JPH1141628A - カラー表示装置の表示特性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３板式カラー撮像装置の撮像素子間の位置ず
れの校正を簡単かつ迅速に行う。 【解決手段】 測定用カラーディスプレイ４にＧの蛍光
体のみを発光して測定パターンを表示させ、この測定パ
ターンを撮像装置２で撮像する。Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分
に分離して取り込まれた画像毎に対応するＣＣＤ２１３
Ｒ〜２１３Ｂ，２２３Ｒ〜２２３Ｂの撮像面における結
像位置を算出し、更にＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の撮像画像
の結像位置の相対的なずれが算出される。そして、この
相対的な位置ずれがＣＣＤの位置ずれの校正データとし
てメモリ３３２に記録される。Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に
対するＣＣＤの相対的な位置ずれを校正データとして算
出することで校正処理の簡素化、迅速化を図った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーＣＲＴ（Ca
thode Ray Tube）等のカラー表示装置に表示された測定
パターンを撮像し、この撮像信号からコンバージェンス
等の表示特性を測定する表示装置の表示特性測定装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーＣＲＴ、カラーＬＣＤ（Li
quid Crystal Display）、カラーＰＤＰ（Plasma Displ
ay Panel）等の表示装置のコンバージェンス等の表示特
性を測定する表示特性測定装置が知られている。この表
示特性測定装置は、被測定用の表示装置にカラー表示さ
れた所定の測定パターンをＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の色成分の画像に分離して撮像する撮像装置とこ
の撮像装置で取り込まれた各色成分の画像を処理して所
定の測定処理を行う画像処理装置とその測定結果を表示
する表示装置とから構成されている。

【０００３】例えばコンバージェンス測定装置は、特開
平８−３０７９０８号公報に示されるように、被測定カ
ラーＣＲＴに白色の所定の測定パターンを表示させ、こ
の測定パターンをＣＣＤ等のカラーエリアセンサを備え
たカメラを用いて撮像し、画像処理においてＲ，Ｇ，Ｂ
の色成分の撮像画像毎に輝度重心を算出し、これらの輝
度重心の相互の位置ずれをミスコンバージェンス量とし
て表示するものである。

【０００４】ところで、コンバージェンス測定装置は、
カラーカメラの撮像面における各色成分の測定パターン
の結像位置（輝度重心位置）から被測定カラーＣＲＴの
表示面における各色成分の測定パターンの発光位置（発
光重心位置）を演算し、各色成分の発光位置の相互の位
置ずれを算出するようにしているので、撮像面における
各色成分の測定パターンの結像位置（輝度重心位置）の
算出精度がコンバージェンス測定の測定精度に大きく影
響する。

【０００５】特に、３板式カラーカメラを用いた場合
は、光像を３原色の色成分に分解してそれぞれ異なる方
向に射出するダイクロイックプリズムの各射出端にＲ，
Ｇ，Ｂの各色成分に対応して３枚のエリアセンサが独立
して設けられるので、温度、湿度の変化による各エリア
センサの配設位置の位置ずれにより容易に測定精度が変
化する。

【０００６】このため、従来のコンバージェンス測定装
置では、図９に示すように、測定前に専用の校正チャー
トを用いて装置の校正処理が行われている。図９に示す
校正方法は、蛍光灯１０４で照明された校正用のチャー
ト１０３（不透明な白色板に黒字のクロスハッチパター
ン１０５が描かれたチャート）をコンバージェンス測定
装置１００の撮像装置１０１で撮像し、その撮像画像を
用いて各エリアセンサの相互の位置関係を示す補正デー
タを算出するものである。算出された補正データは、装
置本体１０２内のメモリに記憶され、コンバージェンス
測定時に各色成分の測定パターンの輝度重心位置の位置
ずれを補正するためのデータとして使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のエリアセンサ間
の位置ずれの補正方法は、専用の校正チャートを撮像し
て得られる各色成分の画像データを用いてコンバージェ
ンス測定系における基準座標系での各エリアセンサの位
置（絶対位置）を算出し、この算出結果からエリアセン
サ相互の位置ずれを演算しているので、演算パラメータ
が多く、演算に長時間を要するという不具合がある。

【０００８】また、被測定ＣＲＴに表示される測定パタ
ーンではなく専用の校正チャートを用いているので、製
造ラインでコンバージェンス測定システムの校正を行う
のに不便で、校正作業を行うことが困難である。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、撮像素子間の位置ずれの校正を容易に行うこと
のできるカラー表示装置の表示特性測定装置を提供する
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、測定対象のカ
ラー表示装置にカラー表示された所定の測定パターンを
当該測定パターンを構成する複数の色成分の画像に分解
する色分解手段と、色分解された各色成分の画像をそれ
ぞれ取り込む複数のカラー撮像手段とを備え、これらの
カラー撮像手段で取り込まれた各色成分の画像を用いて
上記カラー表示装置の表示特性を測定するカラー表示装
置の表示特性測定装置において、第１の色成分の画像を
取り込む第１のカラー撮像手段と第２の色成分の画像を
取り込む第２のカラー撮像手段の両方が感度を有する１
の色成分で上記測定パターンを上記カラー表示装置に表
示させる表示制御手段と、上記第１のカラー撮像手段で
撮像された上記単色表示された測定パターンの画像を用
いて撮像面における上記測定パターンの測定点の位置を
検出する第１の位置検出手段と、上記第２のカラー撮像
手段で撮像された上記単色表示された測定パターンの画
像を用いて撮像面における上記測定パターンの測定点の
位置を検出する第２の位置検出手段と、上記第１の位置
検出手段で検出された上記測定パターンの測定点の位置
に対する上記第２の位置検出手段で検出された上記測定
パターンの測定点の位置のずれを上記第１，第２のカラ
ー撮像手段間の相対的な撮像位置のずれの校正データと
して算出する校正データ算出手段とを備えたものである
（請求項１）。

