JP2002122513A - 表示特性測定装置 - Google Patents

表示特性測定装置

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JP2002122513A
JP2002122513A JP2000317466A JP2000317466A JP2002122513A JP 2002122513 A JP2002122513 A JP 2002122513A JP 2000317466 A JP2000317466 A JP 2000317466A JP 2000317466 A JP2000317466 A JP 2000317466A JP 2002122513 A JP2002122513 A JP 2002122513A
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JP2000317466A
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Takashi Tsuneoka
敬司 常岡
Yoshinari Takayanagi
良成 高柳
Naomichi Senda
直道 千田
Shinji Aizawa
信二 相澤
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Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1台の測定器で例えば液晶ディスプレイを用
いた製品の調整検査工程における重要な管理項目である
色度、輝度、コントラスト、フリッカなどを効率よく測
定できる表示特性測定装置を実現すること。 【解決手段】 測定対象物が発生する光の量を電気信号
に変換する少なくとも1つの光電変換手段と、該光電変
換手段の出力信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段の
出力から直流成分の信号を検出する直流成分検出手段
と、前記増幅手段の出力から特定周波数成分の信号を検
出する交流成分検出手段と、これら直流成分検出信号と
交流成分検出信号とを表示する表示手段、とを含むこと
を特徴とする表示特性測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は表示特性測定装置に
関し、詳しくは、CRTや液晶表示器のような表示素子
の表示特性を測定する装置に関するものであり、特に、
これら表示素子や表示素子を用いた製品の生産ラインで
の調整や検査に用いる光学測定器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、液晶ディスプレイや液晶ディス
プレイを用いた製品の調整検査工程において、ディスプ
レイの色度、輝度、コントラスト、フリッカは重要な管
理項目であり、各種の測定装置が実用化されている。
【0003】図2は、色度と輝度を測定する色彩計の一
例を示すブロック図である。図において、10は光源か
らの入射光を拡散する拡散板、20はx2,y,zより
なる光学フィルタ、30はこれらの光学フィルタと対に
なって用いられるフォトダイオードで、光学フィルタ2
0とフォトダイオード30とでそれぞれ光電センサが構
成されている。40は電流/電圧変換用の増幅器、50
はスキャナである。光学フィルタ20とフォトダイオー
ド30よりなる光電センサはそれぞれ増幅器40を介し
てスキャナ50に接続されている。60はA/D変換
器、70はマイクロプロセッサ、71は不揮発性のメモ
リ、80は表示部、90はキーを示すものである。スキ
ャナ50はマイクロプロセッサ70によってその開閉が
制御される。
【0004】このような構成において、光源からの入射
光は拡散板10によって三刺激値を検出する各フォトダ
イオード30に分配される。フォトダイオード30の前
面にはそれぞれ光学フイルタ20が配置されている。こ
れにより、総合的な相対分光応答度がCIE(Commissi
on Internationale de l'Eclairage:国際照明委員
会)に規定される等色関数に近似されるようになってい
る。各フォトダイオード30の出力は増幅器40により
それぞれ適当な電圧に増幅され、その増幅出力はスキャ
ナ50に入力される。スキャナ50では3個の増幅器4
0が出力する電圧を順次切替え、A/D変換器60に入
力されてディジタル信号に変換される。マイクロプロセ
ッサ70では各フォトダイオード30の出力を基に三刺
激値X,Y,Z,色度座標,あるいは相関色温度等を計
算により求め、求めた結果を表示器80で表示させる。
【0005】A/D変換器60で測定した各光電センサ
から得られる三刺激値X,Y,Zはマイクロプロセッサ
70の制御の基にメモリ71に書き込まれ、マイクロプ
ロセッサ70はその三刺激値X,Y,Zを基にして色度
座標(x,y)を次式により計算する。 x=X/(X+Y+Z)・・(1) y=Y/(X+Y+Z)・・(2) z=Z/(X+Y+Z)・・(3)
【0006】しかし、図2の色彩計では、色度、輝度の
測定時に表示値を安定させるためディスプレイのリフレ
ッシュの影響を受けないようにする必要があり、センサ
