JP7207319B2 - 二次元フリッカ測定装置、二次元フリッカ測定システム、二次元フリッカ測定方法、及び、二次元フリッカ測定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ディスプレイ画面のフリッカ量を測定する技術に関する。

ディスプレイ画面のフリッカのムラを評価するために、ディスプレイ画面に設定された複数の測定領域（測定スポット）のそれぞれのフリッカ量が測定される。スポット型のフリッカ測定装置は、一回の測定で、一つの測定領域のフリッカ量を測定する。スポット型のフリッカ測定装置を用いて、ディスプレイ画面に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定するには、以下の（１）又は（２）の方法が考えられる。（１）測定者が複数台のフリッカ測定装置を用意し、一台のフリッカ測定装置で一つの測定領域のフリッカ量を測定する。（２）測定者が一台のフリッカ測定装置を用意し、測定領域を変えながら、一台のフリッカ測定装置でフリッカ量の測定を繰り返す。

二次元撮像素子を用いたフリッカ測定装置（例えば、特許文献１）によれば、これらの方法を用いる必要がない。

二次元撮像素子のフレームレートは、サンプリング周波数と見なすことができる。従って、二次元撮像素子の場合、フレームレートとサンプリング周波数とは、単位が異なるだけで、値は同じである。フレームレートが、例えば、１２８ｆｐｓのとき、サンプリング周波数は１２８Ｈｚとなる。フリッカ量を高精度で測定するためにはサンプリング周波数を高くする必要があるが、通常の二次元撮像素子（すなわち、高速カメラに用いられる二次元撮像素子ではない）のフレームレート（サンプリング周波数）は、低い（例えば、６０ｆｐｓ、１２８ｆｐｓ）。

特開２００３－２５４８６０号公報

本発明は、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を、二次元撮像素子を用いて高精度で測定できる、二次元フリッカ測定装置、二次元フリッカ測定システム、二次元フリッカ測定方法、及び、二次元フリッカ測定プログラムを提供することを目的とする。

上述した目的を実現するために、本発明の一側面を反映した二次元フリッカ測定装置は、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定装置であって、二次元撮像素子と、設定部と、制御部と、算出部と、を備える。二次元撮像素子は、撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する。設定部は、２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に複数設定する。制御部は、設定された前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域の測光量を取得する。算出部は、取得された前記部分領域の測光量を基にして、前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記部分領域のそれぞれに対して実行する。

発明の１又は複数の実施形態により与えられる利点及び特徴は以下に与えられる詳細な説明及び添付図面から十分に理解される。これら詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられるものであり本発明の限定の定義として意図されるものではない。

測定対象物となる画面を有するカラーディスプレイ（ＤＵＴ）と二次元フリッカ測定装置との関係を示す図である。 複数の測定領域が設定されたＤＵＴ画面の平面の模式図である。 一つの測定領域の輝度を示す輝度信号の一例を示すグラフである。 ＪＥＩＴＡ方式によるフリッカ量の測定ステップを説明する説明図である。 実施形態に係る二次元フリッカ測定装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る二次元フリッカ測定装置を用いて、ＤＵＴ画面に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する動作を説明するフローチャートである。 ＤＵＴ画面と、二次元撮像素子の視野と、二次元撮像素子の撮像領域との関係の一例を説明する説明図である。 ＤＵＴ画面に設定がされた複数の測定領域と、ＤＵＴ画面と、二次元撮像素子の撮像領域との関係の一例を説明する説明図である。 ＤＵＴ画面と、部分領域と、二次元撮像素子の撮像領域と、撮像領域の一部分との関係の一例を説明する説明図である。 部分読み出し機能を用いた３回の撮像のタイムチャートを示す図である。 部分読み出し機能を用いない場合について、撮像のタイムチャートを示す図である。 実施形態に係る二次元フリッカ測定システムの構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の１又は複数の実施形態が説明される。しかし、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。

各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号（例えば、部分領域Ｒ４）で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号（例えば、部分領域Ｒ４－１，Ｒ４－２，Ｒ４－３）で示す。

図１は、測定対象物となる画面１を有するカラーディスプレイ（ＤＵＴ＝Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ）と二次元フリッカ測定装置３との関係を示す図である。測定対象物は、画像を表示する機能を有しており、実施形態では、ＤＵＴの画面１（以下、ＤＵＴ画面１）を例にして説明する。測定対象物は、ディスプレイ画面に限らず、他に、例えば、プロジェクターの投写画面がある。

二次元フリッカ測定装置３は、測定者の指示に基づいて、ＤＵＴ画面１に複数の測定領域を設定し、複数の測定領域について、同時にフリッカ量を測定する。図２は、複数の測定領域Ｒ１が設定されたＤＵＴ画面１の平面の模式図である。ＤＵＴ画面１には、４８個の測定領域Ｒ１が二次元に設定されている。ＤＵＴ画面１に設定される測定領域Ｒ１の数は、複数であればよく、４８に限定されない。測定領域Ｒ１（測定スポット）の形状は、円形であるが、これに限定されず、矩形でもよい。

以下では、輝度を用いてフリッカ量が測定される例で説明するが、測光量（明るさ）でもよい。二次元フリッカ測定装置３は、測定対象物から得られた画像情報信号を基にして、測光量を求め、この測光量を基にして、フリッカ量を演算する。測光量は、二次元フリッカ測定装置３に備えられる二次元撮像素子がＤＵＴ画面１（測定対象物）を撮像して得られる画像情報信号（ＲＡＷ画像データ）、および、輝度を総称する物理量である。

フリッカ量の測定方式として、コントラスト方式とＪＥＩＴＡ（Ｊａｐａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）方式とがある。二次元フリッカ測定装置３は、コントラスト方式、ＪＥＩＴＡ方式のいずれでもフリッカ量を測定することができる。

コントラスト方式について説明する。図３は、一つの測定領域Ｒ１の輝度を示す輝度信号の一例を示すグラフである。横軸が時間を示し、縦軸が輝度を示す。輝度信号は、直流成分の上に交流成分が積み重なっていると見ることができる。輝度信号の波形は、一般的にサインカーブ形状である。輝度信号の最大値をＶｍａｘ、最小値をＶｍｉｎ、とすると、ＶｍａｘとＶｍｉｎとが交互に繰り返される。

コントラスト方式によるフリッカ量は、以下の式で定義される。

フリッカ量＝交流成分ＡＣ／直流成分ＤＣ

ＪＥＩＴＡ方式について説明する。図４は、ＪＥＩＴＡ方式によるフリッカ量の測定ステップを説明する説明図である。（１）輝度信号がアナログからデジタルに変換される。（２）デジタル変換された輝度信号が高速フーリエ変換により、周波数分解されて、パワースペクトルが生成される。この例では、輝度信号に含まれる周波数成分は、０Ｈｚ成分（直流成分）、２０Ｈｚ成分、及び、５０Ｈｚ成分である。（３）パワースペクトルが視感度補正される。（４）視感度補正されたパワースペクトルの直流成分と最大交流成分とを用いて、フリッカ量が計算される。

図５は、実施形態に係る二次元フリッカ測定装置３の構成を示すブロック図である。二次元フリッカ測定装置３は、光学レンズ３１と、二次元撮像素子３２と、演算処理部３３と、通信部３４と、を備える。光学レンズ３１は、ＤＵＴ画面１の全体からの光Ｌを収束する。光学レンズ３１で収束された光Ｌは、二次元撮像素子３２で受光される。

