JP2002202218A

JP2002202218A - レンズの評価方法およびレンズ評価装置

Info

Publication number: JP2002202218A
Application number: JP2001280670A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kitabayashi; 雅志北林; Koichi Kojima; 広一小島; Shunji Umemura; 俊次梅村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2002-07-19
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: US6989894B2; US20040179191A1; JP3893922B2; US6760097B2; US20020044275A1

Abstract

(57)【要約】【課題】レンズの解像度の評価を、プロジェクタの
機種や測定場所に影響されることなく、適正に行うこと
のできるレンズの評価方法を提供すること。【解決手段】レンズの解像度を評価するために、解像度
測定用のテストパターン画像を撮像素子を用いた画像取
り込み装置で検出し、検出された輝度値に基づいて解像
度評価値を算出するレンズの評価方法は、テストパター
ンが形成されていないバックグラウンド部分の輝度値を
取得するバックグラウンド輝度値取得手順Ｓ７、テスト
パターン画像中の最大輝度値を取得する最大輝度値取得
手順Ｓ１０、Ｓ１３、最小輝度値を取得する最小輝度値
取得手順Ｓ１０、Ｓ１３、および各手順で得られた輝度
値に基づいて解像度評価値を算出する評価値算出手順Ｓ
１４を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクタに用
いられるレンズの解像度を評価するために、解像度測定
用のテストパターンを含む画像光を、前記投写レンズを
介してスクリーン上に照射し、前記スクリーン上に前記
解像度測定用のテストパターンの画像を表示して、表示
されたテストパターン画像の輝度を撮像素子を用いた画
像取り込み装置で検出し、検出された輝度値に基づいて
解像度評価値を算出するレンズの評価方法、およびこの
評価方法を実行するためのレンズ評価装置に関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、複数の色光を画像情報に応じて
各色光ごとに変調する複数の液晶パネルと、各液晶パネ
ルで変調された色光を合成するクロスダイクロイックプ
リズムと、このプリズムで合成された光束を拡大投写し
て投写画像を形成する投写レンズとを備えたプロジェク
タが利用されている。このプロジェクタに用いられる投
写レンズは、その製造工程等のばらつきにより、画像解
像度、フレアおよび色収差の特性にもばらつきが生じる
ことがある。投写レンズの特性のばらつきは、プロジェ
クタによって表示される画像の品質に影響するため、レ
ンズメーカのレンズ出荷前及び、プロジェクタ組立投入
前には、レンズの画像解像度、フレアおよび色収差の特
性が評価されている。

【０００３】具体的には、例えば、投写レンズの解像度
を評価する場合、評価シートに解像度測定用のテストパ
ターンを形成し、このテストパターンに光を照射して、
テストパターンを含む画像光を投写レンズに導入し、投
写レンズから照射された画像光をスクリーン上に投影す
る。そして、このスクリーン上に表示されたテストパタ
ーンの画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮
像素子を用いた画像取り込み装置で検出し、この装置で
検出した画像をコンピュータ等で画像処理を行うことに
よって投写レンズの解像度の評価が行われる。ここで、
一般的にレンズの解像度の評価を行うための解像度評価
値として、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）値
が採用され、テストパターン画像中の検出輝度値の最大
値をＩmax、最小値をＩminとすると、以下の数４により
求められる。

【０００４】

【数４】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成においては、このような数４で算出されるＭＴＦ
値は、計測する輝度が相対値となるため、画像の明るさ
の状態によってＭＴＦ値が変化してしまうという問題が
ある。そして、上述した投写レンズの解像度の評価にお
いて、投写レンズから照射されてスクリーン上に投影さ
れた画像光は、中央部分の光の強度が最も強く、周縁部
分に行くにしたがって弱くなる傾向にあるため、スクリ
ーン上に投影された画像の複数箇所で輝度値を取得して
ＭＴＦ値を算出しても、同様の基準で評価をすることが
できないという問題がある。また、プロジェクタの機種
によって投写画像の明るさが異なる場合、各プロジェク
タのレンズのＭＴＦ値を同列で比較することができない
という問題がある。

【０００６】本発明の目的は、レンズの解像度の評価
を、プロジェクタの機種や測定場所に影響されることな
く、適正に行うことのできるレンズの評価方法、および
レンズ評価装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のレンズの評価方法は、レンズの解像度を評
価するために、解像度測定用のテストパターンを含む画
像光を、前記レンズを介してスクリーン上に照射し、前
記スクリーン上に前記解像度測定用のテストパターンの
画像を表示して、表示されたテストパターン画像の輝度
を撮像素子を用いた画像取り込み装置で検出し、検出さ
れた輝度値に基づいて解像度評価値を算出するレンズの
評価方法であって、前記テストパターンが形成されてい
ない、バックグラウンド部分の輝度値を、前記撮像素子
を用いた画像取り込み装置により取得するバックグラウ
ンド輝度値取得手順と、前記テストパターン画像中の最
大輝度値を、前記撮像素子を用いた画像取り込み装置に
より取得する最大輝度値取得手順と、前記テストパター
ン画像中の最小輝度値を、前記撮像素子を用いた画像取
り込み装置により取得する最小輝度値取得手順と、これ
ら各手順で得られたバックグラウンド輝度値、最大輝度
値、および最小輝度値に基づいて、解像度評価値を算出
する評価値算出手順とを備えていることを特徴とする。

【０００８】ここで、解像度測定用のテストパターン
は、一般的な光学系の評価に用いられる所定の空間周波
数で明部、暗部が設定された解像度チャートを採用する
ことができ、空間周波数としては、２０本／mm〜８０本
／mmの間の複数の空間周波数を採用することができる。
具体的には、解像度測定用のテストパターンとして、平
行線型解像度チャートを用いることができ、空間周波数
は、２０本／mm、２５本／mm、３０本／mm、５０本／m
m、８０本／mmに設定し、各空間周波数において、互い
に直行する２種類の平行線型解像度チャートを一組とし
てテストパターンを構成することができる。また、上述
した最大輝度値は、上記テストパターン画像中の最も明
るい部分の輝度値をいい、最小輝度値は、最も暗い部分
の輝度値をいい、撮像素子で撮像したテストパターン画
像において、パターンマッチング処理等の画像の輝度を
検出する画像処理を行うことで求めることができる。

【０００９】さらに、本発明の評価方法は、出力側のレ
ベル０の値と入力側のレベル０との間にずれがあり、入
力側でレベル０の光を導入しても、出力側でレベル０の
光として出力されない、オフセット値が生じるような撮
像素子を用いた画像取り込み装置を採用した場合に好適
である。撮像素子としては、ＣＣＤ、ＭＯＳ（MetalOxi
de Semiconductor）センサ等の撮像素子が考えられ、画
像取り込み装置としては、これらの撮像素子からの出力
が入力され、コンピュータ用の画像信号に変換するビデ
オキャプチャボード等の画像データ化手段が考えられ
る。

【００１０】このような本発明によれば、解像度評価値
を、バックグラウンド輝度値、最大輝度値、および最小
輝度値に基づいて算出しているため、スクリーン上に投
影された画像の明るさが異なっても、バックグラウンド
輝度値を加味して補正処理することにより、複数箇所で
取得したバックグラウンド輝度値、最大輝度値、最小輝
度値に基づいて算出された解像度評価値を同様の基準で
評価することができ、プロジェクタの機種、表示画像上
の場所等に影響されることなく、レンズの解像度を適切
に評価することができる。

【００１１】以上において、評価値算出手順によって算
出される解像度評価値ＭＴＦは、バックグラウンド輝度
値をＩｏ、最大輝度値をＩmax、最小輝度値をＩminとす
ると、以下の数５で算出することができる。

【００１２】

【数５】

【００１３】この数５は、次のような手順で求められ
る。図１に示されるような平行線型の解像度測定用パタ
ーンＣ１の画像を撮像素子を用いて検出し、撮像素子で
検出されたパターンＣ１の明部、暗部の輝度値に解像度
の評価を行う場合、解像度の評価値ＭＴＦは、投写レン
ズに入射する画像光の入力コントラスト比となる入力レ
ベルと、ＣＣＤカメラ等の撮像素子で検出された画像の
出力コントラスト比となる出力レベルとの比で与えら
れ、数６の式により求められる。

【００１４】

【数６】

【００１５】ここで、数６における出力レベルは、（Ｉ
max−Ｉmin）と置き換えられるので、数６は数７のよう
に書き換えることができる。

【００１６】

【数７】

【００１７】一方、入力レベルは、図２に示されるよう
に、（Ｉ_100%−Ｉmax）の値と、（Ｉmin−Ｉ_0%）の値が
等しいとすると、入力側のＩ_0%が出力側と同じ値である
ことを条件として数８により求められる。

【００１８】

【数８】

【００１９】したがって、解像度評価値ＭＴＦは、背景
技術で説明したと同様に、数９に示される式に基づいて
求めることができる。

【００２０】

【数９】

【００２１】しかしながら、ＣＣＤ等の撮像素子を用い
た画像取り込み装置で取得した画像から、入力レベルお
よび出力レベルの関係を調べると、図３に示されるよう
に、出力レベル側にオフセット値（Ｉ_0%−Ｉ_CCD0%）が
生じるため、この状態で数９に基づいて入力レベルを算
出すると、オフセット値の倍の値が加算されることとな
り、真の入力レベル値よりも大きな値となってしまう。
また、上記ＣＣＤ等の撮像素子におけるオフセット値
は、バックグラウンド輝度値が変化すると、オフセット
値も変化することがある。例えば、バックグラウンド輝
度値が暗くなるほど大きな値となるので、その結果とし
て算出される解像度評価値ＭＴＦは全体的に真の値より
も小さくなり、さらにバックグラウンド輝度が暗くなれ
ばなるほど小さな値となってしまう。

【００２２】したがって、正しい解像度評価値ＭＴＦを
求めるには、ＣＣＤ等の撮像素子を用いた画像取り込み
装置のオフセット分を除く補正が必要となる。このよう
なオフセット分を除くには、入力レベルを、図３に示さ
れる出力側の最大輝度値Ｉmax、および最小輝度値Ｉmin
と、入力側の最大輝度値Ｉ_100%における出力側の輝度の
読み値Ｉｏが判れば、以下の数１０によって求めること
ができる。

