JP2004226150A - Lens inspection device and lens inspection method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens inspection device for downsizing a screen and downsizing the device itself, and a lens inspection method. <P>SOLUTION: A projection lens inspection device 1 is equipped with a light source device for emitting reference light flux for inspection, a projection lens inspection sheet disposed on a subsequent stage of an optical path of the light source for generating image light including a prescribed test pattern based on the light flux emitted from the light source and guiding the image light into a projection lens 470, a projection lens position changing part for changing the position of the projection lens 470 to guide the image light from the inspection sheet into a prescribed divided area of the projection lens 470 centering on the optical axis of the projection lens 470, and the screen 21 onto which the image light emitted from the prescribed divided area of the projection lens 470. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器に用いられるレンズを検査するために、所定のテストパターンを含む画像光を前記レンズに入射させ、該レンズからの射出光を検出して検査を行うレンズ検査装置、およびレンズ検査方法に関する。
【0002】
【背景技術】
従来、光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、この光変調装置で変調された光束を拡大投写する投写レンズとを備えたプロジェクタが知られている。
このプロジェクタに用いられる投写レンズは、スクリーン上に画像を拡大投写する光学部品であり、精度によっては色収差、歪曲収差が生じて投写画像の画質が悪くなることがある。このため、プロジェクタに組み合わされる投写レンズの光学特性を把握して、該プロジェクタに適合するか否かを判定する投写レンズの検査装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この投写レンズ検査装置は、検査用基準光束を射出する光源と、解像度等の検査用のテストパターンが形成された検査シートを有する画像光射出部と、投写レンズからの射出光を投影するスクリーンとを備えている。そして、光源から射出された光束は、検査シートを透過してテストパターンを含む画像として投写レンズに導入し、スクリーン上に投写され、投写レンズの光学特性の評価が実施される。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−202218号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した投写レンズ検査装置では、スクリーン上に、投写レンズからの全射出光を投影するために、スクリーンが大型化してしまい、投写レンズ検査装置自体が大型化してしまう。
したがって、投写レンズ検査装置の設置スペースを広く確保する必要があり、設置場所において自由なレイアウト設計を実施できない、という問題がある。
また、スクリーンの大型化により、投写レンズ検査装置を搬送する際に、搬送経路において、該スクリーンのサイズよりも大きい空間を確保する必要があり、装置の搬送が困難なものとなる、という問題がある。
【0005】
