(57)【要約】【課題】被測定物の全領域に渡って精度良く、かつ高解像度な測光データを得ることのできる色彩輝度測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】測定対象１の測定領域を複数の領域に分割して走査し、分割された測定領域からの光を取り込む走査光学部１８と、前記走査光学部によって取り込まれた各領域からの光を集光する集光部１９と、前記集光された光の光路上に配置され、前記集光された光を第１及び第２の光路に分離する光路分離部１５と、前記第１の光路上に配置され、前記分割された測定領域毎の画像データを取得する撮像部１６と、前記第２の光路上に配置され、前記分割された測定領域毎の分光データを取得する分光測定部１７と、を含む色彩輝度測定装置とする。【選択図】図１
2010271246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の測定領域を複数の領域に分割して走査し、分割された各測定領域からの光を取り込む走査光学部と、
前記走査光学部によって取り込まれた各領域からの光を集光する集光部と、
前記集光された光の光路上に配置され、前記集光された光を第１及び第２の光路に分離する光路分離部と、
前記第１の光路上に配置され、前記分割された測定領域毎の画像データを取得する撮像部と、
前記第２の光路上に配置され、前記分割された測定領域毎の分光データを取得する分光測定部と、
を含む色彩輝度測定装置。
【請求項２】
前記取得した各領域毎の撮像データを、同じ領域により取得された前記分光データに基づいて校正を行い、前記各領域毎の像を合成する制御部を含む請求項１に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項３】
更に、前記集光部の前記第２の光路側の前記測定対象の共役点に配置された視野絞りと、前記集光部の前側焦点又は当該前側焦点の前記第２の光路側の共役点に配置された開口絞りとを有し、
前記走査光学部の射出瞳が前記集光部の前側焦点または共役点に位置するように配置された請求項１に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項４】
前記分光測定部は、
前記走査光学部から前記集光部に設ける集光レンズまでの光学系の像面位置に配置される前記視野絞りと、
前記走査光学部から前記集光レンズまでの光学系の像面位置に前側焦点位置を一致させて配置される第１のリレーレンズと、
前記第１のリレーレンズの後側焦点位置に配置される前記開口絞りと、
前側焦点に前記開口絞りが位置し、後側焦点に前記分光測定部の分光器が位置するように配置される第２のリレーレンズと、を含む請求項３に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項５】
前記走査光学部は、立体射影特性を有し、前記集光部に設ける集光レンズの前側焦点に射出瞳が位置する走査レンズと、前記走査レンズによって射影された光を反射し、測定領域を走査する偏向ミラーとを含む請求項４に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項６】
前記分光器の入射口は、前記第２のリレーレンズの後ろ側焦点位置に配置される請求項５に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項７】
前記分光データは、前記分割された各測定領域の中心において取得される請求項６に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項８】
前記視野絞りの中心を通る光線と、前記撮像部によって取得される画像の中心位置に結像する光線とが同一の光線となるように光学系がアライメントされた請求項７に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項９】
前記偏向ミラーの振角は、所定の測定領域の大きさにおいて歪みが最小となるように定められた請求項８に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項１０】
前記集光レンズをその光軸方向に並進運動させる移動制御機構を備えた請求項９に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項１１】
前記光路分離素子は可動式のスイッチングミラーである請求項１０に記載の色彩輝度測定装置。
【請求項１２】
測定領域を分割して走査し、分割された測定領域毎に撮像データを取得するステップと、
前記分割された各測定領域を走査し、該測定領域の中心における分光データをそれぞれ取得するステップと、
前記取得された撮像データを合成するステップと、
前記取得した各測定領域の分光データに基づいて対応する前記撮像データを校正するステップと、
を含む色彩輝度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体を撮影し、その輝度や色度の計測を行う色彩輝度測定装置及び色彩輝度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の輝度や色度を測定する装置として、色彩輝度計（ＸＹＺカメラ）が知られている。これは、国際照明委員会（ＣＩＥ）によるＣＩＥ−１９３１表色系で規定された下記の数１に示す等色関数に対応したフィルタを撮像素子に用いて対象を撮影し、３刺激値から輝度、色度を測定するものである。この方法では、比較的安価に面光源の輝度分布、色度分布を計測することができる。
【０００３】
【数１】
2010271246.tif 000003
【０００４】
しかしながら、等色関数と完全に一致した作用のフィルタを製造することが困難であり、またカメラレンズのシェーディング等により撮像素子の周辺領域の光量が中心に比べて小さくなるなどの問題が生じる。このため、測定領域全域で高精度な測定を行うことができないという欠点がある。
【０００５】
これに対して、分光器を用いた分光輝度計、色度計（分光放射輝度計）は高価ではあるが、測定された分光放射輝度に等色関数をかけて計算を行うので、精度の高い値を求めることができる。このため、ＸＹＺカメラのキャリブレーションを行うための標準値の測定器として分光放射輝度計が用いられてもいる。
【０００６】
ＸＹＺカメラの校正方法としては、撮像センサによって撮像した二次元画像に対して校正する対象の色であるかどうかを判定し、乗算器によって対象の校正情報を演算する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。この手法は、任意の画素毎に任意の校正係数を演算することで、複数の任意色に対する校正を、撮像センサによって撮像した一つの画面において同時に実施するものである。
【０００７】
