(57)【要約】【解決手段】評価対象表示器の検査対象表示画面２１に対して固定設置されるラインセンサ３と、ラインセンサ３の視野２２内の複数の横一列の画素ブロックを含む領域において、均一な背景色の表示から、画素ブロックが違えば階調が異なる表示に切り替えることができるビデオ信号発生器５と、ラインセンサ３で測定した、画素ブロックごとの輝度の時間変化を示す時間変化データに基づき、階調ごとの輝度変化曲線を取得し、輝度変化曲線に基づいて動画応答曲線を得るコンピュータ制御部４とを備える。【効果】階調を変化させながら測定することで、従来のポイントセンサを用いたレスポンス測定よりも早く測定が終了する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）検査対象となる評価対象表示器の検査対象表示画面を、前記評価対象表示器の１フレーム時間よりも短い時間間隔で一定周期ごとに複数回露光撮影することのできるラインセンサを前記検査対象表示画面に対して固定設置し、
（ｂ）前記検査対象表示画面の、前記ラインセンサの視野内の複数の画素ブロックを含む領域を均一な背景色で表示し、
（ｃ）前記領域において、前記均一な背景色の表示から、画素ブロックが違えば階調が異なる表示に切り替え、この切り替の間、画素ブロックごとに輝度の時間変化を前記ラインセンサで測定し、
（ｄ）前記領域において、前記画素ブロックが違えば階調が異なる表示を、均一な背景色の表示に切り替え、この切り替の間、画素ブロックごとに輝度の時間変化を前記ラインセンサで測定し、
（ｅ）前記（ｃ）の測定で得られた時間変化データと、前記（ｄ）の測定で得られた時間変化データとから、輝度変化曲線を取得し、
（ｆ）前記輝度変化曲線に基づいて、１フレーム時間の整数倍に相当する時間にわたって積分することにより、当該評価対象表示器の動画特性評価のための動画応答曲線を得ることを特徴とするラインセンサを用いた動画応答特性の測定方法。
【請求項２】
前記画素ブロックが違えば階調が異なる表示は、当該検査対象表示画面の最も暗い階調と最も明るい階調とを含む表示である請求項１記載の動画応答特性の測定方法。
【請求項３】
前記画素ブロックが違えば階調が異なる表示は、当該検査対象表示画面で表示可能なすべての階調を含むものである請求項１又は請求項２記載の動画応答特性の測定方法。
【請求項４】
前記均一な背景色は、当該検査対象表示画面の最も暗い階調の表示である請求項１記載の動画応答特性の測定方法。
【請求項５】
前記均一な背景色は、当該検査対象表示画面の最も明るい階調の表示である請求項１記載の動画応答特性の測定方法。
【請求項６】
前記検査対象表示画面のR,G,B画素を特定し、R,G,B画素ごとの動画応答曲線を得ることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の動画応答特性の測定方法。
【請求項７】
前記画素ブロックは１画素からなる請求項１〜請求項６のいずれかに記載の動画応答特性の測定方法。
【請求項８】
前記画素ブロックは複数の画素からなる請求項１〜請求項６のいずれかに記載の動画応答特性の測定方法。
【請求項９】
検査対象となる評価対象表示器の検査対象表示画面に対して固定設置され、前記評価対象表示器の１フレーム時間よりも短い時間間隔で一定周期ごとに複数回露光撮影することのできるラインセンサと、
前記検査対象表示画面の、前記ラインセンサの視野内の複数の画素ブロックを含む領域において、均一な背景色の表示から、画素ブロックが違えば階調が異なる表示に切り替えることができるとともに、前記領域において、前記画素ブロックが違えば階調が異なる表示を、均一な背景色の表示に切り替えることができる表示制御手段と、
前記ラインセンサで測定した、画素ブロックごとの輝度の時間変化を示す時間変化データに基づき、画素ブロックごとの輝度変化曲線を取得する輝度変化曲線取得手段と、
