(57)【要約】【課題】光もしくは画像のノイズ成分を除去した光特性を容易に高精度で高速に測定できる光特性測定方法を提供する。【解決手段】光源１０から発せされる光１１もしくは表示装置で表示される画像からノイズ成分を除去した光特性を測定する光特性測定方法であって、設定されたサンプリングレートおよびサンプリング数で、光１１を受光もしくは画像を撮像して測定値を生成する光測定工程と、この光測定工程で生成された測定値に基づいて、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波をノイズ成分として演算する周波数解析工程と、この周波数解析工程で演算した各周波数成分の正弦波を、光測定工程で得られた測定値から除去する演算をし、光源１０のノイズ成分を除去した光特性値を算出する光特性値算出工程と、を実施する。【選択図】図１
2011163947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられる光もしくは表示装置で表示される画像からノイズ成分を除去した光特性を測定する光特性測定方法であって、
設定されたサンプリングレートおよびサンプリング数で、前記光を受光もしくは前記画像を撮像して測定値を生成する光測定工程と、
この光測定工程で生成された測定値に基づいて、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波をノイズ成分として演算する周波数解析工程と、
この周波数解析工程で演算した各周波数成分の正弦波を、前記光測定工程で得られた測定値から除去する演算をし、前記光源のノイズ成分を除去した光特性値を算出する光特性値算出工程と、を実施する
ことを特徴とする光特性測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光特性測定方法において、
前記サンプリングレートおよびサンプリング数は、
０Ｈｚ以上かつサンプリングレートの１／２の周波数以下の範囲となる周波数領域に測定対象となるノイズ成分の周波数が含まれる条件と、
サンプリング数が２の累乗である条件と、
サンプリングレートをサンプリング数で除算することで求められる周波数分解能が測定対象のノイズ成分を解析可能な値になる条件との３つの条件を満たすように設定されている
ことを特徴とする光特性測定方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光特性測定方法において、
前記光測定工程は、前記画像の撮像により測定値を生成し、
前記周波数解析工程は、前記測定値における画像を複数に分割した各分割領域での周波数成分毎の正弦波を演算し、
前記光特性値算出工程は、前記分割領域毎の光特性値を算出する
ことを特徴とする光特性測定方法。
【請求項４】
光源から発せられる光もしくは表示装置で表示される画像からノイズ成分を除去した光特性を測定する光特性測定装置であって、
前記光を受光もしくは前記画像を撮像して測定値を生成する受光部と、演算部と、を備え、
前記演算部は、
前記受光部で生成する測定値のサンプリングレートおよびサンプリング数を設定するサンプリング条件設定手段と、
前記受光部を制御し、前記サンプリングレートおよび前記サンプリング数で前記光を受光もしくは前記画像を撮像させて複数の前記測定値を生成させる受光制御手段と、
前記複数の測定値に基づいて、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波を演算する周波数解析処理手段と、
この周波数解析処理手段で演算した各周波数成分の正弦波を、前記測定値から除去する演算をし、前記光もしくは前記画像のノイズ成分を除去した光特性値を算出する光特性値算出手段と、
を具備したことを特徴とする光特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源のノイズ成分を除去した光特性を測定する光特性測定方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばプロジェクターや液晶表示装置あるいは撮像装置などにおけるフリッカーを除去する各種方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のフリッカーを除去する方法は、撮像装置の電子シャッター速度に応じた複数のフリッカー検知を実施する。そして、それぞれの電子シャッター速度に対応するフリッカー検知スレッショルドレベルに基づいてフリッカー成分の有無を判断する。この後、フリッカー検知した電子シャッター速度と異なる電子シャッター速度で撮像し、フリッカーを除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７５０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のような従来の方法では、各電子シャッター速度で撮像した撮像信号に基づいてフリッカー成分の有無を判断している。このため、未知の周波数成分のフリッカーを検知するためには、各種のシャッター速度で検知する必要がある。したがって、ノイズとなる未知の周波数成分のフリッカー検知が困難である。
また、従来の方法では、既知のフリッカー成分でも、フリッカーを測定するレートの設定分解能に限界がある。例えば、設定分解能が４Ｈｚである場合には、レートが４Ｈｚ、８Ｈｚ、…と設定分解能の逓倍で設定され、フリッカー成分の周波数の逓倍に設定できないおそれがある。このため、逓倍のノイズとなる周波数成分のフリッカー検知が困難である問題がある。さらに、複数の周波数成分が混在する場合には、最小公倍数のレートに設定してフリッカー検知する必要があり、測定時間が長期化する不都合などがある。
