JP2010181170A - 色ムラ測定方法、および色ムラ測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】迅速に、かつ正確な色ムラ測定を実施可能な色ムラ測定方法を提供する。
【解決手段】色ムラ測定方法は、プロジェクタ２により表示される色ムラ測定用画像を表示させる色ムラ測定用画像表示工程と、表示される前記色ムラ測定用画像を撮像装置３により撮像する色ムラ測定用画像撮像工程と、撮像画像データから検査対象画素および比較画素を選択する画素選択工程と、画素選択工程にて選択された検査対象画素および比較画素における色差信号に基づいて、これらの画素間の色差を演算する色差演算工程と、色差距離換算係数を用い、色差演算工程にて算出された色差を、均等色空間に対応した第二色差に換算する色差換算工程と、第二色差に基づいて色ムラを測定する色ムラ測定工程と、具備した。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示体により投影表示された画像に表れる色ムラを測定する色ムラ測定方法、および色ムラ測定装置に関する。

従来、表示体などの表示装置から投射される画像内に現れた色ムラを測定する色ムラ測定方法や色ムラ測定装置が知られている。この色ムラの測定では、表示された画像に対して複数の測定ポイントを設定し、これらの測定ポイントの色度をそれぞれ測定することで色ムラを測定する方法がある。
しかしながら、このような色ムラ測定では、多点測定のために、色度測定器を移動させる必要があり、測定点に比例して測定時間がかかり、複数の測定器を用いる場合、装置の大型化やコスト高となるだけでなく、各測定器の測定値をずれなく校正することが困難であるため、測定精度も低くなるという問題がある。
これに対して、表示された画像を撮像装置で撮像し、撮像画像に基づいて多点同時測定を実施する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のものは、検査対象のディスプレイに表示される画像をＣＣＤカメラで撮像する。そして、撮像画像の２つの領域における色度や輝度を測定し、これらの色度差や輝度差が所定の閾値と比べて大きい場合に色ムラがあると判断する構成が採られている。

特開２００５−４３１７４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のような従来の色ムラ測定方法では、例えばＣＣＤのセンサー特性など、撮像装置の特性と、表示装置の表示特性とが異なるため、一般的な補正係数（例えばｓＲＧＢ補正係数）などを用いた補正を実施した場合、基準となる基準色度測定器の値と、補正値とにずれが生じてしまい、測定精度が低下するという問題がある。このような不都合を回避する方法として、複数のカラーパターン画像を表示させ、このカラーパターン画像を撮像装置にて撮像し、撮像したカラーパターン画像から正確な補正係数を演算する方法も考えられる。しかしながら、このような方法では、複数のカラーパターン画像に対して、それぞれ測定を実施する必要があり、測定時間が長くなるという問題がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みて、迅速に、かつ正確な色ムラ測定を実施可能な色ムラ測定方法、および色ムラ測定装置を提供することを目的とする。

本発明の色ムラ測定方法は、画像を表示させる表示装置により所定の表示領域に表示された画像を、撮像手段により撮像し、撮像により得られる撮像画像データから前記画像に現れる色ムラを測定する色ムラ測定方法であって、前記表示装置により、色ムラ測定用画像を前記表示領域に表示させる色ムラ測定用画像表示工程と、前記色ムラ測定用画像表示工程により表示される前記色ムラ測定用画像を、前記撮像手段により撮像し、撮像画像データを取得する色ムラ測定用画像撮像工程と、前記撮像画像データから、検査対象画素および、この検査対象画素から所定画素離れた比較画素を選択する画素選択工程と、前記画素選択工程にて選択された前記検査対象画素および比較画素における色差信号に基づいて、前記検査対象画素および比較画素の間の色差を演算する色差演算工程と、色差信号色空間における各色相の無彩色から所定彩度の色座標までの色差距離を、全色相において略均一にする色差距離換算係数を用い、前記色差演算工程にて算出された前記色差を、均等色空間に対応した色差である第二色差に換算する色差換算工程と、前記色差換算工程により換算された第二色差に基づいて、色ムラを測定する色ムラ測定工程と、具備したことを特徴とする。

この発明によれば、表示領域に表示された色ムラ測定用画像を撮像手段により撮像し、撮像により得られた撮像画像データに基づいて、色ムラの測定を実施する。この時、色ムラ測定の対象となる検査対象画素と、この検査対象画素から所定画素だけ離れた比較画素とを選択し、これらの画素における色差信号を求める。これらの色差信号は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の各原色階調信号から輝度信号を分離した信号であり、例えば、赤色階調信号Ｒから輝度信号Ｙを引いた色差信号Ｖｒ（＝Ｒ−Ｙ）、青色階調信号Ｂから輝度信号Ｙを引いた色差信号Ｖｂ（＝Ｂ−Ｙ）などが例示できる。そして、本発明の色ムラ測定方法では、このような色差信号Ｖｒ，Ｖｂから、色ムラを測定するための色差を演算する。

