JPWO2009147908A1 - Light measurement apparatus, light measurement method, and program - Google Patents
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Abstract
複数の変調要因が掛け合わさっている場合においても、光源からの光に係る信号電荷の適切な蓄積時間を検出可能な光測定技術を提供する。光源の光特性を測定する光測定装置において、光源から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得るモニタ用光センサによって得られる輝度信号の時間的な変動情報に基づいて、演算部が、測定用光センサが光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積時間を算出し、制御部は、測定用光センサが、算出された蓄積時間において、信号電荷を蓄積するように制御する。Provided is a light measurement technique capable of detecting an appropriate accumulation time of signal charges related to light from a light source even when a plurality of modulation factors are multiplied. In a light measurement device that measures the light characteristics of a light source, a calculation unit based on temporal variation information of the luminance signal obtained by a monitoring optical sensor that monitors light emitted from the light source and obtains luminance signals in time sequence However, the measurement optical sensor receives the light emitted from the light source and calculates the accumulation time for accumulating the signal charge, and the control unit accumulates the signal charge in the calculated accumulation time. To control.
Description
本発明は、光源の光特性を測定する場合において、光源から出射された光に係る信号電荷の適切な最適な蓄積期間が検出可能な光測定技術に関する。 The present invention relates to a light measurement technique capable of detecting an appropriate and optimal accumulation period of signal charges related to light emitted from a light source when measuring light characteristics of the light source.
ディスプレイの光源の分光輝度・輝度・色度などの光特性を測定する装置として、例えば分光輝度計が挙げられる。図１１は、分光輝度計の基本構成を示す図である。光源から出射された光を回折格子等の分光手段によって各波長のスペクトルに分解し、光センサアレイによって測定する。光センサアレイから出された信号は信号増幅部にて増幅され、Ａ／Ｄ変換部にてＡ／Ｄ変換された後に演算部に入力されて、光源の分光輝度Ｐ（λ）が得られ、分光輝度Ｐ（λ）から輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）を計算する。 As an apparatus for measuring optical characteristics such as spectral luminance, luminance and chromaticity of a light source of a display, for example, a spectral luminance meter can be mentioned. FIG. 11 is a diagram showing a basic configuration of the spectral luminance meter. The light emitted from the light source is decomposed into a spectrum of each wavelength by a spectroscopic means such as a diffraction grating, and measured by an optical sensor array. The signal output from the optical sensor array is amplified by the signal amplification unit, A / D converted by the A / D conversion unit, and then input to the calculation unit to obtain the spectral luminance P (λ) of the light source, Luminance Lv and chromaticity (x, y) are calculated from the spectral luminance P (λ).
従来、ディスプレイとしてはＣＲＴが主流であり、周期的に明滅（変調）するＣＲＴの色や輝度の評価用として、分光輝度計が利用されてきた。ＣＲＴは、例えば５０Ｈｚや６０Ｈｚの周波数で画面が明滅〈変調）する。そこで、５０Ｈｚと６０Ｈｚに対応するために、２０ｍＳ（５０Ｈｚ）と１６．７ｍＳ（６０Ｈｚ〉の整数倍である１００ｍＳを蓄積時間に固定して、表示周期の異なる光源に対して対応していた。 Conventionally, a CRT has been the mainstream display, and a spectral luminance meter has been used for evaluating the color and luminance of a CRT that periodically flickers (modulates). In CRT, for example, the screen blinks (modulates) at a frequency of 50 Hz or 60 Hz. Therefore, in order to cope with 50 Hz and 60 Hz, 100 mS, which is an integer multiple of 20 mS (50 Hz) and 16.7 mS (60 Hz), is fixed to the accumulation time, and the light source has a different display cycle.
これに対して、測定時間の短縮をはかるために、ＣＲＴの光測定装置において、ＣＲＴの発光周期を実測して積分時間を設定することで測定時間の短縮を図る技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。 On the other hand, in order to shorten the measurement time, a technique for shortening the measurement time by measuring the light emission period of the CRT and setting the integration time in a CRT optical measurement device has been proposed (for example, , See Patent Document 1).
しかし、近年、表示装置としては、ＣＲＴに代わり液晶ディスプレイやプラズマディスプレイが主流になっている。これらは、ＣＲＴのように単純な明滅（変調）をするものではない。 However, in recent years, as a display device, a liquid crystal display or a plasma display has become mainstream instead of a CRT. These do not blink as simply as the CRT.
また、測定用の受光センサとしては、単体のシリコンフォトダイオードに加えて、ＣＣＤアレイセンサ２次元ＭＯＳセンサなどが使用されている。ＣＣＤセンサアレイは、複数の光電変換部を持ち、発生した電荷を所定の時間だけ蓄積部に蓄積し、これを電荷転送部に転送して、順次、読み出すものである。また、２次元ＭＯＳセンサは、複数の光電変換部の出力を、順次、マトリクス状に読み出すものである。 In addition to a single silicon photodiode, a CCD array sensor two-dimensional MOS sensor or the like is used as a light receiving sensor for measurement. The CCD sensor array has a plurality of photoelectric conversion units, accumulates generated charges in the accumulation unit for a predetermined time, transfers them to the charge transfer unit, and sequentially reads them. The two-dimensional MOS sensor sequentially reads outputs from a plurality of photoelectric conversion units in a matrix.
ここで、分光輝度Ｐ（λ）から輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）を求める手順を説明する。図１２は、人間の目の分光応答度である等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）を示す図である。グラフの横軸は波長を表し、グラフの縦軸は分光感度を表す。図１１に示すような分光輝度計によって得られた光源の分光輝度Ｐ（λ）に人の目の感度Ｖ（λ）＝ｙ（λ）を掛け算したものを輝度Ｌｖという。 Here, a procedure for obtaining the luminance Lv and the chromaticity (x, y) from the spectral luminance P (λ) will be described. FIG. 12 is a diagram showing color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ), which are spectral responses of the human eye. The horizontal axis of the graph represents the wavelength, and the vertical axis of the graph represents the spectral sensitivity. A product obtained by multiplying the spectral luminance P (λ) of the light source obtained by the spectral luminance meter as shown in FIG. 11 by the sensitivity V (λ) = y (λ) of the human eye is referred to as luminance Lv.
光源の分光輝度Ｐ（λ）に、等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）を掛け算したものを三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）という。 A product obtained by multiplying the spectral luminance P (λ) of the light source by the color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ) is referred to as a tristimulus value (X, Y, Z).
また、色度（ｘ，ｙ）は三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の比で表される。 Further, chromaticity (x, y) is represented by a ratio of tristimulus values (X, Y, Z).
次に、汎用の光センサアレイの一例として、ＮＭＯＳ光センサアレイを例にセンサの動作を説明する。図１３は，ＮＭＯＳ光センサアレイの構造を示す図である。各フォトダイオードで光信号から電気信号に光電変換された電荷を、一時的にフォトダイオードの接合容量に蓄積する。各フォトダイオードに接続されたアドレススイッチを、時刻をずらして順次オンすることにより、各フォトダイオードの信号を１本の出力ライン（ビデオライン）を通じて読み出す。 Next, the operation of the sensor will be described using an NMOS photosensor array as an example of a general-purpose photosensor array. FIG. 13 is a diagram showing the structure of an NMOS photosensor array. The electric charge photoelectrically converted from the optical signal to the electric signal by each photodiode is temporarily stored in the junction capacitance of the photodiode. By sequentially turning on the address switches connected to each photodiode at different times, the signal of each photodiode is read out through one output line (video line).
図１４は、ＮＭＯＳ光センサアレイの出力タイミングを示す図である。各フォトダイオードの蓄積時間は，読み出しスイッチをオンし、信号を読み出してから、次に読み出すためにさらに読み出しスイッチをオンするまでの期間であり、シフトレジスタのスタートパルスの間隔に相当する。そして、ここでは、読み出しの際に各フォトダイオードのスイッチが、時刻的にずらされながらオンされるため、蓄積開始時間にずれが生じる。そのため、各フォトダイオードに一様に光が当たっていても、時間的に光量が変化している場合には各フォトダイオードの信号出力は一様にはならない。ＣＭＯＳセンサアレイの測定動作についても上述のＮＭＯＳセンサアレイのものとほぼ同様である。 FIG. 14 is a diagram showing the output timing of the NMOS photosensor array. The accumulation time of each photodiode is a period from when a read switch is turned on and a signal is read to when the read switch is turned on for the next reading, and corresponds to the interval between start pulses of the shift register. Here, since the switches of the respective photodiodes are turned on while being shifted in time at the time of reading, a shift occurs in the accumulation start time. Therefore, even if light is uniformly applied to each photodiode, the signal output of each photodiode does not become uniform if the amount of light changes with time. The measurement operation of the CMOS sensor array is almost the same as that of the NMOS sensor array described above.
別の汎用の光センサアレイの一例としてＣＣＤ光センサアレイの例を示す。図１５は、ＣＣＤ光センサアレイの構造を示す図である。ＣＣＤセンサではすべてのチャネルのフォトダイオードで光電変換された電荷が同時にシフトレジスタに転送される。シフトレジスタの電荷は順次水平方向に転送されて読出される。蓄積開始のタイミングはチャネル間で差はないが、時間的に光量が変化する場合には蓄積開始のタイミングによって測定値が変動する。 An example of a CCD photosensor array is shown as an example of another general-purpose photosensor array. FIG. 15 is a diagram showing the structure of a CCD photosensor array. In the CCD sensor, the charges photoelectrically converted by the photodiodes of all the channels are simultaneously transferred to the shift register. The charges in the shift register are sequentially transferred and read in the horizontal direction. The accumulation start timing does not differ between channels, but when the amount of light changes with time, the measured value varies depending on the accumulation start timing.
図１６は、液晶ディスプレイの構造を示す図である。バックライトからの光が液晶パネルの電子シャッターを通過する。バックライトからの光が液晶パネルを透過する状態は、液晶パネルのスイッチがＯＮ／ＯＦＦの間で切り替えられることで制御される。そして、液晶パネルの透過率は、垂直同期信号の周期またはその２倍の周期で変動する。また、バックライトには冷陰極管やＬＥＤが使われ、その発光強度は所定の周期で変調されている。 FIG. 16 is a diagram showing the structure of the liquid crystal display. Light from the backlight passes through the electronic shutter of the liquid crystal panel. The state in which the light from the backlight is transmitted through the liquid crystal panel is controlled by switching the switch of the liquid crystal panel between ON and OFF. The transmittance of the liquid crystal panel varies with the period of the vertical synchronizing signal or with a period twice that of the vertical synchronizing signal. Further, a cold cathode tube or LED is used for the backlight, and the light emission intensity is modulated with a predetermined period.
