JP7413907B2 - Optical measuring device and optical measuring method - Google Patents

Optical measuring device and optical measuring method Download PDF

Info

Publication number
JP7413907B2
JP7413907B2 JP2020074893A JP2020074893A JP7413907B2 JP 7413907 B2 JP7413907 B2 JP 7413907B2 JP 2020074893 A JP2020074893 A JP 2020074893A JP 2020074893 A JP2020074893 A JP 2020074893A JP 7413907 B2 JP7413907 B2 JP 7413907B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
radiance
contrast
pixels
sparkle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020074893A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021173545A (en
Inventor
牧夫 倉重
一敏 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2020074893A priority Critical patent/JP7413907B2/en
Publication of JP2021173545A publication Critical patent/JP2021173545A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7413907B2 publication Critical patent/JP7413907B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

本開示は、光学測定装置および光学測定方法に関する。 The present disclosure relates to an optical measurement device and an optical measurement method.

例えば特許文献１に開示されているように、レーザ光の干渉性によって生じるスペックルを測定することが行われている。特許文献１に記載されたスペックルコントラスト測定器は、移動拡散板で拡散されてスクリーン上に投影されたレーザ光を撮像し、撮像結果に基づいてスペックルコントラストを測定するように構成されている。また、ディスプレイ表面での外光の反射光が直接観察される効果を低減する、いわゆる防眩層を搭載したディスプレイにおけるスパークル（ぎらつき）コントラストの測定装置が提案されている（非許文献１） For example, as disclosed in Patent Document 1, speckles caused by the coherence of laser light are measured. The speckle contrast measuring instrument described in Patent Document 1 is configured to image laser light that is diffused by a moving diffuser and projected onto a screen, and measure speckle contrast based on the imaging result. . Additionally, a device for measuring sparkle contrast in a display equipped with a so-called anti-glare layer has been proposed to reduce the effect of directly observing reflected external light on the display surface (Non-Patent Document 1).

特開２０１４－３２３７１号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-32371

特願２０１９－８１２４３号Patent application No. 2019-81243

しかしながら、特許文献１に記載のスペックルコントラスト測定器においては、スペックルコントラストの測定条件の適否を適切に判定することについて何ら有効な提案がなされていない。 However, in the speckle contrast measuring device described in Patent Document 1, no effective proposal has been made for appropriately determining the suitability of speckle contrast measurement conditions.

本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を適切に判定することができる光学測定装置および光学測定方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above points, and an object of the present disclosure is to provide an optical measurement device and an optical measurement method that can appropriately determine the suitability of measurement conditions for speckle contrast or sparkle contrast. do.

本開示による光学測定装置は、
スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの被測定面からの出射光の画像を撮像するイメージセンサと、
前記イメージセンサの第１画素領域で撮像された第１画像と前記イメージセンサの第２画素領域で撮像された第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分の標準偏差に基づいて、前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を判定する判定部と、を備える。 The optical measurement device according to the present disclosure includes:
an image sensor that captures an image of light emitted from a surface to be measured for speckle contrast or sparkle contrast;
Based on the standard deviation of the difference in radiance between corresponding pixels of the first image captured in the first pixel region of the image sensor and the second image captured in the second pixel region of the image sensor, and a determination unit that determines whether speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate.

本開示による光学測定装置において、
前記第２画素領域は、前記第１画素領域に対して少なくとも部分的に位置が異なり、画素数が同じであってもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The second pixel area may be at least partially different in position from the first pixel area, and may have the same number of pixels.

本開示による光学測定装置において、
前記判定部は、前記第１画像の放射輝度の標準偏差に対する前記差分の標準偏差の比に基づいて、前記測定条件の適否を判定してもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The determination unit may determine whether the measurement conditions are appropriate based on a ratio of a standard deviation of the difference to a standard deviation of the radiance of the first image.

本開示による光学測定装置において、
前記判定部は、前記第２画像の放射輝度の標準偏差に対する前記差分の標準偏差の比に基づいて、前記測定条件の適否を判定してもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The determination unit may determine whether the measurement conditions are appropriate based on a ratio of a standard deviation of the difference to a standard deviation of the radiance of the second image.

本開示による光学測定装置において、
前記判定部は、前記第１画像の放射輝度の標準偏差と前記第２画像の放射輝度の標準偏差との平均値に対する前記差分の標準偏差の比に基づいて、前記測定条件の適否を判定してもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The determination unit determines whether the measurement conditions are appropriate based on a ratio of the standard deviation of the difference to the average value of the standard deviation of the radiance of the first image and the standard deviation of the radiance of the second image. You can.

本開示による光学測定装置において、
前記第１画像と前記第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分は、前記第１画像の放射輝度の平均値と前記第２画像の放射輝度の平均値とが揃うように補正された補正後の第１画像の放射輝度と補正後の第２画像の放射輝度との差分であってもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The difference in radiance between corresponding pixels in the first image and the second image is corrected so that the average value of the radiance of the first image and the average value of the radiance of the second image are equal. The difference between the radiance of the first image after correction and the radiance of the second image after correction may be used.

本開示による光学測定装置において、
前記差分の標準偏差は、前記第１画像の放射輝度の標準偏差と前記第２画像の放射輝度の標準偏差との二乗和平方根であってもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The standard deviation of the difference may be the square root of the sum of squares of the standard deviation of the radiance of the first image and the standard deviation of the radiance of the second image.

本開示による光学測定装置において、
前記第１画像と前記第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分は、前記第１画像の放射輝度の平均値と前記第２画像の放射輝度の平均値とが揃うように補正された補正後の第１画像の放射輝度と補正後の第２画像の放射輝度との差分であり、
前記判定部は、前記補正後の第１画像の放射輝度および前記補正後の第２画像の放射輝度に基づく前記差分の標準偏差の比が所定値である場合に、前記所定値が得られたときの前記第１画素領域および前記第２画素領域の画素数が、前記測定条件としての前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画素数として適切であると判定してもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The difference in radiance between corresponding pixels in the first image and the second image is corrected so that the average value of the radiance of the first image and the average value of the radiance of the second image are equal. is the difference between the radiance of the first image after correction and the radiance of the second image after correction,
The determination unit determines that the predetermined value has been obtained when the ratio of the standard deviation of the difference based on the radiance of the corrected first image and the radiance of the corrected second image is a predetermined value. It may be determined that the number of pixels in the first pixel area and the second pixel area at this time is appropriate as the number of pixels used for measuring the speckle contrast or sparkle contrast as the measurement condition.

本開示による光学測定装置において、
前記差分の標準偏差の比の所定値は、２１／２であってもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The predetermined value of the ratio of standard deviations of the differences may be 2 1/2 .

本開示による光学測定装置において、
前記第１画素領域および前記第２画素領域の画素数は、前記第１画像の放射輝度の平均値と前記第２画像の放射輝度の平均値とが揃っている場合に前記差分の標準偏差の比を所定値にするような既知の画素数であり、
前記判定部は、前記差分の標準偏差の比が前記所定値と異なる場合に、前記所定値と異なる差分の標準偏差の比が得られたときの前記第１画像の放射輝度の平均値および前記第２画像の放射輝度の平均値が、前記測定条件としての前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画像の放射輝度の平均値として適切でないと判定してもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The number of pixels in the first pixel area and the second pixel area is determined by the standard deviation of the difference when the average value of the radiance of the first image and the average value of the radiance of the second image are the same. It is a known number of pixels that makes the ratio a predetermined value,
When the ratio of the standard deviation of the difference is different from the predetermined value, the determination unit determines the average value of the radiance of the first image and the It may be determined that the average value of the radiance of the second image is not appropriate as the average value of the radiance of the image used for measuring the speckle contrast or sparkle contrast as the measurement condition.

本開示による光学測定装置において、
前記第１画素領域と前記第２画素領域との対応する画素同士は、少なくともスペックルパターンまたはスパークルパターンの平均サイズの３倍以上離れていてもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
Corresponding pixels in the first pixel region and the second pixel region may be separated from each other by at least three times the average size of the speckle pattern or the sparkle pattern.

本開示による光学測定装置において、
前記被測定面は、防眩層を有する表示装置における前記防眩層の出射面であってもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The surface to be measured may be an exit surface of the anti-glare layer in a display device having an anti-glare layer.

本開示による光学測定装置において、
前記被測定面は、表示装置の画素マトリクス面であってもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The surface to be measured may be a pixel matrix surface of a display device.

本開示による光学測定装置において、
前記被測定面は、バックライト装置の出射面であってもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The surface to be measured may be an output surface of a backlight device.

本開示による光学測定装置において、
前記被測定面は、プロジェクタから出射された光を投射するスクリーンの出射面であってもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The surface to be measured may be an exit surface of a screen onto which light emitted from a projector is projected.

本開示による光学測定装置において、
適切と判定された測定条件にしたがってスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定する測定部を備えていてもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The measurement unit may include a measurement unit that measures speckle contrast or sparkle contrast according to measurement conditions determined to be appropriate.

本開示による光学測定装置において、
スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの被測定面からの出射光を結像させる光学系と、
前記出射光が結像され、前記出射光の画像を撮像するイメージセンサと、
前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記イメージセンサの所定の画素領域で撮像された画像に基づいて測定されたスペックルコントラストまたはスパークルコントラストで表現される以下の数式（１）の値が、画素領域の画素数および光学系のＦナンバーと数式（１）の値との既知の対応関係に示される許容範囲内に収まる場合に、前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定したときの前記画素領域の画素数および前記光学系のＦナンバーが、前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件として適切であると判定してもよい。
但し、ＣＳ－Ｅは、測定されたスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの値であり、ＣＳ－Ｃは、前記対応関係において数式（１）の値を０（％）にする既知のスペックルコントラストまたはスパークルコントラストである。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
an optical system that forms an image of light emitted from a surface to be measured with speckle contrast or sparkle contrast;
an image sensor on which the emitted light is imaged and captures an image of the emitted light;
a determination unit that determines whether the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate;
The determination unit determines that the value of the following formula (1) expressed by speckle contrast or sparkle contrast measured based on an image captured in a predetermined pixel area of the image sensor is the number of pixels in the pixel area and The number of pixels in the pixel region and the optical system when the speckle contrast or sparkle contrast is measured, when the speckle contrast or sparkle contrast falls within the tolerance range shown in the known correspondence between the F number of the optical system and the value of formula (1). It may be determined that the F number of the system is appropriate as a measurement condition for the speckle contrast or sparkle contrast.
However, C SE is the value of the measured speckle contrast or sparkle contrast, and C SC is the known speckle contrast that makes the value of formula (1) 0 (%) in the above correspondence relationship. Or sparkle contrast.

本開示による光学測定装置において、
前記対応関係は、前記画素領域の画素数を横軸にとり、数式（１）の値を縦軸にとった場合に、横軸を基準として線対称な２つの曲線であって、前記画素領域の画素数の増加にしたがって縦軸０（％）に向かって収束する２つの曲線で囲まれる前記許容範囲内に、Ｆナンバーおよび画素数に応じて異なる数式（１）の複数の適正値が収まっている関係であってもよい。 In the optical measurement device according to the present disclosure,
The correspondence relationship is two curves that are line symmetrical with respect to the horizontal axis when the horizontal axis is the number of pixels in the pixel area and the value of formula (1) is the vertical axis, and Multiple appropriate values of formula (1), which vary depending on the F number and the number of pixels, fall within the tolerance range surrounded by two curves that converge toward 0 (%) on the vertical axis as the number of pixels increases. It may be a relationship where there is

本開示による光学測定方法は、
スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの被測定面からの出射光の画像をイメージセンサで撮像し、
前記イメージセンサの第１画素領域で撮像された第１画像と前記イメージセンサの第２画素領域で撮像された第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分の標準偏差（σｓｕｂ）に基づいて、前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を判定する。 The optical measurement method according to the present disclosure includes:
An image of the light emitted from the surface to be measured for speckle contrast or sparkle contrast is captured by an image sensor,
The standard deviation (σ sub ) of the difference in radiance between corresponding pixels between a first image captured in a first pixel region of the image sensor and a second image captured in a second pixel region of the image sensor Based on this, it is determined whether the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate.

本開示によれば、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を適切に判定することができる。 According to the present disclosure, it is possible to appropriately determine whether speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate.