本発明の目的は、スクリーンを小型化し、装置自体の小型化を図れるレンズ検査装置、および、レンズ検査方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のレンズ検査装置は、光学機器に用いられるレンズを検査するために、所定のテストパターンを含む画像光を前記レンズに入射させ、該レンズからの射出光を検出して検査を実施するレンズ検査装置であって、検査用基準光束を射出する光源と、この光源の光路後段に配置され、前記光源から射出された光束に基づいて、前記所定のテストパターンを含む画像光を生成し、前記レンズに導入する画像光射出部と、前記レンズの位置を変更し、前記画像光射出部からの画像光を前記レンズの光軸を中心とした該レンズの所定の分割領域に導入させるレンズ位置変更部と、前記レンズの分割領域から射出された画像光を投影するスクリーンとを備えていることを特徴とする。
ここで、レンズの分割領域とは、該レンズの光軸を回転中心として所定角度で分割される領域を採用でき、例えば、1/2に分割した領域、1/4に分割した領域等を採用できる。
【0007】
本発明では、レンズ位置変更部は、レンズの位置を変更して画像光をレンズの所定の分割領域に導入させ、スクリーン上には、レンズの分割領域から射出された画像光が投影される。このことにより、レンズの分割領域から射出された画像光を投影可能なサイズでスクリーンを作成すればよく、スクリーンの小型化を図れる。また、例えば、レンズ位置変更部にてレンズの位置を変更し、レンズを分割領域毎に検査すれば、従来のレンズの検査と同様に、レンズの全領域に亘って検査を実施できる。
したがって、レンズの全領域に亘る検査を実施できるとともに、レンズ検査装置の小型化を図れ、設置スペースを小さくでき、設置場所において自由なレイアウト設計を実施できる。また、スクリーンの小型化により、レンズ検査装置の搬送を容易に実施できる。さらに、従来のレンズ検査装置にレンズ位置変更部を設け、スクリーンのサイズを小さくすることで、本発明のレンズ検査装置を製造でき、製造コストの低減を図れる。
【0008】
本発明のレンズ検査装置では、前記レンズ位置変更部は、前記レンズの光軸を中心として該レンズを回転自在とする面内回転位置変更部を備え、前記面内回転位置変更部は、前記レンズを回転することで前記画像光射出部からの画像光を前記レンズの所定の分割領域に導入させることが好ましい。
本発明によれば、レンズ位置変更部の面内回転位置変更部は、レンズの光軸を中心として該レンズを回転自在とするものであるので、例えば、分割領域としてレンズの光軸を回転中心として該レンズを1/2分割した領域、または1/4分割した領域等に容易に画像光射出部からの画像光を導入させることができる。したがって、レンズ検査装置の小型化を図りつつ、簡単な構造でレンズの全領域に亘る検査を実施できる。
【0009】
本発明のレンズ検査装置では、前記レンズ位置変更部は、前記光源から射出される光束の照明光軸と直交する面内で前記レンズの位置を変更自在とする平面位置変更部を備え、前記平面位置変更部は、前記レンズの位置を変更することで前記画像光射出部からの画像光を前記レンズの所定の分割領域に導入させることが好ましい。
ここで、光学機器としては、例えば、プロジェクタを採用できる。このプロジェクタは、フロント投写型のプロジェクタと、リア投写型のプロジェクタとに大別される。このようなプロジェクタでは、特にフロント投写型のプロジェクタにおいて、スクリーン面に直交する法線と該プロジェクタの投写方向とは所定角度傾斜するようにプロジェクタが設置される。そして、このような状態において、スクリーンに歪のない画像を投写表示するために、光源から射出される光束の照明光軸と投写レンズの光軸とを所定の距離だけずらした状態で投写レンズが設置されている。このような投写を「あおり投写」と呼んでいる。
ところで、このような「あおり投写」において、例えば、投写レンズの光軸を回転中心として、回転させる際には、投写レンズの所定の分割領域(例えば、1/2分割領域、1/4分割領域等)に画像光を導入させることが困難である。
本発明によれば、レンズ位置変更部の平面位置変更部は、光源から射出される光束の照明光軸と直交する面内でレンズの位置を変更自在とするものであるので、あおり投写を実施するプロジェクタに用いられる投写レンズを検査する場合であっても、レンズ検査装置の小型化を図りつつ、簡単な構造でレンズの全領域に亘る検査を実施できる。
【0010】
本発明のレンズ検査装置では、前記レンズの位置の変更による画像光の投写方向に対応して前記スクリーンの位置を変更するスクリーン位置変更部を備えていることが好ましい。
ここで、レンズ位置変更部の平面位置変更部により、レンズの位置を変更した場合には、レンズの所定の分割領域から射出される画像光の投写方向も変更される。
本発明では、レンズ検査装置は、スクリーン位置変更部を備えているので、レンズの位置の変更による画像光の投写方向の変更に対応してスクリーンの位置を容易に変更できる。
【0011】