ところで、色ムラの測定では、少なくとも人間の視力により知覚可能な範囲で２点間における色差を正確に求める必要がある。このような色差の算出では、色空間座標上における色差距離が、人間の知覚に対応した色差距離、または、人間の知覚に近似した色差距離に設定された均等色空間を用いることが好ましい。このような色空間としては、例えば、図１に示すようなＬｕ´ｖ´色空間（図１にはＬｕ´ｖ´色空間におけるｕ´−ｖ´色度図を示す）などが挙げられる。一方、上記した色差信号を用いた色空間は、図２に示すような色座標となり、色相が歪み、均等色空間にはならない。具体的には、赤色（Ｒ）や青紫（ＰＢ）方向に伸び、イエロー（Ｙ）方向に縮む、歪んだ色空間となる。このような色空間に基づいた色差を測定する場合、それぞれの色相において色差距離が変化するため、正確な色ムラの測定が困難となる。
これに対して、本発明では、各色相における色差距離を均等にする色差距離換算係数を用いて、検査対象画素と比較画素との色差を第二色差に換算する。すなわち、各色相の無彩色から所定彩度の色点までの色差距離が、各色相においてそれぞれ異なる色差信号色空間を、各色相の無彩色から所定彩度の色点までの色度距離が略同一距離となる均等色空間に変換する色差距離換算係数を用いて、色差を第二色差に変換する。この第二色差は、色相の歪みがない均等色空間に基づいた色差距離に基づいて算出される値となるため、色ムラ検査工程において、このような第二色差により色ムラを測定することで、正確な色ムラ測定を実施することができる。
また、上記のような色ムラ測定方法では、色ムラ測定用画像における各画素（検査対象画素、比較画素）の色度を例えば三刺激値直読測定器や、分光測定器などの色度測定器を用いた三刺激値ＸＹＺの測定が不要となり、色ムラ測定をより簡略化することができ、測定に要するコストも低減させることが可能となる。

本発明の色ムラ測定方法では、前記色差換算工程では、各色相に対応してそれぞれ算出される色差距離換算係数に基づいて、前記色差を前記第二色差に換算することが好ましい。
この発明では、色差距離換算係数は、各色相に対応してそれぞれ算出される色差距離換算係数を用いる。これにより、各色相に対してそれぞれ適切に色差距離を変換することができ、適切な均等色空間に準じた第二色差を算出できる。したがって、色ムラ測定の精度を向上させることができる。

本発明の色ムラ測定方法では、前記表示領域に表示される前記画像の明るさに対する前記撮像手段のホワイトバランスを設定する撮像設定工程を備え、前記色ムラ測定用画像撮像工程は、前記撮像設定工程により設定されたホワイトバランスの撮像手段により前記色ムラ測定用画像を撮像することが好ましい。
この発明によれば、色ムラ測定用画像の画像明るさなどに応じて適宜撮像手段のホワイトバランスを設定し、このホワイトバランスが設定された撮像手段により、色ムラ測定用画像を撮像する。このため、各撮像画像データは、その明るさに応じて、ホワイトバランスが適切に設定された状態となり、ホワイトバランスの違いによる色ムラや、照度差などが生じず、精度良く色ムラ測定を実施することができる。

本発明の色ムラ測定装置は、画像を表示させる表示装置により所定の表示領域に表示された画像を、撮像手段により撮像し、撮像により得られる撮像画像データから前記画像に現れる色ムラを測定する色ムラ測定装置であって、前記表示装置に、色ムラを検査するための色ムラ測定用画像信号を出力する色ムラ測定用画像出力手段と、前記表示領域に表示される画像を撮像する撮像手段と、前記撮像画像データから、検査対象画素、およびこの検査対象画素から所定画素離れた比較画素を選択する画素選択手段と、前記検査対象画素および比較画素における色差信号に基づいて、前記検査対象画素および比較画素の間の色差を演算する色差演算手段と、色差信号色空間における各色相の無彩色から所定彩度の色点までの色度距離を、全色相において略均一にする色度距離換算係数を用い、前記色差を、均等色空間に対応した第二色差に換算する色差換算手段と、前記第二色差に基づいて、色ムラを測定する色ムラ測定手段と、を具備したことを特徴とする。

この発明によれば、上記発明と同様に、各色相における色度距離を均等にする色度距離換算係数を用いて、検査対象画素と比較画素との間の色度距離である第一色度距離を、第二色度距離に換算する。したがって、均等色空間上の色度距離に基づいて色ムラを測定することができ、正確な色ムラ測定を実施することができる。また、色ムラ測定用画像における各画素（検査対象画素、比較画素）の色度を他の色度測定器を用いる必要がなく、色ムラ測定装置の構成の簡略化を図ることができる。

Ｌｕ´ｖ´色空間におけるｕ´ｖ´色度図である。 色差信号色空間の色度図である。 本発明に係る実施の形態の色ムラ測定システムの概略構成を示すブロック図である。 測位用画像の一例を示す図である。 色ムラ測定用画像の一例を示す図である。 色ムラ測定用撮像画像データにおける測定座標の一例、および各信号値の例を示す図である。 色差信号色空間において、横軸を信号比△（Ｖｂ／Ｙ）と均等色空間の△ｕ´ｖ´との比△（Ｖｂ／Ｙ）／△ｕ´ｖ´、縦軸を信号比△（Ｖｒ／Ｙ）と均等色空間の△ｕ´ｖ´との比△（Ｖｒ／Ｙ）／△ｕ´ｖ´とした色度図である。 図７の各色度を色差距離換算係数により換算した均等色空間を示す色度図である。 本実施の形態の色ムラ測定システムにおける色ムラ測定方法を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施の形態の色ムラ測定装置としての色ムラ測定システム、および色ムラ測定方法を図面に基づいて説明する。
図３は、本発明に係る実施の形態の色ムラ測定システムの概略構成を示すブロック図である。

