JP2005214806A - Light measurement instrument, lighting system, and evaluation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光測定装置、照明装置、および、評価システムに関し、特に、表示装置を評価する環境における光分布を測定する光測定装置、表示装置を評価する環境における光分布を再現する照明装置、および、表示装置を評価する評価システムに関する。 The present invention relates to a light measurement device, a lighting device, and an evaluation system, and in particular, a light measurement device that measures light distribution in an environment for evaluating a display device, a lighting device that reproduces light distribution in an environment for evaluating a display device, The present invention also relates to an evaluation system for evaluating a display device.
表示装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話、デジタルスチルカメラなどのさまざまな電子機器に用いられ、室内および室外を問わず、さまざまな環境において利用されている。たとえば、室内においては、事務所や教室などのように照明装置が天井に設置された一般的な環境や、ホテルのロビーなどのように間接光やスポット光源が設置された特殊な環境にて、表示装置が利用される。また、室外においては、太陽光が遮られずに十分に明るい環境や、建物などにより太陽光が遮られて暗くなった環境にて、表示装置が利用される。このように、表示装置は、さまざまな光の環境において利用され、たとえば、表面反射などのフレアに影響によって画像特性が劣化する場合がある。 Display devices are used in various electronic devices such as personal computers, mobile phones, and digital still cameras, and are used in various environments, both indoors and outdoors. For example, indoors, in general environments where lighting devices are installed on the ceiling, such as offices and classrooms, and in special environments where indirect light and spot light sources are installed, such as hotel lobbies, A display device is used. In addition, outside the room, the display device is used in an environment that is sufficiently bright without being blocked by sunlight, or in an environment where the sunlight is blocked and darkened by a building or the like. As described above, the display device is used in various light environments, and image characteristics may be deteriorated due to, for example, flare such as surface reflection.
特に、携帯電話のような携帯端末に搭載されている表示装置は、反射型の液晶表示装置や、反射型と透過型とを併用する併用型の液晶表示装置を使用する場合が多く、外部の光を利用するため、利用する際の光環境が画像特性へ大きな影響を与えている。 In particular, a display device mounted on a portable terminal such as a mobile phone often uses a reflective liquid crystal display device or a combined liquid crystal display device that uses both a reflective type and a transmissive type. Since light is used, the light environment at the time of use has a great influence on the image characteristics.
このため、反射型や併用型の液晶表示装置などの表示装置は、点光源、全拡散光源、部分拡散光源、リング光源などのさまざまな光源を用いて、画像特性が評価されている(たとえば、非特許文献1参照)。
しかしながら、表示装置が実際に利用される光環境は、点光源、全拡散光源、部分拡散光源、リング光源などの光源を用いる場合と異なり、さまざまな方向から光が入射し、周囲の物体などの影響を受けている。このため、点光源、全拡散光源、部分拡散光源、リング光源などによる光環境での評価結果が、実際に利用される光環境での評価結果と異なる場合があり、表示装置の実用上の画像特性を把握することは困難であった。 However, the light environment in which the display device is actually used differs from the case of using a light source such as a point light source, a fully diffusing light source, a partially diffusing light source, or a ring light source. Is affected. For this reason, the evaluation result in the light environment by the point light source, the total diffusion light source, the partial diffusion light source, the ring light source, etc. may be different from the evaluation result in the actually used light environment. It was difficult to grasp the characteristics.
そこで、積分型の照度計を用いて実環境の光分布の測定を行い、実際に表示装置が利用される光環境を再現することを試みたが、積分型の照度計は、受光部に入射する光のすべてを積分したエネルギー量を測定するため、さまざまな方向から入射する光を正確に測定できず、光分布を測定することは困難であった。 Therefore, we measured the light distribution in the real environment using an integral illuminometer and tried to reproduce the light environment where the display device was actually used. However, the integral illuminometer entered the light receiving part. In order to measure the amount of energy obtained by integrating all of the light to be transmitted, it is difficult to accurately measure the light incident from various directions, and it is difficult to measure the light distribution.
このように、従来においては、実環境の光分布を容易に測定することができないために、実環境における光分布を再現できず、実環境における表示装置の画像特性を把握することが困難となっていた。このため、表示装置の画像特性を向上させることが容易ではなかった。 Thus, conventionally, since the light distribution in the real environment cannot be easily measured, the light distribution in the real environment cannot be reproduced, and it becomes difficult to grasp the image characteristics of the display device in the real environment. It was. For this reason, it is not easy to improve the image characteristics of the display device.
したがって、本発明は、実環境の光分布を容易に測定し再現することができ、表示装置の画像特性などを評価することを容易にする光測定装置、照明装置、および、評価システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a light measurement device, a lighting device, and an evaluation system that can easily measure and reproduce a light distribution in a real environment and easily evaluate image characteristics and the like of a display device. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明の光測定装置は、空間の光分布を測定する光測定装置であって、前記空間の光を集光する光学系と、前記光学系が集光した光を検出し検出データに変換する光電変換素子が複数配列された光電変換手段と、前記光電変換素子による検出データに基づいて測光量を算出し前記空間の光分布を得る算出手段とを有する。 In order to achieve the above object, a light measurement device according to the present invention is a light measurement device for measuring a light distribution in a space, and includes an optical system for condensing the light in the space, and light collected by the optical system. Photoelectric conversion means in which a plurality of photoelectric conversion elements that detect and convert to detection data are arranged, and calculation means for calculating a photometric quantity based on detection data from the photoelectric conversion elements and obtaining a light distribution in the space.