本発明のレンズ検査装置では、前記スクリーン上に投影された画像光を検出する画像検出部と、この画像検出部にて検出された画像光に基づいて、前記レンズの光学特性を測定して該レンズを検査する制御部とを備え、前記制御部は、前記レンズの所定の分割領域から射出された画像光に基づく該レンズの光学特性の測定を終了すると、前記レンズ位置変更部を駆動制御して前記レンズの位置を変更させ、前記レンズの他の分割領域に画像光を導入させることが好ましい。
ここで、画像検出部としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、MOS(Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を採用できる。また、制御部としては、画像検出部からの出力を入力して画像信号に変換するビデオキャプチャボード等の画像取込装置と、画像取込装置からの画像信号を入力して画像処理を実施するCPU(Center Processing Unit)等の演算処理装置とを備えている構成を採用できる。
また、レンズの光学特性としては、例えば、レンズの解像度、色収差、歪曲収差、フレア、および、投写画像の照度分布等が考えられ、適宜、これらの光学特性を測定できるように構成すればよい。
【0012】
本発明によれば、レンズ検査装置は、画像検出部および制御部を備えているので、例えば、目視にてスクリーン上に投影された画像光からレンズの検査を実施する場合と比較して、精度の高い検査を実現できる。
また、制御部は、レンズ位置変更部を駆動制御してレンズの分割領域を順次変更させてレンズを評価するので、レンズの全領域を自動操作にて評価でき、検査者に煩雑な作業をさせることなく、容易に、かつ迅速に精度の高い検査を実施できる。
【0013】
本発明のレンズ検査装置では、前記画像検出部を前記スクリーンに沿って移動させる画像検出部移動機構を備え、前記制御部は、前記スクリーン上に投影された画像光を前記画像検出部にて検出させるために、前記画像検出部移動機構を駆動制御して前記画像検出部を前記スクリーンに沿って移動させることが好ましい。
本発明によれば、レンズ検査装置は、画像検出部移動機構を備えているので、例えば、スクリーン上に投影される画像光の略全てを検出できるように多数の画像検出部を設置せずとも、必要最低限の画像検出部を設置して画像検出部移動機構により該画像検出部を移動すれば、スクリーン上に投影される画像光の略全てを検出できる。したがって、部材の省略からレンズ検査装置の製造コストの低減を図れる。
【0014】
本発明のレンズ検査装置では、前記画像光射出部は、前記レンズの光学特性測定用テストパターンおよび該画像光射出部のフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンを有し、前記画像光射出部を移動させて、前記光学特性測定用テストパターンおよびフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンを切り替えるテストパターン切替部を備えていることが好ましい。
ここで、本発明では、レンズの所定の分割領域から射出され、スクリーン上に投影されるテストパターンを含む画像に基づいてレンズの検査を実施する。このため、スクリーン上に投影されるテストパターンに、例えば光学特性測定用テストパターンおよびフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンが混在している場合には、スクリーン上の投影像から各パターンを認識することが困難となり、レンズの検査が困難なものとなる。
本発明では、画像光射出部は、光学特性測定用テストパターンおよびフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンを有し、テストパターン切替部は、画像光射出部を移動させて、光学特性測定用テストパターンおよびフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンを切り替える。このことにより、レンズの検査の際に、適宜、テストパターンを切り替えることができ、スクリーン上には明瞭なテストパターンがそれぞれ投影され、容易にレンズの検査を実施できる。
【0015】
本発明のレンズ検査方法は、光学機器に用いられるレンズを検査するために、所定のテストパターンを含む画像光を前記レンズに入射させ、該レンズからの射出光を検出して検査を実施するレンズ検査方法であって、前記所定のテストパターンを含む画像光を前記レンズの光軸を中心とした該レンズの所定の分割領域に導入する画像光導入手順と、この画像光導入手順にて前記レンズの所定の分割領域から射出される画像光をスクリーン上に投影する画像光投影手順と、この画像光投影手順にて前記スクリーン上に投影された画像光に基づいて、前記レンズの所定の分割領域における光学特性を測定する光学特性測定手順とを備えていることを特徴とする。
【0016】
