WO2018012478A1 - 測色計 - Google Patents

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WO2018012478A1
WO2018012478A1 PCT/JP2017/025205 JP2017025205W WO2018012478A1 WO 2018012478 A1 WO2018012478 A1 WO 2018012478A1 JP 2017025205 W JP2017025205 W JP 2017025205W WO 2018012478 A1 WO2018012478 A1 WO 2018012478A1
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light
measurement
filters
filter
measured
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PCT/JP2017/025205
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English (en)
French (fr)
Inventor
宜弘 西川
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by コニカミノルタ株式会社 filed Critical コニカミノルタ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/51—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters

Definitions

  • the present invention relates to a colorimeter that measures the color display performance of a display device.
  • Display devices are required to improve display performance.
  • low luminance performance has been regarded as important.
  • a measuring device that measures the display performance of a display device is also required to improve measurement accuracy at low luminance.
  • High S / N (Signal Noise Ratio) is required to improve measurement accuracy at low luminance. This is because if the S / N is low, the signal is buried in noise, and chromaticity or luminance cannot be measured accurately.
  • the first method is to increase the amount of light incident on the sensor.
  • the second method is to reduce the noise of the measuring device.
  • Patent Document 1 when measuring a display device having a display area of 133 mm ⁇ 75 mm, in Patent Document 1, since measurement is performed using measurement light from a measurement area having a diameter of 10 mm, the ratio of the area of the measurement area to the entire display area is 5 ⁇ 5 ⁇ ⁇ / (133 ⁇ 75) ⁇ 100 ⁇ 0.79% Therefore, the measuring apparatus used only 0.79% of the light amount of the display area for measurement.
  • the viewing angle characteristic is better than that of a liquid crystal display. Therefore, when the object to be measured is an organic EL display, the amount of light used for measurement is reduced. It is possible to increase the S / N ratio.
  • Patent Document 2 In order to increase the amount of light used for measurement, it is conceivable to employ a two-dimensional sensor having a large light receiving area as described in Patent Document 2, for example.
  • a two-dimensional sensor is employed as a light receiving element, and a color filter for a spectral response suitable for color measurement is attached to the two-dimensional sensor.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a colorimeter capable of measuring with high accuracy while mounting a two-dimensional sensor.
  • a colorimeter that reflects one aspect of the present invention has a light guide unit that introduces measurement light and a pixel region that includes a plurality of pixels. Between a light receiving sensor that outputs a light receiving signal from a plurality of pixels, and between the light guide unit and the light receiving sensor, and arranged to be opposed to a plurality of partial pixel regions that are part of the pixel region and are different from each other, A plurality of filters having different spectral transmittance characteristics, a storage unit for storing pixel positions of each pixel group used for calculation among the pixels included in each of the plurality of partial pixel regions, and each pixel group And an arithmetic control unit that calculates an index relating to color using each received light reception signal, and the pixel position of each pixel group is determined in advance based on the positional relationship between each of the plurality of filters and the light reception sensor. Demand It is.
  • FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 4 when the two-dimensional sensor is viewed from the side in a direction orthogonal to the optical axis. It is a figure which shows the output data of a colorimeter when displaying red on a standard display apparatus. It is a figure which shows the area
  • FIG. 2 schematically illustrates an embodiment comprising an optical fiber arranged around a rod lens.
  • FIG. 2 schematically illustrates an embodiment comprising an optical fiber arranged around a rod lens.
  • FIG. 2 schematically illustrates an embodiment comprising an optical fiber arranged around a rod lens. It is a figure which shows schematically embodiment which has arrange
  • FIG. 6 schematically illustrates an embodiment comprising a bundle fiber. It is a figure which shows schematically the entrance plane of a bundle fiber. It is a figure which shows schematically the output surface of a bundle fiber.
  • FIG. 6 schematically illustrates an embodiment with six filters.
  • FIG. 6 schematically illustrates an embodiment with six filters. It is a figure which shows the spectral transmittance characteristic of each filter. It is a figure which shows the example of arrangement
  • FIGS. 30 and 31 are diagrams schematically showing a state in which a color filter is attached to the light receiving surface of the two-dimensional sensor.
  • a colorimeter with an expanded measurement area for example, as shown in FIG. 30, it is considered to use a monochrome two-dimensional sensor 2 in which color filters 1X, 1Y, and 1Z are attached to the light receiving surface. It is done.
  • the light measurement amount corresponding to the color filter 1X is calculated, and based on the light reception signal output from the calculation region 2Y, The photometric quantity corresponding to the color filter 1Y is calculated, and the photometric quantity corresponding to the color filter 1Z is calculated based on the received light signal output from the calculation area 2Z.
  • the attachment positions of the color filters 1X, 1Y, and 1Z are shifted as shown in FIG.
  • a part of the color filter 1X may be disposed in the calculation region 2Y where the
  • the light reception signal output by the light passing through the color filter 1X is included in the calculation region 2Y.
  • the light reception signal output by the light passing through the gap between the color filter 1X and the color filter 1Y is also included in the calculation region 2Y.
  • the photometric quantity corresponding to the color filter 1Y is calculated based on the light reception signal output from the calculation area 2Y, a measurement error occurs.
  • the present inventor has come up with an invention capable of measuring with high accuracy while mounting a two-dimensional sensor.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a colorimeter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which the colorimeter shown in FIG. 1 is measuring an object to be measured.
  • the display device 10 that is a device under test is, for example, an organic EL display.
  • the display device 10 is not limited to an organic EL display, and may be another display such as a liquid crystal display or a plasma display.
  • the colorimeter 20 of the present embodiment receives the measurement light 12 emitted from the display screen 11 of the display device 10.
  • the colorimeter 20 includes a lens 30, an integrator optical system 40, an X filter 51, a Y filter 52, a Z filter 53, a two-dimensional sensor 60, an arithmetic control unit 70, and the like.
  • the input unit 75 and the storage unit 80 are provided.
  • the lens 30 (an example of a light guide unit) is disposed so as to face the display screen 11 of the display device 10.
  • the lens 30 focuses the measurement light 12 emitted from the display screen 11 of the display device 10 and guides it to the light incident surface of the integrator optical system 40.
  • the lens 30 may be composed of a single lens or a plurality of lenses.
  • the integrator optical system 40 (an example of a mixing unit) is configured by a quadrangular prism rod lens.
  • the integrator optical system 40 is also referred to as a rod lens 40.
  • the measurement light 12 incident on the rod lens 40 repeats total reflection on the side surface of the rod lens 40, thereby mixing chromaticity unevenness and luminance unevenness on the display device 10, and illuminance distribution on the light receiving surface of the two-dimensional sensor 60. Is made uniform.
  • the length of the rod lens 40 in the direction of the optical axis L0 is preferably 5 times or more the length in the direction orthogonal to the optical axis L0.
  • the measurement light 12 is repeatedly totally reflected by the side surface of the rod lens 40 repeatedly for a certain number of times.
  • the illuminance distribution can be made uniform.
  • the integrator optical system 40 may be composed of a moth-eye lens.
  • the eyelet lens has a structure in which a large number of square or regular hexagonal lenses are spread, and this structure generates a large number of light source images.
  • the eyelet lens makes the illuminance distribution uniform on the light irradiation surface by the effect of superimposing the light source images whose positions are gradually shifted.
  • the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 each have a combined spectral responsivity with the spectral responsivity of the monochrome two-dimensional sensor 60.
  • the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 are formed in a thin film shape and are attached to the light receiving surface of the two-dimensional sensor 60.
  • the two-dimensional sensor 60 (an example of a light receiving sensor) is composed of a CMOS sensor or a CCD sensor, and has a pixel region including a plurality of pixels arranged two-dimensionally.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the two-dimensional sensor 60 to which the filters 51, 52, and 53 are attached.
  • FIG. 4 is a view in which a rod lens 40 is added to FIG.
  • FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 4 when the two-dimensional sensor 60 is viewed from the side in a direction orthogonal to the optical axis L0.
  • 3 and 4 are views of the two-dimensional sensor 60 viewed from the display device 10 side in the direction of the optical axis L0 in FIG.
  • the upper left pixel coordinates of the two-dimensional sensor 60 are (1, 1), and the lower right pixel coordinates are (1920, 1080).
  • the resolution of the sensor 60 is 1920 ⁇ 1080.
  • the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 are arranged side by side in the x-axis direction inside the 1920 ⁇ 1080 pixel area of the two-dimensional sensor 60, as shown in FIGS. A slight gap is provided between the X filter 51 and the Y filter 52 and between the Y filter 52 and the Z filter 53, respectively.
  • the length of each side of the rectangular entrance surface 40a (exit surface 40b) of the rod lens 40 is the length of the filter region where the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 are attached. It is set to fit inside.
  • the size of the two-dimensional sensor 60 is, for example, 12 mm ⁇ 20 mm.
  • the length of each side of the rectangular entrance surface 40a (exit surface 40b) of the rod lens 40 is, for example, 10 mm ⁇ 15 mm.
  • the length of the rod lens 40 in the optical axis L0 direction is, for example, 50 mm.
  • the input unit 75 includes, for example, a keyboard or a mouse.
  • the measurer (user) inputs, for example, calibration tristimulus values (described later) using the input unit 75.
  • the storage unit 80 includes a semiconductor memory or a hard disk. The storage unit 80 stores in advance position information of the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 attached to the two-dimensional sensor 60.
  • the storage unit 80 stores calibration data of tristimulus values input by the measurer using the input unit 75.
  • the storage unit 80 stores tristimulus values for calibration or correction coefficients (matrix A described later) obtained in advance by a measurer (user).
  • the arithmetic control unit 70 includes, for example, a central processing unit (CPU).
  • the arithmetic control unit 70 operates in accordance with a program stored in the storage unit 80, so that the light reception signal output from the two-dimensional sensor 60 and the position information and the correction coefficient stored in the storage unit 80 are used. For example, the color of the measurement light 12 in the Luv color system is calculated.
  • the position information of the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 attached to the two-dimensional sensor 60 is calculated in advance at the production stage of the colorimeter 20 and stored in the storage unit 80.
  • Tristimulus values or correction coefficients for calibration of the X filter 51, Y filter 52, and Z filter 53 are calculated in advance by the user of the colorimeter 20 before actual measurement and stored in the storage unit 80.
  • a method for calculating these will be described.
  • a method for calculating positional information of the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 at the production stage of the colorimeter 20 will be described with reference to FIGS.
  • a display device with known L value, u ′ value, and v ′ value in the Lu′v ′ color system (hereinafter referred to as “standard display device”) is colorimetrically measured. Measured with a total of 20.
  • FIG. 6 is a diagram showing output data of the colorimeter 20 when, for example, the primary color of red is displayed on the standard display device.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a calculated X filter region (affixing position on the two-dimensional sensor 60). The positional information of the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 is calculated by the following processes S1 to S8 and stored in the storage unit 80.
  • the X filter 51 has a high spectral transmittance mainly for red. Therefore, using this, the region of the X filter 51 is specified by displaying red.
  • Nx ⁇ ⁇ Pr (xmax, j) ⁇ Pr (xmin, j) ⁇ (1)
  • j u to b.
  • the green primary color is displayed on the entire display screen of the standard display device.
  • the combined spectral response of the filters 51, 52, and 53 attached to the light receiving surface of the two-dimensional sensor 60 and the spectral response of the monochrome two-dimensional sensor 60 does not necessarily match the CIE color matching function. Therefore, in order to accurately measure the chromaticity even when the combined spectral response does not match the color matching function, a method for obtaining matrix calibration data using a spectral radiance meter is introduced.
  • the user of the colorimeter 20 measures the tristimulus values when the three primary colors are displayed on the standard display device in advance using a spectral radiance meter or the like. More specifically, tristimulus values measured with a spectral radiance meter when red is displayed on a standard display device are Xr, Yr, and Zr. Similarly, tristimulus values measured with a spectral radiance meter when green is displayed on a standard display device are Xg, Yg, and Zg. Similarly, the tristimulus values measured with the spectral radiance meter when blue is displayed on the standard display device are Xb, Yb, and Zb.
  • the user of the colorimeter 20 uses the input unit 75 to input the measured tristimulus values Xr, Yr, Zr, Xg, Yg, Zg, Xb, Yb, Zb.
  • the arithmetic control unit 70 stores the tristimulus values Xr, Yr, Zr, Xg, Yg, Zg, Xb, Yb, Zb input using the input unit 75 in the storage unit 80.
  • the tristimulus values Xr, Yr, Zr, Xg, Yg, Zg, Xb, Yb, and Zb input using the input unit 75 are examples of calibration data.
  • the primary color of red is displayed on the entire display screen of the standard display device, and imaged by the two-dimensional sensor 60 of the colorimeter 20.
  • the output of the two-dimensional sensor 60 at this time is S (x, y).
  • the tristimulus values Xr_2d, Yr_2d, and Zr_2d at the time of red display are calculated by the above equations (2) to (4).
  • the tristimulus values Xg_2d, Yg_2d, and Zg_2d at the time of green display are calculated by the above formulas (5) to (7).
  • the tristimulus values Xb_2d, Yb_2d, and Zb_2d at the time of blue display are calculated by the above equations (8) to (10).
  • A is a 3 ⁇ 3 matrix and includes nine elements (unknown numbers). As a result, since there are nine equations and nine unknowns, the elements of the matrix A can be calculated by solving these equations.
  • the user inputs the calibration tristimulus values to the colorimeter 20 using the input unit 75.
  • the calculation control unit 70 calculates the matrix A based on the tristimulus values, and stores the calculated matrix A in the storage unit 80 as a correction coefficient.
  • the user may calculate the matrix A outside the colorimeter 20 and input the matrix A to the colorimeter 20 using the input unit 75.
  • the arithmetic control unit 70 may store the input matrix A in the storage unit 80.
  • the matrix A is an example of calibration data corresponding to each pixel group used for the calculation included in the first to third partial pixel areas.
  • the contents to be measured such as white and red are displayed on the display screen 11 of the display device 10.
  • the display device 10 is imaged by the colorimeter 20.
  • the output of the two-dimensional sensor 60 at this time is S (x, y).