図１７は、液晶ディスプレイの輝度の時間変動を示す図である。グラフの横軸は経過時間（ｍｓｅｃ）を表し、グラフの縦軸は輝度を表す。図１７では、バックライトの冷陰極管が２７０Ｈｚ周期で変調して発光しており、また、液晶パネル自身の透過率が６０Ｈｚ周期で変動している例を示している。図１８は、輝度が変動している光源の光特性をＮＭＯＳセンサで測定した際に得られる信号を示す図である。図１８の上のグラフは、液晶ディスプレイの輝度信号と経過時間の関係を示すグラフである。輝度が時間的に変動しているような光源を、光センサアレイとしてＮＭＯＳセンサまたはＣＭＯＳセンサを用いた分光輝度計で測定した場合、図１８に示すようにチャネルごとに蓄積開始のタイミングにずれが生じる。このため、正確な分光輝度Ｐ（λ）が得られず、（１）〜（６）式によって輝度Ｌｖおよび色度（ｘ，ｙ）を計算しても正確な輝度Ｌｖおよび色度（ｘ，ｙ）を求めることができない。 FIG. 17 is a diagram illustrating temporal variation of the luminance of the liquid crystal display. The horizontal axis of the graph represents elapsed time (msec), and the vertical axis of the graph represents luminance. FIG. 17 shows an example in which the cold-cathode tube of the backlight emits light with modulation at a 270 Hz cycle, and the transmittance of the liquid crystal panel itself fluctuates at a 60 Hz cycle. FIG. 18 is a diagram illustrating a signal obtained when the light characteristic of a light source whose luminance varies is measured by an NMOS sensor. The upper graph in FIG. 18 is a graph showing the relationship between the luminance signal of the liquid crystal display and the elapsed time. When a light source whose luminance fluctuates with time is measured with a spectral luminance meter using an NMOS sensor or a CMOS sensor as an optical sensor array, there is a shift in accumulation start timing for each channel as shown in FIG. Arise. For this reason, accurate spectral luminance P (λ) cannot be obtained, and even if the luminance Lv and chromaticity (x, y) are calculated by the equations (1) to (6), the accurate luminance Lv and chromaticity (x, y) cannot be determined.
図１９は、輝度が変動している光源の光特性をＣＣＤセンサで測定した際に得られる信号を示す図である。図１９の上のグラフは、図１８と同様、光源の輝度信号と経過時間の関係を示すグラフである。輝度が時間的に変動しているような光源を、光センサアレイとしてＣＣＤセンサを用いた分光輝度計で測定した場合、図１９に示すようにチャネルごとで蓄積時間は同じであるものの、蓄積開始のタイミングによって分光輝度Ｐ（λ）および（１）式で求められる輝度Ｌｖの値は変動する。すなわち、光源の輝度が時間的に変動している場合、信号の蓄積時間が同じであっても蓄積開始のタイミングがずれていれば測定される輝度が変動する。なお、色度（ｘ，ｙ）は三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の比によって算出されるため、各センサの蓄積開始のタイミングが同じであれば光源の輝度の変動による影響を受けない。 FIG. 19 is a diagram showing a signal obtained when the light characteristic of a light source whose luminance varies is measured by a CCD sensor. The upper graph in FIG. 19 is a graph showing the relationship between the luminance signal of the light source and the elapsed time, as in FIG. When a light source whose luminance varies with time is measured with a spectral luminance meter using a CCD sensor as an optical sensor array, the accumulation time is the same for each channel as shown in FIG. The value of the luminance Lv obtained by the spectral luminance P (λ) and the equation (1) varies depending on the timing of. That is, when the luminance of the light source varies with time, even if the signal accumulation time is the same, the measured luminance varies if the accumulation start timing is deviated. Note that the chromaticity (x, y) is calculated by the ratio of the tristimulus values (X, Y, Z), and therefore is not affected by variations in luminance of the light source if the accumulation start timing of each sensor is the same. .
同様な問題は分光輝度計のみならず、光源からの光を等色関数の分光透過特性を持つ光フィルターｘ（λ），ｙ（λ） ，ｚ（λ）を通して各センサにて検出する色彩輝度計や、ｙ（λ）の透過特性を持つフィルターを通してセンサで測定する輝度計や照度計のような種々の光測定装置に起こりうる。 A similar problem is not only the spectral luminance meter, but also the color luminance that is detected by each sensor through light filters x (λ), y (λ), and z (λ) that have spectral transmission characteristics of color matching functions. This may occur in various light measuring devices such as a luminance meter and an illuminometer that measure with a sensor through a filter having a transmission characteristic of y (λ).
特許文献１の技術は、点灯と消灯を繰り返す単純な変調を対象とするＣＲＴを対象としており、垂直同期信号に基づく発光周期の変化には対応可能であるが、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイのようなディスプレイからの光が変調されている場合については考慮されていない。したがって、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイのスペクトルを測定し、輝度Ｌｖまたは色度（ｘ，ｙ）を求めようとする場合、ディスプレイの発光周期と分光測定部のリニアアレイセンサの各チャネルの蓄積時間との間にずれがあると輝度および色度を精度良く求めることができなかった。
The technique of
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、たとえば、バックライトと液晶というように複数の変調要因が掛け合わさっている場合においても、光源からの光に係る信号電荷の適切な蓄積時間を検出可能な光測定技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. For example, even when a plurality of modulation factors such as a backlight and a liquid crystal are multiplied, an appropriate accumulation time of signal charges related to light from a light source is obtained. An object of the present invention is to provide a light measurement technique capable of detecting the above.
第１の態様に係る光測定装置は、光源から出射され、分光された光を受光して、該光に応じた信号を取得する測定用光センサと、前記光源から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得るモニタ用光センサと、前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号の時間的な変動情報を解析することによって、前記測定用光センサが前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積時間を算出する演算部と、前記測定用光センサが、算出された前記蓄積時間において、前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積するように制御する制御部とを備える。 The light measurement device according to the first aspect receives a light emitted and split from a light source and obtains a signal corresponding to the light, and monitors the light emitted from the light source. The monitoring optical sensor that sequentially obtains the luminance signal and the temporal variation information of the luminance signal obtained by the monitoring optical sensor are used to analyze the light emitted from the light source by the measuring optical sensor. An arithmetic unit for calculating an accumulation time for receiving and accumulating signal charges and the measurement photosensor so as to receive light emitted from the light source and accumulate signal charges for the calculated accumulation time. A control unit for controlling.
第２の態様に係る光測定装置は、第１の態様に係る光測定装置であって、前記モニタ用光センサが、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積と並行して前記光源から出射される光をモニタして、輝度信号を時間順次に取得し、前記演算部が、前記測定用光センサの信号電荷の蓄積中に前記蓄積時間を算出し、前記制御部が、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積の開始から前記蓄積時間経過後において、前記測定用光センサに信号電荷の蓄積を停止させる。 The light measurement device according to the second aspect is the light measurement device according to the first aspect, wherein the monitoring light sensor is emitted from the light source in parallel with the accumulation of signal charges by the measurement light sensor. The luminance signal is sequentially acquired, the calculation unit calculates the accumulation time while the signal charge of the measurement photosensor is being accumulated, and the control unit is configured to measure the measurement photosensor. After the accumulation time has elapsed from the start of the accumulation of signal charges due to, the measurement photosensor is made to stop accumulation of signal charges.
第３の態様に係る光測定装置は、第１の態様に係る光測定装置であって、前記モニタ用光センサは、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積前に、前記光源から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得る。 The light measurement device according to a third aspect is the light measurement device according to the first aspect, wherein the monitor light sensor is emitted from the light source before accumulation of signal charges by the measurement light sensor. The light is monitored to obtain luminance signals in time sequence.
第４の態様に係る光測定装置は、第１の態様に係る光測定装置であって、前記演算部が、所定時間で得られた前記輝度信号について、自己相関関数の最大値を求め、該自己相関関数の最大値が得られる時間に基づいて前記蓄積時間を算出する。 An optical measurement device according to a fourth aspect is the optical measurement device according to the first aspect, wherein the calculation unit obtains a maximum value of an autocorrelation function for the luminance signal obtained in a predetermined time, The accumulation time is calculated based on the time when the maximum value of the autocorrelation function is obtained.
第５の態様に係る光測定装置は、第４の態様に係る光測定装置であって、前記演算部が、所定時間で得られた前記輝度信号について、自己相関関数の最大値を求め、該自己相関関数の最大値が得られる時間に基づいて前記蓄積時間を算出する。 The light measurement device according to a fifth aspect is the light measurement device according to the fourth aspect, wherein the calculation unit obtains a maximum value of an autocorrelation function for the luminance signal obtained in a predetermined time, The accumulation time is calculated based on the time when the maximum value of the autocorrelation function is obtained.
第６の態様に係る光測定装置は、第５の態様に係る光測定装置であって、前記演算部が、前記モニタ用光センサによって時間順次に得られた輝度信号の中から、第１時間間隔に係る輝度信号を抽出して自己相関関数の最大値である第１最大値が得られる時間である概算ピーク時間を演算した後に、前記モニタ用光センサによって時間順次に得られた輝度信号の中から、前記概算ピーク時間の時点を含む所定期間内に属し、且つ前記第１時間間隔より短い第２時間間隔に係る輝度信号を抽出して、自己相関関数の最大値である第２最大値が得られる時間であるピーク時間をさらに演算することで前記蓄積時間を算出する。 The light measurement device according to a sixth aspect is the light measurement device according to the fifth aspect, wherein the arithmetic unit calculates a first time from the luminance signals obtained in time sequence by the monitor optical sensor. After calculating the approximate peak time, which is the time during which the first maximum value, which is the maximum value of the autocorrelation function, is extracted by extracting the luminance signal related to the interval, the luminance signal obtained in time sequence by the monitor photosensor A second maximum value that is a maximum value of the autocorrelation function is extracted from among the luminance signals that fall within a predetermined period including the time of the approximate peak time and that are related to a second time interval that is shorter than the first time interval. The accumulation time is calculated by further calculating the peak time, which is the time at which is obtained.
第７の態様に係る光測定装置は、第５の態様に係る光測定装置であって、前記演算部が、前記測定用光センサまたは前記モニタ用センサによって、検出される検出値の一定の範囲ごとに、最短の蓄積時間を予め設定しておき、前記最短の蓄積時間を超え、かつ前記最短の蓄積時間にもっとも近い時間となるように前記蓄積時間を算出する。 The light measurement device according to a seventh aspect is the light measurement device according to the fifth aspect, wherein the calculation unit has a certain range of detection values detected by the measurement light sensor or the monitor sensor. Each time, the shortest accumulation time is set in advance, and the accumulation time is calculated so as to be the time that exceeds the shortest accumulation time and is closest to the shortest accumulation time.
第８の態様に係る光測定装置は、第１の態様に係る光測定装置であって、前記制御部が、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積中において、前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号が所定時間内に所定値以上変動した場合には、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積を中断させて、前記モニタ用光センサによって前記光源から出射される光に係る輝度信号を再度時間順次に取得させ、前記演算部によって前記モニタ用光センサにより再度取得された輝度信号の時間的な変動情報に基づいて前記蓄積時間を算出させる。 An optical measurement device according to an eighth aspect is the optical measurement device according to the first aspect, wherein the control unit is obtained by the monitoring optical sensor during accumulation of signal charges by the measurement optical sensor. When the luminance signal fluctuates by a predetermined value or more within a predetermined time, the accumulation of signal charges by the measuring photosensor is interrupted, and the luminance signal related to the light emitted from the light source by the monitoring photosensor is again displayed. The accumulation time is calculated on the basis of temporal variation information of the luminance signal acquired by the arithmetic unit again by the monitor optical sensor.
第９の態様に係る光測定装置は、第１の態様に係る光測定装置であって、前記制御部が、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積中において前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号が所定の閾値以上変動しない場合には、前記測定用光センサによる次回の信号電荷の蓄積前における、前記モニタ用光センサによる前記輝度信号の取得および前記演算部による前記蓄積時間の算出を禁止する。 A light measurement device according to a ninth aspect is the light measurement device according to the first aspect, wherein the control unit obtains the luminance obtained by the monitoring light sensor during accumulation of signal charges by the measurement light sensor. When the signal does not fluctuate more than a predetermined threshold, the acquisition of the luminance signal by the monitor photosensor and the calculation of the accumulation time by the calculation unit are prohibited before the next accumulation of signal charge by the measurement photosensor. To do.
