JP2020014090A - 動特性測定装置及びそのプログラム、並びに、動特性測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置の動特性を簡易に測定できる動特性測定装置を提供する。【解決手段】動特性測定装置４は、フレーム制御期間毎に２つのパターン画像を交互に出力する信号発生手段４５と、ディスプレイ９がパターン画像を表示するときの遅延時間に応じて、シャッタ制御期間内で１フレーム期間だけシャッタ２を開くタイミング調整手段４７と、２つのパターン画像を表示中のディスプレイ９を撮像した動特性用画像の信号レベルと基準信号レベルとの差分を、ディスプレイ９の動特性として測定する動特性測定手段４９とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置の動特性を測定する動特性測定装置及びそのプログラム、並びに、動特性測定システムに関する。

一般的に動画像は、１秒間に５０フレーム又は６０フレームの映像システムで表示されており、近年、１２０フレーム以上となる高フレームレートの映像システムも研究されている。そこで、映像システムにおいては、使用するディスプレイが十分な動画表示特性（以下、「動特性」）を有しているのかを定量的に示す必要があり、幾つかの従来技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、ディスプレイの動特性測定用データ取得装置が記載されている。図１３（ａ）に示すように、画像信号発生装置９０が、図１３（ｂ）のパターン画像を被測定用のディスプレイ９に表示させ、その画面９ａ上でパターン画像を一定速度で移動させる。このとき、動特性測定用データ取得装置９１が、パターン画像の移動に合わせて回転鏡９２を回転させ、この回転鏡を介して、撮像装置９３を移動させることなくパターン画像を撮像する。そして、動特性測定用データ取得装置９１が、回転時のパターン画像と静止時に予め撮像したパターン画像との差により、ディスプレイ９の動特性を測定する。

特開２００１−５４１４７号公報

前記した従来技術では、パターン画像の空間周波数や移動速度を変化させながら測定を複数回行う必要がある。このため、前記した従来技術では、ディスプレイ９、回転鏡９２、撮像装置９３の位置関係や、パターン画像の移動に応じた回転鏡９２の回転速度など、測定を行う毎に精密な調整が必要になるという問題がある。

ここで、ディスプレイ９で動画像を表示するというのは、現在表示しているフレームが別のフレームに変化することであり、画素単位で見れば、現在の信号レベルが異なる信号レベルに変化することである。このとき、理想的には輝度Ｐだけ変化するはずが、ディスプレイ９の動特性の影響により、輝度の変化量が（Ｐ−ΔＰ）であったとする。この場合、理想的な輝度Ｐと動特性の影響量ΔＰの関係を定量的に把握できれば、回転鏡を用いることなく、ディスプレイ９の動特性を測定できる。

図１４に示すように、異なるパターンが描かれた２つのパターン画像（フレーム）Ｆａ，Ｆｂを交互に表示する場合を考える。図１４では、横軸が画面上の水平位置であり、縦軸が信号レベルである（なお、縦軸は画面９ａの輝度レベルであってもよい）。ここで、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂは、パターンの信号レベルを表す正弦波の位相が正反対になっている。２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを交互に表示しているとき、画面９ａ上の信号レベルを測定する。この測定した信号レベルと、理想的な信号レベルを比較すると、図１５のようになる。図１５では、実線が理想的な信号レベル（理想レベル）を表し、破線が実際に測定した信号レベル（測定レベル）を表す。この測定レベル（Ｌ−ΔＬ）には、動特性の影響量ΔＬが含まれている。また、画面９ａ上の位置に応じて、理想レベルＬと影響量ΔＬが変化するので、理想レベルＬに対する影響量ΔＬの関係を求めることができる。この理想レベルＬ及び影響量ΔＬの関係が前記した輝度Ｐ及び影響量ΔＰの関係と等価と考えられる。つまり、時間方向の輝度変化量（Ｐ−ΔＰ）が空間方向の信号レベル変化量（Ｌ−ΔＬ）と等価と考えられるので、この空間方向の信号レベル変化量（Ｌ−ΔＬ）からディスプレイ９の動特性を測定できる。

本発明は、表示装置の動特性を簡易に測定できる動特性測定装置及びそのプログラム、並びに、動特性測定システムを提供することを課題とする。

前記した課題に鑑みて、本発明に係る動特性測定装置は、動特性測定用のパターン画像を表示している表示装置を撮像する撮像装置と、表示装置と撮像装置との間に配置されたシャッタとを備える動特性測定システムで用いられる動特性測定装置であって、パターン画像出力手段と、シャッタ制御手段と、動特性測定手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、パターン画像出力手段は、表示装置に対して、１フレーム期間又は２フレーム期間以上で予め設定されたフレーム制御期間毎に、異なるパターンが描かれた２つ以上のパターン画像を出力する。
シャッタ制御手段は、表示装置がパターン画像を表示するときの遅延時間に応じて、フレーム制御期間の倍となるシャッタ制御期間内で１フレーム期間だけシャッタを開く。