図１は、第１の実施形態による光学測定装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an optical measurement device according to a first embodiment. 図２は、第１の実施形態による光学測定装置において、被測定面の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a surface to be measured in the optical measurement device according to the first embodiment. 図３は、第１の実施形態による光学測定装置において、被測定面の他の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another example of the surface to be measured in the optical measurement device according to the first embodiment. 図４は、第１の実施形態による光学測定装置において、被測定面の他の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of the surface to be measured in the optical measurement device according to the first embodiment. 図５は、第１の実施形態による光学測定装置の動作例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the optical measurement device according to the first embodiment. 図６は、第１の実施形態による光学測定装置の動作例において、第１画像および第２画像の取得工程を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a process of acquiring a first image and a second image in an operation example of the optical measurement device according to the first embodiment. 図７は、第１の実施形態による光学測定装置の実験例として、コヒーレント光の拡散光を用いたスペックルコントラストの測定系を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a speckle contrast measurement system using diffused light of coherent light as an experimental example of the optical measurement apparatus according to the first embodiment. 図８は、レンズの実効Ｆナンバーが２．１のときに図７の測定系で測定されたスペックルコントラストおよび第１画像の放射輝度の標準偏差に対する差分標準偏差の比を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the ratio of the difference standard deviation to the standard deviation of the speckle contrast and the radiance of the first image measured with the measurement system of FIG. 7 when the effective F number of the lens is 2.1. 図９は、レンズの実効Ｆナンバーが８．７のときに図７の測定系で測定されたスペックルコントラストおよび第１画像の放射輝度の標準偏差に対する差分標準偏差の比を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the ratio of the difference standard deviation to the standard deviation of the speckle contrast and the radiance of the first image measured with the measurement system of FIG. 7 when the effective F number of the lens is 8.7. 図１０は、レンズの実効Ｆナンバーが１７．４のときに図７の測定系で測定されたスペックルコントラストおよび第１画像の放射輝度の標準偏差に対する差分標準偏差の比を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the ratio of the difference standard deviation to the standard deviation of the speckle contrast and the radiance of the first image measured with the measurement system of FIG. 7 when the effective F number of the lens is 17.4. 図１１は、レンズの実効Ｆナンバーが３３．３のときに図７の測定系で測定されたスペックルコントラストおよび第１画像の放射輝度の標準偏差に対する差分標準偏差の比を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the ratio of the difference standard deviation to the standard deviation of the speckle contrast and the radiance of the first image measured with the measurement system of FIG. 7 when the effective F number of the lens is 33.3. 図１２は、第２の実施形態による光学測定装置の動作例を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing an example of the operation of the optical measuring device according to the second embodiment. 図１３は、第２の実施形態による光学測定装置の実験例として、光学系のＦナンバーが１７．４のときに図７の測定系で測定されたスペックルコントラストおよび第１画像の放射輝度の標準偏差に対する差分標準偏差の比を示す図である。As an experimental example of the optical measurement device according to the second embodiment, FIG. 13 shows speckle contrast and radiance of the first image measured with the measurement system of FIG. 7 when the F number of the optical system is 17.4. FIG. 3 is a diagram showing the ratio of the difference standard deviation to the standard deviation. 図１４は、第３の実施形態による光学測定装置の動作例を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing an example of the operation of the optical measuring device according to the third embodiment. 図１５は、第３の実施形態による光学測定装置の実験例として、画素領域の画素数および光学系のＦナンバーと数式（１）との対応関係を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the correspondence between the number of pixels in the pixel area, the F number of the optical system, and Equation (1) as an experimental example of the optical measuring device according to the third embodiment. 図１６は、放射輝度の補正方法の一例を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a radiance correction method.

以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, one embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In addition, in the drawings attached to this specification, for convenience of illustration and ease of understanding, the scale and the vertical and horizontal dimensional ratios are appropriately changed and exaggerated from those of the actual drawings.

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「同等」、「同一」等の用語や、長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。以下の各実施形態の説明において、基本構成が同一または類似の箇所については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。 In addition, terms such as "equivalent" and "same" used in this specification that specify shapes, geometrical conditions, and their degrees, and values of lengths and angles are not bound by strict meanings. This shall be interpreted to include the extent to which similar functions can be expected, without being In the following description of each embodiment, the same reference numerals will be used for parts having the same or similar basic configurations, and redundant description will be omitted.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による光学測定装置１の一例を示す図である。図１に示される光学測定装置１は、発光型の電子ディスプレイないし発光面の、被測定面２上に形成される光学像に含まれるスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定するために用いることができる。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of an optical measurement device 1 according to the first embodiment. The optical measuring device 1 shown in FIG. 1 can be used to measure speckle contrast or sparkle contrast included in an optical image formed on a surface to be measured 2 of a light-emitting electronic display or light-emitting surface. .

一般に、スペックルとは、観察者の視覚系のセンサ面上でのコヒーレント光の干渉の結果生じる不規則な空間変調イメージをいう。スペックルは、統計的に不規則な光の放射輝度分布である。典型的には、光の放射輝度分布は輝度分布である。スペックルコントラストとは、スペックルがどの程度強く観察されるかを推定するために用いられるスペックルの代表的評価指数である。スペックルコントラストは、次式で定義される。 In general, speckle refers to irregular spatially modulated images resulting from the interference of coherent light on the sensor surface of a viewer's visual system. Speckle is a statistically irregular radiance distribution of light. Typically, the radiance distribution of light is a brightness distribution. Speckle contrast is a typical evaluation index of speckles used to estimate how strongly speckles are observed. Speckle contrast is defined by the following equation.

数式（２）において、σは、センサ面上の光の放射輝度分布の標準偏差であり、典型的には輝度分布の標準偏差である。数式（２）において、
は、放射輝度の平均値すなわち平均放射輝度であり、観察者を人間と想定した場合には、典型的には平均輝度である。 In Equation (2), σ is the standard deviation of the radiance distribution of light on the sensor surface, and is typically the standard deviation of the brightness distribution. In formula (2),
is the average value of radiance, that is, the average radiance, and is typically the average brightness when the observer is assumed to be a human.

また、スパークルとは、直視型ディスプレイの画素マトリクスと当該ディスプレイの表面の近くに配置された拡散層との組合せによる観察者の視覚系のセンサ面上への結像の結果生じる不規則な空間変調イメージをいう。スパークルコントラストとは、スパークルの代表的評価指数であり、数式（２）と同様に平均放射輝度に対する標準偏差の比として定義できる。 Sparkle is an irregular spatial modulation that results from the imaging of the observer's visual system onto the sensor surface by the combination of the pixel matrix of a direct-view display and a diffuser layer placed close to the surface of the display. It refers to an image. Sparkle contrast is a typical evaluation index of sparkle, and can be defined as the ratio of standard deviation to average radiance, similar to Equation (2).

このようなスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定すべき被測定面２は、電子ディスプレイや発光面の種類に応じて種々の態様をとり得る。 The surface 2 to be measured on which such speckle contrast or sparkle contrast is to be measured can take various forms depending on the type of electronic display or light emitting surface.

例えば、図２に示すように、被測定面２は、画素マトリクス８１とブラックマトリクス８２とを有する表示装置８に積層された防眩層９すなわち拡散層の表面であってもよい。図２に示される例において、光学測定装置１は、被測定面２のスパークルコントラストを測定することができる。なお、表示装置８は、典型的には画素マトリクス８１およびブラックマトリクス８２を有する液晶パネルと、液晶パネルの背面に設置された図示しないバックライト装置とを備えた液晶表示装置である。バックライト装置は、導光板の側部に配置された光源から出射された光を導光板内で内部反射させて液晶パネル側に導くエッジライト方式であってもよく、または、液晶パネルの直下に複数の光源を均等に配置した直下型方式であってもよい。エッジライト方式の光源としては、例えば、インコヒーレント光を出射する冷陰極管や発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。直下型方式の光源としては、例えば、発光ダイオードを用いることができる。ただし、表示装置は、液晶表示装置に限定されず、例えば、有機ＥＬディスプレイや量子ドット（ＱＤ）ディスプレイなどであってもよい。 For example, as shown in FIG. 2, the surface to be measured 2 may be the surface of an anti-glare layer 9, that is, a diffusion layer laminated on a display device 8 having a pixel matrix 81 and a black matrix 82. In the example shown in FIG. 2, the optical measurement device 1 can measure the sparkle contrast of the surface 2 to be measured. Note that the display device 8 is typically a liquid crystal display device including a liquid crystal panel having a pixel matrix 81 and a black matrix 82, and a backlight device (not shown) installed on the back side of the liquid crystal panel. The backlight device may be of an edge light type in which light emitted from a light source placed on the side of the light guide plate is internally reflected within the light guide plate and guided to the liquid crystal panel side, or it may be an edge light device that is placed directly below the liquid crystal panel. A direct type system in which a plurality of light sources are evenly arranged may also be used. As the edge light type light source, for example, a cold cathode tube or a light emitting diode (LED) that emits incoherent light can be used. For example, a light emitting diode can be used as a direct type light source. However, the display device is not limited to a liquid crystal display device, and may be, for example, an organic EL display or a quantum dot (QD) display.

また、図３に示すように、被測定面２は、バックライト装置１４の出射面であってもよい。図３に示される例において、バックライト装置１４は、光源１４１と、光源１４１から出射された光を導光する導光板１４２と、導光板１４２の背面に積層された反射板１４３と、導光板１４２の前面に積層された拡散板１４４とで構成されている。被測定面２は、拡散板１４４の表面である。図１４に示される例において、バックライト装置はエッジライト方式であるが、光学測定装置１は、直下型方式のバックライト装置のスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定してもよい。 Further, as shown in FIG. 3, the surface to be measured 2 may be an output surface of the backlight device 14. In the example shown in FIG. 3, the backlight device 14 includes a light source 141, a light guide plate 142 that guides light emitted from the light source 141, a reflection plate 143 laminated on the back surface of the light guide plate 142, and a light guide plate 142 and a diffuser plate 144 laminated on the front surface of the diffuser plate 142. The surface to be measured 2 is the surface of the diffuser plate 144 . In the example shown in FIG. 14, the backlight device is of an edge-light type, but the optical measuring device 1 may measure the speckle contrast or sparkle contrast of a direct-type backlight device.

また、図４に示すように、被測定面２は、スクリーン１５の出射面であってもよい。図４に示される例において、スクリーン１５は、プロジェクタ１６から投射されたコヒーレント光を画像として透過表示する装置である。なお、このようなプロジェクション光の測定時には、スペックルは発生するがスパークルは発生しない。スパークルコントラストの測定対象は、上述したように防眩層を有する直視型のディスプレイに限られる。 Further, as shown in FIG. 4, the surface to be measured 2 may be the exit surface of the screen 15. In the example shown in FIG. 4, the screen 15 is a device that transmits and displays coherent light projected from the projector 16 as an image. Note that when measuring such projection light, speckles occur but no sparkles occur. The sparkle contrast measurement target is limited to direct-view displays that have an anti-glare layer as described above.

以上のような種々の被測定面２のスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定するための具体的な構成として、図１～図４に示すように、光学測定装置１は、光学系３と、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの被測定面２からの出射光Ｌの画像を撮像するイメージセンサの一例である２次元センサアレイ４と、判定部５と、測定部６とを備える。以下、これらの光学測定装置１の構成部について詳しく説明する。 As a specific configuration for measuring the speckle contrast or sparkle contrast of the various surfaces 2 to be measured as described above, as shown in FIGS. 1 to 4, the optical measuring device 1 includes an optical system 3 and The sensor array 4 includes a two-dimensional sensor array 4, which is an example of an image sensor that captures an image of the light L emitted from the surface 2 to be measured with a sparkle contrast or a sparkle contrast, a determination unit 5, and a measurement unit 6. Hereinafter, the components of these optical measurement apparatus 1 will be explained in detail.

（光学系３）
光学系３は、レンズ３１と、開口３２１が設けられた絞り３２とを有する。 (Optical system 3)
The optical system 3 includes a lens 31 and a diaphragm 32 provided with an aperture 321.

光学系３は、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの被測定面２からの出射光Ｌを屈折させて２次元センサアレイ４の２次元センサアレイ面４１上に結像させる。 The optical system 3 refracts the speckle contrast or sparkle contrast emitted light L from the surface to be measured 2 and forms an image on the two-dimensional sensor array surface 41 of the two-dimensional sensor array 4 .

図１に示される例において、光学系３は１枚のレンズ３１を有しているが、光学系３は、複数枚のレンズを有していてもよい。この場合、複数枚のレンズは、出射光Ｌの収差を低減するのに好適な組み合わせのパワーを有していてもよい。また、光学系３は光学フィルター３３を含んでいてもよい。具体的には、Ｙフィルター、あるいはＸＹＺフィルター、ＲＧＢフィルター、直線偏光フィルター、円偏光フィルター、ＮＤフィルター等である。例えば、図１には、絞り３２とレンズ３１との間に光学フィルター３３を配置する例が示されているが、光学フィルター３３の枚数や位置は、図１の例に限定されない。絞り３２は、光学系３すなわちレンズ３１のＦナンバーを調整できるようにアクチュエータ等によって開口３２１の大きさを可変に構成されていてもよい。 In the example shown in FIG. 1, the optical system 3 has one lens 31, but the optical system 3 may have a plurality of lenses. In this case, the plurality of lenses may have a power combination suitable for reducing the aberration of the emitted light L. Further, the optical system 3 may include an optical filter 33. Specifically, they include a Y filter, an XYZ filter, an RGB filter, a linear polarization filter, a circular polarization filter, and an ND filter. For example, although FIG. 1 shows an example in which the optical filter 33 is arranged between the aperture 32 and the lens 31, the number and position of the optical filters 33 are not limited to the example shown in FIG. The diaphragm 32 may be configured such that the size of the aperture 321 is variable using an actuator or the like so that the F number of the optical system 3, that is, the lens 31 can be adjusted.