図３において、色ムラ測定システム１は、測定対象となるプロジェクタ２（表示装置）と、撮像装置３（撮像手段）と、測定制御装置１０と、を備えている。この色ムラ測定システム１は、プロジェクタ２から表示領域であるスクリーン２１上に投影された色ムラ測定用画像を撮像装置３により撮像し、撮像により得られる色ムラ測定用撮像画像データに基づいて、プロジェクタ２から出力される画像の色ムラを測定するシステムである。

プロジェクタ２は、画像信号源２２や、測定制御装置１０から供給される入力画像信号（ＲＧＢ表色系）に基づいて、画像光を生成し、この画像光をスクリーン２１に向かって射出する光学エンジンを備えている。具体的には、光学エンジンは、図示は省略するが、光束を射出する照明光学系と、照明光学系から射出される光束を例えばＲＧＢの各色光に分離する分離光学系と、分離された各色光を画像信号に基づいて変調させる液晶パネルを有する光変調光学系、各色光を合成して画像光を生成する光合成光学系、生成された画像光を射出する投射光学系、および液晶パネルを画像信号に応じて制御する駆動回路を備えている。そして、この光学エンジンの駆動回路は、画像信号源２２や測定制御装置１０から入力される画像信号に基づいて液晶パネルを制御し、画像信号に応じた画像光を生成してスクリーン２１に対して投射する。
なお、本実施の形態において、表示装置として、入力画像信号に応じた画像光をスクリーン２１に投射して画像を表示するプロジェクタ２を例示するが、これに限定されない。例えば、色ムラ測定の対象となる表示装置として、液晶ディスプレイや、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）など他の表示装置であってもよい。
また、画像信号源２２は、表示画像に対応した画像信号を、プロジェクタ２に出力する装置であり、例えばパーソナルコンピュータや、デジタルカメラ、デジタルビデオなど、画像信号を出力するいかなるものを用いてもよい。なお、本実施の形態では、測定制御装置１０からプロジェクタ２に色ムラ測定用画像信号や測位用画像信号が出力される構成を示すが、例えば、画像信号源２２からプロジェクタ２にこれらの画像信号が出力される構成などとしてもよく、例えば、画像信号源２２および測定制御装置１０として機能するパーソナルコンピュータを用いる構成としてもよい。

撮像装置３は、図示しないＣＣＤ(Charge Coupled Device Image Sensor)素子を備え、スクリーン２１上に投影された画像を撮像する。すなわち、撮像装置３は、スクリーン２１にて反射された画像光をＣＣＤ素子にて受光し、受光した光に応じた画像信号を取得する。また、撮像装置３は、測定制御装置１０から入力される撮像設定情報に基づいて、適宜ホワイトバランス補正値が設定され、ＣＣＤ素子により取得した画像信号に対し、ホワイトバランス補正を実施する。なお、本実施の形態では、測定制御装置１０から入力される撮像設定情報に基づいて、ホワイトバランス補正を実施する例を示すが、これに限定されず、撮像装置３に搭載される画像エンジンが、検査対象となるスクリーンから例えばグレイポイントなど、基準となる色を撮像または測定し、自動でホワイトバランス補正値を設定する構成などとしてもよい。
そして、撮像装置３は、取得した画像信号を撮像画像データとして、測定制御装置１０に出力する。

測定制御装置１０は、色ムラ測定に用いられる色ムラ測定用画像をプロジェクタ２に表示させる制御をするとともに、撮像装置３から入力される撮像画像データに基づいて、所定測定位置における色度の測定、および色ムラの測定を実施する。この測定制御装置１０は、図３に示すように、入出力部１１と、入力操作部１２と、記憶部１３と、演算処理部１４とを備えている。

入出力部１１は、撮像装置３、およびプロジェクタ２などの外部機器に接続可能な端子を備えている。そして、入出力部１１は、これらの外部機器から入力される信号を演算処理部１４に出力するとともに、演算処理部１４からの信号を外部機器に出力する。

入力操作部１２は、例えばキーボードやマウスなどの入力手段を備え、利用者によりこれらの入力手段が操作されることで、操作内容に応じた操作信号を演算処理部１４に出力する。

記憶部１３は、各種データやプログラムなどを記憶する。この記憶部１３としては、例えばＨＤＤやメモリ、ＣＤやＤＶＤなどの記録媒体を駆動するドライブなどが挙げられる。
具体的には、記憶部１３は、図４に示すような測定点座標設定用の測位用画像４に関する測位用画像信号、図５に示すような色ムラ測定用画像５に関する色ムラ測定用画像信号を記憶している。ここで、図４は、測位用画像の一例を示す図であり、図５は、色ムラ測定用画像の一例を示す図である。