がフリッカ周波数に応答しないように設計されているこ
とから、フリッカは測定できないという問題点がある。
【0007】また、図2の測定器では輝度を測定できる
が、白画面の輝度と黒画面の輝度の比であるコントラス
トを直接表示できるようにはなっていない。従って、コ
ントラスト比を求める場合には、ディスプレイに白を表
示した場合の輝度と黒を表示した場合の輝度を紙などに
記録するかあるいはPCなどにデータを転送して後で別に
演算しなければならない。
【0008】図3はフリッカ量測定器の従来例を示すブ
ロック図であり、LCD画面(図示せず)のフリッカを
調整するために使用されるものである。このフリッカ量
測定器は、光電センサ部100と本体200とで構成さ
れている。光電センサ部100は測定対象物であるLC
D画面上に載せられ、LCD画面から発生する光を電気
信号に変換する変換器として働き、LCD画面上のフリ
ッカ量を電圧変動量に変換する。この変換された電気信
号は本体200と電気的に接続される。
【0009】本体200は増幅部211を備えていて、
光電センサ部100からの電圧変動量がこの増幅部21
1によって増幅される。この増幅された信号がフィルタ
部213に供給される。このフィルタ部213は、25
Hz〜30Hzの周波数範囲の信号を通過させる特性を
もつバントパスフィルタである。フィルタ部213は、
増幅部211の出力信号から、人間がフリッカとして認
識できる30Hz前後の周波数の電圧変動量のみを取り
出す。このフィルタ部213は光電センサ部100の出
力信号から所定の周波数成分のみを検出する共振器とし
て作用する。
【0010】フィルタ部213の出力信号は増幅・直流
変換部212によって直流信号に変換された後、モニタ
部214に供給される。このモニタ部214は、フィル
タ部(共振器)213の出力信号の変動量をアナログ値
として指示するメータとして動作する。
【0011】LCD画面のフリッカ調整作業者は、この
モニタ部214をみながら、LCDフリッカ調整装置
(図示せず)のボリューム(図示せず)を回し、モニタ
部214の指針の振れが最小値を示したとき、フリッカ
調整の完了とみなす。
【0012】図3のフリッカ量測定器を用いることによ
り、検査対象のディスプレイのフリッカ量を調整するこ
とはできるが、ここで得られたフリッカ量を他の輝度の
異なるディスプレイとの比較に用いることはできない。
これは、輝度の異なるフリッカは輝度で規格化してフリ
ッカ比としなければ視感と対応しないからであり、図3
のフリッカ量測定器を用いてフリッカ比を求めるために
は別に輝度を測定する測定器が必要になる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
点に着目したものであり、その目的は、1台の測定器で
例えば液晶ディスプレイを用いた製品の調整検査工程に
おける重要な管理項目である色度、輝度、コントラス
ト、フリッカなどを効率よく測定できる表示特性測定装
置を実現することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る請求項1の発明は、測定対象物が発生する光の量を電
気信号に変換する少なくとも1つの光電変換手段と、該
光電変換手段の出力信号を増幅する増幅手段と、該増幅
手段の出力から直流成分の信号を検出する直流成分検出
手段と、前記増幅手段の出力から特定周波数成分の信号
を検出する交流成分検出手段と、これら直流成分検出信
号と交流成分検出信号とを表示する表示手段、とを含む
ことを特徴とする表示特性測定装置である。
【0015】これにより、輝度や照度に関連する直流成
分とフリッカに関連する特定周波数成分とを個別に表示
できる。
【0016】請求項2の発明は、請求項1記載の表示特
性測定装置において、前記光電変換手段の分光応答度が
人間の眼の分光感度に相当する標準比視感応答に近似す
ることを特徴とする。
【0017】これにより、人間の眼に近い状態で輝度を
測定表示できる。
【0018】請求項3の発明は、請求項1記載の表示特
性測定装置において、複数の光電変換手段を備え、各光
電変換手段は、CIEに規定される等色関数に近似する
異なった分光応答度を有することを特徴とする。
【0019】これにより、色度を測定表示できる。
【0020】請求項4の発明は、請求項1から請求項3
のいずれかに記載の表示特性測定装置において、前記直
流成分検出信号と交流成分検出信号との比率を表示する
ことを特徴とする。
【0021】これにより、フリッカ比を測定表示でき、
輝度の異なる被測定物間の比較が容易になる。
【0022】請求項5の発明は、請求項1から請求項4
のいずれかに記載の表示特性測定装置において、前記交
流成分検出手段として、少なくとも中心周波数および周
波数帯域幅のいずれかが外部からの制御可能な電気的フ
ィルタを備えていることを特徴とする。
【0023】これにより、電気的フィルタの特性を制御
することで、種々のフレーム周波数を有する表示装置の
フリッカ成分の測定が行える。
【0024】請求項6の発明は、測定対象物が発生する
光の量を電気信号に変換する少なくとも1つの光電変換
手段と、前記測定対象物の最高輝度状態と最低輝度状態
における光電変換手段の出力信号のいずれかを格納する