以上により、本発明の光測定装置は、光学系によって、空間の光を集光する。そして、光電変換素子が複数配列された光電変換手段によって、光学系が集光した光をそれぞれの光電変換素子が検出し検出データに変換する。そして、算出手段によって、光電変換素子による検出データに基づいて測光量を算出し空間の光分布を得る。 As described above, the light measurement device of the present invention collects light in the space by the optical system. Each photoelectric conversion element detects and converts the light collected by the optical system into detection data by a photoelectric conversion means in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged. Then, the photometric quantity is calculated by the calculation means based on the detection data obtained by the photoelectric conversion element to obtain a spatial light distribution.
上記目的を達成するために、本発明の照明装置は、空間の光分布を擬似的に再現するように対象物を照明する照明装置であって、前記空間の光分布の測定データを入力する入力手段と、前記対象物を照明する照明手段と、前記入力手段から入力された前記測定データに基づいて前記照明手段を制御する制御手段とを有し、前記測定データは、光学系により集光され、光電変換素子により得られた検出データによって生成された前記光分布に関するデータである。 In order to achieve the above object, an illuminating device of the present invention is an illuminating device that illuminates an object so as to simulate a spatial light distribution, and inputs measurement data of the spatial light distribution. Means, illumination means for illuminating the object, and control means for controlling the illumination means based on the measurement data input from the input means, wherein the measurement data is collected by an optical system. The data relating to the light distribution generated by the detection data obtained by the photoelectric conversion element.
以上により、本発明の照明装置は、光学系により集光され、光電変換素子により得られた検出データによって生成された空間の光分布に関する測定データを、入力手段により入力する。そして、入力手段から入力された測定データに基づいて、制御手段が照明手段を制御して、対象物を照明する。 As described above, the illuminating device of the present invention inputs measurement data related to the light distribution in the space, which is collected by the detection data obtained by the photoelectric conversion element and collected by the optical system, by the input unit. Based on the measurement data input from the input means, the control means controls the illumination means to illuminate the object.
上記目的を達成するために、本発明の評価システムは、表示装置が表示する画像を評価する評価システムであって、前記表示装置に照明をあてる照明装置と、前記照明装置により照明を当てられた前記表示装置の画像特性を測定する画像測定装置と、を備え、前記照明装置は、前記空間の光分布の測定データを入力する入力手段と、前記対象物を照明する照明手段と、前記入力手段から入力された前記測定データに基づいて前記照明手段を制御する制御手段とを有し、前記測定データは、光学系により集光され、光電変換素子により得られた検出データによって生成された前記光分布に関するデータである。 In order to achieve the above object, an evaluation system of the present invention is an evaluation system for evaluating an image displayed on a display device, and the illumination device illuminates the display device, and is illuminated by the illumination device. An image measuring device for measuring image characteristics of the display device, wherein the lighting device is input means for inputting measurement data of light distribution in the space, lighting means for illuminating the object, and the input means. Control means for controlling the illuminating means based on the measurement data input from the light, and the measurement data is collected by an optical system and generated by detection data obtained by a photoelectric conversion element. It is data about distribution.
以上により、本発明の評価システムは、光学系により集光され、光電変換素子により得られた検出データによって生成された空間の光分布に関する測定データを、照明装置の入力手段により入力する。そして、入力手段から入力された測定データに基づいて、照明装置の制御手段が照明手段を制御して対象物を照明する。そして、照明装置により照明を当てられた表示装置の画像特性を、画像測定装置により測定する。 As described above, in the evaluation system of the present invention, the measurement data related to the light distribution in the space, which is collected by the detection data obtained by the photoelectric conversion element and collected by the optical system, is input by the input unit of the illumination device. Then, based on the measurement data input from the input unit, the control unit of the illumination device controls the illumination unit to illuminate the object. Then, the image characteristic of the display device illuminated by the illumination device is measured by the image measurement device.
本発明によれば、実環境の光分布を容易に測定し再現することができ、表示装置の画像特性などを評価することを容易にできる利点がある。 According to the present invention, it is possible to easily measure and reproduce the light distribution in the real environment, and to easily evaluate the image characteristics and the like of the display device.
本発明にかかる実施形態の一例について、以下に説明する。 An example of an embodiment according to the present invention will be described below.