ここで、図４に基づいて、測位用画像４について、説明する。図４に示すように、測位用画像４は、複数の輝点４１が所定間隔で配置される画像構成に形成されている。ここで、この輝点４１としては、予め設定された座標位置を示す点であり、例えば測位用画像信号に関連付けられて、輝点座標に関するデータ（以降、輝点座標データを称す）も記憶部１３に記憶される。
なお、本実施形態では、図４に示す測位用画像４を例示するが、これに限定されない。すなわち、測位用画像としては、所定座標位置が容易に認識可能な画像構成であればよく、例えば、複数のグリッド線が、画像の水平方向や垂直方向に配設される測位用画像などを用いてもよく、この場合、グリッド線の線座標や、交差点の座標のデータを測位用画像に関連付けて記憶部１３に記憶する構成としてもよい。

また、記憶部１３は、撮像装置３のホワイトバランス補正値が記憶している。このホワイトバランス補正値は、色ムラ測定用画像５の明るさに応じて予め設定される値である。なお、色ムラ測定用画像信号が複数記憶される場合、これらの色ムラ測定用画像信号に対してそれぞれホワイトバランス補正値が設定され、記憶部１３に記憶される。
さらには、記憶部１３は、後述する演算処理部１４によるデータ処理時に用いられる各種データが記録されている。このデータとしては、例えば、色度距離換算係数などが含まれる。

演算処理部１４は、ＣＰＵなどの集積回路により構成され、記憶部１３に記憶されるプログラムにより所定の演算処理を実施する。演算処理部１４により実施されるプログラムとしては、図３に示すように、撮像設定手段１４１と、撮像制御手段１４２と、測位用画像出力手段１４３と、画素選択手段１４４と、色ムラ測定用画像出力手段１４５と、色差信号取得手段１４６と、色差演算手段１４７と、色差換算手段１４８と、色ムラ測定手段１４９と、などが含まれている。

撮像設定手段１４１は、記憶部１３から色ムラ測定用画像信号に対するホワイトバランス補正値を読み込み、撮像設定情報として撮像装置３に出力する。ここで、撮像設定手段１４１は、読み込まれるホワイトバランス補正値として、後述する色ムラ測定用画像出力手段１４５の制御により出力される色ムラ測定用画像信号に対して設定されたホワイトバランス補正値を読み込む。

撮像制御手段１４２は、撮像装置３にスクリーン２１上に投影される画像を撮像させる制御を実施し、撮像装置３から入力される撮像画像データを取得する。また、撮像制御手段１４２は、取得した撮像画像データを適宜読み出し可能に記憶部１３に記憶する。

測位用画像出力手段１４３は、記憶部１３から測位用画像信号を読み込み、プロジェクタ２に出力する。これにより、プロジェクタ２からスクリーン２１上に、図４に示すような測定点座標設定用の測位用画像４が投影され表示される。

画素選択手段１４４は、撮像装置３により測位用画像４が撮像され、その撮像画像データである測位用撮像画像データが入力されると、この測位用撮像画像データに基づいて、色度を測定する測定座標を設定する。
具体的には、画素選択手段１４４は、測位用撮像画像データに基づいて画像内の座標位置を認識する。これには、画素選択手段１４４は、図４に示すような測位用画像４を用いる場合、まず、記憶部１３から測位用画像４の輝点座標データを読み込む。また、画素選択手段１４４は、測位用撮像画像データ内の輝点４１の座標位置を認識する。そして、画素選択手段１４４は、記憶部１３から読み込まれた輝点座標データと、測位用撮像画像データから認識した輝点４１の座標位置とに基づいて、その位置ずれ量を演算する。

さらに、画素選択手段１４４は、演算された位置ずれ量に基づいて、色度を測定する測定座標を設定する。この測定座標としては、例えば予め設定された座標を用いることができ、例えば、図６に示すように、検査対象画素６１と、比較画素６２とを設定する。ここで、図６は、色ムラ測定用撮像画像データにおける測定座標の一例を示す図である。この時、例えば、実際に測定したい色ムラ測定用画像内の座標が（ｘ１、ｙ１）であり、位置ずれ量がｘ方向に＋α、ｙ方向に＋βである場合、画素選択手段１４４は、測定座標として（ｘ１−α，ｙ１−β）を設定する。また、図６において、検査対象画素６１の１つを例示したが、実際には、画素選択手段１４４は、複数の検査対象画素６１を設定する。なお、検査対象画素６１として、画像内の全ての画素を対象としてもよい。なお、比較画素６２としては、画像中心点の座標を設定することが好ましい。このような比較画素６２では、プロジェクタ２の画像投影点の中心位置となるため、比較的色ムラが生じにくい位置であり、かつ各検査対象画素６１からの距離を適切に設定することができる。

色ムラ測定用画像出力手段１４５は、記憶部１３から色ムラ測定用画像信号を読み込み、プロジェクタ２に出力する。これにより、プロジェクタ２からスクリーン２１上に、図５に示すような色ムラ検査用の色ムラ測定用画像５が投影され表示される。なお、本実施形態では、色ムラ測定用画像５としては、全画素において、同一階調値に設定されたグレー画像が好ましいが、例えば赤色画像、青色画像、緑色画像を色ムラ測定用画像として表示させ、それぞれの画像における色ムラを測定する構成などとしてもよい。

