KR100314503B1

KR100314503B1 - 교정패턴표시시스템및표시특성장치를교정하는시스템및방법

Info

Publication number: KR100314503B1
Application number: KR1019980027909A
Authority: KR
Inventors: 켄지 하마구리; 테루오 이치카와; 카주나리 미주구치
Original assignee: 카나야 오사무; 미놀타가부시키가이샤
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2001-12-28
Also published as: TW385610B; KR19990013781A; JP3612946B2; CA2241370A1; US6462777B1; JPH1141628A; KR100314502B1; CA2241370C; KR19990013780A

Abstract

표시 특성 측정 장치의 교정 시스템은 측정될 표시 장치의 발광 특성과 실질적으로 동일한 발광특성으로 교정 패턴을 디스플레이하는 교정 패턴 표시 장치와, 화상 데이터를 생성하기 위하여 표시 장치에 디스플레이되는 교정 패턴을 촬상하는 표시 특성 측정 장치에 설치된 촬상 장치와, 생성된 화상 데이터에 기초해서 표시 특성 측정 장치의 교정 데이터를 연산하는 산출기를 포함한다.

Description

교정 패턴 표시 시스템 및 표시 특성 측정 장치를 교정하는 시스템 및 방법{A calibration pattern display system, and a system and method for calibrating a display characteristic measurement apparatus}

본 발명은 칼라 CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 칼라 디스플레이 장치에 디스플레이된 측정 패턴을 촬상하고, 그 촬상화면을 사용하여 기하학적 왜상 수차나 컨버전스와 같은 표시 특성을 측정하는 칼라 표시특성 측정장치와 함께 사용되는 교정 패턴 표시 시스템에 관한 것이며, 또한, 이 교정패턴 표시장치가 적용되는 칼라 표시 장치의 표시특성 측정장치에 관한 것이다.

종래에는 칼라 CRT, 칼라 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 칼라 PDP(Plasma Display Panel)와 같은 표시장치의 컨버전스와 같은 표시특성을 측정하는 표시특성 측정장치가 알려져 있다. 이 표시특성 측정장치는 측정될 표시장치에 칼라로 표시되는 소정의 측정 패턴을 R(적색) G(녹색) B(청색)의 각 색성분의 화상으로 분리시켜 촬상하는 칼라 촬상장치, 각 색성분의 화상을 처리한 후 소정의 측정을 수행하는 화상처리장치 및 측정결과를 디스플레이하는 표시장치를 포함한다.

표시 특성 장치는 측정 패턴의 촬상 화상을 사용하여 촬상 장치의 촬상면 상의 측정 패턴의 결상지점과 촬상장치와 칼라 CRT 사이의 상대적 위치관계에 의하여 측정될 칼라 CRT의 표시면에서의 측정 패턴의 발광위치를 산출하고, 이 산출결과를 사용하여 기하학적인 왜상수차나 미스컨버전스 양을 또한 산출한다.

예를 들면, 컨버전스 측정장치는 일본공개특허공보 8-307898호 공보에 공개된 바와 같이 작동된다. 그 장치는 측정되는 칼라 CRT 상에 디스플레이되는 백색의 소정 측정패턴을 CCD와 같은 칼라 에리어 센서를 설치한 카메라를 사용하여 촬상한다. 화상을 처리하는 동안 R, G, B의 각 색성분의 촬상 화상마다의 칼라 에리어 센서의 촬상면에서의 측정 패턴의 측정 지점의 결상지점을 산출하며, 이 산출결과와 칼라 CRT에 대한 카메라의 상대적인 위치에 의하여 칼라 CRT의 표시면 상에서 측정패턴의 측정지점의 표시지점을 산출한다. 이 장치는 이 측정지점들의 표시 지점들의 상대적 변이를 디스플레이한다.

상기한 바와 같이, 표시특성측정장치는 촬상장치의 촬상면에서 측정 패턴의 측정점의 결상지점을 측정될 칼라 CRT 표시면 상에서 측정점의 표시지점으로 변환시킨다. 따라서 광축에 대한 에리어 센서의 변이, 촬영 렌즈의 초점 거리, 배율을 포함하는 연산 패러미터들의 변화에 큰 영향을 미친다.

따라서, 표시특성 측정장치는 도 11에 나타나는 바와 같이, 전용 교정 차트를 사용하여 측정 전에 반드시 교정처리가 행해진다. 도 11은 종래의 표시특성 측정 장치(100)를 나타낸다. 형광램프(104)로 조명된 교정용의 차트(103; 불투명한 백색판에 검은 글씨의 크로스해칭 패턴(105)이 그려진 차트)는 표시특성 측정 장치(100)의 촬상장치(101)에 의해 촬상된다. 촬상을 사용하여 결상지점을 표시지점으로 변환시키는 처리에서의 연산 패러미터는 장치 본체(102)에 의해서 정해진다.

교정차트(103)는 종래의 표시특성 측정장치의 교정에 있어서 측정되는 칼라 CRT의 발광특성과 다른 발광특성을 갖는 형광램프(104)로 조명되기 때문에 교정처리에서 결정된 연산 패러미터가 정확하게 측정 시스템의 연산 패러미터에 일치하지 않으며, 이는 측정정도의 저하 원인이 된다.

특히, 컨버전스 측정에서는, 예를 들면 촬상장치(101)의 초점거리, 왜상수차를 포함하는 패러미터들은 측정되는 칼라 CRT의 각 색 성분 R, G, G 발광특성에 따라 결정되어야 할 필요가 있다. 그러나 교정차트(103)는 백색 형광으로 조명되기 때문에 연산 패러미터를 정확하게 결정하는 것이 곤란하며, 측정 정도를 높이는데에는 한계가 있다.

본 발명의 목적은 선행기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위한 교정 패턴 표시 시스템, 표시특성 측정 장치를 교정하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나인 교정 패턴 표시장치는 표시 장치의 표시 특성을 측정하는 표시 특성 측정 장치를 교정하기 위하여 사용되는 교정 패턴을 디스플레이하는 장치로서, 측정되는 표시 장치의 발광 특성과 실질적으로 동일한 발광 특성으로 교정 패턴을 디스플레이한다.

본 발명의 다른 하나인 표시장치의 표시 특성을 측정하는 표시 특성 측정장치를 교정하는 교정 시스템은; 측정되는 표시장치의 발광 특성과 실질적으로 동일한 발광 특성으로 교정 패턴을 디스플레이하는 교정 패턴 표시 장치와; 표시 특성 측정장치에 설치되고 화상 데이터를 생성하기 위하여 표시장치에 디스플레이되는 교정패턴을 촬상하는 촬상장치와; 촬상장치에 의해서 생성된 황상 데이터에 기초해서 표시특성 측정 장치의 교정 데이터를 연산하는 산출기를 포함한다.

본 발명의 다른 하나인 표시장치의 표시 특성을 측정하는 표시특성 측정장치를 교정하는 방법은; 측정되는 표시장치의 발광특성과 실질적으로 동일한 발광특성으로 교정패턴을 디스플레이하는 단계와; 교정되는 표시특성 측정장치의 촬상장치에 의해서 디스플레이된 교정패턴을 촬상하고 디스플레이된 교정패턴에 대응하는 화상 데이터를 생성하는 단계와; 생성된 화상 데이터에 기초하여 결상장치의 촬상면에 교정패턴의 결상점을 산출하는 단계와; 교정패턴의 표시 위치와 산출된 결상위치에 의하여 표시장치의 표시특성을 산출하는 연산 패러미터를 지정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 이와 같은 목적, 특징, 이점들 그리고 다른 목적, 특징, 이점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면을 통하여 더욱 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명을 실시하는 칼라 CRT의 컨버전스 측정장치의 개략 구성도.

도 2는 칼라 CRT 상에 디스플레이된 크로스 해칭 패턴을 나타내는 도면.

도 3은 각 칼라 성분 R, G, B의 라인으로 분리된 측정 에리어에 포함된 수직 라인을 나타내는 도면.

도 4는 각 칼라 성분 R, G, B 의 라인으로 분리된 측정 에리어에 포함된 수평 라인을 나타내는 도면.

도 5는 입체시각법에 의한 컨버전스 측정에 있어서의 칼라 디스플레이장치와 2개의 촬상장치의 카메라의 배치를 나타내는 사시도.

도 6은 CCD 에리어 센서의 촬상면 상에 지정되는 hv 좌표 시스템을 나타내는 사시도.

도 7은 CCD 에리어 센서의 촬상면에 광축 및 결상점의 좌표를 나타내는 도면

도 8은 본 발명을 실시하는 제 1 차 교정 패턴 표시 시스템에 의하여 수행된 교정을 나타내는 사시도.

도 9는 본 발명을 실시하는 제 1 차 교정 패턴 표시 시스템에 의하여 수행된 교정을 나타내는 사시도.

도 10은 컨버전스 측정의 동작 순서를 나타내는 플로우챠트.

도 11은 교정 차트를 이용한 컨버전스 측정장치를 교정하기 위한 종래 방법을 나타내는 도면.

도 1은 칼라 CRT의 컨버전스 측정장치(1)의 개략 구성도이다. 컨버전스 측정장치(1)는 촬상장치(2)와 측정장치(3)를 포함한다.

촬상장치(2)는 측정될 칼라 디스플레이(4)의 표시면에 디스플레이된 소정의 측정 패턴(예를 들면, 크로스 해칭 패턴, 도트 패턴 등)을 촬상하며 입체시각법에 의해 화상을 감지할 수 있도록 한 쌍의 촬상 카메라(21, 22)가 설치되어 있다.