【００１１】上記構成によれば、測定対象のカラー表示
装置に第１，第２のカラー撮像手段の両方が感度を有す
る１の色成分で所定の測定パターンが表示され、この表
示画像が第１，第２のカラー撮像手段でそれぞれ撮像さ
れる。第１のカラー画像撮像手段で撮像された第１の色
成分の測定パターンの画像を用いて撮像面における当該
測定パターンの測定点の位置が検出され、第２のカラー
画像撮像手段で撮像された第２の色成分の測定パターン
の画像を用いて撮像面における当該測定パターンの測定
点の位置が検出される。

【００１２】そして、第１のカラー撮像手段の撮像面に
おける測定パターンの測定点の位置に対する第２のカラ
ー撮像手段の撮像面における測定パターンの測定点の位
置の相対的なずれが第１，第２のカラー撮像手段間の相
対的な撮像位置のずれの校正データとして算出される。

【００１３】また、本発明は、上記カラー表示装置の表
示特性測定装置において、上記色分解手段は、測定パタ
ーンを３原色の色成分の画像に分解するものであり、上
記表示制御手段は、緑の色成分で上記測定パターンを上
記カラー表示装置に表示させるものである（請求項
２）。

【００１４】上記構成によれば、測定対象のカラー表示
装置に緑の色成分で所定の測定パターンが表示され、こ
の表示画像が色分解手段でＲ，Ｇ，Ｂの色成分の画像に
分解され、各色成分の画像は対応するカラー撮像手段で
それぞれ撮像される。そして、各色成分の撮像画像毎に
対応するカラー撮像手段の撮像面における測定パターン
の測定点の位置が検出され、例えばＧの色成分の撮像画
像に基づいて検出された測定パターンの測定点の位置に
対するＲ，Ｂの色成分の撮像画像に基づいて検出された
測定パターンの測定点の位置の相対的なずれを算出して
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分のカラー撮像手段相互の相対的な
撮像位置のずれの校正データが算出される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係るカラー表示装置の表
示特性測定装置について、コンバージェンス測定装置を
例に説明する。

【００１６】図１は、本発明に係るカラーＣＲＴのコン
バージェンス測定装置の概略構成図である。

【００１７】コンバージェンス測定装置１は、撮像装置
２と測定装置３とから構成されている。撮像装置２は、
被測定用のカラーディスプレイ４の表示面に表示された
所定の測定パターン（例えばクロスハッチパターンやド
ットパターン等）を撮像するものであり、立体視覚法に
よる撮像が可能に一対の撮像カメラ２１，２２を備えて
いる。測定装置３は、撮像装置２で取り込まれた測定パ
ターンの画像データを用いてカラーディスプレイ４のミ
スコンバージェンス量を演算し、その演算結果を表示装
置３６に表示するものである。

【００１８】撮像装置２内の撮像カメラ２１は、撮影レ
ンズ２１１の後方にダイクロイックプリズムからなる３
色分解プリズム２１２を設けるとともに、この３色分解
プリズム２１２のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の射出面の対向
位置にＣＣＤエリアセンサからなる固体撮像素子２１３
Ｒ，２１３Ｇ，２１３Ｂを配置してなる３板式のカラー
撮像装置で構成されている。撮像カメラ２２も撮像カメ
ラ２１と同様の３板式のカラー撮像装置で構成されてい
る。

【００１９】また、撮像装置２内には固体撮像素子（以
下、ＣＣＤと略称する。）２１３Ｒ，２１３Ｇ，２１３
Ｂの撮像動作を制御する撮像制御装置２１４、撮影レン
ズ２１１を駆動して焦点を自動調節するフォーカス制御
回路２１５及びＣＣＤ２１３Ｒ，２１３Ｇ，２１３Ｂか
ら出力される画像信号に所定の画像処理を施して測定装
置３に出力する信号処理回路２１６が設けられている。
同様に撮像カメラ２２内にも撮像制御回路２２４、フォ
ーカス制御回路２２５及び信号処理回路２２６が設けら
れている。

【００２０】撮像制御装置２１４は、測定装置３から送
出される撮像制御信号により制御され、この撮像制御信
号に基づいてＣＣＤ２１３Ｒ，２１３Ｇ，２１３Ｂの撮
像動作（電荷蓄積動作）を制御する。同様に撮像制御回
路２２４も測定装置３から送出される撮像制御信号によ
り制御され、この撮像制御信号に基づいてＣＣＤ２２３
Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｂの撮像動作を制御する。

【００２１】また、フォーカス制御回路２１５は、測定
装置３から送出されるフォーカス制御信号により制御さ
れ、このフォーカス制御信号に基づいて撮影レンズ２１
１の前群２１１Ａを移動させてカラーディスプレイ４の
表示面に表示された測定パターンの光像をＣＣＤ２１３
Ｒ，２１３Ｇ，２１３Ｂの各撮像面に結像させる。同様
にフォーカス制御回路２２５も測定装置３から送出され
るフォーカス制御信号により制御され、このフォーカス
制御信号に基づいて撮影レンズ２２１の前群２２１Ａを
移動させてカラーディスプレイ４の表示面に表示された
測定パターンの光像をＣＣＤ２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２
３Ｂの各撮像面に結像させる。

【００２２】なお、フォーカス制御は、制御部３３から
のフォーカス制御信号に基づき、例えば山登り方式で行
われる。すなわち、例えば撮像カメラ２１の場合、制御
部３３は、例えばＣＣＤ２１３Ｇで撮像される緑色の画
像の高周波成分（測定パターンのエッジ部）を抽出し、
この高周波成分が最大となるように（測定パターンのエ
ッジが最も鮮明となるように）、フォーカス制御信号を
フォーカス制御回路２１５に出力する。フォーカス制御
回路２１５は、フォーカス制御信号に基づき撮影レンズ
２１１の前群２１１Ａを合焦位置の前後に移動させつ
つ、その移動幅を漸減して最終的に合焦位置に設定す
る。

【００２３】なお、本実施例では、撮像画像を用いてフ
ォーカス制御を行うようにしているが、例えば撮像カメ
ラ２１，２２に測距センサを設け、この測距センサで検
出された撮像カメラ２１，２２とカラーディスプレイ４
の表示面との間の距離データを用いて撮影レンズ２１
１，２２１を駆動するようにしてもよい。