図1は、本実施形態の光測定装置1の要部を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a main part of the light measurement device 1 of the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態の光測定装置1は、光学系11と、光電変換部21と、露光量制御部31と、算出部41と、補正部42と、記憶部51と、表示部61と、操作部71とを有する。なお、本実施形態の光学系11は、本発明の光学系に相当する。また、本実施形態の光電変換部21は、本発明の光電変換手段に相当する。また、本実施形態の露光量制御部31は、本発明の露光量制御手段に相当する。また、本実施形態の算出部41は、本発明の算出手段に相当する。また、本実施形態の補正部42は、本発明の補正手段に相当する。また、本実施形態の記憶部51は、本発明の記憶手段に相当する。また、本実施形態の表示部61は、本発明の表示手段に相当する。
As shown in FIG. 1, the optical measurement device 1 of the present embodiment includes an optical system 11, a
光学系11は、空間の光を集光するために設けられている。光学系11は、広い空間の光分布を得るため、80°以上の広い視野角を有する広角レンズを含む。本実施形態においては、広角レンズとして、視野角が略180°の魚眼レンズ(ニコン社製、商品名:Nicon Fisheye NIKKOR 8mm F2.8)を用いている。 The optical system 11 is provided to collect light in space. The optical system 11 includes a wide-angle lens having a wide viewing angle of 80 ° or more in order to obtain a light distribution in a wide space. In the present embodiment, a fish-eye lens (manufactured by Nikon Corporation, trade name: Nikon Fisheye NIKOR 8 mm F2.8) having a viewing angle of approximately 180 ° is used as the wide-angle lens.
光電変換部21は、光学系11が集光した光を検出し検出データに変換する光電変換素子を複数有する。各光電変換素子は、マトリクス状に2次元的に配列されている。本実施形態においては、光電変換部21として、CMOS型のデジタルスチルカメラ(コダック社製、商品名:DCS Pro14n)を用いている。光電変換部21により得られた検出データは、RGB3色毎に分解されて検出され、算出部41に出力される。
The
露光量制御部31は、コンピュータにより構成され、光学系11により集光された光が、光電変換部21の光電変化素子へ露光される量を制御する。露光量制御部31は、光電変換部21を含むデジタルスチルカメラに接続されており、絞り32と露光時間の少なくとも一方を制御することにより、光電変換素子への露光量を制御する。そして、本実施形態において、露光量制御部31は、露光量が複数条件になるように制御する。たとえば、露光量制御部31は、操作部71からの指令に従い、絞り32をF5.6に固定し、露光時間を1/2秒、1/60秒、1/2000秒の3つの露光条件になるように制御する。詳細は後述するが、このように制御することにより、たとえば、1〜23000cd/m2の輝度を計測することが可能となる。
The exposure
算出部41は、たとえば、コンピュータにより構成され、光電変換部21の光電変換素子による検出データに基づいて測光量を算出し、空間の光分布を生成する。本実施形態において、算出部41は、測光量として輝度を算出し、空間の光分布として輝度マップ情報を得る。また、算出部41は、光電変換部21における光電変換素子を複数のグループに分割し、それぞれのグループに対応する検出データに基づいて、グループ毎に、測光値である輝度を算出する。また、算出部41は、前述のように3つの複数条件での露光量において取得された検出データに基づいて、空間の光分布を得る。具体的には、算出部41は、露光量制御部31により制御された露光量に対応するように、輝度と階調との関係式を光電変換素子による検出データに基づいて事前に算出し、記憶部51に記憶させる。そして、算出部41は、複数の露光量条件での測定環境における検出データに基づいて、各光電変換素子の階調を算出し、記憶部51により記憶されている関係式と当該算出された階調とに基づいて、各光電変換素子に対応する輝度を算出する。そして、各光電変換素子に対応する輝度をマッピングすることにより、たとえば、256×256の輝度マップを生成する。また、さらに、算出部41は、たとえば、15°毎の方位角と15°毎の入射角との領域にてグループ化される輝度の平均値を算出し、各グループの平均の輝度を示す輝度マップ情報を生成する。このように、算出部41は、輝度マップ情報を複数生成する。
The
補正部42は、光学系11への光の入射角に対応する測光値の補正係数に基づいて、算出部41にて算出された光分布を補正する。補正部42は、各入射角に対応して記憶されている補正係数をそれぞれの入射角での測光値に適用させて補正を行う。
The correcting
記憶部51は、たとえば、メモリにより構成され、露光量制御部31により制御された露光量に対応するように輝度と階調との関係式を記憶する。また、記憶部51は、光学系11への光の入射角に対応する測光値の補正係数を記憶する。
The
表示部61は、たとえば、液晶表示装置により構成されており、算出部41により生成された空間の光分布を表示する。そして、表示部61は、操作部71からの指令に従い、複数の輝度マップ情報を切り替えて表示する。また、表示部61は、操作部71からの指令に従い、表示された輝度マップ情報において選択された個所の輝度の値を表示する。
The
操作部71は、たとえば、キーボードやマウスなどの入力デバイスにより構成され、オペレータによって操作情報が入力され、入力された操作情報に基づいて操作信号を各部に出力する。操作部71は、たとえば、測定条件として露光条件が入力され、その露光条件に対応する操作信号を露光量制御部31に出力する。また、たとえば、操作部71は、表示部61に表示させる輝度マップ情報を切り替える操作情報が入力され、それに対応する操作信号を表示部61に出力する。
The
なお、本実施形態の光測定装置1の光学系11は、本発明の光測定装置の光学系に相当する。そして、本実施形態の光測定装置1の光電変換部21は、本発明の光測定装置の光電変換手段に相当する。また、本実施形態の光測定装置1の露光量制御部31は、本発明の光測定装置の露光量制御手段に相当する。そして、本実施形態の光測定装置1の算出部41は、本発明の光測定装置の算出手段に相当する。また、本実施形態の光測定装置1の補正部42は、本発明の光測定装置の補正手段に相当する。そして、本実施形態の光測定装置1の記憶部51は、本発明の光測定装置の記憶手段に相当する。また、本実施形態の光測定装置1の表示部61は、本発明の光測定装置の表示手段に相当する。
Note that the optical system 11 of the light measurement apparatus 1 of the present embodiment corresponds to the optical system of the light measurement apparatus of the present invention. And the
以下より、上記の光測定装置1を用いた測定方法について説明する。 Hereinafter, a measurement method using the light measurement apparatus 1 will be described.