第１０の態様に係る光測定装置は、第１の態様に係る光測定装置であって、前記モニタ用光センサによって取得された輝度信号を増幅する対数増幅回路をさらに備える。 An optical measurement device according to a tenth aspect is the optical measurement device according to the first aspect, further comprising a logarithmic amplification circuit that amplifies the luminance signal acquired by the monitoring optical sensor.
第１１の態様に係る光測定方法は、光源から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得るモニタ工程と、前記モニタ工程によって得られる輝度信号の時間的な変動情報を解析することによって、測定用光センサが前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積時間を算出する演算工程と、前記光源から出射され、分光された光を前記蓄積時間受光して、該光に応じた信号をそれぞれ取得する測定工程とを含む。 A light measurement method according to an eleventh aspect is a monitoring step of monitoring light emitted from a light source to obtain luminance signals in time sequence, and analyzing temporal variation information of the luminance signal obtained by the monitoring step. The measurement light sensor receives the light emitted from the light source and calculates an accumulation time for accumulating signal charges, and receives the light emitted from the light source and dispersed into the accumulation time, And a measurement step of acquiring signals corresponding to the light.
第１２の態様に係るプログラムは、光測定装置に含まれるコンピュータによって実行されることによって、前記光測定装置を、第１の態様に係る光測定装置として機能させる。 The program according to the twelfth aspect is executed by a computer included in the light measurement apparatus, thereby causing the light measurement apparatus to function as the light measurement apparatus according to the first aspect.
第１から第３の何れの態様に係る光測定装置によっても、測定用光センサだけでなく、光源から出射された光をモニタして輝度信号を得るモニタ用光センサを備え、モニタ用光センサによって得られる光源の輝度の変動に基づいて信号電荷の蓄積時間が演算されるので、複数の変調要因が掛け合わさって光源の輝度が複雑に変動している場合であっても、蓄積開始のタイミングにかかわらず適切な蓄積時間を検出することができる。したがって、光源の輝度の変動による影響を抑制しつつ測定することが可能となる。 The optical measurement device according to any one of the first to third aspects includes not only a measurement optical sensor but also a monitoring optical sensor that obtains a luminance signal by monitoring light emitted from a light source, and the monitoring optical sensor Since the signal charge accumulation time is calculated based on the fluctuation of the luminance of the light source obtained by the above, even if the luminance of the light source fluctuates complicated due to multiple modulation factors, the timing of the accumulation start It is possible to detect an appropriate accumulation time regardless. Therefore, it is possible to perform measurement while suppressing the influence of fluctuations in luminance of the light source.
第４の態様に係る光測定装置によれば、輝度信号の自己相関関数に基づいて蓄積時間が算出されるので、光源に複数の変調要因が掛け合わさって光源の輝度信号が複雑に変動している場合であっても、適切な蓄積時間を効率良く算出することが可能となる。 According to the light measurement device of the fourth aspect, since the accumulation time is calculated based on the autocorrelation function of the luminance signal, the luminance signal of the light source is complicatedly varied by multiplying the light source by a plurality of modulation factors. Even in such a case, it is possible to efficiently calculate an appropriate accumulation time.
第５の態様に係る光測定装置によれば、適切な蓄積時間を効率的に精度良く算出することが可能となる。 According to the light measurement device according to the fifth aspect, it is possible to efficiently and accurately calculate an appropriate accumulation time.
第６の態様に係る光測定装置によれば、最初に蓄積時間を概算し、概算した蓄積時間の近傍の時間について精密に蓄積時間を演算するため、計算量の低減による演算時間の短縮化を図ることができる。 According to the light measurement device of the sixth aspect, the accumulation time is first estimated, and the accumulation time is accurately calculated for the time in the vicinity of the estimated accumulation time. Therefore, the calculation time can be shortened by reducing the amount of calculation. Can be planned.
第７の態様に係る光測定装置によれば、最適かつ最短と推定される蓄積時間を効率良く算出することが可能となる。 According to the light measurement device according to the seventh aspect, it is possible to efficiently calculate the accumulation time estimated to be optimum and shortest.
第８の態様に係る光測定装置によれば、測定中に急に光源の光量が変動した場合においても、光源の変化に追随して応答性良く測定することが可能になる。 According to the light measurement device according to the eighth aspect, even when the light amount of the light source suddenly fluctuates during measurement, it becomes possible to measure with good responsiveness following the change of the light source.
第９の態様に係る光測定装置によれば、測定する光源の光量があまり変わらない場合には、モニタ用光センサによる前測定が不要になるため、より速い応答時間で測定可能となり、測定速度が向上する。 According to the light measurement device according to the ninth aspect, when the light quantity of the light source to be measured does not change much, it is not necessary to perform the previous measurement by the monitor optical sensor. Will improve.
第１０の態様に係る光測定装置によれば、輝度の測定範囲が広い光源の輝度信号を増幅させてモニタする場合であっても、増幅回路の増幅率を切り替えることなくモニタすることが可能となる。 According to the light measurement device of the tenth aspect, even when a luminance signal of a light source having a wide luminance measurement range is amplified and monitored, it is possible to monitor without switching the amplification factor of the amplifier circuit. Become.
第１１態様に係る光測定方法によれば、第１の態様に係る光測定装置と同じ効果を得ることができる。 According to the light measurement method according to the eleventh aspect, the same effect as that of the light measurement apparatus according to the first aspect can be obtained.
第１２の態様に係るプログラムによれば、第１の態様に係る光測定装置と同じ効果を得ることができる。 According to the program which concerns on a 12th aspect, the same effect as the optical measurement apparatus which concerns on a 1st aspect can be acquired.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜第１実施形態＞
図１は、ディスプレイなどの測定用光源の分光輝度Ｐ（λ）、輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）などの光特性を測定する光測定装置５０に適用した各実施形態に共通の構成を示す模式図である。光測定装置５０の代表的な例としては、例えば、分光輝度計が挙げられる。光測定装置５０は、測定用光源の光特性を測定する測定用光センサとは別に、測定用光源から出射された光をモニタするモニタ用光センサを備える。そして、モニタ用光センサで得られた測定用光源に係る輝度信号の変動情報に基づいて、自己相関関数を求め、測定用光センサが受光する光に係る信号電荷を蓄積する時間にあたる蓄積時間を決定する。<First Embodiment>
FIG. 1 shows a configuration common to each embodiment applied to an
図１に示すように、光測定装置５０は、対物レンズ１、コリメートレンズ２、回折格子３、測定用光センサ４、モニタ用光センサ５、信号増幅部６，７，Ａ／Ｄ変換部８，９、演算部１０、制御部１１を備える。
As shown in FIG. 1, the
対物レンズ１は、測定用光源２０が出射した光をスリットに集光する。
The
コリメートレンズ２は、対物レンズ１によって集光され、スリットを出射した光を平行光にして回折格子３に導く。
The
回折格子３は、反射光を波長ごとに分光して測定用光センサ４に導く。
The
測定用光センサ４は、測定用光源２０から出射され、分光された光を受光して光の量に応じた信号を取得する。具体的には、回折格子３が波長ごとに分散した回折光を受光し、反射光の強度の波長分布（分光分布またはスペクトル）を示す信号を出力する。測定用光センサ４は、チャネルごとに配置されたフォトダイオードのアレイで構成され、入射した光量に応じた電荷を発生する光電変換素子を一方向に配列して構成されている。また、測定用光センサ４は、センサの配列方向が、回折格子３が回折光を波長ごとに分散する方向となるように設置され、波長ごとに分散した回折光は測定用光センサ４の対応する画素に入射する。測定用光センサ４は、入力されたクロックに同期して測定を行う。測定用光センサ４としては、例えば、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを用いることができる。計測されたスペクトル波形は、チャネルごとのフォトダイオードアレイのカウント値（検出値）から求められる。
The measurement
モニタ用光センサ５は、フォトダイオード、光電子倍増管などの受光素子で構成され、測定用光センサ４による信号電荷の蓄積前または信号電荷の蓄積と並行して、測定用光源２０に係る輝度の時間的な変動情報を得るために、測定用光源２０から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得る。
The monitoring
信号増幅部６は、モニタ用光センサ５、Ａ／Ｄ変換部８および制御部１１と接続され、モニタ用光センサ５から出力された信号をＡ／Ｄ変換部８のアナログ入力電圧に適した電圧まで増幅する。
The signal amplification unit 6 is connected to the monitoring
信号増幅部７は、測定用光センサ４、Ａ／Ｄ変換部９および制御部１１と接続され、測定用光センサ４から出力された信号をＡ／Ｄ変換部９のアナログ入力電圧に適した電圧まで増幅する。
The signal amplification unit 7 is connected to the measurement
Ａ／Ｄ変換部８は、信号増幅部６、演算部１０および制御部１１と接続され、モニタ用光センサ５が出力して増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、演算部１０に出力する。
The A / D conversion unit 8 is connected to the signal amplification unit 6, the
Ａ／Ｄ変換部９は、信号増幅部７、演算部１０および制御部１１と接続され、測定用光センサ４が出力して増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、演算部１０に出力する。
The A / D conversion unit 9 is connected to the signal amplification unit 7, the
演算部１０は、マイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータなどのデータ処理装置で構成され、測定用光センサ４が受光する光に係る信号電荷を蓄積する時間（蓄積時間）を算出する。具体的には、モニタ用光センサ５によって得られる輝度信号の時間的な変動情報に基づいて、測定用光センサ４が測定用光源２０から出射される光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積時間を算出する。また、演算部１０は、測定用光センサ４から出され、増幅およびＡ／Ｄ変換された信号から測定用光源２０の分光輝度Ｐ（λ）を得て、分光輝度Ｐ（λ）から輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）などの光パラメータを算出する。
The
制御部１１は、演算部１０と同様に、マイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータなどのデータ処理装置で構成され、測定用光センサ４、モニタ用光センサ５および演算部１０の制御を行う。制御部１１は、測定用光センサ４が測定用光源２０の測定を行う場合には、測定用光源２０から出射された光を輝度信号としてモニタ用光センサ５に検出させ、モニタ用光センサ５が検出した輝度信号の変動に基づいて演算部１０に蓄積時間を演算させる。測定用光センサ４から出力される各画素の信号は信号増幅部７およびＡ／Ｄ変換部９によって処理され、分光分布情報として制御部１１に送られる。
The control unit 11 is configured by a data processing device such as a microcomputer or a personal computer, like the
図２は、光測定装置５０が、モニタ用光センサ５で得られた測定用光源２０の輝度信号の時間的な変動情報に基づいて蓄積時間を決定し、測定用光センサ４による測定後、輝度Ｌｖおよび色度（ｘ，ｙ）を算出する手順を示すフローチャートである。光測定装置５０が、測定用光源２０の測定を行う指示を受け、制御部１１に伝達したとき、ステップＳ１に移る。
In FIG. 2, the
ステップＳ１で、モニタ用光センサ５によって、測定用光源２０から出射される光が所定の時間においてモニタされることで、輝度信号が取得されて、ステップＳ２に移る。
In step S1, the light emitted from the
ステップＳ２では、モニタ用光センサ５から得られる輝度信号の時間的な変動情報に基づいて、演算部１０によって、蓄積時間を算出する。
In step S <b> 2, the accumulation time is calculated by the
光測定装置５０では、演算部１０が、モニタ用光センサ５によって、所定のモニタ時間において時間順次に得られた輝度信号を解析する。具体的には、演算部１０が、時間順次に得られた輝度信号について自己相関関数を求め、自己相関関数の最大値が得られる時間を検出する。そして、自己相関関数の最大値が得られる時間に基づいて、測定用光センサ４が受光する光に係る信号電荷を蓄積する時間（蓄積時間）を算出する。
In the
ここで、検出した輝度信号に係る自己相関関数に基づいて蓄積時間を算出する手順について説明する。 Here, a procedure for calculating the accumulation time based on the autocorrelation function related to the detected luminance signal will be described.
