JPH1141629A - 校正パターン表示装置及びこの校正パターン表示装置が適用されるカラー表示装置の表示特性測定装置 - Google Patents
校正パターン表示装置及びこの校正パターン表示装置が適用されるカラー表示装置の表示特性測定装置Info
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Abstract
低減する。 【解決手段】 表示特性測定装置1は校正チャートを表
示する校正パターン表示器7を用いて撮像光学系の構成
(焦点距離の波長依存性、撮像面の位置ずれ等)に基づ
く測定誤差が校正される。校正パターン表示器7は校正
パターンのみが透過可能なチャート板71、被測定用カ
ラーディスプレイと略同一の発光特性を有し、チャート
板71を背面から照明する光源72及び拡散板73で構
成され、校正パターンが被測定用カラーディスプレイと
略同一の発光特性で発光されるようになっている。校正
パターンの発光特性を被測定用カラーディスプレイの発
光特性と略同一にすることで校正時の発光特性の相違に
基づく測定誤差を低減するようにした。
Description
thode Ray Tube)等のカラー表示装置に表示された所定
の測定パターンを撮像し、この撮像画像を用いて幾何学
的像歪みやコンバージェンス等の表示特性を測定するカ
ラー表示装置の表示特性測定装置の校正パターン表示装
置及びこの校正パターン表示装置が適用されるカラー表
示装置の表示特性測定装置に関するものである。
quid Crystal Display)、カラーPDP(Plasma Displ
ay Panel)等のカラー表示装置のコンバージェンス等の
表示特性を測定する表示特性測定装置が知られている。
この表示特性測定装置は、被測定用のカラー表示装置に
カラー表示された所定の測定パターンをR(赤),G
(緑),B(青)の色成分の画像に分離して撮像するカ
ラー撮像装置とこのカラー撮像装置で取り込まれた各色
成分の画像を処理して所定の測定処理を行う画像処理装
置とその測定結果を表示する表示装置とから構成されて
いる。
ンの撮像画像を用いて撮像装置の撮像面における測定パ
ターンの結像位置と当該撮像装置と被測定カラーCRT
との相互の位置関係とから被測定カラーCRTの表示面
における測定パターンの発光位置を算出し、この算出結
果を用いて幾何学的な像歪量やミスコンバージェンス量
を算出するようにしている。
平8−307908号公報に示されるように、被測定カ
ラーCRTに白色の所定の測定パターンを表示させ、こ
の測定パターンをCCD等のカラーエリアセンサを備え
たカメラを用いて撮像し、画像処理において、R,G,
Bの各色成分の撮像画像毎にカラーエリアセンサの撮像
面における測定パターン上の測定点の結像位置を算出す
ると共に、この算出結果と被測定カラーCRTに対する
カメラの位置関係とから被測定カラーCRTの表示面に
おける測定パターン上の測定点の表示位置を算出し、こ
れらの測定点の表示位置の相互のずれをミスコンバージ
ェンス量として表示するようになっている。
装置の撮像面における測定パターン上の測定点の結像位
置を被測定カラーCRTの表示面における測定パターン
上の測定点の表示位置に変換しているので、光軸に対す
るエリアセンサの位置ずれや撮影レンズの焦点距離、倍
率等の演算パラメータが変換処理に大きく影響する。
に示すように、測定前に必ず専用の校正チャートを用い
て装置の校正処理が行われている。図11は、従来の表
示特性測定装置を示すもので、蛍光灯104で照明され
た校正用のチャート103(不透明な白色板に黒字のク
ロスハッチパターン105が描かれたチャート)を表示
測定装置100の撮像装置101で撮像し、装置本体1
02でその撮像画像を用いて結像位置を表示位置に変換
する処理の上記演算パラメータが決定されている。
特性測定装置における校正処理では校正チャート103
を被測定カラーCRTの発光特性と異なる発光特性を有
する蛍光灯104で照明しているので、校正処理で決定
された演算パラメータが正確に測定系の演算パラメータ
に一致しておらず、この分、測定精度が低下することと
なっている。
像装置101の焦点距離、ディストーション等のパラメ
ータは被測定カラーCRTのR,G,Bの各色成分の発
光特性に応じて決定されなければならないが、校正チャ
ート103は蛍光白色で照明されているので、演算パラ
メータを正確に決定することは困難で、測定精度を高め
るには一定の限界が生じることとなっている。
であり、校正チャートの発光色を被測定カラーCRTの
発光特性と略同一にすることで、校正精度を高め、表示
特性の測定精度を向上させることのできる校正パターン
表示装置及びこの校正パターン表示装置が適用されるカ
ラー表示装置の表示特性測定装置を提供するものであ
る。
カラー表示装置の表示特性を測定する表示特性測定装置
の撮像光学系の構成に基づく測定誤差を校正するための
校正パターンを表示する校正パターン表示装置であっ
て、上記校正パターンは、表示特性測定時に用いられる
上記カラー表示装置の発光特性と略同一の発光特性で発
光されるものである。
性測定時に用いられる被測定用のカラー表示装置の発光
特性と略同一の発光特性で発光され、この校正パターン
を撮像し、その撮像画像を用いて表示特性測定装置の撮
像光学系の構成に基づく測定誤差の校正が行われる。校
正パターンの発光特性を表示特性測定時に用いられるカ
ラー表示装置の発光特性と略同一としているので、焦点
距離、ディストーション等の撮像光学系の構成に基づく
測定誤差が正確に校正される。
のみが透過可能になされたチャート板と、上記カラー表
