KR102564406B1

KR102564406B1 - 2차원 플리커 측정 장치

Info

Publication number: KR102564406B1
Application number: KR1020217007668A
Authority: KR
Inventors: 사토시 마스다
Original assignee: 코니카 미놀타 가부시키가이샤
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2023-08-04
Also published as: CN112740003A; JP7306404B2; CN112740003B; JPWO2020059282A1; WO2020059282A1; KR20210034093A; US11892350B2; US20210356327A1

Abstract

본원의 2차원 플리커 측정 장치는, 복수의 광전 변환 소자 중, 설정된 부분 판독 영역에 포함되는 일부의 광전 변환 소자의 화소값만을 판독하는 부분 판독 기능을 갖는 복수의 2차원 센서를 구비하고, 피측정물에 복수의 측정 영역을 2차원적으로 설정하고, 피측정물의 전체를 포함하는 전체 촬상 영역을 분할한 복수의 부분 촬상 영역 각각에, 복수의 2차원 센서에 있어서의 복수의 부분 판독 영역 각각을 설정함으로써, 복수의 측정 영역에 있어서의 각 화소값을 각각 취득하고, 복수의 측정 영역에 있어서의 각 화소값에 기초하여 복수의 측정 영역의 플리커값을 각각 구한다.

Description

2차원 플리커 측정 장치

본 발명은, 디스플레이 장치의 표시 화면에 생기는 플리커를 2차원적으로 측정하는 2차원 플리커 측정 장치에 관한 것이다.

종래, 디스플레이 장치의 표시 화면에 생기는 플리커를 측정하는 측정 장치로서 스폿형 플리커 측정 장치가 알려져 있다. 스폿형 플리커 측정 장치는, 피측정물의 소정의 측정 영역(이하, 「측정 스폿」이라고도 칭해짐)에 있어서, 출력되는 화소값의 변동을 검출함으로써 플리커를 측정한다. 표시 화면으로부터 출력되는 화소값의 변동을 검출하기 위해서는, 주목하는 맥동 주파수보다도 충분히 높은 샘플링 레이트로 화소값을 검출하는 것이 필요하게 된다. 플리커의 측정 정밀도는, 화소값을 검출할 때의 샘플링 레이트에 의존한다. 샘플링 레이트가 고속으로 될수록 플리커의 측정 정밀도는 향상된다.

스폿형 플리커 측정 장치에서는 1회의 측정으로 1개소의 측정 스폿밖에 측정할 수 없다. 따라서 복수 개소의 측정 스폿의 플리커를 측정하여 표시 화면에 있어서의 플리커의 불균일을 측정하기 위해서는, 스폿형 플리커 측정 장치를 복수 대 준비하여 각각 다른 측정 스폿을 측정하거나, 또는 1대의 스폿형 플리커 측정 장치로 복수 개소의 측정 스폿을 순번대로 측정할 필요가 있다. 이 때문에 장치의 준비에 수고가 들거나 측정에 시간을 요하게 된다.

이와 같은 스폿형 플리커 측정 장치의 과제를 해결하기 위한 방법으로서, 특허문헌 1에서 제안되어 있는 기술이 있다. 이 특허문헌 1에는, CCD 카메라 등의 2차원 센서를 이용하여 피측정물을 촬상함으로써 화소값의 변동을 2차원적으로 취득하는 방법이 기재되어 있다. 단, 2차원 센서를 이용하여 플리커를 측정하는 경우에는, 주목하는 맥동 주파수보다도 충분히 높은 프레임 레이트로 화소값을 검출하는 것이 필요하게 된다. 그러나 일반적인 2차원 센서에서는, 플리커의 측정에 필요한 프레임 레이트로 동작시키는 것은 곤란하다. 그래서 고속 카메라에 사용되는 고속 동작 가능한 2차원 센서를 이용하면, 플리커의 측정에 필요한 고속의 촬상이 가능해지므로 플리커의 측정을 실현할 수 있다.

그러나 고속 동작 가능한 2차원 센서는 고가이다. 또한 고속 동작 가능한 2차원 센서는, 일반적인 2차원 센서에 비해 AD 변환되기 전의 아날로그 화상 데이터를 고속으로 처리할 필요가 있으므로 노이즈가 높아진다. 이 때문에, 취득한 화소값의 변동 데이터의 재현성이 나쁘므로 플리커의 측정 정밀도가 저하된다.

일본 특허 공개 제2003-254860호 공보

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 발명이며, 2차원 센서를 이용하여, 측정 정밀도가 저하되는 일 없이 피측정물의 플리커를 2차원적으로 측정하는 것이 가능한 2차원 플리커 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 일 측면을 반영한 2차원 플리커 측정 장치는,

복수의 광전 변환 소자 중, 설정된 부분 판독 영역에 포함되는 일부의 광전 변환 소자의 화소값만을 판독하는 부분 판독 기능을 갖는 복수의 2차원 센서를 구비하고,

상기 피측정물에 복수의 측정 영역을 2차원적으로 설정하고,

상기 피측정물의 전체를 포함하는 전체 촬상 영역을 분할한 복수의 부분 촬상 영역 각각에, 상기 복수의 2차원 센서에 있어서의 상기 복수의 부분 판독 영역 각각을 설정함으로써, 상기 복수의 측정 영역에 있어서의 각 화소값을 각각 취득하고,

상기 복수의 측정 영역에 있어서의 각 화소값에 기초하여 상기 복수의 측정 영역의 플리커값을 각각 구한다.

발명의 하나 또는 복수의 실시 형태에 의하여 부여되는 이점 및 특징은, 이하에 부여되는 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 충분히 이해된다. 이들 상세한 설명 및 첨부 도면은 예로서만 부여되는 것이며, 본 발명을 한정하는 정의로서 의도되는 것은 아니다.

도 1은 제1 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치의 전기적 구성예를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 2는 2차원 플리커 측정 장치의 측정 상태를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 3은 2차원 센서의 부분 판독 영역 및 피측정물의 부분 촬상 영역을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 WD가 무한원일 때의 각 2차원 센서의 시야를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5는 WD가 무한원으로부터 유한값에 접근한 때의 각 2차원 센서의 시야를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 하나의 측정 영역(20)에 있어서의 화소값의 시간적 추이를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 JEITA 방식에 의한 플리커값의 측정 수순을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 제1 실시 형태에 있어서의 2차원 플리커 측정 장치의 측정 동작의 수순을 개략적으로 도시하는 흐름도이다.
도 9는 제2 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치의 전기적 구성예를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 10은 제3 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치의 측정 상태를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 11은 2차원 센서의 시야 및 부분 촬상 영역을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 부분 촬상 영역의 다른 예를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 13은 3개의 2차원 센서에 의한 부분 촬상 영역을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 14는 상기 제1 실시 형태에 대하여 2차원 센서를 90° 경사지게 한 경우의 부분 판독 영역 및 부분 촬상 영역을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 15는 렌즈 및 2차원 센서의 세트를 상하로 이동시키는 이동 기구를 개략적으로 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 하나 또는 복수의 실시 형태가, 도면을 참조하면서 설명된다. 그러나 발명의 범위는, 개시된 실시 형태에 한정되지는 않는다. 또한 각 도면에 있어서 동일한 구성 요소에는 동일한 부호가 이용되어, 상세한 설명은 적절히 생략된다.

(제1 실시 형태)

도 1은, 제1 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치의 전기적 구성예를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 2는, 2차원 플리커 측정 장치의 측정 상태를 개략적으로 도시하는 측면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 2차원 플리커 측정 장치(100)는, 피측정물(5)의 표시 화면에 생기는 플리커를 2차원적으로 측정한다. 피측정물(5)은, 예를 들어 액정 디스플레이 등의 표시 화면을 갖는 장치이다. 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치(100)는 렌즈(10, 15)와 2차원 센서(105, 110)와 거리 센서(115)와 입력부(120)와 제어 회로(130)를 구비한다. 제어 회로(130)는 메모리(140)와 중앙 연산 처리 장치(CPU)(150)와 주변 회로(도시 생략)를 포함한다.