本発明は、この様な点に鑑みて、光源のノイズ成分を除去した光特性を容易に高精度で高速に測定できる光特性測定方法およびその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】
【０００５】
本発明の光特性測定方法は、光源から発せられる光もしくは表示装置で表示される画像からノイズ成分を除去した光特性を測定する光特性測定方法であって、設定されたサンプリングレートおよびサンプリング数で、前記光を受光もしくは前記画像を撮像して測定値を生成する光測定工程と、この光測定工程で生成された測定値に基づいて、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波をノイズ成分として演算する周波数解析工程と、この周波数解析工程で演算した各周波数成分の正弦波を、前記光測定工程で得られた測定値から除去する演算をし、前記光源のノイズ成分を除去した光特性値を算出する光特性値算出工程と、を実施することを特徴とする。
【０００６】
本発明では、設定されたサンプリングレートおよびサンプリング数で光源の光や表示装置の画像を測定し、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波をノイズ成分として演算する。なお、設定されたサンプリングレートおよびサンプリング数で測定するとは、設定されたサンプリングレートの時間間隔での測定を、前記サンプリング数に達するまで連続して行うことを意味する。
そして、測定値を高速フーリエ変換で処理することにより、設定されるサンプリング数は２の累乗とする必要があるが、演算の一部を省略することが可能となり、演算負荷を低減できる。このため、設定されたサンプリングレートおよびサンプリング数に応じて周波数分解能や解析可能な周波数領域は制限されるが、その制限内で様々な周波数の信号（フリッカー成分）を高速フーリエ変換により短時間で演算して解析できる。このため、未知の周波数のノイズ成分であるフリッカー成分が存在する場合でも、短時間で解析できる。そして、高速フーリエ変換で解析したノイズ成分を測定値から除去するので、測定対象の光源の光や測定装置の画像の測定から、ノイズ成分に影響されない光源や表示装置の光特性を算出するまでの時間を、従来の方法に比べて短時間にできる。
なお、光源としては、点光源に限らず、面状光源を含む。また、測定対象としては光源に限らず、例えば液晶表示装置などの画像を表示する表示領域の他、プロジェクターによりスクリーンに投影された画像の画像表示面をも、対象とすることができる。
【０００７】
本発明の光特性測定方法において、前記サンプリングレートおよびサンプリング数は、０Ｈｚ以上かつサンプリングレートの１／２の周波数以下の範囲となる周波数領域に測定対象となるノイズ成分の周波数が含まれる条件と、サンプリング数が２の累乗である条件と、サンプリングレートおよびサンプリング数で除算することで求められる周波数分解能が測定対象のノイズ成分を解析可能な値になる条件との３つの条件を満たすように設定されていることが好ましい。
例えば、サンプリングレートは、４００〜１０００ｓｐｓ（サンプル／秒）程度に設定され、サンプリング数は、２５６（８ビット）、５１２（９ビット）、１０２４（１０ビット）程度に設定される。例えば、周波数分解能を１Ｈｚとする場合、サンプリングレートを５１２ｓｐｓ、サンプリング数を５１２とすればよい。
【０００８】
本発明では、前記３つの条件を満たすようにサンプリングレートおよびサンプリング数が設定される。このことにより、光源や表示装置などの測定を短時間で行え、かつ、測定対象として設定した周波数領域のノイズ成分を、高速フーリエ変換を用いて高速に解析できるため、処理全体を短時間で行うことができる。例えば、サンプリングレートを５１２ｓｐｓ、サンプリング数を５１２とした場合、５１２個のデータの測定処理は１秒間である。また、この測定で得られたデータは、高速フーリエ変換により、周波数領域０〜２５６Ｈｚの範囲で、かつ、周波数分解能１Ｈｚで解析できる。したがって、０〜２５６Ｈｚまで１Ｈｚ毎にノイズ成分の有無を確認でき、その範囲内であれば、未知のノイズ成分をも測定できる。したがって、短時間での測定でノイズ成分を高精度に除去した光源あるいは表示装置の光特性値を算出できる。
【０００９】
本発明の光特性測定方法において、前記光測定工程は、前記画像の撮像により測定値を生成し、前記周波数解析工程は、前記測定値における画像を複数に分割した各分割領域での周波数成分毎の正弦波を演算し、前記光特性値算出工程は、前記分割領域毎の光特性値を算出する構成とすることが好ましい。
【００１０】
表示装置の画像を撮像し、得られた測定値における画像を複数に分割した各分割領域で周波数成分毎の正弦波を演算し、分割領域毎で測定値から周波数成分毎の正弦波を除去して分割領域毎の光特性値を算出する。
このことにより、２次元の画像表示面で部分的に表示状態が異なっていても、分割領域毎での光特性値を認識できる。このため、分割領域毎に表示状態を調整することで、より高精度に画像の表示領域での良好な画像表示が得られる。
【００１１】