図2は、上記の光測定装置1を用いて輝度マップ情報を得るための測定方法のフロー図である。 FIG. 2 is a flowchart of a measurement method for obtaining luminance map information using the light measurement apparatus 1 described above.
まず、図2に示すような測定を行うに先立って、輝度分布が一様な拡散光源とNDフィルタとを組み合わせて複数の輝度条件の空間像を設定し、上記の光測定装置1にて露光量を順次変えることにより各輝度条件の空間像を撮像し、輝度と階調との関係式を算出する。そして、算出された輝度と階調との関係式を記憶部51に記憶させる。
First, prior to performing the measurement as shown in FIG. 2, a spatial image with a plurality of luminance conditions is set by combining a diffused light source having a uniform luminance distribution and an ND filter, and exposure is performed by the light measurement apparatus 1 described above. A spatial image of each luminance condition is taken by sequentially changing the amount, and a relational expression between luminance and gradation is calculated. Then, the calculated relational expression between brightness and gradation is stored in the
図3は、輝度と階調とを露光量に対応させて示す図である。図3において、横軸は輝度を対数値で示しており、縦軸は階調を対数値で示している。また、本実施形態においては、絞り32をF5.6に固定し、露光時間を1/2秒、1/4秒、1/8秒、1/15秒、1/30秒、1/60秒、1/125秒、1/250秒、1/500秒、1/1000秒、1/2000秒のように順次可変させることによって、露光量を制御している。
FIG. 3 is a diagram showing luminance and gradation in correspondence with exposure amounts. In FIG. 3, the horizontal axis indicates luminance with a logarithmic value, and the vertical axis indicates gradation with a logarithmic value. In this embodiment, the
図3に示すように、1/2秒、1/60秒、1/2000秒の露光時間として露光量を制御することにより、1〜23000cd/m2の範囲の輝度を得ることができる。このため、図3の結果に基づいて、1/2秒、1/60秒、1/2000秒における輝度と階調との関係式を、数式(1)、数式(2)、数式(3)のように算出する。 As shown in FIG. 3, by controlling the exposure amount as the exposure time of 1/2 second, 1/60 second, and 1/2000 second , luminance in the range of 1 to 23000 cd / m 2 can be obtained. For this reason, based on the result of FIG. 3, the relational expression of the brightness | luminance in 1/2 second, 1/60 second, and 1/2000 second is represented by Formula (1), Formula (2), Formula (3). Calculate as follows.
L1/2=10(logG−log35.113)/(0.5381) ・・・(1) L 1/2 = 10 (log G-log 35.113) / (0.5381) (1)
L1/60=10(logG−log3.1181)/(0.6137) ・・・(2) L 1/60 = 10 (log G-log 3.1118) / (0.6137) (2)
L1/2000=10(logG−log0.2649)/(0.6674) ・・・(3) L 1/2000 = 10 (log G-log 0.2649) / (0.6674) (3)
上記の数式(1)、数式(2)、数式(3)において、L1/2は、露光時間が1/2秒における輝度を示し、L1/60は、露光時間が1/60秒における輝度を示し、L1/2は、露光時間が1/2秒における輝度を示し、Gは、階調を示している。 In the above formulas (1), (2), and (3), L 1/2 represents the luminance at an exposure time of 1/2 second, and L 1/60 represents the exposure time at 1/60 second. The luminance indicates luminance, L 1/2 indicates luminance at an exposure time of 1/2 second, and G indicates gradation.
また、上記の光測定装置1の光学系11を構成する広角レンズは中心から周囲に離れるに伴って、集光する光量が低下することが知られている。このため、光学系11の広角レンズへの光の入射角に対する輝度を測定し、輝度の補正係数を算出する。本実施形態においては、レンズ中心である0°から85°まで5°ずつ光源位置をずらして輝度測定をする。 Further, it is known that the amount of light collected by the wide-angle lens constituting the optical system 11 of the light measuring device 1 decreases as the distance from the center increases. Therefore, the luminance with respect to the incident angle of the light to the wide-angle lens of the optical system 11 is measured, and the luminance correction coefficient is calculated. In the present embodiment, luminance measurement is performed by shifting the light source position by 5 ° from 0 ° to 85 °, which is the center of the lens.
