JP4580356B2 - 動画応答曲線の測定方法及び装置 - Google Patents
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Description
本発明は、動画追従カラーカメラにより撮影された測定対象ディスプレイの動画追従画像に基づいて動画応答曲線の測定をする方法及び装置に関するものである。
ディスプレイにおける動画ボヤケの評価のためには、ヒトの眼球のように動画に追従するようにカメラを移動させて測定する必要がある。
従来、ミラーを取り付けたガルバノスキャナを動画の移動速度に合わせて回転させることにより追従画像を撮影する装置（動画追従カメラという）が知られている（特許公報１，２参照）。
従来、ミラーを取り付けたガルバノスキャナを動画の移動速度に合わせて回転させることにより追従画像を撮影する装置（動画追従カメラという）が知られている（特許公報１，２参照）。
この撮影装置は、画像を左から右にスクロールさせて、その追従画像を撮影する。この撮影した画像の移動方向のＣＣＤ画素を時間軸に変換して横軸とし、ＲＧＢ受光強度を縦軸としてグラフ化する。この曲線を動画応答曲線(MPRC; Moving Picture Response Curve)という。このＭＰＲＣのエッジの形から動画応答時間ＭＰＲＴ( Moving Picture Response Time)を求める。このＭＰＲＴを用いて動画ボヤケの客観的評価を行うことができる。
特開2001-54147号公報
国際公開ＷＯ2004/075567号公報
カラーカメラで動画を追従撮影して、動画応答曲線を求めると、エッジの色づきが観測される。
例えばフィールドシーケンシャル駆動の場合は、原理上、各色の素子の発光タイミングをＲＧＢごとにずらして点灯させているため、動画表示で画像のエッジ部が色づくこと（色割れ，カラーブレイクアップという）が知られている。これは、動画応答時間が各色ごとに同じでも、表示タイミングがずれるからである
プラズマディスプレイや液晶ブィスプレイの場合、表示素子の動画応答時間が各色の素子ごとに異なるので、色ボヤケが起こる。例えば、プラズマディスプレイでは蛍光体の応答速度と残光特性がＲＧＢ色で異なるため、黒から白に移る課程で青色みがかり、黒から白に移る課程では黄色みがかる。このため動画のエッジ部が色づく。
例えばフィールドシーケンシャル駆動の場合は、原理上、各色の素子の発光タイミングをＲＧＢごとにずらして点灯させているため、動画表示で画像のエッジ部が色づくこと（色割れ，カラーブレイクアップという）が知られている。これは、動画応答時間が各色ごとに同じでも、表示タイミングがずれるからである
プラズマディスプレイや液晶ブィスプレイの場合、表示素子の動画応答時間が各色の素子ごとに異なるので、色ボヤケが起こる。例えば、プラズマディスプレイでは蛍光体の応答速度と残光特性がＲＧＢ色で異なるため、黒から白に移る課程で青色みがかり、黒から白に移る課程では黄色みがかる。このため動画のエッジ部が色づく。
そこで、ディスプレイ間の比較評価を行う場合、画像の色づきを考慮して、対象となるディスプレイの発光色ごとの動画応答曲線を求めることが望まれている。
本発明は、動画追従画像のエッジの色づきを構成色ごとに分解して、色味変化の客観的な定量評価を行うことのできる動画応答曲線の測定方法を提供することを目的とする。
本発明は、動画追従画像のエッジの色づきを構成色ごとに分解して、色味変化の客観的な定量評価を行うことのできる動画応答曲線の測定方法を提供することを目的とする。
ディスプレイのエッジの色づきは、ディスプレイの発光タイミングのずれによるところが大きい。このエッジ部の色味の変化を修正するには、ディスプレイの発光タイミングの情報が必要になる。したがって、ディスプレイの開発者は、ディスプレイのＭＰＲＣを確認し、調整する必要がある。
本発明の動画応答曲線の測定方法は、測定対象ディスプレイにおいて画像をスクロールさせ、前記スクロールしている動画像をカラーカメラで追従撮影して動画追従画像を取得し、前記動画追従画像に基づいて得られる受光強度データを用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換する方法である。