動特性測定手段は、パターン画像を表示している表示装置を撮像した動特性用画像が撮像装置から入力され、入力された動特性用画像の信号レベルと基準信号レベルとの差分を、表示装置の動特性として測定する。
動特性用画像の信号レベルが測定レベル（Ｌ−ΔＬ）に相当し、基準信号レベルが理想レベルＬに相当するので、両者の差分が影響量ΔＬを表すことになる。このように、動特性測定装置は、回転鏡を備えることなく、空間方向の信号レベル変化量（Ｌ−ΔＬ）により表示装置の動特性を測定できるので、その測定を行う毎に精密な調整を必要としない。

また、本発明に係る動特性測定システムは、動特性測定用のパターン画像を表示している表示装置を撮像する撮像装置と、表示装置と撮像装置との間に配置されたシャッタと、前記した動特性測定装置と、を備える構成とした。
また、本発明に係る動特性測定装置は、一般的なコンピュータを前記した各手段として協調動作させるプログラムで実現することもできる。

本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本発明によれば、測定を行う毎に精密な調整を必要としないので、表示装置の動特性を簡易に測定することができる。

各実施形態に係る動特性測定装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態において、パターン画像の一例を説明する説明図である。 第１実施形態において、パラメータの設定を説明する説明図である。 図１の動特性測定装置の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態において、基準信号レベルの測定処理を説明する説明図である。 第１実施形態において、動特性用信号レベルの測定処理を説明する説明図である。 第１実施形態において、パターン画像の出力・表示タイミングとシャッタの開閉タイミングの調整を説明する説明図である。 第１実施形態において、動特性の測定を説明する説明図である。 第１実施形態において、動特性の測定結果の一例を示すグラフである。 第２実施形態において、動特性用信号レベルの測定処理を説明する説明図である。 第２実施形態において、動特性の測定結果の一例を示すグラフである。 変形例において、パターン画像の一例を説明する説明図である。 従来技術において、（ａ）は動特性測定用データ取得装置の外観図であり、（ｂ）はパターン画像の一例である。 本発明において、２つのパターン画像に描かれたパターンの関係を説明する説明図である。 本発明において、パターン画像における理想レベルと測定レベルの関係を示すグラフである。

以下、本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の手段には同一の符号を付し、説明を省略した。

（第1実施形態）
［動特性測定システムの構成］
図１を参照し、動特性測定システム１の構成について説明する。
動特性測定システム１は、ディスプレイ９の動特性を測定するものであり、図１に示すように、シャッタ２と、撮像装置３と、動特性測定装置４とを備える。

ディスプレイ９は、動特性の測定対象となる表示装置のことであり、後記する動特性測定装置４から入力されたパターン画像を表示する。本実施形態では、ディスプレイ９が、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）であることとして説明する。
ここで、ディスプレイ９は、測定レベル（Ｌ−ΔＬ）に相当する動特性用信号レベルの測定時、２つのパターン画像を交互に表示する。一方、ディスプレイ９は、理想レベルＬに相当する基準レベルの測定時、同一のパターン画像を表示し続ける。

図２に示すように、パターン画像（フレーム）Ｆは、所定のパターンが描かれており、例えば、信号レベルが水平方向に滑らかに変化する濃淡画像である。本実施形態では、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを用いることとする。パターン画像Ｆａ，Ｆｂは、パターンの信号レベルを表す正弦波（信号波）の位相が正反対、つまり、その明暗の変化が正反対となる。
なお、本実施形態では、パターン画像Ｆの信号レベルが水平方向で変化することとして説明するが、垂直方向の場合も同様である。

シャッタ２は、後記する動特性測定装置４からの指令に応じて開閉し、ディスプレイ９からの光を通過又は遮蔽するものである。このシャッタ２は、後記する撮像装置３とディスプレイ９との間、つまり、ディスプレイ９からの光が撮像装置３に入射するまでの光路上に配置されている。本実施形態では、シャッタ２は、撮像装置３の前面に配置されていることとする。例えば、シャッタ２としては、液晶式シャッタや機械式シャッタなど、一般的なものがあげられる。

撮像装置３は、パターン画像Ｆを表示しているディスプレイ９を撮像する一般的な撮像カメラである。ここで、撮像装置３は、動特性用信号レベルの測定時、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを交互に表示しているディスプレイ９を撮像する。この画像を「動特性用画像」と呼ぶ。一方、撮像装置３は、基準レベルの測定時、同一のパターン画像Ｆａを表示しているディスプレイ９を撮像する。この画像を「基準用画像」と呼ぶ。そして、撮像装置３は、動特性用画像及び基準用画像を動特性測定装置４に出力する。

