評估移動圖像顯示質量的測量系統描述的製作方法
2023-05-28 10:14:11 3
專利名稱：評估移動圖像顯示質量的測量系統描述的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，該系統能夠根據顯示在用於評估的顯示設備屏幕上的測量模式的運動，測量和評估移動圖像的顯示質量。
背景技術：
移動圖像質量的評估是通過測量顯示在如液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)顯示器、等離子顯示器(PDP)或者電激發光(EL)顯示器的顯示設備屏幕上的移動圖像運動來實施的。這種評估的一種方法是這樣一個過程其中採用了一個照相機，使其像眼球一樣跟隨移動圖像的運動，拍攝它的照片作為靜態圖像，並且評估拍攝的靜態圖像的清晰度。在具有長的圖像保留時間的顯示設備，如LCD的情況下，尤其是圖像的清晰度在邊緣衰減。在一種方法中，清晰度的衰減被數位化，並用做評估移動圖像顯示質量的方法的參數。
有一種已知的用於評估移動圖像質量的常規測量系統，該系統包含一個可旋轉的鏡子，一個通過鏡子拍攝要評估的顯示設備屏幕圖像的照相機，其中鏡子的旋轉是通過使用移動圖像視頻信號的同步信號來控制的，以便允許屏幕圖像被作為靜態圖像拍攝。(日本未經檢查的專利公開號2001-54147A)然而，前述用於測量和評估移動圖像質量的設備需要生成一個觸發信號，該信號用來觸發鏡子基於移動圖像視頻信號的同步信號的旋轉，因此要求開發一個用於生成觸發信號的信號生成電路。由於這樣的開發耗時且成本很高，希望能有一種用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，它能夠更容易地觸發鏡子旋轉。
因此，本發明的一個目標是提供一種用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，該系統能夠獲得跟蹤顯示在顯示設備屏幕上的移動圖像的運動的圖像，其中該顯示設備要在圖像傳感器的探測器平面上進行評估，並且該系統能夠以簡單的結構實現，無需憑藉與移動圖像信號的電子同步。
發明內容
根據本發明的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統包含一個可旋轉的鏡子，一個用於通過鏡子拍攝屏幕圖像的圖像傳感器，一個用於旋轉驅動鏡子的旋轉驅動部件，一個探測範圍覆蓋部分屏幕的光電探測器，以及一個與光電探測器和旋轉驅動部件相連的控制部件。控制部件輸出觸發信號到旋轉驅動部件，用於觸發旋轉驅動部件，使其基於光電探測器在檢測顯示在屏幕上的測量模式時輸出的探測信號發生旋轉，並進行控制，使得鏡子跟隨測量模式的運動進行旋轉，如權利要求1所述。
按照上述設計，提供了一個光電探測器。當光電探測器探測到顯示在屏幕上的移動圖像中包含的測量模式的時候，光電探測器就會輸出一個探測信號。根據這個探測信號，控制部件觸發旋轉驅動部件進行旋轉。在鏡子開始旋轉後，控制部件進行控制以使鏡子跟隨測量模式的運動進行旋轉。因此，跟蹤移動圖像運動的圖像能夠在圖像傳感器的探測器平面上獲得，而無需憑藉與移動圖像信號的電子同步。
測量模式可以是以勻速在屏幕上移動的模式，如權利要求2所述。
當移動模式在屏幕上以勻速移動的情況下，控制部件可根據光電探測器的探測信號計算測量模式的移動速度，如權利要求3所述。
一旦知道了測量模式的移動速度，就可以計算被調整以跟隨測量模式的鏡子的角速度。因此，控制部件能夠控制鏡子旋轉，以使鏡子跟隨測量模式的運動。
