電源 ON 直後から輝度が安定するまでに時間がかかる輝度が安定するまでは正確な色表示やキャリブレーションの実行が難しい 4 環境温度の変化による階調特性や輝度色度を安定させるには温度センシング機能での補正が効果的である 5 モニターの電源 ON 直後の輝度を安定させるには輝度ドリフト補正機能での補正が効果的である以上温度センシング機能と輝度ドリフと補正機能を搭載した表示特性が安定したモニターを選ぶことがグラフィックス市場が求める正確なカラーマネージメント環境を提供することになると考える記載されている会社名および商品名は各社の商標または登録商標です Copyright C 2010 株式会社ナナオ All rights reserved. Technical Overview (QNNZ B) 11/11

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untitled Technical Overview srgb 対応モニターと広色域対応モニターとの色合わせについて CONTENTS 1. はじめに... 2 2. srgb 対応モニターと広色域対応モニター... 2 3. 測定器と目視による色測定の違い... 4 4. 測定器と目視で色を合わせる方法... 7 5. ColorNavigator での対応策... 9 6. モニター同士の色を合わせる場合のその他注意点...