本発明の動画応答曲線の測定方法は、測定対象ディスプレイにおいて画像をスクロールさせ、前記スクロールしている動画像をカラーカメラで追従撮影して動画追従画像を取得し、前記動画追従画像に基づいて得られる受光強度データを用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換する方法である。
この方法によれば、動画追従カラーカメラによりディスプレイに映し出された動画のエッジを測定することで、カラー画像で動画追従画像を測定する。カラー画像で測定することにより、人の目で見た画像を再現できる。
特に、本発明では、受光強度データを用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換することで、カラーカメラの特性によらないで、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換することができ、測定対象ディスプレイの色味変化の定量評価が可能となる。
特に、本発明では、受光強度データを用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換することで、カラーカメラの特性によらないで、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換することができ、測定対象ディスプレイの色味変化の定量評価が可能となる。
前記動画追従画像に基づいて得られた受光強度データを用いた動画応答曲線から、受光強度を色度に変換することにより、色度を用いた動画応答曲線を取得し、この色度を用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換することとしてもよい。
また、前記動画追従画像に基づいて得られた受光強度データを用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に、直接変換することもできる。
また、前記動画追従画像に基づいて得られた受光強度データを用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に、直接変換することもできる。
また、動画応答曲線の測定装置は、前記本発明の動画応答曲線の測定方法と実質同一発明に係る測定装置である。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、動画追従カラーカメラの構成図を示す。
動画追従カラーカメラは、測定対象であるディスプレイ５の画面を撮影するものであり、ガルバノミラー２と、ガルバノミラー２を通してディスプレイ５を撮影するカラーカメラ３と、フォトセンサ１１と、コンピュータ制御部６とを備えている。
図１は、動画追従カラーカメラの構成図を示す。
動画追従カラーカメラは、測定対象であるディスプレイ５の画面を撮影するものであり、ガルバノミラー２と、ガルバノミラー２を通してディスプレイ５を撮影するカラーカメラ３と、フォトセンサ１１と、コンピュータ制御部６とを備えている。
ガルバノミラー２は、コイルに電流を流すことによって発生する磁界の中に、永久磁石を回転可能に配置し、その永久磁石の回転軸にミラーを装着したもので、スムーズで迅速なミラーの回転が可能である。
コンピュータ制御部６から、ガルバノミラー駆動コントローラ７を通して、ガルバノミラー２に回転駆動信号が送られる。
コンピュータ制御部６から、ガルバノミラー駆動コントローラ７を通して、ガルバノミラー２に回転駆動信号が送られる。
なお、ガルバノミラー２とカラーカメラ３を別々に構成するのではなく、軽量ディジタルカメラなどのカメラ自体を回転台に設置して、回転駆動モータで回転駆動してもよい。
カラーカメラ３は、ディスプレイ５の一部又は全部を撮像の視野としている。
カラーカメラ３とディスプレイ５との間には、視感度フィルム９、ガルバノミラー２が存在して、ガルバノミラー２の回転に応じてカラーカメラ３の視野がディスプレイ５上を一次元方向（以下「スクロール方向」という）に動くことができる。
カラーカメラ３は、ディスプレイ５の一部又は全部を撮像の視野としている。
カラーカメラ３とディスプレイ５との間には、視感度フィルム９、ガルバノミラー２が存在して、ガルバノミラー２の回転に応じてカラーカメラ３の視野がディスプレイ５上を一次元方向（以下「スクロール方向」という）に動くことができる。