메모리(140)는, 예를 들어 반도체 메모리 등에 의하여 구성된다. 메모리(140)는, 예를 들어 리드 온리 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 전기적으로 소거 재기입 가능한 ROM(EEPROM) 등을 포함한다. 메모리(140)의, 예를 들어 ROM은, CPU(150)를 동작시키는 본 실시 형태의 제어 프로그램을 기억한다. CPU(150)는, 메모리(140)에 기억된 본 실시 형태의 제어 프로그램에 따라 동작함으로써 측정 영역 설정부(151), 센서 제어부(152), 측정 처리부(153)로서 기능한다. 측정 영역 설정부(151), 센서 제어부(152), 측정 처리부(153)의 기능은 후술된다.

렌즈(10, 15)(광학계의 일례에 상당)는 각각 2차원 센서(105, 110)의 수광면에 피측정물(5)의 상을 결상한다. 2차원 센서(105, 110)는 각각, 행 방향 X 및 열 방향 Y(도 3)로 2차원적으로 배열된 복수의 광전 변환 소자(예를 들어 포토다이오드)를 포함하며, 제어 회로(130)에 전기적으로 접속되어 있다. 2차원 센서(105, 110)는, 예를 들어 상보형 금속 산화물 반도체(CMOS) 이미지 센서이며, 각각 동일한 특성을 갖는다. 2차원 센서(105, 110)는 각각 렌즈(10, 15)에 의하여 시야(105VF, 110VF)를 갖는다.

2차원 센서(105, 110)는 각각, 행 방향 X(도 3)으로 배열된 복수의 광전 변환 소자의 각 화소값을 일괄하여 판독하는 일괄 판독 동작을 열 방향 Y(도 3)로 순차 주사하여 행하도록 구성되어 있다. 2차원 센서(105, 110)는 각각, 복수의 광전 변환 소자 전체 중, 설정된 부분 판독 영역에 포함되는 일부의 광전 변환 소자의 화소값만을 판독하는 부분 판독 기능을 갖는다. 센서 제어부(152)는 2차원 센서(105, 110)에 대하여 각각, 열 방향 Y(도 3)로 인접하는 일부의 복수 행의 범위를 판독 행 범위로서 지정함으로써 부분 판독 영역을 설정한다. 2차원 센서(105, 110)로부터 각각, 판독 행 범위로서 지정된 복수 행의 범위에 포함되는 각 광전 변환 소자의 각 화소값이, 일괄 판독 동작을 열 방향 Y(도 3)로 순차 주사하여 행함으로써 판독된다.

2차원 센서(105, 110)에 있어서, 1행의 화소값이 판독되는 시간은, 센서의 설계에 따라 정해진다. 따라서 판독되는 행 수가 적으면, 화소값을 판독하는 시간이 단축되게 된다. 달리 말하면, 판독되는 행 수를 감소시키면 프레임 레이트를 크게 할 수 있다. 예를 들어 판독되는 행 수를, 2차원 센서(105, 110)에 마련되어 있는 광전 변환 소자의 모든 행 수의 절반으로 하면, 프레임 레이트는 2배로 하는 것이 가능해진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈(10) 및 2차원 센서(105)의 세트와, 렌즈(15) 및 2차원 센서(110)의 세트는, 짧은 간격으로 상하로 나열되어 배치되어 있다. 이 때문에 2차원 센서(105)의 시야(105VF)와 2차원 센서(110)의 시야(110VF)의 중첩 영역이 크게 되어 있다. 렌즈(10) 및 2차원 센서(105)의 세트와, 렌즈(15) 및 2차원 센서(110)의 세트는, 그 간격이 최단으로 되도록(즉, 서로의 하우징이 맞닿도록) 배치되어 있어도 된다. 그 경우에는 2차원 센서(105)의 시야(105VF)와 2차원 센서(110)의 시야(110VF)의 중첩 영역이 최대로 된다.

거리 센서(115)는 제어 회로(130)에 전기적으로 접속되어 있으며, 센서 제어부(152)에 의하여 제어되어 피측정물(5)과 2차원 플리커 측정 장치(100)의 거리인 워크 디스턴스(WD)를 검출한다. 거리 센서(115)는, 검출한 WD를 제어 회로(130)에 출력한다. 센서 제어부(152)는, 거리 센서(115)에 의하여 검출된 WD를 메모리(140)에 보존한다. 거리 센서(115)는, 예를 들어 레이저 거리 센서로 구성된다. 거리 센서(115)는 레이저 거리 센서에 한정되지는 않으며, 초음파 센서 또는 적외선 센서 등의, WD를 검출 가능한 다른 센서로 구성되어도 된다.

WD는, 이 실시 형태에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 피측정물(5)의 표면과, 2차원 플리커 측정 장치(100)의 하우징의 표면 사이의 수평 방향을 따른 거리로 설정되어 있다. WD는 이에 한정되지는 않으며, 피측정물(5)의 표면과, 2차원 센서(105, 110)의 수광면 사이의 수평 방향을 따른 거리로 설정되어도 되고, 피측정물(5)의 표면과, 렌즈(10, 15)의 포커싱 위치 사이의 수평 방향을 따른 거리로 설정되어도 되고, 피측정물(5)의 표면과, 렌즈(10, 15)의 선단 사이의 수평 방향을 따른 거리로 설정되어도 된다.

입력부(120)는 유저에 의하여 조작되는 기기이며, 예를 들어 표시부를 겸한 터치 패널이어도 된다. 유저는 입력부(120)를 이용하여, 예를 들어 플리커 측정에 있어서의 요구 S/N 및 요구 해상도 등을 입력할 수 있다.

도 3은, 2차원 센서의 부분 판독 영역 및 피측정물 상의 부분 촬상 영역을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 1, 도 3을 이용하여 측정 영역 설정부(151)의 기능이 설명된다. 측정 영역 설정부(151)는, 피측정물(5)에 있어서 플리커를 측정하는 복수의 측정 영역(20)을 2차원적으로 설정한다.

구체적으로는 측정 영역 설정부(151)는, 입력부(120)를 이용하여 입력된, 플리커 측정에 있어서의 요구 S/N에 따라 측정 영역(20)의 사이즈를 결정한다. 예를 들어 측정 영역(20)이 커지면, 측정 영역(20)의 화소값을 취득하는 2차원 센서(105, 110)의 광전 변환 소자의 수가 증가한다. 이 때문에 측정 영역(20)의 화소값이 증대되는 점에서 S/N은 높아진다.

측정 영역 설정부(151)는, 입력부(120)를 이용하여 입력된, 플리커 측정에 있어서의 요구 해상도에 기초하여 측정 영역(20)의 피치를 결정한다. 예를 들어 고해상도의 플리커 측정이 요구되면, 측정 영역(20) 사이의 피치가 짧게 되어서 피측정물(5)에 있어서의 측정 영역(20)의 밀도가 증대된다. 또한 측정 영역 설정부(151)는, 유저에 의하여 입력부(120)를 이용하여 직접 입력된 각 측정 영역(20)의 중심 좌표 및 반경 등의 정보에 따라 각 측정 영역(20)을 설정해도 된다.

이 제1 실시 형태에서는, 도 3에 도시된 바와 같이 측정 영역 설정부(151)는, 행 방향 L로 10개, 열 방향 M으로 6개의, 합계 60개의 측정 영역(20)을 2차원적으로 설정한다. 측정 영역 설정부(151)는, 설정한 측정 영역(20)의 정보, 예를 들어 각 측정 영역(20)의 중심 좌표 및 반경 등을 메모리(140)에 보존한다. 도 3의 예에서는 측정 영역(20)은 60개 설정되어 있지만, 이에 한정되지는 않으며 복수이면 된다. 이 제1 실시 형태에서는 측정 영역(20)은 원형 형상으로 설정되어 있지만, 이에 한정되지는 않으며 직사각형 등의 다른 형상이어도 된다.

도 4는, WD가 무한원일 때의 각 2차원 센서의 시야를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 5는, WD가 무한원으로부터 유한값에 접근한 때의 각 2차원 센서의 시야를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 1, 도 3 내지 도 5를 이용하여 센서 제어부(152)의 기능이 설명된다. 센서 제어부(152)는 2차원 센서(105, 110)의 부분 판독 영역을 설정한다.

도 4에 도시된 바와 같이 WD가 무한원일 때는, 2차원 센서(105)의 시야(105VF)와 2차원 센서(110)의 시야(110VF)는 일치한다. 따라서 2차원 센서(105)의 열 방향 Y에 있어서의 센터 라인(105CT)과, 2차원 센서(110)의 열 방향 Y에 있어서의 센터 라인(110CT)은, 피측정물(5)의 열 방향 M에 있어서의 센터 라인(5CT)에 일치한다.