示装置の発光特性と略同一の発光特性を有する光を発光
し、上記チャート板を背面から照明する光源とからなる
ものである。
置の発光特性と略同一の発光特性を有する光源で校正チ
ャートを照明すると、校正パターンの部分のみから照明
光が透過して表示特性測定時に用いられるカラー表示装
置の発光特性と略同一の発光特性を有する校正パターン
が発光される。
装置の校正パターン表示装置において、上記光源は、上
記カラー表示装置で構成されているものである。
ー表示装置を表示特性測定時に用いられる発光色で背面
から照明される。これにより校正パターンは、表示特性
測定時に用いられるカラー表示装置の発光特性と同一の
発光特性で発光される。
装置の校正パターン表示装置において、上記カラー表示
装置の発光色を構成する色成分と略同一の発光特性で順
次、上記校正パターンを照明するように上記光源を発光
する発光制御手段を備えたものである。
正処理において、校正パターン表示装置の光源がカラー
表示装置の発光色を構成する色成分と略同一の発光特性
で順次、発光される。例えばカラー表示装置がR,G,
Bの色成分で発光される場合、校正パターン表示装置の
光源がR,G,Bの色成分の発光色で順次、発光され
る。これにより校正パターンがカラー表示装置のR,
G,Bの色成分と同一の発光特性で順次、発光され、各
色の校正パターンは順次、表示特性測定装置で撮像され
る。そして、これらの色成分の撮像画像を用いて表示特
性測定装置の撮像光学系の構成に基づく測定誤差の校正
が行われる。
表示装置を用いて撮像光学系の構成に基づく測定誤差の
校正が行われるカラー表示装置の表示特性測定装置であ
って、上記校正パターン表示装置で表示された校正パタ
ーンを撮像する撮像手段と、上記撮像手段で撮像された
校正パターンの画像を用いて当該校正パターンの撮像面
における結像位置を算出する結像位置算出手段と、上記
校正パターンの表示面における表示位置と撮像面におけ
る結像位置とに基づいて上記表示特性を算出するための
算出式における上記撮像光学系の構成に関連する演算パ
ラメータを設定するパラメータ設定手段とを備えたもの
である。
のカラー表示装置の発光特性と略同一の発光特性で発光
され、この校正パターンを撮像し、その撮像画像を用い
て表示特性測定装置の撮像光学系の構成に基づく測定誤
差の校正が行われる。この校正は、校正パターンの撮像
画像を用いて当該校正パターンの撮像面における結像位
置が算出され、この算出結果と校正パターンの表示面に
おける表示位置とに基づいて表示特性を算出するための
算出式における撮像光学系の構成に関連する演算パラメ
ータを設定することにより行われる。
光特性と略同一の発光特性で発光された校正パターンの
撮像画像を用いた演算パラメータを設定することにより
表示特性を算出するための算出式の光の波長依存性が低
減され、光の波長の相違に基づく測定誤差が低減され
る。
置の表示特性測定装置において、上記パラメータ設定手
段は、上記校正パターンの発光色毎に上記演算パラメー
タを設定するものである。
正パターンの発光色毎に設定される。すなわち、校正パ
ターンがR,G,Bの各色成分で発光された場合、R,
G,Bの各色で発光された校正パターンを撮像する毎に
その撮像画像を用いて演算パラメータが設定される。こ
れにより表示特性を算出するための算出式の光の波長依
存性がより低減され、光の波長の相違に基づく測定誤差
がより低減される。
表示特性測定装置において、上記演算パラメータには少
なくとも光学系の焦点距離及び主点位置並びに撮像系の
光軸に対する撮像面の位置が含まれているものである。
なくとも光学系の焦点距離及び主点位置並びに撮像系の
光軸に対する撮像面の位置に関する演算パラメータが設
定される。これにより光軸に対する撮像素子の撮像面の
位置のずれ、撮像装置の光学系の主点位置及び焦点距離
のずれが校正され、これらの撮像光学系の構成に基づく
測定誤差が低減される。
置及びこの校正パターン表示装置が適用される表示特性
測定装置について、コンバーゼンス測定装置を例に説明
する。
バーゼンス測定装置の概略構成図である。
2と測定装置3とから構成されている。撮像装置2は、
被測定用のカラーディスプレイ4の表示面に表示された
所定の測定パターン(例えばクロスハッチパターンやド
ットパターン等)を撮像するものであり、立体視覚法に
よる撮像が可能に一対の撮像カメラ21,22を備えて
いる。測定装置3は、撮像装置2で取り込まれた測定パ
ターンの画像データを用いてカラーディスプレイ4のミ
スコンバージェンス量を演算し、その演算結果を表示装
置36に表示するものである。
ンズ211の後方にダイクロイックプリズムからなる3
色分解プリズム212を設けるとともに、この3色分解
プリズム212のR,G,Bの各色成分の射出面の対向
位置にCCDエリアセンサからなる固体撮像素子213
R,213G,213Bを配置してなる3板式のカラー
撮像装置で構成されている。また、固体撮像素子213
R,213G,213Bの近傍位置には、それぞれその
周辺の環境温度Tを検出する温度センサ217R,21
7G,217Bとその周辺の環境湿度Wを検出する湿度
センサ218R,218G,218Bが配設されてい
る。また、撮影レンズ211の近傍位置にも温度Tを検
出する2個の温度センサ219,220が配設されてい
る。
17B,219,220及び湿度センサ218R〜21
8Bの検出信号は測定装置3の制御部33に入力される
ようになっている。
3板式のカラー撮像装置で構成され、撮影レンズ221
の近傍位置と固体撮像素子223R,223G,223