１〜Ｎ回サンプリングを実施し、ｉ番目（時間ｔ（ｉ））に光センサで得られる信号をＳｉｇ（ｔ（ｉ））とする。信号をＳｉｇ（ｔ（ｉ））とＭ番ずらしたときの信号Ｓｉｇ（ｔ（ｉ＋Ｍ））との自己相関関数φ（τ）は（７）式のように表される。ここで、ｄＴはサンプリング間隔時間を表し、τは、信号をＳｉｇ（ｔ（ｉ））と信号Ｓｉｇ（ｔ（ｉ＋Ｍ））との時間のずれを表す。 Sampling is performed 1 to N times, and a signal obtained by the optical sensor at the i-th (time t (i)) is defined as Sig (t (i)). An autocorrelation function φ (τ) between the signal Sig (t (i + M)) and the signal Sig (t (i + M)) when the signal is shifted from the Mth is expressed by the following equation (7). Here, dT represents the sampling interval time, and τ represents the time lag between the signal Sig (t (i)) and the signal Sig (t (i + M)).
図３は、例えば、図１７に示すような得られた輝度信号に対して自己相関関数を求めた結果を示す図である。グラフの横軸は時間を表し、グラフの縦軸は正規化された自己相関関数を表す。サンプリングは、例えば、０．１ミリ秒ごとに行われる。 FIG. 3 is a diagram showing a result of obtaining an autocorrelation function for the obtained luminance signal as shown in FIG. The horizontal axis of the graph represents time, and the vertical axis of the graph represents a normalized autocorrelation function. Sampling is performed, for example, every 0.1 milliseconds.
例えば、５０ミリ秒のような所定時間測定し、自己相関関数が最大になる時間τ０を測定用光センサの蓄積時間として設定する。したがって、測定用光源２０の輝度変動の影響を最小にして分光輝度Ｐ（λ）、輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）を得ることが可能である。
For example, the measurement is performed for a predetermined time such as 50 milliseconds, and the time τ0 at which the autocorrelation function is maximized is set as the accumulation time of the photosensor for measurement. Therefore, it is possible to obtain the spectral luminance P (λ), the luminance Lv, and the chromaticity (x, y) while minimizing the influence of the luminance variation of the
次に、得られた輝度信号に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）する方法と比較して、自己相関関数を用いた場合の有用性について説明する。図４は、図３と同様、図１７に示すような得られた輝度信号をＦＦＴした結果を示す図である。グラフの横軸は周波数を表し、グラフの縦軸はスペクトルのパワーを表す。なお、図４では見やすいようにスペクトルの直流成分はプロットしていない。図４では、６０Ｈｚ，１２０Ｈｚ，２１０Ｈｚ， ２７０Ｈｚ，・・・といった周波数でスペクトルのピークがみられる。しかし、スペクトルが最大値を取る周波数である２７０Ｈｚの周期では、信号電荷の蓄積時間として適切な時間でない。このため、スペクトルのピークの周波数から適切な蓄積時間は求めることはできない。またＦＦＴでは例えば１Ｈｚの周波数分解能でパワースペクトルを求めるには１秒間の測定データが必要であり、リアルタイムでのモニタに適していない。さらに、時間分解能はその信号周波数に依存する。なお、１Ｈｚの周波数分解能とは、例えば、測定用光源２０の発光周波数が６０ＨＺの場合、６０Ｈｚ＝１６.６７ミリ秒周期、６１Ｈｚ＝１６.３９ミリ秒周期であることから、０.２７（＝１６.６７−１６.３９）ミリ秒の分解能であり、精度的に良好ではない。
Next, the usefulness of using an autocorrelation function compared to a method of performing FFT (Fast Fourier Transform) on the obtained luminance signal will be described. FIG. 4 is a diagram showing the result of FFT of the luminance signal obtained as shown in FIG. 17 as in FIG. The horizontal axis of the graph represents frequency, and the vertical axis of the graph represents spectrum power. In FIG. 4, the DC component of the spectrum is not plotted for easy viewing. In FIG. 4, spectrum peaks are seen at frequencies of 60 Hz, 120 Hz, 210 Hz, 270 Hz,. However, the period of 270 Hz, which is the frequency at which the spectrum takes the maximum value, is not an appropriate time as the signal charge accumulation time. For this reason, an appropriate accumulation time cannot be obtained from the peak frequency of the spectrum. In addition, in FFT, for example, measurement data for one second is required to obtain a power spectrum with a frequency resolution of 1 Hz, which is not suitable for real-time monitoring. Furthermore, the time resolution depends on the signal frequency. The frequency resolution of 1 Hz is, for example, 60 Hz = 16.67 millisecond period and 61 Hz = 16.39 millisecond period when the light emission frequency of the
これに対して自己相関関数では、例えば関数の最大値が適切な蓄積時間となるため、簡便に適切な蓄積時間が求められる。そして、蓄積時間に係る時間分解能は輝度信号の測定間隔であり、例えばデータのサンプリング周波数が１０ｋＨｚであれば、蓄積時間の時間分解能が０.１秒となる。このため、精度良く適切な蓄積時間が求められる。また、算出に必要なデータも自己相関関数を算出するために必要なデータ長で済み、例えば、垂直同期信号の周期の３倍のデータを用いた場合には、３／６０秒＝１／２０秒間のデータでよい。したがって、リアルタイムでのモニタ用途に適している。このように、自己相関関数によって、測定用光源２０において複数の周波数の変調信号が重なっているような場合であっても、適切な蓄積時間を求めることができる。
On the other hand, in the autocorrelation function, for example, since the maximum value of the function is an appropriate accumulation time, an appropriate accumulation time is easily obtained. The time resolution related to the accumulation time is the measurement interval of the luminance signal. For example, if the data sampling frequency is 10 kHz, the time resolution of the accumulation time is 0.1 second. For this reason, an appropriate accumulation time is required with high accuracy. Further, the data necessary for the calculation may be the data length necessary for calculating the autocorrelation function. For example, when data having a frequency three times the period of the vertical synchronization signal is used, 3/60 seconds = 1/20. The data for seconds can be used. Therefore, it is suitable for real-time monitoring. As described above, an appropriate accumulation time can be obtained by the autocorrelation function even when modulation signals having a plurality of frequencies overlap in the
ところで、測定用光センサ４にＣＣＤ光センサを用いた場合、ＣＣＤセンサではチャネルごとに同時に光が蓄積され、蓄積電荷が転送されるため、輝度が変動している測定用光源２０を測定すると、分光輝度Ｐ（λ）および輝度Ｌｖは、信号電荷の蓄積開始をするタイミングによって測定値が変動する。しかし、例えば自己相関関数が最大になるτ０をＣＣＤセンサにおける蓄積時間として設定すると、測定用光源２０の輝度変動の影響を極力小さくして分光輝度および輝度を測定することが可能である。
By the way, when a CCD optical sensor is used as the measurement
図２に戻って説明を続ける。図２のステップＳ３では、測定用光センサ４によって、測定用光源２０から出射され、分光された光を受光して、ステップＳ２で算出した蓄積時間にしたがって信号が取得されてステップＳ４に移る。
Returning to FIG. 2, the description will be continued. In step S3 of FIG. 2, the
ステップＳ４では、演算部１０によって、測定用光センサ４から出力され、増幅およびＡ／Ｄ変換された信号から測定用光源２０の分光輝度Ｐ（λ）が得られ、分光輝度Ｐ（λ）から輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）が算出されて、１サンプルの測定処理が完了する。
In step S4, the spectral luminance P (λ) of the
本実施形態によれば、光測定装置５０は、測定用光センサ４だけでなく、光源から出射された光をモニタして輝度信号を得るモニタ用光センサ５を備える。そして、演算部１０が、モニタ用光センサ５によって得られる光源の輝度の変動に基づいて、自己相関関数が最大になる時間τ０を測定用光センサ４における蓄積時間として算出する。このため、複数の変調要因が掛け合わさって光源の輝度が複雑に変動している場合であっても、蓄積開始のタイミングにかかわらず適切な蓄積時間を効率的に精度良く算出することができる。したがって、光源の輝度の変動による影響を抑制しつつ測定することが可能となる。
According to the present embodiment, the
なお、測定用光源２０の輝度があまり変動していない場合、すなわち、測定用光源２０の光量変動が少ない場合には、輝度信号の自己相関関数はほとんど１に近い値にあるので、自己相関関数の最小値がある閾値Φ（例えば０.９９）以上であれば、蓄積時間がある設定値Ｔ０にとなるように設定しておくことによって、効率的に測定用光源２０の分光輝度を測定することが可能になる。
When the luminance of the
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、サンプリング間隔時間であるｄＴ間隔の測定データを用いて自己相関関数を算出して、自己相関関数が最大となる時間を求めるものであり、自己相関関数の算出回数が比較的多くなる。そこで、第２実施形態では、第１ステップにおいて自己相関関数が最大値から所定の範囲となる自己相関関数をとる時間を大まかに求め、第２ステップにおいて、より高精度に自己相関関数が最大値付近の値をとる時間を求めることによって算出量を低減させる。Second Embodiment
In the first embodiment, the autocorrelation function is calculated using the measurement data of the dT interval, which is the sampling interval time, and the time when the autocorrelation function is maximized is obtained. Become more. Therefore, in the second embodiment, the time for taking the autocorrelation function in which the autocorrelation function falls within a predetermined range from the maximum value in the first step is roughly obtained, and in the second step, the autocorrelation function is the maximum value with higher accuracy. The amount of calculation is reduced by obtaining the time for taking a nearby value.
（１）第１ステップ
第１ステップでは、演算部１０が、モニタ用光センサ５によって時間順次に得られた輝度信号の中から、測定データをｎ点毎に間引き、（ｎ×ｄＴ）間隔の輝度信号を抽出して下式（１０）〜（１２）に従って自己相関関数φ１（τ）を求め、自己相関関数が最大値となる概算ピーク時間τ１を求める。(1) First Step In the first step, the
ここで、１〜Ｎ回サンプリングを実施し、ｉ番目（時間ｔ（ｉ））に光センサで得られる信号をＳｉｇ（ｔ（ｉ））とする。信号をＳｉｇ（ｔ（ｉ））とＭ１サンプルずらしたときの信号Ｓｉｇ（ｔ（ｉ＋Ｍ１））との自己相関関数φ１（τ）は（１０）式のように表される。ここで、ｄＴはサンプリング間隔時間を表し、τは、信号をＳｉｇ（ｔ（ｉ））と信号Ｓｉｇ（ｔ（ｉ＋Ｍ１））との時間のずれを表す。 Here, sampling is performed 1 to N times, and a signal obtained by the optical sensor at the i-th (time t (i)) is defined as Sig (t (i)). The autocorrelation function φ1 (τ) between the signal Sig (t (i + M1)) and the signal Sig (t (i + M1)) when the signal is shifted by M1 samples is expressed by the following equation (10). Here, dT represents the sampling interval time, and τ represents the time lag between the signal Sig (t (i)) and the signal Sig (t (i + M1)).
