JP2002267409A - チャート画像を投影する機能を有する投影機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート状のチャートを用いずに、対象物の投
影像を、基準となるチャートと比較対象できるようにす
ることができる投影機を提供する。 【解決手段】 チャート画像を、投影面１５３において
観察可能に表示する画像表示装置２００を備える。画像
表示装置２００は、チャート画像を表示するための表示
素子２３０と、画像データを生成して、表示素子２３０
に表示させる表示制御装置２１０，２２０と、チャート
画像を拡大または縮小表示するための倍率変更指示を受
け付ける手段１７０とを有する。表示制御装置２１０
は、倍率変更指示に応じて、チャート画像を拡大または
縮小して、表示素子２３０に表示させる。倍率変更指示
を確定させる指示を受け付けて、確定された倍率変更指
示によって変更された倍率を記憶する手段２１０を有す
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、物体の検査、測定
等に際し、当該物体の像を投影する技術に係り、特に、
物体像と、チャートと呼ばれる基準図形とを比較対照し
て検査、測定等を行うことに用いることができる技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】投影機は、スクリーンと、対象となる物
体（被測定物）を載置する載置面と、載置面に載置され
た被測定物を照明する照明部と、照明部により照明され
た被測定物の拡大像をスクリーン上に投影する拡大投影
光学系とを有する。

【０００３】投影機を用いて、被測定物の寸法の合否判
定を行う方法として、チャート測定と呼ばれる比較測定
がある。これは、投影機のスクリーン上にチャートと呼
ばれるシートを貼り付け、チャートに描かれた被測定物
の寸法許容差を示す刻線の範囲内に、被測定物の像が収
まっていれば合格とするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】投影機でチャート測定
を行なう場合、対象となる被測定物に対応するチャート
を、スクリーン上に貼り付けるという作業を行う。一般
に、被測定物毎にチャートが異なるため、被測定物が替
わると、その都度チャートを付け替えることが必要とな
る。しかも、同じ被測定物であっても、精度確保等のた
めに、拡大倍率を高くすると、各測定箇所ごと、すなわ
ち、拡大投影される部分ごとに、それぞれ対応するチャ
ートを用意しなければならない。もちろん、倍率を変え
るたびに、また、拡大部分を替える毎に、対応するチャ
ートに貼り替える手間が必要となる。

【０００５】また、チャート付け替えの手間だけでな
く、チャート自体の保存管理の問題がある。すなわち、
被測定部対応に、また、拡大倍率対応に、さらに、拡大
箇所毎に、チャートが複数設けられる。そのため、多数
のチャートが存在することとなる。その結果、被測定部
が増えるに応じて、チャートの保存、管理に手間がかか
るという問題がある。

【０００６】本発明は、チャートの保存管理の手間を省
いた投影機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、本発明の第１の態様は、対象物の像を投影面に投影
する投影機において、前記投影面にチャート画像を表示
する画像表示装置を備える。そして、前記画像表示装置
は、前記チャート画像の表示倍率を可変とすることがで
きる。

【０００８】また、本発明の第２の態様は、対象物の像
を投影面に投影する投影機において、前記投影面にチャ
ート画像を投影する画像表示装置と、前記チャート画像
の投影倍率を変更する投影倍率変更手段とを備える。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。本発明の実施形態では、スク
リーンに表示されるチャート画像の寸法が、実際の寸法
と正確に対応するよう、倍率補正を行うことできるよう
にした例について述べる。

【００１０】以下の実施形態では、対象物体（被測定
物）の像を投影すると共に、基準となる図形（チャー
ト）の画像を投影像と重ねて表示することで、対象物体
の寸法測定および検査を行う場合を例として説明する。
もちろん、本発明は、このような測定および検査に限定
されるものではない。

【００１１】図１に、本発明の実施形態に係る投影機の
構成を示す図である。図１に示す投影機は、被測定物を
投影する本来の投影装置１００の部分と、チャートを示
すチャート画像を、前記投影装置の投影面において観察
可能に表示する画像表示装置２００とを備える。

【００１２】投影装置１００は、被測定物を照明する照
明系１１０と、被測定物を載置するステージ１２０と、
被測定物像を投影すると共に、チャート画像を投影する
投影系１４０Ａ、Ｂと、被測定物の投影像およびチャー
ト画像を表示するスクリーン１５０と、操作パネル１７
０とを有する。

【００１３】照明系１１０は、落射照明を行う落射照明
器１１１と、透過照明を行う透過照明器１１２とを有す
る。

【００１４】ステージ１２０は、ＸＹ各方向への送り機
構（図示せず）を備えている。この他に、ステージ１２
０には、図示していないが、光軸方向への移動を行うＺ
軸方向への送り機構を備えている。これにより、投影レ
ンズ系１４６を被測定物に合焦させることができる。ス
テージ１２０の被検面１２１に被測定物が載置される。

【００１５】投影系は、被測定物の投影像を生成する第
１の投影系１４０Ａと、チャート画像の投影像を生成す
る第２の投影系１４０Ｂとを有する。第１の投影系１４
０Ａと第２の投影系１４０Ｂとは、スクリーン１５０に
投影する際には、光軸が共通となるように配置される。

【００１６】第１の投影系１４０Ａは、被測定物の像を
拡大して、スクリーン１５０に投影するための投影レン
ズ系１４６と、小ミラー１４１および大ミラー１４３と
を有する。ミラー１４１、１４３は、光路の向きを変更
するものであり、必要に応じて増減することができる。
投影レンズ系１４６には、落射照明のためのハーフミラ
ー１４７が配置されている。