  • positions where the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 are attached to the two-dimensional sensor 60 are calculated in advance and stored in the storage unit 80. Further, correction coefficients for the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 are calculated in advance and stored in the storage unit 80. Therefore, the tristimulus values X, Y, and Z of the display device 10 that is the object to be measured can be accurately calculated, and the luminance and chromaticity (Lu′v ′) can be obtained from these tristimulus values by calculation. it can.
  • the integrator optical system 40 is disposed between the display device 10 as the object to be measured and the two-dimensional sensor 60, and the measurement light 12 is incident on the integrator optical system 40, whereby the measurement of FIG.
  • the illuminance distribution of the light 12 is made uniform.
  • the display screen of the object to be measured may not necessarily have uniform chromaticity or luminance, and the measurement value is affected by this non-uniformity.
  • the measurement light 12 incident on the two-dimensional sensor 60 is emitted from a wide measurement region of the object to be measured using the two-dimensional sensor 60 having a two-dimensional pixel region as in the present embodiment, spatial Unevenness greatly affects measurement accuracy.
  • the illuminance distribution is made uniform by using the integrator optical system 40, the measurement light 12 emitted from the display screen 11 of the display device 10 that is the object to be measured has uneven chromaticity or Even if there is a spatial unevenness such as a brightness unevenness, the influence of the unevenness on the measurement accuracy can be reduced.
  • the diameter of the measurement region is, for example, 10 mm, which is much smaller than the size of the display device for the object to be measured, and the display device for the object to be measured is installed close to the colorimeter. . For this reason, even if it positioned visually, the situation which images a background other than a display screen did not occur.
  • the integrator optical system 40 is disposed between the two-dimensional sensor 60 and the lens 30 to spatially mix the measurement light 12. Due to the influence of the mixing, the image information measured by the two-dimensional sensor 60 has no position information indicating which part of the display device 10 is being measured. As a result, the colorimeter 20 of the above embodiment cannot specify the measurement area on the display screen 11. In order to solve this problem, as shown in FIGS. 8 to 12, a configuration for specifying a measurement region on the display screen 11 may be added to the colorimeter 20 of the above embodiment.
  • FIG. 8 to 10 are diagrams schematically showing an embodiment including an optical fiber 42 arranged around the rod lens 40.
  • FIG. FIG. 8 is a side view seen from a direction orthogonal to the optical axis L0.
  • 9 and 10 are front views of the object to be measured (display device 10) in the optical axis L0 direction.
  • FIG. 9 shows only the rod lens 40 and the optical fiber 42.
  • FIG. 10 shows the rod lens 40, the optical fiber 42, the two-dimensional sensor 60, and the filters 51 to 53, and represents the positional relationship between the optical fiber 42 and the filters 51 to 53.
  • the two-dimensional sensor 60 can receive the measurement light 12 that has not been mixed via the optical fiber 42. Therefore, in the embodiment shown in FIGS. 8 to 10, the calculation control unit 70 can acquire the image signal including the position information by the two-dimensional sensor 60, so that the measurement region is outside the range of the display device 10. Can detect that it is not.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing an embodiment in which a condensing lens 43 is arranged on the opposite side of the two-dimensional sensor 60 with respect to the rod lens 40.
  • the condenser lens 43 (an example of a light receiving optical system) focuses the incident measurement light 12.
  • the light receiving surface of the two-dimensional sensor 60 is disposed at the image forming position of the condensing lens 43, and the incident surface 40 a of the rod lens 40 is disposed at a position different from the image forming position of the condensing lens 43. .
  • the arithmetic control unit 70 can acquire an image signal including position information via the two-dimensional sensor 60.
  • the measurement light 12 from the condenser lens 43 is obstructed by the rod lens 40, the amount of light that forms an image on the two-dimensional sensor 60 is reduced, but there is no problem because it only determines the measurement region.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing an embodiment including the half mirror 32 and the two-dimensional sensor 62.
  • the half mirror 32 (an example of a branching portion) is disposed on the opposite side of the two-dimensional sensor 60 with respect to the rod lens 40.
  • the half mirror 32 transmits a part of the measurement light 12 and guides it to the two-dimensional sensor 60, and reflects the rest and guides it to the two-dimensional sensor 62.
  • the two-dimensional sensor 62 (an example of an image position confirmation sensor) receives the measurement light 12 reflected by the half mirror 32, that is, the measurement light 12 not mixed by the rod lens 40.
  • the arithmetic control unit 70 can acquire an image signal including position information via the two-dimensional sensor 62.
  • the two-dimensional sensor 62 may be a low-resolution sensor, as long as the positional relationship between the display area and the measurement area can be detected. Further, since the two-dimensional sensor 62 does not require a large amount of light, the half mirror 32 has a light amount ratio between the transmitted light and the reflected light of 5: 1 instead of 5: 5. A mirror having a difference in the light quantity ratio may be used.
  • a movable mirror that can move between the position of the half mirror 32 of FIG. 12 and a position off the optical path of the measuring light 12 may be used.
  • FIGS. 13 to 16 are diagrams schematically showing examples of various positional relationships between the display screen 11 of the object to be measured and the two-dimensional sensor 60.
  • FIG. FIG. 17 is a block diagram schematically showing the colorimeter 20 to which the output unit 90 is added.
  • the embodiment of FIGS. 13 to 17 includes an optical fiber 42 disposed around the rod lens 40, similar to the embodiment of FIGS. 13 to 16, the display area 11a corresponds to an image of the display screen 11 of the display device 10 formed by the lens 30.
  • the output unit 90 includes, for example, an electronic buzzer and outputs a warning sound.
  • the two-dimensional sensor 60 receives the measurement light 12 that passes through the optical fiber 42, that is, the measurement light 12 that is not mixed by the rod lens 40.
  • the arithmetic control unit 70 uses the two-dimensional sensor 60 to acquire a light reception signal including position information.
  • the arithmetic control unit 70 controls the output unit 90 to output a warning sound from the output unit 90 if the position of the display device 10 to be measured is shifted based on the acquired light reception signal.
  • the display device 10 as the object to be measured is disposed at a normal position with respect to the colorimeter 20.
  • the display area 11 a is larger than the area of the optical fiber 42 and smaller than the areas of the filters 51 to 53. Therefore, the arithmetic control unit 70 determines that the arrangement position of the display device 10 is normal, and does not output a warning sound from the output unit 90.
  • the arithmetic control unit 70 determines that the arrangement position of the display device 10 is deviated from the normal state, and causes the output unit 90 to output a warning sound.
  • the display area 11a is smaller and smaller than the area corresponding to the rod lens 40 (an example of a measurement area).
  • the signal level of the region other than the region corresponding to the display region 11a among the received light signals output from the two-dimensional sensor 60 becomes zero.
  • measurement light having a larger luminance unevenness than expected is incident on the rod lens 40.
  • measurement light with extremely large luminance unevenness is incident on the rod lens 40. Will be. In this case, since it is difficult to sufficiently mix the measurement light, it is difficult to perform accurate measurement.
  • the calculation control unit 70 can output a warning sound from the output unit 90 to notify the measurer of the warning.
  • the integrator optical system 40 is provided, but the configuration for mixing the measurement light 12 is not limited to the integrator optical system 40.
  • FIG. 18 is a diagram schematically showing an embodiment including a bundle fiber 44 instead of the integrator optical system 40.
  • FIG. 19 is a diagram schematically showing the incident surface 44 a of the bundle fiber 44.
  • FIG. 20 is a diagram schematically showing the exit surface 44 b of the bundle fiber 44, and shows a state viewed from the inside of the bundle fiber 44 toward the two-dimensional sensor 60.
  • FIG. 19 shows a light incident area
  • FIG. 20 shows a light emission area.
  • the bundle fiber 44 an example of a mixing unit
  • the position of the measurement light 12 on the incident surface 44a and the emission on the two-dimensional sensor 60 side are obtained.
  • the position on the surface 44b is changed.
  • the colorimeter 20 has a combined spectral response with the spectral response of the two-dimensional sensor 60 for the CIE color matching functions x ( ⁇ ), y ( ⁇ ), and z ( ⁇ ), respectively.
  • the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 having spectral transmittance characteristics that coincide with each other are provided, the present invention is not limited to this.
  • it may be a multiband type colorimeter including four or more filters having different spectral transmittance characteristics.
  • FIG. 21 and 22 are diagrams schematically showing an embodiment including six filters.
  • FIG. 21 shows a state viewed from a direction orthogonal to the optical axis L0
  • FIG. 22 shows a state viewed in the optical axis L0 direction.
  • FIG. 23 is a diagram showing the spectral transmittance characteristics of each filter.
  • the horizontal axis indicates the wavelength
  • the vertical axis indicates the spectral transmittance.
  • the six filters 54a, 54b, 54c, 54d, 54e, 54f have spectral transmittance characteristics P1, P2, P3, P4, P5, P6 shown in FIG.
  • filters 54a to 54f are arranged on the two-dimensional sensor 60 in the order of the center wavelength of the spectral transmittance. That is, in FIG. 22, the filter 54a having the shortest spectral transmittance center wavelength is disposed at the upper left, the filter 54b having the next shortest spectral transmittance center wavelength is disposed below the filter 54a, and the spectral transmittance central wavelength.
  • the filter 54c having the second shortest wavelength is disposed on the right side of the filter 54a, the filter 54d having the shortest center wavelength of the spectral transmittance is disposed below the filter 54c, and the filter 54e having the next shortest center wavelength of the spectral transmittance is the filter.
  • a filter 54f having the longest spectral transmittance center wavelength is disposed below the filter 54e.
  • the arrangement positions of the filters 54a to 54f are not limited to this.
  • FIG. 24 is a diagram showing an arrangement example of six filters 54a to 54f different from FIG.
  • the filter 54a with the shortest spectral transmittance center wavelength is arranged at the upper left, but under the filter 54a, the filter 54f with the longest spectral transmittance center wavelength is arranged. Is arranged.
  • the arrangement positions of the filters 54c, 54d, and 54e are the same as those in FIG.
  • a filter 54b having the second shortest center wavelength of spectral transmittance is disposed under the filter 54e having the second longest center wavelength of spectral transmittance.
  • the filters 54a to 54f arranged on the two-dimensional sensor 60 are not arranged in the order of the center wavelength, but the two having shorter wavelengths are arranged apart from each other, and the longer wavelength side is arranged.
  • the two may be arranged apart from each other so that the wavelengths are symmetrically positioned on the left and right of the two-dimensional sensor 60. With such an arrangement, it is possible to reduce the influence of spatial chromaticity or luminance unevenness on the display screen 11 of the display device 10. That is.
  • the filters having the different light receiving wavelengths are arranged at close positions, the influence of spatial unevenness can be reduced.
  • the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 have substantially the same area, but the present invention is not limited to this.
  • the short-wavelength quantum efficiency of a two-dimensional sensor is worse than the long-wavelength quantum efficiency. Therefore, a high S / N cannot be realized on the short-wavelength side unless a large amount of light is guided to the sensor. Therefore, for example, the areas of the X filter 51, the Y filter 52, and the Z filter 53 may be values corresponding to the respective light receiving sensitivities.
  • the spectral radiance of the display device 10 to be measured is Le ( ⁇ )
  • the area of the X filter 51 is 1 (reference value)
  • the area of the Y filter 52 is Ay
  • the area of the Z filter 53 is Assuming that Az is used, an area ratio that satisfies the following expression (21) may be adopted.
  • the amount of light incident on the areas of the filters 51, 52, and 53 of the two-dimensional sensor 60 is substantially the same value. Can be. As a result, the S / N of the colorimeter 20 as a whole can be improved.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating an example in which the number of filters is changed in place of the area.
  • the light receiving sensitivity of the Z filter 53 is lower than the light receiving sensitivity of the X filter 51 and the Y filter 52. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 25, the two filters 51, 52 and 53 have the same area, and two Z filters 53 are used.
  • the difference in the amount of light incident on the areas of the filters 51, 52, and 53 of the two-dimensional sensor 60 can be reduced compared to the embodiment of FIG. As a result, the S / N of the colorimeter 20 as a whole can be improved.
  • each of the X-filter 51, the Y-filter 52, and the Z-filter 53 uses a relatively large area filter, but the present invention is not limited to this. .
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example in which a plurality of filters 51, 52, and 53 having a small area are used.
  • a set of filters 51, 52, 53 arranged side by side is arranged on the two-dimensional sensor 60 with three horizontally and five vertically.
  • the size of the two-dimensional sensor 60 may be 10 mm ⁇ 18 mm, and the sizes of the filters 51, 52, and 53 may be approximately 2 mm.
  • the number is not limited to 3 ⁇ 5, and may be m ⁇ n (m and n are integers of 2 or more).
  • a zoom lens with variable magnification may be used as the condenser lens 43.
  • the display area 11a for example, FIG. 13
  • the area of the display area 11a can be made larger than the area of the measurement area by increasing the magnification of the condenser lens 43.
  • a light shielding wall that blocks light may be provided between the filters 51, 52, 53.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining a problem when a light shielding wall is not provided between the filters.
  • FIG. 28 is a diagram schematically showing an embodiment in which a light shielding wall is provided between the filters.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating another configuration example of the light shielding wall.
  • the measurement lights 12a and 12b emitted from the emission surface 40b of the integrator optical system (rod lens) 40 are repeatedly totally reflected by the side surface 40c inside the rod lens 40 before being emitted. Therefore, not only light that enters the two-dimensional sensor 60 perpendicularly like the measurement light 12a but also light that enters the two-dimensional sensor 60 obliquely, such as the measurement light 12b, exists.
  • Such measurement light 12 b passes through not only the X filter 51 but also the Y filter 52 before reaching the two-dimensional sensor 60. For this reason, the measurement light 12b becomes stray light in obtaining an accurate tristimulus value.
  • light shielding walls 91 and 92 made of black partition walls may be provided between the X filter 51 and the Y filter 52 and between the Y filter 52 and the Z filter 53. .
  • the light shielding walls 91 and 92 can prevent the measurement light 12 b emitted obliquely from the integrator optical system 40 from entering the two-dimensional sensor 60.
  • the light shielding walls 91 and 92 may be formed of black partition walls that completely absorb light or white partition walls that totally reflect light.