【００２３】

【数１０】

【００２４】ここで、解像度評価値ＭＴＦは、空間周波
数０、すなわちパターンがない状態で１となるので、テ
ストパターンのない部分の明るさ、つまりバックグラウ
ンド部分の輝度値を測定すればよい。また、この数１０
は、ＣＣＤ等の撮像素子で検出された輝度値の差分のみ
を加算することにより算出されるため、上記のオフセッ
ト分は相殺され、得られた入力レベルは、オフセット分
が除かれた値となる。以上より、ＣＣＤ等の撮像素子を
用いた画像取り込み装置のオフセット分を除いた適正な
解像度評価値ＭＴＦは、以下の数１１によって求められ
ることとなる。

【００２５】

【数１１】

【００２６】このような本発明によれば、解像度評価値
ＭＴＦが数１１で表される式に基づいて求められるた
め、正確な解像度評価値ＭＴＦを得ることができ、プロ
ジェクタの機種、表示画像上の場所等に影響されること
なく、投写レンズの解像度をより適正に評価することが
できる。

【００２７】また、上述した撮像素子がＣＣＤから構成
されている場合、ＣＣＤの輝度値に対する出力が比例関
係にある部分でバックグラウンド輝度値取得手順と、最
大輝度値取得手順と、最小輝度値取得手順とが実施され
るのが好ましい。すなわち、ＣＣＤ等の撮像素子におい
て、画像光の輝度値に対する関係は、出力が明るすぎる
部分、暗すぎる部分で比例関係が失われてしまい、適切
な輝度値を取得することができない。そこで、ＣＣＤ等
の撮像素子に入射する画像光の明るさを調整する絞り等
の光量調整手段を設けることより、撮像素子の直線関係
が維持される部分での測定を行うことができるので、評
価値算出手順でより正確な解像度評価値を算出すること
ができる。

【００２８】また、前記レンズは、複数の集光素子を光
軸方向に沿って配置した組レンズとして構成され、各集
光素子相互の位置を変更することで投影像を拡大縮小す
るズーム機能を具備し、少なくともこのレンズの最小倍
率および最大倍率のそれぞれで前記バックグラウンド輝
度値取得手順、最大輝度値取得手順、最小輝度値取得手
順、および評価値算出手順が実施されることが好まし
い。すなわち、複数の集光素子を光軸方向に沿って配置
した組レンズにおいて、各集光素子相互の位置を変更す
ることで投写像を拡大縮小する際に、解像度評価値ＭＴ
Ｆは、拡大された投写像および縮小された投写像によっ
て異なる値を示す場合がある。そこで、解像度の評価と
して、少なくとも組レンズの最小倍率および最大倍率の
それぞれの状態で、各々の解像度評価値ＭＴＦを算出
し、レンズの評価を行う。したがって、このような評価
を行うことで、プロジェクタとしてこの組レンズを組み
込んだ時に、投影像を拡大縮小させた状態で生じる解像
度評価値ＭＴＦのずれを低減させたプロジェクタを提供
できる。

【００２９】また、前記撮像素子が、前記スクリーン面
に沿って移動可能に構成されている場合、前記スクリー
ン上に投影された投写画像の外周端部に沿ってこの撮像
素子を移動させる撮像素子移動手順と、この撮像素子移
動手順による移動中に、所定の位置で前記投写画像の端
部画像を、前記撮像素子を用いた画像取り込み装置によ
り取得する端部画像取得手順と、この端部画像取得手順
で取得された前記投写画像の端部画像に基づいて、前記
投写画像の歪曲収差量を算出する歪曲収差量算出手順と
を備えていることが好ましい。

【００３０】このような本発明によれば、撮像素子は、
スクリーン面に沿って移動可能であり、撮像素子移動手
順と、端部画像取得手順と、歪曲収差量算出手順とを備
えていることにより、スクリーン上に投影された投写画
像の外周端部に沿って撮像素子を移動させ、所定の位置
で端部画像を撮像素子を用いた画像取り込み装置により
取得することができる。したがって、投写画像の任意の
位置で端部画像を取得して、設計上の画像投写位置と対
比して歪曲収差を算出することができ、従来のような目
視検査にて行っていた評価精度の曖昧さを解消し、正確
にレンズの歪曲収差を評価することができる。

【００３１】ここで、前記テストパターンが形成される
検査シートは、前記投写画像の形成領域の外周近傍に形
成される枠状部を備え、前記端部画像取得手順は、前記
スクリーン上に形成された枠状部の画像を取得すること
が好ましい。このような本発明によれば、検査シートが
投写画像の形成領域の外周近傍に形成される枠状部を備
えている場合、端部画像取得手順は、スクリーン上に形
成された枠状部外周形状に沿って、端部画像を取得する
ことにより、取得された枠状部の端部画像から該枠状部
の形状を容易にかつ高精度に特定することができ、より
高精度にレンズの歪曲収差を評価することができる。

【００３２】さらに、前記バックグラウンド輝度値、前
記最大輝度値、および前記最小輝度値に基づいて入力レ
ベル値を算出する入力レベル値算出手順を備え、前記バ
ックグラウンド輝度値取得手順、前記最大輝度値取得手
順、前記最小輝度値取得手順、および入力レベル算出手
順が、前記投写画像内の複数の位置で実施されている場
合、前記投写画像のうち、これらの手順が実施された所
定位置における照度を取得する所定位置照度取得手順
と、前記所定位置における入力レベル値および照度と、
他の位置における入力レベル値とに基づいて、該他の位
置の照度を算出して前記投写画像全体の面内照度を算出
する面内照度算出取得手順とを備えていることが好まし
い。

【００３３】このような本発明によれば、バックグラウ
ンド輝度値取得手順、最大輝度値取得手順、最小輝度値
取得手順、および入力レベル算出手順を投写画像内の複
数の位置で実施することにより、相対値である入力レベ
ル値を得ることができる。また、所定位置照度取得手順
および面内照度算出取得手順を実施することにより、所
定位置における照度と前記入力レベル値とに基づいて、
投写画像の面内照度分布を評価することができる。ここ
で、入力レベル値は、バックグラウンド輝度値、最大輝
度値、および最小輝度値に基づいて算出されていること
により、撮像素子を用いた画像取り込み装置に生じるオ
フセット値が相殺された評価値となり、所定位置におけ
る照度と入力レベル値とに基づいて算出された投写画像
の面内照度を同様の基準で評価することができる。した
がって、このようにして投写画像の面内照度分布を算出
しているため、従来のような、目視による検査精度の曖
昧さを解消し、正確な投写画像の面内照度分布を評価す
ることができる。

【００３４】以上より、前記他の位置の照度Ｌｅは、該
位置における入力レベル値をＩｉｅ、前記所定位置にお
ける入力レベル値をＩｉｏ、該位置における照度をＬｏ
とすると、

【００３５】

【数１２】

【００３６】で与えられることが好ましい。

【００３７】このような本発明によれば、他の位置の照
度が、数１２に示すように計算された相対値である入力
レベル値の比と、絶対値である所定位置の照度との積に
よって求められるため、正確な照度を得ることができ、
これら複数の照度を比較することにより、投写画像の面
内照度分布を評価することができる。したがって、より
正確な投写画像の面内照度分布を評価することができ
る。

【００３８】また、本発明のレンズ評価装置は、レンズ
の解像度を評価するためのレンズ評価装置であって、解
像度測定用のテストパターンが形成された検査シート
と、前記レンズから照射された画像光を投影するスクリ
ーンと、この撮像素子から出力される画像信号に基づい
て、解像度評価値を演算処理する解像度評価値算出手段
を含む信号処理部とを備え、前記撮像素子には、該撮像
素子に入射する光の光量を調整する光量調整手段が設け
られ、この光量調整手段は、前記信号処理部からの制御
信号に基づいて制御されることを特徴とする。ここで、
光量調整手段として、信号処理部から遠隔操作可能な自
動絞り調整機構のようなものを採用することができる。

【００３９】このような本発明によれば、光量調整手段
を備えていることにより、ＣＣＤ等の撮像素子に入射す
る光の光量を、スクリーン上の画像光の輝度のばらつき
に応じて調整することができるため、撮像素子に入力さ
れる光の光量を常に一定に保つことが可能となり、光量
を調整した画像から算出された解像度評価値を同様の基
準で評価することができる。さらに、解像度評価値算出
手段における解像度評価値は、上述したレンズの評価方
法と同様の手順により算出することができ、前記と同様
の作用および効果を享受することができる。そして、解
像度評価値算出手段は、コンピュータの動作制御を行う
ＯＳ（Operating System）上に展開されるプログラムと
して構成することができ、バックグラウンド輝度値取得
部、最大輝度値取得部、最小輝度値取得部、および評価
値算出部を含んで構成することができる。

【００４０】また、本発明のレンズ検査装置は、前記撮
像素子を前記スクリーン面に沿って移動させる撮像素子
移動機構を備え、前記信号処理部は、この撮像素子を前
記スクリーン上に投影された投写画像の外周端部に沿っ
て移動制御する撮像素子制御手段と、この撮像素子制御
手段による撮像素子の移動中に、所定の位置で前記投写
画像の端部画像を、撮像素子を用いた画像取り込み装置
により取得する端部画像検出手段と、この端部画像検出
手段で取得された投写画像の端部画像に基づいて、前記
投写画像の歪曲収差量を算出する歪曲収差量算出手段と
を備えていることが好ましい。このような本発明によれ
ば、撮像素子をスクリーン面に沿って移動させる撮像素
子移動機構を備え、信号処理部は撮像素子制御手段と端
部画像検出手段と歪曲収差量算出手段とを備えているこ
とにより、歪曲収差量算出手段におけるレンズの歪曲収
差量は、上述したレンズの評価方法と同様の手順により
算出することができ、前記と同様の作用および効果を享
受することができる。

【００４１】さらに、本発明のレンズ検査装置は、前記
検査シートは、スクリーン上に投影される投写画像の形
成領域の外周近傍に形成される枠状部を備えていること
が好ましい。このような本発明によれば、検査シート
は、スクリーン上に投影される投写画像の形成領域の外
周近傍に形成される枠状部を備えていることにより、撮
像素子制御手段はこの枠状部の外周に沿って撮像素子を
移動させ、端部画像検出手段は枠状部の端部画像を所定
の位置で取得し、歪曲収差量算出手段は取得された端部
画像に基づいて投写画像の歪曲収差量を算出することが
できる。したがって、信号処理部は、容易に枠状部の端
部画像を取得し、歪曲収差量を算出することができ、迅
速かつ高精度にレンズの歪曲収差量を評価することがで
きる。