また、入射した被測定光をグレーティングによって分散させ、波長毎に受光センサアレイに結像させることで、分光強度に基づく色彩値の測定を行う測光装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。この測光装置では特に、波長毎に分散された被測定光を受光する各受光センサの分光応答速度の半値幅と、各受光センサの中心波長間隔を最適化することにより、輝度や色度の測定精度を高めようとするものである。
【０００８】
他に、試料からの光をビームスプリッタによって第１の光路と第２の光路に分光し、それぞれを二次元受光検出手段と分光検出手段によって別々に測定を行う二次元測色計が提案されている（例えば特許文献３参照）。この手法では、試料面の１点の特定点からの光について分光検出手段により分光分布を検出する。そしてこれに基づいて３次元表色系の三刺激値を求める。そして、この求められた三刺激値により二次元受光検出手段によって検出される値の補正を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１９２７２９号公報
【特許文献２】特開２００６−１８９２９１号公報
【特許文献３】特開平６−２０１４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような測色計、分光放射輝度計によってＸＹＺカメラの校正を行う場合には、測定対象物のスペクトル形状によっても輝度が変化するため、確度の高い測定を行うためには測定対象物毎に校正し直して計測しなければならない。特に、半値幅の狭いＬＥＤ（発光ダイオード）、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）等の発光体から構成されるような面光源においては、フィルタタイプの測色計を用いると、校正した色域から外れるに従い誤差が大きくなってしまう。
【００１１】
また分光放射輝度計によってＸＹＺカメラの校正を行う場合には、測定精度の問題が生じる。
図９は、ＸＹＺカメラ１３によって被測定物１１の測定を行う場合の説明図である。ＸＹＺカメラ１３は被測定物１１の中心点Ｐ４における法線上に配置してあり、ＸＹＺカメラ１３の画角θ４の範囲内に被測定物１１が収まっている。このとき、被測定物１１のＸＹＺカメラ１３側から見てほぼ中心に位置する領域ｔ１からＸＹＺカメラ１３に向かう光、また被測定物１１の両端の領域ｔ２、ｔ３から向かう光は、それぞれＸＹＺカメラ１３内に異なる角度で入射する。そして、等色関数に対応したフィルタ１３１を透過した後、撮像素子１３２に結像される。
このようにＸＹＺカメラ１３は、領域ｔ１からＸＹＺカメラ１３に向かう方向ｅ１のように被測定物１１の法線方向の光線だけでなく、領域ｔ２、ｔ３からＸＹＺカメラ１３に向かう方向ｅ２、ｅ３の光線も測定する。つまり、被測定物１１の法線方向の光線に加え、画角内の様々な方向からの光線を測定することとなる。
【００１２】
これに対して、図１０はこのＸＹＺカメラ１３の校正を行うために、分光放射輝度計１４によって同じ被測定物１１の測光を行う時の様子を表している。なお、図９と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
例えば領域ｔ１からの光の分光放射輝度を測定する場合には、図９で示すＸＹＺカメラ１３と同様に、図１０中Ａで示すように分光放射輝度計１４を領域ｔ１の法線方向に配置して測定する。このとき分光放射輝度計１４は被測定物１１の法線方向から計測しているため、正しい校正を行っているといえる。この場合の得られた分光データの一例を図１１Ａに示す。
【００１３】
なお、このとき分光放射輝度計１４による測定領域が、測定対象である領域ｔ１より大きいと正確な値を求めることができない。このため、分光放射輝度計１４の測定角はＸＹＺカメラの画角よりも小さく設定され、領域ｔ１からの光が分光放射輝度計に入射されるように設定することが好ましい。
【００１４】
次に、被測定物１１の端の領域、例えば領域ｔ２における分光放射輝度を測定する場合、例えば図１０中Ｂのように領域ｔ２の法線方向に分光放射輝度計１４を配置することが考えられる。この時には、ほぼ領域ｔ２からの光のみを測光できるので、図１１Ｂに示すようにある程度は正確なデータが得られる。
【００１５】
ところが、この測光している光は領域ｔ２から法線方向へ進む光である。すなわち図９においてＸＹＺカメラ１３が測光している光である、領域ｔ２から斜めの方向ｅ２に進む光とは異なる。このため、被測定物１１の放射特性として、その法線方向の光線密度とＸＹＺカメラ１３で計測している斜め方向の光線密度との間に相関関係があることを確かめる必要が生じる。正しい測定値を得るためには、これに基づいてさらに計測された値の補正を行わなければならない。また、測定距離もＸＹＺカメラ１３によって測定する場合よりも短くなるので、測定される強度は大きくなってしまうことも考えられる。
【００１６】
光線密度が放射角度に依存するこの放射特性は、例えば被測定物がディスプレイ等の発光物である場合、いわば視野角特性に相当する。通常ディスプレイ等においては液晶パネル等の光変調素子毎にその特性が異なる。従って、ディスプレイ等の分光補正を行う場合には、別途視野角特性を測定した上でパネル毎に校正し直さなければならない。
【００１７】
これに対して、図１０中Ｃの配置のように分光放射輝度計１４が領域ｔ２の方向を向くように角度θ５だけ傾ける場合には、図９においてＸＹＺカメラ１３が計測した光と一致するので図１１Ｃのような正しいデータが得られる。しかしながら、その測定領域毎に分光放射輝度計１４の位置調整を行うのは非常に手間がかかってしまう。
【００１８】
このように、図１０Ｂ、Ｃどちらに配置する場合においても、被測定物１１の端部の領域を精度よく測定することは難しい。つまり、測定領域全域で正確な校正を行うことは困難であるため、通常ＸＹＺカメラの校正は、被測定物の中心付近における１ポイントのみで行うことが一般的である。また被測定物が変わると、改めて校正データを取得して測定する必要がある。
【００１９】
また、もう一つの問題としてＸＹＺカメラの解像度の問題が存在する。ＸＹＺカメラの解像度は、使用するカメラレンズの解像度と撮像素子の解像度によって制限を受ける。
例えば画素数１９２０×１０８０の解像度のディスプレイのＲＧＢ全ドットを測定する場合には数十Ｍpixelの解像度が必要となる。しかしながら、現状の測定器においてそのような解像度の撮像素子を搭載した装置はない。
【００２０】
したがって、このような場合には複数台のカメラを用いて１枚のディスプレイの各領域をそれぞれ検査する必要がある。また撮像素子のノイズを落とすために数pixel×数pixelの画素で平均化を行うと、さらに解像度が低下してしまう。
【００２１】
そこで本発明は上記課題に鑑み、被測定物の全領域に渡って精度良く、且つ簡易に校正を行うことができ、より正確な輝度・色度の撮像データを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明による色彩輝度測定装置は、測定対象の測定領域を複数の領域に分割して走査し、分割された測定領域からの光を取り込む走査光学部と、前記走査光学部によって取り込まれた各領域からの光を集光する集光部と、を含む。また、前記集光された光の光路上に配置され、前記集光された光を第１及び第２の光路に分離する光路分離部と、前記第１の光路上に配置され、前記分割された測定領域毎の画像データを取得する撮像部と、を含む。更に、前記第２の光路上に配置され、前記分割された測定領域毎の分光データを取得する分光測定部と、を含む。