【００２４】測定装置３は、Ａ／Ｄ変換器３１Ａ，３１
Ｂ、画像メモリ３２Ａ，３２Ｂ、制御部３３、データ入
力装置３４、データ出力装置３５及び表示装置３６から
構成されている。

【００２５】Ａ／Ｄ変換器３１Ａ，３１Ｂは、それぞれ
撮像カメラ２１，２２から入力された画像信号（アナロ
グ信号）からデジタル信号の画像データに変換するもの
である。画像メモリ３２Ａ，３２Ｂは、それぞれＡ／Ｄ
変換器３１Ａ，３１Ｂから出力される画像データを記憶
するものである。

【００２６】Ａ／Ｄ変換器３１Ａ，３１Ｂは、Ｒ，Ｇ，
Ｂの各色成分の画像信号に対応して３個のＡ／Ｄ変換回
路を有している。また、画像メモリ３２Ａ，３２Ｂも
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画像データに対応してそれぞれ
３フレーム分のメモリを有している。

【００２７】制御部３３は、マイクロコンピュータから
なる演算制御回路である。制御部３３は、ＲＯＭ（Read
Only Memory）からなるメモリ３３１とＲＡＭ（Random
Access Memory）からなるメモリ３３２とを備えてい
る。

【００２８】メモリ３３１には、コンバージェンス測定
処理（光学系の駆動、撮像、画像データの演算等の一連
の処理を含む。）を示すプログラムやその演算に必要な
データ（補正値やデータ変換テーブル等）が格納されて
いる。また、メモリ３３２は、コンバージェンス測定の
各種演算を行うためのデータエリアやワークエリアを与
えるものである。

【００２９】制御部３３で算出されたミスコンバージェ
ンス量（測定結果）は、メモリ３３２に格納されるとと
もに、表示装置３６に出力され、予め設定された所定の
表示フォーマットで表示される。また、データ出力装置
３５を介して外部接続される装置（プリンタや外部記憶
装置）に出力される。

【００３０】データ入力装置３４は、コンバージェンス
測定のために各種データを入力するもので、例えばキー
ボードで構成されている。データ入力装置３４からは、
例えばカラーディスプレイ４の蛍光体の配列ピッチ、Ｃ
ＣＤ２１３，２２３の画素の配列ピッチ、カラーディス
プレイ４の表示面における測定ポイントの位置等のデー
タが入力される。

【００３１】被測定用のカラーディスプレイ４は、映像
を表示するカラーＣＲＴ４１とこのカラーＣＲＴ４１の
駆動を制御する駆動制御回路４２とから構成されてい
る。カラーディスプレイ４の駆動制御回路４２にはパタ
ーンジェネレータ５で生成された測定パターンの映像信
号が入力され、駆動制御回路４２は、この映像信号に基
づいてカラーＣＲＴ４１の偏向回路を駆動してその表示
面に、例えば図２に示すように、クロスハッチパターン
の測定パターンを表示させる。

【００３２】このコンバージェンス測定装置１では、撮
像装置２の撮像カメラ２１，２２によりカラーディスプ
レイ４に表示された測定パターンを立体視覚法的に撮像
し、両撮像カメラ２１，２２で取り込まれた画像データ
を用いてミスコンバージェンス量が測定されるようにな
っている。

【００３３】次に、ミスコンバージェンス量の測定方法
について、測定パターンとしてクロスハッチパターンを
用いた場合を例に説明する。

【００３４】図２は、カラーＣＲＴに表示されたクロス
ハッチパターンを示す図である。クロスハッチパターン
６は、複数の縦ラインと横ラインとを交差させたパター
ンで、カラーＣＲＴ４１の表示面４１ａ内に複数の格子
点が含まれるように適宜のサイズで表示される。そし
て、少なくとも１個の格子点を含むように表示面４１ａ
内の任意の位置にミスコンバージェンス量の測定領域Ａ
(1)〜Ａ(n)が設定される。

【００３５】各測定領域Ａ(r)（ｒ＝１，２，…ｎ）に
おいては、測定領域Ａ(r)に含まれる縦ラインの撮像画
像から横方向（ＸＹ座標のＸ方向）のミスコンバージェ
ンス量ΔＤ_Xが演算され、横ラインの撮像画像から縦方
向（ＸＹ座標のＹ方向）のミスコンバージェンス量ΔＤ
_Yが演算される。

【００３６】図３は測定領域Ａ(r)に含まれる縦ライン
をＲ，Ｇ，Ｂの各色成分のラインに分離した図、図４は
測定領域Ａ(r)に含まれる横ラインをＲ，Ｇ，Ｂの各色
成分のラインに分離した図である。

【００３７】横方向のミスコンバージェンス量ΔＤ
_Xは、カラーＣＲＴ４１の表示面４１ａにおけるＲ，
Ｇ，Ｂの各色成分の縦ラインのＸ方向の発光位置（輝度
重心位置）をＸ_R，Ｘ_G，Ｘ_Bとすると、これらの発光位
置Ｘ_R，Ｘ_G，Ｘ_Bのうち、いずれかの発光位置、例えば
Ｇの色成分の発光位置Ｘ_Gを基準とした発光位置間のず
れ量ΔＤ_RGX（＝Ｘ_R−Ｘ_G）、ΔＤ_BGX（＝Ｘ_B−Ｘ_G）と
して表される。

【００３８】また、縦方向のミスコンバージェンス量Δ
Ｄ_Yは、カラーＣＲＴ４１の表示面４１ａにおけるＲ，
Ｇ，Ｂの各色成分の横ラインのＹ方向の発光位置（輝度
重心位置）をＹ_R，Ｙ_G，Ｙ_Bとすると、これらの発光位
置Ｙ_R，Ｙ_G，Ｙ_Bのうち、いずれかの発光位置、例えば
Ｇの色成分の発光位置Ｙ_Gを基準とした発光位置間のず
れ量ΔＤ_RGY（＝Ｙ_R−Ｙ_G）、ΔＤ_BGY（＝Ｙ_B−Ｙ_G）と
して表される。