フォトセンサ１１は、ディスプレイ５上を移動する画像を検出するものであり、フォトセンサ１１の検出時点をトリガとして、ガルバノミラー２の回転を開始させる。なお、フォトセンサ１１がなく、ガルバノミラー２の回転を開始させるトリガ信号をコンピュータ制御部６からガルバノミラー駆動コントローラ７に供給するようにしてもよい。
カラーカメラ３で取得した画像信号は、Ｉ／Ｏボード８を通してコンピュータ制御部６に取り込まれる。
カラーカメラ３で取得した画像信号は、Ｉ／Ｏボード８を通してコンピュータ制御部６に取り込まれる。
コンピュータ制御部６には、液晶モニタ１０が接続される。
図２は、カラーカメラ３の検出面３１と測定対象のディスプレイ５との位置関係を示す光路図である。ディスプレイ５上からの光線は、ガルバノミラー２で反射されて、カラーカメラ３のレンズに入射され、カラーカメラ３の検出面３１で検出される。ガルバノミラー２の裏側に、カラーカメラ３の検出面３１の鏡像３２を破線で描いている。
図２は、カラーカメラ３の検出面３１と測定対象のディスプレイ５との位置関係を示す光路図である。ディスプレイ５上からの光線は、ガルバノミラー２で反射されて、カラーカメラ３のレンズに入射され、カラーカメラ３の検出面３１で検出される。ガルバノミラー２の裏側に、カラーカメラ３の検出面３１の鏡像３２を破線で描いている。
ディスプレイ５とガルバノミラー２との光路に沿った距離をＬとする。測定対象ディスプレイとレンズまでの光路に沿った距離をａ、レンズから検出面３１までの距離をｂとする。レンズの焦点距離ｆが既知であれば、式
１／ｆ＝１／ａ＋１／ｂ
を用いて、ａ，ｂの関係を求めることができる。
１／ｆ＝１／ａ＋１／ｂ
を用いて、ａ，ｂの関係を求めることができる。
測定対象ディスプレイ５のスクロール方向の座標をＸとする。カラーカメラ３の検出面３１の受光強度の座標をＹとする。Ｘの原点Ｘ0を測定対象ディスプレイ中央にとり、Ｙの原点Ｙ0を、Ｘ0に対応する点にとる。Ｍをカラーカメラ３のレンズの倍率とすると、
Ｘ＝ＭＹ
が成り立つ。倍率Ｍは、前記ａ，bを使って、
Ｍ＝−ｂ／ａ
で表される。
Ｘ＝ＭＹ
が成り立つ。倍率Ｍは、前記ａ，bを使って、
Ｍ＝−ｂ／ａ
で表される。
いまガルバノミラー２を角度φだけ回転すると、測定対象ディスプレイ５上の対応位置はガルバノミラー２の回転軸を中心に角度２φずれる。この角度２φに対応する測定対象ディスプレイ５の座標Ｘは、
Ｘ＝Ｌtan ２φ
である。この式を変形すると、
φ＝arctan（Ｘ／Ｌ）／ ２
となる。
Ｘ＝Ｌtan ２φ
である。この式を変形すると、
φ＝arctan（Ｘ／Ｌ）／ ２
となる。
前記式Ｘ＝Ｌtan ２φを時間ｔで微分して、
ｖ＝２Ｌωcos-2 (2φ)
が導かれる。ｖは視野３３のディスプレイ上の移動速度であり、ωはガルバノミラーの回転視角速度である（ω＝ｄφ／ｄｔ）。φが微小な角度であれば、cos2 (2φ)→１とおけるので、上の式は、
ω＝ｖ／２Ｌ
となリ、視野３３のディスプレイ上の移動速度ｖと、ガルバノミラー２の回転視角速度ωは比例関係とみなせる。
ｖ＝２Ｌωcos-2 (2φ)
が導かれる。ｖは視野３３のディスプレイ上の移動速度であり、ωはガルバノミラーの回転視角速度である（ω＝ｄφ／ｄｔ）。φが微小な角度であれば、cos2 (2φ)→１とおけるので、上の式は、
ω＝ｖ／２Ｌ
となリ、視野３３のディスプレイ上の移動速度ｖと、ガルバノミラー２の回転視角速度ωは比例関係とみなせる。
次に、図３（ａ）から図３（ｃ）を参照しながら、ディスプレイの評価方法の原理を説明する。
測定対象ディスプレイ５に表示される評価用測定パターンＰが、スクロール方向に一定の長さにわたって、地よりも明るい輝度を持った帯状の測定パターンＰであるとする。測定対象ディスプレイ５上の測定パターンＰの移動に対応して、ガルバノミラー２をある視角速度で回転させると、カラーカメラ３に測定パターンＰの画像が写される。ただし、カラーカメラ３の露光は、ガルバノミラー２の回転中、開いているものとする。
測定対象ディスプレイ５に表示される評価用測定パターンＰが、スクロール方向に一定の長さにわたって、地よりも明るい輝度を持った帯状の測定パターンＰであるとする。測定対象ディスプレイ５上の測定パターンＰの移動に対応して、ガルバノミラー２をある視角速度で回転させると、カラーカメラ３に測定パターンＰの画像が写される。ただし、カラーカメラ３の露光は、ガルバノミラー２の回転中、開いているものとする。
図３(ａ)は、測定パターンＰが矢印の速度ｖpで移動し、カメラ検出面３１に対応する視野３３もこれに追従するように速度ｖcで移動している様子を示す。