格納手段と、該格納手段に格納された光電変換手段の出
力信号を用いて最高輝度状態と最低輝度状態の比率を演
算する演算手段、とを含むことを特徴とする表示特性測
定装置である。
【0025】これにより、表示装置のコントラスト測定
にあたり、中間操作を伴うことなく直接測定表示でき
る。
【0026】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の一例
を示すブロック図であり、図3と共通する部分には同一
の符号を付けている。図1において、10は光源からの
入射光を拡散する拡散板、20はX,Y,Zよりなる光
学フィルタ、30はこれらの光学フィルタと対になって
用いられるフォトダイオードで、光学フィルタ20とフ
ォトダイオード30とでそれぞれ光電センサが構成され
ている。40は電流電圧変換用の増幅器である。これら
拡散板10、光学フィルタ20、フォトダイオード30
および増幅器40により、受光部Aを構成している。
【0027】310はマルチプレクサである。増幅器4
0はローパスフィルタ320を介してマルチプレクサ3
10に接続されている。また、Yの光電センサの出力は
増幅器40を経由して電圧出力に変換された後、可変バ
ンドパスフィルタ330と交流直流変換器340を介し
てマルチプレクサ310に接続されている。350はA
/D変換器、360はマイクロプロセッサ、361はメ
モリ、370は表示部、380は操作部である。マルチ
プレクサ310はマイクロプロセッサ360によってそ
の開閉が制御される。これらマルチプレクサ310、ロ
ーパスフィルタ320、可変バンドパスフィルタ33
0、交流直流変換器340、A/D変換器350、マイ
クロプロセッサ360、表示部370および操作部38
0により、本体部Bを構成している。
【0028】このような構成において、光源からの入射
光は拡散板10によって三刺激値を検出する各フォトダ
イオード30に分配される。フォトダイオード30の前
面にはそれぞれ光学フイルタ20が配置されている。こ
れにより、各光学フィルタとフォトダイオードの対の総
合的な相対分光応答度が等色関数の一つに近似されるよ
うになっている。
【0029】各フォトダイオード30の出力は電流電圧
増幅器40によりそれぞれ適当な電圧に増幅され、その
増幅出力は低周波通過フィルタ320でほぼ直流成分の
みが取り出されマルチプレクサ310に入力される。ま
た、Yのフォトダイオードの出力は増幅器40を経由し
て電圧出力41に変換され、可変帯域通過フィルタ33
0で特定の周波数帯域の交流信号のみが分離され、交流
直流変換器340で交流信号の電力に比例した直流電圧
に変換された後、マルチプレクサ310に入力される。
【0030】可変帯域通過フィルタ330の通過帯域幅
と中心周波数はマイクロプロセッサ360からの制御信
号により可変できる。マルチプレクサ310はローパス
フィルタ320から出力される3個の増幅器40の出力
電圧321,322,323と交流直流変換器340が
出力する電圧324とを順次切替えてA/D変換器35
0に入力し、A/D変換器350はこれらの電圧をディ
ジタル信号に変換する。
【0031】マイクロプロセッサ360はA/D変換器
90から得られたディジタルデータを基に輝度、色度、
フリッカ率、コントラストを算出し、これら算出結果を
表示器370に表示する。以下に各測定値の計算方法を
示す。
【0032】<輝度値>Yの光電センサの出力は、被測
定物の輝度に比例するように設計されている。そこで、
増幅器40の出力電圧322をA/D変換して得られた
ディジタルデータにあらかじめ装置に設定されている係
数を乗ずることによって輝度値として表示する。
【0033】<色度>電圧321、322,323の出
力をA/D変換して得られたディジタルデータにあらか
じめ装置に設定されている係数を用いて一次変換するこ
とにより三刺激値X,Y,Zを求めて表示する。また、
色度座標(x,y)は次式により計算し、表示する。 x=X/(X+Y+Z)・・(1) y=Y/(X+Y+Z)・・(2)
【0034】<フリッカ率>フリッカ率は、Y信号の直
流分に対する交流分の比となる。そこで、交流直流変換
器340が出力する電圧324をA/D変換して得られ
たディジタルデータを、電圧出力41(322)をA/
D変換して得られたディジタルデータで除算して%また
はdBで表示する。
【0035】<コントラスト>コントラストは、測定対
象物の白表示と黒表示の輝度の比となる。そこで、測定
作業者は次のような手順によって装置を操作する。作業
者はまず被測定対象物に白表示を行い、本装置の操作部
380から白測定の操作を行う。装置内ではその時の電
圧出力41(322)をA/D変換し、得られたディジ
タルデータ(例えばVw)をCPU360に接続された
メモリ361に保持する。次に作業者は被測定対象物に
黒表示を行い、本装置の操作部380から黒測定の操作
を行う。装置内ではその時の電圧出力41(322)を
A/D変換し、得られたディジタルデータ(例えばV
b)で先ほどメモリ361に保持した白表示時の電圧出
力Vwを除算してコントラストとして表示する。このと
き、操作者が意識的に白表示または黒表示のデータ取り
込みを装置に指示することもできるが、白表示、黒表示