前記輝度変化曲線に基づいて、１フレーム時間の整数倍に相当する時間にわたって積分することにより、当該検査対象表示画面の動画特性評価のための動画応答曲線を得る動画応答曲線取得手段とを有することを特徴とするラインセンサを用いた動画応答特性の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホールド型の評価対象表示器の画面に映された画像に基づいて、当該評価対象表示器の動画応答曲線を取得し、当該評価対象表示器の画像性能を評価することのできる方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示器(LCD),プラズマ表示器(PDP),エレクトロルミネッセンス表示器(EL)などの各種ホールド型の表示器の画面に画像を点滅表示し、その画像を測定して、動画表示性能を評価することが行われている。
従来、動画表示性能を評価する方法として、スポットを撮影するカメラ（ポイントセンサという）を用いる。画面上の１つのスポットに当該ポイントセンサのピントを合わせて、画面上の当該スポットの輝度をａからｂに変化させる。その変化の間、ポイントセンサを複数回シャッタ・オンする。これで輝度がａからｂに変化した場合の応答波形を得ることが出来る。この応答波形は、理想的なステップ関数ではなく、立ち上がりが尾を引くような形となる。この応答波形を、当該表示器の１フレーム時間又はその整数倍にわたって移動平均をとることにより、動画応答曲線を得ることが出来る。
【０００３】
当該表示器が表示できる輝度の総数（階調数）を例えば２５６とする。０≦ａ≦２５５，０≦ｂ≦２５５である。まず、ａを０に固定して、ａ＝０，ｂ＝１の場合の応答波形を取得する。次にａ＝０，ｂ＝２の応答波形を取得する。次にａ＝０，ｂ＝３の応答波形を取得する。このようにしてｂ＝２５５まで、２５５回の測定を行って応答波形を取得する。次に、ａを１に固定して、ａ＝１，ｂ＝０の場合の応答波形を取得する。次にａ＝１，ｂ＝２の応答波形を取得する。次にａ＝１，ｂ＝３の応答波形を取得する。このようにしてｂ＝２５５まで、２５５回の測定を行って応答波形を取得する。最後にａを２５５に固定して、ｂ＝０から２５４まで、２５５回の測定を行って応答波形を取得する。結局、２５５×２５４＝６４，７７０回の測定を行う。
【０００４】
１回の測定に１６７m秒の時間がかかるとすれば、６４，７７０回の測定を行うには、約３時間かかる。
【特許文献１】特開2001-204049号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のポイントセンサによる測定では、前述のように階調を組み合わせて測定するので測定回数が多くなり、測定時間が長くかかる。
そこで本発明は、階調を変えながら動画応答曲線を測定する場合、より短時間で測定を行うことができるラインセンサ用いた動画応答特性の測定方法及び装置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】
本発明は、前記の目的を達成するために、ポイントセンサの代わりにラインセンサを用いて動画応答曲線の測定を行う。
すなわち、本発明の動画応答特性の測定方法は、（ａ）検査対象となる検査対象表示画面を一定周期ごとに撮影するラインセンサを前記検査対象表示画面に対して固定設置する。この「一定周期」とは、検査対象となる当該検査対象表示画面のあるフレームから次のフレームまでの時間（フレーム周期、ホールド時間）よりも短い時間とする。
【０００７】
次に、（ｂ）前記ラインセンサの視野内の一方向に並んだ複数（ｎとする；ｎ≧２）の画素ブロックを含む領域を均一な背景色で表示する。均一な背景色の輝度を“ａ”とする。このラインセンサ上には、輝度ａの画像列に対応する明るさの情報が得られる。
（ｃ）前記領域において、前記均一な背景色の表示から、画素ブロックが違えば階調が異なる表示（例えばｂ１，ｂ２，ｂ３，．．．，ｂｎとする）に切り替え、この切り替の間、画素ブロックごとに輝度の時間変化を前記「一定周期」ごとに測定する。これにより、当該検査対象表示画面の画素ブロック列を構成する各画素ブロックの輝度の変化情報ａ→ｂ１、ａ→ｂ２、ａ→ｂ３、・・・ａ→ｂｎが得られる。このように、各画素ブロックの輝度をステップ状に変化させる。