이에 대하여, WD가 무한원으로부터 접근하여 유한값으로 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 2차원 센서(105)의 시야(105VF)는 열 방향 M에 있어서 상방으로 시프트하고, 2차원 센서(110)의 시야(110VF)는 열 방향 M에 있어서 하방으로 시프트한다. 따라서 피측정물(5)의 열 방향 M에 있어서의 센터 라인(5CT)에 대하여, 2차원 센서(105)의 열 방향 M에 있어서의 센터 라인(105CT)은 열 방향 M에 있어서 상방으로 시프트하고, 2차원 센서(110)의 열 방향 M에 있어서의 센터 라인(110CT)은 열 방향 M에 있어서 하방으로 시프트한다. 그 결과, 피측정물(5) 상에 있어서, 센터 라인(105CT)과 센터 라인(110CT)은 거리 Lct 떨어진다.

도 4, 도 5의 상태에 있어서, 센서 제어부(152)에 의하여 센터 라인 기준에서 부분 판독 영역이 설정되어 있는 경우에 부분 판독 영역의 설정 변경의 필요성이 설명된다. WD가 무한원인 도 4의 상태에 있어서, 센터 라인(5CT)을 경계로 하여 피측정물(5)의 상반부의 부분 촬상 영역에 맞추어, 센터 라인(105CT)을 경계로 하여 2차원 센서(105)의 상반부가 부분 판독 영역으로 설정되고, 또한 센터 라인(5CT)을 경계로 하여 피측정물(5)의 하반부의 부분 촬상 영역에 맞추어, 센터 라인(110CT)을 경계로 하여 2차원 센서(110)의 하반부가 부분 판독 영역으로 설정되어 있는 것으로 한다.

이 경우, WD가 무한원으로부터 접근하여 유한값으로 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 2차원 센서(105)의 상반부에 설정된 부분 판독 영역의 광전 변환 소자에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역은 상방으로 시프트하는 한편, 2차원 센서(110)의 하반부에 설정된 부분 판독 영역의 광전 변환 소자에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역은 하방으로 시프트한다. 그 결과, 부분 판독 영역의 설정이 변경되지 않는 경우에는, 피측정물(5) 상에 있어서, 센터 라인(105CT)과 센터 라인(110CT) 사이의 거리 Lct의 범위의 화소값이 취득되지 않게 된다.

반대로 WD가 무한원인 도 4의 상태에 있어서, 센터 라인(5CT)을 경계로 하여 피측정물(5)의 하반부의 부분 촬상 영역에 맞추어, 센터 라인(105CT)을 경계로 하여 2차원 센서(105)의 하반부가 부분 판독 영역으로 설정되고, 센터 라인(5CT)을 경계로 하여 피측정물(5)의 상반부의 부분 촬상 영역에 맞추어, 센터 라인(110CT)을 경계로 하여 2차원 센서(110)의 상반부가 부분 판독 영역으로 설정되어 있는 것으로 한다.

이 경우, WD가 무한원으로부터 접근하여 유한값으로 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 2차원 센서(105)의 하반부에 설정된 부분 판독 영역의 광전 변환 소자에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역은 상방으로 시프트하는 한편, 2차원 센서(110)의 상반부에 설정된 부분 판독 영역의 광전 변환 소자에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역은 하방으로 시프트한다. 그 결과, 부분 판독 영역의 설정이 변경되지 않는 경우에는, 피측정물(5) 상에 있어서, 센터 라인(105CT)과 센터 라인(110CT) 사이의 거리 Lct의 범위의 화소값이 중복하여 취득된다. 피측정물(5)의 상단측에 있어서의, 2차원 센서(110)의 시야(110VF)의 범위 외와, 피측정물(5)의 하단측에 있어서의, 2차원 센서(105)의 시야(105VF)의 범위 외의 화소값은 취득되지 않게 된다.

도 5에 있어서의, 센터 라인(105CT)과 센터 라인(110CT) 사이의 거리 Lct는 WD의 함수로 나타난다. 그래서 거리 Lct를 나타내는 WD의 함수가 메모리(140)에 미리 보존되어 있다. 센서 제어부(152)는, 플리커의 측정 시에 설정된 WD와, 메모리(140)에 보존된 WD의 함수에 기초하여, 2차원 센서(105, 110)의 판독 행 범위를 지정한다. 지정되는 판독 행 범위는, 열 방향으로 인접하는 복수 행을 포함한다.

도 3의 예에서는, 센서 제어부(152)는, 피측정물(5)에 설정된 복수의 측정 영역(20)의 전체를 포함하는 전체 촬상 영역을, 분할의 경계선이 2차원 센서(105, 110)의 행 방향 X에 평행으로 되도록 2차원 센서(105, 110)의 개수(즉, 2개)로 분할함으로써 부분 촬상 영역(105IM1, 110IM1)을 설정한다. 센서 제어부(152)는, 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(105IM1)의 화소값이 취득되도록 2차원 센서(105)의 부분 판독 영역(105RA1)을 설정하고, 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(110IM1)의 화소값이 취득되도록 2차원 센서(110)의 부분 판독 영역(110RA1)을 설정한다. 이것에 의하여 모든 측정 영역(20)의 화소값이 취득되고 있다. 이와 같이 센서 제어부(152)는, 2차원 센서(105, 110)의 부분 판독 기능을 이용함으로써, 전체를 판독하는 경우에 비해 판독 속도를 높게 할 수 있다. 이 때문에, 원하는 프레임 레이트로 피측정물(5)의 측정 영역(20)의 화소값을 취득할 수 있다. 그 결과, 측정 정밀도가 저하되는 일 없이 플리커 측정을 행하는 것이 가능해진다.

상술한 바와 같이, 분할의 경계선이 2차원 센서(105, 110)의 행 방향 X에 평행으로 되도록, 복수의 측정 영역(20)의 전체를 포함하는 전체 촬상 영역이 분할되어 부분 촬상 영역(105IM1, 110IM1)이 설정되어 있다. 달리 말하면, 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(105IM1, 110IM1)의 분할 방향이, 2차원 센서(105, 110)의 열 방향 Y와 평행인 열 방향 M으로 되어 있다. 이 때문에, WD가 변화되더라도, 판독 행 범위로서 지정하는 복수 행의 범위를 변경하는 것만으로 부분 촬상 영역이 열 방향 M으로 이동하는 점에서, 모든 측정 영역(20)의 화소값을 계속해서 취득할 수 있다.

예를 들어 피측정물(5)의 모든 측정 영역(20)을 포함하는 영역이 변화된 경우, 더 구체적으로는 피측정물(5)의 사이즈가 변화된 경우, WD가 변화된다. WD의 변화에 수반하여 각 2차원 센서(105, 110)의 시야(105VF, 110VF)의 상대적인 위치 관계가 변화된다. 예를 들어 피측정물(5)의 사이즈가 작아지면, 고정밀도로 측정하기 위하여 WD를 접근시키는 것이 바람직하다. WD가 가까워지면, 도 4, 도 5를 이용하여 설명된 바와 같이 2차원 센서(105, 110)의 시야(105VF, 110VF)의 센터 라인(105CT, 110CT)이, 서로 멀어지는 방향으로 시프트한다. 즉, 2차원 센서(105, 110)의 부분 판독 영역(105RA1, 110RA1)과, 피측정물(5) 상의 부분 촬상 영역(105IM1, 110IM1)의 상대적인 위치 관계가, 분할 방향(열 방향 M)으로 변화된다.