측정장치(3)는 촬상장치(2)에 의해 얻어진 측정 패턴의 화상 데이터를 사용하여 칼라 디스플레이(4)의 미스컨버전스 양을 연산하며, 표시 장치(36) 상에 그 연산 결과를 디스플레이한다.

촬상장치(2) 안에 있는 촬상 카메라(21)는 촬상 렌즈(211)의 후방에 3색으로 빛을 분해하는 다이크로닉 프리즘(212)이 설치되고, 각각의 색 R, G, B 광선이 나타나는 다이크로닉 프리즘(212)의 사출면에 대향하는 위치에 CCD 에리어 센서를 포함하는 고체 상태의 촬상소자(213R, 213G, 213B)가 배치되어 구성된 3 판식 칼라 촬상장치이다.

고체 상태의 촬상 소자(213R, 213G, 213B)의 근방에는 촬상 소자의 환경 온도(T)를 검출하는 온도센서(217R, 217G, 217B) 및 그 주변의 환경습도(W)를 검출하는 습도센서(218R, 218G, 218B)가 배설되어 있다. 또한 촬상 렌즈(211)의 근방에도 온도(T)를 검출하는 2개의 온도센서(219, 220)가 배설되어 있다.

온도센서(217R 내지 217B, 219, 220) 및 습도센서(218R 내지 218B)의 검출신호는 측정장치(3)의 제어부(33)에 입력된다.

촬상 카메라(22) 역시 촬상 카메라(21)와 유사한 3판식 촬상장치이다. 촬상 렌즈(211)와 고체 상태의 촬상소자(223R, 223G, 223B)의 근방에 온도센서(227R, 227G, 227B, 229, 230)가 설치되어 있다. 고체 상태의 촬상소자(223R, 223G, 223B)의 근방에는 습도센서(228R, 228G, 228B)가 설치되어 있다.

온도센서(227R 내지 227B, 219, 230) 및 습도센서(218R 내지 218B)의 검출신호는 측정장치(3)의 제어부(33)에 입력된다.

촬상 장치에는 또한 각각의 고체 상태의 촬상소자(이하 "CCD" 라 함) (213R, 213G, 213B)의 동작을 제어하는 촬상 제어장치(214)와, 촬상 렌즈(211)를 구동하게하여 자동으로 초점을 조절하는 포커스 제어회로(215)와, CCD (213R, 213G, 213B)로부터 송출된 화상신호에 소정의 화상처리를 하고, 이들을 측정장치(3)에 출력하는 신호 처리회로(216)가 설치되어 있다. 이와 같이 촬상 제어장치(224)와, 포커스 제어회로(225) 그리고 신호처리 회로(226)가 촬상 카메라(22)에 설치되어 있다.

촬상 제어장치(214)는 측정장치(3)로부터 송출된 촬상 제어신호에 의해서 제어되며, CCD(213R, 213G, 213B)의 촬상 동작(전하 축적 동작)을 이 촬상제어신호에 의해서 제어한다. 이와 마찬가지로 촬상 제어장치(224)는 측정장치(3)로부터 송출된 촬상 제어신호에 의해서 제어되며, 이 촬상 제어신호에 의해서 CCD (213R, 213G, 213B)의 촬상 동작을 제어한다.

포커스 제어회로(215)는 측정장치(3)로부터 송출된 포커스 제어신호에 의해서 제어되며, 이 포커스 제어신호에 의해서 촬상 렌즈(211)의 전방 그룹(211A)을 구동하여 칼라 디스플레이(4)의 표시면 상에 디스플레이된 측정 패턴의 광 화상을 CCD(213R, 213G, 213B)의 촬상면에 결상시킨다. 이와 마찬가지로, 포커스 제어회로(225)는 측정장치(3)로부터 송출된 포커스 제어신호에 의해서 제어되며, 포커스 제어신호에 의해서 촬상 렌즈(221)의 전방 그룹(221A)을 구동하여 칼라 디스플레이(4)의 표시면에 디스플레이된 측정 패턴의 광 화상을 CCD(213R, 213G, 213B)의 촬상면에 결상시킨다.

포커스 제어는 제어부(33)로부터의 신호에 의해 예를 들면, 등산 방식에 의해 수행된다. 구체적으로 예를 들어 촬상 카메라(21)의 경우에 제어부(33)는 CCD(213G)에 의해서 촬상된 녹색 화상 고주파 성분(측정 패턴의 단부)을 추출하고 그 고주파 성분이 최대로 되도록(측정 패턴의 끝단이 더욱 선명하도록) 그러한 포커스 제어 신호에 따라 촬상 렌즈(211)의 전방 그룹(211A)을 초점에 맞추기 위해서 전, 후방으로 이동시켜 서서히 움직이는 거리를 줄이도록 하여 초점이 맞는 위치에서 촬상 렌즈(211)를 최종적으로 설정하는 것이다.

포커스 제어는 이 실시예에서 촬상된 화상을 사용하여 수행되고 있다. 그러나, 예를 들어 촬상 카메라(21, 22)에는 거리 센서가 설치되어 있고, 촬상 렌즈(211, 221)는 거리 센서에 의해서 검출되는 촬상 카메라(21, 22)와 칼라 디스플레이(4)의 표시면 사이의 거리 데이터를 사용하여 구동될 수 있다.

측정장치(3)는 아날로그/ 디지털(A/D) 변환기(31A, 31B), 화상 메모리(32A, 32B), 제어부(33), 데이터 입력장치(34), 데이터 출력장치(35) 그리고 표시 장치(36)를 포함한다.

A/D 변환기(31A, 31B)는 촬상 카메라(21, 22)로부터 입력된 화상신호(아날로그 신호)를 디지털 신호 형태의 화상 데이터로 변환한다. 화상 메모리(32A, 32B)는 각각 A/D 변환기(31A, 31B)로부터 출력된 화상 데이터를 저장한다.

각각의 A/D 변환기(31A, 31B)에는 각각의 색 성분 R, G, B의 화상 신호에 대응하는 3개의 A/D 변환 회로가 설치되어 있다. 화상 메모리(32A, 32B)의 각각은 각각의 색 성분 R, G, B에 대응하는 세 개의 프레임 메모리를 포함한다.

제어부(33)는 마이크로컴퓨터를 포함하는 동작 제어회로이며, ROM(Read Only Memory)을 포함하는 메모리(331)와 RAM(Random Access Memory)을 포함하는 메모리(332)가 설치되어 있다.

메모리(331)에는 컨버전스 측정 처리(광학 시스템의 구동, 촬상, 화상 데이터의 연산 등을 포함하는 일련의 동작을 포함)를 하는 프로그램과 그 연산에 필요한 데이터(보정치, 데이터 변환 테이블 등)가 저장되어 있다. 특히, 미스 컨버전스 량(즉, CCD(213R, 213G, 213B, 223R, 223G, 223B)의 각 촬상면들의 광축에 대한 변이, 촬영 렌즈(211, 221) 및 3색 분리 프리즘(212, 222)을 포함하는 광학 시스템의 각 색 성분마다의 초점 거리, 촬영렌즈(211, 221)의 주점, 촬영 렌즈(211, 221)의 상대적 위치 관계 등)의 산출에 있어 촬상카메라(21, 22)에서 촬상 시스템 및 광학 시스템의 구성에 관한 연산 패러미터를 온도 특성 및 습도특성에 근거하여 설정하는 변환 테이블이 저장되어 있다.

이 변환 테이블은 촬상 시스템 및 광학 시스템의 구성에 관한 연산 패러미터가 환경온도나 환경 습도에 따라 변화하는 것을 고려한 것으로서, 온도센서(217R 내지 217B, 227R 내지 227B, 229, 230)에 의해서 검출된 온도(T) 및 습도센서(218R 내지 218B, 228R 내지 228B)에 의해서 검출된 습도(W)에 근거하여 교정된 연산 패러미터를 설정할 수 있도록 하였다. 또한 연산 패러미터의 구체적인 내용은 다음에 상술한다.

이 변환 테이블은, 예를 들면 표준온도 및 표준습도에 관해서 초기 설정된 연산 패러미터를 보정하는 보정 값(상대 값)의 표이다. 이의 대안으로, 소정의 간격으로 변화시킨 온도 및 습도에 관해서 사전에 산출된 연산 패러미터의 설정값(절대 값)의 표도 될 수 있다. 전자의 변환 테이블에서, 컨버전스 측정장치(1)의 교정처리에 있어서 연산 패러미터로서 소정값이 초기에 설정된다. 따라서, 측정하는 동안, 변환 테이블을 사용하여 측정 개시시에 검출된 환경온도 T 및 환경습도 W 에 기초해서 설정된 보정값에 의해 연산 패러미터가 보정된다. 후자의 변환 테이블에서는, 측정 개시시에 환경온도 및 환경습도가 검출된다. 연산 패러미터는 변환 테이블을 사용하여 검출 결과를 기초로 해서 직접 설정(즉, 교정처리가 동시에 행해진다) 된다.

또한 메모리(332)는 컨버전스 측정을 하기 위해 각종 동작을 수행하기 위한 데이터 에리어와 작업 에리어를 제공한다.