ここで、前記の各手順は、オペレータによる手動操作の他、前述したレンズ検査装置の制御部により自動操作を実行可能である。また、光学特性測定手順では、オペレータによる目視にて光学特性を測定する他、スクリーン上に投影された画像光をCCDカメラ等の撮像素子にて撮像し、ビデオキャプチャボード等の画像取込装置にて撮像した画像を取り込み、CPU等の演算処理装置にて取り込んだ画像を処理して光学特性を測定する構成も採用できる。
また、本発明のレンズ検査方法は、各手順をレンズ検査装置の制御部に実行させるためのプログラムとしても構成できる。
本発明によれば、画像光導入手順では、画像光をレンズの所定の分割領域に導入し、画像光投影手順では、レンズの所定の分割領域から射出される画像光をスクリーン上に投影するので、スクリーンを従来よりも小さいサイズで作成可能となり、上述したレンズ検査装置と同様の作用効果を享受する。
【0017】
本発明のレンズ検査方法では、前記光学特性測定手順は、前記スクリーン上に投影された画像光を検出する画像検出ステップと、この画像検出ステップにて検出した画像光を取り込んで画像処理を実施する画像処理ステップと、この画像処理ステップにて画像処理された画像情報に基づいて前記レンズの光学特性値を算出する光学特性値算出ステップとを備えていることが好ましい。
本発明によれば、光学特性測定手順は、例えば、前述したレンズ検査装置の画像検出部および制御部により自動的に実行可能であり、迅速に、かつ正確にレンズの光学特性値を測定してレンズの検査を実施できる。
【0018】
本発明のレンズ検査方法では、前記光学特性測定手順にて前記レンズの所定の分割領域における光学特性を測定した後に、前記レンズの位置を変更するレンズ位置変更手順を備え、前記レンズの全領域における光学特性を測定するまで、前記画像光導入手順、前記画像光投影手順、前記光学特性測定手順および前記レンズ位置変更手順を繰り返し実行することが好ましい。
本発明によれば、画像光導入手順、画像光投影手順、光学特性測定手順およびレンズ位置変更手順を繰り返し実行して、レンズの全領域における光学特性を測定するので、レンズの検査を正確に実施できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
第1実施形態では、本発明にかかる光学機器としてリアプロジェクタを採用し、リアプロジェクタに用いられる投写レンズの検査装置および検査方法を説明する。
〔投写レンズが組み込まれるリアプロジェクタの構造〕
図1は、リアプロジェクタの側面からの断面図である。図2は、リアプロジェクタに組み込まれる投写レンズを備えた光学ユニットを模式的に示す平面図である。
【0020】
図1において、100は、リアプロジェクタであり、このリアプロジェクタ100は、光学像を生成して投写する光学ユニット400と、この光学ユニット400から投写された光学像を反射する反射ミラー300と、反射ミラー300を介した光学像を投影する透過型スクリーン200と、これら光学ユニット400、反射ミラー300および透過型スクリーン200を内部に配置する筐体500とにより大略構成されている。
光学ユニット400は、図2に示すように、インテグレータ照明光学系410と、色分離光学系420と、リレー光学系430と、電気光学装置440と、クロスダイクロイックプリズム450と、直角プリズム460と、投写レンズ470とを備える。
インテグレータ照明光学系410は、光源ランプ411Aおよびリフレクタ411Bを含む光源装置411と、第1レンズアレイ412と、第2レンズアレイ413と、偏光変換素子414と、重畳レンズ415とを備える。
【0021】
そして、光源ランプ411Aから射出された光束は、リフレクタ411Bによって射出方向が揃えられ、第1レンズアレイ412によって複数の部分光束に分割され、第2レンズアレイ413の近傍で結像する。また、第2レンズアレイ413から射出された各部分光束は、偏光変換素子414により略1種類の偏光光に変換され、重畳レンズ415に入射する。さらに、重畳レンズ415から射出された複数の部分光束は、後述する電気光学装置440を構成する3枚の液晶パネル441R,441G,441B上で重畳する。
【0022】
色分離光学系420は、2枚のダイクロイックミラー421,422と、反射ミラー423とを備える。そして、ダイクロイックミラー421,422によりインテグレータ照明光学系410から射出された複数の部分光束を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系430は、入射側レンズ431と、リレーレンズ433と、反射ミラー432,434とを備え、色分離光学系420で分離された色光である赤色光を液晶パネル441Rまで導く機能を有している。
【0023】