二次元撮像素子３２は、例えば、ＣＭＯＳセンサーであり、二次元の撮像領域を有する画像センサーである。二次元撮像素子３２は、視感度特性と同じ分光感度特性を持っている。撮像領域（撮像範囲、撮像面）は、多数の受光素子（多数の画素）がアレイ状に配列された構造を有する。二次元撮像素子３２は、画像を表示したＤＵＴ画面１を、設定されたフレームレートで撮像し、撮像した画像の輝度情報を示す信号（以下、輝度信号ＳＧ）を出力する。

詳しく説明すると、二次元撮像素子３２は、画像を表示したＤＵＴ画面１を、設定されたフレームレートで撮像することにより、画像情報信号（輝度信号ＳＧ）を生成し、輝度信号ＳＧを出力する。輝度信号ＳＧは、デジタルの電気信号である。

二次元撮像素子３２は、部分読み出し機能を有する。部分読み出しは、二次元撮像素子３２の撮像領域の一部分を読み出しの対象とする。すなわち、部分読み出しは、二次元撮像素子３２が画像を表示したＤＵＴ画面１を撮像したときに、二次元撮像素子３２の撮像領域の一部分に蓄積されたデータが読み出されることである（後で説明する図９に示すように、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３が部分領域Ｒ４と対応し、部分領域Ｒ４の画像情報を蓄積する）。部分読み出しによれば、通常の二次元撮像素子３２でも、高いフレームレート（例えば、５１２ｆｐｓ）で撮像できる。

二次元撮像素子３２の場合、フレームレートの値について、単位をｆｐｓからＨｚに変えるとサンプリング周波数となる。例えば、フレームレートが５１２ｆｐｓのとき、サンプリング周波数は５１２Ｈｚとなる。５１２ｆｐｓの下で二次元撮像素子３２が出力した輝度信号ＳＧは、５１２Ｈｚでサンプリングされたデジタル信号である。上述したように、部分読み出しによれば、通常の二次元撮像素子３２でも、高いフレームレートで撮像できる。よって、通常の二次元撮像素子３２でも、高いサンプリング周波数に対応することができる。

演算処理部３３は、フリッカ量の測定に必要な各種の設定、演算を実行するハードウェアプロセッサである。詳しくは、演算処理部３３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等によって実現されるマイクロコンピュータである。演算処理部３３は、機能ブロックとして、設定部３３１と、制御部３３２と、算出部３３３と、を備える。これらについては後で説明する。

なお、演算処理部３３の機能の一部又は全部は、ＣＰＵによる処理に替えて、又は、これと共に、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）による処理によって実現されてもよい。又、同様に、演算処理部３３の機能の一部又は全部は、ソフトウェアによる処理に替えて、又は、これと共に、専用のハードウェア回路による処理によって実現されてもよい。

演算処理部３３は、図５に示す複数の要素によって構成される。従って、演算処理部３３を実現するハードウェアであるＨＤＤには、これらの要素を実現するためのプログラムが格納されている。すなわち、このＨＤＤには、設定部３３１、制御部３３２及び算出部３３３のそれぞれを実現するためのプログラムが格納されている。これらのプログラムは、設定プログラム、制御プログラム、算出プログラムと表現される。

これらのプログラムは、要素の定義を用いて表現される。設定部３３１及び設定プログラムを例にして説明する。設定部３３１は、２以上の測定領域Ｒ１を含む部分領域Ｒ４と対応する、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３を撮像領域Ｒ２に複数設定する。設定プログラムは、２以上の測定領域Ｒ１を含む部分領域Ｒ４と対応する、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３を撮像領域Ｒ２に複数設定するプログラムである。

演算処理部３３を実現するハードウェアであるＣＰＵによって実行されるこれらのプログラム（設定プログラム、制御プログラム、算出プログラム）のフローチャートが、後で説明する図６である。

通信部３４は、二次元フリッカ測定装置３が外部のＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）５と通信する通信インターフェイスである。測定者は、ＰＣ５を操作することにより、二次元フリッカ測定装置３に対して、フリッカ量の測定に必要な各種設定（例えば、測定領域Ｒ１の中心位置の指定、測定領域Ｒ１の数）、フリッカ量の測定を実行する命令等をする。

実施形態に係る二次元フリッカ測定装置３を用いて、ＤＵＴ画面１に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する動作を説明する。図６は、これを説明するフローチャートである。図７は、ＤＵＴ画面１と、二次元撮像素子３２の視野Ｆと、二次元撮像素子３２の撮像領域Ｒ２との関係の一例を説明する説明図である。

図５及び図７を参照して、測定者は、二次元撮像素子３２の視野Ｆを、画像を表示したＤＵＴ画面１の位置に合わせる。測定者は、視野ＦがＤＵＴ画面１を含み、かつ、ＤＵＴ画面１より少し大きくなるように、二次元撮像素子３２の焦点距離を合わせる。これにより、二次元撮像素子３２の撮像領域Ｒ２に結像されるＤＵＴ画面１の像の解像度を高くすることができる。

測定者は、ＰＣ５を操作して、プレビュー画像を撮像する命令を二次元フリッカ測定装置３に入力する。これにより、制御部３３２は、二次元撮像素子３２に、画像を表示したＤＵＴ画面１を撮像させる。ＰＣ５は、この撮像により、ＤＵＴ画面１が写された画像をプレビュー画像として、ＰＣ５の画面（不図示）に表示させる（図６のステップＳ１）。

測定者は、ブレピュー画像を見ながら、ＰＣ５を操作して、ＤＵＴ画面１に複数の測定領域Ｒ１を設定する（図６のステップＳ２）。図８は、この設定がされた複数の測定領域Ｒ１と、ＤＵＴ画面１と、二次元撮像素子３２の撮像領域Ｒ２との関係の一例を説明する説明図である。４８個の測定領域Ｒ１が、ＤＵＴ画面１内に行列状に設定されている。ＤＵＴ画面１の縦方向に６個の測定領域Ｒ１が設定され、ＤＵＴ画面１の横方向に８個の測定領域Ｒ１が設定されている。測定領域Ｒ１の形状は円形である。隣り合う測定領域Ｒ１は、間隔を設けて設定されている。測定領域Ｒ１の数、設定位置、及び、形状は一例であり、これらに限定されない。

図５及び図８を参照して、４８個の測定領域Ｒ１（複数の測定領域Ｒ１）の設定後、演算処理部３３は、プレビュー画像を用いて、ＤＵＴ画面１（ＤＵＴ画面１の像）を特定する（図６のステップＳ３）。演算処理部３３は、例えば、エッジ検出処理を用いて、プレビュー画像からＤＵＴ画面１を検出することにより、ＤＵＴ画面１を特定する。なお、ＰＣ５の画面に表示されたプレビュー画像に対して、測定者がＤＵＴ画面１を指定し、演算処理部３３は、これをＤＵＴ画面１と特定してもよい。