なお、ディスプレイ９が液晶ディスプレイの場合、後記する遅延時間が画面９ａの上下で異なる場合がある。この場合、シャッタ２は、ディスプレイ９の画面９ａの一部領域（例えば、縦横１０ｃｍの矩形領域）を撮像装置３が撮像できる大きさであればよい。そして、撮像装置３は、ディスプレイ９の画面９ａの一部領域を撮像した画像を動特性測定装置４に出力することで、その遅延時間が異なる影響を低減できる。

［動特性測定装置の構成］
以下、動特性測定装置４の構成について説明する。
動特性測定装置４は、撮像装置３から入力された動特性用画像及び基準用画像を用いて、空間方向の信号レベル変化量（Ｌ−ΔＬ）によりディスプレイ９の動特性を測定するものである。具体的には、動特性測定装置４は、ディスプレイ９におけるパターン画像Ｆの表示タイミングと、シャッタ２の開閉タイミングとを制御し、撮像装置３からの動特性用画像及び基準用画像を用いて、ディスプレイ９の動特性を測定する。

図１に示すように、動特性測定装置４は、演算手段４０と、パラメータ設定手段４１と、信号発生手段（パターン画像出力手段）４５と、タイミング調整手段（シャッタ制御手段）４７とを備える。
演算手段４０は、動特性測定システム１を制御すると共に、ディスプレイ９の動特性を測定するものであり、制御手段４３と、動特性測定手段４９とを備える。

パラメータ設定手段４１は、ディスプレイ９の動特性の測定に必要な各種パラメータが予め設定されるものである。本実施形態では、動特性測定システム１の利用者が、図示を省略したマウス、キーボード等の操作手段を介して、各種パラメータをパラメータ設定手段４１に設定する。

＜各種パラメータ＞
例えば、各種パラメータとしては、フレーム制御期間、シャッタ制御期間、遅延時間、遷移期間、パターン情報があげられる。これらパラメータは、動特性測定装置４の各手段によって参照される。

「フレーム制御期間」とは、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを交互に出力する期間（フレーム周期）のことであり、１フレーム期間又は２フレーム期間以上に設定できる。
「シャッタ制御期間」とは、シャッタ２の開閉を制御する期間のことであり、フレーム制御期間の倍に設定される。
「遅延時間」とは、ディスプレイ９がパターン画像Ｆを表示するときの遅延時間のことである。つまり、遅延時間は、ディスプレイ９にパターン画像Ｆを出力してから、ディスプレイ９がパターン画像Ｆを表示するまでの遅延を表す。

「遷移期間」とは、ディスプレイ９が、ある信号レベルに対応した輝度から別の信号レベルに対応した輝度に遷移（変化）する時間のことである。ディスプレイ９には、フレーム単位でパターン画像Ｆが入力される。ディスプレイ９のある画素に注目すると、絶えず、１フレーム期間後には次の映像信号が入力される。液晶ディスプレイの場合、その画素の輝度は、次の映像信号が入力されるまで同一に保持される。そして、ディスプレイ９では、現在の映像信号と次の映像信号との信号レベルが異なる場合、次の信号レベルに対応する輝度に変化するのに時間を要する。この時間が遷移期間のことである。
なお、遷移期間が存在しない場合、利用者は、この遷移期間をパラメータ設定手段４１に設定する必要がない。

「パターン情報」とは、パターン画像Ｆに描かれたパターンを特定する情報であり、図３に示すように、パターンの振幅（信号レベル）Ａ、パターンの周期Ｔ及び中心信号レベルＣが含まれる。この中心信号レベルＣは、パターンを表す信号波において、振幅中心の信号レベルである。なお、ディスプレイ９によっては、この中心信号レベルＣにより動特性の測定結果が変化するので、利用者は、複数の中心信号レベルＣをパラメータ設定手段４１に設定してもよい。

図１に戻り、動特性測定装置４の構成について、説明を続ける。
制御手段４３は、後記する信号発生手段４５及びタイミング調整手段４７を制御するものである。具体的には、制御手段４３は、予め設定されたフレーム制御期間毎に、信号発生手段４５にパターン画像Ｆの出力を指令する（パターン画像制御信号）。また、制御手段４３は、シャッタ制御期間内で１フレーム期間だけシャッタ２が開くようにタイミング調整手段４７に指令する（シャッタ制御信号）。