色差信号取得手段１４６は、撮像装置３により色ムラ測定用画像５が撮像され、その撮像画像データである色ムラ測定用撮像画像データ６が入力されると、この色ムラ測定用撮像画像データ６の所定の測定位置における色差信号を測定する。具体的には、色差信号取得手段１４６は、図６に示すように画素選択手段１４４により選択された検査対象画素６１および比較画素６２における三原色の階調値Ｒ，Ｇ，Ｂを取得する。
そして、色差信号取得手段１４６は、これらの各色階調値Ｒ，Ｇ，Ｂから、次式（１）〜（３）に基づいて、輝度信号Ｙ、および色差信号Ｖｒ，Ｖｂを取得する。

また、色差信号取得手段１４６は、式（１）〜（３）により算出された輝度信号Ｙ，色差信号Ｖｒ，Ｖｂから、これら輝度信号Ｙおよび色差信号Ｖｒ，Ｖｂの信号比Ｖｒ／Ｙ，Ｖｂ／Ｙを算出し、色差距離Ｓおよび色相θを次式（４）、（５）に基づいて算出する。

色差演算手段１４７は、検査対象画素６１および比較画素６２の色差信号Ｖｒ，Ｖｂからこれらの画素間の色差（第一色差）、すなわち信号比の差△（Ｖｒ／Ｙ），△（Ｖｂ／Ｙ）、色差距離の差△Ｓ、および色相差△θを算出する。

ところで、上記のような第一色差は、色差信号により求められた色差であり、図２に示したような色度図となる。また、図７は、色差信号色空間において、横軸を信号比△（Ｖｂ／Ｙ）と均等色空間の△ｕ´ｖ´との比△（Ｖｂ／Ｙ）／△ｕ´ｖ´、縦軸を信号比△（Ｖｒ／Ｙ）と均等色空間の△ｕ´ｖ´との比△（Ｖｒ／Ｙ）／△ｕ´ｖ´とした色度図である。
図７に示すように、色差信号色度図では、均等色空間のＬｕ´ｖ´表色系に比べて、赤色−シアン方向が長軸となる楕円形状の歪んだ色相となる。すなわち、無彩色（原点）から彩度が最大となる点までの色差距離が異なり、例えば無彩色から赤色の彩度が最大となる点ｒ１までの色差距離は、無彩色から青色ｂ１の彩度が最大となる点までの色差距離に比べて長くなる。このように、色相により色差距離が異なる場合、色差信号の差により算出した第一色差では、正確な色ムラを測定することが困難となる。
したがって、図７に示すような色差信号色空間を、図８に示すような均等色空間に変換し、第一色差を均等色空間に準じた第二色差に換算する必要がある。ここで、図８は、図７の各色度を色差距離換算係数Ａにより換算した均等色空間を示す図であり、無彩色から各色相の彩度が最大となる点（ｒ１、ｂ１）までの距離が同一距離となる。
本実施の形態では、上記のような変換を色差換算手段１４８により実施する。

すなわち、色差換算手段１４８は、色差演算手段１４７にて演算された第一色差を、次式（６）を用いて、色差距離換算係数Ａを用いて第二色差に換算する。

上記のような色差距離換算係数Ａは、図７に示すような色差信号色空間を、図８に示す均等色空間に変換するために係数であり、次式（７）（８）に示すように、第一色差の信号比△（Ｖｒ／Ｙ），△（Ｖｂ／Ｙ）の差にこの色差距離換算係数Ａを乗算することで、第二色差の信号比の差△（Ｖｒ／Ｙ）´，△（Ｖｂ／Ｙ）´を算出することが可能となる。

色ムラ測定手段１４９は、第二色差の信号比の差△（Ｖｒ／Ｙ）´，△（Ｖｂ／Ｙ）´に基づいて、次式（９）に示すように、第二色差の色差距離差△Ｓ´を算出し、色ムラを測定する。

そして、色ムラ測定手段１４９は、算出された色差△Ｓ´を適宜読み出し可能に記憶部１３に記憶する。

〔色ムラ測定方法〕
次に、上記色ムラ測定システム１における色ムラ測定方法について、図面に基づいて説明する。
図９は、本実施の形態の色ムラ測定システム１における色ムラ測定方法を示すフローチャートである。

図７において、色ムラ測定システム１を用いて色ムラを測定するためには、まず、測定制御装置１０は、撮像装置３のホワイトバランス設定処理を実施する（ステップＳ１０１：撮像設定工程）。ここで、本実施形態の色ムラ測定システム１では、利用者の入力操作部の操作によるホワイトバランス補正値の指定、色ムラ測定用画像の指定がない限り、予め設定された色ムラ測定用画像５に対応したホワイトバランス補正値を記憶部１３から読み出し、撮像設定情報として撮像装置３に出力する。これにより、撮像装置３のホワイトバランス補正が実施される。

次に、測定制御装置１０は、測位用画像出力手段１４３により、記憶部１３から測位用画像信号を読み込み、読み込んだ測位用画像信号をプロジェクタ２に出力する（ステップＳ１０２：測位用画像表示工程）。これにより、プロジェクタ２から測位用画像信号に基づいた画像光が射出され、スクリーン２１上に図４に示すような測位用画像４が表示される。この時、測位用画像４としては、色ムラ測定用画像５と略同一明るさの画像、すなわち、ステップＳ１０１にて設定される撮像装置３のホワイトバランス補正値に対応した明るさを有することが好ましい。