이 분할 방향(열 방향 M)이, 상술한 바와 같이 2차원 센서(105, 110)의 열 방향 Y에 평행으로 되도록 구성되어 있다. 이것에 의하여, 2차원 센서(105, 110)의 부분 판독 영역(105RA1, 110RA1)을 각각 열 방향 Y로 이동시키는(즉, 부분 판독 영역(105RA1, 110RA1)로서 지정하는 판독 행 범위를 열 방향 Y로 이동시키는) 것만으로 부분 촬상 영역(105IM1, 110IM1)을 열 방향 M으로 이동시킬 수 있다. 그 결과, 모든 측정 영역(20)의 화소값을 취득하는 것이 가능해진다. 이와 같이, WD가 변화된 때의 조정이 용이해진다. 그 결과, 2차원 센서(105) 및 렌즈(10)의 위치와 2차원 센서(110) 및 렌즈(15)의 위치를 기계적으로 조정하기 위한 조정 기구를 구비할 필요가 없다. 이 때문에 2차원 플리커 측정 장치(100)의 소형화를 도모할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 2차원 센서(105, 110)의 시야(105VF, 110VF)의 중첩이 크게 되어 있다. WD를 지나치게 접근시켜 2차원 센서(105, 110)의 시야(105VF, 110VF)가 떨어지면, 모든 측정 영역(20)을 포함할 수 없게 된다. 그래서 시야의 중첩을 미리 최대화해 둠으로써, 측정 가능한 WD의 근거리측을 광역화할 수 있다. 예를 들어 최단 촬영 거리에 있어서, 2차원 센서(105, 110)의 시야(105VF, 110VF)가 중첩되어 있으면, 각 부분 판독 영역을 열 방향 Y로 이동시키는 것만으로 부분 촬상 영역을 이동시킬 수 있기 때문에 기계적인 조정 기구가 불요해진다. 그 결과, WD를 근접시킨 상태에서 고배율로의 플리커 측정이 가능해진다. 또한 최단 촬영 거리는 렌즈에 의하여 정해지는 값이며, 포커싱할 수 있는 최단 거리, 즉, WD의 최소값이다. 또한 최단 촬영 거리는, 일반적으로 피측정물(5)로부터 2차원 센서(105, 110)의 수광면까지의 거리를 의미한다.

도 1로 되돌아가, 측정 처리부(153)는, 2차원 센서(105, 110)로부터 출력되는 부분 판독 영역(105RA1, 110RA1)에 포함되는 광전 변환 소자의 화소값을 메모리(140)에 보존한다. 측정 처리부(153)는, 메모리(140)에 보존된 화소값을 이용하여 플리커값을 구한다. 플리커값의 측정 방식으로는 일반적으로 콘트라스트 방식과 전자 정보 기술 산업 협회(JEITA) 방식이 있다. 측정 처리부(153)는 콘트라스트 방식 및 JEITA 방식 중, 예를 들어 입력부(120)를 이용하여 유저에 의하여 지정된 방식으로 플리커값을 구한다.

도 6은, 하나의 측정 영역(20)에 있어서의 화소값의 시간적 추이를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이 화소값은, 직류 성분 DC 상에 교류 성분 AC가 중첩되어 있다고 볼 수 있다. 화소값의 최대값을 Pmax, 최소값을 Pmin이라 하면, 화소값은, Pmax와 Pmin이 교호로 반복되는 값으로 된다. 콘트라스트 방식에 의한 플리커값은,

플리커값=AC/DC

로 정의된다. 달리 말하면 콘트라스트 방식에 의한 플리커값은,

플리커값=(Pmax-Pmin)/{(Pmax+Pmin)/2} (1)

로 정의된다. 측정 처리부(153)는, 예를 들어 메모리(140)에 보존된 화소값으로부터 최대값 Pmax 및 최소값 Pmin을 구하고, 식 (1)에 의하여 플리커값을 구한다.

도 7은, JEITA 방식에 의한 플리커값의 측정 수순을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7의 섹션 (A)는, 측정 처리부(153)에 의하여 화소값의 시간적 추이가 아날로그값으로부터 디지털값으로 변환된 상태를 나타낸다. 도 7의 섹션 (B)는, 디지털값으로 변환된 화소값이 측정 처리부(153)에 의하여 고속 푸리에 변환된 결과, 즉, 주파수마다의 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 나타낸다. 도 7의 예에서는, 화소값에 포함되는 주파수 성분은 0㎐ 성분(직류 성분), 20㎐ 성분 및 50㎐ 성분이다. 도 7의 섹션 (C)는, 섹션 (B)의 PSD가 인간의 눈의 주파수 응답 특성으로 측정 처리부(153)에 의하여 보정된 PSD를 나타낸다. 측정 처리부(153)는, 섹션 (C)의 PSD에 있어서의 직류 성분의 값과 최대 교류 성분의 값을 이용하여 JEITA 방식의 플리커값을 구한다.

도 8은, 제1 실시 형태에 있어서의 2차원 플리커 측정 장치(100)의 측정 동작의 수순을 개략적으로 도시하는 흐름도이다. 예를 들어 유저에 의하여, 2차원 플리커 측정 장치(100)의 표면에 마련된 측정 스위치(도시 생략)가 조작되면, 도 8에 도시되는 동작이 개시된다.

스텝 S800에 있어서, 센서 제어부(152)는 거리 센서(115)를 제어하고, 거리 센서(115)에 의하여 검출된 WD를 메모리(140)에 보존한다. 스텝 S805에 있어서, 센서 제어부(152)는 피측정물(5)을 검출한다. 예를 들어 센서 제어부(152)는 2차원 센서(105, 110)를 제어하여 모든 광전 변환 소자의 화소값을 취득하고, 화상 처리를 행하여 피측정물(5)의 표시면의 에지를 검출한다. 센서 제어부(152)는, 예를 들어 피측정물(5)이 직사각형인 경우에는 4코너의 좌표를 메모리(140)에 보존한다. 센서 제어부(152)는 2차원 센서(105, 110)의 시야를 확인하고, 터치 패널의 표시 또는 음성 등을 통해, 피측정물(5)을 시야의 중심에 위치시키도록 유저를 안내해도 된다.

스텝 S810에 있어서, 센서 제어부(152)는, 플리커의 측정이 가능한지 여부를 판정한다. 플리커의 측정이 가능하다고 판정되면(스텝 S810에서 예), 처리는 스텝 S815로 진행된다. 한편, 플리커의 측정이 불가능하다고 판정되면(스텝 S810에서 아니오), 처리는 스텝 S800으로 되돌아간다. 예를 들어 피측정물(5)의 전체가 2차원 센서(105, 110)의 시야에 들어가지 않는 경우에는, 유저에 의하여 피측정물(5)이 2차원 플리커 측정 장치(100)로부터 멀리 떨어뜨려져, 스텝 S800에 있어서 다시 WD의 설정이 실행된다.

스텝 S815에 있어서, 측정 영역 설정부(151)는, 예를 들어 요구 S/N, 요구 해상도 등에 따라 피측정물(5) 상의 측정 영역(20)을 설정한다. 측정 영역 설정부(151)는, 설정한 측정 영역(20)의 정보를 메모리(140)에 보존한다. 스텝 S820에 있어서, 센서 제어부(152)는, 설정된 측정 영역(20)의 전부를 포함하는 전체 촬상 영역을 열 방향 M으로 2개로 분할하여 2개의 부분 촬상 영역을 설정한다. 센서 제어부(152)는, 설정된 2개의 부분 촬상 영역의 화소값을 취득할 수 있도록 2차원 센서(105, 110)의 부분 판독 영역을 설정한다. 즉, 센서 제어부(152)는, 2차원 센서(105, 110)로부터 판독할 판독 행 범위(즉, 열 방향 Y로 인접하는 일부의 복수 행의 범위)를 지정한다.

스텝 S825에 있어서, 센서 제어부(152)는 2차원 센서(105, 110)를 제어하여, 미리 정해진 프레임 레이트로, 미리 정해진 시간, 피측정물(5)의 부분 촬상 영역의 화소값을 2차원 센서(105, 110)의 부분 판독 영역에 의하여 취득하여 메모리(140)에 보존한다. 센서 제어부(152)는, 2차원 센서(105)에 의한 화소값의 취득과 2차원 센서(110)에 의한 화소값의 취득을 동시에 개시하는 것이 바람직하다. 양자에 의하여 검출되는 플리커의 타이밍이 일치하기 때문이다. 이에 대하여, 2차원 센서(105)에 의한 화소값의 취득과 2차원 센서(110)에 의한 화소값의 취득을 동시에 개시하지 않으면, 검출되는 플리커의 타이밍은 다르다. 그러나 플리커값으로서는 변하지 않으므로, 양자가 동시에 개시되지 않아도 된다.