演算処理部３３は、注目周波数を決定する（図６のステップＳ４）。注目周波数は、算出部３３３がフリッカ量を算出するのに必要な信号の周波数である。注目周波数は、フリッカ量の測定方式によって変えることができる。ＪＥＩＴＡ方式は、部分領域Ｒ４の輝度を示す輝度信号ＳＧを周波数分解する工程（高速フーリエ変換工程）がある。部分領域Ｒ４の輝度を示す輝度信号ＳＧに含まれる周波数成分のうち、強度が最大の交流周波数成分の周波数を注目周波数とすることが好ましい。コントラスト方式は、測定領域Ｒ１の輝度を示す輝度信号ＳＧを周波数分解する工程がないので、測定領域Ｒ１の輝度を示す輝度信号ＳＧの周波数（周波数帯）を注目周波数にすることができる（強度が最大の周波数成分の周波数を注目周波数にしてもよい）。

注目周波数の決定方法として、以下の（１）～（３）がある。いずれも公知の方法である。

（１）演算処理部３３は、プレビュー画像の動画を周波数解析して得られたデータを基にして、注目周波数を決定する。

（２）測定者が、スポット型のフリッカ測定装置を用いて、画像を表示したＤＵＴ画面１の輝度信号ＳＧを測定し、この輝度信号ＳＧを基にして、注目周波数を決定する。

（３）フリッカの周波数が予め分かっていることがある。例えば、液晶ディスプレイに発生するフリッカの周波数は、Ｖｓｙｎｃの２倍であることが知られている。このような場合、測定者が、ＰＣ５を用いて、フリッカの周波数を二次元フリッカ測定装置３に入力してもよい。演算処理部３３は、この入力された周波数を注目周波数と決定する。

（１）及び（２）の場合、注目周波数の測定に用いるサンプリング周波数を高くすれば、注目周波数を高精度で測定することができる。ＪＥＩＴＡ方式の場合、注目周波数の測定精度を高くすることが好ましい。ＪＥＩＴＡ方式は、測定領域Ｒ１の輝度を示す輝度信号ＳＧを高速フーリエ変換して、パワースペクトルを生成し、これを基にして、測定領域Ｒ１のフリッカ量を算出する。パワースペクトルの中に注目周波数に対応するスペクトルが含まれている必要があるので、注目周波数の測定精度を高くする必要がある。これに対して、コントラスト方式の場合、パワースペクトルが生成されないので、フリッカの周波数を含む周波数帯域が測定できればよい。

設定部３３１は、ステップＳ４で決定された注目周波数を基にして、部分読み出しのフレームレート（サンプリング周波数）を設定する（図６のステップＳ５）。これは、注目周波数を有する信号（例えば、４８個の測定領域Ｒ１それぞれの輝度を示す輝度信号ＳＧ、又は、これらの輝度信号ＳＧに含まれる周波数成分のうち、強度が最大の交流周波数成分）を再現できるフレームレートである（以下、再現フレームレートと記載する）。なお、輝度信号ＳＧの周波数より十分大きい値（例えば、この周波数の２０倍）、又は、強度が最大の交流周波数成分の周波数より十分大きい値（例えば、この周波数の２０倍）を、部分読み出しのフレームレート（サンプリング周波数）として、設定部３３１に予め設定されてもよい。これによれば、注目周波数を決定する処理が不要となる。

設定部３３１は、注目周波数と部分読み出しのフレームレートとの関係を示す数式を予め記憶し、この数式を用いて、部分読み出しのフレームレートを決定する。部分読み出しのフレームレートの決定方法は、これに限らない。設定部３３１は、注目周波数と部分読み出しのフレームレートとの関係を示すルックアップテーブルを予め記憶し、このテーブルを用いて、部分読み出しのフレームレートを決定してもよい。

コントラスト方式の場合、輝度信号ＳＧの周波数（注目周波数）の２倍のフレームレートを部分読み出しのフレームレートにすれば、輝度信号ＳＧの再現が可能である。しかし、輝度信号ＳＧの再現の精度を高めるためには、好ましくは、輝度信号ＳＧの周波数の４倍以上のフレームレート、さらに好ましくは８倍以上のフレームレートを、部分読み出しのフレームレートにする。

ＪＥＩＴＡ方式の場合、輝度信号ＳＧに含まれる周波数成分のうち、強度が最大の交流周波数成分において、この周波数（注目周波数）の２倍以上のフレームレートを、部分読み出しのフレームレートにする。そして、算出部３３３は、輝度信号ＳＧを高速フーリエ変換して、パワースペクトルを生成する際に、輝度信号ＳＧに含まれる周波数成分のそれぞれの周波数のうち、注目周波数を割りきれる整数を、パワースペクトルの周波数ピッチにする。例えば、図４の（３）を参照して、注目周波数が２０Ｈｚの場合、１Ｈｚ、２Ｈｚ、４Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚのいずれかを周波数ピッチにすることができる。このようにすれば、注目周波数２０Ｈｚのスペクトルをパワースペクトルに含めることができる。なお、注目周波数は、整数でもよいし（例えば、２０Ｈｚ）、小数を含んでもよい（例えば、２２．４Ｈｚ）。

設定部３３１は、ステップＳ５で設定された部分読み出しのフレームレートで定まる、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３のサイズを決定する（図６のステップＳ６）。詳しく説明すると、後で説明する図９に示すように、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３は、撮像領域Ｒ２のうち、部分読み出しで読み出しの対象となる領域である。

フレームレートが高くなると、一部分Ｒ３のサイズが小さくなり、従って、部分領域Ｒ４のサイズが小さくなる。フレームレートが低くなると、一部分Ｒ３のサイズが大きくなり、従って、部分領域Ｒ４のサイズが大きくなる。設定部３３１は、フレームレートと一部分Ｒ３のサイズとの関係を示す数式を予め記憶し、この数式を用いて、ステップＳ５で設定された部分読み出しのフレームレートを実行できる一部分Ｒ３のサイズを決定する。一部分Ｒ３のサイズの決定方法は、これに限らない。設定部３３１は、フレームレートと一部分Ｒ３のサイズとの関係を示すルックアップテーブルを予め記憶し、このテーブルを用いて、一部分Ｒ３のサイズを決定してもよい。なお、一部分Ｒ３のサイズは、一部分Ｒ３の画素数でもよいし、一部分Ｒ３の面積でもよい。撮像領域Ｒ２のサイズも同様である。

設定部３３１は、一部分Ｒ３の横方向（行方向）のサイズを撮像領域Ｒ２の横方向のサイズとし、縦方向（列方向）のサイズを変えることにより、一部分Ｒ３のサイズがステップＳ６で決定されたサイズにする。

設定部３３１は、ステップＳ６で決定された一部分Ｒ３のサイズによって、撮像領域Ｒ２のサイズを割り算し、これにより得られた値を、一部分Ｒ３の数に設定する（図６のステップＳ７）。ここでは、一部分Ｒ３の数が３に設定されている。一部分Ｒ３と部分領域Ｒ４とは、１対１に対応しているので、一部分Ｒ３の数は、部分領域Ｒ４の数と同じである。

設定部３３１は、撮像領域Ｒ２が縦方向に３分割されるように、３個の一部分Ｒ３について、撮像領域Ｒ２上のアドレスを設定する。これにより、撮像領域Ｒ２の縦方向に沿って並ぶ３個の一部分Ｒ３が、撮像領域Ｒ２に設定される（図６のステップＳ８）。なお、これらのアドレスは、ユーザーがＰＣ５を操作して、設定してもよい。