【００１７】第２の投影系１４０Ｂは、後述する液晶表
示素子２３０に表示される画像を拡大して、スクリーン
１５０に投影するための投影レンズ系１４８と、投影レ
ンズ系１４８からの出射光を、大ミラー１４３に向ける
と共に、小ミラー１４１からの光を透過させるハーフミ
ラー１４４とを有する。ここで、大ミラー１４３は、第
１の投影系１４０Ａと第２の投影系１４０Ｂにおいて共
用される。

【００１８】スクリーン１５０は、投影系１４０Ａ、Ｂ
によって投影される投影像およびチャート画像を表示す
る。このスクリーン１５０は、本実施形態では、一つの
装置として、他の要素である、照明系１１０、ステージ
１２０、および、投影系１４０Ａ、Ｂと共通の筐体に設
けられる。もちろん、スクリーン１５０を、投影系１４
０Ａ、Ｂ等が収容される筐体とは別に設けることもでき
る。スクリーン１５０の投影面１５３に、投影像および
チャート画像が表示される。

【００１９】操作パネル１７０は、投影装置の筐体の一
部に配置される。例えば、図４に示すように、拡大、縮
小の倍率変更指示を行うための倍率変更指示部１７１
と、変更指示を確定する指示を受け付ける確定部１７９
とを有する。倍率変更指示部１７１は、拡大指示につい
て３段階、縮小指示について３段階それぞれ、スイッチ
入力するためのボタン１７２〜１７７が配置されてい
る。本実施形態では、ボタン１７３、１７５、１７７の
順に拡大倍率が大きくなるように配置されている。そし
て、それが操作員に容易に分かるように、ボタンのサイ
ズが順次大きくなるように設けてある。これは、縮小ボ
タンも同様で、ボタン１７２、１７４、１７６の順に縮
小倍率が大きくなるように配置されている。そして、ボ
タンサイズが順次大きくなるように設けてある。

【００２０】画像表示装置２００は、図１に示すよう
に、液晶表示素子２３０と、この液晶表示素子２３０に
チャート画像を表示させる表示制御装置を構成する、情
報処理装置２１０および表示駆動回路２２０とを有す
る。液晶表示素子２３０は、例えば、液晶セルをマトリ
クス状に配置したＴＦＴカラー液晶パネルで構成され
る。本実施形態では、透過光により表示を行うバックラ
イト式の液晶表示素子である。このため、バックライト
２３１を有している。外部から与えられる表示信号電圧
に応じて各液晶セルが光を透過したり遮断したりするこ
とより、画像が表示される。この液晶表示素子２３０
は、投影レンズ系１４８によりその表示画像が拡大投影
できる位置に配置される。従って、液晶表示素子２３０
により表示される画像は、第２投影系１４０Ｂ、すなわ
ち、投影レンズ系１４８、ハーフミラー１４４および大
ミラー１４３を介してスクリーン１５０の投影面１５３
に投影され表示される。その結果、被測定物の投影像
と、液晶表示素子２３０に形成されるチャート画像とが
同じスクリーン１５０の投影面１５３に表示されること
となる。

【００２１】表示駆動回路２２０は、情報処理装置２１
０からの画像データに基づいて液晶表示素子２３０を駆
動するための信号電圧を生成して、液晶表示素子２３０
を駆動する。

【００２２】情報処理装置２１０は、一般的なコンピュ
ータで構成される。例えば、図２に示すように、情報処
理装置本体２１１と、キーボード２１２およびマウス２
１３を含む入力装置と、プログラム、データ等を記憶す
るハードディスク装置等の外部記憶装置２１４とを有す
る。情報処理装置本体２１１は、各種処理を行う中央演
算処理ユニット（ＣＰＵ）２１１ａと、ＣＰＵ２１１ａ
のプログラム等を記憶するリードオンリーメモリ（ＲＯ
Ｍ）２１１ｂと、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２
１１ｃとを有する。

【００２３】また、情報処理装置２１０には、原チャー
トデータ保持装置３００と、表示駆動回路２２０と、操
作パネル１７０とが接続される。操作パネル１７０は、
複数のスイッチを含む。これらのスイッチは、押圧され
たとき、それぞれに割り振られた特定のコードを示すパ
ルス信号を出力する。情報処理装置２１０は、これらの
スイッチからのコード対応に予め定められた指令を出力
する。

【００２４】原チャートデータ保持装置３００は、本実
施形態で、被測定物と比較対照される基準となる図形デ
ータである原チャートデータを記憶している。この装置
３００は、例えば、ＣＡＤシステム等で構成される。原
チャートデータとしては、例えば、被測定物の設計デー
タが挙げられる。この設計データに基づいて、チャート
画像を生成する。この原チャートデータは、被測定物毎
にファイルに格納されて保存されている。本実施形態で
は、原チャートデータ保持装置３００を独立に設けてい
るが、情報処理装置２１０において原チャートデータを
保管するようにしてもよい。

【００２５】本実施形態では、表示装置として、液晶表
示素子２３０が接続される。しかし、この他に、情報処
理装置２１０固有の表示装置を別途接続してもよい。そ
の表示装置には、チャート画像は表示することは可能で
ある。しかし、被測定物の投影像は表示されない。