【００４２】また、本発明のレンズ検査装置は、前記投
写画像中の所定位置の照度を検出する照度検出装置を備
えていることが好ましい。このような本発明によれば、
投写画像中の所定位置の照度を検出する照度検出装置を
備えていることにより、検出された照度を検査対象であ
る各レンズにおいて比較することで、レンズに起因する
照度の相違を評価することができる。

【００４３】さらに、本発明のレンズ検査装置は、前記
解像度評価値算出手段は、前記バックグラウンド輝度
値、前記最大輝度値、および前記最小輝度値に基づい
て、入力レベル値を演算処理し、該解像度評価値取得手
段による入力レベル値の取得は、照度が検出される所定
位置を含む投写画像内の複数の位置で行われ、前記信号
処理部は、前記照度検出装置で検出された所定位置の照
度と、前記解像度評価値算出手段で算出された所定位置
の入力レベル値および他の位置の入力レベル値とに基づ
いて、他の位置の照度を算出して前記投写画像全体の面
内照度を算出する面内照度算出手段を備えていることが
好ましい。このような本発明によれば、信号処理部は面
内照度算出手段を備えていることにより、面内照度算出
手段における面内照度は、上述したレンズの評価方法と
同様な手順により算出することができ、前記と同様の作
用および効果を享受することができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。［１．第１実施形態］（１）投写レンズが組み込まれるプロジェクタの構造図４には、投写レンズが組み込まれるプロジェクタ１０
０の構造が示されている。このプロジェクタ１００は、
インテグレータ照明光学系１１０、色分離光学系１２
０、リレー光学系１３０、電気光学装置１４０、色合成
光学系となるクロスダイクロイックプリズム１５０、お
よび投写光学系となる投写レンズ１６０を備えている。

【００４５】前記インテグレータ照明光学系１１０は、
光源ランプ１１１Ａおよびリフレクタ１１１Ｂを含む光
源装置１１１と、第１レンズアレイ１１３と、第２レン
ズアレイ１１５と、反射ミラー１１７と、重畳レンズ１
１９とを備えている。光源ランプ１１１Ａから射出され
た光束は、リフレクタ１１１Ｂによって射出方向が揃え
られ、第１レンズアレイ１１３によって複数の部分光束
に分割され、折り返しミラーによって射出方向を９０°
折り曲げられた後、第２レンズアレイ１１５の近傍で結
像する。第２レンズアレイ１１５から射出された各部分
光束は、その中心軸（主光線）が後段の重畳レンズ１１
９の入射面に垂直となるように入射し、さらに重畳レン
ズ１１９から射出された複数の部分光束は、電気光学装
置１４０を構成する３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１
Ｇ、１４１Ｂ上で重畳する。

【００４６】前記色分離光学系１２０は、２枚のダイク
ロイックミラー１２１、１２２と、反射ミラー１２３と
を備え、これらのミラー１２１、１２２、１２３により
インテグレータ照明光学系１１０から射出された複数の
部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有
している。前記リレー光学系１３０は、入射側レンズ１
３１、リレーレンズ１３３、および反射ミラー１３５、
１３７を備え、この色分離光学系１２０で分離された色
光、例えば、青色光Ｂを液晶パネル１４１Ｂまで導く機
能を有している。

【００４７】前記電気光学装置１４０は、３枚の液晶パ
ネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを備え、これらは、
例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として
用いたものであり、色分離光学系１２０で分離された各
色光は、これら３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、
１４１Ｂによって、画像情報に応じて変調されて光学像
を形成する。前記色合成光学系となるクロスダイクロイ
ックプリズム１５０は、前記３枚の液晶パネル１４１
Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂから射出された各色光ごとに変
調された画像を合成してカラー画像を形成するものであ
る。クロスダイクロイックプリズム１５０で合成された
カラー画像は、投写レンズ１６０から射出され、スクリ
ーン上に拡大投写される。

【００４８】（２）投写レンズ評価装置図５は、本発明の一実施形態にかかる投写レンズ評価装
置を示す説明図である。この装置は、図４のプロジェク
タ１００に用いられる投写レンズ１６０を評価するため
の装置である。本実施形態にかかる投写レンズ評価装置
は、評価対象である投写レンズ１６０が搭載される投写
部４００と、ミラー５１０と、スクリーン５００と、測
定部６００とを備えている。この装置において、投写レ
ンズ１６０は、取り外し可能であり、他の投写レンズに
容易に交換することができる。

【００４９】投写部４００から射出された画像光（画像
を表す光）は、ミラー５１０において反射され、スクリ
ーン５００を照射する。スクリーン５００は、画像光が
投写される投写面５００ａの裏面５００ｂ側から画像を
観察可能な透過型スクリーンである。測定部６００は、
スクリーン５００上に表示された画像を用いて、投写レ
ンズ１６０の解像度の評価を行う。なお、以下の説明で
は、図５に示すように、評価装置は、スクリーン５００
の投写面５００ａと平行な面をＸＹ平面とするＸＹＺ直
交座標系で表される。また、投写レンズ１６０は、図示
しない保持部によって、ＸＺ平面に対し所定の角度だけ
傾けて配置されている。このため、以下の説明では、投
写部４００を、ＸＹＺ直交座標系をＸ軸を中心として上
記の所定の角度だけ回転させたＳＴＵ直交座標系で表
す。なお、投写レンズ１６０の中心軸ｎ１はＳＵ平面に
対し平行となっている。

【００５０】図６は、図５の投写部４００を＋Ｔ方向か
ら見たときの様子を示す説明図である。図６に示すよう
に、投写部４００は、投写レンズ１６０の他に、光源装
置４１０と、第１および第２のミラー４３０，４４２
と、投写レンズ検査シート４５０と、検査シート保持部
４４０と、検査シート保持部４４０の配置を調整するた
めの６軸調整部４６０と、ダミープリズム４７０とを備
えている。なお、検査シート保持部４４０は、第２のミ
ラー４４２に触れないように検査シート４５０を保持し
ている。図５では、図６に示す光源装置４１０と第１の
ミラー４３０とは、６軸調整部４６０と検査シート保持
部４４０とダミープリズム４７０と投写レンズ１６０よ
りも、＋Ｓ方向（紙面奥手方向）に存在するため、便宜
上、図示を省略している。

【００５１】なお、図６に示すように、投写部４００
は、図４のプロジェクタ１００において投写レンズが使
用される場合とほぼ同様な光が投写レンズ１６０に入射
されるように構成されている。すなわち、光源装置４１
０は図４の光源装置１１１に対応し、投写レンズ検査シ
ート４５０は図４の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１
４１Ｂに対応し、ダミープリズム４７０は図４のクロス
ダイクロイックプリズム１５０に対応している。このよ
うな投写部４００を備える評価装置を用いれば、プロジ
ェクタにおいて投写レンズを使用する場合と同じような
環境で、投写レンズを検査することができると考えられ
る。

【００５２】図６の光源装置４１０は、光源ランプ４１
２と放物面リフレクタ４１４とを備えている。放物面リ
フレクタ４１４は、その凹面が回転放物面形状となって
いる。光源ランプ４１２は、回転放物面形状の凹面の焦
点位置近傍に配置されている。この構成により、光源ラ
ンプ４１２から射出され、放物面リフレクタ４１４で反
射された光は、略平行な光線束となって光源装置４１０
から射出される。なお、光源ランプ４１２としては、メ
タルハライドランプや高圧水銀ランプなどが用いられ
る。また、放物面リフレクタ４１４としては、例えば、
ガラスセラミックスで形成された回転放物体の凹面上
に、誘電体多層膜や金属膜などの反射膜が形成されてい
るものが利用される。

【００５３】第１および第２のミラー４３０、４４２
は、光源装置４１０から射出され、色光フィルタ４２０
を通過した色光を投写レンズ１６０に導くための導光手
段としての機能を有している。第１および第２のミラー
４３０、４４２としては、すべての色光を反射するよう
な誘電体多層膜が形成されたミラーや金属ミラーなどを
用いることができる。

【００５４】投写レンズ検査シート４５０は、図７に示
される通り、ガラスなどの透光性であって所定厚み寸法
（例えば、1.1mm）の基材の正面に画像領域（テストパ
ターン）ＴＰが形成されたものであり、基材の縦横が所
定寸法（例えば、14.6mm×18mmとされ、その内部には縦
横が所定寸法（例えば、10.8mm×14.4mm）の矩形状の画
像領域（テストパターン）ＴＰが形成されている。この
テストパターンＴＰは、図８の正面図に示されるよう
に、複数の解像度測定用のテストパターン１０Ａを備
え、投写レンズ１６０からの射出光に基づく投写領域の
複数の箇所で解像度を測定できるようになっている。
尚、図示を略したが、このテストパターンＴＰ中には、
投写レンズ１６０の他の光学特性を調べるためのテスト
パターンが複数形成されている。具体的には、投写レン
ズ１６０の他の光学特性を調べるテストパターンとして
は、フォーカス、アライメント調整用のテストパター
ン、フレア、色収差用のテストパターンがあり、各々、
目視検査用、自動検査用のテストパターンが設定されて
いる。

【００５５】解像度測定用のテストパターン１０Ａは、
図９に示すように、縦横が所定寸法（例えば、795μｍ
×1074μｍ）の矩形状に形成され、さらに、解像度測定
領域ＷＡおよびフレア検査領域ＷＢに区画されている。
解像度測定領域ＷＡは、２種類の解像度測定用のパター
ンＰＴ１、ＰＴ２を複数備えている。パターンＰＴ１
は、垂直方向に延びる遮光領域ＰＴＶを間隔を設けて配
列して構成され、隣接する遮光領域ＰＴＶの間は透光領
域ＰＴＳとされる。一方パターンＰＴ２は、水平方向に
延びる遮光領域ＰＴＨを間隔を設けて配列して構成さ
れ、パターンＰＴ１と同様に、遮光領域ＰＴＨの間が透
光領域ＰＴＳとされている。

【００５６】これらパターンＰＴ１、ＰＴ２は、その上
部に形成される数字ＰＴＮの大きさに応じた寸法になっ
ている。数字ＰＴＮは、目視検査を行う際の解像度の指
標を表すものであり、具体的には、その下方に配置され
るパターンＰＴ１、ＰＴ２の空間周波数を表している。
例えば、「２０」の下方に配置される２つのパターンＰ
Ｔ１、ＰＴ２は、空間周波数が２０本／mmのパターンで
あり、数字「３０」の下方にあるパターンＰＴ１、ＰＴ
２は、空間周波数が３０本／mmとなる。このようなパタ
ーンＰＴ１、ＰＴ２により目視で解像度を検査する場
合、検査者が投写レンズ１６０から照射され、スクリー
ン５００上に形成されたパターンＰＴ１、ＰＴ２を観察
し、遮光領域および透光領域の境界が判別できる限界の
空間周波数を解像度の指標として用いることとなるが、
撮像素子を用いて画像処理を行う場合については後述す
る。