図９は、ＤＵＴ画面１と、部分領域Ｒ４と、二次元撮像素子３２の撮像領域Ｒ２と、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３との関係の一例を説明する説明図である。部分領域Ｒ４は、設定部３３１が撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３を設定することにより、ＤＵＴ画面１に設定される領域である。一部分Ｒ３が撮像領域Ｒ２に複数設定されるので、部分領域Ｒ４がＤＵＴ画面１に複数設定される。一部分Ｒ３と部分領域Ｒ４とは１対１で対応している。図９に示す例では、３個の部分領域Ｒ４は、ＤＵＴ画面１に隙間無く設定されている。一部分Ｒ３－１と部分領域Ｒ４－１とが対応し、一部分Ｒ３－２と部分領域Ｒ４－２とが対応し、一部分Ｒ３－３と部分領域Ｒ４－３とが対応している。部分領域Ｒ４の像は、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３に結像され、この一部分Ｒ３から読み出されたデータ（画像情報信号）が部分領域Ｒ４の輝度を示す。

部分領域Ｒ４－１は、４８個の測定領域Ｒ１のうち、１行目の測定領域Ｒ１、及び、２行目の測定領域Ｒ１を含む。部分領域Ｒ４－２は、４８個の測定領域Ｒ１のうち、３行目の測定領域Ｒ１、及び、４行目の測定領域Ｒ１を含む。部分領域Ｒ４－３は、４８個の測定領域Ｒ１のうち、５行目の測定領域Ｒ１、及び、６行目の測定領域Ｒ１を含む。よって、設定部３３１は、２以上の測定領域Ｒ１を含む部分領域Ｒ４と対応する一部分Ｒ３を、撮像領域Ｒ２に複数設定する。

ＤＵＴ画面１に設定された４８個の測定領域Ｒ１のうち、部分領域Ｒ４に含まれていない測定領域Ｒ１があれば、算出部３３３は、その測定領域Ｒ１のフリッカ量を算出できない。実施形態は、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３のサイズによって撮像領域Ｒ２のサイズを割った値を、一部分Ｒ３の数とする（図６のステップＳ７）。このため、ＤＵＴ画面１が仮想的に等分割され、各分割された部分が部分領域Ｒ４とされる態様となる。この態様では、ＤＵＴ画面１に設定された４８個の測定領域Ｒ１のそれぞれが、いずれかの部分領域Ｒ４に含まれるので、４８個の測定領域Ｒ１の全てに対して、フリッカ量を算出できる。

部分領域Ｒ４のフリッカ量を算出するためには、部分読み出しのフレームレートが、ステップＳ５で説明した再現フレームレートである必要がある。実施形態は、再現フレームレートで定まる、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３のサイズによって、撮像領域Ｒ２のサイズを割った値を、一部分Ｒ３の数とする（図６のステップＳ７）。このため、部分領域Ｒ４のフリッカ量の算出を可能としつつ、上述したように、ＤＵＴ画面１に設定された４８個の測定領域Ｒ１の全てに対して、フリッカ量を算出することができる。

なお、再現フレームレートは、注目周波数を有する信号を再現できるフレームレートの下限値以上であればよい。但し、フレームレートと撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３のサイズとは、負の相関関係を有するので、再現フレームレートを下限値より大きくすれば、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３のサイズが小さくなる。この結果、一部分Ｒ３の数（部分領域Ｒ４の数）が多くなるので、フリッカの測定時間が長くなる。

図６及び図９を参照して、設定部３３１は、ステップＳ５で設定された部分読み出しのフレームレートと正の相関関係を有するサイズに測定領域Ｒ１を設定する（図６のステップＳ９）。正の相関関係とは、フレームレートが高くなると、測定領域Ｒ１のサイズが大きくなり、フレームレートが低くなると、測定領域Ｒ１のサイズが小さくなることである。

撮像領域Ｒ２のうち、測定領域Ｒ１の像が結像される箇所は、一つの画素でなく、複数の画素で構成される。算出部３３３は、これらの画素のそれぞれに対応する領域の輝度を示す輝度信号ＳＧを加算し（ビニング）、加算して得られた輝度信号ＳＧを用いて、測定領域Ｒ１のフリッカ量を算出する。これらの画素のそれぞれに対応する領域の輝度を示す輝度信号ＳＧの強度が低いと、ＳＮ比が低くなるので、フリッカ量の測定精度を高くできない。

部分読み出しのフレームレートが高いと、一部分Ｒ３の露光時間が短くなる。このため、測定領域Ｒ１のサイズが小さい場合、上記加算して得られた輝度信号ＳＧの強度が低くなり、フリッカ量の算出に必要な強度を有する輝度信号ＳＧが得られない場合がある。一方、部分読み出しのフレームレートが低いと、一部分Ｒ３の露光時間が長くなる。このため、測定領域Ｒ１のサイズが小さくても、上記加算して得られた輝度信号ＳＧの強度が高くなり、フリッカ量の算出に必要な強度を有する輝度信号ＳＧを得ることができる。

実施形態によれば、部分読み出しのフレームレートが高いと、測定領域Ｒ１のサイズを大きくする。よって、部分読み出しのフレームレートが高くても、フリッカ量の算出に必要な強度を有する輝度信号ＳＧを得ることができる。

測定領域Ｒ１の数が多いと、二次元フリッカ測定装置３の空間分解能を高くすることができる。これにより、ＤＵＴ画面１のフリッカのムラをより正確に評価することができる。実施形態によれば、部分読み出しのフレームレートが低いと、測定領域Ｒ１のサイズを小さくする。よって、部分読み出しのフレームレートが低いとき、測定領域Ｒ１の数を多くできるので、二次元フリッカ測定装置３の空間分解能を高くすることができる。

ＪＥＩＴＡ方式の場合、ステップＳ９後、設定部３３１は、撮像時間を設定する。後で説明するように、ＤＵＴ画面１は３回撮像される。この撮像時間は、１回の撮像時間である。これは、部分領域Ｒ４の輝度を示す輝度信号ＳＧを高速フーリエ変換するのに必要となるフレーム数が得られる時間である。なお、コントラスト方式の場合、予め定められた撮像時間が、設定部３３１に設定されていてもよいし、測定者がＰＣ５を操作して、撮像時間を二次元フリッカ測定装置３に入力し、これが設定部３３１に設定されてもよい。

制御部３３２は、ステップＳ５で設定されたフレームレートの下で、二次元撮像素子３２に部分読み出し機能を用いて、ＤＵＴ画面１を複数回撮像させる（図６のステップＳ１０）。これらの撮像には、グローバルシャッターが用いられる。撮像回数は、ステップＳ７で設定された一部分Ｒ３の数であり、ここでは、撮像回数は３回である。図１０は、部分読み出し機能を用いた３回の撮像のタイムチャートを示す図である。