미리 정해진 시간의 화소값 취득이 종료되면, 스텝 S830에 있어서, 측정 처리부(153)는 측정 영역(20)마다 플리커값을 구한다. 구체적으로는, 측정 처리부(153)는 측정 영역(20)의 위치 및 사이즈로부터 측정 영역(20)마다, 측정 영역(20)에 대응하는 2차원 센서(105, 110)의 부분 판독 영역에 포함되는 광전 변환 소자를 판별한다. 측정 처리부(153)는 측정 영역(20)마다, 측정 영역(20)에 대응하는 2차원 센서(105, 110)의 광전 변환 소자의 화소값을 합산한다. 이 합산 처리는 일반적으로 「비닝」이라 칭해진다. 측정 처리부(153)는, 합산된 화소값의 시간 변화(도 6, 도 7의 섹션 (A)를 참조)를 이용하여 측정 영역(20)마다 콘트라스트 방식 또는 JEITA 방식의 플리커값을 구한다.

스텝 S835에 있어서, 측정 처리부(153)는, 2차원 센서(105)의 부분 판독 영역(105RA1)에 의하여 구해진 플리커값과 2차원 센서(110)의 부분 판독 영역(110RA1)에 의하여 구해진 플리커값을 결합한다. 이 결합에 의하여 피측정물(5)의 플리커값이 측정 영역(20)마다 2차원적으로 구해지게 된다.

이상 설명된 바와 같이 제1 실시 형태에 따르면, 센서 제어부(152)는 2차원 센서(105, 110)의 부분 판독 기능을 이용하여, 부분 판독 영역에 포함되는 일부의 광전 변환 소자의 화소값만을 판독하고 있다. 따라서 전체를 판독하는 경우에 비해 판독 속도를 높게 할 수 있다. 이 때문에, 원하는 프레임 레이트로 피측정물(5)의 측정 영역(20)의 화소값을 취득할 수 있다. 그 결과, 측정 정밀도가 저하되는 일 없이 플리커 측정을 행하는 것이 가능해진다.

(제2 실시 형태)

도 9는, 제2 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치(200)의 전기적 구성예를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 제2 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치(200)는 2차원 플리커 계측 카메라(100A)와 퍼스널 컴퓨터(PC)(210)를 구비한다.

2차원 플리커 계측 카메라(100A)는, 제어 회로(130) 대신 제어 회로(130A)를 구비하는 것 이외에는 제1 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치(100)와 동일한 구성을 갖는다. 즉, 2차원 플리커 계측 카메라(100A)는 렌즈(10, 15)(도 2)와 2차원 센서(105, 110)와 거리 센서(115)와 입력부(120)와 제어 회로(130A)를 구비한다. 제어 회로(130A)는 메모리(140A)와 CPU(150A)와 통신 인터페이스(통신 IF)(160)와 주변 회로(도시 생략)를 포함한다.

메모리(140A)는, 예를 들어 반도체 메모리 등에 의하여 구성된다. 메모리(140A)는, 예를 들어 ROM, RAM, EEPROM 등을 포함한다. 메모리(140A)의, 예를 들어 ROM은, CPU(150A)를 동작시키는 본 실시 형태의 제어 프로그램을 기억한다. CPU(150A)는, 메모리(140A)에 기억된 본 실시 형태의 제어 프로그램에 따라 동작함으로써 측정 영역 설정부(151), 센서 제어부(152)로서 기능한다. 측정 영역 설정부(151), 센서 제어부(152)의 기능은 제1 실시 형태와 동일하다.

통신 IF(160)는, CPU(150A)에 접속되어 CPU(150A)의 제어에 따라 통신을 행하기 위한 통신 회로이다. 통신 IF(160)는, 미리 정해진 규격에 따른 통신 인터페이스 회로를 구비한다. 통신 IF(160)는, CPU(150A)로부터 입력된, 송신해야 할 데이터(예를 들어 측정 영역(20)의 위치 및 사이즈 등의 정보, 부분 판독 영역 중 측정 영역(20)에 대응하는 광전 변환 소자의 화소값 등의 정보 등)를 수용한 통신 신호를 상기 규격에 따라 생성하고, 생성한 통신 신호를 유선 또는 무선으로 PC(210)에 송신한다. 통신 IF(160)는, PC(210)으로부터 송신된 통신 신호를 수신한다. CPU(150A)는, 통신 IF(160)가 수신한 통신 신호에 수용된 데이터를 메모리(140A)에 보존한다.

PC(210)는 제어 회로(220)를 구비한다. 제어 회로(220)는 메모리(240)와 CPU(230)와 통신 IF(250)와 주변 회로(도시 생략)를 포함한다. 메모리(240)는, 예를 들어 반도체 메모리 또는 하드 디스크 등에 의하여 구성된다. 메모리(240)는, 예를 들어 ROM, RAM, EEPROM 등을 포함한다. 메모리(240)의, 예를 들어 ROM은, CPU(230)을 동작시키는 본 실시 형태의 제어 프로그램을 기억한다. CPU(230)은, 메모리(240)에 기억된 본 실시 형태의 제어 프로그램에 따라 동작함으로써 측정 처리부(153)로서 기능한다. 측정 처리부(153)의 기능은 제1 실시 형태와 동일하다.

통신 IF(250)는, CPU(230)에 접속되어 CPU(230)의 제어에 따라 통신을 행하기 위한 통신 회로이다. 통신 IF(250)는, 통신 IF(160)와 동일한 규격에 따른 통신 인터페이스 회로를 구비한다. 통신 IF(250)는, 통신 IF(160)로부터 송신된 통신 신호를 수신한다. CPU(230)는, 통신 IF(250)가 수신한 통신 신호에 수용된 데이터를 메모리(240)에 보존한다. 통신 IF(250)는, CPU(230)로부터 입력된, 송신해야 할 데이터를 수용한 통신 신호를 상기 규격에 따라 생성하고, 생성한 통신 신호를 2차원 플리커 계측 카메라(100A)에 송신한다.

이와 같이 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태의 CPU(150)(도 1)의 기능이 CPU(150A)와 CPU(230)로 분할되어 있다. 이와 같은 제2 실시 형태에서도 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한 PC(210)의 마우스 및 키보드(도시 생략)가 입력부(120)로서 기능하도록 구성되어도 된다.

(제3 실시 형태)

도 10은, 제3 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치(100B)의 측정 상태를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 11은, 2차원 센서의 시야 및 부분 촬상 영역을 개략적으로 도시하는 도면이다.

제3 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치(100B)는, 렌즈(15) 대신 하프 미러(25)를 구비하는 것 이외에는 제1 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치(100)와 동일한 구성을 갖는다. 즉, 제3 실시 형태의 2차원 플리커 측정 장치(100B)는 렌즈(10)와 하프 미러(25)와 2차원 센서(105, 110)와 거리 센서(115)(도 1)와 입력부(120)(도 1)와 제어 회로(130)를 구비한다.

하프 미러(25)(광학 부품의 일례에 상당)는, 피측정물(5)로부터의 광을, 2차원 센서(105)을 향하는 광과 2차원 센서(110)을 향하는 광으로 분기한다. 렌즈(10)는, 하프 미러(25)를 투과한 피측정물(5)의 상을 2차원 센서(105)의 수광면에 결상하고, 하프 미러(25)에서 반사된 피측정물(5)의 상을 2차원 센서(110)의 수광면에 결상한다.

이 제3 실시 형태에서는, 하프 미러(25)를 통하고 있기 때문에, 2차원 센서(105, 110)에 입사되는 광량은 제1 실시 형태에 비해 다소 저하된다. 그러나 필요한 렌즈는, 렌즈(10)의 1개로도 된다. 도 11에 도시된 바와 같이 2차원 센서(105)의 시야(105VF)와 2차원 센서(110)의 시야(110VF)는 완전히 일치한다. 따라서 WD가 변화된 경우에도, 부분 촬상 영역(105IM1)의 화소값을 취득하는 부분 판독 영역의 설정과, 부분 촬상 영역(110IM1)의 화소값을 취득하는 부분 판독 영역의 설정을 변경하는 것이 불요해진다는 이점이 있다.

또한 피측정물(5)로부터의 광을, 2차원 센서(105)을 향하는 광과 2차원 센서(110)을 향하는 광으로 분기하는 광학 부품으로서, 하프 미러 대신, 예를 들어 다이크로익 미러 또는 광 파이버를 이용해도 된다.

(그 외)

(1) 상기 제1 실시 형태의 도 8에서는, 측정 영역(20)마다 플리커값을 구하는 처리(스텝 S830) 후에 플리커값을 결합하는 처리(스텝 S835)가 실행되고 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어 먼저, 측정 영역(20)에 대응하는 2차원 센서(105, 110)의 부분 판독 영역(105RA1, 110RA1)의 광전 변환 소자의 화소값을 결합하는 처리가 실행된 후에 플리커값을 구하는 처리가 실행되어도 된다.