ここでｎは、例えば、ｎ＝３のように、サンプリング間隔がもとのサンプリング間隔の数倍程度となるように設定され、ｎ＝３の場合は、測定データを３点毎に間引いて自己相関関数を算出する。 Here, n is set so that the sampling interval is several times the original sampling interval, for example, n = 3. When n = 3, the measurement data is thinned out every three points and Calculate the correlation function.
（２）第２ステップ
第２ステップでは、モニタ用光センサ５によって時間順次に得られた輝度信号の中から、概算ピーク時間τ１の近傍の領域（τ１−Δτ）〜（τ１＋Δτ）において、（ｎ×ｄＴ）間隔より短い時間間隔（例えば、ｄＴ間隔）に係る輝度信号を抽出して、下式（１３）〜（１５）に従って、自己相関関数φ２（τ）を求め、自己相関関数φ２（τ）が最大値となるピーク時間τ２を求めて蓄積時間を算出する。(2) Second Step In the second step, from the luminance signal obtained in time sequence by the monitoring
ここで、１〜Ｎ回サンプリングを実施し、ｉ番目（時間ｔ（ｉ））に光センサで得られる信号をＳｉｇ（ｔ（ｉ））とする。信号をＳｉｇ（ｔ（ｉ））とＭ２サンプルずらしたときの信号Ｓｉｇ（ｔ（ｉ＋Ｍ２））との自己相関関数φ２（τ）は（１３）式のように表される。ここで、ｄＴはサンプリング間隔時間を表し、τは、信号をＳｉｇ（ｔ（ｉ））と信号Ｓｉｇ（ｔ（ｉ＋Ｍ２））との時間のずれを表す。 Here, sampling is performed 1 to N times, and a signal obtained by the optical sensor at the i-th (time t (i)) is defined as Sig (t (i)). The autocorrelation function φ2 (τ) between the signal Sig (t (i + M2)) and the signal Sig (t (i + M2)) when the signal is shifted by M2 samples is expressed by the following equation (13). Here, dT represents the sampling interval time, and τ represents the time lag between the signal Sig (t (i)) and the signal Sig (t (i + M2)).
また、Δτは、例えば、垂直同期信号の周期の０．５倍とすることができる。 Further, Δτ can be set to 0.5 times the period of the vertical synchronization signal, for example.
本実施形態によれば、最初に蓄積時間を概算し、概算した蓄積時間の近傍の時間について精密に蓄積時間を演算するため、算出量の低減による演算時間の短縮化を図ることができる。 According to the present embodiment, the accumulation time is first estimated and the accumulation time is accurately calculated for a time in the vicinity of the estimated accumulation time, so that the calculation time can be shortened by reducing the amount of calculation.
＜第３実施形態＞
前述の図３に示すように、自己相関関数が最大になる箇所は、周期的に現れる。第３実施形態では、自己相関関数が最大になる箇所のうち、測定用光センサの適切な蓄積時間を算出する。<Third Embodiment>
As shown in FIG. 3 described above, the portion where the autocorrelation function is maximized appears periodically. In the third embodiment, an appropriate accumulation time of the measurement optical sensor is calculated from the portions where the autocorrelation function is maximized.
測定用光センサ４に入射する光量が少ない場合、測定用光センサ４の蓄積時間を長く取ると、蓄積時間に比例して蓄積電荷量が増えるため、目的信号および雑音の電力比であるＳＮ比が向上する。一方、入射光量が大きい場合には蓄積時間を長く取りすぎると光電変換された電荷が飽和する。また蓄積時間が長いと測定時間が長くかかるため必要以上に長い蓄積時間は望ましくない。そのため入射光量に応じて必要なＳＮ比が得られる極力短い蓄積時間が採用されることが望ましい。
When the amount of light incident on the measurement
第３実施形態では、測定前に予め、測定用光センサ４において、ある一定の蓄積時間で測定用光源２０の前測定を行う。具体的には、演算部１０が、測定用光センサ４の各画素が検出する出力カウント値のうちの最大値の一定の範囲ごとに、一定のＳＮ比が得られる最短の蓄積時間を予め設定しておき、最短の蓄積時間を超え、かつ最短の蓄積時間にもっとも近い時間となるように蓄積時間を算出する。ここでは、上記一定のＳＮ比として、例えば、１／１０００を採用する。
In the third embodiment, pre-measurement of the
また、液晶の２つの変動要因においては、バックライトの輝度変動周期に比べて液晶の透過率変動周期の方が長いため、測定用光源２０の前測定を行う場合の露光時間として液晶の変動周期またはその整数倍を用いると良い。なお、液晶の透過率は映像信号である垂直同期信号に同期して変動する。
Further, in the two fluctuation factors of the liquid crystal, the liquid crystal transmittance fluctuation cycle is longer than the backlight luminance fluctuation cycle, so that the liquid crystal fluctuation cycle is used as the exposure time when the
図５は、３つの輝度の測定用光源２０を一定の蓄積時間で前測定した場合の測定用光センサ４の各チャネルの出力カウント値を示す図である。グラフの横軸は測定用光センサ４の各チャネル番号を表し、グラフの縦軸は測定用光センサ４の出力カウント値（検出値）を表している。図５は、画素が１２８個の測定用光センサ４において、１０７０Ｃｄ／ｍ2，１１８Ｃｄ／ｍ2，１２Ｃｄ／ｍ2の３種類の輝度の測定用光源２０を測定した結果を示したものであり、画素とチャネルは１：１に対応している。FIG. 5 is a diagram showing output count values of the respective channels of the measurement
図５に示すように、輝度が低い場合には出力カウント値が小さく、輝度が高い場合には出力カウント値が高くなる。出力カウント値が低い場合には蓄積時間を長く設定する必要があり、出力カウント値が高い場合には蓄積時間を短く設定する必要がある。 As shown in FIG. 5, when the luminance is low, the output count value is small, and when the luminance is high, the output count value is high. When the output count value is low, the accumulation time needs to be set longer, and when the output count value is high, the accumulation time needs to be set shorter.
次に、測定用光源２０のある輝度において、測定用光センサ４による前測定で得られた出力カウント値のうちの最大値より、測定用光源２０を測定するために必要な最短蓄積時間を求める。表１に、測定用光センサ４で得られる出力カウント値の最大値と、その測定用光源２０を測定する際の必要最短蓄積時間の関係を示す。
Next, at a certain luminance of the
対象となる測定用光センサ４の出力カウント値における必要最短蓄積時間を越える一番近い時間となるように、自己相関関数が最大値をとる時間τ３を算出し、この時間τ３を測定用光センサ４の蓄積時間として設定する。本実施形態により、測定用光源２０の輝度および変調周期によらずに適切かつ極力短い蓄積時間を効率良く算出することが可能となる。
The time τ3 at which the autocorrelation function takes the maximum value is calculated so as to be the closest time that exceeds the necessary minimum accumulation time in the output count value of the target
＜第４実施形態＞
リアルタイムで測定用光源２０の輝度および色度を測定する場合、前述の図２に示すように、以下の（１）〜（４）の処理が繰り返される。<Fourth embodiment>
When measuring the luminance and chromaticity of the
（１）モニタ用光センサ５によって、測定用光センサ４による測定前に、測定用光源２０から出射される光をモニタして輝度信号を取得。
(1) The
（２）モニタ用光センサ５によって得られる輝度信号の時間的な変動情報に基づいて、蓄積時間を算出。
(2) The accumulation time is calculated based on the temporal variation information of the luminance signal obtained by the monitor
（３）測定用光センサ４が、分光された光を受光して、算出した蓄積時間に基づいて信号を取得。
(3) The measurement
（４）演算部１０が、分光輝度Ｐ（λ）を得て、分光輝度Ｐ（λ）から輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）を算出。
(4) The
但し、ある測定用光源２０の輝度に対して、適切な蓄積時間が設定され、その蓄積時間にて測定中に測定用光源２０の輝度が大きく変化する場合（例えば連続測定している途中に、測定用光源２０が暗い状態から明るい状態に変わった場合）、図２に示す測定手順では、光測定装置５０はある状態（例えば、暗い）の測定用光源２０に対して求められた蓄積時間（例えば３０ミリ秒）で異なる状態（例えば、明るい）の測定用光源２０を測定することになり、測定用光センサの出力は飽和するか、全く足りないものとなる。また、測定用光源２０の状態変化後に適切な蓄積時間を求めるプロセスは、本測定（例えば３０ミリ秒の長時間）が終わってからとなるため、測定における応答性が悪くなる。
However, when an appropriate accumulation time is set for the luminance of a certain
第４実施形態では、リアルタイムで測定する場合において、測定対象の輝度が大きく変化した場合でも応答性を向上させる。具体的には、測定用光センサ４による測定中において、モニタ用光センサ５によって得られる輝度信号が所定の閾値以上変動した場合には、制御部１１が測定用光センサ４による測定を中断させる。次に、モニタ用光センサ５によって測定用光源２０から出射される光に係る輝度信号を再度時間順次に取得させ、モニタ用光センサ５により再度取得された輝度信号の時間的な変動情報に基づいて、演算部１０に蓄積時間を算出させる。
In the fourth embodiment, in the case of measuring in real time, the responsiveness is improved even when the luminance of the measurement object changes greatly. Specifically, when the luminance signal obtained by the monitor
図６は、第４実施形態の測定手順を示すフローチャートである。光測定装置５０が、測定用光源２０を測定する指示を受け、制御部１１に伝達したとき、ステップＴ１に移る。
FIG. 6 is a flowchart showing the measurement procedure of the fourth embodiment. When the
ステップＴ１では、モニタ用光センサ５によって、測定用光センサ４による測定用光源２０の測定前に、測定用光源２０から出射される光をモニタして輝度信号が取得されてステップＴ２に移る。
In step T1, the light emitted from the
ステップＴ２では、演算部１０によって、モニタ用光センサ５から得られる輝度信号の時間的な変動情報に基づいて、蓄積時間(τ)が算出されてステップＴ３およびＴ８に移る。
In Step T2, the
ステップＴ８では、測定用光センサ４による本測定の間、モニタ用光センサ５で測定用光源２０の輝度変動をモニタする。具体的には、モニタ用光センサ５によって、測定用光源２０から出射される光がモニタされ、輝度信号Ｌ（ｔｉ）が取得されて、ステップＴ９に移る。
In step T8, during the main measurement by the
ステップＴ９では、制御部１１は、輝度信号の変動（Ｌ（ｔｉ）−Ｌ（ｔｉ−１））が閾値ΔＬより大きいか否かを判断する。ここでは、前回のステップＴ８で取得された輝度信号の差分を変動としている。ステップＴ９で、輝度信号の変動が閾値ΔＬより大きいと判断した場合にはステップＴ４に移り、大きくないと判断した場合には、ステップＴ１０に移る。 In step T9, the control unit 11 determines whether or not the variation (L (ti) −L (ti−1)) of the luminance signal is greater than the threshold value ΔL. Here, the difference of the luminance signal acquired in the previous step T8 is used as the fluctuation. If it is determined in step T9 that the luminance signal variation is larger than the threshold value ΔL, the process proceeds to step T4. If it is determined that the luminance signal is not large, the process proceeds to step T10.