本発明の光特性測定装置は、光源から発せられる光もしくは表示装置で表示される画像からノイズ成分を除去した光特性を測定する光特性測定装置であって、前記光を受光もしくは前記画像を撮像して測定値を生成する受光部と、演算部と、を備え、前記演算部は、前記受光部で生成する測定値のサンプリングレートおよびサンプリング数を設定するサンプリング条件設定手段と、前記受光部を制御し、前記サンプリングレート毎に前記サンプリング数で前記光を受光もしくは前記画像を撮像させて複数の前記測定値を生成させる受光制御手段と、前記複数の測定値に基づいて、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波を演算する周波数解析処理手段と、この周波数解析処理手段で演算した各周波数成分の正弦波を、前記測定値から除去する演算をし、前記光もしくは前記画像のノイズ成分を除去した光特性値を算出する光特性値算出手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１２】
この発明は、本発明に記載の光特性測定方法を装置構成としたもので、本発明の光特性測定方法と同様の作用効果を奏する。
すなわち、サンプリング条件設定手段で設定されたサンプリングレートおよびサンプリング数で、受光制御手段により光源の光や表示装置の画像を測定する。そして、周波数解析処理手段により、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波をノイズ成分として演算する。この高速フーリエ変換とすることにより、設定されるサンプリング数は２の累乗とする必要があるが、演算の一部を省略することが可能となり、演算負荷を低減できる。このため、未知の周波数のノイズ成分であるフリッカー成分でも、十分な周波数分解能と周波数領域が得られるサンプリングレートとサンプリング数を設定することで、比較的に短時間で測定できる。そして、測定したノイズ成分を測定値から除去するので、ノイズ成分に影響されない光源や表示装置の光特性を、長時間測定する必要なく、短時間で高精度に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る光特性測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】前記光特性測定装置における測定値の周波数解析結果を示す波形図。
【図３】前記測定値の周波数解析による測定値の信号値と周波数との関係を示すグラフ。
【図４】前記光特性測定装置における高速高精度測定処理の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の第二実施形態に係る光特性測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図６】前記光特性測定装置で表示装置の画像の表示領域を測定した測定値の概略構成を示す概念図。
【図７】前記光特性測定装置における高速高精度測定処理の動作を示すフローチャート。
【図８】前記測定値を複数の分割領域に分割した概念構成を示す概念図。
【図９】前記測定値の分割領域毎で信号値を平均した結果を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本第一実施形態では、光源からの光の強さ（光度）を測定して光源の明るさとなる光度を光特性として測定する構成を例示するが、本発明は、光度に限らず、輝度あるいはカラーパターンによる彩度などを光特性として測定できる。
【００１５】
（光特性測定装置の構成）
光特性測定装置１は、図１に示すように、例えばプロジェクターなどの光源１０から発せられる光１１を受光し、光に含まれるノイズであるフリッカー成分を除去し、光源１０における光特性を測定する装置である。
この光特性測定装置１は、光を受光して測定値を生成する受光部１００と、演算部２００と、を備えている。
【００１６】
受光部１００は、例えば光センサーが用いられ、光源１０から発せられる光１１を受光して測定した信号データである測定値を生成する。
なお、受光部１００は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備えたカメラなどの撮像装置やフォトダイオードなど、各種光センサーを用いることができる。
受光部１００は、生成した測定値を演算部２００にて読み取り可能に、演算部２００に接続されている。
【００１７】
演算部２００は、例えばパーソナルコンピューターなどが用いられ、受光部１００で生成した測定値に基づいて、光源１０の光特性を演算するものである。
この演算部２００は、入力操作手段２１０と、記憶手段２２０と、演算手段２３０と、を備えている。
【００１８】
入力操作手段２１０は、例えばマウスやキーボード、光特性測定装置１のモニターに設けられたタッチパネル、音声入力などで、作業者により入力操作可能に構成されている。
入力操作手段２１０は、演算手段２３０に接続され、作業者による入力操作に応じた各種信号を演算手段２３０に設定入力させる。
【００１９】
記憶手段２２０は、例えば半導体メモリーなどが用いられる。そして、記憶手段２２０は、演算手段２３０に接続され、演算手段２３０が各種情報や測定値を読み出しおよび記録可能に構成されている。
また、記憶手段２２０には、例えば光特性測定装置１全体を制御するＯＳ（Operating System）上に展開される各種プログラムなども記憶している。
【００２０】
演算手段２３０は、インターフェース部２３１と、受光部制御手段２３２と、周波数解析処理手段２３３と、光特性値算出手段としてのノイズ成分除去手段２３４と、を備えている。
インターフェース部２３１は、受光部１００と送受信する情報を処理する。具体的には、受光部１００で読み取り可能に、制御信号などの各種情報を処理して受光部１００へ出力する。また、受光部１００から出力される制御信号や測定値などの各種情報は、各種プログラムにて処理可能に処理し、記憶手段２２０へ適宜記憶させる。
【００２１】
