WO2018198674A1 - 光計測装置 - Google Patents

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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to an optical measurement device.
  • an optical sensor receives light from the display, outputs a photocurrent according to the received light, an integrator integrates the output photocurrent, and an integrated signal And the measurement value is measured from the integrated signal output by the calculation unit.
  • the integration time indicating the length of the integration period in which the integrator integrates the optical signal.
  • the brightness and chromaticity of the display periodically change with time, including transient response. For this reason, the measurement of the brightness
  • the period of time change of luminance and chromaticity of the display is equal to the reciprocal of the frame rate or the length of the vertical synchronization (Vsync) period. For this reason, the integration time is limited to the reciprocal of the frame rate or an integral multiple of the length of the Vsync period.
  • the period of the time change of the brightness and chromaticity is set to the frame rate in order to measure the correct brightness and chromaticity without being affected by flicker. It is assumed that it is twice the reciprocal of or the length of the Vsync period, and the integration time is limited to an integral multiple of the period.
  • a plurality of gains can be selected in the integrator in order to widen the range of luminance that can be measured, and the selected gain is changed when the exposure is not proper exposure. For example, when the exposure is over or under than the proper exposure, gain down or gain up is performed, respectively.
  • the technique described in Patent Document 1 is an example, and a wide luminance range from low luminance to high luminance can be measured while realizing a high S / N ratio.
  • a neutral density filter in another optical measurement device, in order to widen the range of brightness that can be measured, a neutral density filter (ND filter) can be inserted in the optical path of light incident on the optical sensor, and the exposure is over the proper exposure. In some cases, a neutral density filter is inserted into the optical path to reduce the amount of light incident on the optical sensor.
  • ND filter neutral density filter
  • the conventional optical measuring device has a dimming mechanism (ND mechanism) for inserting an ND filter, which must be able to select a large number of gains in the integrating circuit in order to widen the range of luminance that can be measured.
  • ND mechanism dimming mechanism
  • the integration time is limited as described above, so that the appropriate exposure changes according to the length of the Vsync period, and the saturation value for the luminance changes. . This increases the number of necessary gains and increases the load on the optical measurement device.
  • the range of luminance that can be measured with a small number of gains can also be increased by increasing the gain pitch that indicates the difference between two adjacent gains in a small number of selectable gains.
  • the gain pitch is increased, there arises a problem that a measurement condition occurs in which the exposure is under the proper exposure at the selected gain.
  • the invention described below aims to solve this problem.
  • the problem to be solved by the invention described below is to widen the range of luminance that can be measured by the optical measurement device without complicating the optical measurement device.
  • the optical sensor receives the light from the display and outputs a photocurrent according to the light, and the integrator continuously integrates the photocurrent in time and outputs an integrated signal.
  • Requirement accuracy for measurement values, approximate brightness of light, and period of time change of light brightness and chromaticity are acquired.
  • the exposure time is determined from the required accuracy and approximate brightness.
  • the integration time is determined so that the integrator is not saturated and the exposure time is a common multiple of the period and the integration time.
  • the exposure period consists of at least one integration period, the length of the exposure period is the determined exposure time, the length of each of the at least one integration period is the determined integration time, and the integrator has at least one integration period
  • the integrator is controlled to integrate the photocurrent and output at least one integrated signal.
  • Measured value is calculated from at least one integral signal.
  • the range of luminance that can be measured by the optical measuring device can be expanded without complicating the optical measuring device.
  • 1 is a block diagram illustrating an optical measurement device according to a first embodiment. It is a flowchart which illustrates the flow of measurement in the optical measuring device of 1st Embodiment. It is a figure which illustrates the look-up table (LUT) for determining exposure time from the request
  • LUT look-up table
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical measurement device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a measurement flow in the optical measurement device according to the first embodiment.
  • the optical measurement device 1000 measures the luminance and chromaticity of a display, and includes an optical sensor 1020, an integrator 1021, a control unit 1022, and a peripheral unit 1023.
  • the optical measurement device 1000 may include components other than these components.
  • the optical sensor 1020 receives light from the display and outputs a photocurrent corresponding to the received light. Further, the integrator 1021 integrates the output photocurrent and outputs an integration signal corresponding to the amount of charge accumulated by the integration. Further, the control unit 1022 calculates a measurement value from the output integration signal.