Bの近傍位置にそれぞれ温度センサ227R,227
G,227B,229,230が配設され、固体撮像素
子223R,223G,223Bの近傍位置に湿度セン
サ228R,228G,228Bが配設されている。そ
して、これらの温度センサ227R〜227B,22
9,230及び湿度センサ228R〜228Bの検出信
号は測定装置3の制御部33に入力されるようになって
いる。
下、CCDと略称する。)213R,213G,213
Bの撮像動作を制御する撮像制御装置214、撮影レン
ズ211を駆動して焦点を自動調節するフォーカス制御
回路215及びCCD213R,213G,213Bか
ら出力される画像信号に所定の画像処理を施して測定装
置3に出力する信号処理回路216が設けられている。
同様に撮像カメラ22内にも撮像制御回路224、フォ
ーカス制御回路225及び信号処理回路226が設けら
れている。
出される撮像制御信号により制御され、この撮像制御信
号に基づいてCCD213R,213G,213Bの撮
像動作(電荷蓄積動作)を制御する。同様に撮像制御回
路224も測定装置3から送出される撮像制御信号によ
り制御され、この撮像制御信号に基づいてCCD223
R,223G,223Bの撮像動作を制御する。
装置3から送出されるフォーカス制御信号により制御さ
れ、このフォーカス制御信号に基づいて撮影レンズ21
1の前群211Aを移動させてカラーディスプレイ4の
表示面に表示された測定パターンの光像をCCD213
R,213G,213Bの各撮像面に結像させる。同様
にフォーカス制御回路225も測定装置3から送出され
るフォーカス制御信号により制御され、このフォーカス
制御信号に基づいて撮影レンズ221の前群221Aを
移動させてカラーディスプレイ4の表示面に表示された
測定パターンの光像をCCD223R,223G,22
3Bの各撮像面に結像させる。
のフォーカス制御信号に基づき、例えば山登り方式で行
われる。すなわち、例えば撮像カメラ21の場合、制御
部33は、例えばCCD213Gで撮像される緑色の画
像の高周波成分(測定パターンのエッジ部)を抽出し、
この高周波成分が最大となるように(測定パターンのエ
ッジが最も鮮明となるように)、フォーカス制御信号を
フォーカス制御回路215に出力する。フォーカス制御
回路215は、フォーカス制御信号に基づき撮影レンズ
211の前群211Aを合焦位置の前後に移動させつ
つ、その移動幅を漸減して最終的に合焦位置に設定す
る。
ォーカス制御を行うようにしているが、例えば撮像カメ
ラ21,22に測距センサを設け、この測距センサで検
出された撮像カメラ21,22とカラーディスプレイ4
の表示面との間の距離データを用いて撮影レンズ21
1,221を駆動するようにしてもよい。
B、画像メモリ32A,32B、制御部33、データ入
力装置34、データ出力装置35及び表示装置36から
構成されている。
撮像カメラ21,22から入力された画像信号(アナロ
グ信号)からデジタル信号の画像データに変換するもの
である。画像メモリ32A,32Bは、それぞれA/D
変換器31A,31Bから出力される画像データを記憶
するものである。
Bの各色成分の画像信号に対応して3個のA/D変換回
路を有している。また、画像メモリ32A,32Bも
R,G,Bの各色成分の画像データに対応してそれぞれ
3フレーム分のメモリを有している。
なる演算制御回路である。制御部33は、ROM(Read
Only Memory)からなるメモリ331とRAM(Random
Access Memory)からなるメモリ332とを備えてい
る。
処理(光学系の駆動、撮像、画像データの演算等の一連
の処理を含む。)を示すプログラムやその演算に必要な
データ(補正値やデータ変換テーブル等)が格納されて
いる。特に、ミスコンバージェンス量の演算における撮
像カメラ21,22内の撮像系及び光学系の構成に関す
る演算パラメータ(すなわち、CCD213R,213
G,213B,223R,223G,223Bの各撮像
面の光軸に対する位置ずれ、撮影レンズ211,221
及び3色分解プリズム212,222からなる光学系の
各色成分毎の焦点距離、撮影レンズ211,221の主
点の位置及び撮影レンズ211,221相互の位置関係
等のパラメータ)を温度特性及び湿度特性に基づいて設
定する変換テーブルが格納されている。
構成に関する演算パラメータが環境温度や環境湿度の影
響により変化するのを考慮したもので、各温度センサ2
17R,217G,217B,227R,227G,2
27B、219,220,229,230で検出された
温度T及び各湿度センサ218R,218G,218
B,228R,228G,228Bで検出された湿度W
に基づいて校正された演算パラメータを設定するための
ものである。なお、演算パラメータの具体的な内容につ
いては後述する。
標準湿度に対して初期設定された演算パラメータを補正
する補正値(相対値)を表にしたものであるが、所定の
ピッチで変化させた温度及び湿度の各温度及び湿度に対
する演算パラメータの設定値(絶対値)を予め算出して
表にしたものでもよい。前者の変換テーブルでは、コン
バージェンス測定装置1の校正処理において演算パラメ
ータとして所定値が初期設定されるので、測定時には、
測定開始時に検出された環境温度T及び環境湿度Wから
変換テーブルを用いて設定された補正値により演算パラ
メータが補正されることになるが、後者の変換テーブル
では、測定開始時に環境度及び環境湿度を検出し、この
検出結果から変換テーブルを用いて直接演算パラメータ
が設定される(すなわち、校正処理が同時に行われる)
ことになる。