電気光学装置440は、3枚の液晶パネル441R,441G,441Bを備える。そして、液晶パネル441R,441G,441B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られたものであり、色分離光学系420で分離された各色光は、これら3枚の液晶パネル441R,441G,441B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。
クロスダイクロイックプリズム450は、3枚の液晶パネル441R,441G,441Bから射出された各色光毎に変調された画像を合成してカラー画像を形成する機能を有している。
【0024】
直角プリズム460は、クロスダイクロイックプリズム450の光束射出側に配置され、クロスダイクロイックプリズム450から射出されたカラー画像を投写レンズ470の方向、すなわち、前方向に射出されたカラー画像を上方向へと折り曲げて反射する。
投写レンズ470は、直角プリズム460で反射されたカラー画像を拡大して、反射ミラー300に投写する。
【0025】
反射ミラー300は、リアプロジェクタ100の筐体500の背面側に配置され、略台形状に形成された一般的な反射ミラーである。そして、この反射ミラー300は、図1に示すように、投写レンズ470から投写されたカラー画像を透過型スクリーン200の裏面側に反射する。
透過型スクリーン200は、一般的な矩形状の透過型スクリーンであり、例えば、裏面側から、拡散板、フレネルシート、レンチキュラーシート、保護板等により構成されている。そして、透過型スクリーン200は、投写レンズ470で拡大され、反射ミラー300で反射されたカラー画像を裏面から正面に投影する。
【0026】
上述したように、リアプロジェクタ100では、光学ユニット400から投写されるカラー画像は、反射ミラー300を介して、透過型スクリーン200に投影される。このため、光学ユニット400において、光源装置411から射出され、直角プリズム460にて反射される光束の照明光軸は、投写レンズ470の光軸と略同一となっている。すなわち、「あおり」のない投写方式にて投写レンズ470からカラー画像が投写される。
【0027】
〔投写レンズ検査装置の構造〕
図3は、本発明の第1実施形態にかかる投写レンズ検査装置を側面から見た図である。図4は、本発明の第1実施形態にかかる投写レンズ検査装置を上方から見た平面図である。
図3,4において、1は、投写レンズ検査装置であり、この投写レンズ検査装置1は、図1および図2のリアプロジェクタ100に用いられる投写レンズ470を検査するための装置である。
投写レンズ検査装置1は、検査対象である投写レンズ470が搭載される投写部10と、投写部10から投写される光学像を投影するスクリーン21を備えた測定部20と、ここでは図示しない制御部31を備えたPC(Personal Computer)30とを備える。この装置において、投写レンズ470は、取り外し可能であり、他の投写レンズに容易に交換可能に構成されている。
なお、以下の説明では、投写レンズ検査装置1は、スクリーン21の投写面21Aと平行な面をXY平面、このXY平面に直交し、投写部10からの投写方向をZ軸、とするXYZ直交座標系で示す。
【0028】
投写部10は、図3または図4に示すように、投写レンズ470を介して光学像を拡大投写する投写部本体10Aと、投写部本体10Aを載置固定する載置台10Bとを備える。
図5は、投写部本体10Aの構造を−X方向から見た模式図である。図6は、投写部本体10Aの構造を+Y方向から見た模式図である。
投写部本体10Aは、図3,4に示すように、スクリーン21に正対して載置台10B上に載置され、投写レンズ470を介してスクリーン21上に画像光を投影する。この投写部本体10Aは、図5,6に示すように、光源装置11と、カラーフィルタ12Aを含むフィルタ装着部12と、第1および第2のミラー13,14と、画像光射出部としての投写レンズ検査シート15と、6軸調整部16と、ダミープリズム17と、投写レンズ位置変更部18とを備える。
【0029】
光源装置11は、載置台10B上に固定され、光源ランプ11Aと放物面リフレクタ11Bとを備える。放物面リフレクタ11Bは、その凹面が回転放物面形状となっている。光源ランプ11A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、図6に示すように、光源ランプ11Aから射出され、放物面リフレクタ11Bで反射された光束は、略平行な光線束となって光源装置11から−Z方向に射出される。
なお、光源ランプ11Aとしては、メタルハライドランプや高圧水銀ランプなどを採用できる。また、放物面リフレクタ11B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たものを採用できる。
【0030】