【００２３】
すなわち、本発明による色彩輝度測定装置は測定対象から取り込んだ光を二方向に分離し、一方の光からは撮像データを、もう一方の光からは分光データを取得するものである。
したがって、取得される撮像データと分光データは光路分離部により分離される直前まで同じ光学素子の同一光路を通過する光であるため必ず同じ光に基づいたものとなり、測定精度を高めることができる。
【００２４】
また、走査光学部を設けることで、測定対象の測定領域を分割して走査し、測定する光を色彩輝度測定装置内に取り込む。このため測定領域の位置や、測定される光の入射方向にかかわらず、全領域に渡って同じ光に基づいた画像データと分光データを取得できる。
更に、このように測定領域を分割してそれぞれ測定を行うため、分割数を多くすることで、撮像部自体の有する画像解像度よりも高い解像度のデータを取得することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、測定対象の全領域に渡って、同じ箇所から同じ方向に進む光による撮像データ及び分光データを取得するので、より精度のよい輝度・色度の撮像データを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置において、測定領域を分割する様子を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置の光学系を表す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置の一例を示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置によって得られたＸＹＺスペクトルの１例を表す説明図である。
【図６】測定領域のサイズと歪みの大きさの関係を示す説明図である。
【図７】糸巻き率と縦横比を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置の動作を表すフローチャートである。
【図９】ＸＹＺカメラによる従来の測光方法の示す説明図である。
【図１０】分光輝度放射計による従来の測光方法を示す説明図である。
【図１１】図９において測定されるスペクトルを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下本発明の実施の形態に係る色彩輝度測定装置及び色彩輝度測定方法について説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
１．本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置の構成
（１）色彩輝度測定装置の概念
（２）色彩輝度測定装置の構成
２．本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置における校正方法
（１）撮像データの校正
（２）像の合成と歪み
（３）測定値の校正
（４）色彩輝度測定装置の動作を表すフローチャート
【００２８】
１．本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置の構成
（１）色彩輝度測定装置の概念
図１は、本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置１００の概念を示す概略構成図である。なお、測定データは画像データに限定されるものではなく、被測定物として画像表示装置以外にも種々の発光体、例えばバックライトなどの光源装置など、また、所定の色調や光沢などの検査を行う印刷物等に対して適用することが可能である。以下の例では画像表示装置において画像データに対して本発明の分光補正像検査装置により測定する例を示す。
【００２９】
本実施の形態による色彩輝度測定装置１００は、測定対象である被測定物１の測定領域を分割し、各分割領域からの光を射影して取り込む走査光学部１８として、走査レンズ２を有する。また、この走査レンズ２によって取り込まれた各領域からの光を反射し、その進行方向を揃える回転ミラー３を有する。更に、回転ミラー３によって反射された光を集光する集光部１９として例えば集光レンズ４と、集光レンズ４によって集光された光を２方向に分離するハーフミラー等のビームスプリッタ５より成る光路分離部１５とを有する。
【００３０】
そして、光路分離部１５によって分離された二つの光路上には、それぞれ撮像部１６及び分光測定部１７が配置される。一方の光路上の撮像部１６には、例えばＸＹＺフィルタやＲＧＢフィルタ等のバンドパスフィルタ６と、光量を調節するＮＤフィルタ７などが配置されることが好ましい。そしてこれらを透過した光が結像する位置にＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子８が設置される。
また、光路分離部１５によって分離された光のもう一方の光路上には、測定領域径を定める視野絞り９と、視野絞り９を通った光を分光測定部１７、例えば分光器１２へと導くリレーレンズ１０ａ、１０ｂとが配置される。
【００３１】
このように、本実施の形態においては、被測定物１内を例えば走査レンズ２や回転ミラー３等から成る走査光学系によって走査しながら測定を行う。この場合、回転ミラー３を回転させることで、走査レンズ２を介して届いた被測定物１上の点Ｐ１からの光や、点Ｐ２、Ｐ３からの光のように異なる位置からの光が集光部１９の集光レンズ４に導かれる。
【００３２】
また、点Ｐ１から発せられる光のうちこの走査光学系によって取り込まれる光の立体角θ１や、点Ｐ２、Ｐ３から発せられる光の立体角θ２、θ３は互いにほぼ等しくなるように走査光学部１８の走査レンズ２を構成することが好ましい。なお、立体角は一般的に光源からの距離ｒと、光源から距離がｒの球面において光束と交わる面積Ｓとを用いて、Ｓ／ｒ２により定義されるが、ここでは便宜上図１のように頂角に対応させて図示してある。このような射影特性として、例えば立体射影特性のレンズが挙げられる。
【００３３】
このように走査光学部１８における走査レンズ２によって取り込まれる光の立体角が、被測定物１内の走査位置に関わらずほぼ一定とすることで、被測定物１上の各位置から取り込む光量をムラ無く、均一にすることができる。また、被測定物１に放射特性が存在する時にはそれに合わせてθ１〜θ３等の角度が異なるように適宜変更し、各位置からの光量が均一になるようにしてもよい。
【００３４】
回転ミラー３によって反射された光は集光部１９の例えば集光レンズ４によって集光され、光路分離部１５の光路分離素子５に入射して二つの光路に分離される。そして撮像部１６において被測定物１の輝度や色度等の撮像データ、例えば画像データを取得するための撮像素子８と、分光測定部１７において撮像素子で取得された画像データの校正を行うための分光データを取得する分光器１２に導かれる。