단, 이 경우, 2차원 센서(105)와 2차원 센서(110)의 변동을 보정할 필요가 있다. 예를 들어 2차원 센서(105)의 화소값과 2차원 센서(110)의 화소값을 최대값으로 정규화하거나 함으로써 2차원 센서(105)의 출력 레벨과 2차원 센서(110)의 출력 레벨을 맞추어 둘 필요가 있다. 이것에 의하여, 플리커의 측정 정밀도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

(2) 상기 제1 실시 형태의 도 3에서는, 2차원 센서(105)의 부분 판독 영역(105RA1)에 의하여 화소값이 취득되는 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(105IM1)과, 2차원 센서(110)의 부분 판독 영역(110RA1)에 의하여 화소값이 취득되는 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(110IM1)은 떨어져 있지만 이에 한정되지는 않으며, 접해 있어도, 중첩되어 있어도 된다. 부분 촬상 영역(105IM1)과 부분 촬상 영역(110IM1)은, 부분 촬상 영역(105IM1)과 부분 촬상 영역(110IM1)에서 모든 측정 영역(20)을 포함하도록 설정되어 있으면 된다.

도 12는, 부분 촬상 영역의 다른 예를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 12의 예에서는, 측정 영역(20)의 사이즈가 도 3의 예보다 크게 설정되어 있기 때문에, 인접하는 측정 영역(20)이 중첩되어 있다. 따라서 도 12의 측정 영역(20)의 화소값을 취득하는 2차원 센서(105, 110)의 광전 변환 소자의 수는, 도 3의 측정 영역(20)의 화소값을 취득하는 2차원 센서(105, 110)의 광전 변환 소자의 수보다 많게 되어, 플리커값의 계산에 이용되는 화소값이 증대된다. 그 결과, 높은 S/N으로 플리커를 측정하는 것이 가능해진다.

도 12의 예에서는, 4행의 측정 영역(20) 중, 상측 2행의 측정 영역(20)이, 2차원 센서(105)(도 1)의 부분 판독 영역에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역(105IM3)에 포함되고, 하측 2행의 측정 영역(20)이, 2차원 센서(110)(도 1)의 부분 판독 영역에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역(110IM3)에 포함된다. 2행째의 측정 영역(20)과 3행째의 측정 영역(20)이 중첩되어 있다. 이 때문에, 도 3의 예와 달리 부분 촬상 영역(105IM3)과 부분 촬상 영역(110IM3)이 중첩되어 있다. 이것에 의하여, 중첩되어 있는 측정 영역(20)의 화소값을 각각 적합하게 취득할 수 있다. 2차원 센서(105)(도 1)의 부분 판독 영역과 2차원 센서(110)(도 1)의 부분 판독 영역은, 부분 촬상 영역(105IM3)과 부분 촬상 영역(110IM3)의 화소값을 각각 취득할 수 있도록 설정되어 있으면 된다.

또한 본 명세서에서는, 도 12와 같이 부분 촬상 영역(105IM3)과 부분 촬상 영역(110IM3)이 일부 중첩되어 있는 경우에도, 부분 촬상 영역(105IM3, 110IM3)은, 피측정물(5)의 전체 촬상 영역이 분할되어 설정된 것으로 한다.

(3) 상기 제1 내지 제3 실시 형태에서는 2개의 2차원 센서(105, 110)가 이용되고 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 2차원 센서의 개수가 증가함으로써 1개당 2차원 센서에 있어서의 부분 판독 영역의 행 수가 감소하면, 더 고속화할 수 있다.

도 13은, 3개의 2차원 센서에 의한 부분 촬상 영역을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 13에는, 2차원 센서(105, 110)(도 1)의 시야(105VF, 110VF)와, 3개째의 2차원 센서의 시야(120VF)가 도시되고, 또한 2차원 센서(105, 110)(도 1)의 부분 판독 영역에 의하여 화소값이 각각 취득되는 부분 촬상 영역(105IM1, 110IM1)과, 3개째의 2차원 센서의 부분 판독 영역에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역(120IM1)이 도시되어 있다.

도 13의 실시 형태에서는, 6행의 측정 영역(20) 중, 2차원 센서(105)(도 1)의 부분 판독 영역에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역(105IM1)에 1, 2행째의 측정 영역(20)이 포함되고, 2차원 센서(110)(도 1)의 부분 판독 영역에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역(110IM1)에 2, 3행째의 측정 영역(20)이 포함되고, 3개째의 2차원 센서의 부분 판독 영역에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역(120IM1)에 5, 6행째의 측정 영역(20)이 포함되어 있다.

상기 제1 실시 형태(도 3)에서는, 부분 촬상 영역(105IM1, 110IM1)에 포함되는 측정 영역(20)의 행 수가 3행이었던 것에 대하여, 도 13의 실시 형태에서는, 부분 촬상 영역(105IM1, 110IM1)에 포함되는 측정 영역(20)의 행 수가 2행으로 감소하고 있다. 이 때문에, 부분 촬상 영역(105IM1, 110IM1)의 화소값을 각각 취득하는 2차원 센서(105, 110(도 1)의 부분 판독 영역을 구성하는 광전 변환 소자의 행 수도, 도 13의 실시 형태에서는 상기 제1 실시 형태(도 3)에 비해 감소한다. 그 결과, 도 13의 실시 형태에 따르면, 상기 제1 실시 형태에 비해 2차원 센서의 프레임 레이트를 고속화할 수 있다.

(4) 도 14는, 상기 제1 실시 형태에 대하여 2차원 센서를 90° 경사지게 한 경우의 부분 판독 영역 및 부분 촬상 영역을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 14의 실시 형태에서는, 2차원 센서(105, 110)는 상기 제1 실시 형태(도 3)에 대하여 90° 경사지게 배치되어 있다. 즉, 2차원 센서(105, 110)는, 2차원 센서(105, 110)의 행 방향 X가 연직 방향에 평행으로, 2차원 센서(105, 110)의 열 방향 Y가 수평 방향에 평행으로 상하로 나열되어 배치되어 있다. 한편, 2차원 센서(105, 110)의 시야(105VF, 110VF)는 각각 상기 제1 실시 형태(도 3)와 마찬가지로 피측정물(5)을 포함하고 있다.

도 14의 실시 형태에서는, 센서 제어부(152)(도 1)에 의한 피측정물(5)의 부분 촬상 영역의 설정이 상기 제1 실시 형태(도 3)와 다르다. 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(105IM2)은 피측정물(5)의 우반부의 측정 영역(20)을 포함하도록 설정되어 있다. 즉, 부분 촬상 영역(105IM2)은, 피측정물(5)의 측정 영역(20) 중, 행 방향 L의 우측 5개 및 열 방향 M의 전체(6개) 측정 영역(20)을 포함하도록 설정되어 있다.

한편, 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(110IM2)은 피측정물(5)의 좌반부의 측정 영역(20)을 포함하도록 설정되어 있다. 즉, 부분 촬상 영역(110IM2)은, 피측정물(5)의 측정 영역(20) 중, 행 방향 L의 좌측 5개 및 열 방향 M의 전체(6개) 측정 영역(20)을 포함하도록 설정되어 있다.

2차원 센서(105)의 부분 판독 영역(105RA2)은 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(105IM2)의 화소값을 취득하도록 설정되고, 2차원 센서(110)의 부분 판독 영역(110RA2)은 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(110IM2)의 화소값을 취득하도록 설정되어 있다.

이와 같이 도 14의 실시 형태에서는, 피측정물(5)의 전체 촬상 영역이 분할된 부분 촬상 영역(105IM2)과 부분 촬상 영역(110IM2)의 경계선은, 열 방향 M에 평행, 즉, 2차원 센서(105, 110)의 행 방향 X에 평행으로 되어 있다. 달리 말하면, 피측정물(5)의 부분 촬상 영역(105IM2, 110IM2)의 분할 방향이, 2차원 센서(105, 110)의 열 방향 Y에 평행인 열 방향 M으로 되어 있다. 이 점에서는, 도 14의 실시 형태는 상기 제1 실시 형태(도 3)와 동일하다.