（２次元センサアレイ４）
２次元センサアレイ４は、被測定面２からの出射光Ｌが結像される２次元センサアレイ面４１を有し、出射光Ｌの画像を撮像する。 (2D sensor array 4)
The two-dimensional sensor array 4 has a two-dimensional sensor array surface 41 on which the emitted light L from the surface to be measured 2 is imaged, and captures an image of the emitted light L.

２次元センサアレイ４は、互いに隣接する複数の画素４２を有し、画素４２の表面が２次元センサアレイ面４１を構成している。画素４２で受光された出射光Ｌは、光電変換によって電気信号へと変換され、変換された電気信号は、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの算出に用いられる。 The two-dimensional sensor array 4 has a plurality of pixels 42 adjacent to each other, and the surface of the pixels 42 forms a two-dimensional sensor array surface 41. The emitted light L received by the pixel 42 is converted into an electrical signal by photoelectric conversion, and the converted electrical signal is used to calculate speckle contrast or sparkle contrast.

２次元センサアレイ４は、固体撮像素子を有するイメージセンサであり、例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ、ＣＭＯＳセンサであってもよい。 The two-dimensional sensor array 4 is an image sensor having a solid-state image sensor, and may be, for example, a CCD (Charge Coupled Device) sensor or a CMOS sensor.

（判定部５）
数式（２）に示したように、スペックルコントラストおよびスパークルコントラストは、平均放射輝度に対する放射輝度の標準偏差の比として表現される。スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定においては、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定したい領域を規定するため、２次元センサアレイ４の全画素４２のうち、一部の画素領域すなわち一部の画素群での放射輝度の測定結果を用いてスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを計算することがある。このようなスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画素領域は、測定フィールドと言うこともできる。 (Judgment unit 5)
As shown in Equation (2), speckle contrast and sparkle contrast are expressed as the ratio of the standard deviation of radiance to the average radiance. In the measurement of speckle contrast or sparkle contrast, in order to define the area where the speckle contrast or sparkle contrast is to be measured, some pixel areas, that is, some pixel groups out of all the pixels 42 of the two-dimensional sensor array 4 are used. Speckle contrast or sparkle contrast may be calculated using the measured radiance of . The pixel area used for measuring such speckle contrast or sparkle contrast can also be referred to as a measurement field.

しかるに、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画素領域の画素数すなわちサンプル数が不十分である場合、仮に測定フィールド内の平均輝度が均一であるとしても、統計的なサンプル数が不十分であることに起因する標準偏差自体のばらつきを生じることがある。また、この画素領域における画像の平均放射輝度が、他の画素領域における画像の平均放射輝度と異なることがある。すなわち、２次元センサアレイ４で撮像された出射光Ｌの画像に、局所的な平均放射輝度の揺らぎが生じている場合である。 However, if the number of pixels in the pixel area used to measure speckle contrast or sparkle contrast, that is, the number of samples, is insufficient, even if the average luminance within the measurement field is uniform, the number of statistical samples may be insufficient. The standard deviation itself may vary due to certain factors. Further, the average radiance of the image in this pixel region may be different from the average radiance of the images in other pixel regions. That is, this is a case where local average radiance fluctuations occur in the image of the emitted light L captured by the two-dimensional sensor array 4.

このような局所的な平均放射輝度の揺らぎが生じる場合、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画素領域の位置を異ならせれば、数式（２）の標準偏差に平均放射輝度の揺らぎの影響が加わり、また、局所的な平均放射輝度も異なるため、結果的にスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定結果も異なることになる。このように、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件として、測定に用いる画素領域の画素数が不足する場合、または局所的な平均放射輝度の揺らぎが生じている場合、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定誤差が生じ得る。 When such local average radiance fluctuations occur, by changing the position of the pixel area used for speckle contrast or sparkle contrast measurement, the influence of the average radiance fluctuations can be reduced on the standard deviation in equation (2). In addition, the local average radiance also differs, resulting in different speckle contrast or sparkle contrast measurement results. In this way, as a measurement condition for speckle contrast or sparkle contrast, when the number of pixels in the pixel area used for measurement is insufficient, or when local average radiance fluctuations occur, speckle contrast or sparkle contrast cannot be measured. Measurement errors may occur.

このような測定誤差を含むスペックルコントラストおよびスパークルコントラストの測定結果は不正確であるため、正確な測定結果を得るためには、測定誤差が生じないように測定条件を設定または補正することが有効である。そのためには、現在の測定条件が測定誤差を生じさせないものかどうかを適切に評価することが有効である。 Speckle contrast and sparkle contrast measurement results that include such measurement errors are inaccurate, so in order to obtain accurate measurement results, it is effective to set or correct measurement conditions to avoid measurement errors. It is. To this end, it is effective to appropriately evaluate whether the current measurement conditions do not cause measurement errors.

そこで、測定誤差を生じさせるか否かの観点に基づいて、判定部５は、２次元センサアレイ４で撮像された画像を用いてスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を判定する。 Therefore, based on the viewpoint of whether a measurement error is caused or not, the determination unit 5 uses the image captured by the two-dimensional sensor array 4 to determine whether or not the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate.

具体的には、判定部５は、２次元センサアレイ４の第１画素領域で撮像された第１画像と２次元センサアレイ４の第２画素領域で撮像された第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分の標準偏差に基づいて、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を判定する。対応する画素同士とは、例えば、位置的に対応する画素同士、すなわち、第１画素領域内および第２画素領域内において互いに同一の相対位置に配置されている画素同士である。第２画素領域は、第１画素領域に対して少なくとも部分的に位置が異なり、画素数が同じである。以下、第１画像と第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分の標準偏差のことを、差分標準偏差とも呼ぶ。 Specifically, the determination unit 5 determines the corresponding pixels between the first image captured in the first pixel area of the two-dimensional sensor array 4 and the second image captured in the second pixel area of the two-dimensional sensor array 4. Based on the standard deviation of the difference in radiance between the two, it is determined whether the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate. Corresponding pixels are, for example, pixels that are positionally corresponding to each other, that is, pixels that are arranged at the same relative position in the first pixel region and the second pixel region. The second pixel area is at least partially different in position from the first pixel area, and has the same number of pixels. Hereinafter, the standard deviation of the difference in radiance between corresponding pixels in the first image and the second image will also be referred to as the difference standard deviation.

差分標準偏差は、第１画像と第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分のばらつきを示す値であるが、差分標準偏差を算出するにあたっては、第１画像と第２画像の各画素の放射輝度データが集合として完全に独立しているとみなせる場合には、第１画像と第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分を個々に算出するプロセスを経ずとも差分標準偏差を簡便に算出することができる。 The difference standard deviation is a value that indicates the variation in the difference in radiance between corresponding pixels in the first image and the second image. If the radiance data of pixels can be considered to be completely independent as a set, the difference standard can be calculated without going through the process of individually calculating the difference in radiance between corresponding pixels in the first image and the second image. The deviation can be easily calculated.

具体的には、差分標準偏差は、次式に示すように、第１画像の放射輝度の標準偏差と第２画像の放射輝度の標準偏差との二乗和平方根として算出することができる。
数式（３）において、σｓｕｂは、差分標準偏差であり、σ１は、第１画像の放射輝度の標準偏差であり、σ２は、第２画像の放射輝度の標準偏差である。 Specifically, the difference standard deviation can be calculated as the square root of the sum of squares of the standard deviation of the radiance of the first image and the standard deviation of the radiance of the second image, as shown in the following equation.
In Equation (3), σ sub is the difference standard deviation, σ 1 is the standard deviation of the radiance of the first image, and σ 2 is the standard deviation of the radiance of the second image.

特に、第１画像と第２画像との間において平均放射輝度が同じであり、σ１とσ２が同じであり、第１画素領域および第２画素領域の画素数が十分多くて統計誤差が生じない場合、差分標準偏差は次式で表すことができる。
In particular, the average radiance is the same between the first image and the second image, σ 1 and σ 2 are the same, and the numbers of pixels in the first and second pixel regions are sufficiently large to eliminate statistical errors. If it does not occur, the difference standard deviation can be expressed as:

ただし、数式（４）は、第１画像および第２画像のそれぞれのスペックルパターンまたはスパークルパターンが統計的にランダムで独立しているときに成立する。第１、第２画像のそれぞれのスペックルパターンまたはスパークルパターンが統計的にランダムで独立しているためには、第１画素領域と第２画素領域との対応する画素同士が、少なくとも次式で示されるスペックルまたはスパークルの平均サイズＲの３倍：３Ｒ離れていればよい。 However, Equation (4) holds true when the speckle patterns or sparkle patterns of the first image and the second image are statistically random and independent. In order for the speckle patterns or sparkle patterns of the first and second images to be statistically random and independent, corresponding pixels in the first pixel area and the second pixel area must at least satisfy the following equation. They only need to be separated by 3R: 3 times the average size R of the speckles or sparkles shown.

数式（５）において、Ｒは、スペックルまたはスパークルの平均サイズであり、Ｆ＃ｉｍａｇｅは、光学系３の像側の実効Ｆナンバーであり、λは、出射光Ｌの波長である。 In Equation (5), R is the average size of speckles or sparkles, F# image is the effective F number on the image side of the optical system 3, and λ is the wavelength of the output light L.

判定部５は、差分標準偏差が数式（４）を満足する場合に、第１画素領域および第２画素領域の画素数が、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件としてのスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画素数として適切であると判定する。 The determination unit 5 determines that when the difference standard deviation satisfies formula (4), the number of pixels in the first pixel area and the second pixel area is speckle contrast or sparkle contrast as a measurement condition for speckle contrast or sparkle contrast. It is determined that the number of pixels used for measurement is appropriate.

ここで、撮像当初において第１画像と第２画像との間で平均放射輝度が異なる場合でも、判定部５は、第１画像および第２画像のそれぞれの画素毎の放射輝度を補正することで、第１画像および第２画像の平均放射輝度を事後的に揃えることができる。これは、スペックルパターンないしスパークルパターンにおいて、局所的な標準偏差と放射輝度の平均値の比率は一定であるという前提に基づいていている。すなわち、局所的に平均輝度が揺らいでいる場合、それに応じて局所的に標準偏差も同割合で揺らいでいるが、補正により本来あるべき一様な標準偏差と平均輝度の分布を得ることができる。 Here, even if the average radiance is different between the first image and the second image at the beginning of imaging, the determination unit 5 can correct the radiance of each pixel of the first image and the second image. , the average radiance of the first image and the second image can be made equal after the fact. This is based on the premise that in the speckle pattern or sparkle pattern, the ratio between the local standard deviation and the average value of the radiance is constant. In other words, if the average brightness fluctuates locally, the standard deviation will also fluctuate locally at the same rate, but by correction it is possible to obtain the originally uniform standard deviation and average brightness distribution. .

したがって、数式（４）において、σ１は、第１画像の平均放射輝度と第２画像の平均放射輝度とが揃うように補正された補正後の第１画像の放射輝度の標準偏差であり、σ２は、第１画像の平均放射輝度と第２画像の平均放射輝度とが揃うように補正された補正後の第２画像の放射輝度の標準偏差であってもよい。すなわち、数式（４）において、σｓｕｂは、補正後の第１画像の画素毎の放射輝度と補正後の第２画像の画素毎の放射輝度との対応する画素同士の差分についての標準偏差であってもよい。 Therefore, in formula (4), σ 1 is the standard deviation of the radiance of the first image after correction so that the average radiance of the first image and the average radiance of the second image are equal, σ 2 may be the standard deviation of the radiance of the second image after correction so that the average radiance of the first image and the average radiance of the second image are the same. That is, in Equation (4), σ sub is the standard deviation of the difference between corresponding pixels between the radiance of each pixel of the first image after correction and the radiance of each pixel of the second image after correction. There may be.

このような補正後の第１画像の放射輝度および補正後の第２画像の放射輝度を用いる場合、第１画素領域および第２画素領域の画素数すなわちサンプル数が十分であれば数式（４）が成立する。 When using the radiance of the first image after correction and the radiance of the second image after correction, if the number of pixels in the first pixel area and the second pixel area, that is, the number of samples is sufficient, Equation (4) can be used. holds true.