【００３９】次に、ミスコンバージェンス量の具体的な
算出方法について、立体視覚法で測定パターンを撮像す
る場合を例に説明する。なお、説明の便宜上、カラーデ
ィスプレイ４の発光側の色成分についてはＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の大文字のアルファベットで表記し、
撮像装置２の受光側の色成分についてはｒ（赤），ｇ
（緑），ｂ（青）の小文字のアルファベットで表記する
こととする。

【００４０】まず、コンバージェンス測定系の座標系に
ついて説明する。カラーディスプレイ４の表示面４１ａ
に表示された測定パターンを撮像するべく撮像装置２が
カラーディスプレイ４の前方位置に、図５の位置関係で
配置されているとする。

【００４１】図５において、カラーディスプレイ４の表
示面４１ａの中心Ｍを通る法線上の任意の位置に原点Ｏ
を有するコンバージェンス測定系のＸＹＺ座標を、Ｚ軸
を当該法線方向とし、Ｙ軸を表示面４１ａの縦方向と平
行な方向とし、Ｘ軸を表示面４１ａの横方向と平行な方
向として設定する。なお、Ｚ軸の＋方向は原点Ｏから中
心Ｍの方向、Ｙ軸の＋方向は上方向、Ｘ軸の＋方向は原
点Ｏからカラーディスプレイ４を見て左方向である。

【００４２】カラーディスプレイ４の表示面４１ａ上の
測定点Ｑ（例えばクロスハッチパターンにおいてはクロ
スポイント、ドットパターンにおいてはドットポイン
ト）におけるＪ（Ｊ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ）の色成分の蛍光体の
発光中心（輝度重心位置）の座標をＱ_J（Ｘ_J，Ｙ_J，
Ｚ_J）と表記し、撮像装置２の撮影レンズ２１１，２２
１の主点Ｐ１，Ｐ２の位置をそれぞれＰ１（Ｘ_P1，
Ｙ_P1，Ｚ_P1），Ｐ２（Ｘ_P2，Ｙ_P2，Ｚ_P2）と表記する。

【００４３】また、ＣＣＤ２１３Ｒ，２１３Ｇ，２１３
Ｂ，２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｂの各撮像面上に、図
６に示すように、撮像面の中心に原点ｏを有するｈｖ座
標を、ｈ軸をＣＣＤエリアセンサの縦方向とし、ｖ軸を
ＣＣＤエリアセンサの横方向として設定する。なお、ｈ
軸の＋方向は上方向、ｖ軸の＋方向は撮像面に向かって
右方向である。

【００４４】そして、各撮像面の位置が、対応する光軸
Ｌ_J（Ｊ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ、Ｊの色成分の光軸）がｈｖ座標
の原点ｏからずれた位置に入射するように、光軸Ｌ_Jに
対して位置ずれを起こしているとして、図７に示すよう
に、撮像カメラ２１のｊ（ｊ＝ｒ，ｇ，ｂ）の色成分の
ＣＣＤの撮像面における光軸Ｌ_J1の入射点ｏ_j1′の座標
を（ｈ_j1O，ｖ_j1O）と表記し、撮像カメラ２２のｊの色
成分のＣＣＤの撮像面における光軸Ｌ_J2の入射点ｏ_j2′
の座標を（ｈ_j2O，ｖ_j2O）と表記する。また、図７に示
すように、表示面４１ａの測定点Ｑ_Jの光像の撮像カメ
ラ２１のｊの色成分のＣＣＤの撮像面における結像点Ｉ
_j1Jの座標を（ｈ_j1J，ｖ_j1J）と表記し、撮像カメラ２
２のｊの色成分のＣＣＤの撮像面における結像点Ｉ_j2J
の座標を（ｈ_j2J，ｖ_j2J）と表記する。

【００４５】一般に、レンズの主点から物体までの距離
をａ、像までの距離をｂ、レンズの焦点距離をｆとする
と、これらの間には１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆの関係があ
り、物体のサイズをｙ、像のサイズをｙ′とすると、両
者の間にはｙ′／ｙ＝ｂ／ａの関係があるから、これら
の関係式より、 ｙ′＝ｙ・ｆ／（ａ−ｆ） …（１） の関係式が得られる。

【００４６】そして、上記（１）の関係式を上述の測定
点Ｑ_Jと結像点Ｉ_j1J，Ｉ_j2Jとの位置関係に適用する
と、下記（２）〜（５）の関係式が得られる。

【００４７】

【数１】

【００４８】次に、立体視覚法によるミスコンバージェ
ンス量の算出方法について説明する。なお、説明の便宜
上、撮像装置２は、撮像カメラ２１の光軸Ｌ１及び撮影
カメラ２２の光軸Ｌ２がＸＺ平面内にあるように配置さ
れている場合について説明する。

【００４９】主点Ｐ１，Ｐ２がＸＺ平面内に配置されて
いれば、Ｙ座標は「０」となるので、両主点Ｐ１，Ｐ２
の座標は、 Ｐ１（Ｘ_P1，０，Ｚ_P1） Ｐ２（Ｘ_P2，０，Ｚ_P2） となる。

【００５０】カラーディスプレイ４の測定点Ｑ_Jの光像
と撮像カメラ２１の結像点Ｉ_j1Jとについて上記
（２），（３）式に相当する関係式を算出すると、下記
（６），（７）式となる。

【００５１】

【数２】

【００５２】そして、上記（６），（７）式のｊをｒ，
ｇ，ｂの色成分表示に置換してＣＣＤ２１１Ｒ，２１１
Ｇ，２１１Ｂの各撮像面における結像点Ｉ_r1J，Ｉ_g1J，
Ｉ_{b1 J}のｈｖ座標を求めると、下記（８）〜（１３）式
となる。

【００５３】

【数３】

【００５４】また、カラーディスプレイ４の測定点Ｑ_J
の光像と撮像カメラ２２の結像点Ｉ_j2Jとについて上記
（２），（３）式に相当する関係式を算出すると、下記
（１４），（１５）式となる。

【００５５】

【数４】

【００５６】そして、上記（１４），（１５）式のｊを
ｒ，ｇ，ｂの色成分表示に置換してＣＣＤ２２１Ｒ，２
２１Ｇ，２２１Ｂの各撮像面における結像点Ｉ_r2J，Ｉ
_g2J，Ｉ_b2Jのｈｖ座標を求めると、下記（１６）〜（２
１）式となる。