信号発生手段４５は、動特性用信号レベルの測定時、ディスプレイ９に対して、予め設定されたフレーム制御期間毎に、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを交互に出力するものである。具体的には、信号発生手段４５は、制御手段４３からパターン画像制御信号が入力される毎に、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを交互にディスプレイ９に出力する。さらに、信号発生手段４５は、パターン画像Ｆａ，Ｆｂをディスプレイ９に出力する毎に、パターン画像Ｆａ，Ｆｂの出力タイミングをタイミング調整手段４７に通知する（タイミング信号）。
一方、信号発生手段４５は、基準レベルの測定時、動特性用信号レベルの測定時と同様に、同一のパターン画像Ｆａをディスプレイ９に出力する。なお、同一のパターン画像Ｆａを出力する以外、基準レベル測定時の処理内容は、動特性用信号レベルの測定時と同様のため、説明を省略する。

タイミング調整手段４７は、予め設定された遅延時間及び遷移期間に応じて、シャッタ制御期間内で１フレーム期間だけシャッタ２が開くようにシャッタ２を制御するものである。本実施形態では、タイミング調整手段４７は、制御手段４３からシャッタ制御信号が入力される毎に、信号発生手段４５からのタイミング信号を基準として、遅延時間及び遷移期間に応じて、１フレーム期間だけシャッタ２を開く。
なお、動特性用信号レベルの測定時及び基準レベルの測定時の両方において、タイミング調整手段４７の処理内容は同様である。

動特性測定手段４９は、撮像装置３から動特性用画像及び基準画像が入力される。そして、動特性測定手段４９は、動特性用画像の信号レベル（動特性用信号レベル）と、基準画像の信号レベル（基準信号レベル）との差分を、ディスプレイ９の動特性として測定するものである。

［動特性測定装置の動作］
図４を参照し、動特性測定装置４の動作について説明する。
図４に示すように、動特性測定装置４は、パラメータの設定処理Ｓ１、基準信号レベルの測定処理Ｓ２、動特性用信号レベルの測定処理Ｓ３、動特性の測定処理Ｓ４を行う。そして、動特性測定装置４は、測定終了判定処理Ｓ５の結果に応じて、中心信号レベルの変更処理Ｓ６を行い、Ｓ１〜Ｓ５の処理を繰り返す。その後、動特性測定装置４は、動特性の出力処理Ｓ７を行う。

＜パラメータの設定処理＞
図４のパラメータの設定処理Ｓ１について説明する。
パラメータ設定手段４１は、各種パラメータとして、例えば、フレーム制御期間、シャッタ制御期間、遅延時間、パターン情報が設定される。ここでは、フレーム制御期間が１フレーム期間に設定され、シャッタ制御期間が２フレーム期間に設定されたこととする。

＜基準信号レベルの測定処理＞
図５を参照し、図４の基準信号レベルの測定処理Ｓ２について説明する。
図５では、縦方向が時間の経過を表しており、左側がパターン画像Ｆの表示タイミングを表し、右側がシャッタ２の開閉タイミングを表す。図５の左側では、パターン画像Ｆの時系列を明確にするため、フレーム単位で‘０１’〜‘０４’の番号を付した。また、図５の右側では、シャッタ２が開いている時間を白抜きで図示し、シャッタ２が閉じている時間をハッチングで図示した。

図５に示すように、信号発生手段４５は、１つ目のパターン画像Ｆａ（図２）のみをディスプレイ９に出力する。このとき、タイミング調整手段４７は、２フレーム期間のシャッタ制御期間Ｔｓのうち、１フレーム期間だけシャッタ２が開くように、シャッタ２を制御する。

つまり、ディスプレイ９は、フレーム制御期間Ｔｐに関わりなく、同一のパターン画像Ｆａ０１〜Ｆａ０４を表示する。シャッタ２は、パターン画像Ｆａ０１，Ｆａ０３の光を通過させ、パターン画像Ｆａ０２，Ｆａ０４の光を遮蔽する。この間、撮像装置３は、シャッタ２を介してディスプレイ９を撮像し、撮像した基準用画像を動特性測定手段４９に出力する。そして、動特性測定手段４９は、撮像装置３が撮影した基準用画像から基準信号レベルを測定する。この基準信号レベルは、基準用画像のパターンにおいて、中心信号レベルＣを中心とした振幅を表す。

図５に示すように、ディスプレイ９が同一のパターン画像Ｆａを表示し続けるので、同一の画面位置では、基準信号レベルが一定である。このように、基準信号レベルは、ディスプレイ９の動特性の影響を受けていないので、理想レベルＬに相当する。

なお、基準信号レベルの測定処理Ｓ２では、後記する動特性用信号レベルの測定処理Ｓ３と測定条件を同等にするため、シャッタ２の開閉を行っている。
また、基準信号レベルの測定処理Ｓ２では、１つ目のパターン画像Ｆａのみを表示し続ける以外、動特性用信号レベルの測定処理Ｓ３と同様にタイミング調整を行うため、その説明を省略する。