  • a light shielding wall 93 having a structure surrounding each of the filters 51, 52 and 53 may be used.
  • the light shielding wall 93 may be fixed to the two-dimensional sensor 60.
  • the filters 51, 52, and 53 may be dropped into the opening of the light shielding wall 93, respectively. Accordingly, the filters 51, 52, and 53 can be easily attached to the two-dimensional sensor 60.
  • one type of pixel position is obtained and stored in the storage unit 80 as shown in FIG. 7, for example.
  • the pixel positions of the filters 51, 52, and 53 multiple types of pixel positions may be obtained and stored in the storage unit 80 within the ranges included in the filters 51, 52, and 53, respectively.
  • the arithmetic control unit 70 selects one pixel position from a plurality of types of pixel positions as the pixel positions of the filters 51, 52, and 53 according to the level of S / N, and the pixels in the region included in the selected pixel position
  • the color may be calculated by using the light reception signal output from.
  • the arithmetic control unit 70 may determine the S / N level based on the magnitude of the received light signal.
  • the calculation control unit 70 may set the calculation area to an area smaller than Pr (xmin, u) to Pr (xmax, b) in FIG. In this case, the number of pixels used for the calculation is reduced. As a result, the calculation time can be reduced and measurement can be performed at high speed.
  • One embodiment of the present invention includes a light guide portion that introduces measurement light emitted from a measurement object, and a pixel region that includes a plurality of pixels that are two-dimensionally arranged. Between a light receiving sensor that outputs a light receiving signal from the pixel and a plurality of partial pixel regions that are part of the pixel region and are different from each other between the light guide unit and the light receiving sensor.
  • a plurality of filters having different spectral transmittance characteristics with respect to each other a storage unit that stores pixel positions of each pixel group used for calculation among pixels included in each of the plurality of partial pixel regions, and the plurality of parts
  • An arithmetic control unit that calculates an index relating to color using a light reception signal output from each pixel group in a pixel region, and the pixel position of each pixel group includes each of the plurality of filters and the plurality of filters.
  • Receiving Stored in the storage unit is obtained in advance based on the positional relationship between the sensor.
  • the measurement light emitted from the object to be measured is introduced by the light guide.
  • a light receiving sensor having a pixel region including a plurality of pixels arranged two-dimensionally
  • a light receiving signal is output from the plurality of pixels.
  • a plurality of filters having different spectral transmittance characteristics with respect to the wavelength are disposed so as to face a plurality of different partial pixel regions that are part of the pixel region. .
  • pixel positions of a pixel group used for calculation are stored in the storage unit.
  • An index related to the color is calculated by the arithmetic control unit using the light reception signal output from each pixel group in the plurality of partial pixel regions.
  • the pixel position of each pixel group is obtained in advance based on the positional relationship between each of the plurality of filters and the light receiving sensor, and is stored in the storage unit. Therefore, according to this aspect, it is possible to measure with high accuracy while mounting the two-dimensional sensor.
  • each pixel group of the light receiving sensor may output a light receiving signal having a spectral response that approximates a color matching function as the light receiving signal.
  • the storage unit may further store calibration data or calibration data acquired in advance corresponding to each pixel group.
  • the arithmetic control unit based on the received light signal output from each pixel group, and each calibration data or each calibration data corresponding to each pixel group, color as an index related to the color It may be calculated.
  • a light receiving signal having a spectral response level approximating a color matching function is output as a light receiving signal from each pixel group of the light receiving sensor.
  • the storage unit further stores calibration data acquired in advance corresponding to each pixel group.
  • the arithmetic control unit calculates a color as an index relating to the color based on the light reception signal output from each pixel group and each calibration data corresponding to each pixel group. Therefore, according to this aspect, the color can be calculated with high accuracy.
  • the plurality of partial pixel regions may include a first partial pixel region, a second partial pixel region, and a third partial pixel region.
  • the plurality of filters include an X filter disposed facing the first partial pixel region, a Y filter disposed facing the second partial pixel region, and a third partial pixel region.
  • a Z filter arranged.
  • the X filter may be formed such that a spectral transmittance characteristic matches a combined spectral response with the light receiving sensor to the color matching function x ( ⁇ ).
  • the Y filter may be formed such that a spectral transmittance characteristic matches a combined spectral response with the light receiving sensor to the color matching function y ( ⁇ ).
  • the Z filter may be formed such that a spectral transmittance characteristic matches a combined spectral response with the light receiving sensor to the color matching function z ( ⁇ ).
  • the X filter, the Y filter, and the Z filter each have the same spectral transmittance and the combined spectral response with the light receiving sensor matches the color matching functions x ( ⁇ ), y ( ⁇ ), and z ( ⁇ ). It is formed as follows. Therefore, according to this aspect, the tristimulus value can be calculated with high accuracy as the color-related index.
  • the X filter, the Y filter, and the Z filter may have the same area.
  • N (N is a positive integer)
  • N X filters and Y filters may be provided.
  • 2 ⁇ N Z filters may be provided.
  • the entire area of the Z filter is twice the entire area of the X filter and the entire area of the Y filter.
  • the transmitted light amount of the Z filter is about half as low as the transmitted light amount of the X filter and the Y filter, and the transmitted light amount of the X filter is almost the same value as the transmitted light amount of the Y filter.
  • the level of the light reception signal output from the light reception sensor by the transmitted light of the X filter and the transmitted light of the Y filter are substantially the same value. For this reason, tristimulus values can be calculated with higher accuracy.
  • a plurality of sets of the plurality of filters may be arranged side by side so as to face the light receiving sensor.
  • the plurality of filters may include four or more filters having different spectral transmittance characteristics with respect to wavelengths.
  • a light shield that is provided in a boundary region between the filters arranged side by side and whose normal direction of the light receiving surface of the light receiving sensor is longer than the filters and does not transmit the measurement light.
  • a wall may be further provided.
  • the accuracy of the index relating to the calculated color decreases.
  • a light shielding wall that does not transmit the measurement light is provided in the boundary region between the filters arranged side by side in the normal direction of the light receiving surface of the light receiving sensor longer than each filter. . Therefore, according to this aspect, the measurement light emitted from the object to be measured does not pass through the plurality of filters and enter the light receiving surface of the light receiving sensor. For this reason, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of the color-related index.
  • the light shielding wall may have a frame shape integrally formed so as to surround the periphery of each filter.
  • the light shielding wall has a frame shape formed integrally so as to surround the periphery of each filter. Therefore, according to this aspect, when arranging each filter, each filter can be easily arranged by being fitted into a frame-shaped light shielding wall.
  • the light guide unit is disposed between the device under test and the plurality of filters, the light incident surface is disposed on the device under test side, and the light exit surface is disposed on the plurality of filter sides.
  • a mixing unit that mixes the measurement light incident on the light incident surface and emits the measurement light from the light emitting surface toward the plurality of filters, and is disposed outside the light incident surface and the light emitting surface of the mixing unit.
  • an optical fiber that guides the measurement light to the plurality of filters without passing through the mixing unit.
  • the arithmetic control unit uses a light reception signal output from the two-dimensional sensor on which the measurement light guided by the optical fiber is incident on the object to be measured corresponding to the light incident surface of the mixing unit. You may calculate the position of a measurement area
  • the measurement light incident on the light incident surface is mixed by the mixing unit disposed between the object to be measured and the plurality of filters, and emitted from the light exit surface toward the plurality of filters. Therefore, even if there is a spatial unevenness in the measurement light emitted from the object to be measured, the influence of the spatial unevenness is reduced by mixing the measurement light.
  • the measurement light is mixed by the mixing unit, the position of the measurement region on the measurement object corresponding to the light incident surface of the mixing unit and the position of the display region on the measurement object that emits measurement light are detected. It will be difficult to do.
  • the measurement light is guided to the plurality of filters without passing through the mixing unit by the optical fibers disposed outside the light incident surface and the light output surface of the mixing unit.
  • the calculation control unit controls the position of the measurement region on the measurement object corresponding to the light incident surface of the mixing unit, and the measurement The position of the display area on the object to be measured that emits light is calculated. Therefore, according to this aspect, the position of the measurement region on the object to be measured corresponding to the light incident surface of the mixing unit and the measurement light by the optical fiber disposed outside the light incident surface and the light emitting surface of the mixing unit. It is possible to detect the position of the display area on the measurement object that emits light.
  • the light guide unit is disposed between the device under test and the plurality of filters, the light incident surface is disposed on the device under test side, and the light exit surface is disposed on the plurality of filter sides.
  • the measurement light that is disposed between the mixing unit that mixes the measurement light incident on the light incident surface and emits the measurement light from the light emission surface toward the plurality of filters, and the measurement object and the mixing unit.
  • a light receiving optical system that forms an image.
  • the light receiving sensor may be disposed at an image forming position by the light receiving optical system.
  • the mixing unit may be arranged at a position other than an image forming position by the light receiving optical system.
  • the arithmetic control unit uses the light receiving signal output from the two-dimensional sensor on which the measurement light imaged by the light receiving optical system is incident, and the object to be measured corresponding to the light incident surface of the mixing unit The position of the upper measurement area and the position of the display area on the object to be measured that emits the measurement light may be calculated.
  • the measurement light incident on the light incident surface is mixed by the mixing unit disposed between the object to be measured and the plurality of filters, and emitted from the light exit surface toward the plurality of filters. Therefore, even if there is a spatial unevenness in the measurement light emitted from the object to be measured, the influence of the spatial unevenness is reduced by mixing the measurement light.
  • the measurement light is mixed by the mixing unit, the position of the measurement region on the measurement object corresponding to the light incident surface of the mixing unit and the position of the display region on the measurement object that emits measurement light are detected. It will be difficult to do.
  • the light receiving sensor is disposed at an imaging position by a light receiving optical system disposed between the object to be measured and the mixing unit.
  • the position of the measurement region on the object to be measured corresponding to the light incident surface of the mixing unit is calculated by the arithmetic control unit using the received light signal output from the two-dimensional sensor on which the measurement light imaged by the light receiving optical system is incident.
  • the position of the display area on the object to be measured that emits the measurement light is calculated. Therefore, according to this aspect, since the light receiving sensor is arranged at the image forming position by the light receiving optical system, the position of the measurement region on the object to be measured corresponding to the light incident surface of the mixing unit and the measurement light are emitted. It is possible to detect the position of the display area on the object to be measured.
  • the light receiving optical system may be an optical system having a variable magnification.
  • the image processing apparatus may further include an image position confirmation sensor that has a pixel region including a plurality of pixels arranged two-dimensionally and outputs a light reception signal from the plurality of pixels when the measurement light is incident.
  • the light guide unit includes a light incident surface disposed on the measured object side and a light emitting surface disposed on the plurality of filter sides between the measured object and the plurality of filters, and is incident on the light incident surface.
  • the measurement light is mixed between the measurement light that is mixed and emitted from the light exit surface toward the plurality of filters, and the measurement light that is disposed between the object to be measured and the mixing part, and travels toward the mixing part.
  • a branching portion that at least partially guides the image position confirmation sensor.
  • the calculation control unit uses the light reception signal output from the image position confirmation sensor on which the measurement light guided by the branching unit is incident, and the measurement object corresponding to the light incident surface of the mixing unit The position of the upper measurement area and the position of the display area on the object to be measured that emits the measurement light may be calculated.
  • the measurement light incident on the light incident surface is mixed by the mixing unit disposed between the object to be measured and the plurality of filters, and emitted from the light exit surface toward the plurality of filters. Therefore, even if there is a spatial unevenness in the measurement light emitted from the object to be measured, the influence of the spatial unevenness is reduced by mixing the measurement light.
  • the measurement light is mixed by the mixing unit, the position of the measurement region on the measurement object corresponding to the light incident surface of the mixing unit and the position of the display region on the measurement object that emits measurement light are detected. It will be difficult to do.
  • At least a part of the measurement light directed to the mixing unit is guided to the image position confirmation sensor by the branching unit disposed between the object to be measured and the mixing unit.
  • the calculation control unit and the position of the measurement region on the object to be measured corresponding to the light incident surface of the mixing unit The position of the display area on the object to be measured that emits the measurement light is calculated. Therefore, according to this aspect, at least part of the measurement light directed to the mixing unit is guided to the image position confirmation sensor by the branching unit disposed between the object to be measured and the mixing unit. It is possible to detect the position of the measurement region on the measurement object corresponding to the light incident surface and the position of the display region on the measurement object that emits the measurement light.
  • an output unit that outputs a warning may be further provided.
  • the arithmetic control unit is configured to determine the measurement area based on the calculated position of the measurement area on the measurement object and the position of the display area on the measurement object that emits the calculated measurement light. The size may be compared with the size of the display area, and if the measurement area is larger than the display area, the output unit may output a warning.
  • the measurement region on the object to be measured is a region corresponding to the light incident surface of the mixing unit.
  • the measurement area on the object to be measured is larger than the display area on the object to be measured that emits measurement light
  • the measurement light is not incident on the light incident surface of the mixing unit corresponding to the area other than the display area.
  • the light having a large luminance unevenness is incident on the light incident surface of the mixing unit. For this reason, since the measurement light is not sufficiently mixed, it is difficult to perform accurate measurement.
  • a warning is output from the output unit when the measurement area on the object to be measured is larger than the display area on the object to be measured that emits measurement light. Therefore, according to this aspect, it is possible to notify the measurer (user) that it is difficult to perform accurate measurement.
  • an output unit that outputs a warning may be further provided.
  • the arithmetic control unit is configured to determine the measurement area based on the calculated position of the measurement area on the measurement object and the position of the display area on the measurement object that emits the calculated measurement light. It may be determined whether or not the display area overlaps, and if at least a part of the measurement area does not overlap the display area, a warning may be output to the output unit.
  • the measurement region on the object to be measured is a region corresponding to the light incident surface of the mixing unit.
  • the measurement is performed on the light incident surface of the mixing unit corresponding to the area that does not overlap the display area. Since no light is incident, light with large luminance unevenness is incident on the light incident surface of the mixing unit. For this reason, since the measurement light is not sufficiently mixed, it is difficult to perform accurate measurement.
  • the mixing unit may include an integrator optical system configured with a rod lens.