對於用來計算測量模式的移動速度的方法，如果知道測量模式的寬度，它可以由一個時間周期算出，這個周期從光電探測器探測到測量模式的起點開始直到光電探測器探測到測量模式的終點。當光電探測器具有兩個或多個探測範圍的時候，計算可根據從測量模式通過一個探測範圍的時刻到測量模式通過另一個探測範圍的時刻之間的時間周期進行計算。當光電探測器具有兩個或多個探測範圍，並且能夠使得各個探測範圍之間的光強信號不同時，可根據在不同信號出現的時間周期進行計算，如權利要求4所述。
測量模式可以在屏幕上往復振蕩，如權利要求5所述。
當測量模式在屏幕上往復振蕩的情況下，控制部件觸發旋轉驅動部件，使其根據探測到光電探測器的探測信號的峰值或谷值的時刻，或者根據探測到探測信號增長或衰減的時刻進行旋轉，如權利要求6所述。
當往復振蕩的周期未知時，控制部件可被調整，以基於在光電探測器的探測信號中呈現的周期來確定旋轉驅動部件的旋轉周期，如權利要求7所述。
另外，本發明也可通過一個可旋轉的照相機和一個用於旋轉驅動照相機的旋轉驅動部件來實現，而不是將可旋轉的鏡子、用來通過鏡子拍攝屏幕圖像的圖像傳感器和用來旋轉驅動鏡子的旋轉驅動部件進行組合，如權利要求8所述。
當照相機是輕型照相機的時候，它可以被一個小旋轉驅動力所旋轉，從而跟隨測量模式的運動。
優選的是，根據本發明用於評估移動圖像顯示質量的測量系統此外還包含了通過點照明來照亮要評估的顯示設備屏幕的照明設備，其中，照明設備的安裝位置和照明光軸角相對於光電探測器和旋轉驅動部件固定，如權利要求9所述。通過使用照明設備，能夠容易地、準確地確定光電探測器的探測坐標和用於評估的顯示設備屏幕上的坐標之間的對應關係。
當根據本發明用於評估移動圖像顯示質量的測量系統另外包含用重複脈衝光來照亮要評估的顯示設備屏幕的照明設備，鏡子的角速度可以通過測量由照明設備射出的照明光脈衝的圖像之間的距離來測定，該照明光脈衝的圖像在鏡子旋轉期間形成在光電探測器的探測屏幕上，如權利要求10所述。
當根據本發明用於評估移動圖像顯示質量的測量系統另外包含照亮要評估的顯示設備屏幕的照明設備時，光電探測器的曝光時間可以通過測量由照明設備發射出的照明光的圖像的寬度來測定，該照明光的圖像在鏡子旋轉期間形成在光電探測器的探測屏幕上，如權利要求11所述。
如前所述，根據本發明，控制是這樣實現的當光電探測器探測到包含在顯示在屏幕上的移動圖像中的測量模式的時候，光電探測器發出探測信號，旋轉部分被觸發，以基於探測信號旋轉，然後鏡子追隨測量模式的運動進行旋轉。因此，跟蹤移動圖像運動的圖像能夠在一個圖像傳感器的探測器平面上獲得，而無需憑藉與移動圖像信號的電子同步。因此，可以用一個簡單的結構來測量與評估移動圖像的顯示質量。
圖1是顯示了根據本發明用來評估移動圖像顯示質量的測量系統構造的框圖。
圖2是顯示了配有雷射振蕩設備12的用來評估移動圖像顯示質量的測量系統構造的框圖。
圖3是顯示了用來評估移動圖像顯示質量的測量系統構造的框圖，該系統配有與測量裝置光軸和一個半反射鏡13成一定角度的雷射振蕩設備12。
圖4是顯示了用來評估移動圖像顯示質量的測量系統構造的框圖，該系統被如此安置以使雷射從雷射振蕩設備12被傾斜地引導到一個檢流計鏡2。
圖5是顯示了CCD照相機的探測器平面31和要評估的顯示設備屏幕51之間的位置關係平面圖。
圖6是顯示了配有LED光源14的用來評估移動圖像顯示質量的測量系統構造的框圖。
圖7顯示了當LED光源14被操作以發射脈衝光時，圖像的模式被反覆形成在CCD照相機3的圖像平面31上。
圖8顯示了形成在CCD照相機3的圖像平面31上的脈衝圖像的Yn坐標，該坐標相對於時間t繪製。
圖9顯示了當LED光源14被連續點亮，而檢流器鏡2保持靜止時，CCD照相機3拍攝的LED光源的光點圖像。
圖10顯示了當檢流器鏡2以已知角速度ω旋轉，而CCD照相機3被設置為一定的曝光時間時，發射了光點，此時在CCD照相機3的圖像平面上形成的圖像。
圖11顯示了在被CCD照相機3捕捉到的靜態圖像的掃描方向的亮度分布。
圖12顯示了在屏幕上移動的測量模式P和光電探測器的探測範圍41。