カメラ検出面３１で検出される画像の受光強度分布は、図３(ｂ)(ｃ)のようになる。図３(ｂ)(ｃ)の横軸はスクロール方向に並んだ画素、縦軸は受光強度を表わす。
図３(ｂ)は、視野３３の移動速度ｖcと、測定パターンＰの移動速度ｖpとが一致していないときの測定パターンＰの画像を示している。
カメラ検出面３１で検出される画像の受光強度分布は、図３(ｂ)(ｃ)のようになる。図３(ｂ)(ｃ)の横軸はスクロール方向に並んだ画素、縦軸は受光強度を表わす。
図３(ｂ)は、視野３３の移動速度ｖcと、測定パターンＰの移動速度ｖpとが一致していないときの測定パターンＰの画像を示している。
ガルバノミラー２の回転視角速度をωと書くと、回転視角速度ωを、測定パターンＰの移動速度ｖpに対応する回転視角速度をω0に選ぶと、視野３３の移動速度ｖcは、測定パターンＰの移動速度ｖpに等しくなる。図３(ｃ)は、視野３３の移動速度ｖcと、測定パターンＰの移動速度ｖpとが一致しているときの測定パターンＰの画像を示している。
次に、動画応答曲線ＭＰＲＣと、動画応答時間ＭＰＲＴとの関係を説明をする。
次に、動画応答曲線ＭＰＲＣと、動画応答時間ＭＰＲＴとの関係を説明をする。
上に説明した、カメラ検出面３１で検出された測定パターンＰの画像の受光強度分布（図３(ｂ)(ｃ)）を動画応答曲線ＭＰＲＣという。前述したようにカラーカメラ３の画素座標をｙと表記する。
動画応答時間ＭＰＲＴは、簡単に言えば、動画応答曲線ＭＰＲＣの横軸ｙを、時間軸に変換した曲線である。
動画応答時間ＭＰＲＴは、簡単に言えば、動画応答曲線ＭＰＲＣの横軸ｙを、時間軸に変換した曲線である。
測定対象ディスプレイ５上の画素数と、これに対応するカメラ検出面３１の画素数との比をＲとする。比Ｒは、
Ｒ＝（ＰiPDP／ＰiCCD）Ｍopt
で表される。ここで、添え字PDPは測定対象ディスプレイであることを表し（測定対象ディスプレイをＰＤＰに限定する意味ではない）、添え字CCDはカメラの検出面であることを表す（カメラをＣＣＤに限定する意味ではない）。ＰiPDPは測定対象ディスプレイの画素ピッチ、ＰiCCDはカラーカメラ３の検出面の画素ピッチ、Ｍoptは、カラーカメラ３の倍率である（Ｍoptは 前述した倍率Ｍと等しい）。
Ｒ＝（ＰiPDP／ＰiCCD）Ｍopt
で表される。ここで、添え字PDPは測定対象ディスプレイであることを表し（測定対象ディスプレイをＰＤＰに限定する意味ではない）、添え字CCDはカメラの検出面であることを表す（カメラをＣＣＤに限定する意味ではない）。ＰiPDPは測定対象ディスプレイの画素ピッチ、ＰiCCDはカラーカメラ３の検出面の画素ピッチ、Ｍoptは、カラーカメラ３の倍率である（Ｍoptは 前述した倍率Ｍと等しい）。
測定対象ディスプレイ５上の座標ＸPDPと、カラーカメラ３の画素座標（カラーカメラ３の検出面の座標Ｙを画素数に換算したもの）ｙとの関係は、次のように表される。
ＸPDP＝（ＰiPDP／Ｒ）ｙ
座標ＸPDPの視角θは、
θ＝arctan（ＸPDP／ａ）
で表される。ここでａは、前述したように測定対象ディスプレイからレンズまでの距離である。
ＸPDP＝（ＰiPDP／Ｒ）ｙ
座標ＸPDPの視角θは、
θ＝arctan（ＸPDP／ａ）
で表される。ここでａは、前述したように測定対象ディスプレイからレンズまでの距離である。
測定対象ディスプレイ５上の視角速度をＶθとする。視角速度Ｖθと、カラーカメラ３の検出面の画素に沿った速度(dy/dt)との関係は、
Ｖθ＝dθ/dt＝(1/a)(dＸPDP/dt)＝（ＰiPDP／ａＲ）dy/dt
で表される。ただしこの式は、ａが十分大きいときの近似式である。視角速度Ｖθが一定の場合、この式から、カラーカメラ３の検出面の画素数と、時間とを対応付けすることができる。カラーカメラ３の検出面の画素数の変化分をΔy、時間変化分をΔtと書くと、
Δy＝（ａＲＶθ／ＰiPDP）Δt
となる。この式により、カラーカメラ３の検出面における画像のぶれを、時間幅に換算することができる。したがって、カメラ検出面３１で検出された測定パターンＰの画像の輝度分布である動画応答曲線ＭＰＲＣの横軸ｙを時間軸ｔに変換した曲線、すなわち動画応答時間ＭＰＲＴを求めることができる。
Ｖθ＝dθ/dt＝(1/a)(dＸPDP/dt)＝（ＰiPDP／ａＲ）dy/dt