  • the integrator 1021 includes an integration circuit 1040, an integration circuit 1041, a switch 1042, and a switch 1043.
  • Integration circuits 1040 and 1041 integrate the photocurrent.
  • Switches 1042 and 1043 switch an integration circuit that integrates the photocurrent between the integration circuit 1040 and the integration circuit 1041 in accordance with control by the control unit 1022. For this reason, the integrator 1021 can integrate the photocurrent continuously in time without interruption.
  • the integrator 1021 may have a plurality of selectable gains. This further expands the range of luminance that can be measured.
  • the control unit 1022 is a computer that operates according to an installed program, and includes a required accuracy acquisition unit 1060, an approximate luminance acquisition unit 1061, a period acquisition unit 1062, an exposure time determination unit 1063, an integration time determination unit 1064, and an integrator control unit. 1065 and a calculation unit 1066 are provided. Hardware that does not execute the program may be responsible for all or part of the processing performed by the computer.
  • the peripheral unit 1023 includes a display unit 1080 and an operation unit 1081.
  • steps S101 to S105 shown in FIG. 2 are executed.
  • step S101 measurement conditions are acquired.
  • the measurement condition may be acquired from an operation on a hardware switch provided in the operation unit 1081 or acquired from an operation performed using the operation unit 1081 on a graphical user interface (GUI) displayed on the display unit 1080. May be.
  • GUI graphical user interface
  • the required accuracy acquisition unit 1060 acquires the required S / N ratio for the measured value.
  • the requested accuracy acquisition unit 1060 is designated by accepting designation of one mode included in the three modes of the high accuracy mode, the standard mode, and the high speed mode respectively corresponding to the three required S / N ratios.
  • the required S / N ratio corresponding to the mode is acquired.
  • the method for obtaining the required S / N ratio may be changed.
  • the request accuracy acquisition unit 1060 receives a specification of one accuracy range included in a plurality of accuracy ranges respectively corresponding to a plurality of request S / N ratios, thereby request S / O corresponding to the specified accuracy range. You may acquire N ratio.
  • the accuracy range is expressed by, for example, “...% or less”, “...% to.
  • the required accuracy other than the required S / N ratio may be acquired.
  • the period acquisition unit 1062 acquires the Vsync time that is the length of the vertical synchronization (Vsync) period that matches the period of time change of the luminance and chromaticity of the display.
  • the Vsync time is acquired from an operation performed using the operation unit 1081 on the GUI displayed on the display unit 1080.
  • the Vsync frequency may be acquired, and the Vsync time may be acquired from the acquired Vsync frequency.
  • the method for acquiring the Vsync time may be changed.
  • the Vsync signal may be input to the period acquisition unit 1062, and the Vsync time may be acquired from the Vsync signal input to the period acquisition unit 1062.
  • Step S102 the approximate brightness of the light from the display is acquired.
  • Step S102 may be executed simultaneously with step S101.
  • the integrator control unit 1065 controls the integrator 1021. The control is performed so that the integrator 1021 integrates the photocurrent during an initial integration period preceding a plurality of integration periods described later and outputs an initial integration signal.
  • the approximate brightness acquisition unit 1061 acquires the approximate brightness of light from the display from the initial integration signal.
  • the initial integration period may be short.
  • the method of obtaining the approximate brightness may be changed. One example will be described later.
  • the exposure time determination unit 1063 determines the exposure time from the acquired required S / N ratio and the approximate brightness.
  • the exposure time can be changed according to the required S / N.
  • the exposure time may be determined by a function having the required S / N ratio and approximate luminance as variables, or may be determined by a look-up table (LUT).
  • the function is a function represented by, for example, the formula (1).
  • F (required S / N ratio, approximate brightness) included in Expression (1) is an integer.
  • the LUT is a look-up table for determining the exposure time from the required S / N ratio and the approximate brightness shown in FIG. 3, for example.
  • Exposure time Vsync time ⁇ f (required S / N ratio, approximate brightness) (1)
  • the integration time determination unit 1064 sets the maximum desaturation integration time, which is the upper limit of an appropriate integration time that can ensure the S / N ratio without the integrator 1021 being saturated from the acquired approximate brightness. decide. In addition, the integration time determination unit 1064 sets the integration time and the number of repetitions so that the integration time is shorter than the determined maximum unsaturated integration time, and the determined exposure time is the common multiple of the acquired Vsync time and integration time. decide. As a result, the integration time in which the integrator 1021 is not saturated and the exposure time is a common multiple of the Vsync time and the integration time is determined.