圖13是光電探測器的探測信號的波形圖。
圖14顯示了在屏幕上移動的測量模式P和當光電探測器具有兩個測量範圍時，它的探測範圍41a和41b。
圖15是光電探測器的探測信號的波形圖。
圖16顯示了在屏幕上移動的測量模式P和當光電探測器是一個模擬位置傳感器時，它的探測範圍41。
圖17是光電探測器的探測信號的波形圖。
圖18(a)-18(d)是顯示了作為檢流計鏡2控制旋轉的結果，不同物理量的隨時間變化的圖，包括圖18(a)是顯示了在要評估的顯示設備屏幕上的掃描方向上的測量模式P的移動的圖；圖18(b)是顯示了在計算機控制部件中生成的觸發信號的圖；圖18(c)是顯示了當檢流計鏡2基於收到的旋轉信號旋轉時，旋轉角θ隨時間變化的圖；圖18(d)是顯示了在CCD照相機的探測器平面上的曝光值隨時間變化的圖。
圖19顯示了以正弦運動振蕩的測量模式P和光電探測器的探測範圍41。
圖20是光電探測器的探測信號的波形圖。
圖21顯示了振蕩生成矩形波形的測量模式P。
圖22是光電探測器的探測信號的波形圖。
圖23顯示了在三個位置振蕩的測量模式P和光電探測器的探測範圍41。
圖24是光電探測器的探測信號的波形圖。
具體實施例方式
現在將按照附圖詳細描述本發明的實施例。
系統結構
圖1是顯示了根據本發明用於評估移動圖像顯示質量的測量系統結構的框圖。用來評估移動圖像顯示質量的測量系統包括一個檢流計鏡2，一個通過檢流計鏡2拍攝要評估的顯示設備的屏幕5的圖像的CCD照相機3，以及一個探測範圍覆蓋部分屏幕5的光電探測器4。
檢流計鏡2包括一個連接到永磁旋轉軸的鏡子，該永磁旋轉軸被設置以可以在電流通過線圈時產生的磁場中旋轉，並且鏡子能夠平穩快速地旋轉。包括永磁體和線圈的「發動機」組成了「旋轉驅動部件」。
光電探測器4具有覆蓋了要評估的顯示設備的屏幕5的一部分的探測範圍。它測量在屏幕5的探測範圍中的平均亮度，並通過裝有D/A轉換器的I/O板將結果探測信號(模擬信號)輸出到計算機控制部件6。
CCD照相機3具有覆蓋部分或全部要評估的顯示設備的屏幕5的視野。檢流計鏡2被放置在CCD照相機3和屏幕5之間，以便CCD照相機3的視野可以在檢流計鏡2旋轉的時候沿一維空間方向移動(在下文中被稱為「掃描方向」)。旋轉信號通過檢流計鏡驅動控制器7從計算機控制部件6傳輸到檢流計鏡2。CCD照相機3接收到的圖像信號通過I/O圖像捕捉板8被送入計算機控制部件6。
同時，不是獨立設置檢流計鏡2和CCD照相機3，而是使CCD照相機，如輕量級數位相機本身，可以被放置在一個旋轉臺上，以使它被一個旋轉驅動發動機旋轉驅動。
一個用於選擇顯示屏幕5的顯示控制信號從計算機控制部件6被傳送到圖像信號發生器9，該發生器在顯示控制信號的基礎上為要評估的顯示設備提供了一個用於顯示測量模式運動的圖像信號(存儲在圖像存儲器9a中)。另外，一個液晶顯示器10與計算機控制部件6相連。
較準
在這個用於評估移動圖像顯示質量的測量系統中，CCD照相機3的探測坐標和要評估的顯示設備屏幕上的坐標必須完全相符。通過人工使用尺子或者類似的辦法來調整這樣的精確相符需要大量的人力，並且是很困難的。
因此，需要便於設置CCD照相機的探測坐標和要評估的顯示設備屏幕上的坐標之間的對應關係。
圖2是顯示用於評估移動圖像顯示質量的測量系統的結構框圖。由於用於評估移動圖像顯示質量的測量系統已在圖1中示出，光電探測器4，計算機控制部件6，檢流計鏡驅動控制器7，圖像信號發生器9，以及液晶顯示器10都沒有顯示在圖2中。CCD照相機3和檢流計鏡2被相互固定在一起。
雷射振蕩設備12被固定在檢流計鏡2上。雷射振蕩設備12的方向被固定，以便當檢流計鏡2的角度被設置為一個預定的角度(比如45度)的時候，雷射振蕩設備12的光軸12a和CCD照相機3的光軸3a互相平行。假定在光軸3a和12a之間的距離d是已知的。