  • the mixing unit may include an integrator optical system including a fly-eye lens.
  • the mixing unit may include a bundle fiber.
  • each of the plurality of filters may have an area in which transmitted light amounts are mutually matched.
  • each of the plurality of filters has an area such that the transmitted light amounts coincide with each other. Therefore, according to this aspect, the level difference between the respective light reception signals output from the two-dimensional sensor by the measurement light passing through the respective filters is small. As a result, the S / N of the apparatus can be improved.
  • the filter having the longest wavelength and the shortest filter when the transmittance is a peak value may be arranged adjacent to each other.
  • the filter with the longest wavelength and the shortest filter when the transmittance is the peak value are arranged adjacent to each other. Therefore, according to this aspect, compared with the case where a plurality of filters are arranged in the order of wavelengths when the transmittance is a peak value, the influence of unevenness of measurement light emitted from the object to be measured is reduced. be able to.

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Abstract

測色計は、測定光を導入する導光部と、複数の画素を含む画素領域を有し、測定光が入射すると複数の画素から受光信号を出力する受光センサと、導光部と受光センサとの間において、画素領域の一部であって互いに異なる複数の部分画素領域にそれぞれ対向して配置され、分光透過率の特性が互いに異なる複数のフィルタと、複数の部分画素領域にそれぞれ含まれる画素のなかで、演算に使用する各画素群の画素位置を記憶する記憶部と、各画素群からそれぞれ出力される受光信号を用いて、色に関する指標を算出する演算制御部と、を備え、各画素群の画素位置は、複数のフィルタの各々と受光センサとの位置関係に基づき予め求められている。

Description

測色計
　本発明は、表示装置のカラー表示性能を計測する測色計に関する。
　表示装置は、表示性能の向上が求められており、特に、近年は、低輝度の性能が重要視されてきている。これに応えるべく、表示装置の表示性能を測定する測定装置も、低輝度での測定精度の向上が必要になってきている。
　低輝度での測定精度を向上するためには、高いＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）が必要になる。なぜなら、Ｓ／Ｎが低いと、ノイズの中に信号が埋もれてしまい、色度又は輝度を正確に測定することができないためである。
　Ｓ／Ｎを向上するためには、以下の２つの方法がある。第１の方法は、センサに入射する光量を増加させるものである。第２の方法は、測定装置のノイズを減少させるものである。ここで、測定装置のノイズを減少させるにも限界があるため、センサに入射する光量を増加させることが考えられる。
　ところで、例えば特許文献１に記載の従来の測定装置では、表示装置から出射される光量の一部のみを測定装置に導いていた。その結果、測定装置は、表示装置から出射される光量の一部のみしか測定に使用していなかった。
　例えば、表示領域が１３３ｍｍ×７５ｍｍの表示装置を測定する場合、特許文献１では直径１０ｍｍの測定領域からの測定光を用いて測定しているので、全表示領域に対する測定領域の面積の比率は、
５×５×π／（１３３×７５）×１００≒０．７９％
であり、測定装置は、表示領域の０．７９％の光量しか測定に使用していなかった。
　この理由は、例えば被測定物の表示装置が液晶ディスプレイの場合、視野角特性が存在するためである。すなわち、斜めに出射された光が含まれると、視野角特性の影響により斜めの角度に依存して測定結果にずれが生じてしまう。このため、特許文献１では法線方向に出射される光以外は含まれないようにする必要があった。
　しかしながら、例えば被測定物が有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイの場合には、液晶ディスプレイに比べて、視野角特性が良いので、被測定物が有機ＥＬディスプレイの場合には、測定に使用する光量を増加させてＳ／Ｎを向上することが可能となる。
　測定に使用する光量を増加させるために、例えば特許文献２に記載のような、受光面積が大きい２次元センサを採用することが考えられる。特許文献２に記載の技術では、受光素子として２次元センサが採用され、この２次元センサに、色測定に適した分光応答度にするためのカラーフィルタが貼り付けられている。
特開２００３－２４７８９１号公報 特開２０１０－１４５１７７号公報
　しかしながら、２次元センサにカラーフィルタを貼り付けることによって新たな課題が発生する。すなわち、２次元センサ上にカラーフィルタを貼り付ける際に、貼り付け位置に誤差が生じる。その場合、２次元センサの画素の位置と、カラーフィルタの位置との関係が不明確になる。その結果、２次元センサ上のどの画素をどの色の測定用の画素として採用したらよいのかが判らなくなる。これに対して、上記特許文献２では、この点が十分に検討されていない。
　本発明は、上述の事情に鑑みて為されたものであり、２次元センサを搭載しつつ、高精度に測定することが可能な測色計を提供することを目的とする。
　上述した目的を実現するために、本発明の一側面を反映した測色計は、測定光を導入する導光部と、複数の画素を含む画素領域を有し、前記測定光が入射すると前記複数の画素から受光信号を出力する受光センサと、前記導光部と前記受光センサとの間において、前記画素領域の一部であって互いに異なる複数の部分画素領域にそれぞれ対向して配置され、分光透過率の特性が互いに異なる複数のフィルタと、前記複数の部分画素領域にそれぞれ含まれる画素のなかで、演算に使用する各画素群の画素位置を記憶する記憶部と、前記各画素群からそれぞれ出力される受光信号を用いて、色に関する指標を算出する演算制御部と、を備え、前記各画素群の画素位置は、前記複数のフィルタの各々と前記受光センサとの位置関係に基づき予め求められている。
　発明の１又は複数の実施形態により与えられる利点及び特徴は以下に与えられる詳細な説明及び添付図面から十分に理解される。これら詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられるものであり本発明の限定の定義として意図されるものではない。
本発明の一実施形態の測色計の構成を概略的に示すブロック図である。 図１の測色計が被測定物を測定している状態を概略的に示す図である。 各フィルタが貼り付けられた２次元センサを概略的に示す図である。 図３にロッドレンズを付加した図である。 ２次元センサを光軸に直交する方向に横から見た図４のＡ矢視図である。 標準表示装置に赤を表示させたときの測色計の出力データを示す図である。 算出されたＸフィルタの領域を概略的に示す図である。 ロッドレンズの周囲に配置された光ファイバを備える実施形態を概略的に示す図である。 ロッドレンズの周囲に配置された光ファイバを備える実施形態を概略的に示す図である。 ロッドレンズの周囲に配置された光ファイバを備える実施形態を概略的に示す図である。 ロッドレンズに対して２次元センサと反対側に集光レンズが配置された実施形態を概略的に示す図である。 ハーフミラーと２次元センサを備える実施形態を概略的に示す図である。 被測定物の表示画面と２次元センサとの種々の位置関係の例を概略的に示す図である。 被測定物の表示画面と２次元センサとの種々の位置関係の例を概略的に示す図である。 被測定物の表示画面と２次元センサとの種々の位置関係の例を概略的に示す図である。 被測定物の表示画面と２次元センサとの種々の位置関係の例を概略的に示す図である。 出力部が付け加えられた測色計を概略的に示すブロック図である。 バンドルファイバを備える実施形態を概略的に示す図である。 バンドルファイバの入射面を概略的に示す図である。 バンドルファイバの出射面を概略的に示す図である。 ６個のフィルタを備える実施形態を概略的に示す図である。 ６個のフィルタを備える実施形態を概略的に示す図である。 各フィルタの分光透過率特性を示す図である。 図２２と異なる６個のフィルタの配置例を示す図である。 面積に代えて各フィルタの個数を変更する例を示す図である。 小面積の複数のフィルタを用いた例を示す図である。 フィルタの間に遮光壁が設けられない場合の課題を説明する図である。 フィルタの間に遮光壁が設けられた実施形態を概略的に示す図である。 遮光壁の別の構成例を示す図である。 ２次元センサの受光面にカラーフィルタが貼り付けられた状態を概略的に示す図である。 ２次元センサの受光面にカラーフィルタが貼り付けられた状態を概略的に示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明の１又は複数の実施形態が説明される。しかし、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。
　（本発明の基礎となった知見）
　図３０、図３１は、それぞれ、２次元センサの受光面にカラーフィルタが貼り付けられた状態を概略的に示す図である。最初に、図３０、図３１を用いて、本発明の基礎となった知見が説明される。
　測定領域を広げた測色計を実現するためには、例えば図３０に示されるように、カラーフィルタ１Ｘ，１Ｙ，１Ｚが受光面に貼り付けられたモノクロの２次元センサ２を用いることが考えられる。この測色計では、測定時に、２次元センサ２の計算領域２Ｘから出力される受光信号に基づき、カラーフィルタ１Ｘに応じた測光量が計算され、計算領域２Ｙから出力される受光信号に基づき、カラーフィルタ１Ｙに応じた測光量が計算され、計算領域２Ｚから出力される受光信号に基づき、カラーフィルタ１Ｚに応じた測光量が計算される。
　しかしながら、カラーフィルタ１Ｘ，１Ｙ，１Ｚを２次元センサ２の受光面に貼り付ける際に、例えば図３１に示されるように、カラーフィルタ１Ｘ，１Ｙ，１Ｚの貼り付け位置がずれて、カラーフィルタ１Ｙが配置されるべき計算領域２Ｙに、カラーフィルタ１Ｘの一部が配置されてしまうこともあり得る。
　この場合、カラーフィルタ１Ｘを通った光により出力される受光信号が計算領域２Ｙに含まれることになる。また、カラーフィルタ１Ｘとカラーフィルタ１Ｙとの間の隙間を通った光により出力される受光信号も、計算領域２Ｙに含まれることになる。この場合、上述のように、計算領域２Ｙから出力される受光信号に基づき、カラーフィルタ１Ｙに応じた測光量が計算されるため、測定誤差となる。
　一方、貼り付け位置の誤差を予め想定して、計算領域の面積を小さくすると、計算に使用する光量が減少するため、従来技術と変わらなくなり、低輝度の測定性能を向上することが困難になる。
　以上の考察により、本発明者は、２次元センサを搭載しつつ、高精度に測定することができる発明を想到するに至った。
　（実施の形態）
　以下、本発明に係る実施の一形態が図面を用いて説明される。なお、各図において、同一の構成には同一の符号が付され、適宜、その説明は省略される。
　図１は、本発明の一実施形態の測色計の構成を概略的に示すブロック図である。図２は、図１に示される測色計が被測定物を測定している状態を概略的に示す図である。
　図２において、本実施形態では、被測定物である表示装置１０は、例えば有機ＥＬディスプレイである。なお、表示装置１０は、有機ＥＬディスプレイに限られず、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの他のディスプレイでもよい。
　本実施形態の測色計２０は、表示装置１０の表示画面１１から出射される測定光１２を受光する。測色計２０は、図１に示されるように、レンズ３０と、インテグレータ光学系４０と、Ｘフィルタ５１と、Ｙフィルタ５２と、Ｚフィルタ５３と、２次元センサ６０と、演算制御部７０と、入力部７５と、記憶部８０とを備える。
　レンズ３０（導光部の一例）は、表示装置１０の表示画面１１に対向するように配置される。レンズ３０は、表示装置１０の表示画面１１から出射される測定光１２を集束してインテグレータ光学系４０の光入射面に導く。レンズ３０は、１つのレンズで構成されていてもよく、複数のレンズで構成されていてもよい。
　インテグレータ光学系４０（ミキシング部の一例）は、本実施形態では、四角柱形状のロッドレンズで構成されている。以下では、インテグレータ光学系４０はロッドレンズ４０とも称される。ロッドレンズ４０に入射した測定光１２がロッドレンズ４０の側面で全反射を繰り返すことにより表示装置１０上の色度ムラ、輝度ムラがミキシングされて、２次元センサ６０の受光面上では、照度分布が均一化される。
　ロッドレンズ４０の光軸Ｌ０方向の長さは、光軸Ｌ０に直交する方向の長さの５倍以上であることが好ましい。これによって、測定光１２は、ある程度以上の回数繰り返してロッドレンズ４０の側面で全反射されることとなる。その結果、照度分布を均一化させることが可能となる。
　なお、インテグレータ光学系４０は、蠅の目レンズで構成されていてもよい。蠅の目レンズは、正方形又は正六角形のレンズを多数敷き詰めた構造を有し、この構造によって光源像を多数発生させる。蠅の目レンズは、少しずつ位置をずらした光源像を重ね合わせた効果によって、光照射面の照度分布を均一化する。
　Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３は、それぞれ、モノクロ２次元センサ６０の分光応答度との合成分光応答度が国際照明委員会（ＣＩＥ）の等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）に一致するような分光透過率特性を有する。Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３は、薄膜状に形成され、２次元センサ６０の受光面に貼り付けられる。２次元センサ６０（受光センサの一例）は、ＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサで構成され、二次元的に配列された複数の画素を含む画素領域を有する。
　図３は、フィルタ５１，５２，５３が貼り付けられた２次元センサ６０を概略的に示す図である。図４は、図３にロッドレンズ４０を付加した図である。図５は、２次元センサ６０を光軸Ｌ０に直交する方向に横から見た図４のＡ矢視図である。図３、図４は、２次元センサ６０を図５の光軸Ｌ０方向に表示装置１０側から見た図である。