で表される。ただしこの式は、ａが十分大きいときの近似式である。視角速度Ｖθが一定の場合、この式から、カラーカメラ３の検出面の画素数と、時間とを対応付けすることができる。カラーカメラ３の検出面の画素数の変化分をΔy、時間変化分をΔtと書くと、
Δy＝（ａＲＶθ／ＰiPDP）Δt
となる。この式により、カラーカメラ３の検出面における画像のぶれを、時間幅に換算することができる。したがって、カメラ検出面３１で検出された測定パターンＰの画像の輝度分布である動画応答曲線ＭＰＲＣの横軸ｙを時間軸ｔに変換した曲線、すなわち動画応答時間ＭＰＲＴを求めることができる。
次に、本発明におけるカラー動画応答曲線の求め方の原理を説明する。
動画追従画像は、搭載しているカラーカメラ３の各色（ＲＧＢ）フィルタを透過し、センサ画素で検出された受光強度（この明細書では「ＲＧＢ受光強度」という）を２次元表示したものである。
まず、このカラーカメラ３で検出した画像のＲＧＢ受光強度を、色度に変換することを試みる。変換式は、次のとおりである。
動画追従画像は、搭載しているカラーカメラ３の各色（ＲＧＢ）フィルタを透過し、センサ画素で検出された受光強度（この明細書では「ＲＧＢ受光強度」という）を２次元表示したものである。
まず、このカラーカメラ３で検出した画像のＲＧＢ受光強度を、色度に変換することを試みる。変換式は、次のとおりである。
ここで、
は、カラーカメラ３のRGB各色フィルタに対するＲＧＢ受光強度を色度に変換するための「色度補正係数」を表す。
は、カラーカメラ３のR,G,Bフィルタを透過したＲＧＢ受光強度を表す。
は、カラーカメラ３から求められる色度を表す。
数１によれば、色度補正係数（数２）とＲＧＢ受光強度（数３）とから、測定対象となっているディスプレイの色度（数４）を求めることができる。この色度（数４）はＸＹＺで表現されるが、ＸＹＺからY,x,yやLu'v'などの色度パラメータに変換することもできる。
数１によれば、色度補正係数（数２）とＲＧＢ受光強度（数３）とから、測定対象となっているディスプレイの色度（数４）を求めることができる。この色度（数４）はＸＹＺで表現されるが、ＸＹＺからY,x,yやLu'v'などの色度パラメータに変換することもできる。
前記色度補正係数（数２）は、前もって決定しておく必要がある。
この色度補正係数を求める手順を、フローチャート（図４）を用いて説明する。
色度補正係数の求め方は、ディスプレイをＲ色画面表示させ（ステップＳ１）、カラーカメラ３でＲＧＢ受光強度を測定し、その測定値をＣＣＤＲｒ，ＣＣＤＧｒ，ＣＣＤＢｒと書く（ステップＳ２）。
この色度補正係数を求める手順を、フローチャート（図４）を用いて説明する。
色度補正係数の求め方は、ディスプレイをＲ色画面表示させ（ステップＳ１）、カラーカメラ３でＲＧＢ受光強度を測定し、その測定値をＣＣＤＲｒ，ＣＣＤＧｒ，ＣＣＤＢｒと書く（ステップＳ２）。
次に、そのＲ色画面に対して、色彩輝度計でＸ，Ｙ，Ｚの色度データを測定する。それらの測定値をＳＸｒ，ＳＹｒ，ＳＺｒと書く（ステップＳ３）。
ディスプレイのＧ表示においても、同じようにして、ＣＣＤ測定値ＣＣＤＲｇ，ＣＣＤＧｇ，ＣＣＤＢｇと、色彩輝度計での色度データ測定値ＳＸｇ、ＳＹｇ、ＳＺｇとを求める。
ディスプレイのＧ表示においても、同じようにして、ＣＣＤ測定値ＣＣＤＲｇ，ＣＣＤＧｇ，ＣＣＤＢｇと、色彩輝度計での色度データ測定値ＳＸｇ、ＳＹｇ、ＳＺｇとを求める。
ディスプレイのＢ表示においても、同じようにして、ＣＣＤ測定値ＣＣＤＲｂ，ＣＣＤＧｂ，ＣＣＤＢｂと、色彩輝度計での色度データ測定値ＳＸｂ、ＳＹｂ、ＳＺｂとを求める。
その結果、次の３元連立方程式が成立する。
その結果、次の３元連立方程式が成立する。
これらの３つの連立方程式を解いて、９個の未知数を含む色度補正係数（数２）を求めることができる（ステップＳ５）。
このとき、前記色度補正係数を求める時に用いたディスプレイ単色表示に対する色彩色度計の実測値ＳＸｒ，ＳＹｒ，ＳＺｒ，ＳＸｇ，ＳＹｇ，ＳＺｇ，ＳＸｂ，ＳＹｂ，ＳＺｂから構成される行列（数９）を記憶しておく（ステップＳ６）。 この行列を「ディスプレイ色度係数」という。
このとき、前記色度補正係数を求める時に用いたディスプレイ単色表示に対する色彩色度計の実測値ＳＸｒ，ＳＹｒ，ＳＺｒ，ＳＸｇ，ＳＹｇ，ＳＺｇ，ＳＸｂ，ＳＹｂ，ＳＺｂから構成される行列（数９）を記憶しておく（ステップＳ６）。 この行列を「ディスプレイ色度係数」という。