この後、測定制御装置１０は、撮像制御手段１４２により、撮像装置３を制御して、スクリーン２１上の測位用画像４を撮像させ、測位用撮像画像データを取得させる（ステップＳ１０３：測位用画像撮像工程）。また、撮像制御手段１４２は、取得した測位用撮像画像データを記憶部１３に一時記憶する。

そして、測定制御装置１０は、画素選択手段１４４により、この測位用撮像画像データから色ムラを測定するための測定座標となる画素を選択する（ステップＳ１０４：画素選択工程）。
具体的には、画素選択手段１４４は、プロジェクタ２に出力した測位用画像信号に関連付けられる輝点座標データを記憶部１３から読み込む。また、画素選択手段１４４は、測位用撮像画像データ上の輝点４１の座標位置を認識する。そして、画素選択手段１４４は、これらの輝点座標データに示される座標と、測位用撮像画像データの輝点４１の座標との差分を演算し、その位置ずれ量を算出する。そして、画素選択手段１４４は、予め設定されている、または利用者により設定入力された測定対象となる座標に、算出された位置ずれ量を加減算し、色ムラの測定対象となる測定座標を設定する。また、画素選択手段１４４は、この設定した測定座標を適宜読み出し可能に記憶部１３に記憶する。

このステップＳ１０４の後、測定制御装置１０は、色ムラ測定用画像出力手段１４５により、記憶部１３から色ムラ測定用画像信号を読み込み、プロジェクタ２に読み込んだ色ムラ測定用画像信号を出力する（ステップＳ１０５：色ムラ測定用画像表示工程）。これにより、プロジェクタ２から画像光が射出され、スクリーン２１上に図５に示すような色ムラ測定用画像５が表示される。

この後、測定制御装置１０は、撮像制御手段１４２により、撮像装置３を制御して、スクリーン２１上の色ムラ測定用画像５を撮像させ、色ムラ測定用撮像画像データ６を取得させる（ステップＳ１０６：色ムラ測定用画像撮像工程）。また、撮像制御手段１４２は、取得した色ムラ測定用撮像画像データ６を記憶部１３に記憶する。

次に、測定制御装置１０は、色差信号取得手段１４６により、測定座標の色差信号を取得する（ステップＳ１０７：色差信号取得工程）。
これには、色差信号取得手段１４６は、ステップＳ１０３により設定され、記憶部１３に記憶された検査対象画素６１の座標、比較画素６２の座標、およびステップＳ１０４にて取得された色ムラ測定用撮像画像データ６を読み込む。そして、色差信号取得手段１４６は、これらのデータに基づいて、色ムラ測定用撮像画像データ６における、検査対象画素６１および比較画素６２の色度（ＲＧＢ各階調値）を抽出する。そして、色差信号取得手段１４６は、上記式（１）〜（５）を用い、各画素における輝度信号Ｙ、色差信号Ｖｒ，Ｖｂ、信号比Ｖｒ／Ｙ，Ｖｂ／Ｙ、色差距離Ｓ、色相θを算出する。
例として、図６に示すように、検査対象画素６１におけるＲＧＢ階調値（Ｒ１，Ｇ１、Ｂ１）がそれぞれＲ１＝１７５、Ｇ１＝１６１、Ｂ１＝１５９、比較画素６２におけるＲＧＢ階調値（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０）がそれぞれＲ０＝１８０、Ｇ０＝１７９、Ｂ０＝１７８である場合、検査対象画素６１および比較画素６２の第一色差はそれぞれ次の値となる。すなわち、検査対象画素６１の色度は、信号比Ｖｒ１／Ｙ１＝０．０５３４、信号比Ｖｒ１／Ｙ１＝−０．０１７８、無彩色からの色差距離Ｓ１＝０．０５６３、色相θ１＝１０８degとなり、比較画素６２の色度は、信号比Ｖｒ０／Ｙ０＝０．００３９９、信号比Ｖｒ０／Ｙ０＝−０．００３２６、無彩色からの色差距離Ｓ０＝０．００５１５、色相θ０＝１２９degとなる。

この後、測定制御装置１０は、色差演算手段１４７により、ステップＳ１０７で取得した色差信号から、検査対象画素６１および比較画素６２の間の第一色差を演算する（ステップＳ１０８：色差演算工程）。
上記例では、図６に示すように、検査対象画素６１および比較画素６２間の第一色差は、信号比の差△（Ｖｒ／Ｙ）＝０．０４９４、△（Ｖｂ／Ｙ）＝−０．０１４５、検査対象画素６１および比較画素６２の色差距離△Ｓ＝０．０５１５、色相差△θ＝１０６degとなる。

このステップS１０８の後、測定制御装置１０は、色差換算手段１４８により、第一色差を第二色差に換算する（ステップＳ１０９：色差換算工程）。この色差換算工程では、色差換算手段１４８は、ステップＳ１０８で算出された色相差△θを、式（６）のθに代入し、各色相差に対して適切な色差距離換算係数Ａを算出する。上記例では、色相差△θ＝１０６degとなるため、色差距離換算係数Ａは、Ａ＝０．１６７となる。そして、色差換算手段１４８は、この色差距離換算係数Ａを用い、式（７）（８）を用いて、第二色差を算出する。図６に示す例では、第二色差の信号比の差は、それぞれ△（Ｖｒ／Ｙ）´＝０．０８２５、△（Ｖｒ／Ｙ）´＝−０．００２４２となる。