　図３、図４に示されるように、本実施形態では、２次元センサ６０の左上の画素座標は（１，１）であり、右下の画素座標は（１９２０，１０８０）であり、２次元センサ６０の解像度は１９２０×１０８０となっている。
　Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３は、図３、図４に示されるように、２次元センサ６０の１９２０×１０８０の画素領域の内部において、ｘ軸方向に並んで配置されている。Ｘフィルタ５１とＹフィルタ５２との間、Ｙフィルタ５２とＺフィルタ５３との間には、それぞれ若干の隙間が設けられている。
　ロッドレンズ４０の四角形状の入射面４０ａ（出射面４０ｂ）の各辺の長さは、図４に示されるように、Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３が貼り付けられたフィルタ領域の内側に収まるように設定されている。
　２次元センサ６０のサイズは、例えば１２ｍｍ×２０ｍｍである。ロッドレンズ４０の四角形状の入射面４０ａ（出射面４０ｂ）の各辺の長さは、例えば１０ｍｍ×１５ｍｍである。ロッドレンズ４０の光軸Ｌ０方向の長さは、例えば５０ｍｍである。
　図１に戻って、入力部７５は、例えばキーボード又はマウスを含む。測定者（ユーザ）は、入力部７５を用いて、例えば校正用の三刺激値（後述）を入力する。記憶部８０は、半導体メモリ又はハードディスク等を含む。記憶部８０は、２次元センサ６０に貼り付けられているＸフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３の位置情報を予め記憶する。記憶部８０は、入力部７５を用いて測定者により入力された、三刺激値の校正データを記憶する。記憶部８０は、測定者（ユーザ）により予め求められた校正用の三刺激値又は補正係数（後述の行列Ａ）を記憶する。
　演算制御部７０は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む。演算制御部７０は、記憶部８０に記憶されているプログラムに従って動作することで、２次元センサ６０から出力される受光信号と、記憶部８０に記憶されている上記位置情報及び上記補正係数とから、例えばＬｕｖ表色系での測定光１２の色を算出する。
　２次元センサ６０に貼り付けられているＸフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３の位置情報は、測色計２０の生産段階で予め算出されて記憶部８０に記憶される。Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３の校正の為の三刺激値又は補正係数は、測色計２０のユーザにより実際の測定前に予め算出されて記憶部８０に記憶される。ここで、これらを算出する手法が説明される。
　まず、図６、図７を用いて、測色計２０の生産段階でＸフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３の位置情報を算出する手法が説明される。この位置情報を算出する際には、例えばＬｕ’ｖ’表色系におけるＬ値、ｕ’値、ｖ’値が既知の表示装置（以下、「標準表示装置」と称される）を測色計２０により測定する。
　図６は、標準表示装置に例えば赤の原色を表示させたときの測色計２０の出力データを示す図である。図７は、算出されたＸフィルタの領域（２次元センサ６０上の貼り付け位置）を概略的に示す図である。Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３の位置情報は、以下の処理Ｓ１～Ｓ８によって算出され、記憶部８０に記憶される。
　（処理Ｓ１）
　まず、標準表示装置の表示画面全体に赤の原色を表示させる。Ｘフィルタ５１は、主に赤色に対する分光透過率が高い。そこで、これを利用して、赤色を表示させることによりＸフィルタ５１の領域を特定する。
　（処理Ｓ２）
　赤色が表示された標準表示装置の表示画面を、測色計２０の２次元センサ６０で撮像する。このときの２次元センサ６０の出力をＳ（ｘ，ｙ）とする。図６では、説明の簡単のために，ｙ座標が５４０におけるｘ軸方向の断面が示されている。
　（処理Ｓ３）
　２次元センサ６０から出力される受光信号において、予め設定された閾値Ｔｈ＿ｒ以上になる、ｘ座標が最小の画素番号Ｐｒ（ｘｍｉｎ，５４０）とｘ座標が最大の画素番号Ｐｒ（ｘｍａｘ，５４０）とを求める。
　（処理Ｓ４）
　ｙ軸方向にｙ＝１～１０８０までｙ座標を順次変更して、処理Ｓ２，Ｓ３と同様の操作を行う。これによって、図7に示されるように、２次元センサ６０上における、Ｘフィルタ５１が貼り付けられた画素領域が特定される。
　（処理Ｓ５）
　三刺激値を演算する際に、Ｘフィルタ５１の計算に使用する画素数Ｎｘを式（１）により算出する。
Ｎｘ＝Σ｛Ｐｒ（ｘｍａｘ，ｊ）－Ｐｒ（ｘｍｉｎ，ｊ）｝　（１）
　ここで、ｊ＝ｕ～ｂである。
　（処理Ｓ６）
　処理Ｓ４で求めたＰｒ（ｘｍｉｎ，ｊ），Ｐｒ（ｘｍａｘ，ｊ），ｊ＝ｕ～ｂと、処理Ｓ５で求めた画素数Ｎｘとを、測色計２０の記憶部８０に記憶させる。
　（処理Ｓ７）
　次に、標準表示装置の表示画面全体に緑の原色を表示させる。Ｙフィルタ５２は、主に緑色に対する分光透過率が高い。そこで、これを利用して、緑色を表示させることによりＹフィルタ５２の領域を特定する。すなわち、処理Ｓ２～Ｓ５と同様の動作を行う。そして、Ｐｇ（ｘｍｉｎ，ｊ），Ｐｇ（ｘｍａｘ，ｊ），ｊ＝ｕ～ｂと、画素数Ｎｙとを、測色計２０の記憶部８０に記憶させる。
　（処理Ｓ８）
　次に、標準表示装置の表示画面全体に青の原色を表示させる。Ｚフィルタ５３は、主に青色に対する分光透過率が高い。そこで、これを利用して、青色を表示させることによりＺフィルタ５３の領域を特定する。すなわち、処理Ｓ２～Ｓ５と同様の動作を行う。そして、Ｐｂ（ｘｍｉｎ，ｊ），Ｐｂ（ｘｍａｘ，ｊ），ｊ＝ｕ～ｂと、画素数Ｎｚとを、測色計２０の記憶部８０に記憶させる。
　本実施形態において、Ｐｇ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｇ（ｘｍａｘ，ｊ），ｊ＝ｕ～ｂは、第１部分画素領域に含まれる、演算に使用する画素群の一例であり、Ｐｇ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｇ（ｘｍａｘ，ｊ），ｊ＝ｕ～ｂは、第２部分画素領域に含まれる、演算に使用する画素群の一例であり、Ｐｂ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｂ（ｘｍａｘ，ｊ），ｊ＝ｕ～ｂは、第３部分画素領域に含まれる、演算に使用する画素群の一例である。
　次に、測色計２０のユーザが、Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３の補正係数を算出する手法が説明される。２次元センサ６０の受光面に貼り付けられたフィルタ５１，５２，５３と、モノクロ２次元センサ６０の分光応答度との合成分光応答度は、必ずしもＣＩＥの等色関数と一致しない。そこで、合成分光応答度が等色関数と一致しない場合でも正確に色度を測定するために、分光放射輝度計を用いてマトリックス校正データを求める方法が紹介される。
　まず、測色計２０のユーザは、標準表示装置で三原色を表示した場合の三刺激値を、予め分光放射輝度計などを用いて実測しておく。より具体的には、標準表示装置で赤色を表示した場合の分光放射輝度計で測定した三刺激値をＸｒ，Ｙｒ，Ｚｒとする。同様に標準表示装置で緑色を表示した場合の分光放射輝度計で測定した三刺激値をＸｇ，Ｙｇ，Ｚｇとする。同様に標準表示装置で青色を表示した場合の分光放射輝度計で測定した三刺激値をＸｂ，Ｙｂ，Ｚｂとする。測色計２０のユーザは、入力部７５を用いて、測定した各三刺激値Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ，Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ，Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂを入力する。演算制御部７０は、入力部７５を用いて入力された各三刺激値Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ，Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ，Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂを記憶部８０に記憶させる。本実施形態において、入力部７５を用いて入力された各三刺激値Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ，Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ，Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂは、校正用データの一例である。
　次に、標準表示装置の表示画面全体で赤の原色を表示し、測色計２０の２次元センサ６０で撮像する。このときの２次元センサ６０の出力をＳ（ｘ，ｙ）とする。
　そして、
Ｘｒ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｒ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｒ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｘ　（２）
Ｙｒ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｇ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｇ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｙ　（３）
Ｚｒ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｂ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｂ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｚ　（４）
上記式（２）～（４）によって、赤色表示時の三刺激値Ｘｒ＿２ｄ，Ｙｒ＿２ｄ，Ｚｒ＿２ｄを算出する。
　例えば式（２）は、全体の測定値Ｓ（ｘ，ｙ）、ｘ＝１～１９２０、ｙ＝１～１０８０のデータ、つまり１９２０×１０８０個のデータのうち、Ｐｒ（ｘｍｉｎ，ｊ）からＰｒ（ｘｍａｘ，ｊ）まで（但し、ｊ＝ｕ～ｂ）の範囲のデータの総和を画素数Ｎｘで除算した値がＸｒ＿２ｄであるということを意味する。
　次に、同様に、標準表示装置の表示画面全体で緑の原色を表示し、
Ｘｇ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｒ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｒ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｘ　（５）
Ｙｇ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｇ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｇ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｙ　（６）
Ｚｇ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｂ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｂ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｚ　（７）
上記式（５）～（７）によって、緑色表示時の三刺激値Ｘｇ＿２ｄ，Ｙｇ＿２ｄ，Ｚｇ＿２ｄを算出する。
　次に、同様に、標準表示装置の表示画面全体で青の原色を表示し、
Ｘｂ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｒ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｒ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｘ　（８）
Ｙｂ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｇ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｇ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｙ　（９）
Ｚｂ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｂ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｂ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｚ　（１０）
上記式（８）～（１０）によって、青色表示時の三刺激値Ｘｂ＿２ｄ，Ｙｂ＿２ｄ，Ｚｂ＿２ｄを算出する。
　以上より、以下の関係式（１１）～（１３）が成立する。すなわち、赤色表示時の三刺激値に関し、
Ｘｒ　　　　　　　Ｘｒ＿２ｄ
Ｙｒ　＝　Ａ　×　Ｙｒ＿２ｄ　　（１１）
Ｚｒ　　　　　　　Ｚｒ＿２ｄ
が成立し、緑色表示時の三刺激値に関し、
Ｘｇ　　　　　　　Ｘｇ＿２ｄ
Ｙｇ　＝　Ａ　×　Ｙｇ＿２ｄ　　（１２）
Ｚｇ　　　　　　　Ｚｇ＿２ｄ
が成立し、青色表示時の三刺激値に関し、
Ｘｂ　　　　　　　Ｘｂ＿２ｄ
Ｙｂ　＝　Ａ　×　Ｙｂ＿２ｄ　　（１３）
Ｚｂ　　　　　　　Ｚｂ＿２ｄ
が成立する。
　上記式（１１）～（１３）において、Ａは３×３の行列であり、９個の要素（未知数）を含む。その結果、式が９個で未知数が９個であるので、これらの式を解くことにより、行列Ａの要素を算出することができる。ユーザは、上述のように、入力部７５を用いて、校正用の三刺激値を測色計２０に入力する。演算制御部７０は、この三刺激値を基に行列Ａを算出し、算出した行列Ａを補正係数として記憶部８０に記憶させる。なお、ユーザは、行列Ａを測色計２０の外部で算出しておき、入力部７５を用いて、測色計２０に入力してもよい。演算制御部７０は、入力された行列Ａを記憶部８０に記憶させてもよい。本実施形態において、行列Ａは、第１～第３部分画素領域に含まれる、演算に使用する各画素群に対応する校正データの一例である。
　次に、測色計２０により実際に被測定物である表示装置１０を測定するときの手順が説明される。
　まず、表示装置１０の表示画面１１に白色、赤色等の測定する内容を表示させる。次に、測色計２０で表示装置１０を撮像する。このときの２次元センサ６０の出力をＳ（ｘ，ｙ）とする。
　次に、校正前の三刺激値Ｘ＿２ｄ，Ｙ＿２ｄ，Ｚ＿２ｄを、記憶部８０に記憶されているフィルタ５１，５２，５３の貼り付け位置の情報を用いて、
Ｘ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｒ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｒ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｘ　（１４）