【００５７】フレア検査領域ＷＢは、縦横が所定寸法
（例えば、330μｍ×340μｍ）の矩形状に形成され、そ
の内部に略円形の透光領域である４種類の小孔パターン
ＰＨａ〜ＰＨｄが含まれている。小孔パターンＰＨａ〜
ＰＨｄは直径寸法がそれぞれ異なるものであり、例え
ば、小孔パターンＰＨａは直径が２６μｍであり、小孔
パターンＰＨｂは直径が１９μｍであり、小孔パターン
ＰＨｃは直径が１０μｍであり、小孔パターンＰＨｄは
直径が５μｍである。このフレア検査領域ＷＢは、投写
レンズ評価装置の自動測定を行う場合に用いられ、各小
孔の孔径と透過した光の画像面積との差からフレア量を
特定する。

【００５８】図６において、検査シート保持部４４０
は、６軸調整部４６０に固定されており、６軸調整部４
６０を制御することによって、検査シート保持部４４０
の配置が調整される。６軸調整部４６０は、図中、Ｓ方
向，Ｔ方向，Ｕ方向の平行移動、および、Ｓ軸，Ｔ軸，
Ｕ軸を中心とする回転の可能な６つの可動ステージが組
み合わされたものである。この６軸調整部４６０を制御
することにより、検査シート保持部４４０に保持された
検査シート４５０の空間的な配置を調整することができ
る。換言すれば、６軸調整部４６０の制御によって、テ
ストパターンＴＰの空間的な配置が調整される。

【００５９】ダミープリズム４７０は、前述したよう
に、図４のプロジェクタ１００のクロスダイクロイック
プリズム１５０を模擬するために設けられている。図４
に示すクロスダイクロイックプリズム１５０では、３つ
の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂから射出さ
れた光を合成するために「Ｘ」字状の薄膜が内部に設け
られている。しかし、本評価装置においてはこの薄膜は
不要なため、クロスダイクロイックプリズム１５０と同
じ立方体形状のガラス体に反射防止コーティングを施し
たものが、ダミープリズム４７０として用いられてい
る。測定対象である投写レンズ１６０は順次取り替えて
評価装置に実装される。

【００６０】以上の投写部４００の構成により、光源装
置４１０（図６）から射出された光は、第１および第２
のミラー４３０，４４２で反射される。第２のミラー４
４２で反射された光は、検査シート４５０を通過するこ
とによって、画像領域ＴＰの画像を表す画像光となって
射出される。この画像光は、ダミープリズム４７０を通
過した後、投写レンズ１６０によって投写される。

【００６１】ところで、図５に示すように、本実施例の
投写部４００では、投写レンズ１６０の中心軸ｎ１と、
検査シート４５０の中心を通る法線ｎ２とが、所定の距
離だけずれている。これは、プロジェクタにおける「あ
おり投写」の状態を模擬するためである。投写レンズ１
６０は、このようなあおり投写状態において、歪みのな
い画像を投写表示するように設計されている。なお、投
写レンズ１６０の中心軸ｎ１と検査シート４５０の中心
を通る法線ｎ２とが一致しないような投写は、通常、
「あおり投写」と呼ばれている。

【００６２】図５の測定部６００は、処理部６１０と、
スクリーン５００の四隅の近傍に配置された４つの調整
用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄと、１つの測定用Ｃ
ＣＤカメラ６４０とを備えている。処理部６１０は、調
整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄおよび測定用ＣＣ
Ｄカメラ６４０と電気的に接続されているとともに、投
写部４００の６軸調整部４６０とも電気的に接続されて
いる。処理部６１０は、調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜
６２０ｄによって得られる画像データを解析し、その解
析結果に基づいて、６軸調整部４６０を制御する。な
お、上述したように、６軸調整部４６０を制御すること
によって、画像領域ＴＰの空間的な配置が調整され、こ
れによって画像のフォーカス状態が調整されることとな
る。また、処理部６１０は、測定用ＣＣＤカメラ６４０
によって得られる画像データを処理して、投写レンズの
特性値を算出する機能を有している。

【００６３】この説明からも分かるように、本実施例の
処理部６１０が本発明における信号処理部に相当し、測
定用ＣＣＤカメラ６４０が撮像素子に相当する。尚、図
示を略したが、調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄ
および測定用ＣＣＤカメラ６４０は、受光量を調整する
光量調整手段を具備している。そして、投写画像の明る
い部分では、光量調整手段の絞りを小さくして受光量を
少なくして測定を行い、投写画像の暗い部分では、光量
調整手段の絞りを大きくして受光量を多くして測定を行
う。また、この光量調整手段は、ＣＣＤカメラ６２０ａ
〜６２０ｄ、６４０の入射光の輝度値と出力信号との直
線関係を維持するための調整手段としても機能する。

【００６４】図１０は、スクリーン５００を＋Ｚ方向か
ら見たときの調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄ、
および測定用ＣＣＤカメラ６４０の配置を示す説明図で
ある。図示するように、４つの調整用ＣＣＤカメラ６２
０ａ〜６２０ｄは、スクリーン５００の四隅にそれぞれ
が設けられており、図示しない移動機構によってＸＹ平
面内で移動可能である。また、測定用ＣＣＤカメラ６４
０は、スクリーン５００の中央付近に設けられており、
図示しない移動機構によってＸＹ平面内で移動可能であ
る。ただし、測定用ＣＣＤカメラ６４０は、図５に示す
ように、各調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄから
＋Ｚ方向にずらして配置されているので、各調整用ＣＣ
Ｄカメラ６２０ａ〜６２０ｄと干渉しないように移動さ
せることができる。また、調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ
〜６２０ｄ、および測定用ＣＣＤカメラ６４０は、後述
する処理部６１０を含むコンピュータと、ビデオキャプ
チャボード（図示略）を介して接続されている。スクリ
ーン５００上に表示された画像領域ＴＰの画像は、ＣＣ
Ｄカメラ６２０ａ〜６２０ｄ、６４０で撮像され、この
ビデオキャプチャボードによりコンピュータ用の画像信
号に変換され、コンピュータによって処理される。

【００６５】解像度評価値算出手段としての処理部６１
０は、ＣＰＵ（Central ProcessingUnit）およびハード
ディスクを備えたコンピュータのＣＰＵを制御するＯＳ
上に展開されるプログラムとして構成され、図示を略し
たが、本例では、バックグラウンド輝度値取得部、最大
輝度値取得部、最小輝度値取得部、および評価値算出部
を備えている。そして、この処理部６１０では、前記調
整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄからの画像データ
に基づいて、調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄの
光量調整手段に制御信号を送り、調整用ＣＣＤカメラ６
２０ａ〜６２０ｄの受光量の調整を行ったり、測定用Ｃ
ＣＤカメラ６４０で検出された画像データに基づいて、
制御信号を出力して測定用ＣＣＤカメラ６４０の受光量
調整を行ったり、解像度の評価値を算出する。

【００６６】（３）投写レンズの評価方法次に、上述した投写レンズ評価装置を利用した投写レン
ズ１６０の解像度の評価方法について説明する。前記評
価装置による解像度測定に先立ち、スクリーン５００上
の投写画像の位置調整およびフォーカス調整を行う必要
がある。この投写画像の位置調整およびフォーカス調整
は、投写レンズ検査シート４５０の四隅部分に形成され
た位置調整用のパターン（図８では図示略）に応じてス
クリーン５００上に形成された画像を、調整用ＣＣＤカ
メラ６２０ａ〜６２０ｄで撮像し、処理部６１０でフォ
ーカス調整処理および位置調整処理をする。このフォー
カス調整および位置調整が終了して、スクリーン５００
の所定位置に合焦状態の画像が形成されたら、この画像
に基づいて、解像度の測定を行う。

【００６７】解像度の測定は、図１１に示されるフロー
チャートにしたがって実行され、具体的には、以下のよ
うな手順で行われる。 (1) 処理部６１０からの制御信号に基づいて、測定用
ＣＣＤカメラ６４０を解像度測定用のテストパターン１
０Ａの画像を検出できる位置に移動させ（処理Ｓ１）、
測定用ＣＣＤカメラ６４０の焦点を合わせるとともに
（処理Ｓ２）、測定用ＣＣＤカメラ６４０内部の撮像素
子に入射する光の光量を調整する（処理Ｓ３）。尚、光
量調整は、ＣＣＤカメラ６４０の検出輝度値に対する出
力が比例関係にある部分で測定するために行うものであ
る。

【００６８】(2) 次に、処理部６１０は、解像度評価
値を算出するためのパターンＰＴ１を特定する（処理Ｓ
４）。特定は、画像処理の一手法であるパターンマッチ
ング処理により行われ、図１２に示すように、測定用Ｃ
ＣＤカメラ６４０で撮像された画像Ｄ１内に表示される
複数のパターンＰＴ１のうち、ハードディスクに記憶さ
れた基準パターンＢＰと同様のものを探し出す。 (3) 基準パターンＢＰには、パターン中心Ｂ０の位置
と、このパターン中心Ｂ０に基づく領域Ｂ１が設定され
ていて、パターンマッチング処理の結果として、基準パ
ターンＢＰのパターン中心Ｂ０に相当するパターンＰＴ
１の中心座標Ａ０の位置が返され、これに基づいて、解
像度評価値を求める測定領域Ａ１が設定される（処理Ｓ
５）。

【００６９】(4) 処理Ｓ５で設定された測定領域Ａ１
内における画像の輝度値の取得を開始する（処理Ｓ
６）。尚、本実施形態の処理部６１０における画像処理
は、画像の輝度を２５６階調で表現しており、一番暗い
部分が０、一番明るい部分が２５５の値とされている。 (5) まず、検査シート４５０をわずかに移動させて、
パターンＰＴ１を測定領域Ａ１の外側にずらし、この状
態でバックグラウンド部分の測定領域Ａ１内の画像を測
定して、バックグラウンド部分の輝度値Ｉｏを取得する
（処理Ｓ７：バックグラウンド輝度値取得手順）。尚、
輝度値Ｉｏの取得は、測定領域Ａ１内のすべての測点の
輝度値を平均した値を代表値とすることにより行われ、
輝度値Ｉｏは処理部６１０を構成するメモリに格納され
る。