【００２６】本実施形態では、外部記憶装置２１４に
は、情報処理装置２１０において実行するプログラムが
インストールされている。このプログラムは、例えば、
ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から読み込むことにより、ま
た、ネットワークを介してダウンロードすることにより
取得することができる。例えば、図３に示すような機能
を実現するプログラムモジュールを含む。すなわち、メ
ニュー表示処理２１１０、チャート画像表示補正値取得
処理２１２０と、チャート画像表示処理２１３０とを有
する。チャート画像表示補正値取得処理２１２０では、
補正操作処理２１２１と、倍率補正値演算処理２１２２
とを有する。チャート画像表示処理２１３０は、例え
ば、後述する図６に示すような処理を行う。

【００２７】画像表示装置２００により、スクリーン１
５０に表示されるものは、原チャートデータが保持する
データによっても異なるが、少なくとも、チャート画像
が表示される。この他に、文字データ等の付帯表示を行
うことができる。本実施形態では、この付帯表示データ
には、当該原チャートデータのファイル名、被測定物の
名称、コード、用途、その他注意事項などを表示するこ
とができる。文字データ等は、付帯表示部（図示せず）
に表示させるようにすることができる。付帯表示部は、
ウインドウを設けて表示する構成とすることができる。
このようにすると、チャート画像とは独立に、表示位置
を決めることができる。また、ウィンドウのサイズを変
更することで、表示できる文字数を増減することも可能
となる。また、付帯表示データを複数階層に分け、それ
に対応して、ウインドウも階層構造とし、ウインドウを
選択することで異なる階層のデータを見ることができる
ようにすることもできる。

【００２８】次に、本実施形態における動作について説
明する。特に、チャート画像表示の際の補正処理つい
て、さらに、図４〜図６を参照して説明する。なお、以
下の例では、説明を簡単にするため、Ｘ方向について補
正値を取得する例について説明する。ただし、本発明
は、これに限られない。Ｙ方向についても補正値を取得
するようにしてもよい。

【００２９】投影装置１００および画像表示装置２００
を共に起動する。この後、スクリーン１５０には、情報
処理装置２１０がメニュー表示処理プログラム２１１０
（図３）を実行することにより、当該投影機のメニュー
が表示される。メニューには、図示していないが、チャ
ート画像表示補正値取得処理を行うか、検査、測定のた
めのチャート画像表示を行うかの選択肢を表示し、その
選択を受け付ける。ここでは、チャート画像表示補正値
取得処理が選択されたものとする。なお、この処理は、
装置を最初に使用するとき、また、経年変化、表示条件
の変更等に伴って、補正値を校正する必要があるときに
行えば足りる。従って、通常は、この処理を選択せず、
検査、測定のためのチャート画像表示を行う選択肢が選
択される。

【００３０】まず、補正操作処理２１２１（図３）を実
行する。それに先立ち、図５（ａ）に示す基準スケール
５７１をステージ１２０に載せる。そして、投影レンズ
系１４６を目的の投影倍率に設定する。図５（ｂ）は、
その状態で、投影系１４０Ａ、Ｂを介してスクリーン１
５０の投影面１５３に投影されている基準スケール５７
１の目盛５７２を示す。一方、画像表示装置２００は、
図５（ｂ）に示されるスケール５７１と同じ大きさにな
るはずの、例えば、長さが“１”となるばずの基準図形
を液晶表示素子２３０に描画する。

【００３１】ここで、情報処理装置２１０が液晶表示装
置２３０に図形を表示させる際の単位寸法に対応する画
素数は既知であり、図形の寸法に対応する画素数は求め
られる。これによって、所定の寸法の図形を液晶表示装
置２３０に描画することができる。

【００３２】ここで、目盛５７２の示す長さ“１”が１
０ｍｍに対応するとする。そして、１ｍｍに対応する画
素数が１００画素であるならば、１０ｍｍという寸法
は、液晶表示素子２３０上で、１０００画素の長さとし
て表示される。

【００３３】なお、液晶表示素子２３０は、画素（液晶
セル）が横方向（Ｘ軸方向）、縦方向（Ｙ軸方向）にマ
トリクス状に配置されているが、横方向、縦方向の画素
ピッチは等しいものとする。すなわち、横方向も縦方向
も同じ画素数に対応する長さは等しい。

【００３４】以上のように、液晶表示素子に基準図形を
表示した結果、投影レンズ系１４８を介して、投影面１
５３に、その基準図形２５１が投影される。図６（ａ）
は、この状態を示しており、目盛５７２の示す長さ
“１”より小さい大きさで基準図形２５１が表示されて
いる。

【００３５】この状態で、情報処理装置２１０は、図８
に示すフローに従って補正処理を実行する。

【００３６】まず、操作パネル１７０の倍率変更指示部
１７１のボタン１７３〜１７７による操作入力を受け付
ける（Ｓ２１０１）。そして、いずれのボタンが押され
たかを入力されるコードに基づいて判定する（Ｓ２１０
２）。ここで、ボタンの種類によって、次のような対応
関係の指令を出力する（Ｓ２１０３ａ〜Ｓ２１０３
ｆ）。

【００３７】 ボタン１７３……＋１画素拡大指令 ボタン１７５……＋５画素拡大指令 ボタン１７７……＋１０画素拡大指令 ボタン１７２……−１画素縮小指令 ボタン１７４……−５画素縮小指令 ボタン１７６……−１０画素縮小指令