測定の各種演算を行うためのデータエリアやワークエリ
アを与えるものである。
ンス量(測定結果)は、メモリ332に格納されるとと
もに、表示装置36に出力され、予め設定された所定の
表示フォーマットで表示される。また、データ出力装置
35を介して外部接続される装置(プリンタや外部記憶
装置)に出力される。
測定のために各種データを入力するもので、例えばキー
ボードで構成されている。データ入力装置34からは、
例えばカラーディスプレイ4の蛍光体の配列ピッチ、C
CD213,223の画素の配列ピッチ、カラーディス
プレイ4の表示面における測定ポイントの位置等のデー
タが入力される。
を表示するカラーCRT41とこのカラーCRT41の
駆動を制御する駆動制御回路42とから構成されてい
る。カラーディスプレイ4の駆動制御回路42にはパタ
ーンジェネレータ5で生成された測定パターンの映像信
号が入力され、駆動制御回路42は、この映像信号に基
づいてカラーCRT41の偏向回路を駆動してその表示
面に、例えば図2に示すように、クロスハッチパターン
の測定パターンを表示させる。
像装置2の撮像カメラ21,22によりカラーディスプ
レイ4に表示された測定パターンを立体視覚法的に撮像
し、両撮像カメラ21,22で取り込まれた画像データ
を用いてミスコンバージェンス量が測定されるようにな
っている。
について、測定パターンとしてクロスハッチパターンを
用いた場合を例に説明する。
ハッチパターンを示す図である。クロスハッチパターン
6は、複数の縦ラインと横ラインとを交差させたパター
ンで、カラーCRT41の表示面41a内に複数の格子
点が含まれるように適宜のサイズで表示される。そし
て、少なくとも1個の格子点を含むように表示面41a
内の任意の位置にミスコンバージェンス量の測定領域A
(1)〜A(n)が設定される。
おいては、測定領域A(r)に含まれる縦ラインの撮像画
像から横方向(XY座標のX方向)のミスコンバージェ
ンス量ΔDXが演算され、横ラインの撮像画像から縦方
向(XY座標のY方向)のミスコンバージェンス量ΔD
Yが演算される。
をR,G,Bの各色成分のラインに分離した図、図4は
測定領域A(r)に含まれる横ラインをR,G,Bの各色
成分のラインに分離した図である。
Xは、カラーCRT41の表示面41aにおけるR,
G,Bの各色成分の縦ラインのX方向の発光位置(輝度
重心位置)をXR,XG,XBとすると、これらの発光位
置XR,XG,XBのうち、いずれかの発光位置、例えば
Gの色成分の発光位置XGを基準とした発光位置間のず
れ量ΔDRGX(=XR−XG)、ΔDBGX(=XB−XG)と
して表される。
DYは、カラーCRT41の表示面41aにおけるR,
G,Bの各色成分の横ラインのY方向の発光位置(輝度
重心位置)をYR,YG,YBとすると、これらの発光位
置YR,YG,YBのうち、いずれかの発光位置、例えば
Gの色成分の発光位置YGを基準とした発光位置間のず
れ量ΔDRGY(=YR−YG)、ΔDBGY(=YB−YG)と
して表される。
算出方法について、立体視覚法で測定パターンを撮像す
る場合を例に説明する。なお、説明の便宜上、カラーデ
ィスプレイ4の発光側の色成分についてはR(赤),G
(緑),B(青)の大文字のアルファベットで表記し、
撮像装置2の受光側の色成分についてはr(赤),g
(緑),b(青)の小文字のアルファベットで表記する
こととする。
ついて説明する。カラーディスプレイ4の表示面41a
に表示された測定パターンを撮像するべく撮像装置2が
カラーディスプレイ4の前方位置に、図5の位置関係で
配置されているとする。
示面41aの中心Mを通る法線上の任意の位置に原点O
を有するコンバージェンス測定系のXYZ座標を、Z軸
を当該法線方向とし、Y軸を表示面41aの縦方向と平
行な方向とし、X軸を表示面41aの横方向と平行な方
向として設定する。なお、Z軸の+方向は原点Oから中
心Mの方向、Y軸の+方向は上方向、X軸の+方向は原
点Oからカラーディスプレイ4を見て左方向である。
測定点Q(例えばクロスハッチパターンにおいてはクロ
スポイント、ドットパターンにおいてはドットポイン
ト)におけるJ(J=R,G,B)の色成分の蛍光体の
発光中心(輝度重心位置)の座標をQJ(XJ,YJ,
ZJ)と表記し、撮像装置2の撮影レンズ211,22
1の主点P1,P2の位置をそれぞれP1(XP1,
YP1,ZP1),P2(XP2,YP2,ZP2)と表記する。
B,223R,223G,223Bの各撮像面上に、図
6に示すように、撮像面の中心に原点oを有するhv座
標を、h軸をCCDエリアセンサの縦方向とし、v軸を
CCDエリアセンサの横方向として設定する。なお、h
軸の+方向は上方向、v軸の+方向は撮像面に向かって
右方向である。
LJ(J=R,G,B、Jの色成分の光軸)がhv座標
の原点oからずれた位置に入射するように、光軸LJに
対して位置ずれを起こしているとして、図7に示すよう
に、撮像カメラ21のj(j=r,g,b)の色成分の
CCDの撮像面における光軸LJ1の入射点oj1′の座標
を(hj1O,vj1O)と表記し、撮像カメラ22のjの色
成分のCCDの撮像面における光軸LJ2の入射点oj2′
の座標を(hj2O,vj2O)と表記する。また、図7に示
すように、表示面41aの測定点QJの光像の撮像カメ
ラ21のjの色成分のCCDの撮像面における結像点I
j1Jの座標を(hj1J,vj1J)と表記し、撮像カメラ2
2のjの色成分のCCDの撮像面における結像点Ij2J
の座標を(hj2J,vj2J)と表記する。
をa、像までの距離をb、レンズの焦点距離をfとする