제어부(33)에 의해 연산된 미스컨버전스 양(측정결과)은 메모리(332) 에 저장되고 표시 장치(36)에 출력되어 소정의 표시 포맷으로 디스플레이된다. 미스컨버전스 양은 또한 데이터 출력 장치(35)를 통해서 외부로 연결된 장치(프린터, 또는 외부 저장장치)에 출력된다.

데이터 입력장치(34)는 컨버전스 측정을 위해 다양한 데이터를 입력하는 작동을 하며 예를 들어 키보드를 포함한다. 데이터 입력장치(34)를 통해서 CCD(213)(223)의 화소 배열 피치 칼라 디스플레이(4)의 표시면에서의 측정점 위치 등의 데이터를 입력한다.

측정될 칼라 디스플레이(4)는 비디오 화상을 표시하는 칼라 CRT(4)와 칼라 CRT의 구동을 제어하는 구동 제어회로(42)를 포함한다. 패턴 생성기(5)에 의해서 생성된 측정 패턴의 비디오 신호는 칼라 디스플레이(4)의 구동 제어회로(42)에 입력되어 차례로 비디오 신호에 의해서 칼라 CRT(41)의 편향회로를 구동시켜 그 표시면에 예를 들면, 도 2에 디스플레이되는 바와 같이 크로스 패턴 측정 패턴을 표시하게 한다.

이 컨버전스 측정장치(1)에서 칼라 디스플레이(4) 상에 디스플레이된 측정 패턴 화상들은 촬상장치(2)의 촬상 카메라(21, 22)에 의해서 입체 시각적으로 촬상되고 미스컨버전스 양이 촬상 카메라(21, 22)에 의해서 얻어진 화상 데이터를 사용해서 측정된다.

다음에 미스컨버전스 량을 측정하는 방법이 측정 패턴으로써 크로스 해칭 패턴을 사용한 경우를 예로 해서 설명된다.

도 2는 칼라 CRT(41) 상에 디스플레이된 크로스 해칭 패턴(6)을 표시하는 도면이다. 크로스 해칭 패턴(6)은 다수의 수직 라인과 다수의 수평 라인을 교차시켜서 이루어지며, 칼라 CRT(41)의 표시면(41a) 내에 다수의 교차점이 포함되도록 적합한 사이즈로 디스플레이 된다. 미스컨버전스 량 측정 영역(A(1) 내지 A(n))은 표시면(41a) 내의 임의의 위치에 설정되어 적어도 하나의 교차점을 갖도록 한다.

각 측정영역 A(r) (r=1, 2, ...n)에서, 수평(XY 좌표 시스템에서 X 방향) 미스컨버전스 양(△Dx)이 이 측정 영역 A(r)에 포함된 수직 라인의 촬상 화상에 의해서 연산되고, 수직(XY 좌표 시스템에서 Y 방향) 미스컨버전스 양(△D_Y)은 수평 라인의 촬상 화상에 의해서 연산된다.

도 3은 측정 영역 A(r)에 포함되고 각 색 성분으로 분리된 수직 라인을 표시하는 도면이다.

X_RX_GX_B가 칼라 CRT(41)의 표시면(41a) 상에서 X 방향을 따라 각각 R, G, B의 수직 라인의 발광 위치(휘도 중심 위치)를 표시하는 것이라면, 수평 미스컨버전스 량(△Dx)은 발광 위치 X_R, X_G, X_B중의 하나 예를 들어, 색 성분 G의 발광 위치 XG 에 관해서 발광 위치의 변이(△D_RGX(=X_R-Xg), △D_BGX(=X_B-X_G))로 표현된다.

더욱이, Y_RY_GY_B가 칼라 CRT(41)의 표시면(41a) 상에서 Y 방향을 따라 각각 R, G, B의 수평 라인의 발광 위치(휘도 중심 위치)를 표시하는 것이라면, 수직 미스컨버전스 량(△D_Y)은 발광 위치 Y_R, Y_G, Y_B중의 하나 예를 들어, 색 성분 G의 발광 위치 Y_G에 관해서 발광 위치의 변이 △D_RGy(=Y_R-Y_G), △D_BGy(=Y_B-Y_G)로 표현된다.

다음에는 미스컨버전스 양을 산출하는 구체적인 방법이 입체 시각법에 의해서 측정 패턴을 촬상하는 경우를 예를 들어 설명한다.

설명을 용이하게 하기 위하여, 칼라 디스플레이(4)의 발광 측의 색성분은 R(적색), G(녹색), B(청색)의 대문자 알파벳으로 표기되고, 촬상장치(2)의 수광측의 색성분은 r(적색), g(녹색), b(청색)의 소문자 알파벳으로 표기되어 있다.

먼저, 컨버전스 측정 시스템이 기술된다. 칼라 디스플레이(4)의 표시면(41a)에 디스플레이된 측정 패턴을 촬상하기 위해서 도 5에 표시된 바와 같이, 촬상장치(2)가 칼라 디스플레이(4)의 앞에 배치되는 것으로 한다.

도 5에서 칼라 디스플레이(4)의 표시면(41a)의 중심(M)을 통과하는 법선상의 임의의 위치에 원점(0)을 갖는 컨버전스 측정 시스템의 XYZ축 중 Z축은 당해 법선과 평행하고, Y축은 표시면(41a)의 수직 방향에 평행하며, X축은 표시면(41a)의 수평 방향에 평행하도록 설정된다. Z축, Y축, X축 의 (+) 방향은 칼라 디스플레이(4)가 원점(0)으로부터 각각 볼 때, 원점(0)으로부터 중심(M)으로의 방향, 원점(0)으로부터 상방향, 원점(0)으로부터의 좌방향이다.

칼라 디스플레이(4)의 표시면(41a) 상의 측정점 Q(예를 들면, 크로스 해칭 패턴에서 크로스 지점 또는 도트 패턴에서 도트 지점)에서 Q_J(X_JY_JZ_J)는 색성분 J(J=R, G, B)의 형광체 발광 중심(휘도 중심위치)의 좌표를 표시하고 P₁(X_P1Y_P1Z_P1),P₂(X_P2Y_P2Z_P2)는 촬상장치(2)의 촬영 렌즈(211, 221)의 주지점 P1 P2 의 위치 또는 좌표를 표시한다.

또한, CCD(213R, 213G, 213B, 223R, 223G, 223B)의 각 촬상면의 중심에 원점 (0)을 가진 hv 좌표 시스템은 도 6과 같이 설정되어 h 축은 CCD 에리어 센서의 수직 방향에 평행하고, v축은 CCD 에리어 센서의 수평 방향에 평행하다. v축과 h축의 (+)방향은 원점(0)으로부터 촬상면을 볼 때 상측과 우측 방향임을 유의한다.

각 촬상면이 대응하는 광축 L_J=(J=R, G, B; 색성분 J의 광축)으로부터 이동하여 광축 L_J가 hv 좌표 시스템의 원점(0)으로부터 이동한 위치에 입사되는 것으로 가정하면, 촬상 카메라(21)의 색성분 j(j=r, g, b)의 CCD 촬상에서 광축 LJ1의 입사점 0_j1'의 좌표와 촬상 카메라(22)의 색성분 j의 CCD 촬상면 상에서 광축 L_J2의 입사점 0_J2'의 좌표는 각각 도 7에서 보는 바와 같이 (h_j10, v_j10)와 (h_j20, v_j20)으로 표현된다.

또한 촬상 카메라(21)의 색성분의 CCD 촬상면 상에서 표시면(41a)의 측정점에서의 광화상 결상점 I_j1J좌표와 촬상 카메라(22)의 색 성분 j 의 CCD 촬상면 상에서 그 결상점 I_j2J좌표는 각각 (h_j1J, v_j1J),(h_j2J, v_j2J)로 표기된다.

a, b, f를 렌즈의 주점으로부터 물체까지의 거리, 거기서 상까지의 거리, 렌즈의 초점거리로 가정하면, 일반적으로 그들 간에는: 1/a +1/b = 1/f 관계가 성립된다. y y' 가 각각 물체와 상의 크기라면, 그 들의 관계는: y'/y = b/a 의 관계를 갖는다. 다음 식 (1)은 상기 관계식으로부터 얻을 수 있다.

y' = y·f/(a-f) ...(1)

관계식(1)을 측정점 Q_J와 초점 I_j1JI_j2J에 적용하면, 관계식 (2) 내지 (5)를 얻을 수 있다.

h_j1J'= h_j1J- h_j10= (X_J-X_P1)·f_j1J/(Z_J-f_j1J) ...(2)

v_j1J'= v_j1J- v_j10= (Y_J-Y_P1)·f_j1J/(Z_J-f_j1J) ...(3)

여기서, f_j1J는 표시면(41a)의 J 색 형광체의 발광에 관해서 촬상 카메라(21)의 색 성분 J의 광학시스템 초점거리이다.

h_j2J'= h_j2J- h_j20= (X_J-X_P2)·f_j2J/(Z_J-f_j2J) ...(4)

v_j2J'= v_j2J- v_j20= (Y_J-Y_P2)·f_j2J/(Z_J-f_j2J) ...(5)

여기서 f_j2J는 표시면(41a)의 J 색 형광체의 발광에 관해서 촬상 카메라(22)의 색 성분 J 의 광학 시스템 초점거리이다.

다음에는 입체 시각법에 의한 미스컨버전스 량의 산출 방법이 설명된다.

설명을 용이하게 하기 위하여 촬상장치(2)가 촬상 카메라(21)(22)의 광축 L1, L2 이 XZ 면에 위치하도록 설치된 경우를 설명한다.