受光部制御手段２３２は、受光部１００を制御し、所定の発光状態で発光する光源１０からの光１１を受光させて測定値を生成させる制御をする。この受光部制御手段２３２は、サンプリング条件設定手段２３２Ａと、受光制御手段としての発光状態取得手段２３２Ｂと、を備えている。
サンプリング条件設定手段２３２Ａは、作業者による入力操作手段２１０の入力操作に応じて、受光部１００の受光条件であるサンプリングレートおよびサンプリング数を設定する。
ここで、サンプリングレートおよびサンプリング数は、後述する周波数解析処理手段２３３による周波数解析処理で必要な周波数分解能と、周波数領域とを確保できる値に設定される。すなわち、連続的に取得した測定値から、図２（Ａ）の連続測定値の波形図に示すようなノイズ成分を含む連続した測定波形が得られる。この測定波形を後述する周波数解析処理手段２３３により高速フーリエ変換の周波数解析機能を用いて、周波数成分毎に分解する。この周波数成分毎に分解する周波数分解能と、測定対象であるノイズ成分のうちの最も高周波の周波数域が含まれる周波数の範囲とから設定される。
より詳細には、高速フーリエ変換は、以下の式（１）で示す級数で定義される離散フーリエ変換を高速に計算するアルゴリズムである。この高速フーリエ変換は、式（１）のサンプリング数Ｎが２の累乗のとき、処理する計算量を単純化（省略）することで処理の高速化が図れる。
そして、サンプリングレートをＳ[サンプル/sec]としたとき、高速フーリエ変換の周波数解析機能を用いて周波数成分毎に分解する周波数分解能（ｆw）は、以下の式（２）で求められる。また、周波数領域（ｆmin，ｆmax）は、ナイキスト周波数により、以下の式（３）で求められる。
【数１】
2011163947.tif 000003
【数２】
2011163947.tif 000004
【数３】
2011163947.tif 000005
【００２２】
具体的には、例えば水銀系のプロジェクター用の光源１０を測定する際、測定値には水銀ランプのノイズ成分である約２４０Ｈｚ程度のフリッカー成分が含まれるものと想定される。このことから、周波数領域（ｆmax）が約２４０Ｈｚとなるので、式（３）からサンプリングレートＳは、周波数領域の２倍以上である約４８０[サンプル/sec]以上にすればよい。
また、光源１０を発光させる電源として６０Ｈｚの商用電源を用いる場合には、６０Ｈｚの商用電源成分のフリッカーが測定値に含まれることが想定される。さらに、６０Ｈｚの近傍に、光源１０を発光させる駆動回路など、製品毎の光フリッカーが測定値に含まれることが想定される。これらのことから、周波数分解能としては、１〜数Ｈｚ毎に周波数成分を分解できることが好ましい。そして、サンプリング数Ｎは２の累乗であることから、これら以外の未知のノイズ成分が含まれることを想定するとともに、細かい周波数端数分解能に設定することによる演算負荷の増大などを考慮し、サンプリング数は１２８あるいは２５６に設定され、サンプリングレートＳは１０００[サンプル/sec]に設定される。
そして、これらサンプリングレートＳおよびサンプリング数Ｎに関する設定情報は、適宜記憶手段２２０に記憶される。
【００２３】
発光状態取得手段２３２Ｂは、受光部１００を制御し、設定されたサンプリングレートおよびサンプリング数で、受光部１００で光源１０の光１１を連続的に受光させて測定値を生成させる。
そして、発光状態取得手段２３２Ｂは、受光部１００で生成した測定値を順次取得し、記憶手段２２０へ適宜記憶させる処理をする。
【００２４】
周波数解析処理手段２３３は、複数の測定値に基づいて、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波を演算する。
具体的には、上述したように、周波数解析処理手段２３３は、複数の連続した測定値に基づいて、図２（Ａ）の連続測定値の波形図に示すようなノイズ成分を含む連続した測定波形を演算する。この測定波形を、高速フーリエ変換の周波数解析機能を用いて、周波数成分毎に分解する。この周波数成分毎の分解により、例えば図２（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）の周波数解析結果の波形図に示すような、測定値に含まれるノイズ成分に応じた正弦波のフリッカーの波形に分解される。すなわち、図２は、６０Ｈｚの商用交流電源成分の正弦波（Ｄ）と、６４Ｈｚの光フリッカー成分の正弦波（Ｃ）と、１２０Ｈｚの未知のノイズ成分の正弦波（Ｅ）と、を分解した状態を例示する。これら周波数解析処理手段２３３で分解した周波数成分毎の各信号値は、例えば図３に示すように、周波数と正のピーク値と負のピーク値とのピーク間の強度（peek to peek）との関係として認識される。
【００２５】
ノイズ成分除去手段２３４は、周波数解析処理手段２３３で演算した各周波数成分の正弦波を、連続測定値から除去する演算をする。具体的には、ノイズ成分除去手段２３４は、光源１０のフリッカー成分が除去され揺らぎのない発光状態である真値の光１１の光特性値、すなわち図２（Ｂ）の直流成分で示すような光特性値を演算する。
この演算された光特性値は、例えば光特性測定装置１に設けられたモニターや印刷装置などにて出力することで、作業者が認知可能となる。なお、得られた光特性値に基づいて、光源１０を発光させる駆動回路などを自動的に調整するようにしてもよい。
【００２６】
（光特性測定装置による光特性の測定方法）
次に、上記光特性測定装置１を用いて光源１０の光特性値を測定する方法を、図面を参照して説明する。
図４は、光特性測定装置１で光測定値を測定する高速高精度測定処理の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