  • the integration time is preferably the longest condition that satisfies the above-mentioned conditions that satisfy the expressions (2) and (3).
  • the common multiple is preferably the least common multiple.
  • the determination of the exposure time, the determination of the maximum unsaturated integration time, and the determination of the integration time are performed in separate steps, but may be performed in the same step.
  • the integration time may be directly determined by an LUT that determines the integration time from the required S / N ratio, the Vsync frequency, and the approximate luminance so as to satisfy the above-described condition, as shown in FIG.
  • the integrator control unit 1065 controls the integrator 1021.
  • the exposure period is composed of a plurality of integration periods
  • the number of the plurality of integration periods is the determined number of repetitions
  • the length of the exposure period is the determined exposure time
  • the length of each of the plurality of integration periods The integration time is determined
  • the integrator 1021 integrates the photocurrent during a plurality of integration periods and outputs a plurality of integration signals, respectively. Thereby, the measurement by the determined measurement conditions is performed.
  • the measurement value is calculated and output.
  • the calculation unit 1066 acquires a plurality of integration signal values respectively indicating the magnitudes of the output plurality of integration signals, and calculates the average value of the acquired plurality of integration signal values per unit time. Then, the necessary calculation processing is performed on the value obtained by the conversion, and the measured values of luminance and chromaticity are calculated. Thereby, the measured values of luminance and chromaticity are calculated from the plurality of integrated signals. The method of calculating the measurement values of luminance and chromaticity may be changed. In addition, the computing unit 1066 outputs computed brightness and chromaticity computation values.
  • the number of selectable gains can be reduced, the load on the optical measurement device can be reduced, and the optical measurement device can be simplified. For this reason, the range of luminance that can be measured by the optical measuring device can be expanded without complicating the optical measuring device.
  • FIGS. 5 and 6 shows a display to be measured by the optical measurement device of the first embodiment and a state of an integrator provided in the optical measurement device. It is a timing chart which illustrates the example of the time change of.
  • FIG. 5 shows an example when the Vsync frequency of the display is high.
  • FIG. 6 shows an example when the Vsync frequency of the display is low.
  • an exposure period 1100 having an exposure time necessary for ensuring a required S / N ratio is equally divided into eight Vsync periods 1120.
  • the Vsync time is, for example, about 1 millisecond to 2 seconds.
  • the exposure period 1100 is equally divided into five integration periods 1140. For this reason, the exposure time is a common multiple of the integration time and the Vsync time.
  • the integration time is shorter than the maximum unsaturated integration time.
  • an exposure period 1160 having an exposure time necessary to ensure the required S / N ratio is equally divided into four Vsync periods 1180.
  • the Vsync time is, for example, about 1 millisecond to 2 seconds.
  • the exposure period 1160 is equally divided into five integration periods 1200. For this reason, the exposure time is a common multiple of the integration time and the Vsync time.
  • the integration time is shorter than the maximum unsaturated integration time.
  • FIG. 7 is a timing chart illustrating an example of a time change in the state of the optical measurement device according to the first embodiment and the integrator provided in the optical measurement device.
  • the state of the optical measurement device 1000 changes from the standby state 1220 to the measurement state 1240 at the timing T1 when the measurement command is received from the operator, and the exposure time has elapsed from the timing T1.
  • the measurement state 1240 changes to the standby state 1260.
  • the state of the integrator 1021 changes from the state 1280 in which the integration circuit reset operation is performed at the timing T1 to the state 1300 in which the integration operation is performed, and at the timing T2.
  • the state changes from the state 1300 in which the integration operation is performed to the state 1320 in which the integration circuit reset operation is performed.
  • the integrator 1021 is in the state 1280 and 1320 in which the integration circuit reset operation is being performed when the optical measurement device 1000 is in the standby state 1220 and 1260, respectively, and the optical measurement device 1000 is in the measurement state 1240. In this case, the integration operation is being performed 1300.