数式（４）の差分標準偏差に基づくスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の判定の具体例として、判定部５は、第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１に基づいて測定条件の適否を判定してもよい。この場合、判定部３は、比σｓｕｂ／σ１が所定値の一例である２１／２である場合に、２１／２が得られたときの第１画素領域および第２画素領域の画素数が、測定条件としてのスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画素数として適切であると判定する。比σｓｕｂ／σ１が２１／２であることは、差分標準偏差σｓｕｂが数式（４）を満足することと等価である。ただし、画素数が適切であると判定されるために、比σｓｕｂ／σ１は必ずしも厳密に２１／２に一致する必要はなく、２１／２に対して若干の許容誤差を有していてもよい。すなわち、判定部３は、比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２であると判断される場合には、画素数が適切であると判定してもよい。 As a specific example of determining the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions based on the difference standard deviation of formula (4), the determination unit 5 calculates the ratio of the difference standard deviation σ sub to the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image. The suitability of the measurement conditions may be determined based on σ sub /σ 1 . In this case, when the ratio σ sub /σ 1 is 2 1/2 , which is an example of a predetermined value, the determining unit 3 determines that the first pixel area and the second pixel area when 2 1/2 is obtained are It is determined that the number of pixels is appropriate as the number of pixels used for measuring speckle contrast or sparkle contrast as a measurement condition. The fact that the ratio σ sub /σ 1 is 2 1/2 is equivalent to that the difference standard deviation σ sub satisfies Expression (4). However, in order for the number of pixels to be determined to be appropriate, the ratio σ sub /σ 1 does not necessarily have to exactly match 2 1/2 , and there is a slight tolerance for 2 1/2 . You can leave it there. That is, the determination unit 3 may determine that the number of pixels is appropriate when the ratio σ sub /σ 1 is determined to be approximately 2 1/2 .

なお、判定部５は、σｓｕｂ／σ１の他にも、第２画像の放射輝度の標準偏差σ２に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ２に基づいて測定条件の適否を判定してもよい。あるいは、判定部３は、第１画像の放射輝度の標準偏差σ１と第２画像の放射輝度の標準偏差σ２との平均値σａｖｅに対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σａｖｅに基づいて測定条件の適否を判定してもよい。これらの場合においても、判定部３は、比σｓｕｂ／σ２，σｓｕｂ／σａｖｅが２１／２である場合に、２１／２が得られたときの第１画素領域および第２画素領域の画素数が、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画素数として適切であると判定することができる。 In addition to σ sub /σ 1 , the determination unit 5 also determines the suitability of the measurement conditions based on the ratio σ sub /σ 2 of the difference standard deviation σ sub to the standard deviation σ 2 of the radiance of the second image. You may. Alternatively, the determination unit 3 calculates the ratio σ sub /σ ave of the difference standard deviation σ sub to the average value σ ave between the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image and the standard deviation σ 2 of the radiance of the second image. The appropriateness of the measurement conditions may be determined based on this. In these cases as well, the determining unit 3 determines that when the ratios σ sub /σ 2 and σ sub /σ ave are 2 1/2 , the first pixel region and the second pixel region when 2 1/2 is obtained. It can be determined that the number of pixels in the pixel region is appropriate as the number of pixels used for measuring speckle contrast or sparkle contrast.

判定部５は、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の判定結果を測定部６に出力する。判定部５は、判定結果をディスプレイに表示してもよい。判定部５は、例えばＣＰＵやメモリなどのハードウェアすなわちコンピュータで構成されている。判定部５の一部をソフトウェアで構成してもよい。 The determination unit 5 outputs the determination result of the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions to the measurement unit 6. The determination unit 5 may display the determination result on a display. The determination unit 5 is composed of hardware such as a CPU and memory, that is, a computer. A part of the determination unit 5 may be configured by software.

なお、判定部５は、判定結果に基づいてスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定開始前のキャリブレーションすなわち測定条件の調整を行ってもよい。この場合、判定部５は、判定結果が否定的である場合に、肯定的な判定結果が得られるまで予め決められた補正量にしたがって測定条件を補正し、補正後の測定条件の適否を判定すればよい。具体的には、判定部５は、画素数が適切でないと判定した場合に、画素数が適切になるまで所定の増加量で第１画素領域および第２画素領域の画素数を増加させ、画素数増加後の第１、第２画素領域で撮像された第１、第２画像に基づく差分標準偏差を用いて画素数の適否を再判定すればよい。 Note that the determination unit 5 may perform calibration before starting measurement of speckle contrast or sparkle contrast, that is, adjust measurement conditions, based on the determination result. In this case, when the determination result is negative, the determination unit 5 corrects the measurement conditions according to a predetermined correction amount until a positive determination result is obtained, and determines whether the measurement conditions after the correction are appropriate. do it. Specifically, when determining that the number of pixels is inappropriate, the determining unit 5 increases the number of pixels in the first pixel area and the second pixel area by a predetermined increase amount until the number of pixels becomes appropriate, and The appropriateness of the number of pixels may be re-determined using the difference standard deviation based on the first and second images captured in the first and second pixel regions after the number has been increased.

（測定部６）
測定部６は、判定部５によって適切と判定された測定条件にしたがってスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定する。具体的には、測定部６は、判定部５によって適切と判定された画素数の画素領域で撮像された画像の平均放射輝度と、放射輝度の標準偏差とを算出し、算出された平均放射輝度と放射輝度の標準偏差とを数式（２）に代入することでスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを算出する。測定部６は、算出されたスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを出力する。測定部６は、算出されたスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを出力する。算出されたスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの出力先は、算出結果を記憶するメモリであってもよく、または、算出結果を表示するディスプレイであってもよい。算出部６は、例えばＣＰＵやメモリなどのハードウェアすなわちコンピュータで構成されている。算出部６の一部をソフトウェアで構成してもよい。 (Measurement part 6)
The measurement unit 6 measures speckle contrast or sparkle contrast according to the measurement conditions determined to be appropriate by the determination unit 5. Specifically, the measuring unit 6 calculates the average radiance and the standard deviation of the radiance of the image captured in the pixel region with the number of pixels determined to be appropriate by the determining unit 5, and calculates the calculated average radiance. The speckle contrast or sparkle contrast is calculated by substituting the luminance and the standard deviation of the radiance into Equation (2). The measurement unit 6 outputs the calculated speckle contrast or sparkle contrast. The measurement unit 6 outputs the calculated speckle contrast or sparkle contrast. The output destination of the calculated speckle contrast or sparkle contrast may be a memory that stores the calculation result, or a display that displays the calculation result. The calculation unit 6 is composed of hardware such as a CPU and memory, that is, a computer. A part of the calculation unit 6 may be configured by software.

（動作例）
次に、第１の実施形態による光学測定装置１の動作例について説明する。図５は、第１の実施形態による光学測定装置１の動作例を示すフローチャートである。 (Operation example)
Next, an example of the operation of the optical measurement device 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the optical measuring device 1 according to the first embodiment.

まず、図５に示すように、２次元センサアレイ４は、光学系３を介して被測定面２からの出射光Ｌを２次元センサアレイ面４１に結像させることで被測定面２を撮像する（ステップＳ１）。 First, as shown in FIG. 5, the two-dimensional sensor array 4 images the surface to be measured 2 by focusing the emitted light L from the surface to be measured 2 on the two-dimensional sensor array surface 41 via the optical system 3. (Step S1).

図６は、第１の実施形態による光学測定装置１の動作例において、第１画像および第２画像の取得工程を示す図である。被測定面２を撮像した後、判定部５は、２次元センサアレイ面４１から予め設定されたの画素数の第１画素領域と第２画素領域とを選択し、第１画素領域で撮像された第１画像と、第２画素領域で撮像された第２画像とを取得する（ステップＳ２）。例えば、図６に示すように、第１画素領域ＰＡ１および第２画素領域ＰＡ２は、Ｘ方向に所定画素数、Ｙ方向に所定画素数を有する矩形領域である。第１画素領域と第２画素領域との対応する画素同士は、数式（５）に示されるスペックルまたはスパークルの平均サイズＲの３倍以上位置がずれている。例えば、図６に示すように、第１画素領域ＰＡ１内の１つの画素Ｐ１（ｘ１，ｙ１）と、この画素Ｐ１（ｘ１，ｙ１）に位置的に対応する第２画素領域ＰＡ２内の１つの画素Ｐ２（ｘ１＋Δｘ，ｙ１＋Δｙ）とは、スペックルまたはスパークルの平均サイズＲの３倍以上位置がずれている。これにより、第１画素領域で撮像された第１画像と第２画素領域で撮像された第２画像とは、スペックルパターンまたはスパークルパターンが統計的にランダムで独立している。なお、第１画素領域と第２画素領域とは、対応する画素同士の位置がスペックルまたはスパークルの平均サイズＲの３倍以上ずれていればよく、第１画素領域および第２画素領域の全体としては部分的に重なっていてもよい。また、第１画素領域および第２画素領域は、ユーザの入力にしたがって設定されてもよく、または、プログラムにしたがって自動的に設定されてもよい。 FIG. 6 is a diagram illustrating the steps of acquiring the first image and the second image in the operation example of the optical measurement device 1 according to the first embodiment. After imaging the surface to be measured 2, the determination unit 5 selects a first pixel region and a second pixel region having a preset number of pixels from the two-dimensional sensor array surface 41, and selects a first pixel region and a second pixel region having a preset number of pixels, A first image captured in the second pixel area and a second image captured in the second pixel area are acquired (step S2). For example, as shown in FIG. 6, the first pixel area PA1 and the second pixel area PA2 are rectangular areas having a predetermined number of pixels in the X direction and a predetermined number of pixels in the Y direction. Corresponding pixels in the first pixel area and the second pixel area are shifted in position by three times or more the average size R of speckles or sparkles shown in Equation (5). For example, as shown in FIG. 6, one pixel P1 (x1, y1) in the first pixel area PA1 and one pixel P1 (x1, y1) in the second pixel area PA2 that corresponds positionally to this pixel P1 (x1, y1). The position of pixel P2 (x1+Δx, y1+Δy) is shifted by more than three times the average size R of speckles or sparkles. As a result, the speckle patterns or sparkle patterns of the first image captured in the first pixel region and the second image captured in the second pixel region are statistically random and independent. Note that the positions of corresponding pixels in the first pixel area and the second pixel area only need to be shifted by at least three times the average size R of speckles or sparkles, and the entire first pixel area and the second pixel area are may partially overlap. Further, the first pixel area and the second pixel area may be set according to a user's input, or may be set automatically according to a program.

第１画像および第２画像を取得した後、図５に示すように、判定部５は、第１画像の平均放射輝度と第２画像の平均放射輝度とが揃うように第１画像の放射輝度と第２画像の放射輝度とを補正する（ステップＳ３）。放射輝度の補正は、例えば国際標準規格ＩＥＣ６２９０６－５－４にしたがって行う。 After acquiring the first image and the second image, as shown in FIG. and the radiance of the second image are corrected (step S3). The radiance correction is performed according to, for example, the international standard IEC62906-5-4.

具体的には、放射輝度の補正においては、図１６に示すように、測定フィールドをマトリクス状に分割する。そして、要素（Ｘ，Ｙ）内の全ての画素の放射輝度データに下記パラメータ
を乗じる。ただし、
は、規定の放射輝度平均値であり、ＩＸＹは、要素（Ｘ，Ｙ）内の局所的な平均輝度である。全ての要素マトリクス毎に上記パラメータを適用することで、全マトリクスの平均放射輝度を
に揃えることができ、かつ各マトリクス内における平均放射輝度と標準偏差との関係をオリジナルのデータと同じに保つことができる。 Specifically, in the radiance correction, the measurement field is divided into a matrix as shown in FIG. Then, the following parameters are added to the radiance data of all pixels in the element (X, Y).
Multiply by however,
is the prescribed average radiance value and I XY is the local average brightness within element (X,Y). By applying the above parameters to each element matrix, the average radiance of all matrices can be calculated as follows:
The relationship between the average radiance and standard deviation within each matrix can be kept the same as the original data.

第１画像の放射輝度および第２画像の放射輝度を補正した後、図５に示すように、判定部５は、補正後の第１画像の放射輝度および補正後の第２画像の放射輝度に基づいて、第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１を算出する（ステップＳ４）。 After correcting the radiance of the first image and the radiance of the second image, as shown in FIG. Based on this, the ratio σ sub / σ 1 of the difference standard deviation σ sub to the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image is calculated (step S4).

第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１を算出した後、判定部５は、算出された比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２、例えば１．４０以上１．４３以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。 After calculating the ratio σ sub /σ 1 of the difference standard deviation σ sub to the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image, the determination unit 5 determines that the calculated ratio σ sub / σ 1 is approximately 2 1/2 , For example, it is determined whether the value is greater than or equal to 1.40 and less than or equal to 1.43 (step S5).