次に、色ムラ測定手段１４９は、ステップＳ１０９にて算出された第二色差に基づいて色ムラの測定、すなわち、第二色差の信号比の差に基づいた色差距離を演算する（ステップＳ１１０：色ムラ測定工程）。なお、この色ムラ測定工程では、色ムラ測定手段１４９は、式（９）に示すように、ステップＳ１０９にて算出された△（Ｖｒ／Ｙ）´、△（Ｖｒ／Ｙ）´を用いて色差距離△Ｓ´を求めてもよく、第一色差の色差距離△Ｓに色差距離換算係数Ａを掛け合わせることで、△Ｓ´を求めてもよい。
また、色ムラ測定手段１４９は、算出した色差距離△Ｓ´を測定値として、適宜読み出し可能に記憶部１３に記憶する。

なお、上記において、プロジェクタ２の色ムラを測定する構成、およびその測定方法について説明したが、さらに、測定された色ムラに基づいて、プロジェクタ２で表示される画像の色ムラの有無を判断する色ムラ判断手段が設けられてもよい。
この場合、色ムラ判断手段は、測定された色差距離△Ｓ´が所定の閾値より大きい場合、色ムラであると判断し、閾値以下である場合、正常な画素であるとして認識する。このような構成では、容易に色ムラの有無を判断することができ、効率よくかつ精度の高い色ムラ検査を実施することが可能となる。

〔色ムラ測定システムの作用効果〕
上述したように、上記実施の形態の色ムラ測定システム１では、プロジェクタ２により色ムラ測定用画像を表示させ、撮像装置３により撮像させて色ムラ測定用撮像画像データを取得する。そして、色差信号取得手段１４６は、画素選択手段１４４により選択される検査対象画素６１および比較画素６２のＲＧＢ階調値から、それぞれの画素における色差信号を算出し、色差演算手段１４７は、これらの色差信号から、第一色差信号を演算する。この後、色差換算手段１４８は、色差信号色空間における各色相における無彩色から所定彩度までの色差距離を均等距離にする色差距離換算係数を用い、第一色差を均等色空間に準じた第二色差に換算する。そして、色ムラ測定手段１４９は、この第二色差に基づいて検査対象画素６１と比較画素６２との色差距離、すなわち色ムラを測定する。
この発明では、色差信号色空間の第一色差を、均等色空間の第二色差に換算し、この第二色差に基づいて色差距離である色ムラを測定している。このため、各色相における色差距離が均等となり、正確な色度を測定することができ、色ムラ測定の精度を向上させることができる。また、三刺激値を測定する三刺激値直読方測定器や、分光測定器などの色度測定器を別途必要とせず、撮像画像データのみで正確な色ムラ測定を実施することができるため、構成の簡略化を図れ、測定に要する時間も低減させることができる。

また、色差換算手段１４８は、色差信号色空間における各色相、より具体的には検査対象画素６１と比較画素６２との色相差△θに基づいて、式（６）により算出される色差距離換算係数Ａを用い、第一色差を第二色差に換算している。
このため、検査対象画素６１と比較画素６２との色相差に基づいた正確は色差距離換算係数Ａを用いて、均等色空間に準じた正確な第二色差を算出することができる。したがって、色ムラ測定の精度をより向上させることができる。

さらに、ステップＳ１０１の撮像設定工程において、撮像設定手段１４１は、撮像装置３のホワイトバランス調整を実施する。このため、ホワイトバランスの違いによる色ムラの差がなくなり、精度のよい色ムラ測定を実施することができる。

また、色ムラ測定用画像５を撮像装置３により撮像する直前に撮像装置３のホワイトバランス補正を実施してもよいが、本実施の形態では、ステップＳ１０１において、撮像設定工程を実施する。このとき、ステップＳ１０２の測位用画像４を表示させる際に、このホワイトバランス補正値に対応した色ムラ測定用画像５と略同一明るさを有する測位用画像４を表示することで、適切なホワイトバランス補正が実施された測位用撮像画像データを取得することができる。このような測定方法では、測位用撮像画像データにおける輝点４１もホワイトバランスによる色のばらつきなどをなくすことができるため、ステップＳ１０４における測定座標設定工程において、画素選択手段１４４は、測位用撮像画像データから輝点４１をより精度よく抽出することができる。

〔他の実施の形態〕
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されず、本発明の目的を達せられる範囲で種々の改良、変形が可能である。

例えば、上記実施の形態において、記憶部１３に色ムラ測定用画像信号に対して予め設定されたホワイトバランス補正値が記憶され、撮像制御手段１４２によりこのホワイトバランス補正値が読み込まれて撮像装置３に出力されることで、撮像装置３のホワイトバランス補正を実施する構成を例示したが、これに限定されない。すなわち、撮像装置３にて色ムラ測定用画像を撮像する際に、撮像装置３で色ムラ測定用画像の明るさに応じたホワイトバランス補正が実施される構成であればよく、例えば、上述したように、撮像装置３にスクリーン２１に投影された画像に対して自動的に適切なホワイトバランス補正を実施する画像エンジンを搭載するなどしてもよい。