【００３８】画素拡大／縮小指令が出されると、情報処
理装置２１０は、基準図形をＸ方向に指令が示す画素数
分拡大または縮小する。この拡大または縮小された図形
の画素サイズをＲＡＭ２１１ｃに記憶させる。そして、
基準図形を、この画素サイズで、液晶表示素子２３０に
再描画して、投影面１５３に投影させる。従って、操作
員は、投影面１５３において、拡大または縮小された基
準図形を見ることができる。その結果、ボタンを押す毎
に、基準図形が拡大または縮小される状態がリアルタイ
ムに示される。

【００３９】いずれかのボタン入力があった後、確定ボ
タン１７９の入力があるかを判定する（Ｓ２１０４、Ｓ
２１０５）。ここで、確定ボタンが押されない場合に
は、ステップＳ２１０１に戻って、さらにボタンが押さ
れるのを待つ。ここで、ボタンが押されると、前述した
と同様に処理される。ただし、複数回、ボタンが押され
ると、拡大または縮小画素数は、それまでの拡大／縮小
画素に加算され、ＲＡＭ２１１ｃに格納される。

【００４０】一方、確定ボタン１７９が押された場合、
すなわち、操作員が、基準図形２５１が目盛５７２と一
致したと判断して、確定ボタン１７９が押された場合に
は、前述したＲＡＭ２１ｃに格納されている拡大／縮小
された図形である修正基準図形のパターン画素サイズを
読み出す（Ｓ２１０６）。

【００４１】そして、情報処理装置２１０は、倍率補正
値演算処理を行う。これは、ＲＡＭ２１ｃから読み出し
た基準図形の長さに対する画素数（パターン画素サイ
ズ）と、基準スケール５７１の目盛の寸法（パターン寸
法。ここでは、長さ“１”に対応する寸法）とを用い
て、次式により倍率補正値αを求める。

【００４２】倍率補正値α＝パターン画素サイズ／パタ
ーン寸法……（１） この倍率補正値αは、単位寸法当たりの対応する画素数
を表している。

【００４３】前述のように、単位寸法に対応する画素数
は既知であるが、ここでは、基準図形の長さに対応する
画素数で図形を表示し、それを基準スケール５７１と比
較することにより、既知の値に対する補正値を求めてい
るわけである。

【００４４】情報処理装置２１０は、得られた倍率補正
値αを、外部記憶装置２１４に格納する（Ｓ２１０
７）。そして、後述する検査、測定時に、同じ倍率の投
影レンズ系１４６を用いる場合に、チャート画像を描画
して表示する際に補正値として用いる。なお、この倍率
補正値αは、固定倍率の場合には、１種類、計算すれば
よい。一方、倍率を変更する場合には、各倍率につい
て、前述した処理を行って、倍率毎に補正を求める。す
なわち、情報処理装置２１０は、投影系の倍率毎に、前
記倍率補正値αを求める処理を行い、求めた倍率補正値
を倍率対応に記憶する。

【００４５】次に、前述したメニューにおいて、検査、
測定のためのチャート画像表示を行うことが選択された
場合について、図９を参照して説明する。ここでは、チ
ャート画像を前記表示素子に描画する際、当該チャート
画像の図形要素について、前記倍率補正値を用いて大き
さの補正処理を行う。なお、倍率補正値が求められてい
ない場合には、補正処理は行わない。

【００４６】まず、投影機において測定の対象となる被
測定物を、ステージ１２０の被検面１２１に載せて、投
影レンズ系１４６を合焦させて、測定の準備を行う。こ
の状態では、被測定物は、例えば、落射照明器１１１か
らの落射照明で照明され、被測定物からの反射光が投影
レンズ系１４６で拡大され、スクリーン１５０の投影面
１５３に投影される。この状態で、被測定物の投影像を
見ることができる。

【００４７】ついで、情報処理装置２１０による測定処
理を開始させる。情報処理装置２１０は、まず、チャー
ト図面データ入力処理を行う（Ｓ２１３１）。そのため
に、原チャートリストの表示を行う。ここで、原チャー
トリストは、当該情報処理装置２１０が、外部記憶装置
２１４に予め格納しておき、それを表示する。もちろ
ん、原チャートデータ保持装置３００から読み出して表
示してもよい。原チャートリストの表示は、例えば、図
７に示すように行う。液晶表示素子２３０に、原チャー
トリスト表示画面を生成するデータを送って、スクリー
ン１５０の投影面１５３に、原チャート選択ウインドウ
２８０を表示させる。原チャート選択ウインドウ２８０
では、例えば、「原チャートを選択して下さい」という
メッセージ２８１と、選択枠２８２内に、原チャートデ
ータがそれぞれ格納された複数のファイルを示すアイコ
ン２８４を表示させる。この状態で、マウス２１３のク
リックによる選択を待つ。ここで、いずれかの原チャー
トが選択されると、選択された原チャートのファイルか
ら対象チャートのデータを読み出す。

【００４８】次に、情報処理装置２１０は、投影レンズ
の情報を取得する（Ｓ２１３２）。これは、例えば、キ
ーボード２１２から入力を受け付けることができる。な
お、予め投影レンズの情報を取得して記憶装置２１４に
記憶させておくこともできる。

【００４９】次に、情報処理装置２１０は、前述した倍
率補正値αを取得する（Ｓ２１３３）。ただし、この値
については、既に、求められているので、外部記憶装置
２１４から読み出す。また、情報処理装置２１０は、液
晶表示素子２３０の中心座標Ｐ０を取得する（Ｓ２１３
４）。