ステップＴ１０では、制御部１１は、蓄積時間(τ)が経過したか否かを判断する。ステップＴ１０で、蓄積時間(τ)が経過したと判断した場合にはステップＴ１１に移り、経過していないと判断した場合には、ステップＴ８に移る。 In step T10, the control unit 11 determines whether or not the accumulation time (τ) has elapsed. If it is determined in step T10 that the accumulation time (τ) has elapsed, the process proceeds to step T11. If it is determined that the accumulation time (τ) has not elapsed, the process proceeds to step T8.
ステップＴ１１では、制御部１１は、測定終了の指示が有るか否かを判断する。ステップＴ１１で、測定終了の指示がないと判断した場合には、ステップＴ８に移って処理を繰り返し、測定終了の指示が有ると判断した場合にはモニタ用光センサ５の測定を終了する。
In step T11, the control unit 11 determines whether there is an instruction to end the measurement. If it is determined in step T11 that there is no measurement end instruction, the process proceeds to step T8, and the process is repeated. If it is determined that there is a measurement end instruction, the measurement of the monitoring
一方、ステップＴ３では、測定用光センサ４によって、算出された蓄積時間(τ)に基づいて測定を開始してステップＴ４に移る。
On the other hand, in step T3, the measurement
ステップＴ４では、制御部１１は、ステップＴ９における判断結果において、輝度信号の変動（Ｌ（ｔｉ）−Ｌ（ｔｉ−１））が閾値ΔＬより大きいと判断した場合にはステップＴ１に移り、大きくないと判断した場合には、ステップＴ５に移る。 In step T4, when the control unit 11 determines that the luminance signal variation (L (ti) −L (ti−1)) is larger than the threshold value ΔL in the determination result in step T9, the control unit 11 proceeds to step T1 and increases. If it is determined that there is not, the process proceeds to step T5.
ステップＴ５では、制御部１１は、蓄積時間(τ)が経過したか否かを判断する。ステップＴ５で、蓄積時間(τ)が経過したと判断した場合にはステップＴ６に移り、経過していないと判断した場合には、ステップＴ４に移る。 In step T5, the control unit 11 determines whether or not the accumulation time (τ) has elapsed. If it is determined in step T5 that the accumulation time (τ) has elapsed, the process proceeds to step T6. If it is determined that the accumulation time (τ) has not elapsed, the process proceeds to step T4.
ステップＴ６では、演算部１０が、測定用光源２０の分光輝度Ｐ（λ）を得た後、分光輝度Ｐ（λ）から輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）を算出してステップＴ７に移る。
In step T6, the
ステップＴ７では、制御部１１は、測定終了の指示が有るか否かを判断する。ステップＴ１１で、測定終了の指示がないと判断した場合には、ステップＴ１に移って処理を繰り返し、測定終了の指示が有ると判断した場合には本処理を終了する。 In step T7, the control unit 11 determines whether there is an instruction to end the measurement. If it is determined in step T11 that there is no instruction to end measurement, the process proceeds to step T1, and the process is repeated. If it is determined that there is an instruction to end measurement, this process ends.
本実施形態においては、測定用光センサ４による本測定の実施中に、測定用光源２０の輝度が大きく変化した場合には、測定用光センサ４による本測定を中断し、モニタ用光センサ５による測定用光源２０から出射される光のモニタおよび演算部１０による蓄積時間の設定のやり直しが行われる。このため、測定中に急に測定用光源２０の光量が変動した場合でも、変動に追随して応答性良く測定用光源２０を測定することが可能となる。
In the present embodiment, if the luminance of the
＜第５実施形態＞
第５実施形態では、測定用光センサ４による本測定の間、モニタ用光センサ５で測定用光源２０の光量変動をモニタし、本測定中に測定用光源２０の輝度信号について所定の閾値以上の変動がみられない場合には、次の測定において、モニタ用光センサ５による測定前の測定用光源２０のモニタを省略するようにする。<Fifth Embodiment>
In the fifth embodiment, during the actual measurement by the measurement
図７は、第５実施形態の測定手順を示すフローチャートである。光測定装置５０が、測定用光源２０を測定する指示を受け、制御部１１に伝達したとき、ステップＵ１に移る。
FIG. 7 is a flowchart showing the measurement procedure of the fifth embodiment. When the
ステップＵ１〜Ｕ６は、図６のステップＴ１〜Ｔ６に、また、ステップＵ８〜ステップＵ１１は、図６のステップＴ８〜Ｔ１１に、それぞれ対応するので、説明は省略する。 Steps U1 to U6 correspond to Steps T1 to T6 in FIG. 6, and Steps U8 to U11 correspond to Steps T8 to T11 in FIG.
ステップＵ７では、制御部１１が、全サンプルの測定を終了したか否かを判断する。ステップＵ７で、全サンプルの測定を終了していない、すなわち、次のサンプル測定が存在すると判断した場合には、ステップＵ３に移り、モニタ用光センサ５による測定前の測定用光源２０のモニタを省略して、測定用光センサ４が次のサンプル測定を開始する。つまり、制御部は、測定用光センサ４による信号電荷の蓄積中において、モニタ用光センサ５によって得られる輝度信号が所定の閾値以上変動しない場合には、測定用光センサ４による次回の信号電荷の蓄積前における、モニタ用光センサ５による輝度信号の取得および演算部１０による蓄積時間の算出を禁止する。一方、制御部１１が、全サンプルの測定を終了したと判断した場合には本処理を終了する。
In step U7, the control unit 11 determines whether or not all the samples have been measured. If it is determined in step U7 that the measurement of all the samples has not been completed, that is, the next sample measurement exists, the process proceeds to step U3 and the
本実施形態では、測定用光センサ４のよる測定中に測定用光源２０の光量が変わらない場合には、測定用光源２０のモニタが不要になるので、より速い応答時間で測定可能となり、測定速度が向上する。
In the present embodiment, when the light quantity of the
＜第６実施形態＞
第１実施形態においては、光測定装置５０が、モニタ用光センサ５で得られた測定用光源２０の信号の時間的な変動情報に基づいて蓄積時間を決定した後、測定光センサ４による測定を開始する手順を示したが、第６実施形態では、モニタ用光センサ５による蓄積時間検出と測定光センサ４による測定を並行して実行する。<Sixth Embodiment>
In the first embodiment, the
図８は、第６実施形態において、光測定装置５０が、輝度Ｌｖおよび色度（ｘ，ｙ）を算出する手順を示すフローチャートである。光測定装置５０が、測定用光源２０の測定を行う指示を受け、制御部１１に伝達したとき、ステップＶ１に移る。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure in which the
ステップＶｌで、測定用光センサ４によって、測定用光源２０から出射され、分光された光を受光し、信号を取得して蓄積を開始する。タイマにより、蓄積開始時間ｔ１を保存しておく。
In step V1, the
ステップＶ２で、モニタ用光センサ５によって、測定用光源２０から出射される光が所定の時間においてモニタされ、輝度信号が取得されることで、ステップＶ３に移る。
In Step V2, the light emitted from the
ステップＶ３では、モニタ用光センサ５から得られる輝度信号の時間的な変動情報に基づいて、演算都１０によって蓄積時間ＴＷを算出する。
In step V <b> 3, the accumulation time TW is calculated by the
ステップＶ４では、上記蓄積時間ＴＷと、上記開始時間ｔｌから、測定光センサ４の蓄積終了時間ｔ２を算出する。
In step V4, the accumulation end time t2 of the measuring
ステップＶ５では、制御部１１が、タイマが時間ｔ２になった時点で、測定光センサ４の蓄積を終了させる。
In step V5, the control unit 11 ends the accumulation of the
ステップＶ６では、測定光センサ４によって取得された輝度信号に基づき、測定用光源２０の分光輝度Ｐ（λ）が得られ、演算部１０によって、分光輝度Ｐ（λ）から輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）が算出される。
In step V6, the spectral luminance P (λ) of the
第６実施形態においては、測定光センサ４による測定開始から終了までの間に、モニタ用光センサ５による蓄積時間検出が行われるため、第１実施形態と比較して、モニタ用光センサ５によって蓄積時間を検出する時間分だけ、総測定時間を短縮することができる。 例えば、第１実施形態においては、総測定時間Ｔ＝Ｔｌ＋Ｔ２であるが、第６実施形態においては、総測定時間Ｔ＝Ｔ２となる。ここで、Ｔｌは、モニタ用光センサ５による蓄積時間検出に要する時間であり、Ｔ２は、測定光センサ４による蓄積開始から輝度Ｌｖ、色度（ｘ，ｙ）を算出するまでの時間である。
In the sixth embodiment, since the accumulation time is detected by the monitor
＜変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。<Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the thing of the content demonstrated above.
例えば、上記実施形態では、分光手段として回折格子を備えていたが、特定の透過特性を持つ光フィルターを用いても良い。 For example, in the above embodiment, the diffraction grating is provided as the spectroscopic means. However, an optical filter having specific transmission characteristics may be used.
また、モニタ用光センサ５の信号増幅部が対数増幅回路を含むことによって、モニタ用光センサ５で光電変換された光電流を対数増幅回路で電圧に変換してもよい。
Further, the signal amplifying unit of the monitoring
図９は、対数増幅回路３０の構成を示す図である。モニタ用光センサ５で光電変換された光電流が対数増幅回路に入力されて、対数変換されて電圧として出力される。図１０は、対数増幅回路の入力電流と出力電圧の入出力特性を示すグラフである。グラフの横軸は入力電流を表し、グラフの縦軸は出力電圧を表す。図１０では対数変換することによって、広いダイナミックレンジの信号が圧縮される様子が示されている。この対数増幅回路３０を備えることによって、測定する測定用光源２０の輝度の測定範囲が、例えば０.１Ｃｄ／ｍ2〜１０，０００Ｃｄ／ｍ2のように非常に広い場合であっても、増幅回路の増幅率を切り替えることなくモニタすることが可能となる。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the
また、第３実施形態では、測定用光センサ４を用いて測定用光源２０の前測定を行うことによって、必要なＳＮ比が得られ、かつ最短の蓄積時間にもっとも近い時間となるように蓄積時間を算出したが、モニタ用光センサ５を用いて測定用光源２０の前測定を行うことによって、蓄積時間を算出してもよい。例えば、モニタ用光センサ５で得られる信号Ｓｉｇ（ｔ（ｉ））をある一定時間加算した値Ｐについて、
Ｐ＝ΣＳｉｇ（ｔ（ｉ））
とし、Ｐの値に応じて必要最短蓄積時間を求めるようにしてもよい。In the third embodiment, the pre-measurement of the
P = ΣSig (t (i))
The required minimum accumulation time may be obtained according to the value of P.
表２は、モニタ用光センサ５で得られる信号の加算値Ｐと測定用光源２０を測定する際の必要最短蓄積時間との関係を示す表である。
Table 2 is a table showing the relationship between the added value P of the signal obtained by the monitoring
また、上記実施形態では、自己相関関数を求める式を（７）式で示したが、光源の変動成分の振幅が小さくなった場合には、自己相関関数のピークが検出しにくくなる。そこで、信号Ｓｉｇ（ｔ（ｉ〉）から、直流成分（Ｓｉｇ（ｔ〈ｉ））の最小値）を引き算しておいてから、自己相関関数を計算してもよい。これによって、変動成分の振幅が小さい場合でも自己相関関数のピークがより顕著に現れるため、精度よく測定することが可能になる。 In the above embodiment, the equation for obtaining the autocorrelation function is shown by equation (7). However, when the amplitude of the fluctuation component of the light source becomes small, it is difficult to detect the peak of the autocorrelation function. Therefore, the autocorrelation function may be calculated after subtracting the DC component (Sig (t <i)) from the signal Sig (t (i>)). As a result, even when the amplitude of the fluctuation component is small, the peak of the autocorrelation function appears more prominently, so that accurate measurement can be performed.