【０００８】
（ｄ）前記領域において、前記画素ブロックが違えば階調が異なる表示を、均一な背景色の表示（その輝度を例えば“ａ”とする）に切り替え、この切り替の間、画素ブロックごとに輝度の時間変化を前記「一定周期」ごとに測定する。この結果、当該検査対象表示画面の画素ブロック列を構成する各画素ブロックの輝度の変化情報ｂ１→ａ、ｂ２→ａ、ｂ３→ａ、・・・ｂｎ→ａが得られる。
【０００９】
（ｅ）前記（ｃ）の測定で得られた時間変化データと、前記（ｄ）の測定で得られた時間変化データとから、画素ブロックごと（すなわち階調ごと）の輝度変化曲線を取得する。
（ｆ）前記輝度変化曲線に基づいて、１フレーム時間の整数倍に相当する時間にわたって積分することにより、当該検査対象表示画面の動画特性評価のための動画応答曲線を得る。この動画応答曲線に基づいて、動画特性評価、動画ボヤケ評価などを行うことができる。
【００１０】
以上説明した本発明の方法によれば、ラインセンサの各素子は従来のポイントセンサが複数並んでいることと同様であると考えることができる。したがってラインセンサの各素子のそれぞれがレスポンス測定を行うポイントセンサと同等の働きをするので、ラインセンサに配置された前記画素ブロック列を構成する各画素ブロックの測定が同時にできる。すなわち本発明によれば、背景階調を変化させながら随時測定することで、測定の回数を減らし、早く測定が終了できる。
【００１１】
従来のように１画素ブロックを測定対象とするのではなく、本発明では、複数の画素ブロックが同時測定対象になるが、同じ階調の信号を入れているのに輝度が違うと言う、各画素間の特性の違いは小さいものであるとして無視する。このｎ個の画素ブロックを測定することにより、当該検査対象表示画面の階調ごとの動画特性評価を得る。
またラインセンサは、二次元の視野を撮影するカメラと比べて、撮影の周期（前記「一定周期」）が短い（μ秒オーダー）ので、ラインセンサを用いることにより多くのデータが採れる。従って、各画素ブロックに対する測定タイミングのズレをなくし正確に測定することができる。
【００１２】
また、ディスプレイのR,G,Bサブ画素をそれぞれ画素ブロックとして特定し、画素ブロックごとに応答曲線を得ることで、それぞれの色の画素ブロックの応答特性を得ることができる。従来のポイントセンサではR,G,B画素ブロックを同時に測定することができないので、色ごとの応答のタイミングのズレを測定することができなかった。
また本発明の動画応答特性の測定装置は、検査対象となる評価対象表示器の検査対象表示画面に対して固定設置され、前記評価対象表示器の１フレーム時間よりも短い時間間隔で一定周期ごとに複数回露光撮影することのできるラインセンサと、前記検査対象表示画面の、前記ラインセンサの視野内の複数の画素ブロックを含む領域において、均一な背景色の表示から、画素ブロックが違えば階調が異なる表示に切り替えることができるとともに、前記領域において、前記画素ブロックが違えば階調が異なる表示を、均一な背景色の表示に切り替えることができる表示制御手段と、前記ラインセンサで測定した、画素ブロックごとの輝度の時間変化を示す時間変化データに基づき、画素ブロックごとの輝度変化曲線を取得する輝度変化曲線取得手段と、前記輝度変化曲線に基づいて、１フレーム時間の整数倍に相当する時間にわたって積分することにより、当該検査対象表示画面の動画特性評価のための動画応答曲線を得る動画応答曲線取得手段とを有するものである。
【００１３】
この構成の動画応答特性の測定装置によれば、ラインセンサを用いて撮影したデータに基づいて、高速のシミュレーションを行い、時間に対する動画応答曲線を求めることができる。この動画応答曲線に基づいて、動画特性評価、動画ボヤケ評価を行うことができる。