図５、図９及び図１０を参照して、制御部３３２は、二次元撮像素子３２に、ＤＵＴ画面１の１回目の撮像をさせる。１回目の撮像において、二次元撮像素子３２は、一部分Ｒ３－１からデータ（画像情報信号）を読み出す。このデータは、部分領域Ｒ４－１の輝度を示す輝度信号ＳＧを含む。この輝度信号ＳＧは、制御部３３２へ送られる。次に、制御部３３２は、二次元撮像素子３２に、ＤＵＴ画面１の２回目の撮像をさせる。２回目の撮像において、二次元撮像素子３２は、一部分Ｒ３－２からデータ（画像情報信号）を読み出す。このデータは、部分領域Ｒ４－２の輝度を示す輝度信号ＳＧを含む。この輝度信号ＳＧは、制御部３３２へ送られる。次に、制御部３３２は、二次元撮像素子３２に、ＤＵＴ画面１の３回目の撮像をさせる。３回目の撮像において、二次元撮像素子３２は、一部分Ｒ３－３からデータ（画像情報信号）を読み出す。このデータは、部分領域Ｒ４－３の輝度を示す輝度信号ＳＧを含む。この輝度信号ＳＧは、制御部３３２へ送られる。１回目、２回目、３回目の撮像の撮像時間は、上記撮像時間であり、同じ値である。

以上説明したように、制御部３３２は、設定された一部分Ｒ３の数を撮像回数として、二次元撮像素子３２に部分読み出し機能を用いて、複数回撮像させることにより、複数の一部分Ｒ３のそれぞれに対応する複数の部分領域Ｒ４の測光量を取得する。

比較として、部分読み出し機能を用いない場合（すなわち、撮像領域Ｒ２からデータを読み出す場合）について説明する。図１１は、部分読み出し機能を用いない場合について、撮像のタイムチャートを示す図である。撮像回数は１回である。制御部３３２は、二次元撮像素子３２にＤＵＴ画面１を撮像させる。この撮像において、二次元撮像素子３２は、撮像領域Ｒ２からデータ（画像情報信号）を読み出し、撮像領域Ｒ２の輝度を示す輝度信号ＳＧを出力する。

図５及び図９を参照して、算出部３３３は、３個の部分領域Ｒ４（複数の部分領域Ｒ４）のそれぞれに含まれる測定領域Ｒ１について、フリッカ量を算出する（図６のステップＳ１１）。詳しく説明すると、算出部３３３は、上述した部分領域Ｒ４－１の輝度を示す輝度信号ＳＧを基にして、部分領域Ｒ４－１に含まれる全ての測定領域Ｒ１のそれぞれについて、フリッカ量を算出する。算出部３３３は、上述した部分領域Ｒ４－２の輝度を示す輝度信号ＳＧを基にして、部分領域Ｒ４－２に含まれる全ての測定領域Ｒ１のそれぞれについて、フリッカ量を算出する。算出部３３３は、上述した部分領域Ｒ４－３の輝度を示す輝度信号ＳＧを基にして、部分領域Ｒ４－３に含まれる全ての測定領域Ｒ１のそれぞれについて、フリッカ量を算出する。

算出部３３３の処理について、部分領域Ｒ４－１を例にして、さらに詳しく説明する。部分領域Ｒ４－１の輝度信号ＳＧは、部分領域Ｒ４－１に含まれる全ての測定領域Ｒ１（１６個の測定領域Ｒ１）のそれぞれの輝度信号ＳＧを含む。算出部３３３は、１番目の測定領域Ｒ１の輝度を示す輝度信号ＳＧを用いて、１番目の測定領域Ｒ１のフリッカ量を算出し、２番目の測定領域Ｒ１の輝度を示す輝度信号ＳＧを用いて、２番目の測定領域Ｒ１のフリッカ量を算出する。算出部３３３は、３番目から１６番目の測定領域Ｒ１についても同様にしてフリッカ量を算出する。

以上説明したように、算出部３３３は、制御部３３２によって取得された部分領域Ｒ４の測光量を基にして、部分領域Ｒ４に含まれる２以上の測定領域Ｒ１のフリッカ量を算出する処理を、複数の部分領域Ｒ４のそれぞれに対して実行する。

実施形態の主な効果を説明する。制御部３３２は、ステップＳ８で設定された一部分Ｒ３の数を撮像回数として、二次元撮像素子３２にＤＵＴ画面１を複数回撮像させる制御をする。一部分Ｒ３の数、言い換えれば、部分領域Ｒ４の数が多くなると、撮像回数が多くなり、この結果、フリッカの測定時間が長くなる。ＤＵＴ画面１に設定された４８個の測定領域Ｒ１（複数の測定領域Ｒ１）のそれぞれに対応する４８個の一部分Ｒ３について、部分読み出しする技術アイデアが考えられる。この技術アイデアでは、測定領域Ｒ１の数が撮像回数となる。ＤＵＴ画面１に設定する測定領域Ｒ１の数が多ければ、フリッカの測定時間が長くなる。これに対して、実施形態によれば、部分領域Ｒ４が１６個の測定領域Ｒ１（２以上の測定領域Ｒ１）を含むので、部分領域Ｒ４の数（３個）が測定領域Ｒ１の数（４８個）より少なくなる。従って、実施形態は、上記技術アイデアと比べて、撮像回数を減らすことができる。

部分読み出し機能によれば、通常の二次元撮像素子３２であっても、高いフレームレートで撮像できる。これにより、一部分Ｒ３に対応する部分領域Ｒ４の輝度を示す輝度信号ＳＧ（部分領域Ｒ４に含まれる全ての測定領域Ｒ１のそれぞれの輝度を示す輝度信号ＳＧ）は、高いサンプリング周波数を用いてサンプリングされているので、測定領域Ｒ１のフリッカ量を高精度で測定することができる。従って、実施形態によれば、ＤＵＴ画面１に設定された複数の測定領域Ｒ１のそれぞれのフリッカ量を、二次元撮像素子３２を用いて高精度で測定できる。

高速カメラを用いれば、高いフレームレートでＤＵＴ画面１を撮像することができる。しかし、現状の高速カメラには、以下の問題がある。（１）高速カメラは、高価である。（２）高速カメラは、一般的に強い光量での撮影を前提とすることが多いので、ノイズに対する影響が少ない。しかし、ＤＵＴ画面１の輝度測定のように、光量が制限されている場合、ノイズの影響が大きくなる。このため、輝度信号ＳＧの再現性が良くないので、高いフレームレート（高いサンプリング周波数）であるにもかかわらず、フリッカ量の測定精度はそれほど高くない。実施形態によれば、高速カメラを用いなくても、部分読み出し機能により、高いフレームレートで撮像することができる。但し、実施形態に、高速カメラの部分読み出し機能を適用することは可能である。

上述したように、算出部３３３は、複数の画素のそれぞれに対応する領域の輝度を示す輝度信号ＳＧを加算し（ビニング）、加算して得られた輝度信号ＳＧを用いて、測定領域Ｒ１のフリッカ量を算出する。これらの画素のそれぞれに対応する領域の輝度を示す輝度信号ＳＧの位相がずれていると、加算して得られた輝度信号ＳＧの波形がなまり、フリッカ量の測定精度を高くできない。実施形態では、グローバルシャッターを用いて、部分領域Ｒ４を撮像する（図６のステップＳ１０）。グローバルシャッターによれば、ローリングシャッターと異なり、撮像領域Ｒ２を構成する全画素が同時に露光されるので、これらの輝度信号ＳＧの位相を揃えることができる。