주점 P1, P2가 XZ 면에 위치하면 Y 좌표는 "0" 이기 때문에 그 좌표는:

P1(X_P1,0,Z_P1)

P2(X_P2,0,Z_P2) 이다.

관계식 (6)(7)은 칼라 디스플레이(4)의 측정점 Q_J에서의 광상과 촬상 카메라(21)에서의 결상점 I_j1J에 관해서 관계식 (2)(3) 과 일치한다.

h_j1J'= h_j1J- h_j10= (X_J-X_P1)·f_j1J/(Z_J-f_j1J) ...(6)

v_j1J'= v_j1J- v_j10= Y_J·f_j1J/(Z_J-f_j1J) ...(7)

식 (6)(7)의 j를 색 성분 r, g, b로 대체 함으로써 CCD(213R)(213G)(213B)의 각 촬상면 상의 초점 I_r1j', I_g1j', I_b1j'의 좌표가 구해질 때, 식(8) 내지 (13)이 얻어질 수 있다.

h_r1J'= (X_J-X_P1)·f_r1J/(Z_J-f_r1J) ...(8)

v_r1J'= Y_J·f_r1J/(Z_J-f_r1J) ...(9)

h_g1J'= (X_J-X_P1)·f_g1J/(Z_J-f_g1J) ...(10)

v_g1J'= Y_J·f_g1J/(Z_J-f_g1J) ...(11)

h_b1J'= (X_J-X_P1)·f_b1J/(Z_J-f_b1J) ...(12)

v_b1J'= Y_J·f_b1J/(Z_J-f_b1J) ...(13)

또한 관계식 (14)(15)은 칼라 디스플레이(4)의 측정점 Q_J에서의 광상과 촬상 카메라(22)에서의 결상점 I_j2J에 관해서 관계식 (2)(3) 과 일치한다.

h_j2J'= (X_J-X_P2)·f_j2J/(Z_J-f_j2J) ...(14)

v_j2J'= Y_J·f_j2J/(Z_J-f_j2J) ...(15)

식 (14)(15)의 j를 색 성분 r, g, b로 대체 함으로써 CCD(223R)(223G)(223B)의 각 촬상면 상의 초점 I_r2j', I_g2j', I_b2j'의 좌표가 구해질 때, 식(16) 내지 (21)이 얻어질 수 있다.

h_r2J'= (X_J-X_P2)·f_r2J/(Z_J-f_r2J) ...(16)

v_r2J'= YJ·f_r2J/(Z_J-f_r2J) ...(17)

hg_2J'= (XJ-X_P2)·f_g2J/(Z_J-f_g2J) ...(18)

v_g2J'= Y_J·f_g2J/(Z_J-f_g2J) ...(19)

h_b2J'= (X_J-X_P2)·f_b2J/(Z_J-f_b2J) ...(20)

v_b2J'= Y_J·f_b2J/(Z_J-f_b2J) ...(21)

좌표 X_J는 식 (8)(9)(16)(17)로부터 f_r1J/(Z_J-f_r1J), f_r2J/(Z_J-f_r2J), 그리고 Y_J를 소거함으로써 식 (22) 에서와 같이 산출된다.

X_J= (v_r1J'·h_r2J'·X_P1- v_r2J'·h_r1J'·X_P2)/

(v_r1J'·h_r2J'- v_r2J'·h_r1J') ...(22)

또한, 좌표 Y_J는 식 (8)(9)로부터 f_r1J/(Z_J-f_r1J)를 소거하고 X_J에 식(22)를 대입함으로써 식 (23)에서와 같이 산출된다.

Y_J= v_r1J'·v_r2J'·(X_P1- X_P2)/(v_r1J'·h_r2J'- v_r2J'·h_r1J') ...(23)

식 (23)이 식 (9) 또는 (17)에 대입되면 좌표 Z_j가 식 (24)(25)에서와 같이 산출된다.

Z_J= f_r1J'+{f_r1J'·v_r2J'·(X_P1- X_P2)/(v_r1J'·h_r2J'-v_r2J'·h_r1J')} ...(24)

f_r2J'+{f_r2J'·v_r2J'·(X_P1- X_P2)/(v_r1J'·h_r2J'-v_r2J'·_r1J')} ...(25)

식 (22) 내지 (25)는 촬상 카메라(21)(22)에 의해 촬상된 적색 성분 화상으로부터 표시면(41a) 상에서 측정점 Q_j의 좌표 XYZ를 산출하는 식이다.

따라서 식(10),(11),(18),(19)를 사용하여 상기한 바와 같이 유사한 연산을 행하면, 촬상 카메라(21)(22)에 의해 촬상된 녹색 성분 화상으로부터 표시면(41a) 상에서 측정점 Q_j의 좌표 XYZ를 산출하는 식을 얻을 수 있다. 또한 식 (12),(13),(20),(21)을 사용하여 상기한 바와 같이 유사한 연산을 행하면, 촬상 카메라(21)(22)에 의해 촬상된 청색 성분 화상으로부터 표시면(41a) 상에서 측정점 Q_j의 좌표 XYZ를 산출하는 식을 얻을 수 있다.

촬상장치(2)의 촬상 r, g, b 로부터 연산된 표시면(41a) 상에서의 측정점이 Q_Jr,Q_Jg,Q_Jb이고 이 XYZ의 좌표는 Q_Jr(X_Jr, Y_Jr, Z_Jr), Q_Jg(X_Jg, Y_Jg, Z_Jg), Q_Jb(X_Jb, Y_Jb, Z_Jb) 이라면 측정점 Q_Jr,Q_Jg,Q_Jb각각의 XYZ 좌표는 식 (26) 내지 (37)에 따라 산출된다:

X_Jr=(v_r1J'·h_r2J'·X_P1-v_r2J'·h_r1J'·X_P2)/(v_r1J'·h_r2J'-v_r2J'·h_r1J') ...(26)

Y_Jr= v_r1J'·v_r2J'·(X_P1- X_P2)/(v_r1J'·h_r2J'-v_r2J'·h_r1J') ...(27)

Z_Jr= f_r1J'+{f_r1J'·v_r2J'·(X_P1- X_P2)/(v_r1J'·h_r2J'-v_r2J'·h_r1J')} ...(28)

= f_r2J'+{f_r2J'·v_r2J'·(X_P1- X_P2)/(v_r1J'·h_r2J'-v_r2J'·h_r1J')} ...(29)

X_Jg=(v_g1J'·h_g2J'·X_P1- v_g2J'·h_g1J'·X_P2)/(v_g1J'·h_g2J'-v_g2J'·h_g1J') ...(30)

Y_Jg= v_g1J'·v_g2J'·(X_P1- X_P2)/(v_g1J'·h_g2J'-v_g2J'·h_g1J') ...(31)

Z_Jg= f_g1J'+{f_g1J'·v_g2J'·(X_P1- X_P2)/(v_g1J'·h_g2J'-v_g2J'·h_g1J')} ...(32)

= f_g2J'+{f_g2J'·v_g2J'·(X_P1- X_P2)/(v_g1J'·h_g2J'-v_g2J'·h_g1J')} ...(33)

X_Jb=(v_b1J'·h_b2J'·X_P1-v_r2J'·h_b1J'·X_P2)/(v_b1J'·h_b2J'-v_b2J'·h_b1J') ...(34)

Y_Jb= v_b1J'·v_b2J'·(X_P1- X_P2)/(v_b1J'·h_b2J'-v_b2J'·h_b1J') ...(35)

Z_Jb= f_b1J'+{f_b1J·v_b2J'·(X_P1- X_P2)/(v_b1J'·h_b2J'-v_b2J'·h_b1J')} ...(36)

= f_b2J'+{f_b2J·v_b1J'·(X_P1- X_P2)/(v_b1J'·h_b2J'-v_b2J'·h_b1J')} ...(37)

상기한 바와 같이, 예를 들어 표시면(41a) 상의 적색 형광체의 측정점 Q_R에 관해서, 세 측정점 Q_Rr, Q_Rg, Q_Rb는 촬상장치(2)에 의해서 얻어진 각 색성분 r, g, b의 매 화상에 대해 산출된다. 따라서 측정점 Q_R의 측정값이 각 색 성분 r, g, b 의 매 화상에 대해 산출된 Q_Rr, Q_Rg, Q_Rb의 가중 평균치에 의해서 정해지면, 측정점 Q_R의 XYZ 좌표는 식 (38) 내지 (41)에 의해 산출된다.:

X_R= W_rR{(v_r1R'·h_r2R'·X_P1- v_r2R'·h_r1R'·X_P2)/(v_r1R'·h_r2R'- v_r2R'·h_r1R')}

+ W_gR{(v_g1R'·h_g2R'·X_P1- v_g2R'·h_g1R'·X_P2)/(v_g1R'·h_g2R'- v_g2R'·h_g1R')}

+ W_bR{(v_b1R'·h_b2R'·X_P1- v_b2R'·h_b1R'·X_P2)/(V_b1R'·h_b2R'- v_b2R'·h_b1R')}

...(38)

Y_R= W_rR{v_r1R'·v_r2R'·(X_P1- X_P2)/(v_r1R'·h_r2R'-v_r2R'·h_r1R')}

+ W_gR{v_g1R'·v_g2R'·(X_P1- X_P2)/(v_g1R'·h_g2R'-v_g2R'·h_g1R')}

+ W_bR{v_b1R'·v_b2R'·(X_P1- X_P2)/(v_b1R'·h_b2R'-v_b2R'·h_b1R')} ...(39)

Z_R= W_rR[f_r1R+ {f_r1R·v_r2R'·(X_P1- X_P2)/(v_r1R'·h_r2R'- v_r2R'·h_r1R')}]

+ W_gR[f_g1R+ {f_g1R·v_g2R'·(X_P1- X_P2)/(v_g1R'·h_g2R'- v_g2R'·h_g1R')}]

+ W_bR[f_b1R+ {f_b1R·v_b2R'·(X_P1- X_P2)/(v_b1R'·h_b2R'- v_b2R'·h_b1R')}]

...(40)

= W_rR[f_r2R+ {f_r2R·v_r1R'·(X_P1- X_P2)/(v_r1R'·h_r2R'- v_r2R'·h_r1R')}]

+ W_gR[f_g2R+ {f_g2R·v_g1R'·(X_P1- X_P2)/(v_g1R'·h_g2R'- v_g2R'·h_g1R')}]

+ W_bR[f_b2R+ {f_b2R·v_b1R'·(X_P1- X_P2)/(v_b1R'·h_b2R'- v_b2R'·h_b1R')}]

...(41)

여기서 W_rR, W_gRW_bR은 가중 계수이다.