＜動特性用信号レベルの測定処理＞
図６を参照し、図４の動特性用信号レベルの測定処理Ｓ３について説明する。
図６に示すように、信号発生手段４５は、１フレーム期間毎に、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを交互にディスプレイ９に出力する。このとき、タイミング調整手段４７は、２フレーム期間のシャッタ制御期間Ｔｓのうち、１フレーム期間だけシャッタ２が開くように、シャッタ２を制御する。

従って、ディスプレイ９は、パターン画像Ｆａ０１，Ｆｂ０２，Ｆａ０３，Ｆｂ０４を順に表示する。シャッタ２は、パターン画像Ｆａ０１，Ｆａ０３の光を通過させ、パターン画像Ｆｂ０２，Ｆｂ０４の光を遮蔽する。この間、撮像装置３は、シャッタ２を介してディスプレイ９を撮像し、撮像した動特性用画像を動特性測定手段４９に出力する。そして、動特性測定手段４９は、撮像装置３が撮影した動特性用画像から動特性用信号レベルを測定する。この動特性用信号レベルは、動特性用画像のパターンにおいて、中心信号レベルＣを中心とした振幅を表す。

図６に示すように、ディスプレイ９が２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを交互に表示するので、同一画面位置上でも、動特性用信号レベルが最大信号レベルと最小信号レベルとの間で変化する。このように、動特性用信号レベルは、ディスプレイ９の動特性の影響を受けているので、測定レベル（Ｌ−ΔＬ）に相当する。

なお、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂで信号レベルが同一となる画素位置、つまり、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂのパターンを表す信号波が交わる画素位置では、信号レベルが変化しないのでディスプレイ９の動特性の影響を受けないと考えられる。そこで、動特性測定手段４９は、この画素位置を動特性用信号レベルの測定対象から除外してもよい。

＜＜タイミング調整＞＞
図７を参照し、動特性用信号レベルの測定処理Ｓ３でのタイミング調整を説明する。
図７では、縦方向が時間の経過を表している。また、図７には、左側に出力タイミング、中央に表示タイミング、右側に開閉タイミングを図示した。出力タイミングは、信号発生手段４５がディスプレイ９にパターン画像Ｆａ，Ｆｂを出力するタイミングを表す。表示タイミングは、ディスプレイ９がパターン画像Ｆａ，Ｆｂを表示するタイミングを表す。開閉タイミングは、シャッタ２が開閉するタイミングを表す。

図７に示すように、ディスプレイ９の表示には遅延が生じ、さらに、パターン画像Ｆａ，Ｆｂの間には遷移期間が存在する。従って、タイミング調整手段４７は、撮像装置３の出力が最大となるように、遅延時間及び遷移期間を考慮して、シャッタ２の開閉タイミングを調整する。具体的には、タイミング調整手段４７は、ディスプレイ９の遅延時間だけシャッタ２の開閉タイミングを遅延させ、ディスプレイ９の遷移期間内でシャッタ２を開閉する。

＜動特性の測定処理＞
図８を参照し、図４の動特性の測定処理Ｓ４について説明する。
図８に示すように、ステップＳ２，Ｓ３の処理において、基準信号レベルＬと、動特性用信号レベル（Ｌ−ΔＬ）との組が多数測定されている。そこで、動特性測定手段４９は、ステップＳ２で測定した基準信号レベルＬと、ステップＳ３で測定した動特性用信号レベル（Ｌ−ΔＬ）との差分ΔＬを、ディスプレイ９の動特性として測定する。

＜測定終了判定処理＞
図４の測定終了判定処理Ｓ５について説明を続ける。
動特性測定手段４９は、ディスプレイ９の動特性の測定を終了するか否かを判定する。
動特性測定手段４９は、全ての中心信号レベルでディスプレイ９の動特性を測定した場合、測定終了と判定し（ステップＳ５でＹｅｓ）、動特性の出力処理Ｓ７に進む。
動特性測定手段４９は、全ての中心信号レベルでディスプレイ９の動特性を測定していない場合、測定継続と判定し（ステップＳ５でＮｏ）、中心信号レベルの変更処理Ｓ６に進む。

＜中心信号レベルの変更処理＞
図４の中心信号レベルの変更処理Ｓ６について説明する。
動特性測定手段４９は、パラメータ設定手段４１に設定されたパターン情報を参照し、ディスプレイ９の動特性を未だ測定していない中心信号レベルに変更し、基準信号レベルの測定処理Ｓ２に戻る。

＜動特性の出力処理＞
図９を参照し、動特性の出力処理Ｓ７について説明する。
動特性測定手段４９は、動特性の測定処理Ｓ４で測定したディスプレイ９の動特性を外部（例えば、図示を省略したモニタ装置）に出力する。ここで、動特性測定手段４９は、複数の中心信号レベルを設定した場合、各中心信号レベルの測定結果を別々に出力してもよく、全ての測定結果の平均を出力してもよい。