図4は、光学系11の広角レンズへの光の入射角に対する輝度の結果を示す図である。図4において、横軸は広角レンズへの光の入射角であり、縦軸は、レンズ中心の輝度を100とした場合における輝度の相対値である。図4に示すように、レンズ中心から周囲へ光源がずれるに伴って輝度が低下する。そして、図4に示す結果を3次多項式に近似し、補正係数yと入射角xとの関係式を数式(4)のように導く。そして、光学系11への光の入射角に対応する輝度の補正係数を記憶部51に記憶させる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a result of luminance with respect to an incident angle of light to the wide-angle lens of the optical system 11. In FIG. 4, the horizontal axis represents the incident angle of light to the wide-angle lens, and the vertical axis represents the relative value of luminance when the luminance at the lens center is 100. As shown in FIG. 4, the luminance decreases as the light source shifts from the lens center to the periphery. Then, the result shown in FIG. 4 is approximated to a cubic polynomial, and a relational expression between the correction coefficient y and the incident angle x is derived as in Expression (4). Then, the luminance correction coefficient corresponding to the incident angle of the light to the optical system 11 is stored in the
y=−0.0001・x3+0.006・x2+0.1686・x+100.53 ・・・(4) y = −0.0001 · x 3 + 0.006 · x 2 + 0.1686 · x + 100.53 (4)
このようにして、輝度と階調との関係式を露光量に対応付けて記憶部51に記憶させ、光学系11への光の入射角に対応する輝度の補正係数を記憶部51に記憶させる。
In this way, the relational expression between the brightness and the gradation is stored in the
そして、図2に示すように、所望の空間の光分布の測定を行う。まず、はじめに、光分布を測定する空間に上記の光測定装置1を設置し、測定条件の設定を行う(ST11)。たとえば、露光量条件として、絞り32をF5.6に固定し、1/2秒、1/60秒、1/2000秒の3つの露光時間になるように、露光量制御部31への指令を入力する。また、その他の測定条件としては、1125×750画素、ISO感度100、ホワイトバランス5000K、デジタル露出補正オフ、保存形式JPEG FILE TYPE ERI、アスペクト比2:3とする。
Then, as shown in FIG. 2, the light distribution in a desired space is measured. First, the light measurement device 1 is installed in a space for measuring light distribution, and measurement conditions are set (ST11). For example, as an exposure amount condition, the
つぎに、設定した測定条件に基づいて空間像の検出データを取得する(ST21)。具体的には、測定開始の指令を入力し、3つの露光量条件に基づいて絞り32とシャッタースピードとを露光量制御部31に制御させ、それぞれの露光条件における空間像を光学系11を介して光電変換部21に撮像させて、それぞれの露光条件における検出データを得る。ここで、検出データは、RGB3色毎に分解されて検出される。
Next, aerial image detection data is acquired based on the set measurement conditions (ST21). Specifically, a measurement start command is input, and the
つぎに、検出データに基づいて測光値を算出する(ST31)。まず、検出データを算出部41に読み込み、算出部41は、測定領域に対応する部分の検出データを切り出し、データサイズを256×256画素となるように縮小する。ここで、本実施形態は、広角レンズにより集光し光電変換部21にて撮像しているため、測定対象の空間像が円型の2次元画像として撮像される。また、縮小方法としては、ニアレストネイバー法を使用する。その後、算出部41は、検出データにおけるRGB3色の階調の平均値をとることにより、検出データをグレースケールに変換する。
Next, a photometric value is calculated based on the detection data (ST31). First, the detection data is read into the
そして、前述の数式(1)、数式(2)、数式(3)に基づいて、各露光量における空間像の各画素の輝度を算出部41が算出する。輝度算出後、前述の数式(4)に基づいて、光学系11への光の入射角に対応する輝度を補正部42が補正する。また、ここでは、ノイズを除去するため、25〜220の階調範囲の各画素値を用いる補正を行う。このようにして、算出部41は、輝度を測光量として算出する。
And the
つぎに、算出された輝度をマッピングすることにより、輝度マップ情報を空間の光分布として生成する(ST41)。算出されたそれぞれの輝度値を256×256サイズとなるようにマッピングして、輝度マップ情報を生成する。 Next, by mapping the calculated luminance, luminance map information is generated as a spatial light distribution (ST41). Each calculated luminance value is mapped so as to have a size of 256 × 256, thereby generating luminance map information.
また、その他に、光電変換部21における光電変換素子をグループに分割し、そのグループに対応する検出データに基づいて、各グループの測光値である平均輝度を算出し、その平均輝度をマッピングすることにより、グループ単位での輝度マップ情報を生成する。
In addition, the photoelectric conversion elements in the
図5は、光電変換部21において光電変換素子をグループに分割する様子を示す図である。本実施形態は、前述のように、広角レンズにより集光し光電変換部21において円型画像が撮像されるため、その円型画像に対応する光電変換素子をグループに分割する。たとえば、算出部41は、方位角15°と入射角15°とになるように円型画像に相当する領域を144個の領域に分割して、それぞれの分割領域の光電変換素子をグループ化する。そして、算出部41は、そのグループ内の画素値の平均値を求め、前述の数式(1)、数式(2)、数式(3)に基づいて、各露光量における各グループの平均輝度を算出する。このようにして、算出部41は、各グループの平均輝度を算出し、算出された平均輝度をマッピングすることにより、144個の領域の輝度マップ情報を空間の光分布として生成する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the photoelectric conversion elements are divided into groups in the
つぎに、算出部41により生成された輝度マップ情報を表示部61が表示する(ST51)。また、操作部71からの操作により、表示された輝度マップ情報において所望の個所が選択された場合、その選択された個所の輝度の値を表示部61が表示する。以上にようにして、空間の光分布の測定が行われ、空間の光分布を知ることができる。
Next, the
以下より、上記の光測定装置1を用いて、表示装置が表示する画像を評価する評価システムについて説明する。 Below, the evaluation system which evaluates the image which a display apparatus displays using said optical measurement apparatus 1 is demonstrated.