まず、高速高精度測定処理では、図３に示すように、光源設定処理が実施される（ステップＳ１）。
すなわち、ステップＳ１の光源設定処理では、図１に示すように、光源１０および光特性測定装置１を所定の位置にセットする。なお、本実施形態では、例えば搬送装置などを用いて自動的に設置する場合を例示するが、この場合に限らず、例えば、作業者がセットする手動による場合としてもよい。
そして、光源１０が所定の明るさで発光される状態に設定される。この光源１０の発光状態の設定は、作業者が光源１０自体を操作して行ってもよいし、演算手段２３０からの制御信号によって行ってもよい。
【００２８】
光特性測定装置１の演算手段２３０は、光源１０が所定の明るさで発光されることを認識すると、発光状態取得手段２３２Ｂによって高速測定処理（ステップＳ２）を実行する。
ステップＳ２の高速測定処理は、予め設定されたサンプリングレートＳおよびサンプリング数Ｎに基づいて、光源１０の光１１を受光部１００で連続的に受光させて測定値を生成させる処理である。
なお、サンプリングレートＳおよびサンプリング数Ｎは、作業者が入力操作手段２１０で所定の操作を行った際に、サンプリング条件設定手段２３２Ａにより設定される。
【００２９】
そして、発光状態取得手段２３２Ｂは、設定されたサンプリングレートＳおよびサンプリング数Ｎで受光部１００を制御する。そして、発光状態取得手段２３２Ｂは、光源１０の光１１を受光させて取得した測定値を、記憶手段２２０に順次記憶させる。
そして、演算手段２３０は、設定されたサンプリング数Ｎの測定値を取得したことを認識すると、ステップＳ２の高速測定処理を終了する。
【００３０】
このステップＳ２の高速測定処理の後、演算手段２３０の周波数解析処理手段２３３により、周波数解析工程である周波数解析処理が実施される（ステップＳ３）。
周波数解析処理手段２３３は、記憶手段２２０に記憶された測定値に基づいて、周波数解析処理を行う。すなわち、取得した測定値を横軸が時間、縦軸が測定値のグラフにプロットしてつなげると、図２（Ａ）に示すような、連続した測定波形となる。
周波数解析処理手段２３３は、高速フーリエ変換の周波数解析機能を用いて、測定波形を周波数成分毎に分解する。すなわち、この演算処理により、周波数解析処理手段２３３は、例えば図２（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）の周波数解析結果の波形図に示すような、ノイズ成分に応じた正弦波のフリッカーの波形を抽出する。そして、周波数解析処理手段２３３は、演算処理が終了し、抽出したフリッカーの波形を記憶手段２２０に適宜記憶させる。この処理の終了により、周波数解析処理手段２３３は、ステップＳ３の周波数解析処理を終了する。
【００３１】
このステップＳ３の周波数解析処理の後、演算手段２３０のノイズ成分除去手段２３４により、光特性値算出工程であるノイズ成分除去処理が実施される（ステップＳ４）。
ノイズ成分除去手段２３４は、記憶手段２２０に記憶された測定値から、前記周波数解析処理手段２３３で解析された各周波数成分の正弦波（図２（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ））データを除去し、光源１０の光特性値（図２（Ｂ））を得る。
この演算により得られた光特性値は一定値であり、フリッカー成分（ノイズ成分）が除かれているため、光源１０の光特性を精度良く表している。これにより、光源１０の光特性に関する高速高精度測定処理が終了する。
【００３２】
（第一実施形態の作用効果）
上述した第一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）設定されたサンプリングレートＳおよびサンプリング数Ｎで光源１０の光１１を測定し、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波をノイズ成分として演算する。そして、演算したノイズ成分の正弦波を測定値から除去し、光源の光特性値を算出している。
このように、高速フーリエ変換を用いて周波数成分を解析しているため、演算負荷を低減でき、高速に処理できる。このため、サンプリングレートＳとサンプリング数Ｎで設定される周波数領域および周波数分解能で、様々な周波数の信号（フリッカー成分）を短時間で高精度に解析できる。このため、未知の周波数のノイズ成分であるフリッカー成分も、比較的に短時間で解析できる。そして、高精度に測定したノイズ成分を測定値から除去するので、ノイズ成分の影響を除去した光源１０の光特性値を、比較的に短時間で得ることができる。
【００３３】
（２）また、解析に用いる測定データは１秒程度の測定で得られるため、測定作業も短時間で完了できる。このため、測定から解析までのトータル時間も短時間にでき、短時間での測定および解析処理で、光源１０の光特性値を高精度に得ることができる。
【００３４】
（３）光源１０を光源設定処理で所定の明るさに設定し、この設定した状態で光源１０から発する光１１を測定している。
このため、例えば、基準となる光源１０の光特性値を求めておき、各光源１０の光特性値との差異を求めれば、各光源１０の評価も容易に行うことができる。
【００３５】
［第二実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態を図面に基づいて説明する。
図５は、第二実施形態に係る光特性測定装置の概略構成を示すブロック図である。図６は、光特性測定装置で表示装置の画像の表示領域を測定した測定値の概略構成を示す概念図である。