第1および第2のミラー13,14は、載置台10B上に固定され、光源装置11から射出された光束を投写レンズ470に導くための導光手段としての機能を有している。すなわち、光源装置11から−Z方向に射出された光束は、図6に示すように、第1のミラー13により+X方向に折曲され、さらに、第2のミラー14により+Z方向に折曲されて投写レンズ470に導かれる。これら第1および第2のミラー13,14としては、すべての光束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採用できる。
【0031】
フィルタ装着部12は、載置台10B上に固定され、赤、青、緑等の複数のカラーフィルタ12Aを装着可能に構成されるとともに、これらカラーフィルタ12Aの色を切替可能に構成される。このフィルタ装着部12は、光源装置11から射出される光束の照明光軸に直交する面内でカラーフィルタ12Aを回転させ、光源装置11から射出され、第1のミラー13を介して入射する光束の色を切り替えて、異なる色光を投写レンズ470に導入する。そして、このフィルタ装着部12は、後述する制御部31による制御の下、カラーフィルタ12Aを回転させて投写レンズ470に導入する色光を切り替える。
上述した光源装置11、フィルタ装着部12および第1のミラー13は、外部からの光束を遮蔽する遮光板10Cによって周囲を覆われている。そして、この遮光版10Cには、光源装置11から射出され、第1のミラー13およびフィルタ装着部12を介する光束の照明光軸には、開口部10C1が形成されている。
【0032】
図7は、投写レンズ検査シートの側面図である。図8は、投写レンズ検査シートの正面図である。
投写レンズ検査シート15は、光源ランプ11Aから射出された光束を透過し、投写レンズ470のフォーカス・アライメント位置調整用、光学特性測定用のテストパターン画像を形成して、投写レンズ470に導入する。この投写レンズ検査シート15は、図7に示すように、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る。
テストパターンTPは、図8に示すように、フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1と、光学特性測定用テストパターンTP2とを備える。
【0033】
フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1は、図8に示すように、画像領域内の四隅近傍にそれぞれ配置された4か所の第1のチャートパターン15Aで構成されている。
図9は、フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンにおける第1のチャートパターンの形状を説明する図である。
第1のチャートパターン15Aは、スクリーン21に投影される画像のフォーカス調整およびアライメント調製をするための位置決め用のマークである。この第1のチャートパターン15Aは、図9(A)に示すように、一辺が所定寸法(例えば、551μm)の正方形に形成されており、この正方形部分は光が通過しない遮光領域15A2であって、図中ハッチで示されている。この遮光領域15A2の内側には複数の正方形の透光領域15A1が格子状に整列配置されている。透光領域15A1は、図9(B)に示すように、一辺が寸法A1(例えば、9μm)であり、隣り合う透光領域15A1の寸法はB1(例えば、19μm)であり、遮光領域15A2の端縁から最も外側の透光領域15A1までの寸法がB2(例えば、5μm)である。
【0034】
光学特性測定用テストパターンTP2は、図8に示すように、画像領域内で互いに略等間隔に配置され、投写レンズ470の解像度を測定するための20か所の第2のチャートパターン15Bで構成されている。なお、図示は略したが、この光学特性測定用テストパターンTP2には、第2のチャートパターン15Bの他、投写レンズ470の他の光学特性を調べるためのチャートパターンが複数形成されている。具体的に、投写レンズ470の他の光学特性を測定するチャートパターンとしては、フレア、色収差、歪曲収差用のチャートパターンがあり、各々、目視検査用、自動検査用のチャートパターンが設定されている。
【0035】
図10は、光学特性測定用テストパターンにおける第2のチャートパターンの形状を説明する図である。
第2のチャートパターン15Bは、図10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。
【0036】
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PT1,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,PT2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470から照射され、スクリーン21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。
【0037】