Ｙ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｇ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｇ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｙ　（１５）
Ｚ＿２ｄ＝ΣΣ｛Ｓ（ｘ，ｙ）｝
　ｘ＝Ｐｂ（ｘｍｉｎ，ｊ）～Ｐｂ（ｘｍａｘ，ｊ）＆ｊ＝ｕ～ｂ／Ｎｚ　（１６）
上記式（１４）～（１６）によって算出する。
　最後に、分光放射輝度計で校正後の真の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを、記憶部８０に記憶されている補正係数である行列Ａを用いて、
Ｘ　　　　　　　Ｘ＿２ｄ
Ｙ　＝　Ａ　×　Ｙ＿２ｄ　　（１７）
Ｚ　　　　　　　Ｚ＿２ｄ
上記式（１７）によって算出する。
　以上説明されたように、本実施形態では、Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３の２次元センサ６０への貼り付け位置を予め算出しておき、記憶部８０に記憶している。また、Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３の補正係数を予め算出しておき、記憶部８０に記憶している。したがって、被測定物である表示装置１０の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを精度良く算出することができ、これらの三刺激値から演算により輝度、色度（Ｌｕ’ｖ’）を求めることができる。
　また、本実施形態では、被測定物である表示装置１０と２次元センサ６０との間にインテグレータ光学系４０を配置し、測定光１２をインテグレータ光学系４０に入射させることにより、図１の測定光１２の照度分布を均一化している。
　一般に、被測定物の表示画面は、必ずしも均一な色度又は輝度でない可能性があり、この不均一性により測定値が影響を受ける。特に、本実施形態のように、二次元の画素領域を有する２次元センサ６０を用いて、２次元センサ６０に入射する測定光１２が被測定物の広い測定領域から出射されると、空間的なムラが測定精度に大きな影響を及ぼす。
　これに対して、本実施形態では、インテグレータ光学系４０を用いて照度分布を均一化しているため、被測定物である表示装置１０の表示画面１１から出射される測定光１２に色度ムラ又は輝度ムラなどの空間的なムラがあったとしても、測定精度に対するムラの影響を低減することができる。
　このように、本実施形態によれば、２次元センサ６０を搭載しつつ、高精度に測定することが可能になる。
　（変形された実施形態）
　（１）上記実施形態のように、被測定物である表示装置１０の測定領域が大きくなると、測色計２０と表示装置１０との位置関係によって、測色計２０は、表示画面１１以外の部分を測定してしまう可能性がある。その場合には、正確な色度、輝度を測定できなくなる。特に、表示装置１０の生産ラインにおいて、測色計２０を用いて表示装置１０の色検査を行う場合には、測定すべき表示装置１０が測色計２０に対して配置される位置が個々の表示装置１０によって異なることがあり得る。
　従来方式であれば、測定領域が狭いので、測定位置が多少ずれても余裕があるが、測定領域が大きくなると許容できなくなる。上述のように、従来は、測定領域の直径が例えば１０ｍｍであり、被測定物の表示装置の大きさより遥かに小さく、且つ、被測定物の表示装置が測色計に近接して設置される。このため、目視で位置決めしても、表示画面以外の背景を撮像するような状況は起こらなかった。
　そこで、表示画面１１上の２次元センサ６０が撮像している測定領域を特定し、測定領域が表示領域から外れている等の場合には警告を出力することが考えられる。
　しかしながら、上記実施形態では、２次元センサ６０とレンズ３０との間にインテグレータ光学系４０を配置して、空間的に測定光１２をミキシングしている。このミキシングの影響により、２次元センサ６０で測定された画像情報には、表示装置１０のどの部分を測定しているのかという位置情報がなくなっている。その結果、上記実施形態の測色計２０では、表示画面１１における測定領域を特定できない。この課題を解決するために、図８～図１２に示されるように、表示画面１１における測定領域を特定するための構成を上記実施形態の測色計２０に付け加えてもよい。
　図８～図１０は、ロッドレンズ４０の周囲に配置された光ファイバ４２を備える実施形態を概略的に示す図である。図８は光軸Ｌ０に直交する方向から見た側面図である。図９、図１０は光軸Ｌ０方向に被測定物（表示装置１０）側から見た正面図である。図９は、ロッドレンズ４０及び光ファイバ４２のみを示す。図１０は、ロッドレンズ４０、光ファイバ４２、２次元センサ６０及びフィルタ５１～５３を示して、光ファイバ４２とフィルタ５１～５３との位置関係を表している。
　２次元センサ６０は、光ファイバ４２を介して、ミキシングされていない測定光１２を受光することができる。したがって、図８～図１０に示される実施形態では、演算制御部７０は、２次元センサ６０によって、位置情報を含む画像信号を取得することができるので、測定領域が表示装置１０の範囲外になっていないことを検出できる。
　図１１は、ロッドレンズ４０に対して２次元センサ６０と反対側に集光レンズ４３が配置された実施形態を概略的に示す図である。
　集光レンズ４３（受光光学系の一例）は、入射する測定光１２を集束する。図１１の実施形態では、２次元センサ６０の受光面が集光レンズ４３の結像位置に配置され、ロッドレンズ４０の入射面４０ａが集光レンズ４３の結像位置と異なる位置に配置される。
　２次元センサ６０が集光レンズ４３の結像位置に配置されているため、演算制御部７０は、２次元センサ６０を介して、位置情報を含む画像信号を取得することができる。但し、集光レンズ４３からの測定光１２は、ロッドレンズ４０によって邪魔されるので、２次元センサ６０に結像する光量は少なくなるが、測定領域を判定するだけであるため、支障はない。
　図１２は、ハーフミラー３２と２次元センサ６２とを備える実施形態を概略的に示す図である。ハーフミラー３２（分岐部の一例）は、ロッドレンズ４０に対して２次元センサ６０と反対側に配置されている。ハーフミラー３２は、測定光１２の一部を透過して２次元センサ６０に導き、残りを反射して２次元センサ６２に導く。
　２次元センサ６２（画像位置確認用センサの一例）は、ハーフミラー３２により反射された測定光１２、つまりロッドレンズ４０によりミキシングされていない測定光１２を受光する。演算制御部７０は、２次元センサ６２を介して、位置情報を含む画像信号を取得することができる。
　なお、表示領域と測定領域との位置関係を検出できればよいため、２次元センサ６２は低解像度のセンサでもよい。また、２次元センサ６２は、多くの光量を必要としないので、ハーフミラー３２として、透過光と反射光との光量比率が５：５ではなくて、１０：１等の透過光と反射光との光量比率に差があるミラーを用いてもよい。
　また、ハーフミラー３２に代えて、図１２のハーフミラー３２の位置と、測定光１２の光路から外れた位置との間で移動可能な可動式ミラーを用いてもよい。
　次に、図８～図１２に示されるように、表示画面１１における測定領域を特定するための構成を上記実施形態の測色計２０に付け加えている場合において、測定領域がずれている場合に警告を出力する実施形態が説明される。
　図１３～図１６は、被測定物の表示画面１１と２次元センサ６０との種々の位置関係の例を概略的に示す図である。図１７は、出力部９０が付け加えられた測色計２０を概略的に示すブロック図である。図１３～図１７の実施形態は、図８～図１０の実施形態と同様に、ロッドレンズ４０の周囲に配置された光ファイバ４２を備える。図１３～図１６において、表示領域１１ａは、レンズ３０によって形成された表示装置１０の表示画面１１の像に対応する。
　図１７において、出力部９０は、例えば電子ブザー等を含み、警告音を出力する。２次元センサ６０は、光ファイバ４２を通る測定光１２、つまりロッドレンズ４０によってミキシングされていない測定光１２を受光する。演算制御部７０は、２次元センサ６０によって、位置情報を含む受光信号を取得する。演算制御部７０は、取得した受光信号に基づき、被測定物の表示装置１０の位置がずれていれば、出力部９０を制御して、出力部９０から警告音を出力させる。
　図１３に示される状態では、被測定物である表示装置１０が測色計２０に対して正常な位置に配置されている。このため、表示領域１１ａは、光ファイバ４２の領域より大きく、フィルタ５１～５３の領域より小さくなっている。したがって、演算制御部７０は、表示装置１０の配置位置が正常であると判定し、出力部９０から警告音を出力させない。
　図１４に示される状態では、表示装置１０の配置位置がずれて、表示領域１１ａがフィルタ５１～５３の領域に対してずれている。したがって、演算制御部７０は、表示装置１０の配置位置が正常状態からずれていると判定し、出力部９０から警告音を出力させる。
　図１５に示される状態では、表示領域１１ａが小さくなって、ロッドレンズ４０に対応する領域（測定領域の一例）よりも小さくなっている。この状態では、２次元センサ６０から出力される受光信号のうち、表示領域１１ａに対応する領域以外の領域の信号レベルがゼロになる。その場合、想定より輝度ムラの大きい測定光がロッドレンズ４０に入射されてしまう。例えば、表示領域１１ａに対応する領域から全白が入射され、表示領域１１ａに対応する領域以外の領域から全黒が入射されると、輝度ムラの非常に大きい測定光がロッドレンズ４０に入射されることになる。この場合、測定光を十分にミキシングすることが困難であることから、正確な測定を行うことが困難になる。尚、この状態では、三刺激値を演算する領域の外側にある位置情報を持った光ファイバ４２を通った光による２次元センサ６０からの信号出力が全てゼロになっているので、測色計２０は正確に色度及び輝度を測れないことが判り、演算制御部７０は、出力部９０から警告音を出力させて、測定者に警告を通知することができる。
　図１６に示される状態では、ロッドレンズ４０に対応する領域（測定領域の一例）の一部が、表示領域１１ａと重なっていない。したがって、この表示領域１１ａと重なっていない領域のロッドレンズ４０には、図１５の場合と同様に、全黒が入射されるので、正確な測定を行うことが困難になる。この状態では、三刺激値を演算する領域の外側にある位置情報を持った光ファイバ４２を通った光による２次元センサ６０からの信号出力の一部がゼロになっているので、測色計２０は正確に色度及び輝度を測れないことが判る。そこで、演算制御部７０は、出力部９０から警告音を出力させて、測定者に警告を通知する。
　（２）上記実施形態では、インテグレータ光学系４０を備えているが、測定光１２をミキシングする構成は、インテグレータ光学系４０に限られない。
　図１８は、インテグレータ光学系４０に代えて、バンドルファイバ４４を備える実施形態を概略的に示す図である。図１９は、バンドルファイバ４４の入射面４４ａを概略的に示す図である。図２０は、バンドルファイバ４４の出射面４４ｂを概略的に示す図であり、バンドルファイバ４４の内部から２次元センサ６０に向かって見た状態が示されている。図１９には、光の入射領域が示され、図２０には、光の出射領域が示されている。
　図１９、図２０に示されるように、入射面４４ａの上段の左の領域Ａ１、中央の領域Ａ２、右の領域Ａ３から入射した光は、それぞれ、出射面４４ｂの上段の左の領域Ａ１、中央の領域Ａ２、右の領域Ａ３から出射している。一方、入射面４４ａの中段の左の領域Ｂ１、中央の領域Ｂ２、右の領域Ｂ３から入射した光は、それぞれ位置がずれて、出射面４４ｂの中段の右の領域Ｂ１、左の領域Ｂ２、中央の領域Ｂ３から出射している。同様に、入射面４４ａの下段の左の領域Ｃ１、中央の領域Ｃ２、右の領域Ｃ３から入射した光は、それぞれ位置がずれて、出射面４４ｂの下段の中央の領域Ｃ１、右の領域Ｃ２、左の領域Ｃ３から出射している。
　このように、図１８～図２０に示される実施形態では、バンドルファイバ４４（ミキシング部の一例）を用いることによって、測定光１２の入射面４４ａでの位置と、２次元センサ６０側での出射面４４ｂでの位置とを変化させている。これによって、この実施形態によれば、表示装置１０の表示画面１１における色度又は輝度の空間的なムラの影響を低減している。
　（３）上記実施形態では、測色計２０は、２次元センサ６０の分光応答度との合成分光応答度がＣＩＥの等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）にそれぞれ一致するような分光透過率特性を有するＸフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３を備えているが、これに限られない。例えば、互いに異なる分光透過率特性を有する４個以上のフィルタを備えるマルチバンドタイプの測色計であってもよい。
　図２１、図２２は、６個のフィルタを備える実施形態を概略的に示す図である。図２１は、光軸Ｌ０に直交する方向から見た状態を示し、図２２は、光軸Ｌ０方向に見た状態を示す。図２３は、各フィルタの分光透過率特性を示す図である。図２３において、横軸は波長を示し、縦軸は分光透過率を示す。
　６個のフィルタ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅ，５４ｆは、それぞれ、図２３に示される分光透過率特性Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を有する。
　この実施形態でも、上記実施形態と同様に、分光透過率特性Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６にそれぞれ適切な６種類の色を標準表示装置に表示させて、フィルタ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅ，５４ｆの貼り付け位置をそれぞれ求め、記憶部８０に記憶させておけばよい。
　なお、図２２では、２次元センサ６０上において、分光透過率の中心波長の順番にフィルタ５４ａ～５４ｆが配置されている。すなわち、図２２において、分光透過率の中心波長が最短のフィルタ５４ａが左上に配置され、分光透過率の中心波長が次に短いフィルタ５４ｂがフィルタ５４ａの下に配置され、分光透過率の中心波長が次に短いフィルタ５４ｃがフィルタ５４ａの右に配置され、分光透過率の中心波長が次に短いフィルタ５４ｄがフィルタ５４ｃの下に配置され、分光透過率の中心波長が次に短いフィルタ５４ｅがフィルタ５４ｃの右に配置され、分光透過率の中心波長が最長のフィルタ５４ｆがフィルタ５４ｅの下に配置されている。しかし、フィルタ５４ａ～５４ｆの配置位置は、これに限られない。
　図２４は、図２２と異なる６個のフィルタ５４ａ～５４ｆの配置例を示す図である。図２４の配置例では、図２２と同様に、分光透過率の中心波長が最短のフィルタ５４ａが左上に配置されているが、フィルタ５４ａの下に、分光透過率の中心波長が最長のフィルタ５４ｆが配置されている。フィルタ５４ｃ，５４ｄ，５４ｅの配置位置は、図２２と同様である。分光透過率の中心波長が２番目に長いフィルタ５４ｅの下に、分光透過率の中心波長が２番目に短いフィルタ５４ｂが配置されている。
　図２４に示されるように、２次元センサ６０上に配置するフィルタ５４ａ～５４ｆの順番を、中心波長の順番にせずに、波長が短い側の２つを互いに引き離して配置し、波長が長い側の２つを互いに引き離して配置して、２次元センサ６０の左右に波長が対称的な位置になるように配置してもよい。このような配置によって、表示装置１０の表示画面１１における色度又は輝度の空間的なムラの影響を低減することができる。すなわち。２次元センサ６０上において、受光波長が最も異なるフィルタが近い位置に配置されているため、空間的なムラの影響を少なくすることができる。