なお、本第二実施形態において、第一実施形態と同様の構成については、説明を省略または簡略化する。
【００３６】
（光特性測定装置の構成）
光特性測定装置２は、図５に示すように、表示装置２０の画像を撮像し、画像に含まれるノイズであるフリッカー成分を除去し、表示装置２０における光特性値である画像表示特性値を測定する装置である。
ここで、表示装置２０としては、例えば液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイパネル、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）など、各種表示装置を対象とすることができる。また、自発光する表示装置２０の画像を撮像する構成に限らず、例えばプロジェクターからスクリーンに投影された画像を撮像してプロジェクターの画像表示特性値を測定する場合にも適用できる。
そして、光特性測定装置２は、画像を撮像する撮像部３００と、演算部４００と、を備えている。
【００３７】
撮像部３００は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）３１０と、自動利得制御部（ＡＧＣ：Automatic Gain Controller）３２０と、Ａ／Ｄコンバーター（Analog to Digital Converter）３３０と、を備えている。
ＣＣＤ３１０は、例えば入射する光量を調整するアイリスを介して画像が結像されて光電変換し撮像信号を生成する。
ＡＧＣ３２０は、ＣＣＤ３１０で生成した撮像信号にゲインを持たせる。
Ａ／Ｄコンバーター３３０は、ＡＧＣ３２０からの撮像信号をデジタル信号に変換し、測定値として出力する。
【００３８】
演算部４００は、例えばパーソナルコンピューターなどが用いられ、撮像部３００で生成した測定値に基づいて、表示装置２０の画像表示特性値を演算するものである。
この演算部４００は、第一実施形態の演算部２００と同様の入力操作手段２１０および記憶手段２２０と、演算手段４３０と、などを備えている。
【００３９】
演算手段４３０は、例えばＣＰＵなどを備え、各種プログラムとして、インターフェース部２３１と、表示装置制御手段４３１と、撮像部制御手段４３２と、周波数解析処理手段４３３と、ノイズ成分除去手段４３４と、などを備えている。
この演算手段４３０は、測定対象の表示装置２０と、各種情報を送受信可能に、測定毎に接続または非接続可能に構成されている。
インターフェース部２３１は、第一実施形態と同様、撮像部３００および表示装置２０と送受信する情報をインターフェース処理する。
【００４０】
表示装置制御手段４３１は、表示装置２０に送受信可能に接続する状態で、表示装置２０の表示状態を制御する。すなわち、表示装置２０を所定の明るさや測定用の所定の画像を表示させる制御をする。
測定用の画像としては、例えばカラーバーテストパターンが例示できる。また、表示状態の制御としては、例えばＲＧＢの他、Ｌａｂなど、各種表示方法での制御を対象とすることができる。これら制御する表示状態の条件は、例えば記憶手段２２０に記憶しておいた表示条件に関する情報を適宜読み出して制御することが例示できる。なお、作業者が手動により表示装置２０の表示状態を調整し、その旨を光特性測定装置２に設定入力してもよい。
【００４１】
撮像部制御手段４３２は、撮像部３００を制御し、所定の表示状態で画像を画面表示する画像表示面を撮像させて測定値を生成させる制御をする。この撮像部制御手段４３２は、サンプリング条件設定手段４３２Ａと、受光制御手段としての表示状態取得手段４３２Ｂと、を備えている。
サンプリング条件設定手段４３２Ａは、作業者による入力操作手段２１０の入力操作に応じて、撮像部３００の撮像条件であるサンプリングレート（フレームレート）およびサンプリング数（フレーム数）を設定する。これらサンプリングレートおよびサンプリング数の設定は、上記第一実施形態と同様に、後述する周波数解析処理により十分な周波数分解能と周波数領域を確保できる値に設定される。
表示状態取得手段４３２Ｂは、撮像部３００を制御し、設定されたサンプリングレートおよびサンプリング数で、撮像部３００で表示される画像を連続的に撮像させて測定値を生成させる。この撮像に際しては、少なくとも表示装置２０の画像が表示される表示領域２１（図６参照）の全域を表示する状態とすることが、表示領域２１の全域での良好な表示状態の調整が得られるため好ましい。
そして、表示状態取得手段４３２Ｂは、撮像部３００で生成した測定値を順次取得し、記憶手段２２０へ適宜記憶させる処理をする。
【００４２】
周波数解析処理手段４３３は、複数の測定値に基づいて、高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波を演算する。
具体的には、周波数解析処理手段４３３は、例えば図６に示すように、測定値である撮像した画像ｆ0，f1，…，ｆNから表示領域２１を抽出する。この抽出方法としては、例えば二値化処理などにより、表示画像が表示される表示領域２１とそれ以外の領域に分離する。この後、周波数解析処理手段４３３は、第一実施形態と同様、複数の連続した画像ｆ0，f1，…，ｆNに基づいて、図２（Ａ）の連続測定値の波形図に示すようなノイズ成分を含む連続した測定波形を演算する。この測定波形を、高速フーリエ変換の周波数解析機能を用いて、周波数成分毎に分解する。この周波数成分毎の分解により、例えば図２（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）の周波数解析結果の波形図に示すような、測定値に含まれるノイズ成分に応じた正弦波のフリッカーの波形に分解される。