比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２である場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、判定部５は、画素数が適切であると判定する（ステップＳ６）。この場合、測定部６は、適切と判定された画素数を測定条件として設定し、設定された画素数の画素領域をスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる。 When the ratio σ sub /σ 1 is approximately 2 1/2 (step S5: Yes), the determination unit 5 determines that the number of pixels is appropriate (step S6). In this case, the measurement unit 6 sets the number of pixels determined to be appropriate as a measurement condition, and uses a pixel area with the set number of pixels for measuring speckle contrast or sparkle contrast.

一方、比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２でない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、判定部５は、画素数が不適切であると判定する（ステップＳ６）。この場合、判定部５は、第１画素領域および第２画素領域の画素数を変更し、変更後の画素数の第１画素領域および第２画素領域を用いて判定を繰り返してもよい。 On the other hand, if the ratio σ sub /σ 1 is not approximately 2 1/2 (step S5: No), the determination unit 5 determines that the number of pixels is inappropriate (step S6). In this case, the determination unit 5 may change the number of pixels in the first pixel region and the second pixel region, and repeat the determination using the first pixel region and the second pixel region having the changed number of pixels.

なお、比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２になる画素数は、特定の画素数に限らず、ある程度の広がりを有する場合がある。例えば、画素数がＸ×Ｙ：１００×１００画素あるいは１５０×１５０画素のときに初めて比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２に収束し、これ以降は画素数の増加にしたがって比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２に収束した状態が継続することもある。この場合、画素数が１００×１００画素あるいは１５０×１５０画素のときは、比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２になったとしても画素数のわずかな減少に応じて比σｓｕｂ／σ１が２１／２を大きく逸脱し得る不安定な状態である。したがって、画素数が１００×１００画素あるいは１５０×１５０画素のときに比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２になったとしても、画素数としてはなお不十分すなわち不適切と考えることもできる。したがって、画素数が適切であることについての信頼性が高い判定結果を得たい場合には、判定部５は、第１画素領域および第２画素領域の画素数を所定の増加量で順次増加させていき、その都度、画素数が増加された第１画素領域および第２画素領域の画像に基づいて取得されるσｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２になるか否かの判定を繰り返し、肯定的な判定結果が所定回数連続して得られた場合に、その時点の画素数を適切な画素数であると判定してもよい。言い換えれば、判定部５は、σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２になる状態が所定の画素数の区間連続した場合に、その区間の最大画素数を適切な画素数と判定してもよい。一例として、判定部５は、画素数が１００×１００画素あるいは１５０×１５０画素のときに比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２になったとしても、その時点で画素数が適切であるとは判定せず、ほぼ２１／２の状態が２００×２００画素のときまで連続した場合に、２００×２００画素が適切であると判定してもよい。 Note that the number of pixels for which the ratio σ sub /σ 1 is approximately 2 1/2 is not limited to a specific number of pixels, and may vary to some extent. For example, the ratio σ sub /σ 1 converges to approximately 2 1/2 for the first time when the number of pixels is X×Y: 100×100 pixels or 150×150 pixels, and from then on, as the number of pixels increases, the ratio σ sub /σ 1 may continue to be converged to approximately 2 1/2 . In this case, when the number of pixels is 100 x 100 pixels or 150 x 150 pixels, even if the ratio σ sub /σ 1 becomes approximately 2 1/2 , the ratio σ sub /σ will change depending on the slight decrease in the number of pixels. This is an unstable state in which the value of 1 can significantly deviate from 2 1/2 . Therefore, even if the ratio σ sub /σ 1 becomes approximately 2 1/2 when the number of pixels is 100 x 100 pixels or 150 x 150 pixels, it can still be considered insufficient or inappropriate for the number of pixels. . Therefore, if it is desired to obtain a highly reliable determination result that the number of pixels is appropriate, the determination unit 5 sequentially increases the number of pixels in the first pixel area and the second pixel area by a predetermined increase amount. Each time, it is repeatedly determined whether σ sub /σ 1 obtained based on the images of the first pixel region and the second pixel region whose number of pixels has been increased becomes approximately 2 1/2 , If positive determination results are obtained a predetermined number of times in succession, the number of pixels at that time may be determined to be an appropriate number of pixels. In other words, if the state in which σ sub /σ 1 is approximately 2 1/2 continues for a predetermined number of pixels, the determination unit 5 determines that the maximum number of pixels in that section is the appropriate number of pixels. good. For example, even if the ratio σ sub /σ 1 becomes approximately 2 1/2 when the number of pixels is 100×100 pixels or 150×150 pixels, the determination unit 5 determines that the number of pixels is appropriate at that point. Instead, it may be determined that 200×200 pixels are appropriate if the approximately 2 1/2 state continues until 200×200 pixels.

（実験例）
次に、図１の光学測定装置１の実験例として、拡散されたコヒーレント光を用いたスペックルコントラストおよび第１画像の放射輝度の標準偏差に対する差分標準偏差の比の測定例について説明する。図７は、時間的に拡散状態を変化されたコヒーレント光を用いた測定系を示す図である。 (Experiment example)
Next, as an experimental example of the optical measuring device 1 shown in FIG. 1, an example of measuring the speckle contrast using diffused coherent light and the ratio of the difference standard deviation to the standard deviation of the radiance of the first image will be described. FIG. 7 is a diagram showing a measurement system using coherent light whose diffusion state is temporally changed.

図７の測定系は、コヒーレント光として波長５３３ｎｍのレーザ光を出射するＳＨＧ(Second Harmonic Generation)レーザ１７と、回転ディフューザ１８と、スクリーン２０と、撮像カメラ１０とで構成されている。 The measurement system in FIG. 7 includes a SHG (Second Harmonic Generation) laser 17 that emits laser light with a wavelength of 533 nm as coherent light, a rotating diffuser 18, a screen 20, and an imaging camera 10.

回転ディフューザ１８は、ＳＨＧレーザ１７から出射されたレーザ光を拡散させて干渉性を低減させる。直径約１ｃｍのスポット光として回転ディフューザ１８で拡散されたレーザ光は、回転ディフューザ１８から１．２ｍ離れたスクリーン２０上に照射される。スクリーン２０は、回転ディフューザ１８から照射された拡散光を撮像カメラ１０に向けて拡散反射させる。拡散反射された拡散光は、撮像カメラ１０で受光されてスペックルコントラストが測定される。スクリーン２０としては、ラブスフェア社製の拡散反射ターゲット：ＳＲＴ－９９－０５０を用いた。撮像カメラ１０としては、無限遠に物点をとったときの焦点距離が５０ｍｍであり、像側の実効Ｆナンバーが２．１から３３．３まで可変のレンズと、画素ピッチが９μｍの冷却ＣＣＤとを備えた撮像カメラを用いた。また、図７に示すように、スクリーン２０は、レーザ光の入射角が３０°になるように配置した。また、スクリーン２０から撮像カメラ１０までの距離は、０．６２ｍに固定した。 The rotating diffuser 18 diffuses the laser light emitted from the SHG laser 17 to reduce coherence. The laser light diffused by the rotating diffuser 18 as a spot light with a diameter of about 1 cm is irradiated onto a screen 20 located 1.2 m away from the rotating diffuser 18. The screen 20 diffusely reflects the diffused light emitted from the rotating diffuser 18 toward the imaging camera 10 . The diffused light that has been diffusely reflected is received by the imaging camera 10, and the speckle contrast is measured. As the screen 20, a diffuse reflection target: SRT-99-050 manufactured by Labsphere was used. The imaging camera 10 has a focal length of 50 mm when the object point is taken at infinity, a lens whose effective F number on the image side is variable from 2.1 to 33.3, and a cooled CCD with a pixel pitch of 9 μm. An imaging camera equipped with Further, as shown in FIG. 7, the screen 20 was arranged so that the incident angle of the laser beam was 30°. Further, the distance from the screen 20 to the imaging camera 10 was fixed at 0.62 m.

このような測定系に、レンズの実効ＦナンバーＦ＃ｉｍａｇｅとして２．１、８．７、１７.４、３３．３を順次設定し、各実効Ｆナンバーの下で、第１画素領域および第２画素領域の画素数の変化に対するスペックルコントラストおよび比σｓｕｂ／σ１の変化を測定した。 In such a measurement system, 2.1, 8.7, 17.4, and 33.3 are sequentially set as the effective F number F# image of the lens, and under each effective F number, the first pixel area and the first pixel area are Changes in speckle contrast and ratio σ sub /σ 1 with respect to changes in the number of pixels in a two-pixel region were measured.

なお、第１画素領域および第２画素領域は、対応する画素同士が３０ピクセルすなわちセンサ面上で２７０μｍ離れるように設定した。図６に示したように、一部の条件では第１画素領域と第２画素領域とは部分的に重なるように設定した。このように部分的に重なる程度に第１画素領域と第２画素領域とを設定することで、第１画像と第２画像との平均輝度を揃えやすくすることができる。また、国際標準規格ＩＥＣ６２９０６－５－４にしたがって、第１画像と第２画像との平均輝度が揃うように第１画像および第２画像の低空間周波数の輝度分布を補正した。第１画素領域および第２画素領域の画素数は、１０×１０画素から２００×２００画素まで変化させた。 Note that the first pixel region and the second pixel region were set so that corresponding pixels were separated by 30 pixels, that is, 270 μm on the sensor surface. As shown in FIG. 6, under some conditions, the first pixel area and the second pixel area were set to partially overlap. By setting the first pixel region and the second pixel region to such an extent that they partially overlap in this way, it is possible to easily equalize the average luminance of the first image and the second image. Further, in accordance with the international standard IEC62906-5-4, the low spatial frequency brightness distributions of the first image and the second image were corrected so that the average brightness of the first image and the second image were the same. The number of pixels in the first pixel region and the second pixel region was varied from 10×10 pixels to 200×200 pixels.

上記の測定系の測定結果を図８～図１１に示す。図８は、レンズの実効Ｆナンバーが２．１のときに図７の測定系で測定されたスペックルコントラストおよび比σｓｕｂ／σ１を示す図である。図９は、レンズの実効Ｆナンバーが８．７のときに図７の測定系で測定されたスペックルコントラストおよび比σｓｕｂ／σ１を示す図である。図１０は、レンズの実効Ｆナンバーが１７．４のときに図７の測定系で測定されたスペックルコントラストおよび比σｓｕｂ／σ１を示す図である。図１１は、レンズの実効Ｆナンバーが３３．３のときに図７の測定系で測定されたスペックルコントラストおよび比σｓｕｂ／σ１を示す図である。 The measurement results of the above measurement system are shown in FIGS. 8 to 11. FIG. 8 is a diagram showing the speckle contrast and the ratio σ sub /σ 1 measured with the measurement system of FIG. 7 when the effective F number of the lens is 2.1. FIG. 9 is a diagram showing the speckle contrast and the ratio σ sub /σ 1 measured with the measurement system of FIG. 7 when the effective F number of the lens is 8.7. FIG. 10 is a diagram showing the speckle contrast and the ratio σ sub /σ 1 measured with the measurement system of FIG. 7 when the effective F number of the lens is 17.4. FIG. 11 is a diagram showing the speckle contrast and the ratio σ sub /σ 1 measured with the measurement system of FIG. 7 when the effective F number of the lens is 33.3.

図８～図１１に示すように、いずれの実効Ｆナンバーにおいても、比σｓｕｂ／σ１は、画素数が概ね１００×１００画素を超えたときに、画素数の増加にしたがって２１／２に向かって収束を開始し、２００×２００画素においてほぼ２１／２に安定することが確認された。この結果によれば、２００×２００画素がスペックルコントラストの測定に用いる画素数として適切であると考えることができる。言い換えれば、２００×２００画素のときに測定されたスペックルコントラストＣｓが適切な測定結果であると考えることができる。 As shown in FIGS. 8 to 11, at any effective F-number, the ratio σ sub /σ 1 becomes 2 1/2 as the number of pixels increases when the number of pixels exceeds approximately 100×100 pixels. It was confirmed that the value started to converge towards 200 x 200 pixels and stabilized at approximately 2 1/2 pixels . According to this result, 200×200 pixels can be considered to be an appropriate number of pixels to be used for speckle contrast measurement. In other words, the speckle contrast Cs measured at 200×200 pixels can be considered to be an appropriate measurement result.

以上説明したように、第１の実施形態によれば、差分標準偏差σｓｕｂに基づいてスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を適切に判定することができる。また、第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１が２１／２になるか否かに基づいて、測定条件としての画素数の適否を簡便かつ適切に判定することができる。また、第１画像の平均放射輝度と第２画像の平均放射輝度とが揃うように第１画像および第２画像の放射輝度を補正し、補正後の第１画像の放射輝度および補正後の第２画像の放射輝度に基づいて取得された差分標準偏差を用いることで、画素数の適否をより適切に判定することができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to appropriately determine whether or not the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate based on the difference standard deviation σ sub . Also, based on whether the ratio σ sub /σ 1 of the difference standard deviation σ sub to the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image is 2 1/2 , the suitability of the number of pixels as a measurement condition can be easily determined. and can be appropriately determined. In addition, the radiance of the first image and the second image is corrected so that the average radiance of the first image and the average radiance of the second image are the same, and the radiance of the first image after the correction and the radiance of the corrected By using the difference standard deviation acquired based on the radiance of the two images, it is possible to more appropriately determine whether the number of pixels is appropriate.