  • the integrator 1021 can always integrate the optical signal and output the integrated signal even in the states 1280 and 1320 in which the integration circuit reset operation is performed. For this reason, the integrator control unit 1065 controls the integrator 1021 to integrate the photocurrent and output the standby integration signal in the standby integration period 1340 that repeatedly arrives, and the approximate luminance acquisition unit 1061
  • the approximate luminance may be acquired by regarding the standby integration period that has just arrived as the initial integration period. As a result, the approximate luminance is acquired before the timing T1 at which the measurement is started, so that the time required for the measurement is shortened.
  • the length of the standby integration period 1340 that repeatedly arrives may be the shortest settable time.
  • Optical Measuring Device 1020 Optical Sensor 1021 Integrator 1022 Control Unit 1060 Required Accuracy Acquisition Unit 1061 Approximate Luminance Acquisition Unit 1062 Period Acquisition Unit 1063 Exposure Time Determination Unit 1064 Integration Time Determination Unit 1065 Integrator Control Unit 1066 Operation Unit

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Abstract

光計測装置を複雑にすることなく光計測装置が計測できる輝度の範囲を広げる。光計測装置においては、光センサーが、ディスプレイからの光を受光し、光に応じた光電流を出力し、積分器が、時間的に連続して光電流を積分し積分信号を出力する。計測値に対する要求精度、光の概算輝度並びに光の輝度及び色度の時間変化の周期が取得される。要求精度及び概算輝度から露光時間が決定される。積分器が飽和せず露光時間が周期及び積分時間の公倍数となるように積分時間が決定される。露光期間が少なくともひとつの積分期間からなり、露光期間の長さが決定された露光時間となり、少なくともひとつの積分期間の各々の長さが決定された積分時間となり、積分器が少なくともひとつの積分期間に光電流を積分し少なくともひとつの積分信号をそれぞれ出力するように積分器が制御される。少なくともひとつの積分信号から計測値が演算される。

Description

光計測装置
　本発明は、光計測装置に関する。
　ディスプレイの輝度及び色度を計測する光計測装置においては、光センサーがディスプレイからの光を受光し受光した光に応じた光電流を出力し、積分器が出力された光電流を積分し積分信号を出力し、演算部が出力された積分信号から計測値を計測する。しかし、積分器が光信号を積分する積分期間の長さを示す積分時間には、制約がある。
　ディスプレイの輝度及び色度は、過渡応答を含み、周期的に時間変化する。このため、ディスプレイの輝度及び色度の計測は、ディスプレイの輝度及び色度の周期的な時間変化に同期して行われなければならない。したがって、積分時間は、ディスプレイの輝度及び色度の時間変化の周期の整数倍に制限される。