雷射束從雷射振蕩設備12發射，照射到屏幕5，以使x坐標為d的點被照亮。因此，屏幕5中x坐標為0的原點與CCD照相機3中的光軸3a相對應。
也可以證明從屏幕5反射的雷射束照射到CCD照相機3的圖像平面上的位置的坐標與屏幕5上x坐標等於d的位置處的坐標是相應的。
在圖3中，雷射振蕩設備12被垂直放置，當檢流計鏡2的角度被置為一個預定角度(如45度)的時候，半反射鏡13被放置在雷射振蕩設備12的光軸12a和CCD照相機3的光軸3a的交叉處。半反射鏡13的角度被設置為45度。在這種設置中，既然光軸3a和雷射束的光軸12a一致，可以僅僅通過將一個雷射點投射到屏幕5的原點上，使屏幕5上的原點(X＝0的點)和CCD照相機3的光軸3a保持一致。
通過證明從屏幕5反射並經過半反射鏡的雷射束照射到CCD照相機3的圖像平面的位置處的坐標在圖像平面上的原點處出現，可以證明屏幕5的原點與CCD照相機的圖像平面的原點是一致的。
通過證明被強烈地、有規律地從屏幕5反射、並經過半反射鏡13的雷射束照射到CCD照相機3的圖像平面上的位置處的坐標在圖像平面上的原點處出現，也可以證明屏幕5與CCD照相機3的光軸3a垂直。
圖4顯示了一種設置，其中雷射振蕩設備12相對於檢流計鏡2固定，使得雷射束以一預定角度照射到檢流計鏡2，從那裡反射的光到達屏幕5的原點。檢流計鏡2的角度，如實線所示，被精確設置，使得當檢流計鏡2的角度是45度時，當檢流計鏡2的角度以一個預定角度旋轉的時候，如虛線所示，CCD照相機3的光軸3a與雷射束的光軸12a一致。如圖3中，也在這種設置中，既然光軸3a和雷射束的光軸12a一致，僅僅通過將一個雷射點投射到屏幕5的原點上，能使屏幕5上的原點(X＝0的點)保持與CCD照相機3的光軸3a一致。
檢流計鏡2的角速度和測量模式的移動速度之間的關係現在被確定了。
圖5是顯示了一個CCD照相機的探測器平面31和要評估的顯示設備的屏幕51之間的位置關係的平面圖。從屏幕51發出的光線在檢流計鏡2處被反射，從而照射到CCD照相機3的透鏡上，並在CCD照相機3的探測器平面31處被探測出來。CCD照相機3的探測器平面31的鏡像32被用虛線畫在檢流計鏡2的背面。
用L1表示要進行評估的顯示設備與檢流計鏡2之間沿著光程的距離。用a表示在要進行評估的顯示設備與透鏡之間沿著光程的距離，用b表示從透鏡到探測器平面31的距離。如果透鏡的焦距已知，a和b之間的關係可以用下面的等式表示1/f＝1/a+1/b假定要進行評估的顯示設備的屏幕51的坐標在掃描方向是X，CCD照相機3的探測器平面31的坐標在掃描方向是Y。設X0，即X的原點，位於要進行評估的顯示設備的屏幕51的中心處，設Y0，即Y的原點，位於與X0相應的點處。如果CCD照相機3的透鏡的放大倍率是M，則X＝-MY(M＞0)放大倍率M用前面所述的a和b表示為M＝b/a如果檢流計鏡2旋轉角度θ，要進行評估的顯示設備的屏幕51上的相應位置則相對於檢流計鏡2的旋轉軸偏離角度2θ。對應於角2θ的要進行評估的顯示設備的屏幕51的坐標X可表示如下X＝L1 tan 2θ上面等式可以修改為如下形式θ＝arctan(X/L1)/2等式X＝L1 tan 2θ由時間t來求導，可以給出如下等式dX/dt＝2L1(dθ/dt)cos-2(2θ)因此，如果在要進行評估的顯示設備的屏幕51上的測量模式以速度dX/dt移動，CCD照相機3的探測器平面31上的探測坐標停止的條件是檢流計鏡2以角速度dθ/dt旋轉，如下面的等式(a)所表述dθ/dt＝(dX/dt)cos2(2θ)/(2L1)(a)如果θ是一個分角，cos2(2θ)可以被假定為1，因此上面的等式可以表示如下dθ/dt＝(dX/dt)/2L1 (b)既然給定了電壓和檢流計鏡2的角度之間的關係，由這個等式可以得出用於獲得一個靜止圖像的電壓隨時間的變化。