また、上記実施形態では、分光輝度を測定していたが、本発明の実施例の有用な範囲は、これに限定されるものではない。測定用光源からの光を等色関数の分光透過特性を持つ光フィルターｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）を通して、測定用光センサにて検出する色彩輝度計や、ｙ（λ）の透過特性を持つフィルターを通してセンサで測定する輝度計や照度計のような場合にも適用可能である。この場合に、３つの測定用光センサの１つをモニタ用光センサとして兼用しても良い。 Moreover, although the spectral brightness | luminance was measured in the said embodiment, the useful range of the Example of this invention is not limited to this. A color luminance meter that detects light from a measurement light source through a light filter x (λ), y (λ), z (λ) having spectral transmission characteristics of a color matching function, and y (λ It can also be applied to luminance meters and illuminometers that measure with a sensor through a filter with transmission characteristics. In this case, one of the three measurement optical sensors may be used as the monitor optical sensor.
また、上記実施形態では、光測定装置５０に含まれるコンピュータによって制御部１１および演算部１０の処理を実現させており、記録媒体に記憶させたプログラムをコンピュータにインストールすることによっても実行できる。利用可能な記憶媒体としては、ＲＯＭやハードディスクなど、プログラムを記録することが可能な全ての記憶媒体を挙げることができる。
Moreover, in the said embodiment, the process of the control part 11 and the calculating
第１の態様に係る光測定装置は、光源から出射され、分光された光を受光して、該光に応じた信号を取得する測定用光センサと、前記光源から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得るモニタ用光センサと、前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号の時間的な変動情報を解析することによって、前記測定用光センサが前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積時間を算出する演算部と、前記測定用光センサが、算出された前記蓄積時間において、前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積するように制御する制御部とを備え、前記モニタ用光センサが、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積と並行して前記光源から出射される光をモニタして、輝度信号を時間順次に取得し、前記演算部が、前記測定用光センサの信号電荷の蓄積中に前記蓄積時間を算出し、前記制御部が、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積の開始から前記蓄積時間経過後において、前記測定用光センサに信号電荷の蓄積を停止させることを特徴とする。 The light measurement device according to the first aspect receives a light emitted and split from a light source and obtains a signal corresponding to the light, and monitors the light emitted from the light source. The monitoring optical sensor that sequentially obtains the luminance signal and the temporal variation information of the luminance signal obtained by the monitoring optical sensor are used to analyze the light emitted from the light source by the measuring optical sensor. An arithmetic unit for calculating an accumulation time for receiving and accumulating signal charges and the measurement photosensor so as to receive light emitted from the light source and accumulate signal charges for the calculated accumulation time. A monitoring control unit, and the monitoring light sensor monitors light emitted from the light source in parallel with the accumulation of signal charges by the measurement light sensor, and sequentially obtains luminance signals. The arithmetic unit The accumulation time is calculated during the accumulation of the signal charge of the measurement photosensor, and the control unit detects the measurement photosensor after the accumulation time has elapsed from the start of accumulation of the signal charge by the measurement photosensor. stopping the accumulation of the signal charges to you characterized.
第２の態様に係る光測定装置は、光源から出射され、分光された光を受光して、該光に応じた信号を取得する測定用光センサと、前記光源から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得るモニタ用光センサと、前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号の時間的な変動情報を解析することによって、前記測定用光センサが前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積時間を算出する演算部と、前記測定用光センサが、算出された前記蓄積時間において、前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積するように制御する制御部とを備え、前記演算部が、前記モニタ用光センサによって時間順次に得られた輝度信号に係る自己相関関数を求め、該自己相関関数に基づいて前記蓄積時間を算出することを特徴とする。 The light measurement device according to the second aspect receives a light emitted and split from a light source and obtains a signal corresponding to the light, and monitors the light emitted from the light source. The monitoring optical sensor that sequentially obtains the luminance signal and the temporal variation information of the luminance signal obtained by the monitoring optical sensor are used to analyze the light emitted from the light source by the measuring optical sensor. An arithmetic unit for calculating an accumulation time for receiving and accumulating signal charges and the measurement photosensor so as to receive light emitted from the light source and accumulate signal charges for the calculated accumulation time. and a control unit for controlling the calculation unit calculates the autocorrelation functions that according to the time sequential resulting Brightness signal by the monitoring light sensor, calculates the accumulation time based on the autocorrelation function number especially that To.
第３の態様に係る光測定装置は、第２の態様に係る光測定装置であって、前記演算部が、所定時間で得られた前記輝度信号について、自己相関関数の最大値を求め、該自己相関関数の最大値が得られる時間に基づいて前記蓄積時間を算出することを特徴とする。 The light measurement device according to a third aspect is the light measurement device according to the second aspect, wherein the calculation unit obtains a maximum value of an autocorrelation function for the luminance signal obtained in a predetermined time, based on the time the maximum value of the autocorrelation function is obtained and calculates the storage time.
第４の態様に係る光測定装置は、第３の態様に係る光測定装置であって、前記演算部が、前記モニタ用光センサによって時間順次に得られた輝度信号の中から、第１時間間隔に係る輝度信号を抽出して自己相関関数の最大値である第１最大値が得られる時間である概算ピーク時間を演算した後に、前記モニタ用光センサによって時間順次に得られた輝度信号の中から、前記概算ピーク時間の時点を含む所定期間内に属し、且つ前記第１時間間隔より短い第２時間間隔に係る輝度信号を抽出して、自己相関関数の最大値である第２最大値が得られる時間であるピーク時間をさらに演算することで前記蓄積時間を算出することを特徴とする。 The light measurement device according to a fourth aspect is the light measurement device according to the third aspect, wherein the arithmetic unit calculates a first time from the luminance signals obtained in time sequence by the monitor optical sensor. After calculating the approximate peak time, which is the time during which the first maximum value, which is the maximum value of the autocorrelation function, is extracted by extracting the luminance signal related to the interval, the luminance signal obtained in time sequence by the monitor photosensor A second maximum value that is a maximum value of the autocorrelation function is extracted from among the luminance signals that fall within a predetermined period including the time of the approximate peak time and that are related to a second time interval that is shorter than the first time interval. and calculates the storage time by further calculating the peak time is a time which is obtained.
第５の態様に係る光測定装置は、第３の態様に係る光測定装置であって、前記演算部が、前記測定用光センサまたは前記モニタ用センサによって、検出される検出値の一定の範囲ごとに、最短の蓄積時間を予め設定しておき、前記最短の蓄積時間を超え、かつ前記最短の蓄積時間にもっとも近い時間となるように前記蓄積時間を算出することを特徴とする。 The light measurement device according to a fifth aspect is the light measurement device according to the third aspect, wherein the calculation unit has a certain range of detection values detected by the measurement light sensor or the monitor sensor. Each time, the shortest accumulation time is set in advance, and the accumulation time is calculated so as to be the time that exceeds the shortest accumulation time and is closest to the shortest accumulation time.
第６の態様に係る光測定装置は、第１から第５の何れか１つの態様に係る光測定装置であって、前記制御部が、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積中において、前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号が所定時間内に所定値以上変動した場合には、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積を中断させて、前記モニタ用光センサによって前記光源から出射される光に係る輝度信号を再度時間順次に取得させ、前記演算部によって前記モニタ用光センサにより再度取得された輝度信号の時間的な変動情報に基づいて前記蓄積時間を算出させることを特徴とする。 The light measurement device according to a sixth aspect is the light measurement device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the control unit is storing signal charges by the measurement photosensor. When the luminance signal obtained by the monitoring optical sensor fluctuates by a predetermined value or more within a predetermined time, accumulation of signal charges by the measuring optical sensor is interrupted and emitted from the light source by the monitoring optical sensor. that again the time was sequentially acquire the luminance signal according to the light, characterized in that to calculate the accumulation time based on the temporal variation information again acquired luminance signal by the monitoring light sensor by the arithmetic unit .
第７の態様に係る光測定装置は、第１から第６の何れか１つの態様に係る光測定装置であって、前記制御部が、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積中において前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号が所定の閾値以上変動しない場合には、前記測定用光センサによる次回の信号電荷の蓄積前における、前記モニタ用光センサによる前記輝度信号の取得および前記演算部による前記蓄積時間の算出を禁止することを特徴とする。 A light measurement device according to a seventh aspect is the light measurement device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the control unit is configured to store the signal charge while the measurement light sensor is accumulating. When the luminance signal obtained by the monitoring optical sensor does not fluctuate by more than a predetermined threshold, the luminance signal is acquired by the monitoring optical sensor and the calculation unit before the next accumulation of signal charges by the measuring optical sensor and inhibits the calculation of the accumulation time due.
第８の態様に係る光測定装置は、第１から第７の何れか１つの態様に係る光測定装置であって、前記モニタ用光センサによって取得された輝度信号を増幅する対数増幅回路をさらに備えることを特徴とする。 An optical measurement device according to an eighth aspect is the optical measurement device according to any one of the first to seventh aspects, comprising: a logarithmic amplification circuit that amplifies a luminance signal acquired by the monitoring optical sensor. It is further provided with the feature .
第９の態様に係る光測定方法は、光源から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得るモニタ工程と、前記モニタ工程によって得られる輝度信号の時間的な変動情報を解析することによって、測定用光センサが前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積時間を算出する演算工程と、前記光源から出射され、分光された光を前記蓄積時間受光して、該光に応じた信号をそれぞれ取得する測定工程とを含み、前記モニタ工程において、前記測定工程における前記信号電荷の蓄積と並行して前記光源から出射される光をモニタして、前記輝度信号を時間順次に取得し、前記演算工程において、前記測定工程における前記信号電荷の蓄積中に前記蓄積時間を算出し、前記測定工程において、前記信号電荷の蓄積の開始から前記蓄積時間経過後に、前記信号電荷の蓄積を停止することを特徴とする。 The light measurement method according to the ninth aspect includes a monitoring step of monitoring the light emitted from the light source and sequentially obtaining luminance signals, and analyzing temporal variation information of the luminance signal obtained by the monitoring step. The measurement light sensor receives the light emitted from the light source and calculates an accumulation time for accumulating signal charges, and receives the light emitted from the light source and dispersed into the accumulation time, look including a measurement step of respectively acquiring a signal corresponding to the light, the the monitor process monitors the light emitted from the light source in parallel with the accumulation of the signal charge in the measurement step, the luminance signal Are sequentially acquired, and in the calculation step, the accumulation time is calculated during the accumulation of the signal charge in the measurement step, and in the measurement step, from the start of the accumulation of the signal charge. After serial storage time, characterized by stopping the accumulation of the signal charges.
第１０の態様に係るプログラムは、光測定装置に含まれるコンピュータによって実行されることによって、前記光測定装置を、第１の態様に係る光測定装置として機能させることを特徴とする。 A program according to a tenth aspect, by being executed by a computer included in the optical measuring device, the optical measuring device, wherein the function as an optical measuring apparatus according to the first aspect.