と、これらの間には1/a+1/b=1/fの関係があ
り、物体のサイズをy、像のサイズをy′とすると、両
者の間にはy′/y=b/aの関係があるから、これら
の関係式より、 y′=y・f/(a−f) …(1) の関係式が得られる。
点QJと結像点Ij1J,Ij2Jとの位置関係に適用する
と、下記(2)〜(5)の関係式が得られる。
ンス量の算出方法について説明する。なお、説明の便宜
上、撮像装置2は、撮像カメラ21の光軸L1及び撮影
カメラ22の光軸L2がXZ平面内にあるように配置さ
れている場合について説明する。
Y座標は「0」となるので、両主点P1,P2の座標
は、 P1(XP1,0,ZP1) P2(XP2,0,ZP2) となる。
と撮像カメラ21の結像点Ij1Jとについて上記
(2),(3)式に相当する関係式を算出すると、下記
(6),(7)式となる。
g,bの色成分表示に置換してCCD211R,211
G,211Bの各撮像面における結像点Ir1J,Ig1J,
Ib1Jのhv座標を求めると、下記(8)〜(13)式
となる。
の光像と撮像カメラ22の結像点Ij2Jとについて上記
(2),(3)式に相当する関係式を算出すると、下記
(14),(15)式となる。
r,g,bの色成分表示に置換してCCD221R,2
21G,221Bの各撮像面における結像点Ir2J,I
g2J,Ib2Jのhv座標を求めると、下記(16)〜(2
1)式となる。
(17)式からfr1J/(ZJ−fr1J)、fr2J/(ZJ
−fr2J)及びYJを消去すると、座標XJが下記(2
2)式のように算出される。
(ZJ−fr1J)を消去し、XJに上記(22)式を代入
すると、座標XJが下記(23)式のように算出され
る。
上記(23)式を代入すれば、座標ZJが下記(24)
式又は(25)式のように算出される。
ラ21,22のrの色成分の撮像画像から表示面41a
における測定点QJのXYZ座標を算出する算出式であ
る。従って、上記(10),(11),(18),(1
9)式を用いて上述と同様の演算を行えば、撮像カメラ
21,22のgの色成分の撮像画像から表示面41aに
おける測定点QJのXYZ座標を算出する算出式が得ら
れ、上記(12),(13),(20),(21)式を
用いて上述と同様の演算を行えば、撮像カメラ21,2
2のbの色成分の撮像画像から表示面41aにおける測
定点QJのXYZ座標を算出する算出式が得られる。
画像から算出される表示面41aにおける測定点を
QJr,QJg,QJbとし、これらのXYZ座標をそれぞれ
QJr(XJr,YJr,ZJr),QJg(XJg,YJg,
ZJg),QJb(XJb,YJb,ZJb)(J=R,G,B)
とすると、測定点QJr,QJg,QJbの各XYZ座標は、
下記(26)〜(37)式により算出される。
るRの色の蛍光体の測定点QRについては、撮像装置2
で取り込まれたR,G,Bの各色成分の画像毎に3個の
測定点QRr,QRg,QRbが算出されるから、測定点QR
の測定値をr,g,bの各色成分の画像毎に算出された
測定点QRr,QRg,QRbの加重平均値で決定するとすれ
ば、測定点QRのXYZ座標は、下記(38)〜(4
1)式で算出される。
各色成分の画像毎に算出された測定点QGr,QGg,QGb
の加重平均値で決定するとすれば、測定点QGのXYZ
座標は、下記(42)〜(45)式で算出され、測定点
QBの測定値をr,g,bの各色成分の画像毎に算出さ
れた測定点QBr,QBg,QBbの加重平均値で決定すると
すれば、測定点QBのXYZ座標は、下記(46)〜
(49)式で算出される。
6)式を上述のミスコンバージェンス量ΔDRGX(=XR
−XG),ΔDBGX(=XB−XG)に代入すれば、横方向
のミスコンバージェンス量ΔDRGX,ΔDBGXの演算式が
各(50),(51)式のように求められる。
式を上述のミスコンバージェンス量ΔDRGY(=YR−Y
G),ΔDBGY(=YB−YG)に代入すれば、縦方向のミ
スコンバージェンス量ΔDRGY,ΔDBGYの演算式が各
(52),(53)式のように求められる。
算式を用いてミスコンバージェンス量ΔDRGX,Δ
DBGX,ΔDRGY,ΔDBGYを高精度に算出するには、撮
像カメラ21,22の各CCD213R〜213B,2
23R〜223Bの対応する光軸LJ1,LJ2に対する位
置のずれ量、すなわち、撮像面における光軸LJ1,LJ2
の入射点oj1′,oj2′のhv座標(hj1O,vj1O),
(hj2O,vj2O)(j=r,g,b)、撮像カメラ2
1,22の光学系のR,G,Bの各色成分に対する焦点
距離fj1J,fj2J(j=r,g,b、J=R,G,B)
及び撮影レンズ211,221の主点P1,P2のX座
標XP1,XP2等のパラメータ(以下、演算パラメータと
いう。)が正確に校正されている必要がある。
説明する。上述の演算パラメータのうち、焦点距離f
j1J,fj2Jは、撮影レンズ211,221及び3色分解
プリズム212,222の分光特性に依存するため、校
正処理においては、被測定用のカラーディスプレイ4の
発光特性と略同一の発光特性を有する校正チャートを用
いることが望ましい。
ンス測定装置1は、図8に示す校正チャートを用いて校
正処理を行うようにしている。
校正パターン表示器の第1の実施の形態の校正を示す図
である。同図に示す校正パターン表示器7は、所定のパ
ターン(同図では複数個の十字図形を離散配置したパタ
ーン)部分でのみ光が透過できるようになされたチャー
ト板71とこのチャート板71の背面に配置される光源
72とこの光源72から照射された光を拡散する拡散板