이와 같이, 측정점 Q_G의 측정값이 각 색성분 r, g, b 의 매 화상에 대해 산출된 Q_Gr, Q_Gg, Q_Gb의 가중 평균치에 의해서 정해지면, 측정점 Q_G의 XYZ 좌표는 식 (42) 내지 (45)에 의해 산출된다. 더욱이 측정점 Q_B의 측정값이 각 색성분 r, g, b의 매 화상에 대해 산출된 Q_Br, Q_Bg, Q_Bb의 가중 평균치에 의해서 정해지면, 측정점 Q_B의 XYZ 좌표는 식 (46) 내지 (49)에 의해 산출된다.

X_G= W_rG{(v_r1G'·h_r2G'·X_P1- v_r2G'·h_r1G'·X_P2)/(v_r1G'·h_r2G'- v_r2G'·h_r1G')}

+ W_gG{(v_g1G'·h_g2G'·X_P1- v_g2G'·h_g1G'·X_P2)/(v_g1G'·h_g2G'- v_g2G'·h_g1G')}

+ W_bG{(v_b1G'·h_b2G'·X_P1- v_b2G'·h_b1G'·X_P2)/(V_b1G'·h_b2G'- v_b2G'·h_b1G')}

...(42)

Y_G= W_rG{v_r1G'·v_r2G'·(X_P1- X_P2)/(v_r1G'·h_r2G'-v_r2G'·h_r1G')}

+ W_gG{v_g1G'·v_g2G'·(X_P1- X_P2)/(v_g1G'·h_g2G'-v_g2G'·h_g1G')}

+ W_bG{v_b1G'·v_b2G'·(X_P1- X_P2)/(v_b1G'·h_b2G'-v_b2G'·h_b1G')}

...(43)

Z_G= W_rG[f_r1G+ {f_r1G·v_r2G'·(X_P1- X_P2)/(v_r1G'·h_r2G'- v_r2G'·h_r1G')}]

+ W_gG[f_g1G+ {f_g1G·v_g2G'·(X_P1- X_P2)/(v_g1G'·h_g2G'- v_g2G'·h_g1G')}]

+ W_bG[f_b1G+ {f_b1G·v_b2G'·(X_P1- X_P2)/(v_b1G'·h_b2G'- v_b2G'·h_b1G')}]

...(44)

= W_rG[f_r2G+ {f_r2G·v_r1G'·(X_P1- X_P2)/(v_r1G'·h_r2G'- v_r2G'·h_r1G')}]

+ W_gG[f_g2G+ {f_g2G·v_g1G'·(X_P1- X_P2)/(v_g1G'·h_g2G'- v_g2G'·h_g1G')}]

+ W_bG[f_b2G+ {f_b2G·v_b1G'·(X_P1- X_P2)/(v_b1G'·h_b2G'- v_b2G'·h_b1G')}]

...(45)

여기서 W_rG, W_gG, W_bG은 가중 계수이다.

X_B= W_rB{(v_r1B'·h_r2B'·X_P1- v_r2B'·h_r1B'·X_P2)/(v_r1B'·h_r2B'- v_r2B'·h_r1B')}

+ W_gB{(v_g1B'·h_g2B'·X_P1- v_g2B'·h_g1B'·X_P2)/(v_g1B'·h_g2B'- v_g2B'·h_g1B')}

+ W_bB{(v_b1B'·h_b2B'·X_P1- v_b2B'·h_b1B'·X_P2)/(v_b1B'·h_b2B'- v_b2B'·h_b1B')}

...(46)

Y_B= W_rB{v_r1B'·v_r2B'·(X_P1- X_P2)/(v_r1B'·h_r2B'-v_r2B'·h_r1B')}

+ W_gB{v_g1B'·v_g2B'·(X_P1- X_P2)/(v_g1B'·h_g2B'-v_g2B'·h_g1B')}

+ W_bB{v_b1B'·v_b2B'·(X_P1- X_P2)/(v_b1B'·h_b2B'-v_b2B'·h_b1B')}

...(47)

Z_B= W_rB[f_r1B+ {f_r1B·v_r2B'·(X_P1- X_P2)/(v_r1B'·h_r2B'- v_r2B'·h_r1B')}]

+ W_gB[f_g1B+ {f_g1B·v_g2B'·(X_P1- X_P2)/(v_g1B'·h_g2B'- v_g2B'·h_g1B')}]

+ W_bB[f_b1B+ {f_b1B·v_b2B'·(X_P1- X_P2)/(v_b1B'·h_b2B'- v_b2B'·h_b1B')}]

...(48)

= W_rB[f_r2B+ {f_r2B·v_r1B'·(X_P1- X_P2)/(v_r1B'·h_r2B'- v_r2B'·h_r1B')}]

+ W_gB[f_g2B+ {f_g2B·v_g1B'·(X_P1- X_P2)/(v_g1B'·h_g2B'- v_g2B'·h_g1B')}]

+ W_bB[f_b2B+ {f_b2B·v_b1B'·(X_P1- X_P2)/(v_b1B'·h_b2B'- v_b2B'·h_b1B')}]

...(49)

여기서 W_rB, W_gB, W_bB은 가중 계수이다.

따라서, 식 (38),(42),(46)이 상기한 미스컨버전스 양 △D_RGX(=X_R-X_G), △D_BGX(=X_B-X_G)으로 대입되면 수평 미스컨버전스 량 △D_RGX, △D_BGX의 연산식이 식 (50)(51)에서와 같이 구해진다:

△D_RGX= X_R- X_G

=[W_rR{(v_r1R'·h_r2R'·X_P1- v_r2R'·h_r1R'·X_P2)/(v_r1R'·h_r2R'- v_r2R'·h_r1R')}

-[W_rG{(v_r1G'·h_r2G'·X_P1- v_r2G'·h_r1G'·X_P2)/(v_r1G'·h_r2G'- v_r2G'·h_r1G')}

...(50)

△D_BGX= X_B- X_G

=[W_rB{(v_r1B'·h_r2B'·X_P1- v_r2B'·h_r1B'·X_P2)/(v_r1B'·h_r2B'- v_r2B'·h_r1B')}

+ W_bB{(v_b1B'·h_b2B'·X_P1- v_b2B'·h_b1B'·X_P2)/(v_b1B'·h_b2B'- v_b2B'·h_b1B')}]

+ W_bG{(v_b1G'·h_b2G'·X_P1- v_b2G'·h_b1G'·X_P2)/(v_b1G'·h_b2G'- v_b2G'·h_b1G')}]

...(51)

더욱이, 식 (39),(43),(47)이 상기한 미스컨버전스 양(△D_RGY(=Y_R-Y_G), △D_BGY(=Y_B-Y_G) 으로 대입되면 수직 미스컨버전스 량 △D_RGY, △D_BGY의 연산식이 식 (52),(53)에서와 같이 구해진다:

△D_RGX= Y_R- Y_G

=[W_rR{v_r1R'·v_r2R'·(X_P1- X_P2)/(v_r1R'·h_r2R'- v_r2R'·h_r1R')}

+ W_gR{(v_g1R'·v_g2R'·(X_P1- X_P2)/(v_g1R'·h_g2R'- v_g2R'·h_g1R')}

+ W_bR{(v_b1R'·v_b2R'·(X_P1- X_P2)/(v_b1R'·h_b2R'- v_b2R'·h_b1R')}]

-[W_rG{(v_r1G'·v_r2G'·(X_P1- X_P2)/(v_r1G'·h_r2G'- v_r2G'·h_r1G')}

+ W_gG{(v_g1G'·v_g2G'·(X_P1- X_P2)/(v_g1G'·h_g2G'- v_g2G'·h_g1G')}

+ W_bG{(v_b1G'·v_b2G'·(X_P1- X_P2)/(v_b1G'·h_b2G'- v_b2G'·h_b1G')}]

...(52)