【００５７】

【数５】

【００５８】そして、上記（８），（９），（１６），
（１７）式からｆ_r1J／（Ｚ_J−ｆ_r1J）、ｆ_r2J／（Ｚ_J
−ｆ_r2J）及びＹ_Jを消去すると、座標Ｘ_Jが下記（２
２）式のように算出される。

【００５９】

【数６】

【００６０】また、上記（８），（９）式からｆ_r1J／
（Ｚ_J−ｆ_r1J）を消去し、Ｘ_Jに上記（２２）式を代入
すると、座標Ｘ_Jが下記（２３）式のように算出され
る。

【００６１】

【数７】

【００６２】更に、上記（９）式又は上記（１７）式に
上記（２３）式を代入すれば、座標Ｚ_Jが下記（２４）
式又は（２５）式のように算出される。

【００６３】

【数８】

【００６４】上記（２２）式〜（２５）式は、撮像カメ
ラ２１，２２の赤の色成分の撮像画像から表示面４１ａ
における測定点Ｑ_JのＸＹＺ座標を算出する算出式であ
る。従って、上記（１０），（１１），（１８），（１
９）式を用いて上述と同様の演算を行えば、撮像カメラ
２１，２２の緑の色成分の撮像画像から表示面４１ａに
おける測定点Ｑ_JのＸＹＺ座標を算出する算出式が得ら
れ、上記（１２），（１３），（２０），（２１）式を
用いて上述と同様の演算を行えば、撮像カメラ２１，２
２の青の色成分の撮像画像から表示面４１ａにおける測
定点Ｑ_JのＸＹＺ座標を算出する算出式が得られる。

【００６５】撮像装置２のｒ，ｇ，ｂの各色成分の撮像
画像から算出される表示面４１ａにおける測定点を
Ｑ_Jr，Ｑ_Jg，Ｑ_Jbとし、これらのＸＹＺ座標をそれぞれ
Ｑ_Jr（Ｘ_Jr，Ｙ_Jr，Ｚ_Jr），Ｑ_Jg（Ｘ_Jg，Ｙ_Jg，
Ｚ_Jg），Ｑ_Jb（Ｘ_Jb，Ｙ_Jb，Ｚ_Jb）（Ｊ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ）
とすると、測定点Ｑ_Jr，Ｑ_Jg，Ｑ_Jbの各ＸＹＺ座標は、
下記（２６）〜（３７）式により算出される。

【００６６】

【数９】

【００６７】上記のように、例えば表示面４１ａにおけ
るＲの色の蛍光体の測定点Ｑ_Rについては、撮像装置２
で取り込まれたｒ，ｇ，ｂの各色成分の画像毎に３個の
測定点Ｑ_Rr，Ｑ_Rg，Ｑ_Rbが算出されるから、測定点Ｑ_R
の測定値をｒ，ｇ，ｂの各色成分の画像毎に算出された
測定点Ｑ_Rr，Ｑ_Rg，Ｑ_Rbの加重平均値で決定するとすれ
ば、測定点Ｑ_RのＸＹＺ座標は、下記（３８）〜（４
１）式で算出される。

【００６８】

【数１０】

【００６９】同様に測定点Ｑ_Gの測定値をｒ，ｇ，ｂの
各色成分の画像毎に算出された測定点Ｑ_Gr，Ｑ_Gg，Ｑ_Gb
の加重平均値で決定するとすれば、測定点Ｑ_GのＸＹＺ
座標は、下記（４２）〜（４５）式で算出され、測定点
Ｑ_Bの測定値をｒ，ｇ，ｂの各色成分の画像毎に算出さ
れた測定点Ｑ_Br，Ｑ_Bg，Ｑ_Bbの加重平均値で決定すると
すれば、測定点Ｑ_BのＸＹＺ座標は、下記（４６）〜
（４９）式で算出される。

【００７０】

【数１１】

【００７１】

【数１２】

【００７２】従って、上記（３８），（４２），（４
６）式を上述のミスコンバージェンス量ΔＤ_RGX（＝Ｘ_R
−Ｘ_G），ΔＤ_BGX（＝Ｘ_B−Ｘ_G）に代入すれば、横方向
のミスコンバージェンス量ΔＤ_RGX，ΔＤ_BGXの演算式が
各（５０），（５１）式のように求められる。

【００７３】

【数１３】

【００７４】また、上記（３９），（４３），（４７）
式を上述のミスコンバージェンス量ΔＤ_RGY（＝Ｙ_R−Ｙ
_G），ΔＤ_BGY（＝Ｙ_B−Ｙ_G）に代入すれば、縦方向のミ
スコンバージェンス量ΔＤ_RGY，ΔＤ_BGYの演算式が各
（５２），（５３）式のように求められる。

【００７５】

【数１４】

【００７６】ところで、上記（５０）〜（５３）式の演
算式を用いてミスコンバージェンス量ΔＤ_RGX，Δ
Ｄ_BGX，ΔＤ_RGY，ΔＤ_BGYを高精度に算出するには、各
ＣＣＤ２１３Ｒ〜２１３Ｂ，２２３Ｒ〜２２３Ｂの対応
する光軸Ｌ_J1，Ｌ_J2の入射点ｏ_j1′，ｏ_j2′のｈｖ座標
（ｈ_j1O，ｖ_j1O），（ｈ_j2O，ｖ_j2O）（ｊ＝ｒ，ｇ，
ｂ）を正確に求め、ＣＣＤ２１３Ｒ〜２３Ｂ，２２３Ｒ
〜２２３Ｂの各撮像面におけるｈｖ座標の基準を合わせ
ておく必要がある。