実施形態の変形例について説明する。第１変形例を説明する。図５及び図９を参照して、設定部３３１は、３個の部分領域Ｒ４（複数の部分領域Ｒ４）がＤＵＴ画面１に隙間無く配置されるように、３個の一部分Ｒ３（複数の一部分Ｒ３）を設定している。これに対して、第１変形例は、３個の部分領域Ｒ４（複数の部分領域Ｒ４）をＤＵＴ画面１に隙間を設けて設定する。詳しく説明すると、測定者は、ＰＣ５を操作して、３個の部分領域Ｒ４のそれぞれについて、縦方向（列方向）のサイズを小さくする設定をする（このとき、３個の部分領域Ｒ４のそれぞれについて、測定領域Ｒ１が部分領域Ｒ４からみ出ないサイズにする）。設定部３３１は、サイズが小さくされた３個の部分領域Ｒ４に対応するように、３個の一部分Ｒ３のそれぞれについて、アドレスを修正する。第１変形例によれば、一部分Ｒ３のサイズを小さくできるので、一部分Ｒ３から読み出されるデータ量を少なくでき、演算負荷を減少させることができる。

第２変形例を説明する。実施形態において、設定部３３１は、設定部３３１が設定した部分読み出しのフレームレートと正の相関関係を有するサイズに測定領域Ｒ１を設定する（図６のステップＳ９）。これに対して、第２変形例において、設定部３３１は、設定部３３１が設定した部分読み出しのフレームレートの下で、二次元撮像素子３２がＤＵＴ画面１を撮像することにより、二次元撮像素子３２から出力された輝度信号ＳＧの強度を測定し、測定した強度に対して負の相関関係を有するサイズに測定領域Ｒ１を設定する。以下詳しく説明する。

負の相関関係とは、測定した強度が大きいと、測定領域Ｒ１のサイズが小さくなり、測定した強度が小さいと、測定領域Ｒ１のサイズが大きくなることである。

二次元撮像素子３２から出力された輝度信号ＳＧは、例えば、ＤＵＴ画面１に設定された一つの測定領域Ｒ１（この測定領域Ｒ１のサイズは、初期値に設定されている）の輝度を示す輝度信号ＳＧである。

第２変形例によれば、測定された輝度信号ＳＧの強度が大きいと、測定領域Ｒ１のサイズを小さくするので、測定領域Ｒ１の数を多くできる。これにより、輝度信号ＳＧがフリッカ量の算出に必要な強度を確保しつつ、二次元フリッカ測定装置３の空間分解能を高くすることができる。

第２変形例によれば、測定された輝度信号ＳＧの強度が小さいと、測定領域Ｒ１のサイズを大きくする。これにより、フリッカ量の算出に必要な強度を有する輝度信号ＳＧを得ることができる。

なお、第２変形例において、設定部３３１は、ステップＳ１のプレビュー画像を用いて、輝度信号ＳＧの強度を測定してもよいし、ステップＳ１０の部分領域Ｒ４の画像を用いて、輝度信号ＳＧの強度を測定してもよい。後者の場合、ステップＳ９とステップＳ１０とが入れ替わる。

実施形態に係る二次元フリッカ測定システムについて簡単に説明する。図１２は、このシステム７の構成を示すブロック図である。二次元フリッカ測定システム７は、カメラ７１とＰＣ７２とを備える。カメラ７１は、光学レンズ３１と、二次元撮像素子３２と、通信部７１１と、を備えるデジタルカメラである。カメラ７１は、図５に示す二次元フリッカ測定装置３に備えられる光学レンズ３１及び二次元撮像素子３２の機能を有する。通信部７１１は、カメラ７１が外部装置と通信する通信インターフェイスである。ここでは、通信部７１１は、二次元撮像素子３２から出力された輝度信号ＳＧをＰＣ７２へ送信する。

ＰＣ７２は、演算処理部３３と、通信部７２１と、を備える。ＰＣ７２は、図５に示す演算処理部３３及びＰＣ５の機能を有する。通信部７２１は、ＰＣ７２が外部装置と通信する通信インターフェイスである。ここでは、通信部７２１は、カメラ７１の通信部７１１から出力された輝度信号ＳＧを受信し、受信した輝度信号ＳＧを演算処理部３３に送る。

二次元フリッカ測定システム７は、二次元フリッカ測定装置３と同様の構成を備えているので、二次元フリッカ測定装置３と同様の作用効果を有する。

実施形態と関連する技術アイデアとして、撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３に、ＤＵＴ画面１全体の像を結像させ、部分読み出しにより、この一部分Ｒ３からＤＵＴ画面１全体の輝度信号ＳＧを取得し、この輝度信号ＳＧを基にして、複数の測定領域Ｒ１のそれぞれのフリッカ量を算出するアイデアがある。

しかし、この技術アイデアには、以下の問題がある。（１）ＤＵＴ画面１全体の像は、撮像領域Ｒ２でなく、一部分Ｒ３に結像されるので、ＤＵＴ画面１全体の像が小さくなる。これにより、光量が低下するので、輝度信号ＳＧのＳＮ比が低下する。この結果、フリッカ量の測定精度が低下する問題が生じる。（２）撮像領域Ｒ２の一部分Ｒ３に、ＤＵＴ画面１全体の像を結像させるために、二次元撮像素子３２とＤＵＴ画面１との距離を離す必要、又は、広角レンズを用いる必要がある。前者は、フリッカ量の測定に必要なスペースが大きくなる問題が生じる。後者は、ＤＵＴ画面１全体の像に歪みが生じる問題が生じる。

（実施形態の纏め）
実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置は、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定装置であって、撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する二次元撮像素子と、２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に複数設定する設定部と、設定された前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域の測光量を取得する制御部と、取得された前記部分領域の測光量を基にして、前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記部分領域のそれぞれに対して実行する算出部と、を備える。

部分領域は、設定部が撮像領域の一部分を設定することにより、測定対象物に設定される領域である。一部分が撮像領域に複数設定されるので、部分領域が測定対象物に複数設定される。部分領域の像は、一部分に結像される。これを用いて、この一部分と対応する部分領域の測光量が取得される。

測光量（明るさ）は、画像情報信号及び輝度を総称する物理量である。画像情報信号は、任意の分光感度特性を持つ二次元撮像素子が測定対象物を撮像することにより、二次元撮像素子が生成する光強度信号（ＲＡＷ画像データ）である。輝度は、視感度曲線Ｖ（λ）の分光感度特性を持つ二次元撮像素子が測定した測定対象物の光強度である。

制御部は、設定された一部分の数を撮像回数として、二次元撮像素子に測定対象物を複数回撮像させる制御をする。一部分の数、言い換えれば、部分領域の数が多くなると、撮像回数が多くなり、この結果、フリッカの測定時間が長くなる。測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれに対応する複数の一部分について、部分読み出しする技術アイデアが考えられる。この技術アイデアでは、測定領域の数が撮像回数となる。測定対象物に設定する測定領域の数が多ければ、フリッカの測定時間が長くなる。これに対して、実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置によれば、部分領域が２以上の測定領域を含むので、部分領域の数（一部分の数）が測定領域の数より少なくなる。従って、実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置は、上記技術アイデアと比べて、撮像回数を減らすことができる。

部分読み出し機能によれば、通常の二次元撮像素子であっても、高いフレームレートで撮像できる。これにより、撮像領域の一部分に対応する部分領域の測光量を示す信号（部分領域に含まれる全ての測定領域のそれぞれの測光量を示す信号）は、高いサンプリング周波数を用いてサンプリングされているので、測定領域のフリッカ量を高精度で測定することができる。従って、実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置によれば、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を、二次元撮像素子を用いて高精度で測定できる。