現在，介紹數字值的例子。假定L1＝200mm，要進行評估的顯示設備的屏幕51的像素距是0.3mm，測量模式的移動速度是10像素/幀，一幀的時間是16.7ms。如果在時間t＝0時測量模式位於-15mm的位置處，此時檢流計鏡2的角度θ是-4.3度，測量模式運動和檢流計鏡2的角度θ之間的關係隨時間的變化如表1所示[表1]
因此，為了跟隨測量模式的運動，檢流計鏡2的角度θ與表1中的不同。
當檢流計鏡2以如上所述的一個預定角速度旋轉的時候，需要證明角速度實際上是預定的角速度。因此，描述了一種從外部測量檢流計鏡2旋轉時的角速度的方法。
圖6是顯示了用來評估移動圖像顯示質量的測量系統結構的框圖。由於用來評估移動圖像顯示質量的測量系統已在圖1中示出，光電探測器4，計算機控制部件6，檢流計鏡驅動控制器7，圖像信號發生器9，液晶顯示器10，和雷射振蕩裝置2都未在圖6中示出。
屏幕5帶有用點照明照亮屏幕5的LED光源14。LED光源以外的任何光源都可以使用，只要它能夠用點照明照亮屏幕5。例如，可以用圖2中的雷射振蕩設備12。
當檢流計鏡2以角度θ旋轉，使得通過點照明被照亮的屏幕5上的點的坐標X被固定，CCD照相機3的圖像平面31上的坐標Y可以表示如下Y＝btan(2θ)該等式用時間t來求導，可以給出如下等式
dY/dt＝2b[cos-2(2θ)](dθ/dt)如果給定檢流計鏡2的角度為ω＝dθ/dt，上述等式可以表示為dY/dt＝2b[cos-2(2θ)]ω如果θ是一個分角，cos-2(2θ)可以被假定為1，因此上面的等式可以表示如下dY/dt＝2bω (c)CCD照相機3被設置足夠長的曝光時間，並且檢流計鏡2以角速度ω旋轉，LED光源14被操作以規則周期Δt發射脈衝光。結果，如圖7所示，一個圖像以間隔ΔY反覆形成在CCD照相機3的圖像平面上。由上面的等式(c)，間隔ΔY和規則周期Δt之間的關係如下ΔY＝2bωΔt(d)每個脈衝的坐標Yn(n是整數)相對於原點可以表示如下Yn＝2bωtntn＝nΔt當形成在CCD照相機3的圖像平面31上的脈衝圖像的坐標Yn相對於時間t被繪製時，得到了圖8的圖。確定了這個圖的傾斜度，該傾斜度以dY/dt表示，並替換到了上面的等式(c)中，因此可以測量檢流計鏡2的角速度ω。
接下來，LED光源14被連續地點亮，在檢流計鏡2保持靜止的情況下通過CCD照相機3發射光點。結果，如圖9所示，寬度與LED光點的寬度SPT和光系統如透鏡的模糊寬度的和相一致的圖像出現在CCD照相機3的圖像平面上。
隨後，當CCD照相機3被設置一定的曝光時間，且檢流計鏡2以已知角速度ω旋轉時，發射光點。結果，如圖10所示，寬度對應於LED光點的寬度SPT、光系統如透鏡的模糊寬度、以及圖像在CCD照相機3的曝光時間Δt傳播的距離ΔY的和的圖像出現在CCD照相機3的圖像平面上。
通過從圖10的圖像寬度中減去圖9的圖像寬度，可以測量對應於CCD照相機3的曝光時間的在圖像平面上的距離ΔY。上面給出的等式(d)的變形如下Δt＝ΔY/2bω (e)因此，通過將ΔY和角速度ω代到等式(e)中，可以測量曝光時間Δt。
評估方法
假定顯示在要評估的顯示設備的屏幕51上的用於評估的測量模式是一個帶狀測量模式，在掃描方向延伸一定長度，其亮度比背景更亮。如前所述，當檢流計鏡2以滿足等式(a)或者等式(b)的角速度ω旋轉，以與要評估的顯示設備的屏幕51上的測量模式運動相一致，CCD照相機3捕獲了一個靜態圖像。圖11顯示了CCD照相機3捕獲的靜態圖像在掃描方向上的亮度分布。亮度超過上閾值的部分被認為在測量模式內，而亮度低於下閾值部分被認為在測量模式外。在上閾值和下閾值中間的部分的長度BEW代表「模糊邊界寬度」。BEW是要評估的顯示設備的屏幕5上的移動速度dX/dt的函數。dX/dt越快，BEW越長，dX/dt越慢，BEW越短。因此，當BEW與移動速度有關，並且其(在單位時間內的)傾斜度被定義為N_BEW，則對移動圖像質量的評估可以用N_BEW實現。同時，有另外一種評估移動圖像質量的方法，該方法使用MTF(調製轉換函數)作為表示一個圖像模糊程度的評估值。