また、動特性測定手段４９は、ディスプレイ９の動特性として、図９のグラフを出力する。図９のグラフは、横軸が基準信号レベルＬを表し、縦軸が比（１−ΔＬ／Ｌ）を表す。縦軸の最小値は‘０’であり、最大値が‘１’であり、最大値を破線で図示した。このグラフは、ディスプレイ９のある画面位置における動特性を表しており、比が低くなる程、動特性が劣化していることを表す。
なお、動特性測定手段４９は、図９のグラフに限定されず、任意の形式でディスプレイ９の動特性を出力できる。

［作用・効果］
以上のように、第１実施形態に係る動特性測定システム１は、空間方向の信号レベル変化量（Ｌ−ΔＬ）により、ディスプレイ９の動特性を測定する。従って、動特性測定システム１は、従来技術のように回転鏡を備えず、測定を行う毎に精密な調整を必要としないので、ディスプレイ９の動特性を簡易に測定することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態に係る動特性測定システム１Ｂについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
第２実施形態では、フレーム制御期間及びシャッタ制御期間が、第１実施形態と異なる。具体的には、フレーム制御期間が、第１実施形態では１フレーム期間であるのに対し、第２実施形態では２フレーム期間である。また、シャッタ制御期間が、第１実施形態では２フレーム期間であるのに対し、第２実施形態では４フレーム期間である。
さらに、第２実施形態では、シャッタ２を開閉するタイミングも第１実施形態と異なる。

［動特性測定装置の構成］
図１に示すように、動特性測定システム１Ｂは、シャッタ２と、撮像装置３と、動特性測定装置４Ｂとを備える。
動特性測定装置４Ｂは、演算手段４０Ｂ（制御手段４３Ｂ、動特性測定手段４９Ｂ）と、パラメータ設定手段４１と、信号発生手段４５Ｂと、タイミング調整手段４７Ｂとを備える。
なお、制御手段４３Ｂ、信号発生手段４５Ｂ及びタイミング調整手段４７Ｂ以外の各手段は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。

制御手段４３Ｂは、信号発生手段４５Ｂ及びタイミング調整手段４７Ｂを制御するものである。
信号発生手段４５Ｂは、ディスプレイ９に対して、２フレーム期間であるフレーム制御期間毎に、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを交互に出力するものである。
タイミング調整手段４７Ｂは、遅延時間及び遷移期間に応じて、２フレーム期間であるシャッタ制御期間内で１フレーム期間だけシャッタ２が開くようにシャッタ２を制御するものである。さらに、タイミング調整手段４７Ｂは、シャッタ制御期間内でシャッタ２を開くタイミングを変更する。
動特性測定手段４９Ｂは、動特性用画像の信号レベルと、基準画像の信号レベルとの差分を、ディスプレイ９の動特性として測定するものである。

［動特性測定装置の動作］
図４を参照し、動特性用信号レベルの測定処理Ｓ３Ｂ及び動特性の出力処理Ｓ７Ｂの測定処理について説明する。なお、動特性用信号レベルの測定処理Ｓ３Ｂ及び動特性の出力処理Ｓ７Ｂ以外の各処理は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。

＜動特性用信号レベルの測定処理＞
図１０を参照し、図４の動特性用信号レベルの測定処理Ｓ３Ｂについて説明する。
図１０に示すように、シャッタ２の開閉タイミングが２つ設定されており、それぞれ符号２Ａ，２Ｂで図示した。これらの開閉タイミング２Ａ，２Ｂでは、シャッタ２を開くタイミングが異なっている。また、フレーム制御期間Ｔｐが２フレーム期間であり、シャッタ制御期間Ｔｓが４フレーム期間である。

信号発生手段４５Ｂは、２フレーム期間毎に、２つのパターン画像Ｆａ，Ｆｂを交互にディスプレイ９に出力する。このとき、タイミング調整手段４７Ｂは、４フレーム期間のシャッタ制御期間Ｔｓのうち、１フレーム期間だけシャッタ２が開くように、シャッタ２を制御する。

まず、開閉タイミング２Ａについて考える。ディスプレイ９は、パターン画像Ｆａ０１，Ｆａ０２，Ｆｂ０３，Ｆｂ０４，Ｆａ０５，Ｆａ０６を順に表示する。シャッタ２は、パターン画像Ｆｂを表示していた直後のパターン画像Ｆａ０１，Ｆａ０５の光を通過させる。このパターン画像Ｆａ０１，Ｆａ０５では、パターンが変化した直後なので、ディスプレイ９の動特性は低下すると考えられる。一方、シャッタ２は、他のパターン画像Ｆａ０２，Ｆｂ０３，Ｆｂ０４，Ｆａ０６の光を遮蔽する。この間、撮像装置３は、シャッタ２を介してディスプレイ９を撮像し、撮像した動特性用画像を動特性測定手段４９Ｂに出力する。そして、動特性測定手段４９Ｂは、撮像装置３が撮影した動特性用画像から、開閉タイミング２Ａでの測定用信号レベルを測定する。