のデータをそれぞれ意識せずに取り込み(この時の電圧
値を例えばV1、V2とする)、装置側でV1、V2の
大きい方をVw、小さい方をVbとして自動的にコント
ラストVw/Vbを計算、表示することもできる。
【0036】また、被測定対象物の固体ごとに、前述の
輝度、色度、コントラスト、フリッカ率をセットでメモ
リに保持することができる。
【0037】このように、本発明によれば、フリッカの
測定にあたり、絶対量ではなくフリッカ比で表示できる
ので、異なった輝度の被測定物においてもフリッカの比
較が容易にできる。そして、従来のように輝度計を別に
用意する必要がない。
【0038】表示装置によっては、フリッカに輝度依存
性がある場合があるが、そのような場合でもフリッカ率
を測定に用いることによってより正確なフリッカ調整が
可能になる。
【0039】コントラストの直接表示が可能なため、従
来のような記録紙への転記やパソコンへのデータ取り込
みを行う必要はない。
【0040】また、表示器の光学特性で重要な輝度、色
度、コントラスト、フリッカの従来の測定では、複数の
測定器が必要だったが、本発明の装置によれば1台で調
整・検査が可能である。
【0041】さらに、フリッカ成分を分離する電気フィ
ルタの特性がCPUにより制御できるので、異なったフレ
ーム周波数をもつパネルを生産する場合にも検査調整の
完全自動化が可能になる。
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1台の測定器で例えば液晶ディスプレイを用いた製品の
調整検査工程における重要な管理項目である色度、輝
度、コントラスト、フリッカなどを効率よく測定できる
表示特性測定装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく表示特性測定装置のブロック図
である。
【図2】従来の表示特性測定装置の一例を示すブロック
図である。
【図3】従来の表示特性測定装置の他の例を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
A 受光部 B 本体部 10 拡散板 20 光学フィルタ 30 フォトダイオード 40 電流電圧変換増幅器 310 マルチプレクサ 320 低域通過フィルタ 330 可変帯域通過フィルタ 340 交流直流変換器 350 A/D変換器 360 マイクロプロセッサ(CPU) 370 表示器 380 操作部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相澤 信二 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 エムアンドシー株式会社内 Fターム(参考) 2G020 AA08 DA02 DA13 DA52 DA66 2G086 EE10 2H088 FA11 HA06 MA20

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定対象物が発生する光の量を電気信号に
    変換する少なくとも1つの光電変換手段と、 該光電変換手段の出力信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段の出力から直流成分の信号を検出する直流成
    分検出手段と、 前記増幅手段の出力から特定周波数成分の信号を検出す
    る交流成分検出手段と、 これら直流成分検出信号と交流成分検出信号とを表示す
    る表示手段、とを含むことを特徴とする表示特性測定装
    置。
  2. 【請求項2】前記光電変換手段の分光応答度が人間の眼
    の分光感度に相当する標準比視感応答に近似することを
    特徴とする請求項1記載の表示特性測定装置。
  3. 【請求項3】複数の光電変換手段を備え、各光電変換手
    段は、CIEに規定される等色関数に近似する異なった
    分光応答度を有することを特徴とする請求項1記載の表
    示特性測定装置。
  4. 【請求項4】前記直流成分検出信号と交流成分検出信号
    との比率を表示することを特徴とする請求項1から請求
    項3のいずれかに記載の表示特性測定装置。
  5. 【請求項5】前記交流成分検出手段として、少なくとも
    中心周波数および周波数帯域幅のいずれかが外部からの
    制御可能な電気的フィルタを備えていることを特徴とす
    る請求項1から請求項4のいずれかに記載の表示特性測
    定装置。
  6. 【請求項6】測定対象物が発生する光の量を電気信号に
    変換する少なくとも1つの光電変換手段と、 前記測定対象物の最高輝度状態と最低輝度状態における
    光電変換手段の出力信号のいずれかを格納する格納手段
    と、 該格納手段に格納された光電変換手段の出力信号を用い
    て最高輝度状態と最低輝度状態の比率を演算する演算手
    段、 とを含むことを特徴とする表示特性測定装置。
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Cited By (3)

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