第１または第２の何れの態様に係る光測定装置によっても、測定用光センサだけでなく、光源から出射された光をモニタして輝度信号を得るモニタ用光センサを備え、モニタ用光センサによって得られる光源の輝度の変動に基づいて信号電荷の蓄積時間が演算されるので、複数の変調要因が掛け合わさって光源の輝度が複雑に変動している場合であっても、蓄積開始のタイミングにかかわらず適切な蓄積時間を検出することができる。したがって、光源の輝度の変動による影響を抑制しつつ測定することが可能となる。 First or by optical measuring apparatus according to the second either embodiment, not only the measurement light sensor, comprising a monitoring light sensor to obtain a luminance signal by monitoring the light emitted from the light source, monitoring optical sensor Since the signal charge accumulation time is calculated based on the fluctuation of the luminance of the light source obtained by the above, even if the luminance of the light source fluctuates complicated due to multiple modulation factors, the timing of the accumulation start It is possible to detect an appropriate accumulation time regardless. Therefore, it is possible to perform measurement while suppressing the influence of fluctuations in luminance of the light source.
第２の態様に係る光測定装置によれば、輝度信号の自己相関関数に基づいて蓄積時間が算出されるので、光源に複数の変調要因が掛け合わさって光源の輝度信号が複雑に変動している場合であっても、適切な蓄積時間を効率良く算出することが可能となる。 According to the light measurement device according to the second aspect, since the accumulation time is calculated based on the autocorrelation function of the luminance signal, the luminance signal of the light source is complicatedly varied by multiplying the light source by a plurality of modulation factors. Even in such a case, it is possible to efficiently calculate an appropriate accumulation time.
第３の態様に係る光測定装置によれば、適切な蓄積時間を効率的に精度良く算出することが可能となる。 According to the light measurement device according to the third aspect, it is possible to efficiently and accurately calculate an appropriate accumulation time.
第４の態様に係る光測定装置によれば、最初に蓄積時間を概算し、概算した蓄積時間の近傍の時間について精密に蓄積時間を演算するため、計算量の低減による演算時間の短縮化を図ることができる。 According to the optical measurement device according to the fourth aspect, the accumulation time is first estimated, and the accumulation time is accurately calculated for the time in the vicinity of the estimated accumulation time. Therefore, the calculation time can be shortened by reducing the amount of calculation. Can be planned.
第５の態様に係る光測定装置によれば、最適かつ最短と推定される蓄積時間を効率良く算出することが可能となる。 According to the light measurement device according to the fifth aspect, it is possible to efficiently calculate the accumulation time estimated to be optimum and shortest.
第６の態様に係る光測定装置によれば、測定中に急に光源の光量が変動した場合においても、光源の変化に追随して応答性良く測定することが可能になる。 According to the light measurement device according to the sixth aspect, even when the light amount of the light source suddenly fluctuates during measurement, it becomes possible to measure with good responsiveness following the change of the light source.
第７の態様に係る光測定装置によれば、測定する光源の光量があまり変わらない場合には、モニタ用光センサによる前測定が不要になるため、より速い応答時間で測定可能となり、測定速度が向上する。 According to the light measurement device according to the seventh aspect, when the light amount of the light source to be measured does not change much, it is not necessary to perform the previous measurement by the monitor optical sensor, so that the measurement can be performed with a faster response time and the measurement speed. Will improve.
第８の態様に係る光測定装置によれば、輝度の測定範囲が広い光源の輝度信号を増幅させてモニタする場合であっても、増幅回路の増幅率を切り替えることなくモニタすることが可能となる。 According to the light measurement device of the eighth aspect, even when a luminance signal of a light source having a wide luminance measurement range is amplified and monitored, it is possible to monitor without switching the amplification factor of the amplifier circuit. Become.
第９の態様に係る光測定方法によれば、第１の態様に係る光測定装置と同じ効果を得ることができる。 According to the light measurement method according to the ninth aspect, the same effect as that of the light measurement apparatus according to the first aspect can be obtained.
第１０の態様に係るプログラムによれば、第１の態様に係る光測定装置と同じ効果を得ることができる。 According to the program which concerns on a 10th aspect, the same effect as the optical measurement apparatus which concerns on a 1st aspect can be acquired.
Claims (12)
前記光源から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得るモニタ用光センサと、
前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号の時間的な変動情報を解析することによって、前記測定用光センサが前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積時間を算出する演算部と、
前記測定用光センサが、算出された前記蓄積時間において、前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光測定装置。An optical sensor for measurement that receives the light emitted and split from the light source and acquires a signal corresponding to the light; and
A monitoring optical sensor that monitors the light emitted from the light source and obtains luminance signals in time sequence;
An operation for calculating the accumulation time for the measurement light sensor to receive the light emitted from the light source and accumulate the signal charge by analyzing the temporal variation information of the luminance signal obtained by the monitoring light sensor. And
A control unit that controls the measurement light sensor to receive light emitted from the light source and accumulate signal charges in the calculated accumulation time;
An optical measuring device comprising:
前記モニタ用光センサが、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積と並行して前記光源から出射される光をモニタして、輝度信号を時間順次に取得し、
前記演算部が、前記測定用光センサの信号電荷の蓄積中に前記蓄積時間を算出し、
前記制御部が、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積の開始から前記蓄積時間経過後において、前記測定用光センサに信号電荷の蓄積を停止させることを特徴とする光測定装置。The light measurement device according to claim 1,
The monitoring light sensor monitors the light emitted from the light source in parallel with the accumulation of the signal charge by the measurement light sensor, and acquires the luminance signal in time sequence,
The calculation unit calculates the accumulation time during accumulation of signal charges of the measurement photosensor,
The optical measurement apparatus, wherein the control unit causes the measurement photosensor to stop accumulating signal charges after the accumulation time has elapsed from the start of accumulation of the signal charge by the measurement photosensor.
前記モニタ用光センサは、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積前に、前記光源から出射される光をモニタして輝度信号を時間順次に得ることを特徴とする光測定装置。The light measurement device according to claim 1,
The monitoring optical sensor monitors the light emitted from the light source to obtain luminance signals in a time sequential manner before the signal charge is accumulated by the measuring optical sensor.
前記演算部が、前記モニタ用光センサによって時間順次に得られた輝度信号に係る自己相関関数を求め、該自己相関関数に基づいて前記蓄積時間を算出することを特徴とする光測定装置。The light measurement device according to claim 1,
The light measurement apparatus, wherein the calculation unit obtains an autocorrelation function related to luminance signals obtained in time sequence by the monitoring optical sensor, and calculates the accumulation time based on the autocorrelation function.
前記演算部が、所定時間で得られた前記輝度信号について、自己相関関数の最大値を求め、該自己相関関数の最大値が得られる時間に基づいて前記蓄積時間を算出することを特徴とする光測定装置。The light measurement device according to claim 4,
The calculation unit calculates a maximum value of an autocorrelation function for the luminance signal obtained in a predetermined time, and calculates the accumulation time based on a time during which the maximum value of the autocorrelation function is obtained. Light measuring device.
前記演算部が、
前記モニタ用光センサによって時間順次に得られた輝度信号の中から、第１時間間隔に係る輝度信号を抽出して自己相関関数の最大値である第１最大値が得られる時間である概算ピーク時間を演算した後に、前記モニタ用光センサによって時間順次に得られた輝度信号の中から、前記概算ピーク時間の時点を含む所定期間内に属し、且つ前記第１時間間隔より短い第２時間間隔に係る輝度信号を抽出して、自己相関関数の最大値である第２最大値が得られる時間であるピーク時間をさらに演算することで前記蓄積時間を算出することを特徴とする光測定装置。The light measurement device according to claim 5,
The computing unit is
An approximate peak, which is a time at which a first maximum value, which is a maximum value of an autocorrelation function, is obtained by extracting a luminance signal related to a first time interval from luminance signals obtained sequentially by the monitoring light sensor. A second time interval that is within a predetermined period including the time point of the approximate peak time and is shorter than the first time interval, out of the luminance signals obtained in time sequence by the monitoring light sensor after calculating the time. The light measurement device is characterized in that the accumulation time is calculated by extracting the luminance signal according to the above and further calculating a peak time that is a time during which the second maximum value that is the maximum value of the autocorrelation function is obtained.
前記演算部が、
前記測定用光センサまたは前記モニタ用センサによって、検出される検出値の一定の範囲ごとに、最短の蓄積時間を予め設定しておき、前記最短の蓄積時間を超え、かつ前記最短の蓄積時間にもっとも近い時間となるように前記蓄積時間を算出することを特徴とする光測定装置。The light measurement device according to claim 5,
The computing unit is
The shortest accumulation time is set in advance for each fixed range of detection values detected by the measurement light sensor or the monitor sensor, and exceeds the shortest accumulation time and the shortest accumulation time. An optical measurement device that calculates the accumulation time so as to be the closest time.
前記制御部が、
前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積中において、前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号が所定時間内に所定値以上変動した場合には、前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積を中断させて、前記モニタ用光センサによって前記光源から出射される光に係る輝度信号を再度時間順次に取得させ、前記演算部によって前記モニタ用光センサにより再度取得された輝度信号の時間的な変動情報に基づいて前記蓄積時間を算出させることを特徴とする光測定装置。The light measurement device according to claim 1,
The control unit is
During the accumulation of signal charges by the measurement photosensor, if the luminance signal obtained by the monitoring photosensor fluctuates more than a predetermined value within a predetermined time, the accumulation of signal charges by the measurement photosensor is interrupted. The luminance signal related to the light emitted from the light source by the monitoring light sensor is sequentially acquired again in time sequence, and the temporal variation information of the luminance signal acquired again by the monitoring light sensor by the arithmetic unit is obtained. An optical measurement device characterized in that the accumulation time is calculated based on the above.
前記制御部が、
前記測定用光センサによる信号電荷の蓄積中において前記モニタ用光センサによって得られる輝度信号が所定の閾値以上変動しない場合には、前記測定用光センサによる次回の信号電荷の蓄積前における、前記モニタ用光センサによる前記輝度信号の取得および前記演算部による前記蓄積時間の算出を禁止することを特徴とする光測定装置。The light measurement device according to claim 1,
The control unit is
If the luminance signal obtained by the monitoring photosensor does not fluctuate more than a predetermined threshold during the accumulation of the signal charge by the measurement photosensor, the monitor before the next accumulation of signal charge by the measurement photosensor An optical measurement device for prohibiting acquisition of the luminance signal by an optical sensor and calculation of the accumulation time by the calculation unit.
前記モニタ用光センサによって取得された輝度信号を増幅する対数増幅回路、
をさらに備えることを特徴とする光測定装置。The light measurement device according to claim 1,
A logarithmic amplifier circuit for amplifying the luminance signal acquired by the monitoring optical sensor;
An optical measuring device further comprising:
前記モニタ工程によって得られる輝度信号の時間的な変動情報を解析することによって、測定用光センサが前記光源から出射される光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積時間を算出する演算工程と、
前記光源から出射され、分光された光を前記蓄積時間受光して、該光に応じた信号をそれぞれ取得する測定工程と、
を含むことを特徴とする光測定方法。A monitoring step of monitoring the light emitted from the light source to obtain luminance signals in time sequence;
A calculation step of calculating an accumulation time in which the measurement light sensor receives light emitted from the light source and accumulates signal charges by analyzing temporal variation information of the luminance signal obtained by the monitoring step;
A measurement step of receiving the light emitted from the light source and dispersed and receiving the accumulation time, and obtaining a signal corresponding to the light; and
A light measurement method comprising:
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