【００３５】
このように、本実施の形態では撮像部１６と分光測定部１７とにおいて、分離する直前まで同一の光路を通過した光を計測する。すなわち、走査レンズ２と回転ミラー３からなる走査光学部１８によって取り込まれる、被測定物１上の様々な位置からの光に対して、撮像部１６と分光測定部１７で必ず同じ光を計測する。このため、点Ｐ１のように被測定物１の端の領域においても、正確な校正を行うことができる。
【００３６】
また、本実施の形態では図２に示すように被測定物１の測定領域を分割し、例えば走査レンズ２や回転ミラー３等からなる走査光学部１８によってそれぞれの測定領域を走査しながら測定を行う。そして撮像素子８によって測定された個々の測定領域の画像を合成して被測定物１全領域の画像とする。
【００３７】
図２の例においては、被測定物１を６×６の３６領域に分割している。その分割された測定領域１ａ内を走査することで、その領域内の画像データが撮像素子８によって取得される。
また、分割された測定領域１ａ内の中心部１ｂの走査時において同時に分光データを分光器により取得する。そしてこの取得された分光データにより測定領域１ａの画像データの校正を行う。
被測定物１の測定領域の分割数は、撮像素子８のサイズと撮像レンズの焦点距離によって決まる画角によって決定される。
【００３８】
このように、被測定物１の測定領域を分割し各領域を走査することで、分光器では被測定物１の複数ポイントの分光スペクトルを測定でき、全ての走査領域において校正用の輝度・色度データを得ることができる。
このため、全画角、全領域において測定精度を高めることが可能となり、撮像部において得られるデータにフィードバックすることで正確な校正を行うことができる。
さらには、このようなフィードバックは画像データの取得毎に行えるため、従来のように測定対象の光源毎に校正し直す必要がなくなる。
【００３９】
また、測定領域を分割して測定を行うので、分割数×撮像素子の画素数分のデータが得られ、従来のように複数のカメラを準備することなく、非常に高解像度の画像データを取得することができる。このため、被測定物の評価も精度良く正確に行うことが可能となる。
【００４０】
なお、図２においては画像データとして一例を示すものであり、測定対象としては、単一光源の色ムラなど、測定領域における色が均一に近いものの方がより正確に補正を行うことができる。もちろん測定対象の色分布が複雑な時には分割数を増やして分光データの取得ポイントを多くするのがよい。
【００４１】
図３は、本実施形態による色彩輝度測定装置１００の光学系の作用を説明するための平面図である。図３では、理解を容易にするために、回転ミラー３及び光路分離素子５を省略して同軸上に走査レンズ２や集光レンズ４等の光学部品を図示している。また、リレーレンズ１０ａ、１０ｂ間には開口絞り部材２１を配置してある。図３に示す光学系は、本発明者の発明による特願２００８−１００３１３号出願において提案した構成とするものである。
【００４２】
本実施形態において、走査レンズ２から集光レンズ４までの光学系は、以下のように配置することが好ましい。すなわち、集光レンズ４の後側に面光源１０１の光を結像し、視野絞り部材９は、走査レンズ２から集光レンズ４までの光学系の像面に配置されるものとする。つまり、面光源１０１と視野絞り部材９とは共役となるように配置する。したがって、視野絞り９ａの面積により、測定面積等を規定できる。
なお、視野絞り部材９が、視野絞り９ａの大きさを可変とするものである場合には、視野絞り９ａの大きさの調整により、測定面積等を調整できる。
【００４３】
また、開口絞り部材２１は、共役点が集光レンズ４の前側焦点ｆ１に配置され、走査レンズ２は、集光レンズ４の前側焦点に射出瞳が位置するように設けられる。
したがって、開口絞り部材２１の像１２１は、走査レンズ１２の射出瞳に位置することになる。その結果、開口絞り部材２１は、射出瞳に配置されたのと同様の作用を奏し、走査レンズ１１の有効瞳径を規定することができる。すなわち、開口絞り２１ａにより、立体角を規定できる。
なお、開口絞り部材２１が、開口絞り２１ａの大きさを可変とするものである場合には、開口絞り２１ａの大きさの調整により、立体角を調整できる。立体角の調整により、取込光量も調整できる。この取込光量の調整は、ＮＤフィルタによる調整のように、波長毎の減光率の相違を考慮した補正を行う必要がない。
【００４４】
本実施形態では、走査レンズ２の射出瞳には回転ミラー３が位置している。このため開口絞り部材２１は、回転ミラー３に配置されたのと同様の作用も奏する。
【００４５】
なお、開口絞り部材２１は、開口絞り２１ａの像１２１ａの径が、回転ミラー３から出射された光束の径以下になるように設けられている。集光レンズ４の径は、開口絞り２１ａの像１２１ａの光が全て入射可能な大きさに設定されることが好ましい。
【００４６】
上述のように、集光レンズ４は、前側焦点が走査レンズ２の射出瞳（開口絞り部材２１の像１２１）に位置するように配置されている。その結果、測定距離によらず、取込光量が一定になるという作用を奏する。
【００４７】
また第１リレーレンズ１０ａ及び第２リレーレンズ１０ｂは、第１リレーレンズ１０ａの後側焦点に第２リレーレンズ１０ｂの前側焦点が位置するように配置されている。したがって第１リレーレンズ１０ａ及び第２リレーレンズ１０ｂの焦点距離ｆ２及びｆ３の比によって決定される倍率で物体を結像する。
【００４８】
（２）本実施の形態による色彩輝度測定装置の構成
図４は本実施の形態による色彩輝度測定装置１００のより具体的な一例の概略構成図である。
本実施の形態における色彩輝度測定装置１００の走査光学部は、例えば被測定物（図示せず）からの光を射影する走査レンズ２２と、偏向ミラー２３とを有する。この例では走査レンズ２２を複数のレンズより成るレンズ群として構成する場合を示しているが、これに限定されるものではない。また偏向ミラー２３は、例えば直交する二軸方向に回転するガルバノミラー等より構成され、走査レンズ２２によって取り込まれた被測定物上の各位置からの光を反射し、測定領域の全域を走査する。
【００４９】
また、本実施の形態による色彩輝度測定装置１００は、集光部としてこの偏向ミラー２３によって反射された被測定物からの光を集光する集光レンズ２４を有する。また光路分離部として、この集光レンズ２４によって集光された光を二つの光路に分離するビームスプリッタ２５を含む。
ビームスプリッタ２５によって分離された二つの光路のうち、分光測定部として備える分光器３２側の光路ＬＰ１には、測定領域径を定める視野絞り２９と、視野絞り２９を通った光を分光器３２へと導くリレーレンズ３０ａ、３０ｂとが配置される。また、リレーレンズ３０ａと３０ｂ間にはリレーレンズ３０ａを透過した光束の径を規定する開口絞り３１が配置される。
【００５０】
ビームスプリッタ２５によって分離された光路のうち撮像部側の光路ＬＰ２には、ＸＹＺフィルタやＲＧＢフィルタ等のバンドパスフィルタ２６と光量を調節するＮＤフィルタ２７が配置される。そしてこれらを透過した光が結像する位置に撮像素子２８が設置され、被測定物の撮像データ、例えば画像データを取得する。