따라서 도 14의 실시 형태에서도, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, WD가 바뀌면, 2차원 센서(105, 110)로부터의 판독 행 범위로서 지정하는 광전 변환 소자의 복수 행의 범위를 변경하는 것만으로, 부분 판독 영역(105RA2, 110RA2)에 의하여 화소값이 취득되는 부분 촬상 영역(105IM2, 110IM2)을 열 방향 M으로 조정할 수 있다. 그 결과, 전체 측정 영역(20)의 화소값을 계속해서 취득할 수 있다.

도 14의 실시 형태에서는, 90° 경사진 2차원 센서(105, 110)가 상기 제1 실시 형태(도 3)와 마찬가지로 상하로 나열되어 배치되어 있지만 이에 한정되지는 않으며, 좌우로 나열되어 배치되어도 된다. 이와 같은 배치에서도, 도 14의 실시 형태와 마찬가지로 부분 판독 영역(105RA2, 110RA2)을 설정할 수 있다.

또한 유저는 2차원 센서(105, 110)의 방향을, 2차원 센서(105, 110)의 애스펙트비와 피측정물(5)의 애스펙트비를 고려하여 결정해도 된다. 예를 들어 2차원 센서(105, 110)가 가로로 길고, 피측정물(5)이 텔레비전용 디스플레이와 같이 가로로 긴 경우에는, 상기 제1 실시 형태(도 2)와 같이 2차원 센서(105, 110)를 상하로 나열하여 배치하면 된다. 한편, 2차원 센서(105, 110)가 세로로 길고 피측정물(5)이 가로로 긴 경우에는, 도 14와 같이 2차원 센서(105, 110)를 90° 경사지게 상하 또는 좌우로 나열하여 배치하는 편이 적합하다.

(5) 도 15는, 렌즈 및 2차원 센서의 세트를 상하로 이동시키는 이동 기구를 개략적으로 도시하는 도면이다. 이 이동 기구는, 렌즈(10) 및 2차원 센서(도시 생략)의 세트, 그리고 렌즈(15) 및 2차원 센서(도시 생략)의 세트를 좌우로부터 지지하는 레일(31, 32)과, 각 세트를 상하로 이동시키는 모터(도시 생략)를 구비한다. 이 이동 기구를 이용하여 각 세트를 상하로 이동시킴으로써 각 2차원 센서의 시야의 중첩 정도를 조정할 수 있다.

(6) 상기 각 실시 형태에서는, 2차원 센서(105)의 시야(105VF)와 2차원 센서(110)의 시야(110VF)는 서로 중첩되어 있지만 이에 한정되지는 않으며, 중첩되어 있지 않아도 된다. 2차원 센서(105)의 부분 판독 영역(105RA1)과 2차원 센서(110)의 부분 판독 영역(110RA1)의 양자에서 전체 측정 영역(20)의 화소값을 취득할 수 있도록 구성되어 있으면 된다.

단, 각각의 2차원 센서의 시야가 서로 중첩되어 있지 않은 경우, 및 시야가 중첩되어 있지 않은 범위에 피측정물(5)의 단부가 위치하고 있는 경우에는, WD가 변화된 때, 지정하는 판독 행 범위의 변경에 의한 부분 판독 영역(105RA1, 110RA1)의 조정으로는, 전체 측정 영역(20)의 화소값을 취득할 수 있도록 조정할 수 없는 일도 있을 수 있다.

상기 제1 실시 형태(도 3)와 같이 2차원 센서(105)의 시야(105VF)와 2차원 센서(110)의 시야(110VF)가 중첩되어 있는 범위 내에 피측정물(5)의 전체가 위치하는 경우에는, WD가 변화된 때, 판독 행 범위의 지정 변경에 의한 부분 판독 영역(105RA1, 110RA1)의 조정으로, 전체 측정 영역(20)의 화소값을 취득할 수 있도록 조정할 수 있다.

(7) 상기 각 실시 형태에서는, 렌즈(10, 15)의 광축이 각각 수평 방향에 평행으로 되도록 렌즈(10, 15)가 배치되어 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어 렌즈(10, 15)의 광축이 다소 경사지도록 렌즈(10, 15)가 배치되어 있어도 된다. 2차원 센서(105, 110)의 검출 대상이, 피측정물(5)의 화상이 아니라 단순히 플리커 측정을 위한 화소값이다. 따라서 광축이 경사져 있기 때문에, 2차원 센서(105, 110)의 수광면 전체에 피측정물(5)로부터의 광을 결상할 수 없어서, 피측정물(5)의 상이 다소 흐릿해지더라도 플리커 측정에는 지장을 초래하지 않는다.

이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 복수의 2차원 센서를 각각 고속으로 동작시킬 수 있으므로, 측정 정밀도가 저하되는 일 없이 피측정물의 플리커를 2차원적으로 측정하는 것이 가능해진다.

본 명세서는 상기와 같이 다양한 양태의 기술을 개시하고 있는데, 그 중 주된 기술을 이하에 정리한다.

일 양태에 따른 2차원 플리커 측정 장치는,

피측정물의 플리커를 2차원적으로 측정하는 2차원 플리커 측정 장치이며,

각각 행 방향 및 열 방향으로 2차원적으로 배열된 복수의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 복수의 광전 변환 소자 중, 설정된 부분 판독 영역에 포함되는 일부의 광전 변환 소자의 화소값만을 판독하는 부분 판독 기능을 갖는 복수의 2차원 센서와,

상기 피측정물에 복수의 측정 영역을 2차원적으로 설정하는 측정 영역 설정부와,

상기 피측정물의 전체를 포함하는 전체 촬상 영역을 분할한 복수의 부분 촬상 영역 각각에, 상기 복수의 2차원 센서에 있어서의 상기 복수의 부분 판독 영역 각각을 설정함으로써, 상기 복수의 측정 영역에 있어서의 각 화소값을 각각 취득하는 센서 제어부와,

상기 복수의 측정 영역에 있어서의 각 화소값에 기초하여 상기 복수의 측정 영역의 플리커값을 각각 구하는 측정 처리부를

구비하는 것이다.

본 양태에 따르면, 복수의 부분 촬상 영역 각각에, 복수의 2차원 센서에 있어서의 복수의 부분 판독 영역 각각이 설정됨으로써, 복수의 측정 영역에 있어서의 각 화소값이 각각 취득되어 복수의 측정 영역의 플리커값이 각각 구해지고 있다. 이 때문에 전체 측정 영역의 플리커값을 구할 수 있다. 한편, 설정된 부분 판독 영역에 포함되는 일부의 광전 변환 소자의 화소값만이 판독된다. 이 때문에, 전부의 광전 변환 소자의 화소값을 판독하는 경우에 비해 복수의 2차원 센서를 각각 고속으로 동작시킬 수 있다. 따라서 측정 정밀도가 저하되는 일 없이 피측정물의 플리커를 2차원적으로 측정할 수 있다.

상기 일 양태에 있어서, 예를 들어,

상기 복수의 2차원 센서는 각각, 상기 행 방향으로 배열된 복수의 상기 광전 변환 소자의 각 화소값을 일괄하여 판독하는 일괄 판독 동작을 상기 열 방향으로 순차 주사하여 행하도록 구성되고,

상기 센서 제어부는, 분할의 경계선이 상기 행 방향에 평행으로 되도록 상기 전체 촬상 영역을 상기 2차원 센서의 개수로 분할함으로써 상기 복수의 부분 촬상 영역을 설정해도 된다.

이 양태에 따르면, 분할의 경계선이 행 방향에 평행으로 되도록 전체 촬상 영역이 2차원 센서의 개수로 분할됨으로써 복수의 부분 촬상 영역이 설정된다. 따라서 복수의 2차원 센서 각각에 있어서, 일괄 판독 동작을 행하는 행 범위를 지정함으로써 복수의 부분 촬상 영역 각각에 복수의 부분 판독 영역 각각을 설정할 수 있다.

상기 일 양태에 있어서, 예를 들어,

상기 센서 제어부는, 상기 피측정물과의 측정 거리에 기초하여, 상기 복수의 2차원 센서에 있어서의 상기 복수의 부분 판독 영역 각각을 설정해도 된다.