【００７０】(6) 次に、パターンＰＴ１を測定領域Ａ
１内に戻して、測定用ＣＣＤカメラ６４０で撮像された
パターンＰＴ１の画像中の輝度値を測定する（処理Ｓ
８）。具体的には、図１２に示されるパターンＰＴ１の
輝度値を取得する場合、遮光領域ＰＴＶの延出方向に沿
った１画素ラインで検出される輝度値を積算し、積算し
た画素数でこの積算値を割って平均化して、遮光領域Ｐ
ＴＶの延出方向に沿った１画素ラインにおける輝度値の
代表値とする。そして、これを遮光領域および透光領域
ＰＴＳの配列方向、つまり図１２におけるＬ方向に繰り
返し、測定領域Ａ１内の遮光領域ＰＴＶ、および遮光領
域ＰＴＶ内の透光領域ＰＴＳにおける輝度値の代表値を
取得する。

【００７１】(7) 処理部６１０は、得られた各ライン
における輝度値の代表値に基づいて、さらに、第２の補
正処理がいるか否かを判定する（処理Ｓ９）。すなわ
ち、測定領域Ａ１内のバックグラウンドの明るさが均一
な場合、遮光領域ＰＴＶおよび透光領域ＰＴＳの配列方
向に沿った輝度値の分布は、図１３のグラフに示される
ように、最大輝度値Ｉmaxおよび最小輝度値Ｉminは、均
一化されているため、補正処理を行うことなく、図１３
のグラフ中の最大輝度値Ｉmaxおよび最小輝度値Ｉminを
取得する（処理Ｓ１０：最大輝度値取得手順、最小輝度
値取得手順）。

【００７２】(8) 一方、測定領域Ａ１内のバックグラ
ウンドの明るさが不均一な場合、輝度値の分布は、投写
画像の中心に向かうにしたがってバックグラウンド輝度
値が大きくなり、例えば、図１４のグラフのように、測
定領域Ａ１内でバックグラウンド輝度値の変化に伴って
最大、最小輝度値が徐々に大きくなっていく場合が考え
られる。この場合、上記のように最小最大輝度値をイの
範囲で規定するのは、バックグラウンド輝度値の変化を
無視することとなり、正確な最小、最大輝度値が得られ
ない。そこで、より適切なアの範囲で最小、最大輝度値
を取得するために、処理部６１０は、図１５のグラフに
示すように、測定領域Ａ１内を領域ａ〜ｅに分割し、最
小輝度値を含む領域ａ、ｃ、ｅにおける最小輝度値Ｉam
in、Ｉcmin、Ｉeminを取得し（処理Ｓ１１）、最大輝度
値を含む領域ｂ、ｄにおける最大輝度値Ｉbmax、Ｉdmax
を取得する（処理Ｓ１２）。

【００７３】(9) 各領域ａ〜ｅにおける最小輝度値Ｉa
min、Ｉcmin、Ｉemin、最大輝度値Ｉbmax、Ｉdmaxを取
得したら、処理部６１０は、数１３、数１４に各領域に
おける最小、最大輝度値の値を代入して、最大輝度値Ｉ
max、最小輝度値Ｉminを取得する（処理Ｓ１３：最大輝
度値取得手順、最小輝度値取得手順）。

【００７４】

【数１３】

【００７５】

【数１４】

【００７６】尚、数１３および数１４における分母の数
は、分割された領域ａ〜ｅ内の最大輝度値を含む領域
と、最小輝度値を含む領域の数に応じて設定され、解像
度測定用のパターンＰＴ１の空間周波数の変化に伴って
分母および分子の値は適宜変化する。

【００７７】(10) 以上のようにして、バックグラウン
ド輝度値Ｉｏ、最大輝度値Ｉmax、および最小輝度値Ｉm
inが取得されたら、処理部６１０は、数１５に基づい
て、解像度評価値ＭＴＦを算出する（処理Ｓ１４：評価
値算出手順）。

【００７８】

【数１５】

【００７９】(11) 上記と同様の手順でパターンＰＴ２
についての輝度値の測定、および解像度評価値の算出を
行い（処理Ｓ１５）、さらに、図７に示されるテストパ
ターンＴＰ中のすべてのテストパターン１０Ａについ
て、同様の測定および評価値算出を繰り返す。

【００８０】（４）実施形態の効果前述のような本実施形態によれば、次のような効果があ
る。 (1) 本実施形態のレンズの評価方法が、バックグラウ
ンド輝度値取得手順Ｓ７、最大輝度値取得手順、最小輝
度値取得手順Ｓ１０、Ｓ１３を備えていることにより、
解像度評価値ＭＴＦをバックグラウンド輝度値Ｉｏ、最
大輝度値Ｉmax、および最小輝度値Ｉminに基づいて算出
できる。そして、スクリーン５００に投影された画像の
明るさが異なっても、バックグラウンド輝度値Ｉｏを加
味して補正処理することにより、複数箇所で取得した最
大輝度値Ｉmax、最小輝度値Ｉminに基づいて算出された
解像度評価値ＭＴＦを同様の基準で評価することができ
る。したがって、評価対象となる投写レンズ１６０の種
類、スクリーン５００に表示された解像度測定用のテス
トパターン１０Ａの位置等に影響されることなく、投写
レンズ１６０の解像度を適切に評価することができる。

【００８１】(2) 解像度評価値ＭＴＦが数１５で表さ
れる式に基づいて求められるため、正確な解像度評価値
ＭＴＦを得ることができる。バックグラウンド輝度値の
変化に伴う解像度評価値ＭＴＦの変化を従来の場合と比
較すると、図１６に示すように、数１５に基づいて求め
た解像度評価値ＭＴＦの変化は、グラフＧ１のようにな
り、バックグラウンド輝度値の変化に影響されないこと
が判る。これに対して、数１６に示される従来の解像度
評価値ＭＴＦの算出方法では、グラフＧ２のようにな
り、バックグラウンド輝度値の変化に伴い、解像度評価
値ＭＴＦの値が大きく変動することが判る。

【００８２】

【数１６】

【００８３】(3) 調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２
０ｄ、測定用ＣＣＤカメラ６４０に光量調整手段が設け
られているため、ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄ、６
４０に入射する光の光量を、入力される輝度値に対する
ＣＣＤの出力が比例関係にある部分で測定することがで
き、最大輝度値Ｉmax、最小輝度値Ｉminを正確に取得で
き、解像度評価値ＭＴＦをより正確に算出することがで
きる。 (4) 輝度値の取得において、第２の補正処理ともいえ
る処理Ｓ１１および処理Ｓ１２を備えているため、測定
領域Ａ１内でバックグラウンド輝度値Ｉｏに変化が生じ
ても、この変化に影響されにくい最大輝度値Ｉmax、最
小輝度値Ｉminを取得できるので、解像度評価値ＭＴＦ
の算出を一層正確に行うことができる。

【００８４】［２．第２実施形態］次に、本発明の第２
実施形態を説明する。以下の説明では、前記第１実施形
態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、
その詳細な説明は省略または簡略化する。前記第１実施
形態における投写レンズの評価装置では、検査シート４
５０に形成された解像度測定用のテストパターン１０Ａ
を用いて、バックグラウンド輝度値取得部、最大輝度値
取得部、および最小輝度値取得部により構成される処理
部６１０の解像度評価値算出手段によって、投写レンズ
１６０の解像度評価値ＭＴＦの算出が行われていた。こ
れに対して、本実施形態における投写レンズの評価装置
では、投写レンズの解像度評価の他に、投写レンズの歪
曲収差の評価、投写画像の面内照度分布の評価を行える
点が相違する。

【００８５】このため、処理部７１０は、図１７に示さ
れるように、端部画像検出手段７１１と、撮像素子制御
手段７１２と、歪曲収差量算出手段７１３と、面内照度
算出手段７１４と、６軸調整部制御手段７１５と、蓄積
手段７１６と、解像度評価値算出手段７１７とを備えて
いる。具体的には、端部画像検出手段７１１は、調整用
ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄおよび測定用ＣＣＤカ
メラ６４０で撮像された投写画像の端部画像を、画像取
り込み装置を介して、コンピュータに適合する画像信号
として検出する部分であり、検出された画像信号を歪曲
収差量算出手段７１３に出力するとともに、撮像素子制
御手段７１２に投写画像の境界領域が判定できた旨の信
号を出力する。

【００８６】撮像素子制御手段７１２は、調整用ＣＣＤ
カメラ６２０ａ〜６２０ｄを投写画像に対応した初期位
置に移動制御し、また、投写画像の外周端部に沿って測
定用ＣＣＤカメラ６４０を移動制御する部分であり、端
部画像検出手段７１１による画像信号の検出が終了した
ことをトリガとして、投写画像の外周縁に沿って測定用
ＣＣＤカメラ６４０を順次移動させる。尚、ＣＣＤカメ
ラ６４０の移動機構はパルスモータを備えていて、撮像
素子制御手段７１２は、このパルスモータに対して、移
動量に応じたパルスステップ数の制御信号を加えること
により、測定用ＣＣＤカメラ６４０を所定の位置に移動
させることができるようになっている。

【００８７】歪曲収差量算出手段７１３は、端部画像検
出手段７１１からの画像信号に対して投写画像の歪曲収
差量を算出する部分である。具体的には後述するが、端
部画像検出手段７１１からの画像信号について、端部画
像検出手段７１１で検出された部分の投写領域とそれ以
外の部分の境界線を取得し、この境界線の位置から投写
領域の外周形状を特定し、投写画像の設計上の境界位置
との差を取ることにより、歪曲収差を求めることができ
る。

【００８８】６軸調整部制御手段７１５は、投写された
画像がぼけている場合に、６軸調整部４６０に制御信号
を出力し、検査シート５５０の位置調整を行う部分であ
り、調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄによって撮
像される画像をパターンマッチングによって検査シート
５５０に形成されたテストパターンを探索する。撮像さ
れた画像データからテストパターンの特定の指標値（エ
ッジ強度）を用いることによって合焦点状態か否かを判
断し、フォーカス状態の良否を調べることができる。