なお、図４では説明のため光路ＬＰ１、ＬＰ２の両方において集光レンズ２４とビームスプリッタ５１とを図示してある。
【００５１】
走査レンズ２２は例えば全体として正の屈折率を持ったレンズで構成される。偏向ミラー２３の回転により被測定物の周辺領域からの光を反射する場合は、軸外に振られて射影して取り込まれる光となり像の歪みを生じやすい。このため、走査レンズ２２はこのような光軸外方向からの光線群の結像性能を高め、歪みを低減する役割を有することが好ましい。
【００５２】
またこの走査レンズ２２は、分光測定部へ取り込む測定領域の形状、取り込み側の立体角も規定する機能を有し、用途に応じて射影特性を選択するのがよい。本実施の形態では既述のように立体射影特性とし、被測定物上の位置によらず立体角ができるだけ一定となるようにすることが好ましい。このようにすることで、均一な光量の画像データが得られより正確に測定を行うことができる。
【００５３】
なお、被測定物が無限遠にあるとみなせる場合などは省略してもよい。また、走査レンズ２２の射影特性として、例えば被測定物の中央部と外周部との間における立体角の差を小さくできる中心射影特性や、中央部と外周部との間における測定面積の差を小さくできる等距離射影特性をもつレンズを用いてもよい。これらは、対象とする被測定物のどのような像データを測定するかによって、適宜選択可能である。なお、ｙを物高、ｆを走査レンズの焦点距離、θを回転ミラーへ入射する光束が光軸と成す角度とすると、立体射影レンズはｙ＝２ｆ×ｔａｎθと表される。また、中心射影レンズはｙ＝ｆ×ｔａｎθ、等距離射影レンズはｙ＝ｆ×θと表される。
【００５４】
走査レンズ２２によって射影される光を反射する偏向ミラー２３は、例えば２軸のガルバノミラーによって主走査方向及びそれに直交する副走査方向を走査させることで、被測定物の測定領域を分割し、各測定領域を２次元走査することができる。なお、この偏向ミラー２３は、走査レンズ２２の射出瞳位置に配置され、走査レンズ２３を透過する全ての光を偏向することができる。
【００５５】
そして、偏向ミラー２３によって反射された被測定物からの光は、集光レンズ２４に導かれ、集光される。集光レンズ２４は正の屈折率を有するレンズで、図示しない移動制御機構によって集光レンズ２４の光軸方向に並進運動し、ピントの調節を行うようにすることが好ましい。
また、集光レンズ２４は例えば走査レンズ２２の射出瞳に前側焦点が位置するように配置され、撮像素子２８に結像する像のＭＴＦ（光学伝達関数）性能等も規定する機能を有する。この集光レンズ２４は、単レンズであってもよいし、レンズ群によって構成してもよい。
【００５６】
次に、集光レンズ２４によって集光された光は、ビームスプリッタ２５によって撮像素子２８側の光路ＬＰ１と、分光器３２側の光路ＬＰ２とに分離される。ビームスプリッタ２５としてハーフミラー等を用いてもよい。このとき、ハーフミラー等のビームスプリッタ２５により光を分離する割合、透過率や反射率等を予め計測しておき、撮像素子２８によって測定された画像データの校正時には、この値も考慮した補正を行う。
一方、光路分離素子として可動式のスイッチングミラーを用いてもよく、分光器の測定と撮像素子側の測定を時分割して交互に行ってもよい。この場合には、上記のような透過率等を考慮した補正を省略でき、簡易化が図れる。
【００５７】
ビームスプリッタ２５によって撮像素子２８側に分離された光路ＬＰ１上には、バンドパスフィルタ２６とＮＤフィルタ２７が配置される。
バンドパスフィルタ２６には、例えば前記数１で示す等色関数に対応したフィルタを用いる。このように上記数１に示す３つの等色関数に対応した３枚のフィルタをターレット式にして、フィルタを回転させることで順次それぞれの光を測定するようにしてもよいし、下記の数２に示す関数を２枚のフィルタを用いて、合計４枚のフィルタを用いてもよい。
【００５８】
【数２】
2010271246.tif 000004
【００５９】
また、等色関数に対応したビームスプリッタ等によってさらに光を分離し、３つのセンサでそれぞれの等色関数の光を受光する３板式のカメラを用いるようにしてもよい。
【００６０】
撮像素子２８には、なるべく高速のものを使用することが好ましい。例えば６０ｆｐｓの画像取得の場合には、１０ｆｐｓ程度で輝度・色度画像を取得できるので、そのフレームレートで５０枚の画像合成を行うとすると、一枚の画像取得にかかる時間は５ｓ程度となる。
これに対し、分光放射輝度計によって１ポイントの測定に３ｓ程度の時間をかける場合は、例えば測定領域を４８に分割して全領域のデータを取得するには１４４ｓかかることとなる。したがって、本実施の形態によれば被測定物の１回の測定に要する時間を大幅に短縮できることとなる。
【００６１】
他にも、撮像素子２８にカラーＣＣＤセンサやカラーＣＭＯＳセンサを用いる場合には、センサに予め設置されているＲＧＢフィルタをそのまま用いてもよい。
この場合には、画像の取得スピードが速いので測定時間の短縮に繋がる。しかしながら、分光データを用いてＲＧＢの画像データから輝度・色度に校正するアルゴリズムは煩雑になる場合があり、バンドパスフィルタ２６としては上記等色関数に対応するフィルタを用いることが好ましい。
【００６２】
ＮＤフィルタ２７は、測定対象が過度に明るい場合、また経時的に高い輝度となるような場合にセンサの感度が飽和してしまうことを防ぐものである。すなわち、撮像素子２８によって撮像する際の露光時間に近い周期で測定対象からの光が揺らいでいる時に生じるフリッカノイズ等を抑えるために使用する。
好適には、数種のＮＤフィルタ２７を取り付けたターレットを設置し、減光の調整が簡易に行えるようにしてあるとよい。
また、このＮＤフィルタ２７の設置位置はバンドパスフィルタ２６の後段でなくてもよく、集光レンズ２４とビームスプリッタ２５との間など、分光器３２で測定される光と共通の光路上に設置しても構わない。
【００６３】
そして、バンドパスフィルタ２６やＮＤフィルタ２７を透過した光は撮像素子２８上に結像され、ここで被測定物の色度や輝度等の画像データが測定される。
【００６４】
このように本実施の形態では、走査レンズ２２、偏向ミラー２３によって測定領域を分割し、各領域を走査しながら画像データを取得する。
また、ビームスプリッタ２６によって分離された分光器３２側の光路ＬＰ２には、視野絞り２９と、リレーレンズ３０ａ、３０ｂと開口絞り３１とが配置される。
集光レンズ２４によって集光された光の径を規定する視野絞り２９は、走査レンズ２２から集光レンズ２４までの光学系の像面に配置される。従って、例えば集光レンズ２４に入射する光線が平行光である場合には、その像面位置は集光レンズ２４の後側焦点位置となる。好適には、１度視野、０．５度視野等複数の視野を用意する。例えばこの視野絞り２９をターレット式にすることで、簡易に視野を可変とすることが可能である。
【００６５】