【００５０】情報処理装置２１０は、図面データ、すな
わち、原チャートデータから図形情報取得する（Ｓ２１
３５）。そして、図形データから、その図形要素を順次
取り出して、その要素がどのような種類か判断する（Ｓ
２１３６）。

【００５１】図形要素が、直線である場合には、その開
始点Ｐ１および終了点Ｐ２の描画位置を計算する（Ｓ２
１３７１、Ｓ２１３７２）。すなわち、中心Ｐ０の座標
を（Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙ）、原チャートデータから取得した
開始点Ｐ１の座標を（Ｐ１ｘ，Ｐ１ｙ）、終了点Ｐ２の
座標を（Ｐ２ｘ，Ｐ２ｙ）とすると、求める描画位置の
開始点ｐ１、終了点ｐ２の座標（Ｐ１ｘ，Ｐ１ｙ）、
（Ｐ２ｘ，Ｐ２ｙ）は、

【００５２】ｐ１ｘ＝（Ｐ１ｘ−Ｐ０ｘ）＊α ｐ１ｙ＝（Ｐ１ｙ−Ｐ０ｙ）＊α ｐ２ｘ＝（Ｐ２ｘ−Ｐ０ｘ）＊α ｐ２ｙ＝（Ｐ２ｙ−Ｐ０ｙ）＊α

【００５３】という計算により求められる。そして、ｐ
１、ｐ２の値を求める。なお、ここでは、ＸＹ座標につ
いて共に補正値がαであるとして、各点のｘｙ座標を用
いて、直線の開始点および終了点を求める。そして、そ
れに基づいて直線を描画する（Ｓ２３３７３）。

【００５４】次に、全図形の描画が終わったかを調べ、
終わっていない場合には、ステップ２１３４５に戻っ
て、次の図形要素を取り出して、図形の種類に応じて、
描画のための処理を行う。ここで、図形が円である場合
には、チャートの中心点ｏの描画位置と、半径ｒのサイ
ズを求める計算を行う（Ｓ２１３７４、Ｓ２１３７
５）。すなわち、原チャートデータから取得した円の中
心点の座標が（Ｏｘ，Ｏｙ）、半径がＲであるとする
と、描画位置の中心点の座標（ｏｘ，ｏｙ）と半径ｒ
は、

【００５５】ｏｘ＝（Ｏｘ−Ｐ０ｘ）＊α ｏｙ＝（Ｏｙ−Ｐ０ｙ）＊α ｒ＝Ｒ＊α

【００５６】という計算により求められる。そして、ｏ
の座標、ｒの値を求める。そして、ｏ、ｒによって特定
される円を液晶表示素子２３０上に描画する（Ｓ２１３
７６）。

【００５７】次に、全図形の描画が終わったかを調べ、
終わっていない場合には、ステップ２１３４５に戻っ
て、次の図形要素を取り出して、図形の種類に応じて、
描画のための処理を行う。ここで、図形が円弧である場
合には、チャートの中心点ｏの描画位置と、半径ｒのサ
イズを求める計算を行う（Ｓ２１３７７、Ｓ２１３７
８）。すなわち、原チャートデータから取得した円の中
心点の座標が（Ｏｘ，Ｏｙ）、半径がＲであるとする
と、描画位置の中心点の座標（ｏｘ，ｏｙ）と半径ｒ
は、

【００５８】ｏｘ＝（Ｏｘ−Ｐ０ｘ）＊α ｏｙ＝（Ｏｙ−Ｐ０ｙ）＊α ｒ＝Ｒ＊α

【００５９】という計算により求められる。そして、ｏ
の座標、ｒの値を求める。そして、ｏ、ｒと、角度範囲
とによって特定される円弧を液晶表示素子２３０上に描
画する（Ｓ２１３７９）。

【００６０】以上の手順をくり返して、描画すべきチャ
ート画像の基になる図形データについてすべて描画した
後、処理を終わる（Ｓ２１３８）。

【００６１】以上のように、本実施形態では、基準図形
について倍率校正を行って、その倍率補正値αを記憶し
ておくことで、同じ倍率のチャート画像について投影状
態での寸法を校正することができる。このようにして、
倍率補正がなされた精度の高いチャート画像が液晶表示
素子２３０上に描画され、それが、投影系１４０Ａ、Ｂ
によりスクリーン１５０に拡大表示されることで、被測
定物との比較対照に供することができる。

【００６２】このように、本実施形態によれば、液晶表
示素子２３０に描画された基準図形を実際の寸法を表す
基準スケールに一致させるように画素の拡大／縮小を行
って、倍率補正値を求めることで、被測定物とチャート
画像の大きさを一致させることができるので、精度よ
く、検査、測定が行える。しかも、投影レンズ系の倍率
対応に倍率補正値を記憶しておくことで、各投影倍率に
ついて、対応する補正値を用いて、チャート画像の倍率
を簡単に補正することができる。従って、倍率ごとにチ
ャートを用意する必要がない。しかも、本実施形態で
は、チャート画像を画素単位で拡大／縮小することがで
きるため、光学的な倍率調整機構を省略することができ
る。もちろん、光学的な倍率調整機構を併用するように
してもよい。