　ディスプレイの輝度及び色度の時間変化の周期は、フレームレートの逆数又は垂直同期（Ｖｓｙｎｃ）期間の長さに一致する。このため、積分時間は、フレームレートの逆数又はＶｓｙｎｃ期間の長さの整数倍に制限される。ただし、焼き付き防止のために反転駆動が行われる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）においては、原理上フリッカーが発生する。このため、光計測装置がＬＣＤの輝度及び色度を計測する場合は、フリッカーの影響を受けずに正確な輝度及び色度を計測するために、輝度及び色度の時間変化の周期がフレームレートの逆数の２倍又はＶｓｙｎｃ期間の長さの２倍であるとみなされ、積分時間が当該周期の整数倍に制限される。
　光計測装置においては、計測できる輝度の範囲を広げるために、積分器において複数のゲインを選択できるようにされ、露光が適正露光でない場合には選択されるゲインが変更される。例えば、露光が適正露光よりオーバー又はアンダーである場合にはそれぞれゲインダウン又はゲインアップが行われる。特許文献１に記載された技術は、その一例であり、高いＳ／Ｎ比を実現しながら低輝度から高輝度までの広い輝度の範囲を計測できるようにしている。
　また、別の光計測装置においては、計測できる輝度の範囲を広げるために、光センサーに入射する光の光路に減光フィルター（ＮＤフィルター）を挿入できるようにされ、露光が適正露光よりオーバーである場合には減光フィルターが光路に挿入され光センサーに入射する光の光量が減少させられる。
特開２００５－３２１３１３号公報
　しかし、従来の光計測装置には、計測できる輝度の範囲を広げるために、積分回路において多数のゲインを選択できるようにしなければならない、ＮＤフィルターを挿入するための減光機構（ＮＤ機構）を設けなければならない等の問題があった。このため、計測が行われる環境の変動、計測対象の個体ばらつき等に対する補正を行うために、多くの補正値及び演算が必要になり、そのための記憶容量が必要になっていた。例えば、多数のゲインにそれぞれ対応する多数のオフセット・ゲイン補正、環境補正値等が必要になっていた。
　特に、光計測装置がディスプレイの輝度及び色度を計測する場合は、積分時間が先述のように制限されるため、Ｖｓｙｎｃ期間の長さに応じて適正露光が変化し輝度に対する飽和値が変化する。このため、必要なゲインの数が増加し、光計測装置にかかる負荷が大きくなる。
　少数のゲインにより計測できる輝度の範囲を広げることも、選択できる少数のゲインにおいて隣接するふたつのゲインの差を示すゲインピッチを大きくすることにより可能である。しかし、ゲインピッチを大きくした場合は、選択されたゲインにおいて露光が適正露光よりアンダーとなる計測条件が発生するという問題が発生する。
　以下で説明する発明は、この問題を解決することを目的とする。以下で説明する発明が解決しようとする課題は、光計測装置を複雑にすることなく光計測装置が計測できる輝度の範囲を広げることである。
　光計測装置においては、光センサーが、ディスプレイからの光を受光し、光に応じた光電流を出力し、積分器が、時間的に連続して光電流を積分し積分信号を出力する。
　計測値に対する要求精度、光の概算輝度並びに光の輝度及び色度の時間変化の周期が取得される。
　要求精度及び概算輝度から露光時間が決定される。積分器が飽和せず露光時間が周期及び積分時間の公倍数となるように積分時間が決定される。
　露光期間が少なくともひとつの積分期間からなり、露光期間の長さが決定された露光時間となり、少なくともひとつの積分期間の各々の長さが決定された積分時間となり、積分器が少なくともひとつの積分期間に光電流を積分し少なくともひとつの積分信号をそれぞれ出力するように積分器が制御される。
　少なくともひとつの積分信号から計測値が演算される。
　以下で説明する発明によれば、光計測装置を複雑にすることなく光計測装置が計測できる輝度の範囲を広げることができる。
　この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
第１実施形態の光計測装置を図示するブロック図である。 第１実施形態の光計測装置における計測の流れを図示するフローチャートである。 第１実施形態の光計測装置における、要求Ｓ／Ｎ比及び概算輝度から露光時間を決定するためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を図示する図である。 第１実施形態の光計測装置における、要求Ｓ／Ｎ比、垂直同期（Ｖｓｙｎｃ）周波数及び概算輝度から積分時間を決定するためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を図示する図である。 第１実施形態の光計測装置による計測の対象となるディスプレイ及び当該光計測装置に備えられる積分器の状態の時間変化の例を図示するタイミングチャートである。 第１実施形態の光計測装置による計測の対象となるディスプレイ及び当該光計測装置に備えられる積分器の状態の時間変化の例を図示するタイミングチャートである。 第１実施形態の光計測装置及び当該光計測装置に備えられる積分器の状態の時間変化の例を図示するタイミングチャートである。