次に視野絞り２９を通過した光はリレーレンズ３０ａに入射する。そして集光レンズ２４によって結像した像はリレーレンズ３０ａ、３０ｂによって転送される。走査レンズ２２から集光レンズ２４までの光学系の像面位置に視野絞り２９が配置されているので、転送される像は視野絞り２９によって径の規定されたものとなる。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、例えばリレーレンズ３ａの前側焦点位置は、走査レンズ２２から集光レンズ２４までの光学系の像面位置となるように配置される。
また、リレーレンズ３０ｂの前側焦点がリレーレン３０ａの後ろ側焦点に位置するように配置され、アフォーカル光学系とされている。したがって、リレーレンズ３０ａ、３０ｂの焦点距離の比によって決まる倍率によって後段に像を結像する。この倍率は、分光器３２の入射口、例えばライトガイドファイバ等の径に合わせて決定される。
これらリレーレンズ３０ａ、３０ｂはもちろん単レンズにより構成されていてもよいし、レンズ群により構成されてもよい。
【００６７】
また、開口絞り２９は例えば、集光レンズ２１の前側焦点位置の共役点に配置される。すなわち、本実施の形態においては例えばリレーレンズ３０ａの後ろ側焦点位置（リレーレンズの３０ｂの前側焦点位置）に配置される。
このように、開口絞り２９は集光レンズ２４の前側焦点の共役点に配置され、走査レンズ２２は、集光レンズ２４の前側焦点に射出瞳が位置するように設置されている。したがって、開口絞り２９の像は、走査レンズ２２の射出瞳に位置することになり、開口絞り２９は、射出瞳に配置されたのと同様の作用を有することになる。すなわち、走査レンズ２２の有効瞳径を開口絞り２９によって規定でき、立体角の調整を行うことができる。
【００６８】
この開口絞り２９の径は固定でも可変のものでもよい。開口絞り２９を可変のものとする場合には、撮像装置等において用いられるシャッタのように、複数の絞り羽根の相対移動によって開口絞り２９の開口径を調整するものであってもよい。また、複数の絞りが形成され、回転移動することにより絞りのサイズを切り換えるターレット式であってもよい。
【００６９】
他にも、リレーレンズを経由しないで視野絞り２９を通過した光を直接バンドルファイバ等に導入してもよいし、グレーティング・プリズムなどの回折格子に直接光線を導入して、分光データを取得する光学系でもよい。ただし、輝度の絶対値を保証するために、ピント調整を行っても分光器３２に導入される光量が変化しないような光学系とすることが好ましい。
【００７０】
特に本実施の形態においては、上記のようにリレーレンズ３０ａの前側焦点位置に視野絞り２９を配置し、開口絞り２９をリレーレンズ３０ａの後ろ側焦点位置（リレーレンズ３０ｂの前側焦点位置）に配置してある。
また更に、分光器３２の入射口としてファイバを用意して、その入り口をリレーレンズ３０ｂの後ろ側焦点位置に配置してもよい。この場合はピント調整に際しても入射瞳径は変わらず、取り込み光量が変化しないという利点を有する。
【００７１】
そして、リレーレンズによって転送された光は分光器３２によって受光され、例えば図５に示すようなＸＹＺスペクトルが得られる。図５において実線Ｓ１はＸ、破線Ｓ２はＹ、一転鎖線Ｓ３はＺに対応するスペクトルを示す。
分光器３２は、受光した光を分光して光のスペクトルを求め、そのスペクトルのデータ、またはそのスペクトルデータから算出された輝度や色度を電気信号として出力する。本実施の形態においては例えば、図示しないモノクロメータ等の狭義の分光器と、狭義の分光器により分光された光を受光し、受光した光の光量に応じて電気信号を出力するＣＣＤ等の光電変換器等を備えたものを用いることができる。
【００７２】
また、分光器３２と撮像素子２８には制御部４１が接続される。ここでは、分割して取得された各画像データの合成及び偏向ミラー２３を駆動する駆動部４２の制御が行われる。そして各領域において測定された分光データに基づき、対応する画像データの校正を行う補正係数を領域毎に算出し、画像データに適用することで、校正後の画像、及び画像データが出力される。
【００７３】
このように、本実施の形態による色彩輝度測定装置１００に取り込まれる光は、被測定物から集光レンズ２４まで全く同一の光学系を通過しており、その後撮像素子２８側及び分光器３２側に分離される。このため、撮像素子２８と分光器３２とでほぼ同一の光を測定することになり、測定精度を向上させることができる。なお、ビームスプリッタ２５の反射率及び透過率を含む各光学素子を通過することによる補正を行うことは上述の通りである。
また、被測定物上の各測定領域を走査しても、その位置によらず同一の光を測定するので、測定領域毎に分光放射輝度計の位置調整を行うなどの従来のような作業も不要となる。
【００７４】
従来のようにＸＹＺカメラによって撮像を行う場合には、取得される画像には必ずシェーディングが生じ、画像の周辺領域の光量が落ちるため実際の輝度とは異なったものになってしまいやすい。
しかし本実施の形態では、走査レンズ２２と偏向ミラー２３によって被測定物の測定領域を走査しながら測定し、被測定物の各位置から取り込む光の立体角が等しくなるようにしてある。このため、被測定物の各位置から取り込む光量を均一に近づけることができ、シェーディングを緩和することができる。
【００７５】
また、測定領域を分割してその測定領域毎に校正用の分光データを取得するので、シェーディングを生じる周辺領域においても、撮像素子２８と分光器３２とで同じ光を測定する。
すなわち、従来では被測定物の中心ポイントにより測定された分光データによって撮像された画像全体の校正を行っていたが、本実施の形態では、周辺領域においても分光データを取得するため、画像全体に渡ってより正しく校正を行うことができる。
またこの分光データは、撮像素子２８での画像データの取得に伴い毎回取得することが可能である。このため測定対象の光源毎に、新たに分光器を設置して校正をし直す手間も省くことができる。
【００７６】
本実施の形態において、走査レンズ２２として例えば像高ｙがｙ＝２ｆ・ｔａｎ（θ／２）によって表される立体射影特性を有するレンズを用いることで、光軸外からの光に対しても立体角変化や測定領域の変化を小さくすることができる。
このため、各領域からの光量を均一に近づけることができる。ここで、θは測定領域を走査することによって取り込まれる光が走査レンズ２２の光軸となす角度であり、焦点距離ｆは本実施の形態においては１４００ｍｍとしてある。したがって、撮像素子２８に至るまでの光学系のパワーの多くを集光レンズ２４が有している。
【００７７】
集光レンズ２４の焦点距離は８３．３ｍｍで、例えば撮像素子を幅６．４ｍｍ、高さ４．８ｍｍの１／２インチサイズのＣＣＤとする。この場合、ミラー走査せずに撮像素子で測定できる画角（全角）は幅方向で４．３８ｄｅｇ、高さ方向は３．３２ｄｅｇである。
更に、測定距離（ここでは偏向ミラー２３から被測定物までの距離とする）を１５００ｍｍとする場合には、同様にミラー走査無しに一度の撮影で測定可能な範囲は、幅方向で１１７．２ｍｍ、高さ方向で８７．８ｍｍの領域となる。
【００７８】
このため、例えば４０インチ（幅８８６ｍｍ、高さ４９８ｍｍ）のディスプレイ表示領域を分割撮影すると、８×６の４８枚の画像データが取得される。したがってこの場合には、４８分割された各領域においてそれぞれ測定される４８ポイントの分光データと、撮像素子の画素数の４８倍分もの画像データを取得することができる。