檢流計鏡的旋轉控制
如前所述，假定測量模式是一個帶狀測量模式，具有一定亮度並在掃描方向延伸一定長度。現在，假定該測量模式在要進行評估的顯示設備的屏幕5上以勻速移動。在下文中，假定測量模式的亮度比背景亮度要低。
圖12顯示了在屏幕5上移動的測量模式P和光電探測器4的探測範圍41。如前所述，由於光電探測器4的探測信號對應於屏幕5上探測範圍的平均亮度，當測量模式經過光電探測器4的探測範圍時，探測信號的變化如圖13所示。由於探測值在探測範圍41的邊緣開始降低，可以通過檢流計鏡控制器7來調整計算機控制部件6，為檢流計鏡2提供一個旋轉信號，其中檢流計鏡控制器7在探測值開始降低的t0時刻被觸發。
從探測值開始降低的時刻到探測值開始上升的時刻之間的時間段T代表了測量模式通過的時間。如果測量模式P的寬度z已知，Z/T對應於測量模式P的移動速度dX/dt。因此，通過計算Z/T，並將獲得的值替代到等式(a)或者等式(d)中，可以確定檢流計鏡2的角速度。
圖14表示了兩個光電探測器4的情況，它們分別具有探測範圍41a和41b。當測量模式P通過光電探測器4的相應測量範圍41a和41b時，如圖15所示，在兩個光電探測器4的每個測量信號中出現一個波谷。一個旋轉信號通過檢流計控制器7送入檢流計鏡2，檢流計控制器7在測量模式通過第一個探測範圍的t3時刻被觸發。測量模式通過下一個探測範圍的時刻被表示為t4，T＝t4-t3代表測量模式P的通過時間。如果兩個探測範圍41a和41b之間的距離V是已知的，那麼可以確定測量模式P的移動速度。因此，根據測量模式P的移動速度可以設定檢流計鏡2的角速度。
圖16顯示了用模擬位置傳感器作為光電探測器4的情況。位置傳感器探測出具有統一長度L的區域，然後輸出在該區域的邊緣檢測到的光通量A和光通量B之間的和與差。當測量模式的移動圖像經過位置傳感器時，如圖17所示，顯示了一個和信號和一個差信號。根據這兩個信號，實現了下面的計算L(和信號+差信號)/2(和信號)＝LA/(A+B)通過這個計算，可以從該區域的一個邊緣部分來確定測量模式P的位置，根據這個測量模式P的位置，可以計算出測量模式P的通過時間和通過速度。
圖18(a)到圖18(d)所示的是各種物理量隨時間的變化，可以看作是目前為止所描述的檢流計鏡2旋轉控制的結果。水平軸表示時間。
圖18(a)顯示了要評估的顯示設備的屏幕5上測量模式P的運動。垂直軸表示了測量模式P在任意點(如中點)的坐標X。圖18(b)顯示了在計算機控制部件6中生成觸發信號的時刻。觸發信號發生時刻與測量模式P運動的開始點相互關聯。圖18(c)顯示了檢流計鏡2的旋轉角度θ隨時間的變化，該檢流計鏡響應於接收到的旋轉信號而進行旋轉。空心箭頭指明了進行CCD圖像捕捉的時刻。圖18(d)顯示了在CCD照相機3的探測器平面31的曝光量隨時間的變化。由於測量模式P的顏色比背景的顏色更接近黑色，當測量模式P被捕捉到的時候的曝光值比當測量模式P沒有被捕捉到時的曝光值要小。
討論到現在，在這個實施例中，檢流計鏡2可以被觸發以進行旋轉，該旋轉基於測量模式P的探測信號，這個探測信號是包含在顯示在屏幕5上的移動圖像裡的；還基於測量模式P以均勻移動速度移動的假設，檢流計鏡2可以被控制而以對應於測量模式P移動速度的角速度進行旋轉。
因此，跟蹤移動圖像運動的圖像可以在圖像傳感器的探測器平面5上獲得，而無需與移動圖像信號的電子同步。
移動圖像的其他運動
甚至當測量模式P的移動速度不一致的時候，只要測量模式P的位置可以預測為一個時間函數，可以基於光電探測器4的探測信號來觸發檢流計鏡2進行旋轉。