　１　光計測装置
　図１は、第１実施形態の光計測装置を図示するブロック図である。図２は、第１実施形態の光計測装置における計測の流れを図示するフローチャートである。
　図１に図示される光計測装置１０００は、ディスプレイの輝度及び色度を計測し、光センサー１０２０、積分器１０２１、制御部１０２２及び周辺部１０２３を備える。光計測装置１０００がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。
　光計測装置１０００においては、光センサー１０２０が、ディスプレイからの光を受光し、受光した光に応じた光電流を出力する。また、積分器１０２１が、出力された光電流を積分し、積分により蓄積された電荷の量に応じた積分信号を出力する。さらに、制御部１０２２が、出力された積分信号から計測値を演算する。
　積分器１０２１は、積分回路１０４０、積分回路１０４１、スイッチ１０４２及びスイッチ１０４３を備える。
　積分回路１０４０及び１０４１は、光電流を積分する。スイッチ１０４２及び１０４３は、制御部１０２２による制御にしたがって光電流を積分する積分回路を積分回路１０４０と積分回路１０４１との間で切り替える。このため、積分器１０２１は、光電流を時間的に連続して途切れることなく積分できる。
　積分器１０２１が、選択可能な複数のゲインを有してもよい。これにより、計測できる輝度の範囲がさらに広がる。
　制御部１０２２は、インストールされたプログラムにしたがって動作するコンピューターであり、要求精度取得部１０６０、概算輝度取得部１０６１、周期取得部１０６２、露光時間決定部１０６３、積分時間決定部１０６４、積分器制御部１０６５及び演算部１０６６を備える。コンピューターが担う処理の全部又は一部を、プログラムを実行しないハードウェアが担ってもよい。
　周辺部１０２３は、表示部１０８０及び操作部１０８１を備える。
　計測においては、操作者からの計測命令の受信に応答して、図２に示されるステップＳ１０１からステップＳ１０５までが実行される。
　ステップＳ１０１においては、測定条件が取得される。測定条件は、操作部１０８１に備えられるハードウェアスイッチに対する操作から取得されてもよいし、表示部１０８０に表示されるグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）に対して操作部１０８１を用いて行われる操作から取得されてもよい。
　測定条件の取得においては、要求精度取得部１０６０が、計測値に対する要求Ｓ／Ｎ比を取得する。要求精度取得部１０６０は、３個の要求Ｓ／Ｎ比にそれぞれ対応する高精度モード、標準モード及び高速モードという３個のモードに含まれる１個のモードの指定を受け付けることにより、指定されたモードに対応する要求Ｓ／Ｎ比を取得する。要求Ｓ／Ｎ比の取得方法が変更されてもよい。例えば、要求精度取得部１０６０が、複数の要求Ｓ／Ｎ比にそれぞれ対応する複数の精度範囲に含まれる１個の精度範囲の指定を受け付けることにより、指定された精度範囲に対応する要求Ｓ／Ｎ比を取得してもよい。精度範囲は、例えば、「・・・％以下」、「・・・％から・・・％まで」等により表現される。要求Ｓ／Ｎ比以外の要求精度が取得されてもよい。
　また、測定条件の取得においては、周期取得部１０６２が、ディスプレイの輝度及び色度の時間変化の周期に一致する垂直同期（Ｖｓｙｎｃ）期間の長さであるＶｓｙｎｃ時間を取得する。Ｖｓｙｎｃ時間は、表示部１０８０に表示されるＧＵＩに対して操作部１０８１を用いて行われる操作から取得される。Ｖｓｙｎｃ周波数が取得され、取得されたＶｓｙｎｃ周波数からＶｓｙｎｃ時間が取得されてもよい。Ｖｓｙｎｃ時間の取得方法が変更されてもよい。例えば、周期取得部１０６２にＶｓｙｎｃ信号が入力され、周期取得部１０６２が入力されたＶｓｙｎｃ信号からＶｓｙｎｃ時間を取得してもよい。反転駆動が行われる液晶ディスプレイの輝度及び色度が計測される場合は、Ｖｓｙｎｃ時間に代えて、液晶ディスプレイの輝度及び色度の時間変化の周期に一致する、Ｖｓｙｎｃ時間の２倍の時間が取得される。
　続くステップＳ１０２においては、ディスプレイからの光の概算輝度が取得される。ステップＳ１０２がステップＳ１０１と同時に実行されてもよい。