ラインセンサを動かさないで測定するため、カメラの動画像追従機構が必要なく簡便に動画特性の高速かつほぼ同時測定ができ、各画素ブロックに対するタイミングのズレをなくし１度で正確に測定することができる。また装置のコスト、寿命、故障を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
＜装置構成＞
図１は、ホールド型の評価対象表示器２の検査対象表示画面２１に映された画像を点滅させて、当該評価対象表示器２の動画表示性能を評価するための動画応答特性の測定装置１の構成を示す概略図である。
【００１５】
動画応答特性の測定装置１は、評価対象表示器２の検査対象表示画面２１を撮影するラインセンサ３と、ラインセンサ３で撮影した画像信号に基づいて動画応答曲線を取得するコンピュータ制御部４と、評価対象表示器２に画像を表示するためのビデオ信号を供給するビデオ信号発生器５とを備えている。
ラインセンサ３は検査対象表示画面２１に対して固定されており、レンズ３１と、水平方向にフォトダイオードが複数並んだ一次元ＣＣＤアレイからなる検出面３２とを備えている。なお、二次元ＣＣＤアレイを使用して、マスクなどで垂直方向の情報を隠して、横方向の１ライン分のみの情報を得るシステムとしてもよい。
【００１６】
ラインセンサ３は１回の撮影に対して、検出面３２上で１ラインのみ走査する。１ラインの撮影時間は、評価対象表示器２の１フレームの走査時間（１フレーム時間）と比べてはるかに短いものである。また撮影したデータの読出し時間も非常に短い。例えば評価対象表示器２の１フレーム時間が１／６０秒であるのに対して、ラインセンサ３の１ラインの撮影時間は数十マイクロ秒である。この場合、評価対象表示器２の１フレームの間に、１００回以上撮影できる。
【００１７】
ラインセンサ３で取得した画像信号は、画像取り込みＩ／Ｏボードを通してコンピュータ制御部４に取り込まれる。コンピュータ制御部４は、輝度変化曲線取得手段及び動画応答曲線取得手段として機能する。
一方、コンピュータ制御部４からビデオ信号発生器５に、表示画像を選択する表示コントロール信号が送られ、ビデオ信号発生器５は、この表示コントロール信号に基づいて、評価対象表示器２に画像を表示するためのビデオ信号を供給する。
【００１８】
ビデオ信号発生器５は、、表示制御手段として機能するものであり、検査対象表示画面２１の、ラインセンサ３の一次元視野２２において、均一な背景色の表示から、画素ブロックが違えば階調が異なる表示に切り替えることができるとともに、画素ブロックが違えば階調が異なる表示を、均一な背景色の表示に切り替えることができる。なお、ビデオ信号発生器５の機能をコンピュータ制御部４の中に取り込んでもよい。
【００１９】
図２は、評価対象表示器２の検査対象表示画面２１とラインセンサ３の検出面３２との関係を示す光路図及びブロック図である。
検査対象表示画面２１上のラインセンサ３の一次元視野２２（この中に複数の画素ブロックを含む）からの光線は、ラインセンサ３のレンズ３１に入射され、ラインセンサ３の検出面３２で検出される。
【００２０】
なお、６は、輝度測定を行う場合にカメラに装着される輝度フィルタを示す。各R,G,B画素応答を測定する場合は輝度フィルタ６をはずす。
＜測定手順＞
図３は、画素ブロックが違えば階調が異なる表示（以下「グラデーションパターン」という）の一例を示す図である。この図３の例では、ラインセンサ３の一次元視野２２に沿って並んでいる検査対象表示画面２１の画素ブロック数を５とし、全階調を０〜４の５階調とし、各画素ブロックに各階調を割り当てている。
【００２１】
なお、１つの画素ブロックは、検査対象表示画面２１上の１つの画素を含むものであってもよく、複数の画素を含むものであってもよい。複数の画素を含む場合、１ブロック内でそれぞれの画素の信号の積算平均をとることができるので、S/Nを向上させることができる。
図４は、検査対象表示画面の図である。横に長い白い帯は、ラインセンサ３の一次元視野２２を示す。