（第２の実施形態）
これまでは、第１画像の平均放射輝度と第２画像の平均放射輝度とが揃うように第１画像および第２画像の放射輝度を補正し、補正後の第１画像および第２画像の放射輝度に基づいて取得された差分標準偏差を用いて、測定条件としての画素数の適否を判定する例について説明した。これに対して、第２の実施形態において、判定部５は、第１画像および第２画像の放射輝度の補正を前提とせず、撮像当初の第１画像および第２画像の放射輝度に基づいて取得された差分標準偏差に基づいて、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件としての局所的な平均放射輝度の面内分布の適否を判定する。ただし、第２の実施形態において、第１画素領域および第２画素領域の画素数は、第１画像の平均放射輝度と第２画像の平均放射輝度とが揃っている場合に第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１を所定値としての２１／２にするような既知の画素数である。 (Second embodiment)
Until now, the radiance of the first image and the second image was corrected so that the average radiance of the first image and the average radiance of the second image were the same, and the radiance of the first image and the second image after the correction was An example has been described in which the suitability of the number of pixels as a measurement condition is determined using the difference standard deviation acquired based on luminance. On the other hand, in the second embodiment, the determination unit 5 does not assume correction of the radiance of the first image and the second image, but based on the radiance of the first image and the second image at the time of imaging. Based on the obtained difference standard deviation, it is determined whether the in-plane distribution of local average radiance is appropriate as a measurement condition for speckle contrast or sparkle contrast. However, in the second embodiment, the number of pixels in the first pixel area and the second pixel area is determined by the number of pixels in the first pixel area when the average radiance of the first image and the average radiance of the second image are the same. This is a known number of pixels such that the ratio σ sub /σ 1 of the difference standard deviation σ sub to the luminance standard deviation σ 1 is 2 1/2 as a predetermined value.

すなわち、第２の実施形態においては、平均放射輝度の揺らぎが無い場合に比σｓｕｂ／σ１が２１／２になるような画素数を予め取得しておき、その画素数で撮像された画像に基づいて算出された比σｓｕｂ／σ１が実際に２１／２になるか否かに基づいて、低空間周波数の放射輝度の揺らぎの有無を判定する。 That is, in the second embodiment, the number of pixels such that the ratio σ sub /σ 1 becomes 2 1/2 when there is no fluctuation in the average radiance is obtained in advance, and an image is captured using that number of pixels. Based on whether the ratio σ sub /σ 1 calculated based on the image is actually 2 1/2 , it is determined whether there is a fluctuation in the low spatial frequency radiance.

具体的には、判定部５は、第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１が２１／２と異なる場合に、当該２１／２と異なる比σｓｕｂ／σ１が得られたときの第１画像の平均放射輝度および第２画像の平均放射輝度が、測定条件としてのスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画像の平均放射輝度として適切でないと判定する。 Specifically, when the ratio σ sub /σ 1 of the difference standard deviation σ sub to the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image is different from 2 1/2 , the determination unit 5 determines that the ratio σ sub /σ 1 is different from 2 1/2 . The average radiance of the first image and the average radiance of the second image when different ratios σ sub /σ 1 are obtained are the average radiance of the images used for measuring speckle contrast or sparkle contrast as measurement conditions. It is determined that it is not appropriate.

なお、判定部５は、第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１の代わりに第２画像の放射輝度の標準偏差σ２に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ２または第１画像の放射輝度の標準偏差σ１と第２画像の放射輝度の標準偏差σ２との平均値σａｖｅに対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σａｖｅに基づいて平均放射輝度の適否を判定してもよい。 Note that the determination unit 5 uses the difference standard deviation σ with respect to the standard deviation σ 2 of the radiance of the second image instead of the ratio σ sub / σ 1 of the difference standard deviation σ sub with respect to the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image. sub ratio σ sub /σ 2 or the ratio of the difference standard deviation σ sub to the average value σ ave between the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image and the standard deviation σ 2 of the radiance of the second image σ sub / σ The appropriateness of the average radiance may be determined based on ave .

（動作例）
次に、第２の実施形態による光学測定装置１の動作例について説明する。図１２は、第２の実施形態による光学測定装置１の動作例を示すフローチャートである。 (Operation example)
Next, an example of the operation of the optical measurement device 1 according to the second embodiment will be described. FIG. 12 is a flowchart showing an example of the operation of the optical measuring device 1 according to the second embodiment.

まず、図１２に示すように、２次元センサアレイ４は、光学系３を介して被測定面２からの出射光Ｌを２次元センサアレイ面４１に結像させることで被測定面２を撮像する（ステップＳ１１）。 First, as shown in FIG. 12, the two-dimensional sensor array 4 images the surface to be measured 2 by focusing the emitted light L from the surface to be measured 2 on the two-dimensional sensor array surface 41 via the optical system 3. (Step S11).

被測定面２を撮像した後、判定部５は、２次元センサアレイ面４１から第１画像と第２画像との平均放射輝度が同じ場合に比σｓｕｂ／σ１をほぼ２１／２にするような既知の画素数を有する第１画素領域および第２画素領域を選択し、第１画素領域で撮像された第１画像と、第２画素領域で撮像された第２画像とを取得する（ステップＳ１２）。なお、第１の実施形態と同様に、第１画素領域と第２画素領域とは、対応する画素同士がスペックルまたはスパークルの平均サイズＲの３倍以上離れている。 After imaging the surface to be measured 2, the determination unit 5 changes the ratio σ sub /σ 1 to approximately 2 1/2 when the average radiance of the first image and the second image from the two-dimensional sensor array surface 41 are the same. select a first pixel region and a second pixel region having a known number of pixels, and obtain a first image captured in the first pixel region and a second image captured in the second pixel region. (Step S12). Note that, similarly to the first embodiment, the corresponding pixels in the first pixel region and the second pixel region are separated from each other by three times or more the average size R of speckles or sparkles.

第１画像および第２画像を取得した後、判定部５は、第１画像の放射輝度および第２画像の放射輝度に基づいて、第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１を算出する（ステップＳ１３）。 After acquiring the first image and the second image, the determination unit 5 determines the difference standard deviation σ with respect to the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image, based on the radiance of the first image and the radiance of the second image. The ratio σ sub /σ 1 of sub is calculated (step S13).

第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１を算出した後、判定部５は、算出された比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２、例えば１．４０以上１．４３以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。 After calculating the ratio σ sub /σ 1 of the difference standard deviation σ sub to the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image, the determination unit 5 determines that the calculated ratio σ sub / σ 1 is approximately 2 1/2 , For example, it is determined whether the value is greater than or equal to 1.40 and less than or equal to 1.43 (step S14).

比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２である場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、判定部５は、平均放射輝度が適切であると判定する（ステップＳ１５）。この場合、測定部６は、平均放射輝度が適切であると判定された第１画像または第２画像を用いてスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定する。 When the ratio σ sub /σ 1 is approximately 2 1/2 (step S14: Yes), the determination unit 5 determines that the average radiance is appropriate (step S15). In this case, the measuring unit 6 measures the speckle contrast or sparkle contrast using the first image or the second image whose average radiance is determined to be appropriate.

一方、比σｓｕｂ／σ１がほぼ２１／２でない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、判定部５は、平均放射輝度が不適切であると判定する（ステップＳ１６）。この場合、判定部５は、第１画像と第２画像との平均放射輝度が揃うように第１画像および第２画像の放射輝度を補正し、補正後の第１画像および第２画像の放射輝度に基づいて取得された比σｓｕｂ／σ１を用いて判定を繰り返してもよい。 On the other hand, if the ratio σ sub /σ 1 is not approximately 2 1/2 (step S14: No), the determination unit 5 determines that the average radiance is inappropriate (step S16). In this case, the determination unit 5 corrects the radiance of the first image and the second image so that the average radiance of the first image and the second image are the same, and corrects the radiance of the first image and the second image after the correction. The determination may be repeated using the ratio σ sub /σ 1 obtained based on the brightness.

（実験例）
次に、第２の実施形態による光学測定装置１の実験例として、図７と同様の測定系を用いたスペックルコントラストおよび第１画像の放射輝度の標準偏差に対する差分標準偏差の比の測定例について説明する。 (Experiment example)
Next, as an experimental example of the optical measuring device 1 according to the second embodiment, an example of measuring the speckle contrast and the ratio of the difference standard deviation to the standard deviation of the radiance of the first image using a measurement system similar to that shown in FIG. I will explain about it.

本測定例は、第１画像の平均輝度と第２画像の平均輝度とが揃うように第１画像の輝度および第２画像の輝度を補正していない点で、図７の測定例とは異なる。その他の測定条件は図７の測定例と同様である。 This measurement example differs from the measurement example in FIG. 7 in that the brightness of the first image and the brightness of the second image are not corrected so that the average brightness of the first image and the average brightness of the second image are the same. . Other measurement conditions are the same as in the measurement example shown in FIG.

本測定例の測定結果を図１３に示す。図１３は、レンズの実効Ｆナンバーが１７．４のときのスペックルコントラストおよび比σｓｕｂ／σ１の測定結果を示す図である。 The measurement results of this measurement example are shown in FIG. FIG. 13 is a diagram showing the measurement results of the speckle contrast and the ratio σ sub /σ 1 when the effective F number of the lens is 17.4.

図１３に示される例においては、第１画像の平均輝度と第２画像の平均輝度とが揃っている場合に比σｓｕｂ／σ１をほぼ２１／２にするような既知の画素数が２００×２００画素であることが前提とされている。しかし、図１３に示される２００×２００画素において、比σｓｕｂ／σ１は２１／２と大きく異なっている。このことから、第１画像の平均輝度と第２画像との平均輝度が揃うように第１画像の輝度および第２画像の輝度が補正されていない場合には、画素数が十分であっても比σｓｕｂ／σ１が２１／２にならないことが確認された。 In the example shown in FIG. 13, when the average brightness of the first image and the average brightness of the second image are the same, the known number of pixels is such that the ratio σ sub /σ 1 becomes approximately 2 1/2 . It is assumed that the size is 200×200 pixels. However, in the 200×200 pixels shown in FIG. 13, the ratio σ sub /σ 1 is significantly different from 2 1/2 . From this, if the brightness of the first image and the brightness of the second image are not corrected so that the average brightness of the first image and the average brightness of the second image are the same, even if the number of pixels is sufficient, It was confirmed that the ratio σ sub /σ 1 was not 2 1/2 .

以上説明したように、第２の実施形態においても、差分標準偏差σｓｕｂに基づいてスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を適切に判定することができる。また、第１画像の放射輝度の標準偏差σ１に対する差分標準偏差σｓｕｂの比σｓｕｂ／σ１が２１／２になるか否かに基づいて、測定条件としての局所的な平均放射輝度の分布の適否を簡便かつ適切に判定することができる。 As explained above, also in the second embodiment, it is possible to appropriately determine whether or not the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate based on the difference standard deviation σ sub . Also, based on whether the ratio σ sub /σ 1 of the difference standard deviation σ sub to the standard deviation σ 1 of the radiance of the first image is 2 1/2 , the local average radiance as a measurement condition is determined. The suitability of the distribution can be easily and appropriately determined.

（第３の実施形態）
これまでは、差分標準偏差σｓｕｂに基づいて、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を事前に判定する例について説明した。これに対して、第３の実施形態において、判定部５は、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定結果に基づいて、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を事後的に判定する。 (Third embodiment)
Up to now, an example has been described in which the suitability of the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions is determined in advance based on the difference standard deviation σ sub . On the other hand, in the third embodiment, the determination unit 5 determines whether or not the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate based on the speckle contrast or sparkle contrast measurement results.