圖19顯示了以正弦振蕩的測量模式P和光電探測器4的探測範圍41。假定測量模式P的振蕩幅度包含光電探測器4探測範圍41的至少一部分。出現在光電探測器4上作為測量模式P的振蕩結果的探測信號形成了近似正弦波的波形。檢流計鏡2可以被觸發以在波峰或者波谷往復運動。
如果測量模式P的振蕩周期沒有從一開始就給出，檢流計鏡2的往復周期可以被調整為探測信號的周期Tp。如果測量模式P的振蕩幅度沒有從一開始就給出，檢流計鏡2往復運動的振幅逐漸增加或逐漸減少，因此測量到如圖11所示的響應，所以檢流計鏡2往復運動的振幅在BEW變得最小的時刻被採用。
圖21顯示了振蕩生成方波的測量模式P和光電探測器4的探測範圍41。假定測量模式P的振蕩幅度包含光電探測器4的探測範圍41的至少一部分。出現在光電探測器4上作為測量模式P的振蕩生成方形波形結果的探測信號形成了近似的方波，如圖22所示。在波形上升或者衰減的時刻，檢流計鏡2可以被觸發進行旋轉。
如果測量模式P的振蕩周期沒有從一開始就給出，它可以被調整為探測信號的周期Tp，因此可以確定檢流計鏡2的往復周期。如果振蕩幅度沒有從一開始就給出，檢流計鏡2往復運動的振幅可以逐漸改變，因此測量到如圖11所示的響應，所以檢流計鏡2的往復運動的振幅在BEW變得最小的時候被採用。像這樣快速的運動可以被跟蹤，因為檢流計鏡2產生良好的旋轉響應。因為巨大的慣性力矩，控制發動機來實現這樣一個運動來生成方波是很困難的。
圖23顯示了在三個位置之間振蕩的測量模式P和光電探測器4的探測範圍41。假設測量模式P的振蕩幅度包含光電探測器4的探測範圍41的至少一部分。出現在光電探測器4上作為測量模式在三個位置之間振蕩的結果的探測信號以三階方波的形式往復運動，如圖24所示。在波形上升或者衰減的時刻，檢流計鏡2可以被觸發以進行旋轉。
如果測量模式P的振蕩周期沒有從一開始就給出，它可以被調整為探測信號的周期Tp。檢流計鏡往復運動的周期因此被確定。如果振蕩振幅沒有從一開始就給出，檢流計鏡2往復運動的振幅可以逐漸改變，因此測量到如圖11所示的響應，所以檢流計鏡2的往復運動的振幅在BEW變得最小的時候被採用。
順便說一點，到現在為止的本發明描述中，測量模式的運動是一維的。因此，在CCD照相機3的探測器平面上形成的圖像呈現矩形形狀。由於在與測量模式移動方向垂直的方向上沒有信息，通過對在與測量模式的移動方向垂直的方向上的CCD照相機探測器平面上的像素信號求和，可以減少每個像素信號的噪聲分量，因此提高檢測靈敏度。
另外，使用彩色CCD照相機作為CCD照相機允許圖像在探測器平面上逐色顯示，可以通過計算每個顏色的N_BEW的差來測量色差。另一種可以採用的方法是使用一個黑白CCD照相機和多個可交換的顏色濾波器來進行測量，這與使用彩色CCD照相機具有相同的效果。
雖然上面描述了本發明的一些具體實施例，但是本發明的實施不限於上述描述的實施例。例如，可以不使用檢流計鏡，而可以用連接到步進發動機或者伺服電動機的旋轉軸的鏡子。另外，如前面討論，作為把檢流計鏡和CCD照相機分開設置的替代，CCD照相機自身可以通過旋轉驅動發動機被旋轉驅動。除此以外，可以在本發明範圍之內實施多種其他的改動。
權利要求
1.用於基於顯示在要進行評估的顯示設備的屏幕上的測量模式的運動來評估移動圖像顯示質量的測量系統，該系統包括可旋轉的鏡子；用於通過所述鏡子拍攝屏幕圖像的圖像傳感器；用於旋轉驅動所述鏡子的旋轉驅動部件；具有覆蓋部分屏幕的探測範圍的光電探測器；和連接到所述光電探測器和旋轉驅動部件的控制部件，其中，基於當光電探測器探測到顯示在屏幕上的測量模式的時刻從光電探測器發出的探測信號，所述控制部件輸出一個觸發信號到所述旋轉驅動部件，用於觸發所述旋轉驅動部件進行旋轉，並且所述控制部件輸出一個控制信號到所述旋轉驅動屏幕，以使鏡子跟隨測量模式運動進行旋轉。