△D_BGY= Y_B- Y_G

=[W_rB{v_r1B'·v_r2B'·(X_P1- X_P2)/(v_r1B'·h_r2B'- v_r2B'·h_r1B')}

+ W_gB{(v_g1B'·v_g2B'·(X_P1- X_P2)/(v_g1B'·h_g2B'- v_g2B'·h_g1B')}

+ W_bB{(v_b1B'·v_b2B'·(X_P1- X_P2)/(v_b1B'·h_b2B'- v_b2B'·h_b1B')}]

-[W_rG{(v_r1G'·v_r2G'·(X_P1- X_P2)/(v_r1G'·h_r2G'- v_r2G'·h_r1G')}

+ W_gG{(v_g1G'·v_g2G'·(X_P1- X_P2)/(v_g1G'·h_g2G'- v_g2G'·h_g1G')}

+ W_bG{(v_b1G'·v_b2G'·(X_P1- X_P2)/(v_b1G'·h_b2G'- v_b2G'·h_b1G')}]

...(53)

상기 (50) 내지 (53)식을 사용하여 미스컨버전스 양 △D_RGX, △D_BGX, △D_RGY, △D_BGY를 매우 정확하게 산출하기 위해서는, 촬상 카메라(21),(22)의 각 CCD (213R) 내지 (213B), (223R) 내지 (223B) 에 대응하는 광축 L_J1, L_J2에 대한 변이, 즉, 촬상면에 있어서의 광축 L_J1, L_J2의 입사점 0_j1', 0_j2'의 hv 좌표(h_j1o, v_j1o), (h_j2o, v_j2o)(j=r,g,b)와 촬상 카메라(21),(22)의 광학계의 R, G, B 각 색 성분에 대한 초점거리 f_j1J, f_j2J(j=r,g,b, J=R,G,B) 및 촬영 렌즈(211),(221)의 주점 P1, P2의 X 좌표 X_P1, X_P2의 패러미터(이하, 연산 패러미터라고 한다)가 정확하게 교정될 필요가 있다.

다음에는, 연산 패러미터의 설정방법이 기술된다.

상술한 연산 패러미터 중에서, 초점거리 f_j1J, f_j2J는, 촬상렌즈(211),(221) 및 3 색 분해 프리즘(212),(222)의 분광 특성에 달려 있다. 따라서 교정처리에 있어서, 측정 될 칼라 디스플레이(4)의 발광 특성과 실질적으로 동일한 발광 특성을 갖는 교정 차트를 사용하는 것이 바람직하다.

따라서 컨버전스 측정장치(1)는, 도 8 에 나타나는 교정 차트를 사용하여 교정처리를 행한다.

도 8 은, 교정용의 측정 패턴을 디스플레이하는 제 1 교정패턴 표시 시스템을 사용하여 어떻게 컨버전스 측정장치(1)가 교정되는 가를 보여준다.

교정패턴 표시 시스템(7)은, 빛이 소정의 패턴 부분(도 8 에서는 다수의 십자 도형을 이산 배치한 패턴)에서만 투과를 허용하는 차트 판(71)과, 이 차트판(71)의 배면에 배치된 광원(72)와, 광원(72)로부터 조사된 빛을 확산하는 확산판(73)을 포함한다. 확산판(73)은, 반드시 요구되지 않으며, 없어도 좋다.

광원(72)는, 측정될 칼라 디스플레이(4)의 발광 특성과 실질적으로 동일한 발광 특성을 갖는 3 원색의 순색이 발광할 수 있다. 차트판(71)과 확산판(73)의 사이에는 색 필터를 교환가능하게 설치하여, 광원(72)이 백색 빛을 발광하게 함으로써 R, G, B 의 순색으로 십자형의 교정패턴(71a)이 디스플레이 되게 하였다.

광원(72)으로부터 발광된 빛은 확산판(73)에 의해 확산된 후 차트판 균일한 조도로 차트판(71)의 배면에 조사된다. 이 조사광은 차트판(71)의 십자형의 패턴부분(71a)만을 투과하게 되며, 그 결과 소정의 휘도를 갖는 십자형 패턴이 디스플레이 된다.

도 9 는, 교정용의 측정패턴을 디스플레이하는 제 2 교정패턴 표시 시스템을 나타내는 도면이다.

도 9 에 나타낸 교정패턴 표시 시스템(7')은, 도 8에서 나타낸 것과 광원(72)가 측정되는 칼라 디스플레이(4) 또는 칼라 디스플레이(4)와 실질적으로 동일한 발광 특성을 갖는 칼라 디스플레이로 대체된 점이 다르다. 십자형의 교정패턴(71a)은 각 색 R, G, B 의 형광체만을 전체면에 발광시킴으로, 순색 R, G, B 로 연속적으로 디스플레이된다.

제 2 교정패턴 표시 시스템에서 측정되는 칼라 디스플레이(4)가 광원으로서 사용되기 때문에, 발광특성에 의하여 생겨나는 교정 오차가 보다 줄어들을 수 있으므로 컨버전스 측정장치의 교정 정밀도를 높일수 있는 것이다.

교정처리에서, 교정패턴 표시 시스템(7) 또는 교정패턴 표시 시스템(7')에 의해서 십자형 교정패턴(71a)이 순색 R, G, B 로 연속적으로 표시된다. 3 개의 교정패턴(71a)은 차트판(71)의 전방에 대향으로 배치된 촬상장치(2)에 의해서 연속적으로 촬상된다. 3 개(3색)의 촬상 화상을 사용하여 촬상면에 있어서의 광축 L_J1, L_J2의 입사점 0_j1', 0_j2'의 hv 좌표(h_j10,v_j10), (h_j20,v_j20)(j=r,g,b)와, 촬상 카메라(21),(22)의 광학시스템의 각 색 성분 R, G, B 에 대한 초점거리 f_j1J, f_j2J(j=r,g,b;J=R,G,B) 및 촬영 렌즈(211),(221)의 주점 P1, P2의 X 좌표 X_P1, X_P2가 다음과 같이 산출되고 결정된다.

구체적으로, Q(i)(i=1,2, …)는 교정패턴(71a)의 측정 지점(십자의 교차점)이고, 그 좌표 Q(i)(X(i),Y(i),Z(i))는, 미리 구해져 있다고 가정한다.

J(=R,G,B)의 광이 발광된 때의 측정점 Q 의 발광 화상의 CCD (213R),(213G),(213B) 의 각 촬상면에 있어서의 결상점 I_r1J, I_g1J, I_b1J의 좌표를 I_r1J(h_r1J,v_r1J), I_g1J(h_g1J,v_g1J), I_b1J(h_b1J,v_b1J)로 하고, J(=R,G,B)의 광이 발광된 때 CCD (213R),(223G),(223B) 의 각 촬상면에 있어서의 그들의 좌표를 I_r2J(h_r2J,v_r2J), I_g2J(h_g2J,v_g2J), I_b2J(h_b2J,v_b2J)로 하면, 이들의 결상점 I_r1J, I_g1J, I_b1J, I_r2J, I_g2J, I_b2J는 식 (8) 내지(13), 식 (16) 내지 (21)에 상당하는 식 (54) 내지 (59), (60) 내지 (65)로 나타내어 진다.

h_r1J(i)=h_r10+(X_J(i)-X_P1)·f_r1J/(Z_J(i)-f_r1J)+ ε_hr1J...(54)

v_r1J(i)=v_r10+Y_J(i)·f_r1J/(Z_J(i)-f_r1J)+ ε_vr1J...(55)

h_g1J(i)=h_g10+(X_J(i)-X_P1)·f_g1J/(Z_J(i)-f_g1J)+ ε_hg1J...(56)

v_g1J(i)=v_g10+Y_J(i)·f_g1J/(Z_J(i)-f_g1J)+ ε_vg1J...(57)

h_b1J(i)=h_b10+(X_J(i)-X_P1)·f_b1J/(Z_J(i)-f_b1J)+ ε_hb1J...(58)

v_b1J(i)=v_b10+Y_J(i)·f_b1J/(Z_J(i)-f_b1J)+ ε_vb1J...(59)

여기서 ε_hr1J, ε_vr1J, ε_hb1J, ε_vr1J, ε_hg1J, ε_vb1J는 측정 오차이다.

h_r2J(i)=h_r20+(X_J(i)-X_P2)·f_r2J/(Z_J(i)-f_r2J)+ ε_hr2J...(60)

v_r2J(i)=v_r20+Y_J(i)·f_r2J/(Z_J(i)-f_r2J)+ ε_vr2J...(61)

h_g2J(i)=h_g20+(X_J(i)-X_P2)·f_g2J/(Z_J(i)-f_g2J)+ ε_hg2J...(62)

v_g2J(i)=v_g20+Y_J(i)·f_g2J/(Z_J(i)-f_g2J)+ ε_vg2J...(63)

h_b2J(i)=h_b20+(X_J(i)-X_P2)·f_b2J/(Z_J(i)-f_b2J)+ ε_hb2J...(64)

v_b2J(i)=v_b20+Y_J(i)·f_b2J/(Z_J(i)-f_r2J)+ ε_vb2J...(65)

여기서 ε_hr2J, ε_hg2J, ε_hb2J, ε_vr2J, ε_rg2J, ε_vb2J는, 측정 오차이다.

교정처리에 있어서, 우선 교정패턴 표시시스템(7)에 의해 십자형 교정패턴(71a)는 순색 R 로만 디스플레이된다. 촬상장치(2) 에 의해 교정패턴(71a)을 촬상하여 얻어지는 각 색 성준 r, g, b 의 화상을 사용하여, 식 (54) 내지 (65)의 측정오차 ε_hr1R, ε_hr2R의 자승합이 최소가 되도록, 각 광축 L_J1, L_J2의 입사점 0_j1', 0_j2'의 hv 좌표(h_j10,v_j10), (h_j20,v_j20)(j=r,g,b)와, 초점거리 f_j1J, f_j2J(j=r,g,b) 및 주점 P1, P2의 X 좌표 X_P1, X_P2가 결정된다.