図6は、本実施形態の評価システムを示す構成図である。 FIG. 6 is a configuration diagram showing the evaluation system of the present embodiment.
図6に示すように、本実施形態の評価システムは、光測定装置1と、照明装置2と、画像測定装置3とを有する。 As shown in FIG. 6, the evaluation system of this embodiment includes a light measurement device 1, a lighting device 2, and an image measurement device 3.
光測定装置1は、空間の光分布を測定するために設けられており、上記の光測定装置1と同様である。そして、光測定装置1が測定した空間の光分布の測定データは、照明装置2に出力される。 The light measurement device 1 is provided for measuring the light distribution in space, and is the same as the light measurement device 1 described above. Then, the measurement data of the light distribution in the space measured by the light measurement device 1 is output to the illumination device 2.
照明装置2は、評価対象の表示装置に照明をあてるために設けられている。図6に示すように、照明装置2は、入力部101と、照明部102と、制御部103とを有する。
The illumination device 2 is provided to illuminate the display device to be evaluated. As illustrated in FIG. 6, the lighting device 2 includes an
入力部101は、光測定装置1が測定した空間の光分布の測定データを入力するために設けられている。つまり、入力部101は、光学系11により集光され、光電変換素子により得られた検出データによって生成された光分布に関するデータを、測定データとして入力する。入力部101は、たとえば、光測定装置1の算出部41により算出された輝度マップ情報を測定データとして入力する。
The
照明部102は、評価対象である表示装置を照明するために設けられている。
The
図7は、照明部102の要部を示す図である。図7において、図7(a)は、照明部102の側面を示す図であり、図7(b)は、照明部102の底部側を示す図であり、図7(c)は、照明部102に設けられる光源102aの部分拡大図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a main part of the
図7(a)、図7(b)に示すように、照明部102は、半球状の空間を有する。照明部102は、その半球状の空間に、評価対象である表示装置を収容する。照明部102には、半球状の空間の頂部分に開口部102aが形成されており、この開口部102aから、画像測定装置3が表示装置の画像特性を測定するように構成されている。そして、照明部102は、前述の光測定装置1の場合と同様に、半球状の空間の内面が方位角と入射角とをそれぞれ15°ずつに区切って図中A1〜E24のように120個の領域に分割され、分割されたそれぞれに領域ごとに光源102bが配置されている。このように、各光源102bが配置されることにより、半球状の空間が形成される。図7(c)に示すように、各光源102bは、主光源102cからの光が個別に導入されるように光ファイバ102dが設けられ、光ファイバ102dの光を拡散反射する拡散板102eを有し、平面光が射出されるように構成されている。また、光ファイバ102dの光導入口には可変NDフィルタ102fが設けられ、光源102bからの光量が可変NDフィルタ102fにより調整される。なお、ここでは、光ファイバを用いて平面光源となる光源102bについて示したが、電球などの点光源を設けてもよい。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
制御部103は、入力部101から入力された測定データに基づいて照明部102を制御する。制御部103は、入力部101により入力された輝度マップ情報に基づいて、それぞれの可変NDフィルタ102fをそれぞれ調整することにより、照明部102の光源102aの光量を制御し、輝度マップ情報の光分布を再現させる。
The
なお、本実施形態の照明装置2の入力部101は、本発明の照明装置の入力手段に相当する。また、本実施形態の照明装置2の照明部102は、本発明の照明装置の照明手段に相当する。そして、本実施形態の照明装置2の制御部103は、本発明の照明装置の制御手段に相当する。
In addition, the
画像測定装置3は、照明装置2により照明を当てられた表示装置の画像特性を測定する。画像測定装置3は、たとえば、輝度計により構成されている。画像測定装置3は、照明装置2の開口部102aの上方に設けられており、その開口部102aから表示装置の画像特性を測定する。
The image measuring device 3 measures the image characteristics of the display device illuminated by the lighting device 2. The image measuring device 3 is composed of a luminance meter, for example. The image measuring device 3 is provided above the
以下より、上記の評価システムを用いた評価方法について説明する。 Hereinafter, an evaluation method using the above evaluation system will be described.
図8は、上記の評価システムを用いて表示装置の画像特性を測定し評価する方法のフロー図である。 FIG. 8 is a flowchart of a method for measuring and evaluating the image characteristics of the display device using the above evaluation system.
図8に示すように、まず、はじめに、光測定装置1を用いて、所望の空間の光分布を前述したようにして測定する。たとえば、輝度マップ情報を空間の光分布の測定データとして得る(ST111)。 As shown in FIG. 8, first, the light distribution in a desired space is measured as described above using the light measurement device 1. For example, luminance map information is obtained as measurement data of spatial light distribution (ST111).