【００２２】
まず、図４（Ａ）に示すように、ビデオ信号発生器５は、検査対象表示画面の、ラインセンサ３の視野２２内の複数（この例では５つ）の画素ブロックを均一な背景色（この例では階調０）で表示する。この均一な背景色の表示から、グラデーションパターン表示にステップ状に切り替え、この切り替の間、画素ブロックごとに輝度の時間変化をラインセンサ３で測定する。
【００２３】
これにより、各画素ブロックで、階調０→４、階調０→３、階調０→２、階調０→１、階調０→０の変化を表わす５つの変化を表わすデータが得られる。なお、階調０→０の変化はデータとして利用価値がないので無視すれば、４つのデータが得られることになる。
次に、図４（Ｂ）に示すように、検査対象表示画面の、ラインセンサ３の視野２２内の複数の画素ブロックを均一な背景色（この例では階調１）で表示し、この均一な背景色の表示から、グラデーションパターン表示に切り替え、この切り替の間、画素ブロックごとに輝度の時間変化をラインセンサ３で測定する。
【００２４】
これにより、各画素ブロックで、階調１→４、階調１→３、階調１→２、階調１→１、階調１→０の変化を表わす５つのデータが得られる。なお、階調１→１の変化はデータとして利用価値がないので無視すれば、４つのデータが得られることになる。
図４（Ｃ）〜図４（Ｅ）においても同様に、ラインセンサ３の視野２２内の複数の画素ブロックを均一な背景色（この例では階調２〜４）で表示し、この均一な背景色の表示から、グラデーションパターン表示に切り替え、この切り替の間、画素ブロックごとに輝度の時間変化をラインセンサ３で測定する。
【００２５】
このようにして、表示の切り替えを５回行うことにより、階調ａ→ｂ、０≦ａ≦４，０≦ｂ≦４（ただしａ＝ｂを除く）の変化に対応する２０のデータが得られる。これらのデータを「輝度変化曲線」という。
以上説明したのは、画素ブロック数が５、階調数が５の場合であったが、実際の評価対象表示器２では、階調数は６４〜２５６など、もっと多くの階調がある。また画素ブロック数も１００〜１０００など、もっと多い画素ブロック数になる。
【００２６】
図５は、階調数２５６、画素ブロック数２５６の場合のグラデーションパターンを示す。１画素ブロックは１画素に対応しているものとする。横軸はディスプレイ位置（すなわち画素）に対応し、縦軸は時間である。図５で、グラデーションパターンを表示している時間を「オン時間」という。
グラデーションパターンは、当該検査対象表示画面２１の最も暗い階調０と最も明るい階調２５５とを含み、その間の、当該検査対象表示画面で表示可能なすべての階調を含んでいる。このグラデーションパターンを用いて、均一な背景色を、当該検査対象表示画面の最も明るい階調２５５から最も暗い階調０まで変化させると、測定回数は２５６回で済む。
【００２７】
次に、検査対象表示画面が図６に示すように、一画素がR,G,B画素に縦３分割されている場合を想定する。
この場合、ラインセンサ３に輝度フィルタ６を装着せずに測定する。R画素を１つの画素ブロック、G画素を１つの画素ブロック、B画素を１つの画素ブロックとみなして、測定を行う。
【００２８】
ラインセンサ３の各画素ブロックの検出信号の中からR画素に対応するデータを抽出することで、Ｒ色の画素の輝度変化曲線を得ることができる。G画素、B画素についても、同様に輝度変化曲線を得ることができる。
＜解析手順＞
以下の解析手順は、動画応答特性の測定装置１に設置されたＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、動画応答特性の測定装置１のコンピュータが実行することにより実現される。
【００２９】
図７は、階調数２５６、画素ブロック数２５６のグラデーションパターンを用いて取得した輝度変化曲線を示すグラフである。均一な背景色（階調０）の表示からグラデーションパターン表示に切り替え、均一な背景色（階調０）の表示に戻すまでの間（約１．６秒）に、ラインセンサ３で１６７μ秒ごとに撮影を行っている。オン時間は約１秒である。