次に、開閉タイミング２Ｂについて考える。シャッタ２は、パターン画像Ｆａを表示してから１フレーム期間経過後のパターン画像Ｆａ０２，Ｆａ０６の光を通過させる。このＦａ０２，Ｆａ０６では、パターンが変化してから時間が経過しているので、ディスプレイ９の動特性はさほど低下しないと考えられる。一方、シャッタ２は、他のパターン画像Ｆａ０１，Ｆｂ０３，Ｆｂ０４，Ｆａ０５の光を遮蔽する。この間、撮像装置３は、シャッタ２を介してディスプレイ９を撮像し、撮像した動特性用画像を動特性測定手段４９Ｂに出力する。そして、動特性測定手段４９Ｂは、撮像装置３が撮影した動特性用画像から、開閉タイミング２Ｂでの測定用信号レベルを測定する。

すなわち、動特性用信号レベルの測定処理Ｓ３Ｂでは、パターンが変化してからの時間が異なる開閉タイミング２Ａ，２Ｂを設定し、測定条件が異なる開閉タイミング２Ａ，２Ｂのそれぞれで測定用信号レベルを測定する。その後、第１実施形態と同様、開閉タイミング２Ａ，２Ｂのそれぞれで、測定用信号レベルからディスプレイ９の動特性を求める。

＜動特性の出力処理＞
図１１を参照し、図４動特性の出力処理Ｓ７Ｂについて説明する。
動特性測定手段４９Ｂは、開閉タイミング２Ａ，２Ｂのそれぞれについて、ディスプレイ９の動特性を出力する。例えば、動特性測定手段４９Ｂは、ディスプレイ９の動特性として、図１１のグラフを出力する。図１１のグラフでは、開閉タイミング２Ａ，２Ｂそれぞれの測定結果に符号２Ａ，２Ｂを付した。

図１１に示すように、ディスプレイ９の動特性は、開閉タイミング２Ｂよりも、開閉タイミング２Ａの方が低下することが多い。この性質を利用して、ディスプレイ９の動特性をより詳細に分析できる。

例えば、ディスプレイ９が１２０Ｈｚで駆動し、パターン画像Ｆａ，Ｆｂのフレームレートが１２０Ｈｚであることとする（１フレーム期間＝１／１２０秒）。この場合、フレーム制御期間Ｔｐが１／６０秒（２フレーム期間）となり、シャッタ制御期間Ｔｓが１／３０秒（４フレーム期間）となる。

ここで、開閉タイミング２Ａは、パターンが変化した直後であり、ディスプレイ９が１２０Ｈｚで駆動している状態に相当する。一方、開閉タイミング２Ｂは、パターンが変化してから時間が経過しており、ディスプレイ９が６０Ｈｚで駆動している状態に相当する。

従って、開閉タイミング２Ａでディスプレイ９の動特性が良好な場合、１２０Ｈｚ駆動時の動特性が良好と分析できる。また、開閉タイミング２Ａでディスプレイ９の動特性が良好でなくとも、開閉タイミング２Ｂでディスプレイ９の動特性が良好な場合、６０Ｈｚ駆動時の動特性が良好と分析できる。さらに、開閉タイミング２Ｂでディスプレイ９の動特性が良好でない場合、６０Ｈｚ駆動時の動特性も良好でないと分析できる。

［作用・効果］
以上のように、第２実施形態に係る動特性測定システム１Ｂは、第１実施形態と同様、測定を行う毎に精密な調整を必要としないので、ディスプレイ９の動特性を簡易に測定することができる。さらに、動特性測定システム１Ｂは、シャッタ２の開閉タイミングを変更してディスプレイ９の動特性を測定するので、ディスプレイ９の動特性をより詳細に分析することができる。

（変形例）
以上、本発明の各実施形態を詳述してきたが、本発明は前記した各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
前記した各実施形態では、動特性用信号レベルを測定する際、２つのパターン画像を交互に表示することとして説明したが、３つ以上のパターン画像を切り替えて表示してもよい。

前記した各実施形態では、フレーム制御期間が１フレーム期間又は２フレーム期間であることとして説明したが、これに限定されない。つまり、フレーム制御期間は、３フレーム期間以上であってもよい。
前記した第２実施形態では、２つの開閉タイミングでシャッタを開閉し、ディスプレイの動特性を測定することとして説明したが、これに限定されない。つまり、何れか１つの開閉タイミングのみでシャッタを開閉し、ディスプレイの動特性を測定してもよい。