【００６３】前述した第１の実施形態では、液晶表示素
子２３０に描画される画像そのもの画素サイズを変更し
て、投影された基準スケールと基準画像とを一致させて
いる。本発明はこれに限られない。次の第２実施形態で
は、液晶表示素子２３０で生成される画像の投影倍率を
変更する例を示す。

【００６４】図１０は、本発明に係る投影機に係る第２
の実施形態の構成を示す。本実施形態では、第２の投影
系１４０Ｂにおいて、投影倍率を変更可能とすると共
に、それを受けて、チャート画像表示補正値取得処理２
１２０における、補正操作処理２１２３と補正値演算処
理２１２４とに特徴がある。これらの点を除くと、他の
構成については、前述した第１の実施形態と基本的に同
じである。従って、同じ要素には同じ符号を付すること
として、重複した説明はくり返さない。以下相違点を中
心に説明する。

【００６５】本実施形態では、ハーフミラー１４４と、
投影レンズ系１４８と、液晶表示素子２３０と、バック
ライト２３１とを支持する可動支持体１４９ａと、この
可動支持体１４９ａを変位させる駆動機構１４９ｂとに
より、投影倍率変更手段１４９が構成される。可動支持
体１４９ａは、駆動機構１４９ｂにより、小ミラー１４
１と大ミラー１４３の間を光軸に沿って変位可能となっ
ている。そして、変位に応じた倍率を得ることができ
る。また、本実施形態では、図１１、図１２および図１
３に示すように、チャート画像表示補正値取得処理２１
２０において、補正操作処理２１２３と補正値演算処理
２１２４とに特徴がある。

【００６６】本実施形態において、可動支持体１４９ａ
は、図示していないが、光軸に沿って配置されるレール
と、これに支持される小形のフレームとで構成される。
そして、駆動機構１４９ｂは、図示していないが、例え
ば、レールに沿って配置されるラックとこれにかみ合う
ピニオンと、ピニオンを駆動するモータおよび動力伝達
機構とを有する。モータは、パルスモータが用いられ、
指令に応じて所定角度回動する。従って、パルス数を指
示することで、正確な位置決めが可能となる。

【００６７】情報処理装置２１０は、駆動機構１４９ｂ
に駆動指令を与えて、可動支持体149ａを変位させて倍
率を変更し、適当な倍率とする。そして、そのときの駆
動指令値を記憶して、同じ倍率でチャート画像を表示す
る際、その駆動指令値を用いる。具体的には、図１２に
示すように処理する。そして、チャート画像の表示に際
しては、図１３に示すように処理する。

【００６８】次に、本実施形態における動作について説
明する。特に、チャート画像表示の際の補正処理つい
て、さらに、図１１〜図１３を参照して説明する。な
お、以下の例では、説明を簡単にするため、Ｘ方向につ
いて補正値を取得する例について説明する。ただし、本
発明は、これに限られない。Ｙ方向についても補正値を
取得するようにしてもよい。

【００６９】投影装置１００および画像表示装置２００
を共に起動する。この後、スクリーン１５０には、情報
処理装置２１０がメニュー表示処理プログラム２１１０
を実行することにより、当該投影機のメニューが表示さ
れる。メニューには、図示していないが、チャート画像
表示補正値取得処理を行うか、検査、測定のためのチャ
ート画像表示を行うかの選択肢を表示し、その選択を受
け付ける。ここでは、チャート画像表示補正値取得処理
が選択されたものとする。なお、この処理は、装置を最
初に使用するとき、また、経年変化、表示条件の変更等
に伴って、補正値を校正する必要があるときに行えば足
りる。従って、通常は、この処理を選択せず、検査、測
定のためのチャート画像表示を行う選択肢が選択され
る。

【００７０】まず、補正操作処理２１２１を実行する。
それに先立ち、図５（ａ）に示す基準スケール５７１を
ステージ１２０に載せる。そして、投影レンズ系１４６
を目的の投影倍率に設定する。図５（ｂ）は、その状態
で、投影系１４０Ａ、Ｂを介してスクリーン１５０の投
影面１５３に投影されている基準スケール５７１の目盛
５７２を示す。一方、画像表示装置２００は、図５
（ｂ）に示されるスケール５７１と同じ大きさになるは
ずの、例えば、長さが“１”となるはずの基準図形を液
晶表示素子２３０に描画する。

【００７１】ここで、情報処理装置２１０が液晶表示装
置２３０に図形を表示させる際の単位寸法に対応する画
素数は既知であり、図形の寸法に対応する画素数は求め
られる。これによって、所定の寸法の図形を液晶表示装
置２３０に描画することができる。

【００７２】ここで、目盛５７２の示す長さ“１”が１
０ｍｍに対応するとする。そして、１ｍｍに対応する画
素数が１００画素であるならば、１０ｍｍという寸法
は、液晶表示素子２３０上で、１０００画素の長さとし
て表示される。

【００７３】なお、液晶表示素子２３０は、画素（液晶
セル）が横方向（Ｘ軸方向）、縦方向（Ｙ軸方向）にマ
トリクス状に配置されているが、横方向、縦方向の画素
ピッチは等しいものとする。すなわち、横方向も縦方向
も同じ画素数に対応する長さは等しい。

【００７４】以上のように、液晶表示素子に基準図形を
表示した結果、その結果、投影レンズ系１４８を介し
て、投影面１５３に、その基準図形２５１が投影され
る。図６（ａ）は、この状態を示しており、目盛５７２
の示す長さ“１”より小さい大きさで基準図形２５１が
表示されている。