【００７９】
これは、安価な３２万画素のＣＣＤを撮像素子２８に用いたとしても１５３６万画素の画像データを取得することができることになる。さらには、例えばマシンビジョンで一般的な２００万画素の撮像素子であれば９６００万画素もの輝度・色度データを取得することができる。ただし、撮像素子の選定はレンズのＭＴＦ等、解像度に即して行うことが好ましい。
【００８０】
また、もう一例として２／３インチ（幅８．８ｍｍ、高さ６．６ｍｍ）の撮像素子を用いる場合には、全画角は幅方向で６．０１ｄｅｇ、高さ方向で４．５７ｄｅｇとなる。したがって、測定距離が１５００ｍｍの時にミラー走査無しに測定される領域は１６１．４ｍｍ×１２０．９ｍｍであり、６×５の３０枚の画像を撮影することになる。
【００８１】
このように、本実施の形態では測定領域を分割してそれぞれの領域を撮影し、測定を行うため、一つの撮像素子で飛躍的に高い解像度の画像データを得ることができる。このため、安価な低解像度の撮像素子を用いても、高精度な画像データを取得することができるので、コストを低減することもできる。
【００８２】
特に上記特許文献３における測色計では、被測定物の中心ポイントにおける分光データのみによって被測定物全領域の校正を行うものであった。光学系についての詳細な記載は無いが、例えば市販のＸＹＺカメラと同様の画角で設計した場合には、焦点距離１６ｍｍ、撮像素子サイズ２／３インチ程度の構成となる。
この場合レンズ最後面から撮像素子までの距離が短く、本実施の形態のようにハーフミラーやＸＹＺフィルタを入れるスペースをとることができない。
【００８３】
さらには、例えば市販のＸＹＺカメラのようにＣマウント規格（内径２５．４ｍｍ（１インチ）、ピッチ０．７９４ｍｍ（３２山／１インチ）とするマウント規格）のレンズを使用すると各部品の配置が困難となる。すなわちこの場合、フランジバックは１７．５ｍｍ程度とされるので、実際にスペースとして使用することができるメカニカルバック（メカエンドから撮像素子面まで）は１３ｍｍ程度しかない。したがってこの１３ｍｍの領域にＸＹＺフィルタを入れ、光線のビネッティング（ケラレ）がなく例えば４５度で傾けたハーフミラーを設置することは困難である。
【００８４】
設置できるようにするためには、レンズ焦点距離を長くする等して物理的にスペースを空ける必要があるが、そうすると画角が狭くなってしまい、大面積の測定には適さない。
これに対して、本実施の形態による色彩輝度測定装置１００では、測定領域を分割して走査し、得られたそれぞれの画像を合成することによって画角を確保し、大面積の測定を可能としている。
このため、８３．３ｍｍと長い焦点距離の集光レンズ２４を用いることができるので、ハーフミラーやターレット式のＸＹＺフィルタでさえも容易に光学配置が可能となる。
【００８５】
２．本発明の実施の形態による色彩輝度測定装置における校正方法
以下、本実施の形態の測定装置における校正方法について述べる。
（１）撮像データの校正
図４において説明した測定装置１００における校正方法について説明する。この場合、分光器３２側の光路ＬＰ２において視野絞り２９の中心を通る光線と、撮像素子２８側の光路ＬＰ１において撮像素子２８の中心に結像する光線とが同一の光線となるように光学系をアライメントするのが好ましい。
撮像素子２８上における像と視野絞り２９上での像の大きさは、ビームスプリッタ２５によって分離されただけなので完全に一致する。
したがって撮像素子２８では、視野絞り２９の径と同じ径の領域によって測定された画像データを分光器３２で測定される分光データと比較することにより、同一光線による評価を行うことができる。
【００８６】
特に本実施の形態では上述のように、撮像素子２８上に結像する光線のうち、視野絞り２９の中心を通る光線と同一の光線は撮像素子２８の中心位置に結像するようにしてある。
このため、撮像素子２８の中心位置における視野絞り２９と同じ径の領域によって測定されるデータを分光器３２で測定されるデータと比較すればよい。
【００８７】
本実施の形態において、例えば１度視野の場合の視野絞り径はφ１．４３ｍｍである。したがって、撮像素子２８の中心のφ１．４３ｍｍにあたる画素によって得られたデータを積算した値が、分光器３２によって測定される輝度値・色度に一致するような補正係数を求める。
【００８８】
また、積算される測定領域内になるべく大きな色分布や輝度分布が無いように視野絞り径を選定して測定を行うのが好ましい。例えば０．１度視野の場合には、その絞り径はφ０．１４ｍｍとなる。
また、被測定物からのノイズの影響が大きい場合にはＮＤフィルタを集光レンズ２４とビームスプリッタ２５の間に配置し、積分時間を長くしてもよい。
【００８９】
そしてこのように得られた補正係数により単色校正を行う。撮像素子２８側の光路ＬＰ１に等色関数に対応したバンドパスフィルタを用いている場合には、求めた補正係数を残りの画素領域にも適用し、画像ブロックの測定値として出力する。
【００９０】
ＲＧＢカラーフィルタを用いている場合にも上記のように単色校正を行う。しかしながら、ＲＧＢカメラ等に内蔵されているカラーフィルタはＣＩＥ−１９３１等色関数に対して分光透過率の乖離が大きく、上記のバンドパスフィルタを用いる場合と比較して校正領域外や構成領域の色と大きく異なる領域での精度が落ちる。
【００９１】
より精度を高めるために、撮像素子２８側から出力されるＲＧＢ信号やＸＹＺ信号と分光器で計測されたＣＩＥ−ＸＹＺ三刺激値への対応関係をモデル化することにより求めてもよい。
これには例えばＧＯＦ（Gain-offset-gamma）モデルやＳ−curveモデル、多項式近似モデル、三次元ＬＵＴ（Lookup Table）、変換行列など、様々な既知の手法を用いることができる。
【００９２】
（２）像の合成と歪み
本実施の形態においては被測定物の測定領域を分割し、各領域を走査することで分割数だけの画像を取得している。従って、取得された各画像を上記手法により正しく校正するとともに、これらの画像を合成して１枚の画像にする。
【００９３】
例えば偏向ミラー２３に２軸のガルバノミラーを用いる場合、主走査方向と副走査方向それぞれの軸のミラーで特性が異なり、軸毎に別の歪みが生じる。また、走査レンズ２２によってもディストーションが生じるので、これらを考慮して画像の合成を行う必要がある。
【００９４】
一例として、被測定物としてサイズが３２インチのディスプレイを基準として、取得した画像の歪みがゼロとなるように偏向ミラー２３の振角を定め、その他のインチサイズの被測定物に対し、測定距離を変えて測定した時に生じる歪みを測った。この結果を図６に示す。図６中実線Ｌ１は糸巻き率、実線Ｌ２は縦横比を表している。
また、糸巻き率は図７に示すように、取得画像Ｉｍの中心に原点をとり、横方向にＸ軸、縦方向にＹ軸を引いた時において、最大横幅と最小横幅の比（Ｘｅ−Ｘ０）／Ｘ０によって表している。また、縦横比は（Ｘｅ−Ｙｅ）／Ｙｅによって表している。
【００９５】