【００７７】次に、各光軸Ｌ_J1，Ｌ_J2（Ｊ＝Ｒ，Ｇ，
Ｂ）の入射点ｏ_j1′，ｏ_j2′の座標を算出し、測定系の
校正を行う方法について説明する。

【００７８】コンバージェンス測定においては、ミスコ
ンバージェンス量がＲ，Ｇ，Ｂの色成分の任意の色成分
に対する輝度重心位置の相対的なずれ量として算出され
るので、各ＣＣＤ２１３Ｒ〜２１３Ｂ，２２３Ｒ〜２２
３Ｂの撮像面の位置ずれを校正するためのデータ（各光
軸Ｌ_J1，Ｌ_J2の入射点ｏ_j1′，ｏ_j2′の座標データ）を
色成分相互の相対的なデータとしても測定精度に与える
影響は少ないと考えられる。

【００７９】このため、本実施の形態では、以下に説明
するように、校正用の測定パターンとして同一の測定パ
ターンを用い、この測定パターンを撮像して得られる
ｒ，ｇ，ｂの各色成分の画像の測定点Ｑ_Jに対応する結
像位置Ｉ_r1J，Ｉ_r2J（ｊ＝ｒ，ｇ，ｂ、Ｊ＝Ｒ，Ｇ，
Ｂ）から各ＣＣＤ２１３Ｒ〜２１３Ｂ，２２３Ｒ〜２２
３Ｂの撮像面における光軸Ｌ_J1，Ｌ_J2の入射点ｏ_j1′，
ｏ_j2′のｈｖ座標を算出するようにしている。

【００８０】すなわち、まず、Ｇ色の蛍光体のみを発光
してカラーディスプレイ４に測定パターンを表示させ
る。このときの測定点Ｑ_Cの座標をＱ_C（Ｘ_C，Ｙ_C，
Ｚ_C）とし、測定点Ｑ_Cの発光光像のＣＣＤ２１３Ｒ，２
１３Ｇ，２１３Ｂの各撮像面における結像点Ｉ_r1C，Ｉ
_g1C，Ｉ_b1Cの座標をＩ_r1C（ｈ_r1C，ｖ_r1C），Ｉ_g1C（ｈ
_g1C，ｖ_g1C），Ｉ_b1C（ｈ_b1C，ｖ_b1C）とし、測定点Ｑ_C
の蛍光体の発光光像のＣＣＤ２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２
３Ｂの各撮像面における結像点Ｉ_r2C，Ｉ_g2C，Ｉ_b2Cの
座標をＩ_r2C（ｈ_r2C，ｖ_r2C），Ｉ_g2C（ｈ_g2C，
ｖ_g2C），Ｉ_b2C（ｈ_b2C，ｖ_b2C）とする。

【００８１】この校正処理では、カラーディスプレイ４
の測定パターンの発光をＧ色の蛍光体のみとしている点
が実際の測定時と異なるのみであるから、上記結像点Ｉ
_r1C，Ｉ_g1C，Ｉ_b1C，Ｉ_r2C，Ｉ_g2C，Ｉ_b2Cについて、上
記（２６），（２７），（３０），（３１），（３
４），（３５）式に相当する式が下記のように表され
る。

【００８２】

【数１５】

【００８３】上記（５４）式〜（５９）式において、
（５４）、（５６）及び（５８）式は互いに等しく、
（５５）、（５７）及び（５９）式は互いに等しいか
ら、これらの式から下記（６０）〜（６３）式に示す４
つの方程式が得られる。

【００８４】

【数１６】

【００８５】算出すべき座標はｏ_r1′（ｈ_r1O，
ｖ_r1O），ｏ_g1′（ｈ_g1O，ｖ_g1O），ｏ_b1′（ｈ_b1O，ｖ
_b1O），ｏ_r2′（ｈ_r2O，ｖ_r2O），ｏ_g2′（ｈ_g2O，ｖ
_g2O），ｏ_b2′（ｈ_b2O，ｖ_b2O）の合計１２個であるか
ら、少なくとも３個の測定点Ｑ_C(i)（ｉ＝１，２，３）
について上記（６０）〜（６３）式に相当する等式を少
なくとも１２個求め、これらの等式を解くことで、座標
ｏ_j1′（ｈ_j1O，ｖ_j1O），ｏ_j2′（ｈ_j2O，ｖ_j2O）（ｊ
＝ｒ，ｇ，ｂ）が算出される。１２個の連立方程式の解
は制御部３３で周知の数値計算法を用いて算出される。

【００８６】なお、本実施の形態では、簡単な光学モデ
ルについて説明したが、歪曲収差を考慮したモデル、撮
影レンズ２１１，２２１の主点位置Ｐ１，Ｐ２の波長依
存性を考慮したモデル、各色成分の光軸Ｌ_R，Ｌ_G，Ｌ_B
と主点Ｐ１，Ｐ２とが同一平面内にないモデル及びこれ
らを組み合わせたその他のモデルについても同様の方法
で座標ｏ_j1′（ｈ_j1O，ｖ_j1O），ｏ_j2′（ｈ_j2O，
ｖ_j2O）（ｊ＝ｒ，ｇ，ｂ）を算出することができる。

【００８７】次に、コンバージェンス測定の処理シーケ
ンスについて説明する。図８は、コンバージェンス測定
の処理シーケンスを示すフローチャートである。

【００８８】同図に示す処理シーケンスには、上述した
ＣＣＤ２１３Ｒ〜２１３Ｂ，２２３Ｒ〜２２３Ｂの位置
ずれを校正するためデータ（各光軸Ｌ_J1，Ｌ_J2（Ｊ＝
Ｒ，Ｇ，Ｂ）の入射点の座標ｏ_j1′（ｈ_j1O，ｖ_j1O），
ｏ_j2′（ｈ_j2O，ｖ_j2O）（ｊ＝ｒ，ｇ，ｂ）のデータ）
を算出する校正手順（ステップ＃１〜＃７）と実際にミ
スコンバージェンス量を算出する測定手順（ステップ＃
９〜＃１５）とが含まれている。

【００８９】製造ラインにおいて、校正手順は、被測定
用のカラーディスプレイ４毎に行ってもよいが、温度変
化や湿度変化などが大きく変化しない限り、ＣＣＤの位
置ずれ量は大きく変化しないので、製造ラインの始動時
や測定装置を環境特性の異なる場所に移動させたときな
どに行うようにしてもよい。