なお、測光量が輝度のとき、測光量を示す信号は、輝度信号である。測光量が画像情報信号のとき、測光量を示す信号は、画像情報信号である。

上記構成において、前記設定部は、前記算出部が前記フリッカ量を算出するのに必要な注目周波数を有する信号を再現できるフレームレートを、前記部分読み出しのフレームレートに設定し、設定した前記部分読み出しのフレームレートで定まる前記一部分のサイズによって、前記撮像領域のサイズを割った値を、前記一部分の数に設定する。

算出部がフリッカ量を算出するのに必要な注目周波数を有する信号を再現できるフレームレート（以下、再現フレームレート）は、例えば、部分領域の測光量を示す信号を再現できるフレームレートである。又は、再現フレームレートは、測光量を示す信号に含まれる周波数成分のうち、例えば、強度が最大の交流周波数成分を再現できるフレームレートである。

なお、一部分の数の値が分数のとき、小数点以下を切り上げる（例えば、３．２の場合、４．０）。

測定対象物に設定された複数の測定領域のうち、部分領域に含まれていない測定領域があれば、算出部は、その測定領域のフリッカ量を算出できない。この構成は、撮像領域の一部分のサイズによって撮像領域のサイズを割った値を、一部分の数とする（一部分の数＝撮像領域サイズ÷一部分のサイズ）。一部分の数は、部分領域の数である。このため、測定対象物が仮想的に等分割され、各分割された部分が部分領域とされる態様となる。この態様では、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれが、いずれかの部分領域に含まれるので、複数の測定領域の全てに対して、フリッカ量を算出できる。

部分領域のフリッカ量を算出するためには、部分読み出しのフレームレートが、上記再現フレームレートである必要がある。この構成は、再現フレームレートで定まる、撮像領域の一部分のサイズによって、撮像領域のサイズを割った値を一部分の数（部分領域の数）とする。このため、部分領域のフリッカ量の算出を可能としつつ、上述したように、測定対象物に設定された複数の測定領域の全てに対して、フリッカ量を算出することができる。

上記構成において、前記算出部は、取得された前記部分領域の測光量を示す信号を高速フーリエ変換して、パワースペクトルを生成する際に、取得された前記部分領域の測光量を示す信号に含まれる周波数成分のそれぞれの周波数のうち、前記注目周波数を割りきれる整数を、前記パワースペクトルの周波数ピッチにする。

この構成によれば、取得された部分領域の測光量を示す信号に含まれる周波数成分のそれぞれの周波数のうち、注目周波数（例えば、強度が最大の交流周波数成分の周波数）を、パワースペクトルに含めることができる。例えば、注目周波数が２０Ｈｚの場合、周波数ピッチを５Ｈｚにすれば、パワースペクトルに２０Ｈｚのスペクトルを含めることができる。よって、この構成は、ＪＥＩＴＡ方式に好適である。

上記構成において、前記設定部は、設定した前記部分読み出しのフレームレートと正の相関関係を有するサイズに前記測定領域を設定する。以下では、輝度信号を用いて説明するが、画像情報信号でもよい。

この構成は、測定領域のサイズの決定方法の一例である。正の相関関係とは、フレームレートが高くなると、測定領域のサイズが大きくなり、フレームレートが低くなると、測定領域のサイズが小さくなることである。

二次元撮像素子の撮像領域のうち、測定領域の像が結像される箇所は、一つの画素でなく、複数の画素で構成される。算出部は、これらの画素のそれぞれに対応する領域の輝度を示す輝度信号を加算し（ビニング）、加算して得られた輝度信号を用いて、測定領域のフリッカ量を算出する。これらの画素のそれぞれに対応する領域の輝度を示す輝度信号の強度が低いと、ＳＮ比が低くなるので、フリッカ量の測定精度を高くできない。

部分読み出しのフレームレートが高いと、撮像領域の一部分の露光時間が短くなる。このため、測定領域のサイズが小さい場合、上記加算して得られた輝度信号の強度が低くなり、フリッカ量の算出に必要な強度を有する輝度信号が得られない。一方、部分読み出しのフレームレートが低いと、撮像領域の一部分の露光時間が長くなる。このため、測定領域のサイズが小さくても、上記加算して得られた輝度信号の強度が高くなり、フリッカ量の算出に必要な強度を有する輝度信号を得ることができる。

この構成によれば、部分読み出しのフレームレートが高いと、測定領域のサイズを大きくする。よって、部分読み出しのフレームレートが高くても、フリッカ量の算出に必要な強度を有する輝度信号を得ることができる。

測定領域の数が多いと、二次元フリッカ測定装置の空間分解能を高くすることができる。これにより、例えば、ディスプレイ画面のフリッカのムラをより正確に評価することができる。この構成によれば、部分読み出しのフレームレートが低いと、測定領域のサイズを小さくする。よって、部分読み出しのフレームレートが低いとき、測定領域の数を多くできるので、二次元フリッカ測定装置の空間分解能を高くすることができる。

上記構成において、前記設定部は、設定した前記部分読み出しのフレームレートの下で、前記二次元撮像素子が前記測定対象物を撮像することにより、前記二次元撮像素子から出力された測光量を示す信号の強度を測定し、測定した強度に対して負の相関関係を有するサイズに前記測定領域を設定する。以下では、測光量を示す信号として、輝度信号を例にしてい説明するが、画像情報信号でもよい。

この構成は、測定領域のサイズの決定方法の他の例である。負の相関関係とは、測定した強度が大きいと、測定領域のサイズが小さくなり、測定した強度が小さいと、測定領域のサイズが大きくなることである。

二次元撮像素子から出力された輝度信号は、例えば、測定対象物に設定された一つの測定領域（この測定領域のサイズは、初期値に設定されている）の輝度を示す輝度信号である。

この構成によれば、測定された輝度信号の強度が大きいと、測定領域のサイズを小さくするので、測定領域の数を多くできる。これにより、輝度信号がフリッカ量の算出に必要な強度を確保しつつ、二次元フリッカ測定装置の空間分解能を高くすることができる。

この構成によれば、測定された輝度信号の強度が小さいと、測定領域のサイズを大きくする。これにより、フリッカ量の算出に必要な強度を有する輝度信号を得ることができる。

上記構成において、前記二次元撮像素子は、グローバルシャッター機能を有しており、前記制御部は、前記二次元撮像素子に前記グローバルシャッター機能を用いて、前記測定対象物を前記複数回撮像させる制御をする。以下では、輝度信号を用いて説明するが、画像情報信号でもよい。

上述したように、算出部は、複数の画素のそれぞれに対応する領域の輝度を示す輝度信号を加算し（ビニング）、加算して得られた輝度信号を用いて、測定領域のフリッカ量を算出する。これらの画素のそれぞれに対応する領域の輝度を示す輝度信号の位相がずれていると、加算して得られた輝度信号の波形がなまり、フリッカ量の測定精度を高くできない。グローバルシャッターによれば、ローリングシャッターと異なり、撮像領域を構成する全画素が同時に露光されるので、これらの輝度信号の位相を揃えることができる。

実施形態の第２局面に係る二次元フリッカ測定システムは、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定システムであって、撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する二次元撮像素子を含むカメラと、２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に複数設定する設定部と、設定された前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域の測光量を取得する制御部と、取得された前記部分領域の測光量を基にして、前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記部分領域のそれぞれに対して実行する算出部と、を備える。