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、投写レンズ検査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。
【0038】
6軸調整部16は、載置台10B上に載置され、図5または図6中、X方向、Y方向、Z方向の平行移動、および、X軸、Y軸、Z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16の先端からは、+Z方向に延びる4本の腕部16Aが設けられ、投写レンズ検査シート15を保持する。そして、6軸調整部16は、後述する制御部31による制御の下、投写レンズ検査シート15の空間的な配置を調整する。換言すれば、6軸調整部16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。また、腕部16Aは、投写レンズ検査シート15を保持するとともに、後述する制御部31による制御の下、投写レンズ検査シート15をスライド移動(図6中、上下方向)させ、フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1および光学特性測定用テストパターンTP2を切り替える。すなわち、本発明に係るテストパターン切替部が腕部16Aに相当する。
【0039】
ダミープリズム17は、載置台10B上に固定されている。このダミープリズム17は、立方体形状のガラス体であり、光束入射側端面に反射防止コーティングが施されている。また、このダミープリズム17の外形寸法は、図1のクロスダイクロイックプリズム450と同一の寸法を有している。
上述したように、投写部本体10Aでは、図1のリアプロジェクタ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470に入射するように構成されている。すなわち、光源装置11は図1の光源装置411に対応し、投写レンズ検査シート15は図1の液晶パネル441R,441G,441Bに対応し、ダミープリズム17は図1のクロスダイクロイックプリズム450に対応している。このような投写部本体10Aを備える検査装置を用いれば、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。
【0040】
投写レンズ位置変更部18は、載置台10B上に固定される基部181と、基部181上に移動可能に設置される平面位置変更部182と、この平面位置変更部182の先端部分に設けられる面内回転位置変更部183とを備えている。
基部181は、図6に示すように、X方向に延びるレール部材であり、載置台10B上に固定されている。
平面位置変更部182は、基部181上に移動可能に支持されるX方向レンズ位置変更部182Aと、このX方向レンズ位置変更部182Aに移動可能に支持されるY方向レンズ位置変更部182Bとを備えている。
【0041】
X方向レンズ位置変更部182Aは、図5に示すように、正面視略矩形状に形成された矩形板状体182A1と、この矩形板状体182A1の下端縁に固定される板状部材182A2とを備え、断面略T字状に形成されている。
矩形板状体182A1は、光源装置11から射出される光束を透過させる開口182A3を有するとともに、光束射出側端面には、各左右端部近傍にY方向に延びるレール部材182A4が形成されている。
板状部材182A2は、その下端面において、基部181と移動可能に係合する。そして、板状部材182A2が基部181上を移動することで、X方向レンズ位置変更部182AがX方向に移動する。
ここで、図示は略したが、このX方向レンズ位置変更部182Aは、例えば、X方向に進退駆動する駆動軸を有するX方向パルスモータ等により移動可能な構成となっている。すなわち、後述する制御部31からの制御の下、図示しないX方向パルスモータが駆動することで、X方向レンズ位置変更部182AがX方向に移動する。
【0042】
Y方向レンズ位置変更部182Bは、光源装置11から射出される光束を透過させる開口182B1を有し、正面視略矩形枠状に形成されている。このY方向レンズ位置変更部182Bは、光束入射側端面にてX方向レンズ位置変更部182Aのレール部材182A4と移動自在に係合している。
ここで、図示は略したが、このY方向レンズ位置変更部182Bは、例えば、Y方向に進退駆動する駆動軸を有するY方向パルスモータ等により移動可能な構成となっている。すなわち、上述したX方向レンズ位置変更部182Aと同様に、後述する制御部31からの制御の下、図示しないY方向パルスモータが駆動することで、Y方向レンズ位置変更部182BがX方向レンズ位置変更部182Aに対してY方向に移動する。
【0043】
面内回転位置変更部183は、円形枠状に形成されている。この面内回転位置変更部183は、その内側面にて投写レンズ470を保持するとともに、光束入射側端面がX方向レンズ位置変更部182Bの光束射出側端面に回動自在に設けられている。