また、色ムラ測定システム１により色ムラの測定を実施する構成を示したが、例えば、上述したように、算出された色差を所定閾値と比較することにより、色ムラの度合いを検査する色ムラ検査システムとして用いてもよい。また、プロジェクタの製造工程などにおいて、複数のプロジェクタ２に対する測定座標における色ムラを統計的に集計する構成を備えてもよい。この場合、例えば製造されるプロジェクタ２の色ムラの傾向を確認することができ、色ムラの少ない高性能なプロジェクタ２の製造を促進することができる。

さらに、上述したように、表示装置として、入力画像信号に応じた画像光をスクリーン２１に投射して画像を表示するプロジェクタ２の他、例えば、液晶ディスプレイや、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）など他の表示装置を色ムラ測定対象としてもよい。この場合、例えば暗室に表示装置を設置し、表示装置の表示領域に表示される色ムラ測定用画像を撮像装置３により撮像する。測定制御装置１０の構成としては、上記実施の形態と同様の構成を利用でき、同様の方法により色ムラを測定することができる。

そして、測位用画像４として図４に示すように、所定位置に輝点４１を配置したものを例示したが、これに限定されず、上述したように、例えば複数のグリッド線が配置される測位用画像を用いてもよい。
また、画素選択手段１４４として、画像略中心点の座標位置を設定するとしたが、その他の位置に設定されるものであってもよい。
さらに、測位用画像４に測定位置を示す測定点が表示され、画素選択手段１４４は、測位用撮像画像データ内の測定点を測定座標として設定する構成などとしてもよい。

また、式（２）（３）において、色差信号Ｖｒとして、赤色階調値Ｒから輝度信号Ｙを減算し、さらにレベル調整用の係数である１．１４で除算した値、色差信号Ｖｂとして、青色開調値Ｂから輝度信号Ｙを減算し、さらにレベル調整用の係数である２．０３で除算する例を示したが、例えば、色差信号Ｖｒ，Ｖｂとして、レベル調整係数により調整されていない信号を用いてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の構成について具体的に説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、当業者が様々な変形および改良を加えることができるものである。

１…色ムラ測定装置としての色ムラ測定システム、２…プロジェクタ、３…撮像手段としての撮像装置、１０…測定制御装置、１４４…画素選択手段、１４５…色ムラ測定用画像出力手段、１４７…色差演算手段、１４８…色差換算手段、１４９…色ムラ測定手段。

Claims (4)

1. 画像を表示させる表示装置により所定の表示領域に表示された画像を、撮像手段により撮像し、撮像により得られる撮像画像データから前記画像に現れる色ムラを測定する色ムラ測定方法であって、
   前記表示装置により、色ムラ測定用画像を前記表示領域に表示させる色ムラ測定用画像表示工程と、
   前記色ムラ測定用画像表示工程により表示される前記色ムラ測定用画像を、前記撮像手段により撮像し、撮像画像データを取得する色ムラ測定用画像撮像工程と、
   前記撮像画像データから、検査対象画素および、この検査対象画素から所定画素離れた比較画素を選択する画素選択工程と、
   前記画素選択工程にて選択された前記検査対象画素および比較画素における色差信号に基づいて、前記検査対象画素および比較画素の間の色差を演算する色差演算工程と、
   色差信号色空間における各色相の無彩色から所定彩度の色座標までの色差距離を、全色相において略均一にする色差距離換算係数を用い、前記色差演算工程にて算出された前記色差を、均等色空間に対応した色差である第二色差に換算する色差換算工程と、
   前記色差換算工程により換算された第二色差に基づいて、色ムラを測定する色ムラ測定工程と、
   を具備したことを特徴とする色ムラ測定方法。
2. 請求項１に記載の色ムラ測定方法において、
   前記色差換算工程では、各色相に対応してそれぞれ算出される色差距離換算係数に基づいて、前記色差を前記第二色差に換算する
   ことを特徴とする色ムラ測定方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の色ムラ測定方法において、
   前記表示領域に表示される前記画像の明るさに対する前記撮像手段のホワイトバランスを設定する撮像設定工程を備え、
   前記色ムラ測定用画像撮像工程は、前記撮像設定工程により設定されたホワイトバランスの撮像手段により前記色ムラ測定用画像を撮像する
   ことを特徴とする色ムラ測定方法。
4. 画像を表示させる表示装置により所定の表示領域に表示された画像を、撮像手段により撮像し、撮像により得られる撮像画像データから前記画像に現れる色ムラを測定する色ムラ測定装置であって、
   前記表示装置に、色ムラを検査するための色ムラ測定用画像信号を出力する色ムラ測定用画像出力手段と、
   前記表示領域に表示される画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像画像データから、検査対象画素、およびこの検査対象画素から所定画素離れた比較画素を選択する画素選択手段と、
   前記検査対象画素および比較画素における色差信号に基づいて、前記検査対象画素および比較画素の間の色差を演算する色差演算手段と、
   色差信号色空間における各色相の無彩色から所定彩度の色点までの色度距離を、全色相において略均一にする色度距離換算係数を用い、前記色差を、均等色空間に対応した第二色差に換算する色差換算手段と、
   前記第二色差に基づいて、色ムラを測定する色ムラ測定手段と、
   を具備したことを特徴とする色ムラ測定装置。

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