図５は、カラーカメラ３で測定したＲＧＢ受光強度を、測定対象ディスプレイの表示素子の発光強度に変換する方法を説明するためのフローチャートである。
ディスプレイに表示されたスクロール画像をガルバノスキャナによって追従させ、フォトセンサで測定タイミングを感知してカラーカメラ３で追従撮像する。この画像を「カラー追従画像」という。この画像データをコンピュータ制御部６に入力する（ステップＴ１）。
ディスプレイに表示されたスクロール画像をガルバノスキャナによって追従させ、フォトセンサで測定タイミングを感知してカラーカメラ３で追従撮像する。この画像を「カラー追従画像」という。この画像データをコンピュータ制御部６に入力する（ステップＴ１）。
このカラー追従画像のＲＧＢ受光強度データに基づいて、カラー動画応答曲線（図８）を作成する（ステップＴ２）。
次に、色度補正係数を含む変換式（数１）を用いてＲＧＢ受光強度を色度に変換する（ステップＴ３）。これにより、カラーカメラ３のＲＧＢ受光強度の測定値から、色度ＣＣＤＸ，ＣＣＤＹ，ＣＣＤＺを求めることができる。
次に、色度補正係数を含む変換式（数１）を用いてＲＧＢ受光強度を色度に変換する（ステップＴ３）。これにより、カラーカメラ３のＲＧＢ受光強度の測定値から、色度ＣＣＤＸ，ＣＣＤＹ，ＣＣＤＺを求めることができる。
この色度を用いたカラー動画応答曲線を描く（ステップＴ４）。
一方、カラーカメラ３から求められた色度ＣＣＤＸ，ＣＣＤＹ，ＣＣＤＺを、測定対象ディスプレイのＲＧＢ発光強度に変換する（ステップＴ５）。
カラーカメラのカラー動画応答曲線では、ＣＣＤに装着されているカラーフィルタの透過率がディスプレイのＲＧＢの単色に対応していないため、ディスプレイの発光強度の応答曲線とは異なる。例えば、カラーカメラのGreenは透過波長のバンド幅が広いため、表示ディスプレイのＧ以外にＲとＢの成分との混色となる。そのためディスプレイのＧの発光強度と異なり、タイミングの調整が困難なものとなるからである。
一方、カラーカメラ３から求められた色度ＣＣＤＸ，ＣＣＤＹ，ＣＣＤＺを、測定対象ディスプレイのＲＧＢ発光強度に変換する（ステップＴ５）。
カラーカメラのカラー動画応答曲線では、ＣＣＤに装着されているカラーフィルタの透過率がディスプレイのＲＧＢの単色に対応していないため、ディスプレイの発光強度の応答曲線とは異なる。例えば、カラーカメラのGreenは透過波長のバンド幅が広いため、表示ディスプレイのＧ以外にＲとＢの成分との混色となる。そのためディスプレイのＧの発光強度と異なり、タイミングの調整が困難なものとなるからである。
この変換式は、次のようになる。
ここで、
は、前記ディスプレイ色度係数である。
は、求めたいディスプレイ発光強度を表す。
は、カラーカメラ３の測定値から変換式（数１）を用いて演算された色度を表す。
この変換式（数８）を解けば、カラーカメラ３から求めた色度ＣＣＤＸ，ＣＣＤＹ，ＣＣＤＺに基づき、ディスプレイの表示素子R,G,Bの発光強度（数１０）を求めることができる。
ディスプレイ表示素子の発光強度に基づいたカラー動画応答曲線（図１０）を算出する（ステップＴ６）。
この変換式（数８）を解けば、カラーカメラ３から求めた色度ＣＣＤＸ，ＣＣＤＹ，ＣＣＤＺに基づき、ディスプレイの表示素子R,G,Bの発光強度（数１０）を求めることができる。
ディスプレイ表示素子の発光強度に基づいたカラー動画応答曲線（図１０）を算出する（ステップＴ６）。
これにより、カラーカメラ３の測定値を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度に変換し、ディスプレイ表示素子の発光強度を用いたカラー動画応答曲線を得ることができる。
次に本発明の他の実施形態を説明する。
前述の実施形態では、フローチャート（図４）を用いて説明したように、色度補正係数は、色彩輝度計を用いて色度を求め、それに基づいてデイスプレイの発光強度を求めていた。
次に本発明の他の実施形態を説明する。
前述の実施形態では、フローチャート（図４）を用いて説明したように、色度補正係数は、色彩輝度計を用いて色度を求め、それに基づいてデイスプレイの発光強度を求めていた。
しかし、色度を用いなくても、以下の手法により直接、デイスプレイの発光強度を求めることができる。
以下の手法によると、輝度・色度補正係数を使わないでディスプレイ表示素子の発光強度のカラー動画応答曲線を求めることができる。したがって、色彩輝度計で色度補正係数を求める必要がなくなる。