【００４３】
ノイズ成分除去手段４３４は、周波数解析処理手段４３３で演算した各周波数成分の正弦波を、連続測定値から除去する演算する。具体的には、ノイズ成分除去手段４３４は、表示装置２０のフリッカー成分が除去され揺らぎのない表示状態である真値の画像の光特性値、すなわち図２（Ｂ）の直流成分で示すような光特性値を演算する。
この演算された光特性値は、例えば光特性測定装置２に設けられたモニターや印刷装置などにて出力することで、作業者が認知可能となる。なお、得られた光特性値に基づいて、表示装置２０の画像を表示させる駆動回路などを自動的に調整するようにしてもよい。
【００４４】
（光特性測定装置による光特性の測定方法）
次に、上記光特性測定装置２を用いて表示装置２０の画像の光特性値を測定する方法を、図面を参照して説明する。
図７は、光特性測定装置２で光測定値を測定する高速高精度測定処理の動作を示すフローチャートである。図８は、測定値の表示領域を複数の分割領域に分割した概念構成を示す概念図である。図９は、測定値の分割領域毎で信号値を平均した結果を示す概念図である。
【００４５】
まず、高速高精度測定処理では、図７に示すように、表示状態設定処理が実施される（ステップＳ１１）。
すなわち、ステップＳ１１の表示状態設定処理では、図５に示すように、表示装置２０および光特性測定装置２を所定の位置にセットする。なお、本実施形態では、例えば搬送装置などを用いて自動的に設置する場合を例示するが、この場合に限らず、例えば、作業者がセットする手動による場合としてもよい。
そして、表示装置２０が所定のカラーパターンを表示する状態に設定される。この表示状態で、光特性測定装置２の演算手段４３０は、セットされた旨の信号を認識すると、演算手段４３０の表示装置制御手段４３１により、例えば記憶手段２２０に記憶された表示条件を読み出す。表示装置制御手段４３１は、この読み出した表示条件により、表示装置２０を表示させる制御をし、次の光測定工程である表示画像の連続撮像処理（ステップＳ１２）に移行する。
【００４６】
このステップＳ１２の表示画像の連続撮像処理は、予め設定されたサンプリングレートＳおよびサンプリング数Ｎで、表示装置２０の少なくとも表示領域２１の全域を撮像部３００で撮像させて測定値を生成させる処理である。
すなわち、光特性値の測定に際して、予め作業者による入力操作手段２１０の入力操作に応じて、サンプリング条件設定手段４３２Ａにより、撮像部３００の撮像条件であるサンプリングレートＳおよびサンプリング数Ｎが設定される。そして、演算手段４３０がステップＳ１１の表示状態設定処理の終了を認識後、表示状態取得手段４３２Ｂが設定されたサンプリングレートＳおよびサンプリング数Ｎで撮像部３００を制御し、表示装置２０の表示画像を連続的に撮像させて測定値を生成させる。
表示状態取得手段４３２Ｂは、撮像部３００で生成した測定値である画像ｆ0，f1，…，ｆNを順次取得し、記憶手段２２０へ適宜記憶させる処理をする。
そして、演算手段４３０は、設定されたサンプリング数Ｎで、表示状態取得手段４３２Ｂが測定値を取得したことを認識すると、ステップＳ１２の表示画像の連続撮像処理を終了する。
【００４７】
このステップＳ１２の表示画像の連続撮像処理の後、表示領域の抽出処理を実施する（ステップＳ１３）。
このステップＳ１３の表示領域の抽出処理は、演算手段４３０の周波数解析処理手段４３３により、例えば、二値化処理などにより、図６に示すように、画像ｆ0，f1，…，ｆNにおける表示領域２１を抽出する。
この抽出した表示領域２１の信号値は、順次記憶手段２２０に記憶される。
【００４８】
このステップＳ１３の表示領域の抽出処理の後、領域内平均化処理を実施する（ステップＳ１４）。
このステップＳ１４の領域内平均化処理は、周波数解析処理手段４３３により、ステップＳ１３で順次抽出された表示領域２１を、例えば図８に示すように、予め設定された数や領域で複数の分割領域ａ0，ａ1，…，ａMに分割する処理をする。これら分割領域ａ0，ａ1，…，ａMは、各表示領域２１の画像ｆ0，f1，…，ｆNに紐付けたデータ構造で記憶手段２２０に記憶される。
なお、この分割領域ａ0，ａ1，…，ａMを分割する処理は、ステップＳ１３で表示領域２１を抽出する処理の終了後に実施する構成に限らず、順次抽出される表示領域２１を分割する処理を平行して実施してもよい。
そして、周波数解析処理手段４３３は、各分割領域ａ0，ａ1，…，ａM内の各画素値を抽出し、図９に示すように、抽出した画素値の平均値ｆ0(a0)，f1(a0)，…，ｆN(aM)を演算する。これら平均値ｆ0(a0)，f1(a0)，…，ｆN(aM)は、各画像ｆ0，f1，…，ｆNの分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎に紐付けたデータ構造で記憶手段２２０に記憶され、ステップＳ１４の領域内平均化処理が終了する。
【００４９】
このステップＳ１４の領域内平均化処理が終了後、周波数解析工程である周波数解析処理が実施される（ステップＳ１５）。
このステップＳ１５の周波数解析処理は、周波数解析処理手段４３３により、ステップＳ１４で得られた分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎の平均値ｆ0(a0)，f1(a0)，…，ｆN(aM)に基づいて、第一実施形態と同様に連続した測定波形を演算する。すなわち、図９に示すように、分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎に、図２（Ａ）の連続測定値の波形図に示すような測定波形を演算する。そして、周波数解析処理手段４３３は、高速フーリエ変換の周波数解析機能を用いて、分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎の測定波形を周波数成分毎に分解する演算をする。