このように、均一な背景色（階調０）の表示からグラデーションパターン表示に切り替え、均一な背景色（階調０）の表示に戻すまでの間に、画素ブロック数２５６に対応した０階調から２５５階調までのデータが一度に取得できる。なお図７のグラフでは、ラインセンサ３の一次元視野２２の特定の位置（255, 192, 128, 64階調)の応答波形のみを示している。
【００３０】
図８は、ラインセンサ３で測定した輝度変化曲線の各データを１フレーム時間に相当する時間（１６．７ｍ秒）にわたって積分して得た、移動平均値のデータをプロットした動画応答曲線を示すグラフである。このように、得られた輝度変化曲線からディスプレイの１フレーム時間で移動平均を取ることで動画応答曲線を得ることができる。
輝度フィルタ６を装着している場合は、動画ボヤケ評価に用いられている輝度の動画応答曲線が得られ、輝度フィルタ６を装着しないで測定している場合は、ディスプレイのR,G,B画素ブロックの各輝度変化曲線からR,G,Bの色度の動画応答曲線をそれぞれ求めることができる。色度の動画応答曲線から、動画ボヤケ、動画のエッジの着色を評価することができる。
【００３１】
以上のように本実施形態によれば、ラインセンサ３による各画素ブロックのデータを一次元軸上に並べることで、各階調に対応する輝度変化曲線を一度に得ることができる。
任意の色の動画応答曲線を得るには、あらかじめ、ディスプレイのR,G,B画素ブロックの色度情報を色度計で測定しておき、その色度が得られたディスプレイのR,G,Bの応答曲線および動画応答曲線を加重平均することで、任意の色の応答曲線を得ることができる。
【００３２】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、の形態に限定されるものではない。例えば、ビデオ信号発生器はディスプレイ上に輝度が明るい部分から暗い部分へ徐々に変化するようなグラデーションパターンを表示するだけでなく、任意のパターンの輝度分布を表示させることができる。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】評価対象表示器２の画像を撮影するためのラインセンサ３を用いた動画応答特性の測定装置１の構成を示す概略図である。
【図２】評価対象表示器２の検査対象表示画面２１とラインセンサ３の検出面３２との関係を示す光路図およびブロック図である。
【図３】画素ブロックが違えば階調が異なる表示（グラデーションパターン）の一例を示す図である。
【図４】背景色からグラデーションパターン表示に推移する検査対象表示画面の図である。
【図５】階調数２５６、画素ブロック数２５６の場合のグラデーションパターンを示す図である。
【図６】一画素がR,G,Bのサブ画素に縦３分割されている場合の検査対象表示画面を示す図である。
【図７】階調数２５６、画素ブロック数２５６のグラデーションパターンを用いて取得した輝度変化曲線を示すグラフである。
【図８】輝度変化曲線の各データの移動平均値をプロットして得られる動画応答曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１  動画応答特性の測定装置
２  評価対象表示器
２１  検査対象表示画面
３  ラインセンサ
４  コンピュータ制御部
５  ビデオ信号発生器
６  輝度フィルタ
【図１】
2010098364.tif 000003
【図２】
2010098364.tif 000004
【図７】
2010098364.tif 000005
【図８】
2010098364.tif 000006
【図３】
2010098364.tif 000007
【図４】
2010098364.tif 000008
【図５】
2010098364.tif 000009
【図６】
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