　（４）上記実施形態では、例えば図３に示されるように、Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３は、ほぼ同じ面積を有しているが、これに限られない。一般に、２次元センサの短波長の量子効率は、長波長の量子効率より悪いので、短波長側は、多くの光量をセンサに導かないと、高いＳ／Ｎを実現することができない。そこで、例えば、Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３の面積を、それぞれの受光感度に応じた値としてもよい。
　例えば、２次元センサ６０のモノクロの分光感度をＳｍ（λ）とし、フィルタ５１，５２，５３の分光透過率特性をそれぞれＦｘ（λ），Ｆｙ（λ），Ｆｚ（λ）とすると、それぞれの合成分光応答度が等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）に一致するので、
ｘ（λ）＝Ｆｘ（λ）×Ｓｍ（λ）　（１８）
ｙ（λ）＝Ｆｙ（λ）×Ｓｍ（λ）　（１９）
ｚ（λ）＝Ｆｚ（λ）×Ｓｍ（λ）　（２０）
上記式（１８）、（１９）、（２０）が成立する。
　ここで、被測定物である表示装置１０の分光放射輝度をＬｅ（λ）とし、Ｘフィルタ５１の面積を１（基準値）とし、Ｙフィルタ５２の面積をＡｙとし、Ｚフィルタ５３の面積をＡｚとすると、以下の式（２１）を満足する面積比を採用すればよい。
　∫Ｆｘ（λ）×Ｓｍ（λ）×Ｌｅ（λ）ｄλ
＝Ａｙ×∫Ｆｙ（λ）×Ｓｍ（λ）×Ｌｅ（λ）ｄλ
＝Ａｚ×∫Ｆｚ（λ）×Ｓｍ（λ）×Ｌｅ（λ）ｄλ　（２１）
　上記式（２１）を満足する面積比１：Ａｙ：Ａｚのフィルタ５１，５２，５３を採用することにより、２次元センサ６０の各フィルタ５１，５２，５３の領域に入射する光量をほぼ同じ値にすることができる。その結果、測色計２０全体としてのＳ／Ｎの向上を図ることができる。
　図２５は、面積に代えて各フィルタの個数を変更する例を示す図である。一般に、Ｚフィルタ５３の受光感度は、Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２の受光感度に比べて低い。そこで、図２５の実施形態では、各フィルタ５１，５２，５３を同じ面積にした上で、２個のＺフィルタ５３を使用している。図２５の実施形態でも、図３の実施形態に比べて、２次元センサ６０の各フィルタ５１，５２，５３の領域に入射する光量の差異を小さくすることができる。その結果、測色計２０全体としてのＳ／Ｎの向上を図ることができる。
　（５）上記実施形態では、例えば図３に示されるように、Ｘフィルタ５１、Ｙフィルタ５２、Ｚフィルタ５３として、比較的大きい面積のフィルタを１個ずつ用いているが、これに限られない。
　図２６は、小面積の複数のフィルタ５１，５２，５３を用いた例を示す図である。図２６では、横に並んだフィルタ５１，５２，５３の組が、横に３個、縦に５個、２次元センサ６０上に配置されている。例えば、２次元センサ６０のサイズを１０ｍｍ×１８ｍｍとし、フィルタ５１，５２，５３のサイズを約□２ｍｍとしてもよい。なお、３×５個に限られず、ｍ×ｎ個（ｍ，ｎは２以上の整数）としてもよい。
　（６）上記図１１の実施形態において、集光レンズ４３として倍率が可変のズームレンズを用いてもよい。画像処理の結果、表示領域１１ａ（例えば図１３）が小さくなる場合には、集光レンズ４３の倍率を増大することによって、表示領域１１ａの面積を測定領域の面積より大きくすることができる。
　（７）上記実施形態において、各フィルタ５１，５２，５３の間に光を遮断する遮光壁を設けてもよい。
　図２７は、フィルタの間に遮光壁が設けられていない場合の課題を説明する図である。図２８は、フィルタの間に遮光壁が設けられた実施形態を概略的に示す図である。図２９は、遮光壁の別の構成例を示す図である。
　図２７において、インテグレータ光学系（ロッドレンズ）４０の出射面４０ｂから出射される測定光１２ａ，１２ｂは、出射される前にロッドレンズ４０の内部において側面４０ｃで全反射を繰り返している。したがって、測定光１２ａのように２次元センサ６０に対して垂直に入射する光だけではなくて、測定光１２ｂのように２次元センサ６０に対して斜めに入射する光も存在する。このような測定光１２ｂは、２次元センサ６０に到達する前に、Ｘフィルタ５１だけでなくＹフィルタ５２も通過している。このため、測定光１２ｂは、正確な三刺激値を求める上では迷光となる。
　そこで、図２８に示されるように、Ｘフィルタ５１とＹフィルタ５２との間、及び、Ｙフィルタ５２とＺフィルタ５３との間に、ブラックの隔壁からなる遮光壁９１，９２を設けてもよい。この遮光壁９１，９２によって、インテグレータ光学系４０から斜めに出射される測定光１２ｂが２次元センサ６０に入射しないようにすることができる。遮光壁９１，９２は、光を全吸収する黒色、又は全反射する白色の隔壁で構成すればよい。
　また、図２９に示されるように、フィルタ５１，５２，５３をそれぞれ取り囲むような構造を有する遮光壁９３を用いてもよい。この場合、まず遮光壁９３を２次元センサ６０に固定してもよい。その後、フィルタ５１，５２，５３をそれぞれ遮光壁９３の開口部に落とし込むようにしてもよい。これによって、容易にフィルタ５１，５２，５３を２次元センサ６０に貼り付けることができる。
　（８）上記実施形態では、フィルタ５１，５２，５３の画素位置として、例えば図７に示されるように、それぞれ１種類の画素位置が求められて、記憶部８０に記憶されているが、これに限られない。例えば、フィルタ５１，５２，５３の画素位置として、それぞれフィルタ５１，５２，５３に含まれる範囲内において、複数種類の画素位置を求めて記憶部８０に記憶してもよい。
　演算制御部７０は、フィルタ５１，５２，５３の画素位置として、Ｓ／Ｎの高低に応じて、複数種類の画素位置から一つの画素位置を選択し、選択した画素位置に含まれる領域の画素から出力される受光信号を用いて、色を算出してもよい。例えば、演算制御部７０は、受光信号の大小に基づきＳ／Ｎの高低を判断してもよい。Ｓ／Ｎが予め定められた閾値より高い場合には、演算制御部７０は、演算領域を図７のＰｒ（ｘｍｉｎ，ｕ）～Ｐｒ（ｘｍａｘ，ｂ）より小さい領域に設定してもよい。この場合、演算に使用する画素数が減ることになる。その結果、演算時間を減らすことが可能になり、高速に測定ができる。
　本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
　本発明の一態様は、被測定物から出射された測定光を導入する導光部と、２次元的に配列された複数の画素を含む画素領域を有し、前記測定光が入射すると前記複数の画素から受光信号を出力する受光センサと、前記導光部と前記受光センサとの間において、前記画素領域の一部であって互いに異なる複数の部分画素領域にそれぞれ対向して配置され、波長に対する分光透過率の特性が互いに異なる複数のフィルタと、前記複数の部分画素領域にそれぞれ含まれる画素のなかで、演算に使用する各画素群の画素位置を記憶する記憶部と、前記複数の部分画素領域内の前記各画素群からそれぞれ出力される受光信号を用いて、色に関する指標を算出する演算制御部と、を備え、前記各画素群の画素位置は、前記複数のフィルタの各々と前記受光センサとの位置関係に基づき予め求められて前記記憶部に記憶されている。
　本態様では、被測定物から出射された測定光が導光部によって導入される。２次元的に配列された複数の画素を含む画素領域を有する受光センサに測定光が入射すると、複数の画素から受光信号が出力される。導光部と受光センサとの間において、画素領域の一部であって互いに異なる複数の部分画素領域にそれぞれ対向して、波長に対する分光透過率の特性が互いに異なる複数のフィルタが配置されている。各部分画素領域に含まれる画素のなかで、演算に使用する画素群の画素位置が、それぞれ記憶部に記憶されている。複数の部分画素領域内の各画素群から出力される受光信号を用いて、色に関する指標が、演算制御部によって算出される。ここで、各画素群の画素位置は、それぞれ、複数のフィルタの各々と受光センサとの位置関係に基づき予め求められて記憶部に記憶されている。したがって、本態様によれば、２次元センサを搭載しつつ、高精度に測定することが可能になる。
　上記態様において、例えば、前記受光センサの前記各画素群は、前記受光信号として、それぞれ等色関数に近似する分光応答度を有する受光信号を出力してもよい。前記記憶部は、さらに、前記各画素群に対応してそれぞれ予め取得された校正用データ又は校正データを記憶してもよい。前記演算制御部は、前記各画素群からそれぞれ出力される前記受光信号と、前記各画素群に対応する前記各校正用データ又は前記各校正データとに基づいて、前記色に関する指標として、色を算出してもよい。
　本態様では、受光センサの各画素群から、受光信号として、それぞれ等色関数に近似する分光応答度を有する受光信号が出力される。記憶部には、さらに、各画素群に対応してそれぞれ予め取得された校正データが記憶されている。演算制御部によって、各画素群からそれぞれ出力される受光信号と、各画素群に対応する各校正データとに基づいて、色に関する指標として、色が算出される。したがって、本態様によれば、色を高精度で算出することができる。
　上記態様において、例えば、前記複数の部分画素領域は、第１部分画素領域と、第２部分画素領域と、第３部分画素領域と、を含んでもよい。前記複数のフィルタは、前記第１部分画素領域に対向して配置されたＸフィルタと、前記第２部分画素領域に対向して配置されたＹフィルタと、前記第３部分画素領域に対向して配置されたＺフィルタと、を含んでもよい。前記Ｘフィルタは、分光透過率の特性が、前記受光センサとの合成分光応答度が等色関数ｘ（λ）に一致するように形成されてもよい。前記Ｙフィルタは、分光透過率の特性が、前記受光センサとの合成分光応答度が等色関数ｙ（λ）に一致するように形成されてもよい。前記Ｚフィルタは、分光透過率の特性が、前記受光センサとの合成分光応答度が等色関数ｚ（λ）に一致するように形成されてもよい。
　本態様では、Ｘフィルタ、Ｙフィルタ、Ｚフィルタは、それぞれ、分光透過率が、受光センサとの合成分光応答度が等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）に一致するように形成されている。したがって、本態様によれば、色に関する指標として、三刺激値を高精度で算出することができる。
　上記態様において、例えば、前記Ｘフィルタと前記Ｙフィルタと前記Ｚフィルタとは、同一面積を有してもよい。Ｎ（Ｎは正の整数）個の前記Ｘフィルタ及び前記Ｙフィルタを備えてもよい。２×Ｎ個の前記Ｚフィルタを備えてもよい。
　本態様では、Ｚフィルタの全体の面積は、Ｘフィルタの全体の面積及びＹフィルタの全体の面積の２倍になっている。Ｚフィルタの透過光量は、Ｘフィルタ及びＹフィルタの透過光量に比べて半分程度の低い値であり、Ｘフィルタの透過光量はＹフィルタの透過光量とほぼ同じ値である。本態様では、Ｚフィルタの、Ｘフィルタ及びＹフィルタに対する面積比が２倍になっているため、受光センサから出力される、Ｘフィルタの透過光による受光信号のレベルと、Ｙフィルタの透過光による受光信号のレベルと、Ｚフィルタの透過光による受光信号のレベルとが、ほぼ同じ値になる。このため、三刺激値をより高精度で算出することができる。
　上記態様において、例えば、前記複数のフィルタからなる組が、さらに複数並べられて前記受光センサに対向して配置されてもよい。
　上記態様において、例えば、前記複数のフィルタは、波長に対する分光透過率の特性が互いに異なる４個以上のフィルタを含んでもよい。
　上記態様において、例えば、並んで配置された前記各フィルタの互いの境界領域に設けられ、前記受光センサの受光面の法線方向の長さが前記各フィルタより長く、前記測定光を透過しない遮光壁をさらに備えてもよい。
　被測定物から出射された測定光が、複数のフィルタを透過して受光センサの受光面に入射すると、算出される色に関する指標の精度が低下する。しかし、本態様では、並んで配置された各フィルタの互いの境界領域に、受光センサの受光面の法線方向の長さが各フィルタより長く、測定光を透過しない遮光壁が設けられている。したがって、本態様によれば、被測定物から出射された測定光が、複数のフィルタを透過して受光センサの受光面に入射することはない。このため、色に関する指標の精度の低下を防止することができる。
　上記態様において、例えば、前記遮光壁は、前記各フィルタの周囲を取り囲むように一体的に形成された枠形状を有してもよい。
　本態様では、遮光壁は、各フィルタの周囲を取り囲むように一体的に形成された枠形状を有する。したがって、本態様によれば、各フィルタを配置する際に、枠形状の遮光壁に嵌め込むことにより、各フィルタを容易に配置することができる。
　上記態様において、例えば、前記導光部は、前記被測定物と前記複数のフィルタとの間において、光入射面が前記被測定物側に、光出射面が前記複数のフィルタ側に配置され、前記光入射面に入射した前記測定光をミキシングして前記光出射面から前記複数のフィルタに向けて出射するミキシング部と、前記ミキシング部の前記光入射面及び前記光出射面の外側に配置され、前記ミキシング部を通らずに前記測定光を前記複数のフィルタに導く光ファイバと、を含んでもよい。前記演算制御部は、前記光ファイバによって導かれた前記測定光が入射した前記２次元センサから出力される受光信号を用いて、前記ミキシング部の前記光入射面に対応する前記被測定物上の測定領域の位置と、前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とを算出してもよい。
　本態様では、被測定物と複数のフィルタとの間に配置されたミキシング部によって、光入射面に入射した測定光がミキシングされて光出射面から複数のフィルタに向けて出射される。したがって、被測定物から出射される測定光に空間的なムラがあっても、測定光がミキシングされることにより、空間的なムラの影響が低減される。但し、ミキシング部によって測定光がミキシングされるため、ミキシング部の光入射面に対応する被測定物上の測定領域の位置と、測定光を出射する被測定物上の表示領域の位置とを検出することは困難となる。
　一方、ミキシング部の光入射面及び光出射面の外側に配置された光ファイバにより、ミキシング部を通らずに測定光が複数のフィルタに導かれる。光ファイバによって導かれた測定光が入射した２次元センサから出力される受光信号を用いて、演算制御部によって、ミキシング部の光入射面に対応する被測定物上の測定領域の位置と、測定光を出射する被測定物上の表示領域の位置とが算出される。したがって、本態様によれば、ミキシング部の光入射面及び光出射面の外側に配置された光ファイバにより、ミキシング部の光入射面に対応する被測定物上の測定領域の位置と、測定光を出射する被測定物上の表示領域の位置とを検出することが可能になる。
　上記態様において、例えば、前記導光部は、前記被測定物と前記複数のフィルタとの間において、光入射面が前記被測定物側に、光出射面が前記複数のフィルタ側に配置され、前記光入射面に入射した前記測定光をミキシングして前記光出射面から前記複数のフィルタに向けて出射するミキシング部と、前記被測定物と前記ミキシング部との間に配置され、前記測定光を結像する受光光学系と、を含んでもよい。前記受光センサは、前記受光光学系による結像位置に配置されてもよい。前記ミキシング部は、前記受光光学系による結像位置以外の位置に配置されてもよい。前記演算制御部は、前記受光光学系により結像された前記測定光が入射した前記２次元センサから出力される受光信号を用いて、前記ミキシング部の前記光入射面に対応する前記被測定物上の測定領域の位置と、前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とを算出してもよい。
　本態様では、被測定物と複数のフィルタとの間に配置されたミキシング部によって、光入射面に入射した測定光がミキシングされて光出射面から複数のフィルタに向けて出射される。したがって、被測定物から出射される測定光に空間的なムラがあっても、測定光がミキシングされることにより、空間的なムラの影響が低減される。但し、ミキシング部によって測定光がミキシングされるため、ミキシング部の光入射面に対応する被測定物上の測定領域の位置と、測定光を出射する被測定物上の表示領域の位置とを検出することは困難となる。