つぎに、照明装置2における照明部102の半球状に空間に、評価対象の表示装置を収容する(ST121)。
Next, the display device to be evaluated is accommodated in the hemispherical space of the
つぎに、照明装置2の入力部101に、光測定装置1が測定したその空間の光分布の測定データを入力し、表示装置を照明する(ST131)。たとえば、輝度マップ情報を測定データとして入力部101に入力する。そして、照明装置2の入力部101に入力された輝度マップ情報に基づいて、制御部103が照明部102の各光源102bを制御し、光測定装置1が得た空間の光分布が再現する。
Next, measurement data of the light distribution in the space measured by the light measurement device 1 is input to the
つぎに、画像測定装置3を用いて、照明装置2により照明を当てられた表示装置の画像特性を測定する(ST141)。たとえば、再現された空間における表示装置の輝度を、画像測定装置3を用いて測定する。 Next, the image characteristic of the display device illuminated by the illumination device 2 is measured using the image measurement device 3 (ST141). For example, the brightness of the display device in the reproduced space is measured using the image measuring device 3.
以上、説明したように、本実施形態によれば、光測定装置1は、光学系11により空間の光を集光し、光電変換素子が複数配列された光電変換部21により、光学系11が集光した光をそれぞれの光電変換素子が検出して検出データに変換する。そして、光測定装置1は、検出データに基づいて算出部41が測光量を算出し空間の光分布を得る。ここで、光学系11は、広角レンズを含み、算出部41は、測光量として輝度を算出し、空間の光分布として輝度マップ情報を得る。このため、本実施形態は、さまざまな実環境において広い空間の測光値を短時間で正確に測定し光分布を得ることが容易にできる。
As described above, according to the present embodiment, the optical measurement device 1 collects spatial light by the optical system 11, and the optical system 11 is formed by the
そして、本実施形態によれば、光測定装置1は、光学系11により集光された光の光電変化素子への露光量を制御する露光量制御部31を有する。そして、露光量制御部31は、露光量が複数条件になるように制御し、算出部41は、複数条件での露光量において取得された検出データに基づいて空間の光分布を得る。このため、本実施形態は、光電変化素子への露光量を制御することにより、広い範囲の測光値を測定することができるため、さまざまな実環境における光分布を得ることが容易にできる。
And according to this embodiment, the optical measurement apparatus 1 has the exposure
また、本実施形態によれば、光測定装置1は、算出部41は、光電変換部21における光電変換素子をグループに分割し、グループに対応する検出データに基づいて、グループの測光値を算出する。このため、本実施形態は、グループ単位での測光値を算出できるため、光電変換素子のそれぞれの検出データにノイズが含まれる場合であってもグループ内で平滑化されるため、正確な光分布を容易に得ることができる。
Further, according to the present embodiment, in the light measurement device 1, the
そして、本実施形態によれば、光測定装置1は、光学系11への光の入射角に対応する測光値の補正係数を記憶部51により記憶し、算出部41は、記憶部51により記憶されている補正係数に基づいて光分布を補正する。このため、本実施形態は、広い範囲の空間に対応し、正確な光分布を容易に得ることができる。
According to the present embodiment, the light measurement device 1 stores the correction coefficient of the photometric value corresponding to the incident angle of the light to the optical system 11 by the
また、本実施形態によれば、照明装置2は、空間の光分布の測定データを入力する入力部101と、対象物である表示装置を照明する照明部102と、入力部101から入力された測定データに基づいて照明部102を制御する制御部103とを有する。ここで照明装置2は、入力部101への測定データとして、光測定装置1にて得られた光分布に関するデータのように、光学系11により集光され、光電変換素子により得られた検出データにより生成されたデータを用いる。このため、本実施形態は、空間の光分布を擬似的に再現するように対象物を照明することができる。
Moreover, according to this embodiment, the illuminating device 2 is input from the
また、本実施形態によれば、評価システムは、光測定装置1と、照明装置2と、画像測定装置3とを有する。本実施形態の評価システムは、所望の空間の光分布の測定データを光測定装置1により得て、その空間の光分布を照明装置2により再現し、光分布が再現されている空間の表示装置の画像特性を画像測定装置3によって測定する。このため、本実施形態は、実環境の光分布を容易に測定し再現することができ、表示装置の画像特性を評価することが容易にできる。 Further, according to the present embodiment, the evaluation system includes the light measurement device 1, the illumination device 2, and the image measurement device 3. The evaluation system of the present embodiment obtains measurement data of light distribution in a desired space by the light measurement device 1, reproduces the light distribution of the space by the illumination device 2, and displays the space in which the light distribution is reproduced. Are measured by the image measuring device 3. For this reason, this embodiment can easily measure and reproduce the light distribution in the real environment, and can easily evaluate the image characteristics of the display device.
1…光測定装置、2…照明装置、3…画像測定装置、11…光学系、21…光電変換部、31…露光量制御部、41…算出部、42…補正部、51…記憶部、61…表示部、101…入力部、102…照明部、102a…開口部、102b…光源、103…制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light measuring device, 2 ... Illuminating device, 3 ... Image measuring device, 11 ... Optical system, 21 ... Photoelectric conversion part, 31 ... Exposure amount control part, 41 ... Calculation part, 42 ... Correction | amendment part, 51 ... Memory | storage part, 61 ... Display unit, 101 ... Input unit, 102 ... Illumination unit, 102a ... Opening portion, 102b ... Light source, 103 ... Control unit
Claims (16)
前記空間の光を集光する光学系と、
前記光学系が集光した光を検出し検出データに変換する光電変換素子が複数配列された光電変換手段と、
前記光電変換素子による検出データに基づいて測光量を算出し前記空間の光分布を得る算出手段と
を有する光測定装置。 A light measurement device for measuring light distribution in space,
An optical system for collecting the light in the space;
Photoelectric conversion means in which a plurality of photoelectric conversion elements that detect the light collected by the optical system and convert it into detection data are arranged;
A light measuring apparatus comprising: a calculating unit that calculates a light quantity based on detection data from the photoelectric conversion element to obtain a light distribution in the space.