測定する領域のサイズが２０インチから７０インチの範囲においては、糸巻き率は±０．３％以内に収まっており、また縦横比も±１％の範囲内に入っていることがわかる。
このように、測定領域が３２インチを基準として歪みが最小に、例えばゼロになるように偏向ミラー３１の振り角を定めると、２０〜７０インチのサイズの測定領域を測定することによって得られた画像の歪みも非常に小さくすることができる。またこのため、画角が最大で全角４０度程度までなら、測定領域を分割して得られた隣り合う画像ブロック同士の誤差も比較的小さい。
【００９６】
したがって画像の合成に際しては、各画像ブロックを座標指定によって張り合わせてもよく、各ブロックを回転させたり、歪ませたりする等の複雑な処理を行う必要もない。
また各画像間はスムージング等の画像処理を行ってもよいし、合成しないで被測定物の各領域における情報としてそのまま管理してもよい。
【００９７】
各画像ブロックの合成に用いる座標値は偏向ミラー２３の振角から算出してもよいが、走査レンズ２２のディストーションを反映させるのが難しく、組み立て誤差等も存在する。
これらのことを考慮すると、グリッドなどのテストパターンを表示したディスプレイやスクリーンを分割撮影し、合成に最適な各画像ブロックの座標を調べておくのが好ましい。
【００９８】
（３）測定値の校正
分光データの測定、画像データの測定、何れにおいても偏向ミラー２３の振角（分割された測定領域における画角にあたる）に対応した校正データを持つ必要がある。
特に分光データの測定においては波長の校正に加えて、偏向ミラー２３の振角ごとの測定スペクトルのレベル（Ａ／Ｄ値）を校正するのがよい。また画像データの測定では、中心画素に対して周辺画素が暗くなるシェーディングの補正データを、偏向ミラー２３の振角毎に取得し、輝度ムラのない光源を測定した場合には完全にフラットなデータが取得できるように校正するのが好ましい。
【００９９】
（４）本実施の形態による色彩輝度測定装置１００の動作を表すフローチャート
図８は本実施の形態による色彩輝度測定装置１００を用いて測定を行う時の流れを表すフローチャートである。
まず測定を開始すると、測定領域全体のプレスキャンを行う（ステップＳ１）。このプレスキャンにおいて、例えば測定領域全域内の明るさを測定し、分割領域として比較的暗い領域では露光時間を長くするなどの調整を行う。一方、周期的に明るさが変動するようなノイズを含む被測定物の場合は、データを取得する積分時間を短くする調整を行う。そしてプレスキャンしたデータに基づいて、撮像素子２８において輝度の飽和しない適切な露光時間、ノイズの影響の小さい適切な積分時間を決定する（ステップＳ２）。これら露光時間、積分時間の調整は偏向ミラー２３の停止時間のみでなく開口絞り２９等のシャッタでも調整可能である。
【０１００】
これらの条件が決まると、偏向ミラー３１は分割された測定領域の一つを走査するポジションへと移動する（ステップＳ３）。そしてバンドパスフィルタ２６をＸＹＺフィルタとする場合は、例えばターレットを回転させて撮像素子２８側の光路ＬＰ１上にＸフィルタを挿入し、偏向ミラー２３を走査させながら、分割された領域における画像を取得する（ステップＳ４）。これを取得し終えると、次にターレットを回転させてＹフィルタ、Ｚフィルタを挿入し、同様に順次画像の取得を行う（ステップＳ５、Ｓ６）。
【０１０１】
またＲＧＢフィルタを用いる場合も同様のステップによって画像の取得を行う。３板式のカメラを用いる場合には、これら３種の画像を同時に平行して取得するようにすることもできる。
【０１０２】
画像を取得し終えると、測定領域全体の画像を取得し終えたかどうかの判定を行う（ステップＳ７）。まだ取得されていない領域がある時には（ステップＳ７のＮＯ）、ステップＳ３に戻り、次の測定領域へと偏向ミラー２３を移動させ、画像の取得を行う。
【０１０３】
測定領域全面の画像を撮像素子２８にて取得し終えると、次に分光器３２によって分割された各領域の中心位置における分光データの取得を開始する（ステップＳ８）。図８においては、撮像素子２８と分光器３２とで別々の時間に測定する例を示してあり、全領域の画像データを取得後に各領域における分光データを取得するが、これらは同時に行ってもよい。
また、図８のように別々の時間帯に測定を行う場合には、光を半透過させずに完全に反射させるミラーをビープスプリッタ２５の代わりに用い、分光測定時にはこれを光路上から抜くようにしてもよい。
【０１０４】
分光測定時においても、偏向ミラー２３は画像データ取得時と同一の領域を同様に走査しながら分光データを取得する（ステップＳ９）。そして、測定する領域全面の測定を終えたかどうかの判定を行い（ステップＳ１０）、全領域の測定を終えていない場合には（ステップＳ１０のＮＯ）偏向ミラー２３を次の領域へと走査させ、引き続き測定を行う。
【０１０５】
測定領域全面の分光データを取得し終えると（ステップＳ１０のＹｅｓ）、撮像素子２８によって取得した各領域の画像の合成を行う（ステップＳ１１）。画像合成に際しては、座標指定による張り合わせを行ってもよい。
また次に撮像素子２８にて取得した画像データと分光器３２にて取得した分光データを比較し、分割された各領域毎に補正係数を算出する（ステップＳ１２）。
そして最後にこれら補正係数を全ての領域にそれぞれ適用することで、分光器３２による校正が全面にわたり反映された正しい輝度色度イメージを生成することができる。
【０１０６】
以上説明したように本発明によれば、測定領域の位置によらず高い精度・解像度での画像校正を行うことができる。
なお、本発明は上述の実施の形態において説明した例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０７】
１，１１，１０１・・・被測定物、１ａ・・・画像データ取得領域、１ｂ・・・分光データ取得領域、２，２２・・・走査レンズ、３・・・回転ミラー、２３・・・偏向ミラー、４，２４・・・集光レンズ、５・・・光路分離素子、２５・・・ビームスプリッタ、６，２６・・・バンドパスフィルタ、７，２７・・・ＮＤフィルタ、８，２８，１３２・・・撮像素子、９，２９・・・視野絞り、２１，３１・・・開口絞り、１０ａ，１０ｂ，３０ａ，３０ｂ・・・リレーレンズ、１２，３２・・・分光器、１３・・・ＸＹＺカメラ、１３１・・・フィルタ、１４・・・分光放射輝度計、１８・・・走査光学部、１９・・・集光部、４１・・・制御部、４２・・・駆動部、１００・・・色彩輝度測定装置、１２１・・・像
【図１】
2010271246.tif 000005
【図３】
2010271246.tif 000006
【図４】
2010271246.tif 000007
【図５】
2010271246.tif 000008
【図６】
2010271246.tif 000009
【図７】
2010271246.tif 000010
【図８】
2010271246.tif 000011
【図９】
2010271246.tif 000012
【図１０】
2010271246.tif 000013
【図１１】
2010271246.tif 000014
【図２】
2010271246.tif 000015