산출하여야 할 연산 패러미터는: hv 좌표 12 개, 초점거리 6 개, 주점 2 개로 합계 20 개이다. 측정점 1 개에 대해서 식 (54) 내지 (65)에 의해서 12개의 관계가 정의된다. 따라서 적어도 2개의 측정점 Q(1), Q(2)에 대해서 식 (54) 내지 (65)이 설정되어 24 개의 관계가 설정된다. 상기한 20 개의 연산 패러미터는 공지의 최소 자승법에 의해 이 24 개의 식에 대한 수치계산을 행함으로서 결정된다.

이어서, 십자형의 교정패턴(71a)은 순색 G 및 B 로만 연속적으로 디스플레이된다. 촬상장치(2)를 사용해서 교정패턴(71a)을 촬상하여 얻어지는 각 색 성분 r, g, b 의 화상을 사용하여, 광축 L_J1, L_J2의 입사점 0_j1', 0_j2'의 hv 좌표(h_j10,v_j10), (h_j20,v_j20)(j=r,g,b), 초점거리 f_j1J, f_j2J(j=r,g,b, J=R,G,B) 및 주점 P1, P2 의 X 좌표 X_P1, X_P2가 각각 결정된다. 이 연산은 R 색의 교정패턴(71a)의 촬상화상을 사용한 전술한 경우에서 채택된 것과 유사한 수치계산법에 의해 행해진다.

광축 L_J1, L_J2의 입사점 0_j1', 0_j2'의 hv 좌표(h_j10,v_j10), (h_j20,v_j20)(j=r,g,b), 초점거리 f_j1J, f_j2J(j=r,g,b J=R,G,B) 및 주점 P1, P2의 X 좌표 X_P1, X_P2의 결정된 연산 패러미터는, 메모리(322)에 저장되어, 식 (50) 내지 (53)에 의해서 미스컨버전스 양의 연산시에 사용된다.

상기 교정처리에서, 각 광축 L_J1, L_J2의 입사점 0_j1', 0_j2'의 hv 좌표(h_j10,v_j10), (h_j20,v_j20)(j=r,g,b) 및 주점 P1, P2의 X 좌표 X_P1, X_P2가 R, G, B 의 순색 발광에 의하여 교정패턴(71a)을 촬상할 때마다 반복하여 3회 산출된다. 대안으로써 어느 하나의 연산(예를들면 R 색의 교정패턴(71a) 촬상 화상을 사용한 연산)에서 결정된 값을 또는 3회의 연산에서 얻은 값의 평균치를 연산 패러미티로 사용할 수 있다.

이 실시예는 간단한 광학모델에 관해서 설명되었다. 그러나 왜곡수차를 고려한 모델, 촬영렌즈(211),(221)의 주점위치 P1, P2 의 파장 의존성을 고려한 모델, 각 색성분의 광축 L_R,L_G,L_B와 주점 P1, P2가 동일 평면내에 위치되지 않은 모델 및 상기한 모델들을 조합시킨 다른 모델에 대해서도 유사한 방법으로 상기 패러미터를 결정하는 것이 가능하다.

상기한 바와 같이, 표시특성 측정시에 사용되는 측정되는 칼라 디스플레이(4)와 실질적으로 동일한 발광 특성으로 교정패턴이 발광되도록 하였다. 따라서, 촬상렌즈(21),(22) 및 색 분해 프리즘(212),(222)을 포함하는 광학시스템의 초점거리 f_j1J, f_j2J의 파장의존성은 적합하게 교정될 수 있고 이는 컨버전스 측정장치(1)의 측정 정밀도를 증진하게 한다.

다음에는, 컨버전스 측정의 동작 순서가 기술된다. 도 10은, 컨버전스 측정의 동작 순서를 나타내는 흐름도이다.

컨버전스 측정장치(1)의 연산 패러미터는 컨버전스 측정전에 이미 교정패턴 표시 시스템(7)에 의해서 이미 설정되어 있는 것으로 한다.

도 10 에 나타내는 동작 순서는 온도 및 습도의 변화에 근거하는 연산 패러미터를 보정하는 교정 절차(단계 #1 내지 #7)와, 실제로 미스컨버전스 양을 산출하는 측정 절차(단계 #9 내지 #15)를 포함한다. 온도 및 습도가 크게 변화하지 않는 한, 연산 패러미터도 크게 변화하지 않는다. 따라서, 도 10 의 교정 절차는 제조 라인이 시동될 때나 측정장치를 환경특성이 다른 장소로 이동되는 때에 수행될 수 있다. 교정시에 연산 패러미터의 설정에 있어서도 온도 및 습도를 고려하는 것이 좋다.

도 10 에서 온도센서(217R),(217G),(217B),(227R),(227G),(227B)에 의해 CCD (213R),(213G),(213B), 및 CCD (223R),(223G),(223B)의 주변환경 온도 T 가 검출되고, 온도센서(219),(220),(229),(230)에 의해 촬영렌즈(211),(221)의 주변환경 온도 T 가 검출된다(단계 #1). 또한, 습도센서(218R),(218G),(218B),(228R),(228G),(228B)에 의해 CCD (213R),(213G),(213B) 및 CCD (223R),(223G),(223B)의 주변의 환경 습도 W 가 검출된다(단계 #3).

이어서, 연산 패러미터의 보정값(△h1, △h2, △v1, △v2, △X1, △X2, △f1, △f2등)이 검출된 온도 T 및 습도 W 에 근거하여 설정된다(단계 #5). 이 보정값은 메모리(331)에 미리 저장된 변환 테이블을 사용하여 설명된다. 그 때, 연산 패러미터는 설정된 보정값을 사용하여 보정된다(단계 #7). 예를 들면, 광축 L_J1, L_J2의 입사점 0_j1', 0_j2'의 hv 좌표 (h_j10,v_j10), (h_j20,v_j20)(j=r,g,b)는 (h_j1o+△h1,v_j1o+△v1), (h_j2o+△h2,v_j20+△v2)로 보정되고; 주점 P1, P2의 X 좌표 X_P1, X_P2는 X_P1+△X1, X_P2+△X2 로 보정되며; 초점거리 f_j1J, f_j2J(j=r,g,b, J=R,G,B)는 초점거리 f_j1J+△f1, f_j2J+△f2로 보정된다.

이어서, 소정의 백색 측정 패턴은 칼라 디스플레이(4)에 디스플레이된다(단계 #9). 이 측정패턴은 촬상장치(2)의 촬상화면 내에 적어도 1개의 교차점 Q 가 있게되는 크기로 디스플레이된다.

그 때 측정 패턴의 화상이 촬상장치(2)에 의해 촬상되며, 이 촬상 화상을 사용하여 교차점 Q 에 대응하는 CCD(213R), (213G), (213B), (223R), (223G), (223B)의 결상점 I_r1J(h_r1J,v_r1J), I_g1J(h_g1J,v_g1J), I_b1J(h_b1J,v_b1J), I_r2J(h_r2J,v_r2J), I_g2J(h_g2J,v_g2J), I_b2J(h_b2J,v_b2J)의 hv 좌표가 산출된다(단계 #11).

이어서, 산출된 광축 L_R1,L_G1,L_B1, L_R2,L_G2,L_B2의 입사점 0_r1, 0_g1, 0_b1, 0_r2, 0_g2, 0_b2의 hv 좌표, 결상점 I_r1J, I_g1J, I_b1J, I_r2J, I_g2J, I_b2J의 hv 좌표 및 촬상렌즈(211),(221)의 주점 P1, P2 의 좌표를 사용하여, 수평 방향(X 방향)의 미스컨버전스 양 △D_RGX, △D_BGX가 식 (50),(51)에 의해 산출되며, 수직 방향(Y 방향)의 미스컨버전스 양 △D_RGY, △D_BGY는 식 (52),(53)에 의해 산출된다(단계 #13). 그 때, 이 산출결과는 표시장치(36)에 소정의 표시 포맷으로 디스플레이되어(#15), 측정이 종료된다.

촬상장치(2)의 촬상렌즈(211),(221) 및 CCD(213R) 내지 (213B), (223R) 내지 (223B) 의 주변 온도 및 주변 습도를 검출하여, 이 검출결과에 근거하여 미스컨버전스 양을 계산하는 식 (50) 내지 (53)에서 연산 패러미터를 보정하기 때문에, 컨버전스는 높은 정밀도로 측정될 수 있다.

또한, 상기한 실시예는 한쌍의 촬상 카메라(21),(22)가 설치된 촬상장치(2)를 사용하여, 측정 패턴을 입체시각법으로 촬상하는 형태의 컨버전스 측정장치(1)에 대해서 기술되었다. 그러나 본 발명은, 반드시 입체시각법에 의해 측정 패턴을 촬상해야 하는 것은 아니다. 예를 들어 본 발명은 1 개의 촬상 카메라가 구비된 촬상장치를 사용한 표시특성 측정장치에도 적용될 수 있다.