　一方、受光センサは、被測定物とミキシング部との間に配置された受光光学系による結像位置に配置される。受光光学系により結像された測定光が入射した２次元センサから出力される受光信号を用いて、演算制御部によって、ミキシング部の光入射面に対応する被測定物上の測定領域の位置と、測定光を出射する被測定物上の表示領域の位置とが算出される。したがって、本態様によれば、受光光学系による結像位置に受光センサを配置しているため、ミキシング部の光入射面に対応する被測定物上の測定領域の位置と、測定光を出射する被測定物上の表示領域の位置とを検出することが可能になる。
　上記態様において、例えば、前記受光光学系は、倍率が可変の光学系であってもよい。
　上記態様において、例えば、２次元的に配列された複数の画素を含む画素領域を有し、前記測定光が入射すると前記複数の画素から受光信号を出力する画像位置確認用センサをさらに備えてもよい。前記導光部は、前記被測定物と前記複数のフィルタとの間において、光入射面が前記被測定物側に、光出射面が前記複数のフィルタ側に配置され、前記光入射面に入射した前記測定光をミキシングして前記光出射面から前記複数のフィルタに向けて出射するミキシング部と、前記被測定物と前記ミキシング部との間に配置され、前記ミキシング部に向かう前記測定光の少なくとも一部を前記画像位置確認用センサに導く分岐部と、を含んでもよい。前記演算制御部は、前記分岐部により導かれた前記測定光が入射した前記画像位置確認用センサから出力される受光信号を用いて、前記ミキシング部の前記光入射面に対応する前記被測定物上の測定領域の位置と、前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とを算出してもよい。
　本態様では、被測定物と複数のフィルタとの間に配置されたミキシング部によって、光入射面に入射した測定光がミキシングされて光出射面から複数のフィルタに向けて出射される。したがって、被測定物から出射される測定光に空間的なムラがあっても、測定光がミキシングされることにより、空間的なムラの影響が低減される。但し、ミキシング部によって測定光がミキシングされるため、ミキシング部の光入射面に対応する被測定物上の測定領域の位置と、測定光を出射する被測定物上の表示領域の位置とを検出することは困難となる。
　一方、被測定物とミキシング部との間に配置された分岐部により、ミキシング部に向かう測定光の少なくとも一部が画像位置確認用センサに導かれる。分岐部により導かれた測定光が入射した画像位置確認用センサから出力される受光信号を用いて、演算制御部によって、ミキシング部の光入射面に対応する被測定物上の測定領域の位置と、測定光を出射する被測定物上の表示領域の位置とが算出される。したがって、本態様によれば、被測定物とミキシング部との間に配置された分岐部により、ミキシング部に向かう測定光の少なくとも一部が画像位置確認用センサに導かれることによって、ミキシング部の光入射面に対応する被測定物上の測定領域の位置と、測定光を出射する被測定物上の表示領域の位置とを検出することが可能になる。
　上記態様において、例えば、警告を出力する出力部をさらに備えてもよい。前記演算制御部は、前記算出された前記被測定物上の測定領域の位置と、前記算出された前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とに基づき、前記測定領域の大きさと前記表示領域の大きさとを比較し、前記測定領域が前記表示領域より大きい場合に、前記出力部に警告を出力させてもよい。
　上述のように、被測定物上の測定領域は、ミキシング部の光入射面に対応する領域である。この被測定物上の測定領域が、測定光を出射する被測定物上の表示領域より大きい場合、表示領域以外の領域に対応するミキシング部の光入射面には、測定光が入射されないことから、ミキシング部の光入射面には大きな輝度ムラの光が入射される。このため、測定光が十分にミキシングされないことから、正確な測定を行うことが困難になる。
　本態様では、被測定物上の測定領域が、測定光を出射する被測定物上の表示領域より大きい場合に、出力部から警告が出力される。したがって、本態様によれば、正確な測定を行うことが困難であることを測定者（ユーザ）に報知することができる。
　上記態様において、例えば、警告を出力する出力部をさらに備えてもよい。前記演算制御部は、前記算出された前記被測定物上の測定領域の位置と、前記算出された前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とに基づき、前記測定領域と前記表示領域とが重なるか否かを判定し、前記測定領域の少なくとも一部が前記表示領域と重ならない場合に、前記出力部に警告を出力させてもよい。
　上述のように、被測定物上の測定領域は、ミキシング部の光入射面に対応する領域である。この被測定物上の測定領域の少なくとも一部が、測定光を出射する被測定物上の表示領域と重ならない場合、表示領域と重ならない領域に対応するミキシング部の光入射面には、測定光が入射されないことから、ミキシング部の光入射面には大きな輝度ムラの光が入射される。このため、測定光が十分にミキシングされないことから、正確な測定を行うことが困難になる。
　本態様では、被測定物上の測定領域の少なくとも一部が、測定光を出射する被測定物上の表示領域と重ならない場合に、出力部から警告が出力される。したがって、本態様によれば、正確な測定を行うことが困難であることを測定者（ユーザ）に報知することができる。
　上記態様において、例えば、前記ミキシング部は、ロッドレンズで構成されたインテグレータ光学系を含んでもよい。
　上記態様において、例えば、前記ミキシング部は、蠅の目レンズ（フライアイレンズ）で構成されたインテグレータ光学系を含んでもよい。
　上記態様において、例えば、前記ミキシング部は、バンドルファイバを含んでもよい。
　上記態様において、例えば、前記複数のフィルタは、それぞれ、透過光量が互いに一致するような面積を有してもよい。
　本態様では、複数のフィルタは、それぞれ、透過光量が互いに一致するような面積を有する。したがって、本態様によれば、各々のフィルタを通った測定光によって２次元センサから出力される各々の受光信号のレベル差は小さい。その結果、装置のＳ／Ｎを向上することが可能になる。
　上記態様において、例えば、前記複数のフィルタのうち、透過率がピーク値のときの波長が最長のフィルタと最短のフィルタとは、隣接して配置されてもよい。
　本態様では、複数のフィルタのうち、透過率がピーク値のときの波長が最長のフィルタと最短のフィルタとは、隣接して配置されている。したがって、本態様によれば、透過率がピーク値のときの波長の順番に並んで複数のフィルタが配置される場合に比べて、被測定物から出射される測定光のムラの影響を低減することができる。
　本発明の実施形態が詳細に図示され、かつ、説明されたが、それは単なる図例及び実例であって限定ではない。本発明の範囲は、添付されたクレームの文言によって解釈されるべきである。
　明細書、クレーム、図面、及び要約を含む、２０１６年７月１５日に提出された日本国特許出願番号２０１６－１４０３２４、その全体の開示は、その全体において参照によりここに組み込まれる。

Claims (19)

  1. 　被測定物から出射された測定光を導入する導光部と、
    　２次元的に配列された複数の画素を含む画素領域を有し、前記測定光が入射すると前記複数の画素から受光信号を出力する受光センサと、
    　前記導光部と前記受光センサとの間において、前記画素領域の一部であって互いに異なる複数の部分画素領域にそれぞれ対向して配置され、波長に対する分光透過率の特性が互いに異なる複数のフィルタと、
    　前記複数の部分画素領域にそれぞれ含まれる画素のなかで、演算に使用する各画素群の画素位置を記憶する記憶部と、
    　前記複数の部分画素領域内の前記各画素群からそれぞれ出力される受光信号を用いて、色に関する指標を算出する演算制御部と、
    を備え、
    　前記各画素群の画素位置は、前記複数のフィルタの各々と前記受光センサとの位置関係に基づき予め求められて前記記憶部に記憶されている、
    　測色計。
  2. 　前記受光センサの前記各画素群は、前記受光信号として、それぞれ等色関数に近似する分光応答度を有する受光信号を出力し、
    　前記記憶部は、さらに、前記各画素群に対応してそれぞれ予め取得された校正用データ又は校正データを記憶し、
    　前記演算制御部は、前記各画素群からそれぞれ出力される前記受光信号と、前記各画素群に対応する前記各校正用データ又は前記各校正データとに基づいて、前記色に関する指標として、色を算出する、
    　請求項１に記載の測色計。
  3. 　前記複数の部分画素領域は、第１部分画素領域と、第２部分画素領域と、第３部分画素領域と、を含み、
    　前記複数のフィルタは、前記第１部分画素領域に対向して配置されたＸフィルタと、前記第２部分画素領域に対向して配置されたＹフィルタと、前記第３部分画素領域に対向して配置されたＺフィルタと、を含み、
    　前記Ｘフィルタは、分光透過率の特性が、前記受光センサとの合成分光応答度が等色関数ｘ（λ）に一致するように形成され、
    　前記Ｙフィルタは、分光透過率の特性が、前記受光センサとの合成分光応答度が等色関数ｙ（λ）に一致するように形成され、
    　前記Ｚフィルタは、分光透過率の特性が、前記受光センサとの合成分光応答度が等色関数ｚ（λ）に一致するように形成され、
    　請求項２に記載の測色計。
  4. 　前記Ｘフィルタと前記Ｙフィルタと前記Ｚフィルタとは、同一面積を有し、
    　Ｎ（Ｎは正の整数）個の前記Ｘフィルタ及び前記Ｙフィルタを備え、
    　２×Ｎ個の前記Ｚフィルタを備える、
    　請求項３に記載の測色計。
  5. 　前記複数のフィルタからなる組が、さらに複数並べられて前記受光センサに対向して配置されている、
    　請求項２に記載の測色計。
  6. 　前記複数のフィルタは、波長に対する分光透過率の特性が互いに異なる４個以上のフィルタを含む、
    　請求項１に記載の測色計。
  7. 　並んで配置された前記各フィルタの互いの境界領域に設けられ、前記受光センサの受光面の法線方向の長さが前記各フィルタより長く、前記測定光を透過しない遮光壁をさらに備える請求項１～６のいずれか１項に記載の測色計。
  8. 　前記遮光壁は、前記各フィルタの周囲を取り囲むように一体的に形成された枠形状を有する、
    　請求項７に記載の測色計。
  9. 　前記導光部は、
    　前記被測定物と前記複数のフィルタとの間において、光入射面が前記被測定物側に、光出射面が前記複数のフィルタ側に配置され、前記光入射面に入射した前記測定光をミキシングして前記光出射面から前記複数のフィルタに向けて出射するミキシング部と、
    　前記ミキシング部の前記光入射面及び前記光出射面の外側に配置され、前記ミキシング部を通らずに前記測定光を前記複数のフィルタに導く光ファイバと、
    を含み、
    　前記演算制御部は、前記光ファイバによって導かれた前記測定光が入射した前記２次元センサから出力される受光信号を用いて、前記ミキシング部の前記光入射面に対応する前記被測定物上の測定領域の位置と、前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とを算出する、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の測色計。
  10. 　前記導光部は、
    　前記被測定物と前記複数のフィルタとの間において、光入射面が前記被測定物側に、光出射面が前記複数のフィルタ側に配置され、前記光入射面に入射した前記測定光をミキシングして前記光出射面から前記複数のフィルタに向けて出射するミキシング部と、
    　前記被測定物と前記ミキシング部との間に配置され、前記測定光を結像する受光光学系と、
    を含み、
    　前記受光センサは、前記受光光学系による結像位置に配置され、
    　前記ミキシング部は、前記受光光学系による結像位置以外の位置に配置され、
    　前記演算制御部は、前記受光光学系により結像された前記測定光が入射した前記２次元センサから出力される受光信号を用いて、前記ミキシング部の前記光入射面に対応する前記被測定物上の測定領域の位置と、前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とを算出する、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の測色計。
  11. 　前記受光光学系は、倍率が可変の光学系である、
    　請求項１０に記載の測色計。
  12. 　２次元的に配列された複数の画素を含む画素領域を有し、前記測定光が入射すると前記複数の画素から受光信号を出力する画像位置確認用センサをさらに備え、
    　前記導光部は、
    　前記被測定物と前記複数のフィルタとの間において、光入射面が前記被測定物側に、光出射面が前記複数のフィルタ側に配置され、前記光入射面に入射した前記測定光をミキシングして前記光出射面から前記複数のフィルタに向けて出射するミキシング部と、
    　前記被測定物と前記ミキシング部との間に配置され、前記ミキシング部に向かう前記測定光の少なくとも一部を前記画像位置確認用センサに導く分岐部と、
    を含み、
    　前記演算制御部は、前記分岐部により導かれた前記測定光が入射した前記画像位置確認用センサから出力される受光信号を用いて、前記ミキシング部の前記光入射面に対応する前記被測定物上の測定領域の位置と、前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とを算出する、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の測色計。
  13. 　警告を出力する出力部をさらに備え、
    　前記演算制御部は、前記算出された前記被測定物上の測定領域の位置と、前記算出された前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とに基づき、前記測定領域の大きさと前記表示領域の大きさとを比較し、前記測定領域が前記表示領域より大きい場合に、前記出力部に警告を出力させる、
    　請求項９～１２のいずれか１項に記載の測色計。
  14. 　警告を出力する出力部をさらに備え、
    　前記演算制御部は、前記算出された前記被測定物上の測定領域の位置と、前記算出された前記測定光を出射する前記被測定物上の表示領域の位置とに基づき、前記測定領域と前記表示領域とが重なるか否かを判定し、前記測定領域の少なくとも一部が前記表示領域と重ならない場合に、前記出力部に警告を出力させる、
    　請求項９～１２のいずれか１項に記載の測色計。
  15. 　前記ミキシング部は、ロッドレンズで構成されたインテグレータ光学系を含む、
    　請求項９～１４のいずれか１項に記載の測色計。
  16. 　前記ミキシング部は、蠅の目レンズで構成されたインテグレータ光学系を含む、
    　請求項９～１４のいずれか１項に記載の測色計。
  17. 　前記ミキシング部は、バンドルファイバを含む、
    　請求項９～１４のいずれか１項に記載の測色計。
  18. 　前記複数のフィルタは、それぞれ、透過光量が互いに一致するような面積を有する、
    　請求項１～１７のいずれか１項に記載の測色計。
  19. 　前記複数のフィルタのうち、透過率がピーク値のときの波長が最長のフィルタと最短のフィルタとは、隣接して配置されている、
    　請求項６に記載の測色計。
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