　概算輝度の取得においては、積分器制御部１０６５が、積分器１０２１を制御する。制御は、積分器１０２１が後述する複数の積分期間に先行する初期積分期間に光電流を積分し初期積分信号を出力するように行われる。また、概算輝度取得部１０６１が、初期積分信号からディスプレイからの光の概算輝度を取得する。初期積分期間は、短くてもかまわない。概算輝度の取得の方法が変更されてもよい。その一例は後述する。
　続くステップＳ１０３においては、計測条件が決定される。
　計測条件の決定においては、露光時間決定部１０６３が、取得された要求Ｓ／Ｎ比及び概算輝度から露光時間を決定する。露光時間は、要求Ｓ／Ｎに応じて変更可能である。露光時間は、要求Ｓ／Ｎ比及び概算輝度を変数に持つ関数により決定されてもよいし、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）により決定されてもよい。当該関数は、例えば式（１）で表される関数である。式（１）に含まれるｆ（要求Ｓ／Ｎ比，概算輝度）は、整数である。当該ＬＵＴは、例えば図３に図示される要求Ｓ／Ｎ比及び概算輝度から露光時間を決定するためのルックアップテーブルである。
　露光時間＝Ｖｓｙｎｃ時間×ｆ（要求Ｓ／Ｎ比，概算輝度）・・・（１）
　また、計測条件の取得においては、積分時間決定部１０６４が、取得された概算輝度から積分器１０２１が飽和せずＳ／Ｎ比を確保できる適正な積分時間の上限である最大非飽和積分時間を決定する。加えて、積分時間決定部１０６４が、決定された最大非飽和積分時間より積分時間が短く、決定された露光時間が取得されたＶｓｙｎｃ時間及び積分時間の公倍数となるように積分時間及び繰り返し回数を決定する。これにより、積分器１０２１が飽和せず露光時間がＶｓｙｎｃ時間及び積分時間の公倍数となる積分時間が決定される。
　積分時間は、望ましくは、式（２）及び（３）を満たすような、先述の条件を満たす最長のものである。また、公倍数は、望ましくは最小公倍数である。これらにより、積分器１０２１が飽和しない範囲内で積分器１０２１に蓄積される電荷が増加し、Ｓ／Ｎ比が改善される。
　繰り返し回数＝Ｉｎｔ（露光時間／最大非飽和積分時間）＋１・・・（２）
　積分時間＝露光時間／繰り返し回数・・・（３）
　露光時間の決定、最大非飽和積分時間の決定及び積分時間の決定は、別工程において行われるが、同一工程において行われてもよい。例えば、図４に図示される、先述の条件を満たすように要求Ｓ／Ｎ比、Ｖｓｙｎｃ周波数及び概算輝度から積分時間を決定するＬＵＴにより積分時間が直接的に決定されてもよい。
　続くステップＳ１０４においては、計測が行われる。
　計測においては、積分器制御部１０６５が、積分器１０２１を制御する。制御は、露光期間が複数の積分期間からなり、複数の積分期間の数が決定された繰り返し回数になり、露光期間の長さが決定された露光時間となり、複数の積分期間の各々の長さが決定された積分時間になり、積分器１０２１が複数の積分期間に光電流を積分し複数の積分信号をそれぞれ出力するように行われる。これにより、決定された計測条件による計測が行われる。
　続くステップＳ１０５においては、計測値の演算及び出力が行われる。
　計測値の演算及び出力においては、演算部１０６６が、出力された複数の積分信号の大きさをそれぞれ示す複数の積分信号値を取得し、取得した複数の積分信号値の平均値を単位時間当たりの値に換算し、換算により得られた値に必要な演算処理を行い輝度及び色度の計測値を演算する。これにより、複数の積分信号から輝度及び色度の計測値が演算される。輝度及び色度の計測値の演算の方法が変更されてもよい。加えて、演算部１０６６は、演算した輝度及び色度の演算値を出力する。
　第１実施形態の光計測装置におけるこのような計測によれば、選択可能なゲインの数を減らすことができ、光計測装置にかかる負荷を減らすことができ、光計測装置を簡潔にできる。このため、光計測装置を複雑にすることなく光計測装置が計測できる輝度の範囲を広げることができる。
　２　計測条件における露光時間、積分時間及びＶｓｙｎｃ時間の関係
　図５及び図６の各々は、第１実施形態の光計測装置による計測の対象となるディスプレイ及び当該光計測装置に備えられる積分器の状態の時間変化の例を図示するタイミングチャートである。
　図５は、ディスプレイのＶｓｙｎｃ周波数が高い場合の例を示す。図６は、ディスプレイのＶｓｙｎｃ周波数が低い場合の例を示す。
　図５に図示される例においては、要求Ｓ／Ｎ比を確保するために必要な露光時間を有する露光期間１１００が、８個のＶｓｙｎｃ期間１１２０に等分割される。Ｖｓｙｎｃ時間は、例えば１ミリ秒から２秒程度である。また、露光期間１１００が、５個の積分期間１１４０に等分割される。このため、露光時間は、積分時間及びＶｓｙｎｃ時間の公倍数となっている。積分時間は、最大非飽和積分時間より短い。