73とから構成されている。なお、拡散板73は、必ず
しも必要ではなく、なくてもよい。
イ4の発光特性と略同一の発光特性を有する3原色の純
色が発光可能になされている。なお、チャート板71と
拡散板73との間に色フィルタを交換可能に設け、光源
72から白色光を発光してR,G,Bの純色で十字型の
校正用パターン71aが表示されるようにしてもよい。
により拡散されてチャート板71のの背面に均一の照度
で照射される。この照射光はチャート板71の十字型の
パターン部分71aのみを透過し、これにより十字模様
が所定の輝度で表示される。図9は、校正用の測定パタ
ーンを表示する校正パターン表示器の第2の実施の形態
を示す図である。同図に示す校正パターン表示器7′
は、図8において、光源72を被測定用のカラーディス
プレイ4若しくはこのカラーディスプレイ4と略同一の
発光特性を有するカラーディスプレイに置き換えたもの
である。カラーディスプレイ4をR,G,Bの各蛍光体
のみを全面発光させることで、十字型の校正用パターン
71aがR,G、Bの純色で順次、表示される。
カラーディスプレイ4を用いているので、発光特性に基
づく校正誤差がより低減され、コンバージェンス測定装
置の校正精度を高めることができる。
7又は校正パターン表示器7′により十字型の校正用パ
ターン71aがR,G、Bの純色で順次、表示され、そ
の3枚の校正用パターン71aがチャート板71の前方
位置に対向配置された撮像装置2で順次、撮像される。
そして、その3枚(3色)の撮像画像を用いて上述した
CCD213R〜213B,223R〜223Bの各撮
像面における光軸LJ1,LJ2の入射点oj1′,oj2′の
hv座標(hj1O,vj1O),(hj2O,vj2O)(j=
r,g,b)、撮像カメラ21,22の光学系のR,
G,Bの各色成分に対する焦点距離fj1J,fj2J(j=
r,g,b,J=R,G,B)及び撮影レンズ211,
221の主点P1,P2のX座標XP1,XP2等の演算パ
ラメータが以下に説明するように算出、決定される。
(十字のクロスポイント)をQ(i)(i=1,2,…)
とし、この座標Q(i)(X(i),Y(i),Z(i))は、予め
求められているとする。
の測定点Qの発光光像のCCD213R,213G,2
13Bの各撮像面における結像点Ir1J,Ig1J,Ib1J
の座標をIr1J(hr1J,vr1J),Ig1J(hg1J,
vg1J),Ib1J(hb1J,vb1J)とし、測定点Qの発光
光像のCCD223R,223G,223Bの各撮像面
における結像点Ir2JIg2J,Ib2Jの座標をIr2J(h
r2J,vr2J),Ig2J(hg2J,vg2J),I
b2J(hb2J,vb2J)とすると、上記結像点Ir1J,I
g1J,Ib1J,Ir2J,Ig2J,Ib2Jについて、上記
(8)〜(13)式,(16)〜(21)式に相当する
式は下記(54)〜(59),(60)〜(65)式の
ように表される。
示器7により十字型の校正用パターン71aをRの純色
のみで表示し、その校正用パターン71aを撮像装置2
で撮像して得られるr,g,bの各色成分の画像を用い
て、上記(54)〜(65)式の測定誤差εhr1R,ε
hr2Rの自乗和が最小となるように、各光軸LJ1,LJ2の
入射点oj1′,oj2′のhv座標(hj1O,vj1O),
(hj2O,vj2O)(j=r,g,b)、焦点距離
fj1R,fj2R(j=r,g,b)及び主点P1,P2の
X座標XP1,XP2が決定される。
2個、焦点距離6個、主点2個の合計20個であるが、
測定点1個について(54)式〜(65)式の12個の
関係式が得られるから、少なくとも2個の測定点Q
(1),Q(2)についてそれぞれ上記(54)式〜
(65)式の関係式を作成し、これら24個の関係式に
ついて公知の最小自乗法により数値計算を行うことによ
り、上記20個の演算パラメータは決定される。
G及びBの純色のみで順次、表示し、それらの校正用パ
ターン71aを撮像装置2で撮像して得られるr,g,
bの各色成分の画像を用いて、各光軸LJ1,LJ2の入射
点oj1′,oj2′のhv座標(hj1O,vj1O),(h
j2O,vj2O)(j=r,g,b)、焦点距離fj1J,f
j2J(j=r,g,b、J=G,B)及び主点P1,P
2のX座標XP1,XP2がそれぞれ決定される。この演算
処理も上述のR色の校正用パターン71aの撮像画像を
用いた場合と同様の数値計算法により行われる。
射点oj1′,oj2′のhv座標(hj1O,vj1O),(h
j2O,vj2O)(j=r,g,b)、焦点距離fj1J,f
j2J(j=r,g,b、J=R,G,B)及び主点P
1,P2のX座標XP1,XP2の演算パラメータは、メモ
リ322に記憶され、上記(50)〜(53)式による
ミスコンバージェンス量の演算の際に利用される。
J2の入射点oj1′,oj2′のhv座標(hj1O,
vj1O),(hj2O,vj2O)(j=r,g,b)及び主
点P1,P2のX座標XP1,XP2がR,G,Bの純色発
光による校正用パターン71aを撮像する毎に重複して
3回、算出されることになるが、例えばいずれかの演算
処理(例えばR色の校正用パターン71aの撮像画像を
用いた演算処理)で決定された値をパラメータとしても
よく、3回の平均値をパラメータとしてもよい。
ルについて説明したが、歪曲収差を考慮したモデル、撮
影レンズ211,221の主点位置P1,P2の波長依
存性を考慮したモデル、各色成分の光軸LR,LG,LB
と主点P1,P2とが同一平面内にないモデル及びこれ
らを組み合わせたその他のモデルについても同様の方法