前記した各実施形態では、正弦波の位相が正反対である２つのパターン画像を用いることとして説明したが、これに限定されない。つまり、２つのパターン画像は、信号レベルを表すパターンが異なっていればよい。例えば、２つのパターン画像では、正弦波ではなく余弦波で信号レベルの位相を表してもよい。さらに、図１２に示すように、２つ目のパターン画像Ｆｂとして、信号レベルの空間周波数成分が直流成分のみの画像を用いてもよい。図１２のパターン画像Ｆｂは、各画素の信号レベルが同一の画像である。

前記した各実施形態では、タイミング調整手段が、遷移期間内でシャッタを開閉することとして説明したが、これに限定されない。つまり、タイミング調整手段は、遷移期間外でシャッタを開閉してもよい。
さらに、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）で駆動するプロジェクタのような、遷移期間が発生しない表示装置も存在する。この場合、タイミング調整手段は、プロジェクタの遅延時間のみを考慮して、シャッタの開閉タイミングを調整すればよい。

前記した実施形態では、動特性測定装置を独立したハードウェアとして説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、本発明は、コンピュータが備えるＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を、前記した動特性測定装置として協調動作させるプログラムで実現することもできる。これらのプログラムは、通信回線を介して配布してもよく、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布してもよい。

１，１Ｂ 動特性測定システム
２ シャッタ
２Ａ，２Ｂ 開閉タイミング
３ 撮像装置
４，４Ｂ 動特性測定装置
９ ディスプレイ（表示装置）
９ａ 画面
４０，４０Ｂ 演算手段
４１ パラメータ設定手段
４３，４３Ｂ 制御手段
４５，４５Ｂ 信号発生手段（パターン画像出力手段）
４７，４７Ｂ タイミング調整手段（シャッタ制御手段）
４９，４９Ｂ 動特性測定手段
Ａ パターンの振幅
Ｃ 中心信号レベル
Ｆ，Ｆａ，Ｆｂ パターン画像
Ｔ パターンの周期
Ｔｐ フレーム制御期間
Ｔｓ シャッタ制御期間

Claims (7)

1. 動特性測定用のパターン画像を表示している表示装置を撮像する撮像装置と、前記表示装置と前記撮像装置との間に配置されたシャッタとを備える動特性測定システムで用いられる動特性測定装置であって、
   前記表示装置に対して、１フレーム期間又は２フレーム期間以上で予め設定されたフレーム制御期間毎に、異なるパターンが描かれた２つ以上の前記パターン画像を出力するパターン画像出力手段と、
   前記表示装置が前記パターン画像を表示するときの遅延時間に応じて、前記フレーム制御期間の倍となるシャッタ制御期間内で１フレーム期間だけ前記シャッタを開くシャッタ制御手段と、
   前記パターン画像を表示している表示装置を撮像した動特性用画像が前記撮像装置から入力され、入力された前記動特性用画像の信号レベルと基準信号レベルとの差分を、前記表示装置の動特性として測定する動特性測定手段と、
   を備えることを特徴とする動特性測定装置。
2. 前記パターン画像出力手段は、前記パターンの信号レベルを表す信号波の位相が正反対である２つの前記パターン画像を前記表示装置に交互に出力することを特徴とする請求項１に記載の動特性測定装置。
3. 前記パターン画像出力手段は、さらに、前記パターンの信号レベルを表す信号波の位相が同一である前記パターン画像を前記表示装置に出力し、
   前記動特性測定手段は、同一の前記パターン画像を表示している表示装置を撮像した基準用画像が前記撮像装置から入力され、入力された前記基準用画像の信号レベルを前記基準信号レベルとして測定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の動特性測定装置。
4. 前記動特性測定手段は、前記信号波の振幅中心の信号レベルを表す中心信号レベルが予め複数設定され、前記中心信号レベル毎に前記動特性用画像の信号レベル及び前記基準信号レベルを測定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の動特性測定装置。
5. 前記パターン画像出力手段は、前記フレーム制御期間が２フレーム期間以上で予め設定され、
   前記シャッタ制御手段は、前記シャッタ制御期間内で前記シャッタを開くタイミングを変更し、
   前記動特性測定手段は、前記タイミング毎に前記表示装置の動特性を測定することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の動特性測定装置。
6. コンピュータを、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の動特性測定装置として機能させるためのプログラム。
7. 動特性測定用のパターン画像を表示している表示装置を撮像する撮像装置と、
   前記表示装置と前記撮像装置との間に配置されたシャッタと
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の動特性測定装置と、
   を備えることを特徴とする動特性測定システム。