【００８９】解像度評価値算出手段７１７は、図示を略
したが、バックグラウンド輝度値取得部、最大輝度値取
得部、最小輝度値取得部に加え、入力レベル算出部を備
えている。入力レベル算出部は、バックグラウンド輝度
値取得部、最大輝度値取得部、および最小輝度値取得部
で取得された輝度値に基づいて、入力レベルを算出する
部分である。具体的には、入力レベル算出部は、以下の
数１７に基づいて、入力レベル値Ｉｉを算出している。

【００９０】

【数１７】

【００９１】面内照度算出手段７１４は、投写画像の面
内照度を算出する部分であり、照度検出装置６５０から
出力された信号から照度値を取得し、照度値を取得した
部分の入力レベル値と対応づけてメモリに格納するとと
もに、他の部分の入力レベル値から各位置の照度を算出
して、投写画像全体の面内照度を把握する。

【００９２】蓄積手段７１６は、上記解像度評価値算出
手段７１７、歪曲収差量算出手段７１３、および面内照
度算出手段７１４によって算出された評価値を投写レン
ズの製造番号と対応づけて格納する実測データ蓄積部７
１６Ａと、予め各種投写レンズの設計データが格納され
ている設計データ蓄積部７１６Ｂとを備えている。設計
データとしては、例えば、検査対象となる各種投写レン
ズの焦点距離に対応した検査シート５５０の設計上の配
置位置、投写画像の設計上の配置位置、および各種投写
レンズにおける設計上の評価値等が含まれ、上記撮像素
子制御手段７１２および６軸調整部制御手段７１５は、
この設計上の配置位置を初期位置として調整を行い、解
像度評価値算出手段７１７、歪曲収差量算出手段７１３
および面内照度算出手段７１４は、この設計上の評価値
に基づいて投写レンズの良否を判断する。

【００９３】また、本実施形態における投写レンズの評
価装置では、検査シート５５０は、図１８に示されるよ
うに、略等間隔に配置された２０カ所の解像度測定用テ
ストパターン１０Ａの他に、この２０カ所の解像度測定
用テストパターン１０Ａを囲うように矩形枠状の遮光部
１０Ｂを備え、スクリーン上の画像領域下縁中央には照
度検出装置６５０が配置される。また、検査対象となる
投写レンズ１６０は、図示しない複数の集光素子を光軸
方向に沿って配置した組レンズとして構成され、各集光
素子相互の位置を変更することで、投写される画像の大
きさをワイド（大）、ミドル（中）、テレ（小）の３段
階に変更することができる。具体的には、矩形状の遮光
部２０Ｂは、画像領域の四隅角部に配置された４カ所の
テストパターンＰＡ１〜ＰＡ４と、画像領域の矩形状輪
郭に沿って配置された１２カ所のテストパターンＰＢ１
〜ＰＢ１２と、画像領域の矩形状輪郭に沿って配置され
た１６カ所の見切り線Ｌとを備えて構成されている。

【００９４】四隅角部に配置されたテストパターンＰＡ
１〜ＰＡ４は、図１９（ａ）に示されるように、略Ｌ字
状の遮光部であり、４つの調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ
〜６２０ｄによってそれぞれの画像が検出される。処理
部７１０は、検出された４つの画像に基づいて遮光部２
０Ｂの四隅角部の位置を特定し、投写画像の歪みを評価
することができる。画像領域の矩形状輪郭に沿って配置
されたテストパターンＰＢ１〜ＰＢ１２は、図１９
（ｂ）に示されるように、正方形状の遮光部であり、測
定用ＣＣＤカメラ６４０によって、それぞれの画像が検
出される。処理部７１０は、検出された画像に基づいて
テストパターンＰＢ１〜ＰＢ１２の位置を特定し、上記
遮光部２０Ｂの四隅角部の位置とともに遮光部２０Ｂの
外形形状を特定することで歪曲収差量を算出することが
できる。また、照度検出装置６５０は、図２０に示され
るように、スクリーン上の画像領域下縁中央、即ちあお
り投写する投写レンズ１６０の照明光軸中心に対応した
位置に配置され、この部分に表示される検査シート５５
０のテストパターン１０Ａの照度を測定するものであ
る。照度検出装置６５０は、スクリーン上において測定
用ＣＣＤカメラ６４０に対して＋Ｚ方向にずれて配置さ
れ、測定用ＣＣＤカメラ６４０と干渉しないようになっ
ている。

【００９５】以上のような構成において、投写レンズの
評価方法は、図２１に示されるフローチャートにしたが
って実行され、以下のような手順で行われる。 (1) 解像度評価値算出手段７１７は、検査シート５５
０に形成されたテストパターン１０Ａにおいて入力レベ
ルおよび解像度評価値の算出を行い、算出された評価値
をテストパターンの位置と対応づけて蓄積手段７１６の
実測データ蓄積部７１６Ａに格納する。なお、入力レベ
ルおよび解像度評価値の算出手順としては、第１実施形
態と同様に図１１に示されるフローチャートにしたがっ
て行われ、バックグラウンド輝度値Ｉｏ、最大輝度値Ｉ
ｍａｘ、および最小輝度値Ｉｍｉｎが取得されたら、解
像度評価値算出手段７１７は、数１８に基づいて、入力
レベル値Ｉｉを算出するとともに（処理ＳＡ１：入力レ
ベル値算出手順）、数１９に基づいて解像度評価値ＭＴ
Ｆを算出する（処理ＳＡ２：評価値算出手順）。

【００９６】

【数１８】

【００９７】

【数１９】

【００９８】(2) 作業者は、蓄積手段７１６の実測デ
ータ蓄積部７１６Ａに格納された前記解像度評価データ
に基づいて、投写画像をワイド（大）、ミドル（中）、
テレ（小）の３状態から、初期のパラメーター設定で選
択された全ての状態で解像度評価を行っているか否かを
判定する（処理ＳＡ３）。全ての状態で解像度評価を行
っていない場合には、投写画像の変更を行い、さらに、
解像度評価値算出手段７１７にて、再度、解像度評価値
の算出を行う。なお、解像度評価値の算出は、ワイド
（大）、ミドル（中）、テレ（小）の順に行うものとす
る。

【００９９】(3) 次に、歪曲収差量の算出を行う（処
理ＳＡ４）。具体的には、図２２に示されるフローチャ
ートにしたがって実行される。 (3-1) 撮像素子制御手段７１２は、蓄積手段７１６の
設計データ蓄積部７１６Ｂに格納された設計データに基
づいて制御信号を出力し、調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ
〜６２０ｄを初期位置に移動させる（処理ＳＡ４１：撮
像素子移動手順）。 (3-2) 端部画像検出手段７１１は、画像領域の四隅角
部に形成されたテストパターンＰＡ１〜ＰＡ４を特定
し、画像を検出する（処理ＳＡ４２：端部画像取得手
順）。なお、テストパターンＰＡ１〜ＰＡ４画像の特定
は、画像処理の一手法であるパターンマッチング処理に
より自動的に探すことにより行われる。 (3-3) 歪曲収差量算出手段７１３は、端部画像検出手
段７１１によって検出された画像の輝度値を取得する
（処理ＳＡ４３）。輝度値の取得は、図１９（ａ）に示
されるように、蓄積手段７１６の設計データ蓄積部７１
６Ｂに格納された設計データに基づいて、Ｘ軸方向およ
びＹ軸方向にそれぞれ１画素ラインＡＸ、ＡＹで輝度値
の取得を行う。

【０１００】(3-4) さらに、歪曲収差量算出手段７１
３は、取得された輝度値から境界領域の判定を行う（処
理ＳＡ４４）。境界領域の判定は、図２３に示されるよ
うに、取得された輝度値と所定の輝度値に設定された閾
値とからテストパターンの遮光領域を算出し、その遮光
領域の中点に対応する座標を境界領域として特定し、こ
の座標をテストパターン位置と対応づけて蓄積手段７１
６の実測データ蓄積部７１６Ａに格納する。 (3-5) 次に、撮像素子制御手段７１２は、蓄積手段７
１６の設計データ蓄積部７１６Ｂに格納された設計デー
タに基づいて制御信号を出力し、測定用ＣＣＤカメラ６
４０を移動させ、上記と同様な手順でテストパターンＰ
Ｂの撮像、輝度値取得、および境界領域の判定を行う。
また、テストパターンＰＢの測定は、ＰＢ１〜ＰＢ１２
の順で行われる。そして、歪曲収差量算出手段７１３
は、蓄積手段７１６の実測データ蓄積部７１６Ａに格納
された前記テストパターンの座標データに基づいて、テ
ストパターンＰＢ１〜ＰＢ１２の全ての位置で境界領域
判定が行われているか否かを判定し（処理ＳＡ４５）、
全ての位置で行われていない場合には、次の測定位置を
設定し、設定された移動量に基づいて撮像素子制御手段
７１２に制御信号が送られる。なお、テストパターンＰ
Ｂの輝度値取得は、図１９（ｂ）に示されるように、矩
形状の遮光部２０Ｂの辺縁に直交する一画素ラインで取
得される。

【０１０１】(3-6) 次に、歪曲収差量算出手段７１３
は、蓄積手段７１６の実測データ蓄積部７１６Ａに格納
された前記テストパターンＰＡおよびＰＢ全ての座標デ
ータに基づいて、投写画像の歪み量および歪曲収差量を
算出する（処理ＳＡ４６：歪曲収差量算出手順）。具体的に、投写画像の歪み量は、図２４に示すように、
四隅角部に形成されたテストパターンＰＡ１〜ＰＡ４の
座標データに基づいて算出される。歪曲収差量算出手段
７１３は、蓄積手段７１６の実測データ蓄積部７１６Ａ
に格納された四隅角部に形成されたテストパターンＰＡ
１〜ＰＡ４の座標データを呼び出し、テストパターンＰ
Ａ２で算出した座標とテストパターンＰＡ３で算出した
座標との距離Ｄ２３と、テストパターンＰＡ１で算出し
た座標とテストパターンＰＡ４で算出した座標との距離
Ｄ１４とを算出し、数２０で画像の歪み量ε１（％）を
求める。