で上記パラメータを決定することができる。
定時に用いられる被測定用のカラー表示装置4の発光特
性と略同一の発光特性で発光させるようにしたので、撮
影レンズ21,22及び色分解プリズム212,222
からなる光学系の焦点距離fj1J,fj2Jの波長依存性が
好適に校正でき、コンバージェンス測定装置1の測定精
度を高めることができる。
ンスについて説明する。図10は、コンバージェンス測
定の処理シーケンスを示すフローチャートである。
バージェンス測定装置1は校正パターン表示器7により
既に演算パラメータが設定されているものとする。
メータの温度及び湿度の変化に基づく補正手順(ステッ
プ#1〜#7)と実際にミスコンバージェンス量を算出
する測定手順(ステップ#9〜#15)とが含まれてい
るが、温度変化や湿度変化などが大きく変化しない限
り、演算パラメータは大きく変化しないので、同図の補
正手順は、製造ラインの始動時や測定装置を環境特性の
異なる場所に移動させたときなどに行われるものであ
る。なお、校正時の演算パラメータの設定においても温
度及び湿度を加味するようにするとよい。
R,217G,217B,227R,227G,227
BによりCCD213R,213G,213B及びCC
D223R,223G,223Bの周辺の環境温度Tが
検出され、温度センサ219,220,229,230
により撮影レンズ211及び撮影レンズ221の周辺の
環境温度Tが検出される(#1)。また、湿度センサ2
18R,218G,218B,228R,228G,2
28BによりCCD213R,213G,213B及び
CCD223R,223G,223Bの周辺の環境湿度
Wが検出される(#3)。
づいて演算パラメータの補正値(Δh1,Δh2,Δv
1,Δv2,ΔX1,ΔX2,Δf1,Δf2等)が設
定される(#5)。この補正値の設定は、メモリ331
に予め記憶された変換テーブルを用いて設定される。続
いて、設定された補正値を用いて演算パラメータの補正
が行われる(#7)。例えば各光軸LJ1,LJ2の入射点
oj1′,oj2′のhv座標(hj1O,vj1O),
(hj2O,vj2O)が(hj1O+Δh1,vj1O+Δv
1),(hj2O+Δh2,vj2O+Δv2)に補正され、
主点P1,P2のX座標XP1,XP2がXP1+ΔX1,X
P2+ΔX2に補正される。また、焦点距離fj1J,fj2J
(j=r,g,b、J=R,G,B)は焦点距離fj1J
+Δf1,fj2J+Δf2に補正される。
定の測定パターンを表示させる(#9)。なお、この測
定パターンは、撮像装置2の撮像画面内に少なくとも1
個のクロスポイントQが含まれるサイズで表示させる。
し、この撮像画像を用いてクロスポイントQに対応する
CCD213R,213G,213B,223R,22
3G,223Bの結像点Ir1J(hr1J,vr1J),Ig1J
(hg1J,vg1J),Ib1J(hb1J,vb1J),Ir2J(h
r2J,vr2J),Ig2J(hg2J,vg2J),I
b2J(hb2J,vb2J)のh座標、v座標が算出される
(#11)。
LB1,LR2,LG2,LB2の入射位置or1′,og1′,o
b1′,or2′,og2′,ob2′のhv座標、結像点I
r1J,Ig1J,Ib1J,Ir2J,Ig2J,Ib2Jのhv座標及
び撮影レンズ2,3の主点P1,P2の座標及を用いて
上記(50),(51)式により横方向(X方向)のミ
スコンバージェンス量ΔDRGX,ΔDBGXが算出され、上
記(52),(53)式により縦方向(Y方向)のミス
コンバージェンス量ΔDRGY,ΔDBGYが算出される(#
13)。そして、この算出結果は表示装置36に所定の
表示フォーマットで表示されて(#15)、測定処理を
終了する。
びCCD213R〜213B,223R〜223Bの周
辺温度及び周辺湿度を検出し、この検出結果に基づいて
ミスコンバージェンス量の演算式(50)〜(53)に
おける演算パラメータを補正するようにしたので、高い
精度でコンバージェンス測定を行うことができる。
メラ21,22を有する撮像装置2を用い、測定パター
ンを立体視覚法で撮像するタイプのコンバージェンス測
定装置1について説明したが、本発明は、必ずしも立体
視覚法により測定パターンを撮像する必要はなく、1個
の撮像カメラを有する撮像装置を用いた表示特性測定装
置にも適用することができる。
のコンバージェンス測定装置について説明したが、本発
明に係る表示特性測定装置は、プロジェクションタイプ
のカラーディスプレイ、カラーLCD(Liquid Crystal
Display)ディスプレイ、カラープラズマディスプレイ
等のカラー表示装置やモノクロ表示装置の輝度重心位置
測定にも適用することができる。
解プリズムを備えた3板式CCDを用いた撮像装置の場
合について説明したが、撮像装置はこのタイプに限定さ
れるものではなく、単板式、2板式の撮像素子(撮像管
でも良い)を用いたものでもよく、色フィルタも原色系
又は補色系のいずれの場合にも適用することができる。
明によれば、表示特性測定装置の校正を行うための校正
パターン表示装置において、校正パターンを表示特性測
定時に用いられる被測定用のカラー表示装置の発光特性
と略同一の発光特性で発光させるようにしたので、校正
パターンの発光特性とカラー表示装置の発光特性との相
違に基づく校正誤差が低減され、測定精度が向上する。
パターン表示装置を校正パターンのみが透過可能なチャ
ート板と被測定用のカラー表示装置の発光特性と略同一
の発光性を有し、このチャート板を背面から照明する光
源とで構成したので、装置の構造が簡単となる。
を被測定用のカラー表示装置としたので、校正パターン