상기한 실시예에서는, 칼라 CRT 의 컨버전스 측정장치가 기술되었지만, 본 발명에 의한 표시특성 측정장치는, 프로젝션 타입의 칼라 디스플레이, 칼라 LCD, 칼라 플라즈마 디스플레이 와 같은 칼라 표시장치나 단색 표시장치의 휘도 중심위치 측정 및 기하학적 왜상수차의 측정에도 적용할 수 있다.

상기한 실시예에서, 원색의 3 CCD 를 포함하는 촬상장치가 상술되었지만, 촬상장치는 이 타입에 한정되는 것은 아니다. 2 촬상소자(촬상관이라도 좋다)를 사용해도 좋고, 색 필터도 원색계 또는 보색 형태의 모두 좋다.

상기한 바와 같이, 교정패턴은 표시특성 측정장치를 교정하는 교정패턴 표시 시스템에서 측정되는 칼라 표시장치의 발광특성과 실질적으로 동일한 발광특성으로 발광되게 하였다. 따라서 교정패턴의 발광특성과 칼라 표시장치의 발광특성 의 차이에 의해서 생겨나는 교정 오차의 가능성이 줄어들어, 그 결과로써 측정 정밀도가 향상된다.

또한 교정패턴 표시 시스템은 교정패턴만이 투과가능한 차트판과 측정될 칼라 표시장치의 발광특성과 실질적으로 동일한 발광 특성을 갖고, 차트판을 배면에서부터 조명하는 광원을 포함하고 있다. 따라서 교정패턴 표시 시스템의 구성이 단순하게 될 수 있다.

특히, 측정될 칼라 표시장치를 광원으로 사용함으로써, 교정패턴 표시 시스템의 구성이 더욱 간단하게 될 수 있다.

또한, 칼라 표시장치의 발광색을 구성하는 색 성분과 실질적으로 동일한 발광특성으로 교정패턴을 연속적으로 조명하기 위해서, 광원을 발광하는 발광 제어장치를 설치하여, 측정되는 칼라 표시장치의 발광색을 구성하는 색 성분으로 발광된 교정패턴을 촬상하는 것이 가능하다. 따라서, 표시특성 측정장치의 촬상 광학시스템의 구성에 의해서 야기된 측정 오차는 각 발광빛의 색 성분마다 보정될 수 있기때문에, 교정 정밀도를 한층 높일수 있다는 것이다.

또한, 촬상 광학시스템의 구성에 의해 야기되는 측정 오차가 상기한 교정패턴 표시 시스템을 사용하여 교정되는 표시특성 측정장치에서, 촬상면에서의 교정패턴의 초점은 교정패턴의 촬상화상을 사용하여 산출되며, 표시특성을 산출하기 위한 연산에서 촬상 광학시스템에 관한 연산 패러미터는 상기한 연산 결과와 칼라 표시장치의 표시면 상의 교정패턴의 표시 위치에 근거하여 설정된다. 따라서, 교정패턴의 발광특성과 칼라 표시장치의 발광특성의 차이에 의해 야기되는 교정 오차의 가능성이 줄어들게 되고 그 결과 측정 정밀도가 향상되게 되는 것이다.

연산 패러미터가 교정패턴이 발광되는 색 성분마다 설정되었기 때문에, 연산 패러미터의 설정오차가 보다 적게 일어나게 되어 측정의 정밀도가 보다 향상하게되는 것이다.

또한, 적어도 광학시스템의 초점거리 및 주점, 그리고 촬상시스템의 광축에 대한 촬상면의 위치에 관하여 연산 패러미터가 설정되었으므로, 촬상 광학시스템의 촬영렌즈와 촬상면의 기준 위치로부터의 변이, 측정색 파장의 기준파장으로부터의 변이로부터 발생되는 측정오차 가능성을 줄일수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 의해서 충분히 설명되었지만, 이 분야에 통상의 지식을 가진자에 의해서 여러 가지 변형과 개조가 이루어 질 수 있는 것은 명백하다. 따라서, 그러한 변형과 개조가 본 발명의 범위로 일탈되지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 이해 되어야 한다.

Claims

표시 장치의 표시 특성을 측정하는 표시 특성 측정 장치를 교정하기 위하여 사용되는 교정 패턴을 디스플레이하는 장치로서, 측정되는 표시 장치의 발광 특성과 실질적으로 동일한 발광 특성으로 교정 패턴을 디스플레이하는 교정 패턴 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 교정 패턴 표시 장치는, 표시 장치의 발광 특성과 실질적으로 동일한 발광 특성을 갖는 광원과; 광원과 표시 특성 측정 장치 사이에 설치되고, 소정의 형상을 갖는 투명한 부분이 형성된 차트판을 포함하는 교정 패턴 표시장치.
제 2 항에 있어서, 광원이 표시 장치인 교정 패턴 표시장치.
제 1 항에 있어서, 교정 패턴 표시 장치는 칼라로 디스플레이할 수 있으며, 표시 장치의 각 색 성분의 발광 특성과 실질적으로 동일한 발광 특성으로 교정 패턴을 디스플레이하는 교정 패턴 표시 장치.
표시장치의 표시특성을 측정하는 표시특성 측정장치를 교정하는 시스템으로; 교정패턴을 측정되는 표시장치의 발광특성과 실질적으로 동일한 발광특성으로 교정 패턴을 디스플레이하는 교정 패턴 표시 장치; 표시특성 측정장치에 설치되고 화상 데이터를 생성하기 위하여 표시장치에 디스플레이되는 교정패턴을 촬상하는 촬상장치와; 촬상장치에 의해서 생성된 화상데이터에 기초해서 표시특성 측정 장치의 교정 데이터를 연산하는 산출기를 포함하는 표시 특성 측정 장치를 교정하는 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 교정패턴 표시장치는 표시장치의 발광특성과 실질적으로 동일한 발광 특성을 갖는 광원과; 광원과 표시특성 측정장치 사이에 설치되고, 소정의 형상을 갖는 투명한 부분이 형성된 차트판을 포함하는 표시특성 측정장치를 교정하는 시스템.
제 5 항에 있어서, 표시특성 측정장치는 측정 결과를 디스플레이하는 표시부분을 포함하는 표시특성 측정장치를 교정하는 시스템.
제 5 항에 있어서, 산출기는; 촬상 장치에 의해서 생성된 데이터에 기초하여 촬상 장치의 촬상면에 교정 패턴의 결상위치를 연산하는 결상위치 연산부분과; 교정패턴 표시장치의 표시면에서의 교정패턴 표시위치와 연산된 결상 위치에 기초하여 표시장치의 표시특성을 연산하는 연산 패러미터를 설정하는 연산 패러미터 설정 부분을 갖는 표시특성 측정장치를 교정하는 시스템.
제 8 항에 있어서, 교정패턴 표시장치는 칼라로 교정패턴을 디스플레이하고, 연산 패러미터 설정 부분은 교정패턴의 각 색 성분에 대한 연산 패러미터를 설정하는 표시특성 측정장치를 교정하는 시스템.
제 8 항에 있어서, 촬상장치는 교정패턴의 광 화상을 촬상면에 인입시키는 촬영 렌즈를 갖는 광학 시스템을 포함하며, 연산 패러미터 설정 부분은 촬상면에 관하여 적어도 하나의 광학 시스템의 초점 길이와, 촬영 렌즈의 주점과, 광학 시스템의 광축에 관한 연산 패러미터를 설정하는 표시특성 장치를 교정하는 시스템.
제 8 항에 있어서, 촬상장치의 주변 조건을 탐지하는 탐지기를 더욱 포함하고, 연산 패러미터 설정부분은 탐지된 주변 조건에 기초하여 산출된 연산 패러미터를 보정하는 표시특성 측정 장치를 교정하는 시스템.
제 5 항에 있어서, 표시특성 측정장치는 칼라 표시장치의 미스컨버전스의 양을 측정할 수 있는 표시특성 측정장치를 교정하는 시스템.
제 12 항에 있어서, 칼라 표시장치 상에 미스컨버전스 측정을 위한 패턴 화상을 생성하는 패턴 생성기를 더 포함하는 표시특성 측정장치를 교정하는 시스템.
표시장치의 표시특성을 측정하는 표시특성 측정장치를 교정하는 방법으로; 측정되는 표시장치의 발광특성과 실질적으로 동일한 발광특성으로 교정패턴을 디스플레이하는 단계와; 교정되는 표시특성 측정장치의 촬상장치에 의해서 디스플레이된 교정패턴을 촬상하고 디스플레이된 교정패턴에 대응하는 화상 데이터를 생성하는 단계와; 생성된 화상 데이터에 기초하여 결상장치의 촬상면에 교정패턴의 결상 지점을 산출하는 단계와; 교정패턴 표시 위치와 산출된 결상 지점에 기초하여 표시장치의 표시특성을 산출하는 연산 패러미터를 설정하는 단계를 포함하는 표시특성 측정장치를 교정하는 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 교정 패턴은, 표시 장치의 발광 특성과 실질적으로 동일한 발광 특성을 갖는 광원과; 광원과 표시 특성 측정 장치 사이에 설치되고, 소정의 형상을 갖는 투명한 부분이 형성된 차트판에 의해서 디스플레이되는 표시특성 측정장치를 교정하는 방법.
제 14 항에 있어서, 촬상 장치의 주변 조건을 탐지하는 단계와; 탐지된 주변 조건에 기초하여 산출된 연산 패러미터를 보정하는 단계를 더 포함하는 표시특성 측정장치를 교정하는 방법.