2.根據權利要求1的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，其中測量模式在屏幕上勻速移動。
3.根據權利要求1的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，其中控制部件基於由光電探測器發出的探測信號計算測量模式的移動速度。
4.根據權利要求3的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，其中控制部件計算測量模式的移動速度時根據下列(a)到(c)中的任意條件(a)測量模式的寬度已知；(b)光電探測器具有多個探測範圍；以及(c)光電探測器具有多個探測範圍，並且各探測範圍之間的光強信號不同。
5.根據權利要求1的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，其中測量模式在屏幕上進行往復振蕩。
6.根據權利要求5的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，其中控制部件基於探測到光電探測器的探測信號處于波峰或波谷值的時刻，或者基於探測到探測信號上升或者衰減的時刻，觸發旋轉驅動部件進行旋轉。
7.根據權利要求5的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，其中控制部件根據光電探測器的探測信號的周期，確定旋轉驅動部件的旋轉周期。
8.根據權利要求1的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，其中使用可旋轉的照相機和用於旋轉驅動所述照相機的旋轉驅動部件，而不是將可旋轉的鏡子、用於通過鏡子拍攝屏幕圖像的圖像傳感器、以及用於旋轉驅動所述鏡子的旋轉驅動部件組合使用。
9.根據權利要求1的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，進一步包括一個用來通過點照明照亮要進行評估的顯示設備的屏幕的照明設備，其中所述照明設備的安裝位置和照明光軸角度相對於光電探測器和旋轉驅動部件是固定的。
10.根據權利要求1的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，進一步包括一個用來用重複的光脈衝照亮要進行評估的顯示設備的屏幕的照明設備，其中所述控制部件通過測量鏡子旋轉期間從所述照明設備投射出來、在光電探測器的探測屏幕上形成的照明光脈衝的圖像之間的距離來測量鏡子的角速度。
11.根據權利要求1的用於評估移動圖像顯示質量的測量系統，進一步包括一個用來照亮要進行評估的顯示設備的屏幕的照明設備，其中所述控制部件通過測量鏡子旋轉期間從照明設備投影出來、在圖像傳感器的探測屏幕上形成的照明光的圖像的寬度來測量圖像傳感器的曝光時間。
全文摘要
公開了一種系統，該系統包括一個可旋轉的鏡子2，一個通過鏡子2拍攝屏幕5圖像的照相機3，一個具有覆蓋部分屏幕5的探測範圍的光電探測器4，和一個控制部件6。當光電探測器4探測到包含在顯示在屏幕5上的移動圖像中的測量模式時，光電探測器4輸出探測信號。基於這個探測信號，控制部件觸發鏡子2旋轉，並且在鏡子2開始旋轉後，控制部件6旋轉，以使鏡子2追隨測量模式的運動進行旋轉。不需憑藉鏡子旋轉的電子同步和移動圖像信號，就可以獲得跟蹤照相機3的探測器平面上的移動圖像運動的圖像，並用一種簡單的結構來測量移動圖像的顯示質量。
文檔編號H04N17/04GK1720752SQ0382572
公開日2006年1月11日 申請日期2003年6月6日 優先權日2003年2月21日
發明者岡宏一 申請人:大塚電子株式會社