以下の手法によると、輝度・色度補正係数を使わないでディスプレイ表示素子の発光強度のカラー動画応答曲線を求めることができる。したがって、色彩輝度計で色度補正係数を求める必要がなくなる。
カラーカメラ３のＲＧＢ受光強度測定値（ＣＣＤ）と、ディスプレイのＲＧＢの発光強度（Display）との関係を、数５〜数７で用いたＣＣＤＲｒ，ＣＣＤＧｒ，ＣＣＤＢｒ，ＣＣＤＲｇ，ＣＣＤＧｇ，ＣＣＤＢｇ，ＣＣＤＲｂ，ＣＣＤＧｂ，ＣＣＤＢｂ（数１３）を用いて数式化する。
次の連立方程式が成立する。
次の連立方程式が成立する。
ここで、
をカラーカメラ３のディスプレイ強度補正係数という。このディスプレイ強度補正係数は、あらかじめ、 カラーカメラ３でディスプレイのＲＧＢ表示を測定して、カラーカメラ３のＲＧＢ成分を算出しておくことにより求めることができる。
は、ディスプレイの発光強度である。
は、カラーカメラ３の測定ＲＧＢ受光強度である。
この方程式（数１２）を解くとディスプレイの発光強度（数１４）を求めることができる。したがって、色度を用いなくても、直接、デイスプレイの発光強度を求めることができる。
次に、ディスプレイの発光強度（Display）と、ディスプレイのRGB表示色の色度値との積をとることでディスプレイの色度（CCD）を求めることを試みる。
この方程式（数１２）を解くとディスプレイの発光強度（数１４）を求めることができる。したがって、色度を用いなくても、直接、デイスプレイの発光強度を求めることができる。
次に、ディスプレイの発光強度（Display）と、ディスプレイのRGB表示色の色度値との積をとることでディスプレイの色度（CCD）を求めることを試みる。
ここで、
は、ディスプレイの各表示色で測定された色度 であり、
は、 ディスプレイの発光強度 であり、
は、カラーカメラ３から求められる色度である。これにより、色度も求めることができる。
以上の測定データからの変換の流れを、フローチャート（図６）を用いて説明すると次のとおりである。
ディスプレイに表示したスクロール画像をガルバノスキャナが追従し、フォトセンサで測定タイミングを関知してカラーカメラ３カメラで撮像する。これをカラー追従画像という。この画像データをコンピュータ制御部６に入力する（ステップＵ１）。
以上の測定データからの変換の流れを、フローチャート（図６）を用いて説明すると次のとおりである。
ディスプレイに表示したスクロール画像をガルバノスキャナが追従し、フォトセンサで測定タイミングを関知してカラーカメラ３カメラで撮像する。これをカラー追従画像という。この画像データをコンピュータ制御部６に入力する（ステップＵ１）。
カラーカメラ３によってＲＧＢ受光強度（数１５）を測定する（ステップＵ２）。
変換式（数１２）を用いて、ディスプレイの発光強度（数１４）を求める。
この表示素子の発光強度に基づいたカラー動画応答曲線を算出する（ステップＵ６）。
次に、変換式（数１６）を用いて、ディスプレイの色度（CCD）を求める。
色度ＣＣＤＸ，ＣＣＤＹ，ＣＣＤＺを用いてカラー動画応答曲線を描く（ステップＵ６）。
変換式（数１２）を用いて、ディスプレイの発光強度（数１４）を求める。
この表示素子の発光強度に基づいたカラー動画応答曲線を算出する（ステップＵ６）。
次に、変換式（数１６）を用いて、ディスプレイの色度（CCD）を求める。
色度ＣＣＤＸ，ＣＣＤＹ，ＣＣＤＺを用いてカラー動画応答曲線を描く（ステップＵ６）。
動画追従カラーカメラで、移動するエッジのカラー動画追従画像を測定した。測定条件は、
サンプル： フィールドシーケンシャル駆動のディスプレイ
エッジ 画像のスクロール速度： ８ピクセル／フレーム
カメラシャッター速度： 1/20 sec
画像信号： 720P（プログレッシブ）
である。測定した動画追従画像を、図７に示す。
サンプル： フィールドシーケンシャル駆動のディスプレイ
エッジ 画像のスクロール速度： ８ピクセル／フレーム
カメラシャッター速度： 1/20 sec
画像信号： 720P（プログレッシブ）
である。測定した動画追従画像を、図７に示す。
このカラー動画追従画像によりエッジ部のＲＧＢ受光強度の変化をとらえることができる。すなわち、横軸を時間軸に変換して、縦軸に各色のＲＧＢ受光強度をとって、カラー動画応答曲線を得ることができる。図８に、このようにして得られたカラーカメラ３の感度のカラー動画応答曲線を示す。