【０１０２】

【数２０】

【０１０３】また、歪曲収差量は、図２５に示されるよ
うに、テストパターンＰＡ１〜４およびテストパターン
ＰＢ１〜ＰＢ１２で算出された全ての座標データに基づ
いて算出される。歪曲収差量算出手段７１３は、蓄積手
段７１６の実測データ蓄積部７１６Ａに格納されたテス
トパターンＰＡ１〜ＰＡ４およびＰＢ１〜ＰＢ１２の座
標データを呼び出す。そして、投写画像の辺縁毎に各５
点の座標データを用いて近似曲線Ｃ１２、Ｃ２３、Ｃ３
４、Ｃ４１を算出し、さらに、テストパターンＰＡ１〜
ＰＡ４の座標データに基づいて、直線Ｌ１２、Ｌ２３、
Ｌ３４、Ｌ４１を算出する。算出された４つの近似曲線
と４つの直線とによって形成される閉曲線で囲まれた面
積Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４を算出し、算出された４つの
面積と設計上の投写画像の面積Ｉ０に基づいて、数２１
で歪曲収差量ε２（％）を求める。

【０１０４】

【数２１】

【０１０５】ここで、図２５に示されるような糸巻き型
歪曲である場合、歪曲収差量ε２（％）はマイナスの値
で算出され、反対に樽型歪曲の場合には、歪曲収差量ε
２（％）はプラスの値で算出される。

【０１０６】(3-7) 歪曲収差量算出手段７１３は、上
記によって算出された画像の歪み量と投写レンズ１６０
の歪曲収差量をレンズの製造番号に対応付けて蓄積手段
７１６の実測データ蓄積部７１６Ａに格納する。 (4) 次に投写画像の面内照度を算出する（処理ＳＡ
５）。具体的には、図２６に示されるフローチャートに
したがって実行される。 (4-1) 照度検出装置６５０は、画像領域下縁中央に位
置するテストパターン１０Ａの照度Ｌｏを測定する（処
理ＳＡ５１：所定位置照度取得手順）。面内照度算出手
段７１４は、蓄積手段７１６の実測データ蓄積部７１６
Ａに格納された入力レベルデータを呼び出し、前記テス
トパターン１０Ａ位置で算出された入力レベル値Ｉｉｏ
と照度Ｌｏを対応付ける（処理ＳＡ５２）。 (4-2) 面内照度算出手段７１４は、その他の位置にお
ける照度Ｌｅを、該位置における入力レベル値Ｉｉｅ
と、テストパターン１０Ａの照度Ｌｏと入力レベル値Ｉ
ｉｏとに基づいて、数２２で算出する（処理ＳＡ５３：
面内照度算出手順）。

【０１０７】

【数２２】

【０１０８】(4-3) 面内照度算出手段７１４は、上記
によって算出された面内照度を投写レンズ１６０の製造
番号と対応付けて蓄積手段７１６の実測データ蓄積部７
１６Ａに格納する。

【０１０９】前述のような第２実施形態によれば、前記
(1)〜(5)と同様の効果の他、 (6) 本実施形態におけるレンズの評価装置は、処理部
７１０に端部画像検出手段７１１と、撮像素子制御手段
７１２と、歪曲収差量算出手段７１３とを備え、検査シ
ート５５０には複数のテストパターン１０Ａを全て囲う
ように矩形枠状の遮光部２０Ｂが形成され、該遮光部２
０Ｂには矩形状輪郭に沿ってテストパターンＰＡ、ＰＢ
が配置されていることにより、撮像素子制御手段７１２
は、調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄおよび測定
用ＣＣＤカメラ６４０を移動制御し、端部画像検出手段
７１１は遮光部２０Ｂの矩形状輪郭に沿って配置された
テストパターンＰＡ、ＰＢの画像を検出し、歪曲収差量
算出手段７１３は検出されたテストパターンＰＡ、ＰＢ
画像に基づいて、投写画像の外形形状を特定して投写画
像の歪み量ε１および投写レンズ１６０の歪曲収差量ε
２を見積もることができる。したがって、迅速かつ高精
度に投写レンズ１６０の良否を判断できる。

【０１１０】(7) 投写レンズ１６０の歪曲収差量の算
出（処理ＳＡ４）において、輝度値の取得（処理ＳＡ４
３）は遮光部２０Ｂに配置されたテストパターンＰＡ、
ＰＢを一画素ラインで輝度値を取得し、境界領域の判定
（処理ＳＡ４４）は取得された輝度値と所定の輝度値に
設定された閾値とから遮光領域を特定し、遮光領域の中
点位置を境界領域としているので、遮光部２０Ｂの形状
を高精度に特定することができ、歪曲収差量を適切に評
価することができる。 (8) 処理部７１０は、解像度評価値算出手段７１７と
面内照度算出手段７１４とを備え、スクリーン上の画像
領域下縁中央に照度検出装置６５０が配置されているの
で、面内照度算出手段７１４は、解像度評価値算出手段
７１７により算出された複数の入力レベル値Ｉｉｅおよ
びＩｉｏと、照度検出装置６５０により測定された照度
Ｌｏとに基づいて投写画像の面内照度Ｌｅを算出するこ
とができる。ここで、解像度評価値算出手段７１７は入
力レベル値をバックグラウンド輝度値Ｉｏを加味して補
正処理しているので、投写画像の面内照度Ｌｅを同様の
基準で評価することができる。したがって、評価対象と
なる投写レンズ１６０の種類、スクリーン５００に表示
された解像度評価用のテストパターン１０Ａの位置等に
影響されることなく、投写レンズ１６０の面内照度を適
切に評価することができる。

【０１１１】(9) 検査対象となる投写レンズ１６０
は、図示しない複数の集光素子を光軸方向に沿って配置
した組レンズとして構成され、各集光素子相互の位置を
変更することで、投写される画像の大きさをワイド
（大）、ミドル（中）、テレ（小）の３段階に変更する
ことができ、投写レンズ１６０による投写画像をワイド
（大）、ミドル（中）、テレ（小）の３つの状態で解像
度評価値ＭＴＦを算出して投写レンズ１６０の良否を判
断するので、投写レンズ１６０をプロジェクタに組み込
んだ時に、画像の大きさを変更した場合に生じる解像度
評価値ＭＴＦのずれを低減させたプロジェクタを提供で
きる。 (10) 処理部７１０は、蓄積手段７１６を備えているこ
とにより、撮像素子制御手段７１２は蓄積手段７１６の
設計データ蓄積部７１６Ｂに格納された設計データに基
づいて、調整用ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄを投写
画像に対応した初期位置に移動させ、測定用ＣＣＤカメ
ラ６４０を所定の移動量で移動制御することができる。
また、解像度評価値算出手段７１７、歪曲収差量算出手
段７１３、および面内照度算出手段７１４によって算出
された投写レンズ１６０の評価値を製造番号に対応付け
て蓄積手段７１６の実測データ蓄積部７１６Ａに格納し
ておくことができる。

【０１１２】（５）実施形態の変形本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以
下に示すような変形も含むものである。上記実施形態で
は、ＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０ｄ、６４０の光量調
整手段を、撮像素子への入射光の輝度値と出力信号との
比例関係を維持するために用いていたが、これに限られ
ない。すなわち、バックグラウンド輝度値に変化があっ
た場合、これに応じてＣＣＤカメラ６２０ａ〜６２０
ｄ、６４０の撮像素子に入射する光量を光量調整手段で
調整し、撮像素子に入射する光の光量をバックグラウン
ド輝度値によらず一定にするように構成してもよい。こ
の場合、撮像素子に入射する光の光量が一定になるた
め、従来の数１６で表される式に基づいて解像度評価値
を求めても、同様の基準で評価することができる。

【０１１３】また、上記実施形態では、数１５に表され
た式で解像度評価値ＭＴＦを求めていたが、これに限ら
れない。すなわち、要するに、解像度および照度測定に
際して、バックグラウンド輝度値、最大輝度値、および
最小輝度値に基づいて、解像度評価値を求めるものであ
ればよく、他の式を用いて解像度評価値を算出してもよ
い。さらに、上記実施形態では、投写レンズ１６０の評
価に本発明を用いていたが、これに限られない。すなわ
ち、プロジェクタを構成する他の光学系、プロジェクタ
以外の機器に使用される光学系に本発明を用いてもよ
い。そして、上記実施形態では、平行線型の解像度測定
用のパターンＰＴ１、ＰＴ２を採用していたが、これに
限らず、濃淡が徐々に変化する正弦波応答関数に基づい
た解像度測定用のパターンに本発明を利用してもよく、
さらには、他の解像度用のパターンに本発明を利用して
もよい。

【０１１４】また、第２実施形態では、スクリーン上に
表示された遮光部１０Ｂの辺縁毎にテストパターンＰ
Ａ、ＰＢの座標値から近似曲線Ｃ１２、Ｃ２３、Ｃ３
４、Ｃ４１を算出し、テストパターンＰＡの座標値から
直線Ｌ１２、Ｌ２３、Ｌ３４、Ｌ４１を算出し、算出さ
れた４つの近似曲線および直線によって囲まれた面積Ｉ
１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４に基づいて投写レンズ１６０の歪
曲収差量ε２を算出していたが、これに限らない。すな
わち、歪曲収差量の算出に際して、スクリーン上に表示
された検査シート４５０の遮光部１０Ｂの形状、また
は、画像形成領域の外周形状に基づいて、歪曲収差量を
算出するものであればよく、他の方法を用いて歪曲収差
量を算出してもよい。また、第２実施形態では、照度検
出装置６５０をスクリーン上の画像形成領域下端の中央
に配置したが、これに限らない。解像度評価値を取得す
るテストパターン１０Ａの位置であればよい。あるい
は、移動機構を介して、投写画像面内の複数の位置で照
度を測定できるように構成してもよい。その他、本発明
の実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目
的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

【０１１５】

【発明の効果】前述のような本発明によれば、解像度評
価値を、バックグラウンド輝度値、最大輝度値、および
最小輝度値に基づいて算出しているため、スクリーン上
に投影された画像の明るさが異なっても、バックグラウ
ンド輝度値を加味して補正処理することにより、複数箇
所で取得した最大輝度値、最小輝度値に基づいて算出さ
れた解像度評価値を同様の基準で評価することができ、
プロジェクタの機種、表示画像上の場所等に影響される
ことなく、レンズの解像度を適切に評価することができ
る、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る解像度測定用のテストパターンの
模式図である。