예를 들어 피측정물과의 측정 거리가 변하면, 각 부분 판독 영역의 각 부분 촬상 영역에 대한 상대적인 위치 관계도 변한다. 이 양태에 따르면, 피측정물의 측정 거리에 기초하여, 복수의 2차원 센서에 있어서의 복수의 부분 판독 영역 각각이 설정되므로, 각 부분 판독 영역의 각 부분 촬상 영역에 대한 상대적인 위치 관계를 조정할 수 있다.

상기 일 양태에 있어서, 예를 들어,

상기 피측정물로부터의 광을 상기 복수의 2차원 센서를 향하여 각각 결상하는 광학계를 더 구비하고,

상기 광학계의 특성에 의하여 정해지는 최단 촬영 거리에 상기 피측정물이 배치된 상태에 있어서, 상기 피측정물에 대한 상기 복수의 2차원 센서의 각각의 시야는 상기 열 방향으로 적어도 일부가 서로 중복되어 있어도 된다.

이 양태에 따르면, 최단 촬영 거리에 배치된 피측정물에 대한 복수의 2차원 센서의 각각의 시야는 열 방향으로 적어도 일부가 서로 중복되어 있으므로, 중복되어 있는 범위 내에 있어서 복수의 부분 판독 영역 각각이 설정됨으로써, 각 부분 판독 영역과 각 부분 촬상 영역의 상대적인 위치 관계를 조정할 수 있다. 또한 최단 촬영 거리보다 먼 곳에 피측정물이 배치되면, 피측정물에 대한 복수의 2차원 센서의 각각의 시야의, 열 방향에 있어서의 중복 범위는 커진다. 따라서 복수의 부분 판독 영역 각각의 설정에 의한 조정 가능한 범위가 증대된다.

상기 일 양태에 있어서, 예를 들어,

상기 피측정물에 대한 상기 복수의 2차원 센서의 각각의 시야는 상기 열 방향으로 중첩되어 있어도 된다.

이 양태에 따르면, 피측정물에 대한 복수의 2차원 센서의 각각의 시야가 열 방향으로 중첩되어 있으므로, 복수의 부분 판독 영역 각각이 설정됨으로써, 각 부분 판독 영역과 각 부분 촬상 영역의 상대적인 위치 관계를 조정할 수 있다.

상기 일 양태에 있어서, 예를 들어,

상기 피측정물로부터의 광을 상기 복수의 2차원 센서를 향하여 분기하는 광학 부품을 더 구비해도 된다.

이 양태에 따르면, 피측정물로부터의 광이 복수의 2차원 센서를 향하여 분기되므로, 피측정물에 대한 복수의 2차원 센서의 각각의 시야는 완전히 일치한다. 따라서 각 부분 판독 영역과 각 부분 촬상 영역의 상대적인 위치 관계를 조정하는 것이 불요해진다는 이점이 있다.

상기 일 양태에 있어서, 예를 들어,

상기 측정 처리부는 상기 복수의 2차원 센서마다, 상기 부분 촬상 영역에 포함되는 상기 측정 영역의 화소값에 기초하여 상기 측정 영역의 플리커값을 각각 구하고, 상기 복수의 2차원 센서마다 구해진 상기 측정 영역의 플리커값을 결합하여 상기 복수의 측정 영역의 플리커값을 구해도 된다.

이 양태에 따르면 먼저, 복수의 2차원 센서마다, 부분 촬상 영역에 포함되는 측정 영역의 화소값에 기초하여 측정 영역의 플리커값이 각각 구해진다. 다음으로, 복수의 2차원 센서마다 구해진 측정 영역의 플리커값이 결합되어 복수의 측정 영역의 플리커값이 구해진다. 따라서 피측정물의 2차원적인 플리커를 용이하게 측정할 수 있다.

상기 일 양태에 있어서, 예를 들어,

상기 센서 제어부는, 인접하는 상기 측정 영역이 중첩되도록 상기 측정 영역 설정부에 의하여 설정되어 있는 경우에는, 인접하는 상기 부분 촬상 영역이 중첩되도록 상기 부분 촬상 영역을 설정해도 된다.

높은 S/N의 측정 결과를 얻기 위해서는, 측정 영역당 광전 변환 소자를 증가시켜, 얻어지는 화소값을 크게 하면 된다. 이 경우, 측정 영역의 사이즈를 크게 하면, 인접하는 측정 영역이 중첩되는 일도 있을 수 있다. 이 양태에 따르면, 그 경우에, 인접하는 부분 촬상 영역이 중첩되도록 부분 촬상 영역이 설정된다. 이 때문에, 서로 중첩되어 있는 측정 영역에 있어서의 각 화소값을 각각 적합하게 취득할 수 있다.

본 발명의 실시 형태가 상세히 도시되고 또한 설명되었지만, 그것은 단순한 도시예 및 실시예이지 한정은 아니다. 본 발명의 범위는, 첨부된 클레임의 문언에 따라 해석되어야 한다.

2018년 9월 18일에 제출된 일본 특허 출원 번호 제2018-173419호의 전체의 개시는, 그 전체에 있어서 참조에 의하여 여기에 포함된다.

본 개시의 2차원 플리커 측정 장치는, 디스플레이 장치의 표시 화면에 생기는 플리커를 2차원적으로 측정하는 장치에 이용된다.

Claims

피측정물의 플리커를 2차원적으로 측정하는 2차원 플리커 측정 장치이며,
각각 행 방향 및 열 방향으로 2차원적으로 배열된 복수의 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 복수의 광전 변환 소자 중, 설정된 부분 판독 영역에 포함되는 일부의 광전 변환 소자의 화소값만을 판독하는 부분 판독 기능을 갖는 복수의 2차원 센서와,
상기 피측정물에 복수의 측정 영역을 2차원적으로 설정하는 측정 영역 설정부와,
상기 피측정물의 전체를 포함하는 전체 촬상 영역을 분할한 복수의 부분 촬상 영역 각각에, 상기 복수의 2차원 센서에 있어서의 상기 복수의 부분 판독 영역 각각을 설정함으로써, 상기 복수의 측정 영역에 있어서의 각 화소값을 각각 취득하는 센서 제어부와,
상기 복수의 측정 영역에 있어서의 각 화소값에 기초하여 상기 복수의 측정 영역의 플리커값을 각각 구하는 측정 처리부를 구비하고,
상기 복수의 2차원 센서는 각각, 상기 행 방향으로 배열된 복수의 상기 광전 변환 소자의 각 화소값을 일괄하여 판독하는 일괄 판독 동작을 상기 열 방향으로 순차 주사하여 행하도록 구성되고,
상기 센서 제어부는, 분할의 경계선이 상기 행 방향에 평행으로 되도록 상기 전체 촬상 영역을 상기 2차원 센서의 개수로 분할함으로써 상기 복수의 부분 촬상 영역을 설정하는,
2차원 플리커 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서 제어부는, 상기 피측정물과의 측정 거리에 기초하여, 상기 복수의 2차원 센서에 있어서의 상기 복수의 부분 판독 영역 각각을 설정하는,
2차원 플리커 측정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 피측정물로부터의 광을 상기 복수의 2차원 센서를 향하여 각각 결상하는 광학계를 더 구비하고,
상기 광학계의 특성에 의하여 정해지는 최단 촬영 거리에 상기 피측정물이 배치된 상태에 있어서, 상기 피측정물에 대한 상기 복수의 2차원 센서의 각각의 시야는 상기 열 방향으로 적어도 일부가 서로 중복되어 있는,
2차원 플리커 측정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 피측정물에 대한 상기 복수의 2차원 센서의 각각의 시야는 상기 열 방향으로 중첩되어 있는,
2차원 플리커 측정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 피측정물로부터의 광을 상기 복수의 2차원 센서를 향하여 분기하는 광학 부품을 더 구비하는,
2차원 플리커 측정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 측정 처리부는 상기 복수의 2차원 센서마다, 상기 부분 촬상 영역에 포함되는 상기 측정 영역의 화소값에 기초하여 상기 측정 영역의 플리커값을 각각 구하고, 상기 복수의 2차원 센서마다 구해진 상기 측정 영역의 플리커값을 결합하여 상기 복수의 측정 영역의 플리커값을 구하는,
2차원 플리커 측정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 센서 제어부는, 인접하는 상기 측정 영역이 중첩되도록 상기 측정 영역 설정부에 의하여 설정되어 있는 경우에는, 인접하는 상기 부분 촬상 영역이 중첩되도록 상기 부분 촬상 영역을 설정하는,
2차원 플리커 측정 장치.
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