このデータはカラーカメラ３の受光感度に基づいているので、ディスプレイの発光強度のRGB表示成分とは異なる。
このデータはカラーカメラ３の受光感度に基づいているので、ディスプレイの発光強度のRGB表示成分とは異なる。
そこで、色度に変換する。あらかじめ求めた色度補正係数を、カラーカメラ３のＲＧＢ受光強度にかけることで（数１）、色度ＸＹＺに変換することができる。
以下、色度ＸＹＺを、明度Ｙと色度u,vに変換した例を示す。Ｙは色度Ｘ，Ｙ、ＺのＹを表している。またu',v'は下記の式にて求められる。
u'＝４Ｘ／（Ｘ＋１５Ｙ＋Ｚ）
v'＝９Ｘ／（Ｘ＋１５Ｙ＋Ｚ）
図９は、色度Ｙu'v'を用いたカラー動画応答曲線を示すグラフである。
以下、色度ＸＹＺを、明度Ｙと色度u,vに変換した例を示す。Ｙは色度Ｘ，Ｙ、ＺのＹを表している。またu',v'は下記の式にて求められる。
u'＝４Ｘ／（Ｘ＋１５Ｙ＋Ｚ）
v'＝９Ｘ／（Ｘ＋１５Ｙ＋Ｚ）
図９は、色度Ｙu'v'を用いたカラー動画応答曲線を示すグラフである。
色度Ｙu'v'を用いたカラー動画応答曲線は、動画の輝度Ｙ・色度u'v'を表示しているため、エッジ部など色づきの度合いを輝度・色度で定量評価することができる。カラーカメラのカラー動画応答曲線ではカメラ固有のフィルタの透過率が異なるため、カラーカメラの個体が変わればその強度も変わるため、カメラ個体間での比較ができない。そこで、受光強度・色度に変換することで、他の測定器との比較検討が容易になる。
色度u',v'のカラー動画応答曲線がフラットであれば動画のエッジ部の色ボヤケがないことを示す。このグラフでは８０ｍｓｅｃあたりに色度u',v'にピークが見られる。これはディスプレイの動画のエッジ部分が色味がかっていることを示している。
次に、ディスプレイ色度係数（数９）を用いて、色度XYZから、ディスプレイのＲＧＢの発光強度を得る。
次に、ディスプレイ色度係数（数９）を用いて、色度XYZから、ディスプレイのＲＧＢの発光強度を得る。
このようにして得られたディスプレイの発光強度のカラー動画応答曲線を、図１０に示す。
動画のエッジ部の色づきの原因はディスプレイの発光強度の応答のずれである。従って、ディスプレイの改良を行う場合、ディスプレイの発光強度の応答曲線を確認しながら調整することができる。
動画のエッジ部の色づきの原因はディスプレイの発光強度の応答のずれである。従って、ディスプレイの改良を行う場合、ディスプレイの発光強度の応答曲線を確認しながら調整することができる。
２ ガルバノミラー
３ カラーカメラ
５ ディスプレイ
６ コンピュータ制御部
７ ガルバノミラー駆動コントローラ
８ Ｉ／Ｏボード
１０ 液晶モニタ
１１ フォトセンサ
３ カラーカメラ
５ ディスプレイ
６ コンピュータ制御部
７ ガルバノミラー駆動コントローラ
８ Ｉ／Ｏボード
１０ 液晶モニタ
１１ フォトセンサ
Claims (3)
- 動画追従カラーカメラにより撮影された測定対象ディスプレイの動画追従画像に基づいて動画応答曲線の測定をする方法において、
測定対象ディスプレイにおいて画像をスクロールさせ、
前記スクロールしている動画像をカラーカメラで追従撮影して動画追従画像を取得し、
前記動画追従画像に基づいて得られる受光強度データを用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換することを特徴とする動画応答曲線の測定方法。 - 前記動画追従画像に基づいて得られた受光強度データを用いた動画応答曲線から、
受光強度を色度に変換することにより、色度を用いた動画応答曲線を取得し、
この色度を用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換することを特徴とする請求項１記載の動画応答曲線の測定方法。 - 動画追従カラーカメラにより撮影された測定対象ディスプレイの動画追従画像に基づいて動画応答曲線の測定をする装置において、
測定対象ディスプレイにおいてスクロールしている動画像をカラーカメラで追従撮影する追従撮影手段と、
前記追従撮影された画像に基づいて得られる、受光強度データを用いた動画応答曲線を、測定対象ディスプレイ表示素子の発光強度を用いた動画応答曲線に変換する演算手段とを備えることを特徴とする動画応答曲線の測定装置。
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