表示装置の構造がより簡単となる。
定用のカラー表示装置の発光色を構成する色成分と略同
一の発光特性で順次、校正パターンを照明するように、
光源を発光する発光制御手段を設け、カラー表示装置の
発光色を構成する色成分で発光された校正パターンを撮
像可能にしたので、発光色を構成する色成分毎に表示特
性測定装置の撮像光学系の構成に基づく測定誤差の校正
が可能で、校正精度をより高めることができる。
校正パターン表示装置を用いて撮像光学系の構成に基づ
く校正が行われるカラー表示装置の表示特性測定装置で
あって、校正パターンの撮像画像を用いて当該校正パタ
ーンの撮像面における結像位置を算出し、この算出結果
と校正パターンのカラー表示装置の表示面における表示
位置とに基づいて表示特性を算出するための算出式にお
ける撮像光学系に関連する演算パラメータを設定するよ
うにしたので、校正パターンの発光特性とカラー表示装
置の発光特性との相違に基づく演算パラメータの設定誤
差が低減され、校正精度が向上する。
パターンが発光される色成分毎に演算パラメータを設定
するようにしたので、演算パラメータの設定誤差がより
低減され、校正精度がより向上する。
くとも光学系の焦点距離及び主点位置、撮像系の光軸に
対する撮像面の位置に関する演算パラメータを設定する
ようにしたので、撮像光学系の撮影レンズや撮像面の基
準位置からのずれ、測定色の波長の基準波長からのずれ
等に起因する測定誤差を低減することができる。
置が適用されたカラーCRTのコンバージェンス測定装
置の概略構成図である。
ンを示す図である。
色成分のラインに分離した図である。
色成分のラインに分離した図である。
るカラーディスプレイと2個の撮像装置の配置関係を示
す図である。
ための斜視図である。
を示す図である。
施の形態の校正を示す斜視図である。
施の形態の校正を示す斜視図である。
すフローチャートである。
ス測定装置の校正方法を示す図である。
リズム) 213R,213G,213B 固体撮像素子 223R,223G,223B 固体撮像素子 214,224 撮像制御回路 215,225 フォーカス制御回路 216,226 信号処理回路 217R,217G,217B,219,220 温度
センサ 227R,227G,227B,229,230 温度
センサ 218R,218G,218B,228R,228G,
228B 湿度センサ 3 測定装置 31A,31B A/D変換器 32A,32B 画像メモリ 33 制御部(結像位置算出手段,パラメータ設定手
段) 331,332 メモリ 34 データ入力装置 35 データ出力装置 36 表示装置 4 カラーディスプレイ(表示装置及び光源) 41 カラーCRT 42 駆動制御回路 5 パターンジェネレータ 6 クロスハッチパターン 7,7′ 校正パターン表示器(校正パターン表示装
置) 71 チャート板 72 光源 73 拡散板
Claims (7)
- 【請求項1】 カラー表示装置の表示特性を測定する表
示特性測定装置の撮像光学系の構成に基づく測定誤差を
校正するための校正パターンを表示する校正パターン表
示装置であって、上記校正パターンは、表示特性測定時
に用いられる上記カラー表示装置の発光特性と略同一の
発光特性で発光されることを特徴とする校正パターン表
示装置。 - 【請求項2】 上記校正パターンのみが透過可能になさ
れたチャート板と、上記カラー表示装置の発光特性と略
同一の発光特性を有する光を発光し、上記チャート板を
背面から照明する光源とからなることを特徴とする請求
項1記載の校正パターン表示装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の校正パターン表示装置に
おいて、上記光源は、上記カラー表示装置で構成されて
いることを特徴とする請求項1記載の校正パターン表示
装置。 - 【請求項4】 請求項2又は3記載の校正パターン表示
装置において、上記カラー表示装置の発光色を構成する
色成分と略同一の発光特性で順次、上記校正パターンを
照明するように上記光源を制御する発光制御手段を備え
たことを特徴とする校正パターン表示装置。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載された校
正パターン表示装置を用いて撮像光学系の構成に基づく
測定誤差の校正が行われるカラー表示装置の表示特性測
定装置であって、上記校正パターン表示装置で表示され
た校正パターンを撮像する撮像手段と、上記撮像手段で
撮像された校正パターンの画像を用いて当該校正パター
ンの撮像面における結像位置を算出する結像位置算出手
段と、上記校正パターンの表示面における表示位置と撮
像面における結像位置とに基づいて上記表示特性を算出
するための算出式における上記撮像光学系の構成に関連
する演算パラメータを設定するパラメータ設定手段とを
備えたことを特徴とするカラー表示装置の表示特性測定
装置。 - 【請求項6】 請求項5記載のカラー表示装置の表示特
性測定装置において、上記パラメータ設定手段は、上記
校正パターンの発光色毎に上記演算パラメータを設定す
るものであることを特徴とするカラー表示装置の表示特
性測定装置。 - 【請求項7】 請求項5又は6記載のカラー表示装置の
表示特性測定装置において、上記演算パラメータには少
なくとも光学系の焦点距離及び主点位置並びに撮像系の
光軸に対する撮像面の位置が含まれていることを特徴と
するカラー表示装置の表示特性測定装置。
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