【００７５】この状態で、情報処理装置２１０は、図１
２に示すフローに従って補正処理を実行する。

【００７６】まず、操作パネル１７０の倍率変更指示部
１７１のボタン１７３〜１７７による操作入力を受け付
ける（Ｓ２２０１）。そして、いずれのボタンが押され
たかを入力されるコードに基づいて判定する（Ｓ２２０
２）。ここで、ボタンの種類によって、次のような対応
関係の拡大／縮小駆動指令を出力する（Ｓ２２０３ａ〜
Ｓ２２０３ｆ）。

【００７７】 ボタン１７３……モータに＋１パルス駆動指令 ボタン１７５……モータに＋５パルス駆動指令 ボタン１７７……モータに＋１０パルス駆動指令 ボタン１７２……モータに−１パルス駆動指令 ボタン１７４……モータに−５パルス駆動指令 ボタン１７６……モータに−１０パルス駆動指令

【００７８】画素拡大／縮小駆動指令が出されると、駆
動機構１４９ｂは、指示されたパルスだけモータを駆動
する。その際、拡大／縮小に対応して、＋方向、−方向
にそれぞれ駆動する。そして、このときの駆動指令をＲ
ＡＭ２１１ｃに記憶させる。これにより、可動支持体１
４９ａが光軸に沿って変位し、液晶表示素子２３０で表
示されている基準図形の投影像が、拡大／縮小されて、
スクリーン１５０の投影面に投影される。

【００７９】いずれかのボタン入力があった後、確定ボ
タン１７９の入力があるかを判定する（Ｓ２２０４、Ｓ
２２０５）。ここで、確定ボタンが押されない場合に
は、ステップＳ２２０１に戻って、さらにボタンが押さ
れるのを待つ。ここで、ボタンが押されると、前述した
と同様に処理される。ただし、複数回、ボタンが押され
ると、拡大または縮小駆動指令は、それまでの駆動指令
のパルスが加算されて、ＲＡＭ２１１ｃに格納される。

【００８０】一方、確定ボタン１７９が押された場合、
すなわち、操作員が、基準図形２５１が基準スケールの
目盛５７２と一致したと判断して、確定ボタン１７９が
押された場合には、前述したＲＡＭ２１ｃに格納されて
いる駆動指令を読み出す（Ｓ２２０６）。そして、読み
出した駆動指令を、当該レンズ系の倍率に対応するパル
ス位置として登録する。すなわち、情報処理装置２１０
は、得られたパルス位置を、外部記憶装置２１４に格納
する（Ｓ２２０７）。そして、後述する検査、測定時
に、同じ倍率の投影レンズ系１４６を用いる場合に、チ
ャート画像を描画して表示する際に倍率補正値として用
いる。なお、この倍率補正値は、固定倍率の場合には、
１種類、計算すればよい。一方、倍率を変更する場合に
は、各倍率について、前述した処理を行って、倍率毎に
補正を求める。すなわち、情報処理装置２１０は、投影
系の倍率毎に、前記倍率補正値を求める処理を行い、求
めた倍率補正値を倍率対応に記憶する。

【００８１】次に、前述したメニューにおいて、検査、
測定のためのチャート画像表示を行うことが選択された
場合について、図１３を参照して説明する。まず、投影
レンズ系１４６についての情報、特に、倍率情報を取得
する（Ｓ２３０１）。これは、例えば、キーボード２１
２による入力を受け付けることで対応することができ
る。なお、投影レンズ系に識別子を付し、これを読み込
んで、レンズに関する情報、特に、倍率を取得するよう
にしてもよい。

【００８２】次に、情報処理装置２１０は、得られた投
影レンズ系１４６の倍率に対応する投影レンズ系１４８
についての投影倍率を決めるため、駆動機構１４９ｂの
パルス位置を外部記憶装置２１４から読み出す（Ｓ２３
０２）。

【００８３】そして、そのパルス位置とするための駆動
指令を駆動機構１４９ｂのモータに指令する。これによ
り、モータが駆動して、可動支持体１４９ａが光軸に沿
って変位し、目的の倍率が実現される。なお、駆動指令
が求められていない場合には、補正処理は行わない。

【００８４】この後の、被測定物に対する測定処理は、
前述した実施形態と同じである。

【００８５】このように、本実施形態によれば、液晶表
示素子２３０に描画された基準図形を実際の寸法を表す
基準スケールに一致させるように画素の拡大／縮小を行
って、倍率補正値を求めることで、被測定物とチャート
画像の大きさを一致させることができるので、精度よ
く、検査、測定が行える。しかも、投影レンズ系の倍率
対応にモータの駆動指令としてパルス位置を記憶してお
くことで、各投影倍率について、対応する補正値を用い
て、チャート画像の倍率を簡単に補正することができ
る。従って、倍率ごとにチャートを用意する必要がな
い。しかも、本実施形態では、チャート画像の倍率変更
を、光学的倍率調整機構を用いて行うことができるた
め、既に光学的な倍率調整機構を有する投影機について
は、その機能を有効に活用することができる。もちろ
ん、液晶表示素子に表示されるチャート図形の画素を変
更することによる倍率変更と併用するようにしてもよ
い。