この後、周波数解析処理手段４３３は、演算処理が終了し、抽出したフリッカーの波形を記憶手段２２０に適宜記憶させる。この処理の終了により、演算手段４３０は、ステップＳ１５の周波数解析処理を終了する。
【００５０】
このステップＳ１５の周波数解析処理の後、光特性値算出工程であるノイズ成分除去処理が実施される（ステップＳ１６）。
このステップＳ１６のノイズ成分除去処理は、演算手段４３０のノイズ成分除去手段４３４により、記憶手段２２０に記憶されたフリッカー成分である各周波数成分の正弦波（図２（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ））を読み出す。さらに、ノイズ成分除去手段４３４は、ステップＳ１５の周波数解析処理で演算した各分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎の連続測定値の測定波形（図２（Ａ））を読み出す。そして、ノイズ成分除去手段４３４は、測定波形から各周波数成分の正弦波を除去する演算をし、図９の信号値Ｓ(a0)，Ｓ(a1)，…，Ｓ(aM)に示すように、分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎の表示装置２０の光特性値（図２（Ｂ））を得る。
この演算により得られた光特性値Ｓ(a0)，Ｓ(a1)，…，Ｓ(aM)は、適宜出力され、高速高精度測定処理が終了する。
【００５１】
（第二実施形態の作用効果）
上述した第二実施形態によれば、上述した第一実施形態の作用効果と同様の作用効果の他、以下の効果を奏する。
（４）表示装置２０の画像を撮像し、得られた測定値である画像ｆ0，f1，…，ｆNにおける表示領域２１を複数に分割した各分割領域ａ0，ａ1，…，ａMで周波数成分毎の正弦波を演算し、分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎の測定した値から周波数成分毎の正弦波を除去して分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎の信号値である光特性値Ｓ(a0)，Ｓ(a1)，…，Ｓ(aM)を算出する。
このことにより、２次元の画像の表示領域２１で部分的に表示状態が異なっていても、分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎での光特性値Ｓ(a0)，Ｓ(a1)，…，Ｓ(aM)を認識できる。このため、分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎に表示状態を調整することで、より高精度に表示領域での良好な画像表示を提供することができる。
【００５２】
（５）また、各分割領域ａ0，ａ1，…，ａM内で各画素値を平均した平均値ｆ0(a0)，f1(a0)，…，ｆN(aM)を用いて、各分割領域ａ0，ａ1，…，ａMの光特性値Ｓ(a0)，Ｓ(a1)，…，Ｓ(aM)を算出している。
このため、分割領域ａ0，ａ1，…，ａM内での画素の誤表示などの誤差の影響がない良好な光特性値Ｓ(a0)，Ｓ(a1)，…，Ｓ(aM)が得られる。
【００５３】
［実施形態の変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
第一実施形態において、第二実施形態と同様に、光源１０の発光状態を演算手段２３０で自動的に制御する構成としてもよい。一方、第二実施形態についても、第一実施形態と同様に、手動により表示装置２０の表示状態を設定してその旨を設定入力する構成としてもよい。
【００５４】
第二実施形態において、表示領域２１を分割して分割領域ａ0，ａ1，…，ａM毎に光特性値Ｓ(a0)，Ｓ(a1)，…，Ｓ(aM)を算出したが、表示領域２１全体の光特性値を算出してもよい。
この表示領域２１全体の光特性値の算出としては、例えば表示領域２１内の全画素値の平均値あるいは任意の複数の画素値の平均値などに基づいて連続測定値を演算する。そして同様に、連続測定値を高速フーリエ変換により周波数成分毎の正弦波を演算し、連続測定値から減算して光特性値を算出する構成が例示できる。なお、この方法に限られるものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１，２…光特性測定装置、１０…光源、１１…光、２０…表示装置、１００…受光部、２００，４００…演算部、２３２Ａ，４３２Ａ…サンプリング条件設定手段、２３２Ｂ…受光制御手段としての発光状態取得手段、３００…受光部としての撮像部、４３２Ｂ…受光制御手段としての表示状態取得手段、２３３，４３３…周波数解析処理手段、２３４，４３４…光特性値算出手段としてのノイズ成分除去手段、Ｓ２…光測定工程である高速測定処理、Ｓ３，Ｓ１５…周波数解析工程である周波数解析処理、Ｓ４，Ｓ１６…光特性値算出工程であるノイズ成分除去処理、Ｓ１２…光測定工程である表示画像の連続撮像処理、ａ0，ａ1，…，ａM…分割領域、ｆ0，f1，…，ｆN…測定値である画像、Ｓ(ａ0)，Ｓ(ａ1)，…，Ｓ(ａM)…光特性値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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