【図２】本発明の作用を説明するためのグラフである。

【図３】本発明の作用を説明するためのグラフである。

【図４】本発明の実施形態に係る評価対象となる投写レ
ンズを含むプロジェクタの構造を表す模式図である。

【図５】前記実施形態におけるレンズ評価装置の構造を
表す模式図である。

【図６】前記実施形態におけるレンズ評価装置の構造を
表す模式図である。

【図７】前記実施形態における検査シートを表す側面図
である。

【図８】前記実施形態における検査シートを表す正面図
である。

【図９】前記実施形態における検査シートに含まれる解
像度測定用のパターンを表す正面図である。

【図１０】前記実施形態におけるスクリーン上の撮像素
子の配置を表す正面図である。

【図１１】前記実施形態におけるレンズの評価方法を説
明するためのフローチャートである。

【図１２】前記実施形態におけるレンズの評価方法の測
定領域設定を説明するための模式図である。

【図１３】前記実施形態におけるレンズの評価方法の解
像度評価値を求めるためのグラフである。

【図１４】前記実施形態におけるレンズの評価方法の解
像度評価値を求めるためのグラフである。

【図１５】前記実施形態におけるレンズの評価方法の解
像度評価値を求めるためのグラフである。

【図１６】前記実施形態により求められた解像度評価値
と従来の方法で求められた解像度評価値とを比較するグ
ラフである。

【図１７】前記第２実施形態における処理部の制御構造
を表すブロック図である。

【図１８】前記第２実施形態における検査シートを表す
正面図である。

【図１９】前記第２実施形態における検査シートに含ま
れるテストパターンを表す正面図である。

【図２０】前記第２実施形態におけるスクリーン上の照
度検出装置の配置を表す正面図である。

【図２１】前記第２実施形態におけるレンズの評価方法
を説明するフローチャートである。

【図２２】前記第２実施形態における歪曲収差量の算出
を説明するためのフローチャートである。

【図２３】前記第２実施形態における境界領域の判定を
説明するためのグラフである。

【図２４】前記第２実施形態における画像の歪み量の算
出を説明するための図である。

【図２５】前記第２実施形態におけるレンズの歪曲収差
量を算出するためのグラフである。

【図２６】前記第２実施形態における面内照度の評価方
法を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１０Ａテストパターン２０Ｂ枠状部１６０投写レンズ（レンズ）４１０光源装置（光源）５００スクリーン６１０処理部（信号処理部）６４０測定用ＣＣＤカメラ（撮像素子）６５０照度検出装置７１１端部画像検出手段７１２撮像素子移動手段７１３歪曲収差量算出手段７１７解像度評価値算出手段Ｉｏバックグラウンド輝度値Ｉmax 最大輝度値Ｉmin 最小輝度値ＭＴＦ、ＭＴＦｏ、ＭＴＦｅ解像度評価値Ｉｉ入力レベル値Ｌｏ、Ｌｅ照度Ｓ７バックグラウンド輝度値取得手順Ｓ１０、Ｓ１３最大輝度値取得手順、最小輝度値取得
手順Ｓ１４、ＳＡ２評価値算出手順ＳＡ１入力レベル算出手順ＳＡ４１撮像素子移動手順ＳＡ４２端部画像取得手順ＳＡ４６歪曲収差量算出手順ＳＡ５１所定位置照度取得手順ＳＡ５３面内照度算出取得手順

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅村俊次長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 2H044 AJ06 5C061 BB07 CC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズの解像度を評価するために、解像度
測定用のテストパターンを含む画像光を、前記レンズを
介してスクリーン上に照射し、前記スクリーン上に前記
解像度測定用のテストパターンの画像を表示して、表示
されたテストパターン画像の輝度を撮像素子を用いた画
像取り込み装置で検出し、検出された輝度値に基づいて
解像度評価値を算出するレンズの評価方法であって、前記テストパターンが形成されていない、バックグラウ
ンド部分の輝度値を、前記撮像素子を用いた画像取り込
み装置により取得するバックグラウンド輝度値取得手順
と、前記テストパターン画像中の最大輝度値を、前記撮像素
子を用いた画像取り込み装置により取得する最大輝度値
取得手順と、前記テストパターン画像中の最小輝度値を、前記撮像素
子を用いた画像取り込み装置により取得する最小輝度値
取得手順と、これら各手順で得られたバックグラウンド輝度値、最大
輝度値、および最小輝度値に基づいて、解像度評価値を
算出する評価値算出手順とを備えていることを特徴とす
るレンズの評価方法。
【請求項２】請求項１に記載のレンズの評価方法におい
て、前記評価値算出手順によって算出される解像度評価値Ｍ
ＴＦは、バックグラウンド輝度値をＩｏ、最大輝度値を
Ｉmax、最小輝度値をＩminとすると、【数１】で与えられることを特徴とするレンズの評価方法。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載のレンズの
評価方法において、前記撮像素子は電荷結合素子であり、この電荷結合素子
の輝度値に対する出力が比例関係にある部分で前記バッ
クグラウンド輝度値取得手順と、前記最大輝度値取得手
順と、前記最小輝度値取得手順とが実施されることを特
徴とするレンズの評価方法。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれかに記載の
レンズの評価方法において、前記レンズは、複数の集光素子を光軸方向に沿って配置
した組レンズとして構成され、各集光素子相互の位置を
変更することで投影像を拡大縮小するズーム機能を具備
し、少なくともこのレンズの最小倍率および最大倍率のそれ
ぞれで前記バックグラウンド輝度値取得手順、最大輝度
値取得手順、最小輝度値取得手順、および評価値算出手
順が実施されることを特徴とするレンズの評価方法。
【請求項５】請求項１から請求項３のいずれかに記載の
レンズの評価方法において、前記撮像素子は、前記スクリーン面に沿って移動可能に
構成され、前記スクリーン上に投影された投写画像の外周端部に沿
ってこの撮像素子を移動させる撮像素子移動手順と、この撮像素子移動手順による移動中に、所定の位置で前
記投写画像の端部画像を、前記撮像素子を用いた画像取
り込み装置により取得する端部画像取得手順と、この端部画像取得手順で取得された前記投写画像の端部
画像に基づいて、前記投写画像の歪曲収差量を算出する
歪曲収差量算出手順とを備えていることを特徴とするレ
ンズの評価方法。
【請求項６】請求項５に記載のレンズの評価方法におい
て、前記テストパターンが形成される検査シートは、前記投
写画像の形成領域の外周近傍に形成される枠状部を備
え、前記端部画像取得手順は、前記スクリーン上に形成され
た枠状部の画像を取得することを特徴とするレンズの評
価方法。
【請求項７】請求項１から請求項６のいずれかに記載の
レンズの評価方法において、前記バックグラウンド輝度値、前記最大輝度値、前記最
小輝度値に基づいて入力レベル値を算出する入力レベル
値算出手順を備え、前記バックグラウンド輝度値取得手順、前記最大輝度値
取得手順、前記最小輝度値取得手順、および前記入力レ
ベル値算出手順は、前記投写画像内の複数の位置で実施
され、前記投写画像のうち、これらの手順が実施された所定位
置における照度を取得する所定位置照度取得手順と、前記所定位置における入力レベル値および照度と、他の
位置における入力レベル値とに基づいて、該他の位置の
照度を算出して前記投写画像全体の面内照度を算出する
面内照度算出取得手順とを備えていることを特徴とする
レンズの評価方法。
【請求項８】請求項７に記載のレンズの評価方法におい
て、前記他の位置の照度Ｌｅは、該位置における入力レベル
値をＩｉｅ、前記所定位置における入力レベル値をＩｉ
ｏ、該位置における照度をＬｏとすると、【数２】で与えられることを特徴とするレンズの評価方法。
【請求項９】レンズの解像度を評価するためのレンズ評
価装置であって、解像度測定用のテストパターンが形成された検査シート
と、この検査シートに光を照射して前記テストパターンを含
む画像光を前記レンズに導入する光源と、前記レンズから照射された画像光を投影するスクリーン
と、このスクリーンに表示されたテストパターンの画像を撮
像する撮像素子と、この撮像素子で撮像された画像を取り込んで画像信号を
生成する画像取り込み部と、この画像取り込み部から出力される画像信号に基づい
て、解像度評価値を演算処理する解像度評価値算出手段
を含む信号処理部とを備え、前記撮像素子には、該撮像素子に入射する光の光量を調
整する光量調整手段が設けられ、この光量調整手段は、
前記信号処理部からの制御信号に基づいて制御されるこ
とを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項１０】請求項９に記載のレンズ評価装置におい
て、前記解像度評価値算出手段は、前記検査シートのテスト
パターンが形成されていない部分のバックグラウンド輝
度値、前記テストパターン画像中の最大輝度値、および
前記テストパターン画像中の最小輝度値に基づいて、前
記解像度評価値を演算処理することを特徴とするレンズ
評価装置。
【請求項１１】請求項１０に記載のレンズ評価装置にお
いて、前記解像度評価値算出手段は、解像度評価値ＭＴＦを、
バックグラウンド輝度値をＩｏ、最大輝度値をＩmax、
最小輝度値をＩminとすると、【数３】で算出することを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項１２】請求項９から請求項１１のいずれかに記
載のレンズ評価装置において、前記撮像素子を前記スクリーン面に沿って移動させる撮
像素子移動機構を備え、前記信号処理部は、この撮像素子を前記スクリーン上に
投影された投写画像の外周端部に沿って移動制御する撮
像素子制御手段と、この撮像素子制御手段による撮像素子の移動中に、所定
の位置で前記投写画像の端部画像を、撮像素子を用いた
画像取り込み装置により取得する端部画像検出手段と、この端部画像検出手段で取得された投写画像の端部画像
に基づいて、前記投写画像の歪曲収差量を算出する歪曲
収差量算出手段とを備えていることを特徴とするレンズ
評価装置。
【請求項１３】請求項１２に記載のレンズ評価装置にお
いて、前記検査シートは、スクリーン上に投影される投写画像
の形成領域の外周近傍に形成される枠状部を備えている
ことを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項１４】請求項１２または請求項１３に記載のレ
ンズ評価装置において、前記投写画像中の所定位置の照度を検出する照度検出装
置を備えていることを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項１５】請求項１４に記載のレンズ評価装置にお
いて、前記解像度評価値算出手段は、前記バックグラウンド輝
度値、前記最大輝度値、および前記最小輝度値に基づい
て、入力レベル値を演算処理し、該解像度評価値取得手段による入力レベル値の取得は、
照度が検出される所定位置を含む投写画像内の複数の位
置で行われ、前記信号処理部は、前記照度検出装置で検出された所定
位置の照度と、前記解像度評価値算出手段で算出された
所定位置の入力レベル値および他の位置の入力レベル値
とに基づいて、他の位置の照度を算出して前記投写画像
全体の面内照度を算出する面内照度算出手段を備えてい
ることを特徴とするレンズ評価装置。