請求項1に記載の光測定装置。 The light measurement apparatus according to claim 1, wherein the optical system includes a wide-angle lens.
請求項1に記載の光測定装置。 The light measurement device according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a luminance as the light quantity, and obtains luminance map information as a light distribution in the space.
を有する請求項1に記載の光測定装置。 The light measurement device according to claim 1, further comprising an exposure amount control unit that controls an exposure amount of the light collected by the optical system to the photoelectric change element.
前記算出手段は、前記複数条件での前記露光量において取得された前記検出データに基づいて前記空間の光分布を得る
請求項4に記載の光測定装置。 The exposure amount control means controls the exposure amount to be a plurality of conditions,
The light measurement apparatus according to claim 4, wherein the calculation unit obtains a light distribution in the space based on the detection data acquired for the exposure amount under the plurality of conditions.
請求項1に記載の光測定装置。 The light measurement apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit divides the photoelectric conversion elements in the photoelectric conversion unit into groups and calculates a photometric value of the group based on the detection data corresponding to the group.
を有する請求項1に記載の光測定装置。 The light measurement apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying a light distribution in the space generated by the calculation means.
前記記憶手段により記憶されている補正係数に基づいて前記算出された光分布を補正する補正手段と
を有する請求項1に記載の光測定装置。 Storage means for storing a correction coefficient of a photometric value corresponding to an incident angle of light to the optical system;
The light measurement apparatus according to claim 1, further comprising: a correction unit that corrects the calculated light distribution based on a correction coefficient stored in the storage unit.
前記空間の光分布の測定データを入力する入力手段と、
前記対象物を照明する照明手段と、
前記入力手段から入力された前記測定データに基づいて前記照明手段を制御する制御手段と
を有し、
前記測定データは、光学系により集光され、光電変換素子により得られた検出データによって生成された前記光分布に関するデータである
照明装置。 An illumination device that illuminates an object so as to simulate a spatial light distribution,
Input means for inputting measurement data of the light distribution in the space;
Illumination means for illuminating the object;
Control means for controlling the illumination means based on the measurement data input from the input means,
The measurement data is data regarding the light distribution generated by detection data collected by an optical system and obtained by a photoelectric conversion element.
請求項9に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 9, wherein the measurement data is luminance map information in which an average value of luminance in each region divided into predetermined regions is converted into data.
請求項9に記載の照明装置。 The illuminating device according to claim 9, wherein the illuminating unit has a hemispherical space, and a plurality of light sources for irradiating the display device with light are arranged on an inner surface of the hemispherical space.
前記表示装置に照明をあてる照明装置と、
前記照明装置により照明を当てられた前記表示装置の画像特性を測定する画像測定装置と、
を備え、
前記照明装置は、
前記空間の光分布の測定データを入力する入力手段と、
前記対象物を照明する照明手段と、
前記入力手段から入力された前記測定データに基づいて前記照明手段を制御する制御手段とを有し、
前記測定データは、光学系により集光され、光電変換素子により得られた検出データによって生成された前記光分布に関するデータである
評価システム。 An evaluation system for evaluating an image displayed by a display device,
An illumination device for illuminating the display device;
An image measuring device for measuring image characteristics of the display device illuminated by the lighting device;
With
The lighting device includes:
Input means for inputting measurement data of the light distribution in the space;
Illumination means for illuminating the object;
Control means for controlling the illumination means based on the measurement data input from the input means,
The measurement system is data relating to the light distribution generated by detection data collected by an optical system and obtained by a photoelectric conversion element.
前記画像測定装置は、前記照明手段の開口部から前記表示装置の画像特性を測定する
請求項12に記載の評価システム。 An opening is formed in the illumination means,
The evaluation system according to claim 12, wherein the image measurement device measures image characteristics of the display device from an opening of the illumination unit.
前記光測定装置は、
前記空間の光を集光する光学系と、
前記光学系が集光した光を検出し検出データに変換する光電変換素子が複数配列された光電変換手段と、
前記光電変換素子による検出データに基づいて測光量を算出し前記空間の光分布を得る算出手段と
を有する請求項12に記載の評価システム。 A light measuring device for measuring the light distribution in the space;
The light measuring device comprises:
An optical system for collecting the light in the space;
Photoelectric conversion means in which a plurality of photoelectric conversion elements that detect the light collected by the optical system and convert it into detection data are arranged;
The evaluation system according to claim 12, further comprising: a calculation unit that calculates a photometric amount based on detection data obtained by the photoelectric conversion element to obtain a light distribution in the space.
請求項14に記載の評価システム。 The evaluation system according to claim 14, wherein the optical system includes a wide-angle lens.
請求項14に記載の評価システム。
The evaluation system according to claim 14, wherein the calculation unit calculates a luminance as the light quantity, and obtains luminance map information as a light distribution in the space.
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