具体的には、判定部５は、２次元センサアレイ４の所定の画素領域で撮像された画像に基づいて測定されたスペックルコントラストまたはスパークルコントラストで表現される以下の数式（１）の値が、画素領域の画素数および光学系のＦナンバーと数式（１）の値との既知の対応関係に示される許容範囲内に収まる場合に、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定したときの画素領域の画素数および光学系３のＦナンバーが、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件として適切であると判定する。
数式（１）において、ＣＳ－Ｅは、測定されたスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの値である。ＣＳ－Ｃは、画素領域の画素数および光学系のＦナンバーと数式（１）の値との既知の対応関係において数式（１）の値を０（％）にする既知のスペックルコントラストまたはスパークルコントラストである。 Specifically, the determination unit 5 determines that the value of the following formula (1) expressed by speckle contrast or sparkle contrast measured based on an image captured in a predetermined pixel area of the two-dimensional sensor array 4 is , of the pixel area when speckle contrast or sparkle contrast is measured when it falls within the tolerance range shown by the known correspondence between the number of pixels in the pixel area, the F number of the optical system, and the value of formula (1). It is determined that the number of pixels and the F number of the optical system 3 are appropriate as conditions for measuring speckle contrast or sparkle contrast.
In formula (1), C SE is the measured speckle contrast or sparkle contrast value. CSC is the known speckle contrast or the known speckle contrast that makes the value of formula (1) 0 (%) in the known correspondence between the number of pixels in the pixel area, the F number of the optical system, and the value of formula (1). It is a sparkle contrast.

画素数および光学系のＦナンバーと数式（１）の値との既知の対応関係は、画素領域の画素数を横軸にとり、数式（１）の値を縦軸にとった場合に、横軸を基準として線対称な２つの曲線であって、画素領域の画素数の増加にしたがって縦軸０（％）に向かって収束する２つの曲線で囲まれる許容範囲内に、Ｆナンバーおよび画素数に応じて異なる数式（１）の複数の適正値が収まる関係であってもよい。なお、２つの曲線で囲まれ、かつ特定の画素数以上の領域を適正と設定することで、より統計誤差の少ないデータに絞り込むことができる。また、判定部５は、このような対応関係を判定のために予め記憶しておけばよい。 The known correspondence between the number of pixels, the F-number of the optical system, and the value of formula (1) is as follows: When the number of pixels in the pixel area is plotted on the horizontal axis and the value of formula (1) is plotted on the vertical axis, the horizontal axis The F number and the number of pixels are within a tolerance range surrounded by two curves that are line symmetrical with respect to , and converge toward 0 (%) on the vertical axis as the number of pixels in the pixel area increases. The relationship may be such that a plurality of appropriate values of formula (1) that are different depending on the relationship can be accommodated. Note that by setting an area surrounded by two curves and having a specific number of pixels or more as appropriate, it is possible to narrow down the data to data with fewer statistical errors. Moreover, the determination unit 5 may store such a correspondence relationship in advance for determination.

（動作例）
次に、第３の実施形態による光学測定装置１の動作例について説明する。図１４は、第３の実施形態による光学測定装置１の動作例を示すフローチャートである。 (Operation example)
Next, an example of the operation of the optical measuring device 1 according to the third embodiment will be described. FIG. 14 is a flowchart showing an example of the operation of the optical measuring device 1 according to the third embodiment.

まず、図１４に示すように、２次元センサアレイ４は、光学系３を介して被測定面２からの出射光Ｌを２次元センサアレイ面４１に結像させることで被測定面２を撮像する（ステップＳ２１）。 First, as shown in FIG. 14, the two-dimensional sensor array 4 images the surface to be measured 2 by focusing the emitted light L from the surface to be measured 2 on the two-dimensional sensor array surface 41 via the optical system 3. (Step S21).

被測定面２の撮像後、判定部５は、２次元センサアレイ面４１から所定の画素数の画素領域を選択し、選択された画素領域で撮像された画像を取得する（ステップＳ２２）。 After capturing the image of the surface to be measured 2, the determination unit 5 selects a pixel region with a predetermined number of pixels from the two-dimensional sensor array surface 41, and obtains an image captured in the selected pixel region (step S22).

画像が取得された後、測定部６は、取得された画像の放射輝度に基づいてスペックルコントラストＣＳ－Ｅを算出する（ステップＳ２３）。 After the image is acquired, the measuring unit 6 calculates the speckle contrast CSE based on the radiance of the acquired image (step S23).

スペックルコントラストＣＳ－Ｅが算出された後、判定部５は、算出されたスペックルコントラストＣＳ－Ｅと既知のＣＳ－Ｃとに基づいて数式（１）の値を算出する（ステップＳ２４）。 After the speckle contrast CSE is calculated, the determination unit 5 calculates the value of formula (1) based on the calculated speckle contrast CSE and the known CSC (step S24).

数式（１）の値を算出した後、判定部５は、算出された数式（１）の値が、画素領域の画素数および光学系のＦナンバーと数式（１）の値との既知の対応関係に示される許容範囲内に収まるか否かを判定する（ステップＳ２５）。 After calculating the value of formula (1), the determination unit 5 determines whether the calculated value of formula (1) corresponds to the known correspondence between the number of pixels in the pixel area, the F number of the optical system, and the value of formula (1). It is determined whether the value falls within the allowable range shown in the relationship (step S25).

算出された数式（１）の値が許容範囲内に収まる場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、判定部５は、スペックルコントラストＣＳ－Ｅを測定したときの画素領域の画素数および光学系３のＦナンバーが、スペックルコントラストの測定条件として適切であると判定する（ステップＳ２６）。 If the calculated value of formula (1) falls within the allowable range (step S25: Yes), the determination unit 5 determines the number of pixels in the pixel area and the optical system 3 when measuring the speckle contrast CSE. It is determined that the F number is appropriate as a speckle contrast measurement condition (step S26).

一方、算出された数式（１）の値が許容範囲内に収まらない場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、判定部５は、スペックルコントラストＣＳ－Ｅを測定したときの画素領域の画素数および光学系３のＦナンバーが、スペックルコントラストの測定条件として不適切であると判定する（ステップＳ２７）。 On the other hand, if the calculated value of formula (1) does not fall within the allowable range (step S25 : No), the determination unit 5 determines the number of pixels in the pixel area and the optical It is determined that the F number of system 3 is inappropriate as a speckle contrast measurement condition (step S27).

（実験例）
次に、第３の実施形態による光学測定装置１の実験例として、図７と同様の測定系を用いた画素領域の画素数および光学系のＦナンバーと数式（１）との対応関係の測定例について説明する。 (Experiment example)
Next, as an experimental example of the optical measuring device 1 according to the third embodiment, we will measure the correspondence between the number of pixels in the pixel area, the F number of the optical system, and formula (1) using the same measurement system as shown in FIG. Let's discuss an example.

本測定例においては、第１画像の輝度に基づくスペックルコントラストＣＳ－Ｅと、第２画像の輝度に基づくスペックルコントラストＣＳ－Ｅとを、画素数およびＦナンバーの条件を異ならせて複数通り算出し、算出された複数通りのスペックルコントラストＣＳ－Ｅのそれぞれに基づいて、数式（１）の値を複数通り算出した。 In this measurement example, the speckle contrast C SE based on the brightness of the first image and the speckle contrast C SE based on the brightness of the second image were set using different pixel count and F-number conditions. A plurality of calculations were performed, and a plurality of values of formula (1) were calculated based on each of the plurality of calculated speckle contrasts CSE .

本測定例における数式（１）の値の算出結果を図１５に示す。図１５には、スペックルコントラストＣＳ－Ｅに基づいて算出された数式（１）の値が、横軸を画素数、縦軸を数式（１）の値とした座標系上にドットとしてプロットされている。なお、図１５の脚注には、プロットされているドットに対応するＦナンバーおよび画像の種類が記載されている。例えば、「＃２．１－１」が付されたドットは、実効Ｆナンバーが２．１のときの第１画像に基づく数式（１）の値を示す。「＃３．０－２」が付されたドットは、実効Ｆナンバーが３．０のときの第２画像に基づく数式（１）の値を示す。 FIG. 15 shows the calculation result of the value of formula (1) in this measurement example. In Figure 15, the value of formula (1) calculated based on the speckle contrast C SE is plotted as dots on a coordinate system with the horizontal axis as the number of pixels and the vertical axis as the value of formula (1). has been done. Note that the footnote in FIG. 15 describes the F number and image type corresponding to the plotted dots. For example, a dot marked with "#2.1-1" indicates the value of formula (1) based on the first image when the effective F-number is 2.1. The dots marked with "#3.0-2" indicate the values of formula (1) based on the second image when the effective F-number is 3.0.

図１５に示すように、画素数および光学系のＦナンバーと数式（１）との対応関係は、画素数の増加にしたがって縦軸０（％）に向かって収束する２つの曲線（図１５の破線部参照）で囲まれる許容範囲内に、Ｆナンバーおよび画素数に応じて異なる数式（１）の複数の適正値が収まる関係であることが分かる。判定部５は、このような対応関係を用いて画素数およびＦナンバーの適否を判定することができる。 As shown in Figure 15, the correspondence between the number of pixels and the F-number of the optical system and formula (1) is expressed by two curves that converge toward 0 (%) on the vertical axis as the number of pixels increases (Figure 15). It can be seen that the relationship is such that a plurality of appropriate values of formula (1), which differ depending on the F number and the number of pixels, fall within the tolerance range surrounded by the broken line (see broken line). The determining unit 5 can determine whether the number of pixels and the F number are appropriate using such a correspondence relationship.

以上説明したように、第３の実施形態によれば、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定結果に基づいて、スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を適切に判定することができる。 As described above, according to the third embodiment, it is possible to appropriately determine whether or not the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate based on the speckle contrast or sparkle contrast measurement results.

なお、上述した複数の実施形態は、これらを適宜組み合わせて適用することも可能である。 Note that the plurality of embodiments described above can also be applied in appropriate combinations.

本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 Aspects of the present disclosure are not limited to the individual embodiments described above, and include various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present disclosure are not limited to the contents described above. That is, various additions, changes, and partial deletions are possible without departing from the conceptual idea and spirit of the present disclosure derived from the content defined in the claims and equivalents thereof.

１ 光学測定装置
７ 被測定面
４ ２次元センサアレイ
５ 判定部 1 Optical measurement device 7 Surface to be measured 4 Two-dimensional sensor array 5 Judgment section

Claims (19)

スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの被測定面からの出射光の画像を撮像するイメージセンサと、
前記イメージセンサの第１画素領域で撮像された第１画像と前記イメージセンサの第２画素領域で撮像された第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分の標準偏差に基づいて、前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を判定する判定部と、を備える光学測定装置。 an image sensor that captures an image of light emitted from a surface to be measured for speckle contrast or sparkle contrast;
Based on the standard deviation of the difference in radiance between corresponding pixels of the first image captured in the first pixel region of the image sensor and the second image captured in the second pixel region of the image sensor, An optical measurement device comprising: a determination unit that determines whether speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate. 前記第２画素領域は、前記第１画素領域に対して少なくとも部分的に位置が異なり、画素数が同じである、請求項１に記載の光学測定装置。 The optical measuring device according to claim 1, wherein the second pixel region is at least partially different in position from the first pixel region and has the same number of pixels. 前記判定部は、前記第１画像の放射輝度の標準偏差に対する前記差分の標準偏差の比に基づいて、前記測定条件の適否を判定する、請求項１または２に記載の光学測定装置。 The optical measurement device according to claim 1 or 2, wherein the determination unit determines whether the measurement conditions are appropriate based on a ratio of a standard deviation of the difference to a standard deviation of the radiance of the first image. 前記判定部は、前記第２画像の放射輝度の標準偏差に対する前記差分の標準偏差の比に基づいて、前記測定条件の適否を判定する、請求項１または２に記載の光学測定装置。 The optical measurement device according to claim 1 or 2, wherein the determination unit determines whether the measurement conditions are appropriate based on a ratio of a standard deviation of the difference to a standard deviation of the radiance of the second image. 前記判定部は、前記第１画像の放射輝度の標準偏差と前記第２画像の放射輝度の標準偏差との平均値に対する前記差分の標準偏差の比に基づいて、前記測定条件の適否を判定する、請求項１または２に記載の光学測定装置。 The determination unit determines whether the measurement conditions are appropriate based on a ratio of the standard deviation of the difference to the average value of the standard deviation of the radiance of the first image and the standard deviation of the radiance of the second image. , an optical measuring device according to claim 1 or 2. 前記第１画像と前記第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分は、前記第１画像の放射輝度の平均値と前記第２画像の放射輝度の平均値とが揃うように補正された補正後の第１画像の放射輝度と補正後の第２画像の放射輝度との差分である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学測定装置。 The difference in radiance between corresponding pixels in the first image and the second image is corrected so that the average value of the radiance of the first image and the average value of the radiance of the second image are equal. The optical measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the difference is the radiance of the first image after correction and the radiance of the second image after correction. 前記差分の標準偏差は、前記第１画像の放射輝度の標準偏差と前記第２画像の放射輝度の標準偏差との二乗和平方根である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学測定装置。 The optical system according to any one of claims 1 to 6, wherein the standard deviation of the difference is the square root of the sum of squares of the standard deviation of the radiance of the first image and the standard deviation of the radiance of the second image. measuring device. 前記第１画像と前記第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分は、前記第１画像の放射輝度の平均値と前記第２画像の放射輝度の平均値とが揃うように補正された補正後の第１画像の放射輝度と補正後の第２画像の放射輝度との差分であり、
前記判定部は、前記補正後の第１画像の放射輝度および前記補正後の第２画像の放射輝度に基づく前記差分の標準偏差の比が所定値である場合に、前記所定値が得られたときの前記第１画素領域および前記第２画素領域の画素数が、前記測定条件としての前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画素数として適切であると判定する、請求項３乃至５に記載の光学測定装置。 The difference in radiance between corresponding pixels in the first image and the second image is corrected so that the average value of the radiance of the first image and the average value of the radiance of the second image are equal. is the difference between the radiance of the first image after correction and the radiance of the second image after correction,
The determination unit determines that the predetermined value has been obtained when the ratio of the standard deviation of the difference based on the radiance of the corrected first image and the radiance of the corrected second image is a predetermined value. Claims 3 to 5, wherein the number of pixels in the first pixel area and the second pixel area is determined to be appropriate as the number of pixels used for measuring the speckle contrast or sparkle contrast as the measurement condition. The optical measuring device described. 前記差分の標準偏差の比の所定値は、２１／２である、請求項８に記載の光学測定装置。 The optical measuring device according to claim 8, wherein the predetermined value of the ratio of standard deviations of the differences is 2 1/2 . 前記第１画素領域および前記第２画素領域の画素数は、前記第１画像の放射輝度の平均値と前記第２画像の放射輝度の平均値とが揃っている場合に前記差分の標準偏差の比を所定値にするような既知の画素数であり、
前記判定部は、前記差分の標準偏差の比が前記所定値と異なる場合に、前記所定値と異なる差分の標準偏差の比が得られたときの前記第１画像の放射輝度の平均値および前記第２画像の放射輝度の平均値が、前記測定条件としての前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定に用いる画像の放射輝度の平均値として適切でないと判定する、請求項３乃至５に記載の光学測定装置。 The number of pixels in the first pixel area and the second pixel area is determined by the standard deviation of the difference when the average value of the radiance of the first image and the average value of the radiance of the second image are the same. It is a known number of pixels that makes the ratio a predetermined value,
When the ratio of the standard deviation of the difference is different from the predetermined value, the determination unit determines the average value of the radiance of the first image and the 6. The optical system according to claim 3, wherein the average value of the radiance of the second image is determined to be inappropriate as the average value of the radiance of the image used for measuring the speckle contrast or sparkle contrast as the measurement condition. measuring device. 前記第１画素領域と前記第２画素領域との対応する画素同士は、少なくともスペックルパターンまたはスパークルパターンの平均サイズの３倍以上離れている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光学測定装置。 11. Corresponding pixels in the first pixel region and the second pixel region are separated from each other by at least three times or more the average size of a speckle pattern or a sparkle pattern, according to any one of claims 1 to 10. Optical measurement equipment. 前記被測定面は、防眩層を有する表示装置における前記防眩層の出射面である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学測定装置。 The optical measuring device according to any one of claims 1 to 11, wherein the surface to be measured is an output surface of the anti-glare layer in a display device having an anti-glare layer. 前記被測定面は、表示装置における画素マトリクス面である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学測定装置。 The optical measuring device according to any one of claims 1 to 11, wherein the surface to be measured is a pixel matrix surface in a display device. 前記被測定面は、バックライト装置の出射面である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学測定装置。 The optical measuring device according to any one of claims 1 to 11, wherein the surface to be measured is an exit surface of a backlight device. 前記被測定面は、プロジェクタから出射された光を投射するスクリーンの出射面である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学測定装置。 The optical measuring device according to any one of claims 1 to 11, wherein the surface to be measured is an exit surface of a screen onto which light emitted from a projector is projected. 適切と判定された測定条件にしたがってスペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定する測定部を備える、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の光学測定装置。 The optical measuring device according to any one of claims 1 to 15, comprising a measuring section that measures speckle contrast or sparkle contrast according to measurement conditions determined to be appropriate. スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの被測定面からの出射光を結像させる光学系と、
前記出射光が結像され、前記出射光の画像を撮像するイメージセンサと、
前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記イメージセンサの所定の画素領域で撮像された画像に基づいて測定されたスペックルコントラストまたはスパークルコントラストで表現される以下の数式（１）の値が、画素領域の画素数および光学系のＦナンバーと数式（１）の値との既知の対応関係に示される許容範囲内に収まる場合に、前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストを測定したときの前記画素領域の画素数および前記光学系のＦナンバーが、前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件として適切であると判定する、光学測定装置。
但し、ＣＳ－Ｅは、測定されたスペックルコントラストまたはスパークルコントラストの値であり、ＣＳ－Ｃは、前記対応関係において数式（１）の値を０（％）にする既知のスペックルコントラストまたはスパークルコントラストである。 an optical system that forms an image of light emitted from a surface to be measured with speckle contrast or sparkle contrast;
an image sensor on which the emitted light is imaged and captures an image of the emitted light;
a determination unit that determines whether the speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions are appropriate;
The determination unit determines that the value of the following formula (1) expressed by speckle contrast or sparkle contrast measured based on an image captured in a predetermined pixel area of the image sensor is the number of pixels in the pixel area and The number of pixels in the pixel region and the optical system when the speckle contrast or sparkle contrast is measured, when the speckle contrast or sparkle contrast falls within the tolerance range shown in the known correspondence between the F number of the optical system and the value of formula (1). An optical measurement device that determines that the F number of the system is appropriate as a measurement condition for the speckle contrast or sparkle contrast.
However, C SE is the value of the measured speckle contrast or sparkle contrast, and C SC is the known speckle contrast that makes the value of formula (1) 0 (%) in the above correspondence relationship. Or sparkle contrast. 前記対応関係は、前記画素領域の画素数を横軸にとり、数式（１）の値を縦軸にとった場合に、横軸を基準として線対称な２つの曲線であって、前記画素領域の画素数の増加にしたがって縦軸０（％）に向かって収束する２つの曲線で囲まれる前記許容範囲内に、Ｆナンバーおよび画素数に応じて異なる数式（１）の複数の適正値が収まっている関係である、請求項１７に記載の光学測定装置。 The correspondence relationship is two curves that are line symmetrical with respect to the horizontal axis when the horizontal axis is the number of pixels in the pixel area and the value of formula (1) is the vertical axis, and Multiple appropriate values of formula (1), which vary depending on the F number and the number of pixels, fall within the tolerance range surrounded by two curves that converge toward 0 (%) on the vertical axis as the number of pixels increases. The optical measurement device according to claim 17, wherein the relationship is as follows. スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの被測定面からの出射光の画像をイメージセンサで撮像し、
前記イメージセンサの第１画素領域で撮像された第１画像と前記イメージセンサの第２画素領域で撮像された第２画像との対応する画素同士の放射輝度の差分の標準偏差に基づいて、前記スペックルコントラストまたはスパークルコントラストの測定条件の適否を判定する、光学測定方法。 An image of the light emitted from the surface to be measured for speckle contrast or sparkle contrast is captured by an image sensor,
Based on the standard deviation of the difference in radiance between corresponding pixels of the first image captured in the first pixel region of the image sensor and the second image captured in the second pixel region of the image sensor, An optical measurement method that determines the suitability of speckle contrast or sparkle contrast measurement conditions.
JP2020074893A 2020-04-20 2020-04-20 Optical measuring device and optical measuring method Active JP7413907B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020074893A JP7413907B2 (en) 2020-04-20 2020-04-20 Optical measuring device and optical measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020074893A JP7413907B2 (en) 2020-04-20 2020-04-20 Optical measuring device and optical measuring method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021173545A JP2021173545A (en) 2021-11-01
JP7413907B2 true JP7413907B2 (en) 2024-01-16

Family

ID=78281504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020074893A Active JP7413907B2 (en) 2020-04-20 2020-04-20 Optical measuring device and optical measuring method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7413907B2 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000304648A (en) 1999-02-19 2000-11-02 Dainippon Printing Co Ltd Method and device for quantiative evaluation of surface glare, and glare shield film and its manufacture
JP2001108628A (en) 1999-10-12 2001-04-20 Dainippon Printing Co Ltd Method and apparatus for inspecting cyclic pattern
JP2004053477A (en) 2002-07-22 2004-02-19 Dainippon Printing Co Ltd Color irregularity inspecting method and apparatus
JP2004117290A (en) 2002-09-27 2004-04-15 Dainippon Printing Co Ltd Periodic pattern inspection method and apparatus
JP2005114500A (en) 2003-10-07 2005-04-28 Dainippon Printing Co Ltd Method and instrument for measuring nonuniformity in optical characteristics, and product quality determination device using the same
JP2006208084A (en) 2005-01-26 2006-08-10 Toppan Printing Co Ltd Inspection device for irregularities in cyclic pattern
JP2006215211A (en) 2005-02-02 2006-08-17 Seiko Epson Corp Method, device, and program for inspecting optical panel, and recording medium
JP2007071723A (en) 2005-09-07 2007-03-22 Seiko Epson Corp Method and instrument for measuring glaring in display
JP2009036582A (en) 2007-07-31 2009-02-19 Toshiba Corp Inspection method, inspection device and inspection program of plane display panel
JP2016057227A (en) 2014-09-11 2016-04-21 大日本印刷株式会社 Glare quantitative evaluation method
US20180060639A1 (en) 2016-08-24 2018-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method using optical speckle

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000304648A (en) 1999-02-19 2000-11-02 Dainippon Printing Co Ltd Method and device for quantiative evaluation of surface glare, and glare shield film and its manufacture
JP2001108628A (en) 1999-10-12 2001-04-20 Dainippon Printing Co Ltd Method and apparatus for inspecting cyclic pattern
JP2004053477A (en) 2002-07-22 2004-02-19 Dainippon Printing Co Ltd Color irregularity inspecting method and apparatus
JP2004117290A (en) 2002-09-27 2004-04-15 Dainippon Printing Co Ltd Periodic pattern inspection method and apparatus
JP2005114500A (en) 2003-10-07 2005-04-28 Dainippon Printing Co Ltd Method and instrument for measuring nonuniformity in optical characteristics, and product quality determination device using the same
JP2006208084A (en) 2005-01-26 2006-08-10 Toppan Printing Co Ltd Inspection device for irregularities in cyclic pattern
JP2006215211A (en) 2005-02-02 2006-08-17 Seiko Epson Corp Method, device, and program for inspecting optical panel, and recording medium
JP2007071723A (en) 2005-09-07 2007-03-22 Seiko Epson Corp Method and instrument for measuring glaring in display
JP2009036582A (en) 2007-07-31 2009-02-19 Toshiba Corp Inspection method, inspection device and inspection program of plane display panel
JP2016057227A (en) 2014-09-11 2016-04-21 大日本印刷株式会社 Glare quantitative evaluation method
US20180060639A1 (en) 2016-08-24 2018-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method using optical speckle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021173545A (en) 2021-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8777424B2 (en) Projection display having kohler illumination of projection lenses
TWI484283B (en) Image measurement method, image measurement apparatus and image inspection apparatus
CN113469918B (en) Method and device for calibrating exposure surface of optical system, computer equipment and storage medium
US11002534B2 (en) Patterned light projection apparatus and method
JP2024056780A (en) Optical measurement device and optical measurement method
JP2013113696A (en) Displacement measuring method and displacement measuring apparatus
JP7413907B2 (en) Optical measuring device and optical measuring method
JP2015119344A (en) Device for measuring sensitivity distribution of imaging element and its control method, and calibration device of image display device and its control method
JP2015212772A (en) Range-finding device, imaging apparatus, range-finding method, and range-finding parameter calculation method
Deng et al. Color speckle assessment for laser projection systems based on human speckle perception
JP2018204976A (en) Distance measuring apparatus, distance measuring method, and imaging apparatus
JP2014215436A (en) Image-capturing device, and control method and control program therefor
TWI385369B (en) Measurement method and display
US11037316B2 (en) Parallax calculation apparatus, parallax calculation method, and control program of parallax calculation apparatus
JP2014241580A (en) Imaging apparatus
JP6748563B2 (en) Stereoscopic image measuring device and stereoscopic image measuring method
CN110389020B (en) Detection method of spatial light modulator
CN110268321B (en) Projection display device, control method, and storage medium storing control program
JP2009236621A (en) Glare evaluating method and glare evaluating device of glare-proof film
TWI838518B (en) Optical measurement device and optical measurement method
TWI532026B (en) Image beightness adjusting method, object tracking method and object tracking apparatus
JP7194365B2 (en) Glare contrast correction method, comparison method and comparison device, electronic display manufacturing method, and antiglare layer manufacturing method
Xu et al. Speckle characterization in laser projector display
US20230152162A1 (en) Method and optical system for characterizing displays
TW201310422A (en) Light uniform apparatus and method for uniformizing light beam

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231211

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7413907

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150