　図６に図示される例においては、要求Ｓ／Ｎ比を確保するために必要な露光時間を有する露光期間１１６０が、４個のＶｓｙｎｃ期間１１８０に等分割される。Ｖｓｙｎｃ時間は、例えば１ミリ秒から２秒程度である。また、露光期間１１６０が、５個の積分期間１２００に等分割される。このため、露光時間は、積分時間及びＶｓｙｎｃ時間の公倍数となっている。積分時間は、最大非飽和積分時間より短い。
　３　概算輝度を取得する方法の別例
　図７は、第１実施形態の光計測装置及び当該光計測装置に備えられる積分器の状態の時間変化の例を図示するタイミングチャートである。
　図７（ａ）に図示されるように、光計測装置１０００の状態は、操作者から計測命令を受信したタイミングＴ１に待機状態１２２０から計測状態１２４０に変化し、タイミングＴ１から露光時間が経過したタイミングＴ２に計測状態１２４０から待機状態１２６０に変化する。
　また、図７（ｂ）に図示されるように、積分器１０２１の状態は、タイミングＴ１に積分回路リセット動作を行っている状態１２８０から積分動作を行っている状態１３００に変化し、タイミングＴ２に積分動作を行っている状態１３００から積分回路リセット動作を行っている状態１３２０に変化する。したがって、積分器１０２１は、光計測装置１０００が待機状態１２２０及び１２６０である場合は、それぞれ積分回路リセット動作を行っている状態１２８０及び１３２０となっており、光計測装置１０００が計測状態１２４０である場合は、積分動作を行っている状態１３００となっている。
　積分器１０２１は、積分回路リセット動作を行っている状態１２８０及び１３２０においても、常時光信号を積分でき積分信号を出力できる。このため、積分器制御部１０６５が、繰り返し到来する待機時積分期間１３４０に光電流を積分し待機時積分信号を出力するように積分器１０２１を制御し、概算輝度取得部１０６１が、露光期間の直前に到来した待機時積分期間を初期積分期間とみなして概算輝度を取得してもよい。これにより、計測が開始されるタイミングＴ１の前に概算輝度が取得されるので、計測に要する時間が短縮される。繰り返し到来する待機時積分期間１３４０の長さは、設定可能な最短時間としてもよい。
　この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１０００　光計測装置
　１０２０　光センサー
　１０２１　積分器
　１０２２　制御部
　１０６０　要求精度取得部
　１０６１　概算輝度取得部
　１０６２　周期取得部
　１０６３　露光時間決定部
　１０６４　積分時間決定部
　１０６５　積分器制御部
　１０６６　演算部

Claims (6)

  1. 　ディスプレイからの光を受光し、前記光に応じた光電流を出力する光センサーと、
    　時間的に連続して前記光電流を積分し積分信号を出力する積分器と、
    　計測値に対する要求精度を取得する要求精度取得部と、
    　前記光の概算輝度を取得する概算輝度取得部と、
    　前記光の輝度及び色度の時間変化の周期を取得する周期取得部と、
    　前記要求精度及び前記概算輝度から露光時間を決定する露光時間決定部と、
    　前記積分器の積分時間を、前記積分器が飽和せず前記露光時間が前記周期及び前記積分時間の公倍数となるように決定する積分時間決定部と、
    　露光期間が少なくともひとつの積分期間からなり、前記露光期間の長さが前記露光時間となり、前記少なくともひとつの積分期間の各々の長さが前記積分時間となり、前記積分器が前記少なくともひとつの積分期間に前記光電流を積分し少なくともひとつの積分信号をそれぞれ出力するように前記積分器を制御する積分器制御部と、
    　前記少なくともひとつの積分信号から前記計測値を演算する演算部と、
    を備える光計測装置。
  2. 　前記積分器制御部は、前記積分器が前記少なくともひとつの積分期間に先行する初期積分期間に前記光電流を積分し初期積分信号を出力するように前記積分器を制御し、
    　前記概算輝度取得部は、前記初期積分信号から前記概算輝度を取得する
    請求項１の光計測装置。
  3. 　前記積分器制御部は、繰り返し到来する待機時積分期間に前記光電流を積分し待機時積分信号を出力するように前記積分器を制御し、
    　前記初期積分期間は、前記露光期間の直前に到来した待機時積分期間である
    請求項２の光計測装置。
  4. 　前記公倍数は、最小公倍数である
    請求項１から３までのいずれかの光計測装置。
  5. 　前記露光時間は、前記要求精度に応じて変更可能である
    請求項１から４までのいずれかの光計測装置。
  6. 　前記積分器は、選択可能な複数のゲインを有する
    請求項１から５までのいずれかの光計測装置。
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