設定部、制御部及び算出部は、一つの装置に含まれていてもよいし、別々の装置に含まれていてもよい。前者は、例えば、設定部、制御部及び算出部を含むコンピュータ装置である。後者は、例えば、設定部を含むコンピュータ装置、制御部を含むコンピュータ装置、及び、算出部を含むコンピュータ装置である。

実施形態の第２局面に係る二次元フリッカ測定システムは、実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置をシステムの観点から規定しており、実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置と同様の作用効果を有する。

実施形態の第３局面に係る二次元フリッカ測定方法は、撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する二次元撮像素子を用いて、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定方法であって、２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に複数設定する設定ステップと、設定された前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域の測光量を取得する制御ステップと、取得された前記部分領域の測光量を基にして、前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記部分領域のそれぞれに対して実行する算出ステップと、を備える。

実施形態の第３局面に係る二次元フリッカ測定方法は、実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置を方法の観点から規定しており、実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置と同様の作用効果を有する。

実施形態の第４局面に係る二次元フリッカ測定プログラムは、撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する二次元撮像素子を用いて、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定プログラムであって、２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に複数設定する設定ステップと、設定された前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域の測光量を取得する制御ステップと、取得された前記部分領域の測光量を基にして、前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記部分領域のそれぞれに対して実行する算出ステップと、をコンピュータに実行させる。

実施形態の第４局面に係る二次元フリッカ測定プログラムは、実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置をプログラムの観点から規定しており、実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置と同様の作用効果を有する。

なお、上述した実施形態の第１局面に係る二次元フリッカ測定装置は、輝度を測光量とする場合、以下のように表現される。二次元フリッカ測定装置は、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定装置であって、撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する二次元撮像素子と、２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に複数設定する設定部と、複数の前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれから、輝度信号を読み出す制御をする制御部と、前記一部分から読み出された輝度信号を基にして、前記一部分と対応する前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域に対して実行する算出部と、を備える。

本発明の実施形態が詳細に図示され、かつ、説明されたが、それは単なる図例及び実例であって限定ではない。本発明の範囲は、添付されたクレームの文言によって解釈されるべきである。

２０１７年１０月５日に提出された日本国特許出願特願２０１７－１９５１０４、及び、２０１７年１０月１３日に提出された日本国特許出願特願２０１７－１９８９６４は、その全体の開示が、その全体において参照によりここに組み込まれる。

本発明によれば、二次元フリッカ測定装置、二次元フリッカ測定システム、二次元フリッカ測定方法、及び、二次元フリッカ測定プログラムを提供することができる。

Claims (8)

1. 測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定装置であって、
   撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する二次元撮像素子と、
   ２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に一方向に沿って並ぶように複数設定する設定部と、
   設定された前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域の測光量を取得する制御部と、
   取得された前記部分領域の測光量を基にして、前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記部分領域のそれぞれに対して実行する算出部と、を備え、
   前記設定部は、前記算出部が前記フリッカ量を算出するのに必要な注目周波数を有する信号を再現できるフレームレートを、前記部分読み出しのフレームレートに設定し、設定した前記部分読み出しのフレームレートで定まる前記一部分のサイズによって、前記撮像領域のサイズを割った値を、前記一部分の数に設定する、二次元フリッカ測定装置。
2. 前記算出部は、取得された前記部分領域の測光量を示す信号を高速フーリエ変換して、パワースペクトルを生成する際に、取得された前記部分領域の測光量を示す信号に含まれる周波数成分のそれぞれの周波数のうち、前記注目周波数を割りきれる整数を、前記パワースペクトルの周波数ピッチにする、請求項１に記載の二次元フリッカ測定装置。
3. 前記設定部は、設定した前記部分読み出しのフレームレートと正の相関関係を有するサイズに前記測定領域を設定する、請求項１又は２に記載の二次元フリッカ測定装置。
4. 前記設定部は、設定した前記部分読み出しのフレームレートの下で、前記二次元撮像素子が前記測定対象物を撮像することにより、前記二次元撮像素子から出力された測光量を示す信号の強度を測定し、測定した強度に対して負の相関関係を有するサイズに前記測定領域を設定する、請求項１又は２に記載の二次元フリッカ測定装置。
5. 前記二次元撮像素子は、グローバルシャッター機能を有しており、
   前記制御部は、前記二次元撮像素子に前記グローバルシャッター機能を用いて、前記測定対象物を前記複数回撮像させる制御をする、請求項１～４のいずれか一項に記載の二次元フリッカ測定装置。
6. 測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定システムであって、
   撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する二次元撮像素子を含むカメラと、
   ２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に一方向に沿って並ぶように複数設定する設定部と、
   設定された前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域の測光量を取得する制御部と、
   取得された前記部分領域の測光量を基にして、前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記部分領域のそれぞれに対して実行する算出部と、を備え、
   前記設定部は、前記算出部が前記フリッカ量を算出するのに必要な注目周波数を有する信号を再現できるフレームレートを、前記部分読み出しのフレームレートに設定し、設定した前記部分読み出しのフレームレートで定まる前記一部分のサイズによって、前記撮像領域のサイズを割った値を、前記一部分の数に設定する、二次元フリッカ測定システム。
7. 撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する二次元撮像素子を用いて、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定方法であって、
   ２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に一方向に沿って並ぶように複数設定する設定ステップと、
   設定された前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域の測光量を取得する制御ステップと、
   取得された前記部分領域の測光量を基にして、前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記部分領域のそれぞれに対して実行する算出ステップと、を備え、
   前記設定ステップは、前記算出ステップが前記フリッカ量を算出するのに必要な注目周波数を有する信号を再現できるフレームレートを、前記部分読み出しのフレームレートに設定し、設定した前記部分読み出しのフレームレートで定まる前記一部分のサイズによって、前記撮像領域のサイズを割った値を、前記一部分の数に設定する、二次元フリッカ測定方法。
8. 撮像領域の一部分を読み出しの対象とする部分読み出し機能を有する二次元撮像素子を用いて、測定対象物に設定された複数の測定領域のそれぞれのフリッカ量を測定する二次元フリッカ測定プログラムであって、
   ２以上の前記測定領域を含む部分領域と対応する前記一部分を、前記撮像領域に一方向に沿って並ぶように複数設定する設定ステップと、
   設定された前記一部分の数を撮像回数として、前記二次元撮像素子に前記部分読み出し機能を用いて、前記測定対象物を複数回撮像させることにより、複数の前記一部分のそれぞれに対応する複数の前記部分領域の測光量を取得する制御ステップと、
   取得された前記部分領域の測光量を基にして、前記部分領域に含まれる２以上の前記測定領域のフリッカ量を算出する処理を、複数の前記部分領域のそれぞれに対して実行する算出ステップと、をコンピュータに実行させる二次元フリッカ測定プログラムであって、
   前記設定ステップは、前記算出ステップが前記フリッカ量を算出するのに必要な注目周波数を有する信号を再現できるフレームレートを、前記部分読み出しのフレームレートに設定し、設定した前記部分読み出しのフレームレートで定まる前記一部分のサイズによって、前記撮像領域のサイズを割った値を、前記一部分の数に設定する、二次元フリッカ測定プログラム。

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