【００８６】本発明によれば、液晶表示デバイスによっ
てチャートが生成されるので、従来のチャートの貼り付
け、付け替えの物理的手間が不要となる。しかも、チャ
ートデータは、コンピュータ等によって電子ファイル化
できるので、データの瞬時の差し替えや検索が容易であ
る。チャートデータは、ひとつの被測定物に対してひと
つにすることが可能である。例えは、部分的に精度を上
げて測定するといった理由で使用倍率を上げた場合で
も、チャートデータを計算上で拡大できる。このことに
よってファイル数を必要最小限にすることができるの
で、データ管理上も有利である。

【００８７】この他、CADとのリンクが容易であり、CAD
データより直ちにチャート像を生成することが可能であ
る。これにより、チャート作成の費用と期間が大幅に削
減される。チャートのカラー表示、各種バンド線表示等
が可能であるので、作業者の好みによってカスタマイズ
することができ、判定作業能率の向上が期待できる。ま
た、チャートは装置内部で発生させるため、スクリーン
上に従来のようなチャートシートが存在しないので、被
測定物像を明瞭に観察することができるようになる。

【００８８】前述した実施形態では、投影像を表示する
スクリーンを有する例について説明した。本発明は、こ
れに限定されない。例えば、スクリーンを持たない装置
とすることもできる。すなわち、装置外部に、投影像お
よびチャート画像を重ねて表示する構成としてもよい。
さらに、ステージに載らないような大きな対象物につい
て検査する場合に、チャート画像を、投影光学系を介し
て当該対象物上に投影して検査することにも適用可能で
ある。この場合には、対物レンズ系、照明系を省略する
ことができる。

【００８９】また、前述した実施形態では、被測定物を
直接投影レンズ系でスクリーンに投影している。本発明
は、これに限られない。例えば、対物レンズ系を用い
て、その結像面に、投影レンズ系を配置する構成とする
こともできる。

【００９０】

【発明の効果】本発明によれば、シート状のチャートを
用いずに、対象物の投影像を、基準となるチャートと比
較対象できる。しかも、容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の第１の実施形態に係る投影
機の構成を示す説明図である。

【図２】 図２は、本発明において用いられる情報処理
装置のハードウェアシステム構成の概要を示すブロック
図である。

【図３】 図３は、情報処理装置により実現される機能
構成の一例を示す説明図である。

【図４】 図４は、拡大／縮小を指示するためボタンを
有する操作パネルの一例を示す正面図。

【図５】 図５（ａ）は、寸法の構成を行うための基準
スケールの位置例を示す説明図、図５（ｂ）は、基準ス
ケールを投影面に拡大して投影した状態を示す説明図で
ある。

【図６】 図６（ａ）は、基準スケールと基準図形とを
スクリーンの投影面に重ねて表示した状態を示す説明
図、図６（ｂ）は、基準図形を補正した状態で、スケー
ルと共に示す説明図である。

【図７】 図７は、チャート画像の表示のために原チャ
ートを選択するための画面の一例を示す説明図である。

【図８】 図８は、第１の実施形態において、倍率補正
を行うための手順の一例を示すフローチャートである。

【図９】 図９は、第１の実施形態において、チャート
画像を表示する際における補正値による補正を行って描
画する処理手順を示すフローチャートである。

【図１０】 図１０は、本発明の第２の実施形態に係る
投影機の構成を示す説明図である。

【図１１】 図１１は、情報処理装置により実現される
機能構成の一例を示す説明図である。

【図１２】 図１２は、第２の実施形態において、倍率
補正を行うための手順の一例を示すフローチャートであ
る。

【図１３】 図１３は、第２の実施形態において、チャ
ート画像を表示する際における補正値による倍率補正を
行ってチャート画像を投影するための処理手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１００…投影装置 １１０…照明系 １１１…透過照明 １１２…落射照明 １２０…ステージ １２１…被検面 １４０…投影系 １４０Ａ…第１投影系 １４０Ｂ…第２投影系 １４１…小ミラー １４３…大ミラー １４４…ハーフミラー １４６、１４８…投影レンズ系、 １４９…投影倍率変更手段 １４９ａ…可動支持体 １４９ｂ…駆動機構 １５０…スクリーン １５３…投影面 １７０…操作パネル ２００…画像表示装置 ２１０…情報処理装置 ２２０…表示駆動回路 ２３０…液晶表示素子 ３００…原チャートデータ保持装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物の像を投影面に投影する投影機に
   おいて、 前記投影面にチャート画像を表示する画像表示装置を備
   え、 前記画像表示装置は、前記チャート画像の表示倍率が可
   変であることを特徴とする投影機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の投影機において、 前記画像表示装置は、前記チャート画像を表示するため
   の表示素子と、画像データに基づいたチャート画像を、
   前記表示素子に表示させる表示制御装置とを有すること
   を特徴とする投影機。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の投影機において、 前記表示素子に表示されているチャート画像を拡大また
   は縮小表示するための倍率変更指示を受け付ける手段を
   さらに備えることを特徴とする投影機。
4. 【請求項４】 対象物の像を投影面に投影する投影機に
   おいて、 前記投影面にチャート画像を投影する画像表示装置と、 前記チャート画像の投影倍率を変更する投影倍率変更手
   段とを備えることを特徴とする投影機。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の投影機において、 前記画像表示装置は、前記チャート画像を表示するため
   の表示素子と、画像データに基づいた前記チャート画像
   を、前記表示素子に表示させる表示制御装置と、前記表
   示素子に表示されたチャート画像を前記投影面に投影す
   る投影手段とを有することを特徴とする投影機。