【００９０】同図において、まず、カラーディスプレイ
４にＧ色の蛍光体のみ発光させて所定の測定パターン
（以下、校正用パターンという。）を表示させる（＃
１）。なお、この校正用パターンは、撮像装置２の撮像
画面内に少なくとも３個のクロスポイントＱ_C(1)，Ｑ
_C(2)，Ｑ_C(3)が含まれるサイズで表示させる。

【００９１】続いて、撮像装置２で校正用パターンを撮
像し、この撮像画像を用いてクロスポイントＱ_C(1)，Ｑ
_C(2)，Ｑ_C(3)に対応するＣＣＤ２１３Ｒ，２１３Ｇ，２
１３Ｂ，２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｂの結像点Ｉ
_r1C(i)（ｈ_r1C(i)，ｖ_r1C(i)），Ｉ_g1C(i)（ｈ_g1C(i)，
ｖ_g1C(i)），Ｉ_b1C(i)（ｈ_b1C(i)，ｖ_b1C(i)），Ｉ
_r2C(i)（ｈ_r2C(i)，ｖ_r2C(i)），Ｉ_g2C(i)（ｈ_g2C(i)，
ｖ_g2C(i)），Ｉ_b2C(i)（ｈ_b2C(i)，ｖ_b2C(i)）（ｉ＝
１，２，３）のｈ座標、ｖ座標が算出される（＃３）。

【００９２】続いて、算出された結像点Ｉ_r1C(i)，Ｉ
_g1C(i)，Ｉ_b1C(i)，Ｉ_r2C(i)，Ｉ_g1C(i)，Ｉ_g2C(i)（ｉ
＝１，２，３）のｈｖ座標を用いて上記（６０）〜（６
３）式の連立方程式が３組（合計１２個）作成される
（＃５）。そして、これら１２個の連立方程式の解を数
値計算法で算出することにより各色成分の光軸Ｌ_R1，Ｌ
_G1，Ｌ_B1，Ｌ_R2，Ｌ_G2，Ｌ_B2の入射位置ｏ_r1C′
（ｈ_r1O，ｖ_r1O），ｏ_g1C′（ｈ_g1O，ｖ_g1O），ｏ_b1C′
（ｈ_b1O，ｖ_b1O），ｏ_r2C′（ｈ_r2O，ｖ_r2O），ｏ_g2C′
（ｈ_g2O，ｖ_g2O），ｏ_b2C′（ｈ_b2O，ｖ_b2O）のｈ座
標、ｖ座標が決定され（＃７）、これにより校正手順は
終了する。

【００９３】続いて、カラーディスプレイ４に白色の所
定の測定パターンを表示させる（＃９）。なお、この測
定パターンは、撮像装置２の撮像画面内に少なくとも１
個のクロスポイントＱが含まれるサイズで表示させる。

【００９４】続いて、撮像装置２で測定パターンを撮像
し、この撮像画像を用いてクロスポイントＱ_Jに対応す
るＣＣＤ２１３Ｒ，２１３Ｇ，２１３Ｂ，２２３Ｒ，２
２３Ｇ，２２３Ｂの結像点Ｉ_r1J（ｈ_r1J，ｖ_r1J），Ｉ
_g1J（ｈ_g1J，ｖ_g1J），Ｉ_b1J（ｈ_b1J，ｖ_b1J），Ｉ_r2J
（ｈ_r2J，ｖ_r2J），Ｉ_g2J（ｈ_g2J，ｖ_g2J），Ｉ_b2J（ｈ
_b2J，ｖ_b2J）のｈ座標、ｖ座標が算出される（＃１
１）。

【００９５】続いて、算出された光軸Ｌ_R1，Ｌ_G1，
Ｌ_B1，Ｌ_R2，Ｌ_G2，Ｌ_B2の入射位置ｏ_r1′，ｏ_g1′，ｏ
_b1′，ｏ_r2′，ｏ_g2′，ｏ_b2′のｈｖ座標、結像点Ｉ
_r1J，Ｉ_g1J，Ｉ_b1J，Ｉ_r2J，Ｉ_g2J，Ｉ_b2Jのｈｖ座標及
び撮影レンズ２１，２２の主点Ｐ１，Ｐ２（既知）の座
標を用いて上記（５０），（５１）式により横方向（Ｘ
方向）のミスコンバージェンス量ΔＤ_RGX，ΔＤ_BGXが算
出され、上記（５２），（５３）により縦方向（Ｙ方
向）のミスコンバージェンス量ΔＤ_RGY，ΔＤ_BGYが算出
される（＃１３）。そして、この算出結果は表示装置３
６に所定の表示フォーマットで表示されて（＃１５）、
測定処理を終了する。

【００９６】上記のように、Ｇ色の蛍光体のみを発光さ
せて所定の校正用パターンを表示させ、この校正用パタ
ーンの撮像画像を用いて撮像装置２の各ＣＣＤ２１３Ｒ
〜２１３Ｂ，２２３Ｒ〜２２３Ｂの位置ずれ量を相対的
な位置ずれ量として算出するようにしているので、温度
や湿度によるＣＣＤ２１３，２２３の位置ずれの校正デ
ータを簡単かつ迅速に算出でき、コンバージェンス測定
の校正を容易に行うことができる。

【００９７】また、被測定用カラーディスプレイ４を用
いて校正データが算出できるので、従来の校正チャート
が不要となり、装置の簡素化、操作性の向上が可能とな
る。

【００９８】なお、上記実施の形態では、校正パターン
としてＧ色の蛍光体のみを発光させるようにしたが、こ
れは、Ｇ色の蛍光体の発光がＲ色、Ｂ色のフィルタにも
感度を有し、測定の迅速化が可能となるからで、Ｒ色の
蛍光体のみを発光させた校正パターンとＢ色の蛍光体の
みを発光させた校正パターンとをそれぞれ撮像し、両撮
像画像から得られるＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画像データ
を用いて各ＣＣＤ２１３Ｒ〜２１３Ｂ，２２３Ｒ〜２２
３Ｂの相対的な位置ずれ量を算出するようにしてもよ
い。

【００９９】また、上記実施の形態では、一対の撮像カ
メラ２１，２２を有する撮像装置２を用い、測定パター
ンを立体視覚法で撮像するタイプのコンバージェンス測
定装置１について説明したが、本発明は、必ずしも立体
視覚法により測定パターンを撮像する必要はなく、１個
の撮像カメラを有する撮像装置を用いた表示特性測定装
置にも適用することができる。

【０１００】また、上記実施の形態では、カラーＣＲＴ
のコンバージェンス測定装置について説明したが、本発
明に係る表示特性測定装置は、プロジェクションタイプ
のカラーディスプレイ、カラーＬＣＤ（Liquid Crystal
Display）ディスプレイ、カラープラズマディスプレイ
等のカラー表示装置やモノクロ表示装置の輝度重心位置
の測定や幾何学的像歪みの測定にも適用することができ
る。

【０１０１】また、上記実施の形態では、原色系の３板
式ＣＣＤを用いた撮像装置の場合について説明したが、
撮像装置はこのタイプに限定されるものではなく、２板
式の撮像素子（撮像管でも良い）を用いたものでもよ
く、色フィルタも原色系又は補色系のいずれを用いたも
のにも適用することができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の色成分の画像を取り込む第１のカラー撮像手段と
第２の色成分の画像を取り込む第２のカラー撮像手段の
両方が感度を有する１の色成分で測定パターンを表示さ
せ、第１，第２のカラー撮像手段毎に撮像された測定パ
ターンの画像を用いてそれぞれの撮像面における測定パ
ターンの測定点の位置を検出し、一方の撮像面における
測定点の位置に対する他方の撮像面における測定点の位
置のずれを第１，第２のカラー撮像手段間の相対的な撮
像位置のずれの校正データとして算出するようにしたの
で、校正処理が簡単かつ迅速になる。

【０１０３】また、校正用の画像を被測定用のカラー表
示装置に表示させるようにしているので、従来の校正専
用のチャートが不要となり、表示特性測定装置の簡素
化、操作性の向上が可能となる。

【０１０４】特に、３原色の色成分に分離してカラー撮
像するものでは、Ｒ（赤）及びＢ（青）のカラー撮像手
段の両方が感度を有するＧ（緑）の色成分で測定パター
ンを発光させるようにしたので、校正用の測定パターン
を１回撮像するだけでその撮像画像を用いて校正データ
の算出ができ、校正処理の高速化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー表示装置の表示特性測定装
置が適用されたカラーＣＲＴのコンバージェンス測定装
置の概略構成図である。

【図２】カラーＣＲＴに表示されたクロスハッチパター
ンを示す図である。

【図３】測定領域に含まれる縦ラインをＲ，Ｇ，Ｂの各
色成分のラインに分離した図である。

【図４】測定領域に含まれる横ラインをＲ，Ｇ，Ｂの各
色成分のラインに分離した図である。

【図５】立体視覚法によるコンバージェンス測定におけ
るカラーディスプレイと撮像装置の配置関係を示す図で
ある。

【図６】ＣＣＤの撮像面に設けたｈｖ座標系を説明する
ための斜視図である。

【図７】ＣＣＤの撮像面における光軸及び結像点の座標
を示す図である。

【図８】コンバージェンス測定の処理シーケンスを示す
フローチャートである。

【図９】従来の校正チャートを用いたコンバージェンス
測定装置の校正方法を示す図である。

【符号の説明】

１ コンバージェンス測定装置（表示特性測定装置） ２ 撮像装置 ２１，２２ 撮像カメラ ２１１，２２１ 撮影レンズ ２１２，２２２ ３色分解プリズム（色分解手段） ２１３Ｒ，２１３Ｇ，２１３Ｂ 固体撮像素子（カラー
撮像手段） ２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｂ 固体撮像素子（カラー
撮像手段） ２１４，２２４ 撮像制御回路 ２１５，２２５ フォーカス制御回路 ２１６，２２６ 信号処理回路 ３ 測定装置 ３１Ａ，３１Ｂ Ａ／Ｄ変換器 ３２Ａ，３２Ｂ 画像メモリ ３３ 制御部（第１，第２の位置検出手段、校正データ
算出手段） ３３１，３３２ メモリ ３４ データ入力装置 ３５ データ出力装置 ３６ 表示装置 ４ カラーディスプレイ ４１ カラーＣＲＴ ４２ 駆動制御回路 ５ パターンジェネレータ（表示制御手段） ６ クロスハッチパターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象のカラー表示装置にカラー表示
   された所定の測定パターンを当該測定パターンを構成す
   る複数の色成分の画像に分解する色分解手段と、色分解
   された各色成分の画像をそれぞれ取り込む複数のカラー
   撮像手段とを備え、これらのカラー撮像手段で取り込ま
   れた各色成分の画像を用いて上記カラー表示装置の表示
   特性を測定するカラー表示装置の表示特性測定装置にお
   いて、第１の色成分の画像を取り込む第１のカラー撮像
   手段と第２の色成分の画像を取り込む第２のカラー撮像
   手段の両方が感度を有する１の色成分で上記測定パター
   ンを上記カラー表示装置に単色表示させる表示制御手段
   と、上記第１のカラー撮像手段で撮像された上記単色表
   示された測定パターンの画像を用いて撮像面における上
   記測定パターンの測定点の位置を検出する第１の位置検
   出手段と、上記第２のカラー撮像手段で撮像された上記
   単色表示された測定パターンの画像を用いて撮像面にお
   ける上記測定パターンの測定点の位置を検出する第２の
   位置検出手段と、上記第１の位置検出手段で検出された
   上記測定パターンの測定点の位置に対する上記第２の位
   置検出手段で検出された上記測定パターンの測定点の位
   置のずれを上記第１，第２のカラー撮像手段間の相対的
   な撮像位置のずれの校正データとして算出する校正デー
   タ算出手段とを備えたことを特徴とするカラー表示装置
   の表示特性測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカラー表示装置の表示特
   性測定装置において、上記色分解手段は、測定パターン
   を３原色の色成分の画像に分解するものであり、上記表
   示制御手段は、緑の色成分で上記測定パターンを上記カ
   ラー表示装置に表示させるものであることを特徴とする
   カラー表示装置の表示特性測定装置。