ここで、図示は略したが、この面内回転位置変更部183は、例えば、Z軸を中心として回転する駆動軸を有する面内回転パルスモータ等の該駆動軸と外側面とが噛合して面内回転パルスモータ等の駆動により回動可能な構成となっている。すなわち、上述したX方向レンズ位置変更部182A,Y方向レンズ位置変更部182Bと同様に、後述する制御部31からの制御の下、図示しない面内回転パルスモータが駆動することで、面内回転位置変更部183が円形枠の中心を回動軸として回転する。
【0044】
上述した6軸調整部16の一部、第2のミラー14、投写レンズ検査シート15、ダミープリズム17および投写レンズ位置変更部18は、外部からの光束を遮蔽する遮光板10Dによって周囲を覆われている。そして、この遮光板10Dには、遮光板10Cと対向する側面に、遮光板10Cの開口部10C1に対応して開口部が形成されている。また、この遮光板10Dには、Z軸方向側面に、6軸調整部16の腕部16Aの移動、および、投写レンズ位置変更部18による投写レンズ470の移動に対応する図示しない開口部が形成されている。
【0045】
載置台10Bは、投写部本体10Aを支持し、投写部10を任意の場所に設置する。この載置台10Bは、その上面にて投写部本体10Aの6軸調整部16を支持する。また、この載置台10Bには、その上面に支持部10B1(図5)が設けられ、この支持部10B1にて投写部本体10Aの光源装置11、フィルタ装着部12、第1および第2のミラー13,14、ダミープリズム17および投写レンズ位置変更部18が所定の高さ寸法で支持固定されている。
また、この載置台10Bの下部には、図3に示すように、投写部10を任意の場所に設置する際、容易に移動可能にするキャスタ10B2と、任意の場所に投写部10を固定する固定部10B3とが設けられている。
さらに、この載置台10Bの内部には、図示は略したが、投写レンズ検査装置1全体に電力を供給する電源装置、PC30、光源装置11を駆動する光源駆動回路が設置されている。
【0046】
測定部20は、図3,4に示すように、投写部10から投写される画像光を投影するスクリーン21と、このスクリーン21の背面に位置し、投影された画像光を検出する画像検出装置22と、これらスクリーン21および画像検出装置22を載置する載置台23とを備える。
図11は、測定部20を+Z方向から見た図である。
スクリーン21は、スクリーン本体211と、このスクリーン本体211の位置を変更するスクリーン位置変更部212とを備える。
スクリーン本体211は、図1のリアプロジェクタ100に用いられる透過型スクリーン200と略同様のものを採用できる。ここで、このスクリーン本体211のサイズは、投写部10から投写される画像光の投影サイズの略1/4程度であり、画像光の略1/4の領域を投影する。このスクリーン本体211は、例えば、画像光の投影サイズ35inch〜80inchの略1/4の領域を投影可能に形成されている。また、アスペクト比4:3および16:9の双方の画像光を投影可能に形成されている。
【0047】
スクリーン位置変更部212は、載置台23上に固定される基部212Aと、基部212A上に移動可能に設置されるZ方向スクリーン位置変更部212Bと、このZ方向スクリーン位置変更部212B上に移動可能に設置されるX方向スクリーン位置変更部212Cと、このX方向スクリーン位置変更部212C上に移動可能に設置されるY方向スクリーン位置変更部212Dとを備える。
基部212Aは、図3,4に示すように、Z方向に延びる4本のレール部材であり、載置台23上に固定されている。
Z方向スクリーン位置変更部212Bは、図3,4に示すように、X方向に延びる矩形状の板材であり、その下面において、基部212Aと移動可能に係合する。また、Z方向スクリーン位置変更部212Bは、図3,11に示すように、その上面には、X方向に延びる2本のレール部材212B1が形成されている。
ここで、図示は略したが、このZ方向スクリーン位置変更部212Bは、例えば、Z方向に進退駆動する駆動軸を有するZ方向パルスモータ等により移動可能な構成となっている。すなわち、後述する制御部31からの制御の下、図示しないZ方向パルスモータが駆動することで、Z方向スクリーン位置変更部212Bが載置台213に対してZ方向に移動する。
なお、本実施形態における投写距離としては、500mm〜1250mmの範囲であり、これに合わせてZ方向スクリーン位置変更部212Bが移動される。
【0048】
X方向スクリーン位置変更部212Cは、X方向に延びる矩形状の板材であり、その下面において、Z方向スクリーン位置変更部212Bのレール部材212B1と移動可能に係合する。また、X方向スクリーン位置変更部212Cは、図3,11に示すように、X方向端部近傍に上面から2本のレール部材212C1が立設されている。
ここで、図示は略したが、このX方向スクリーン位置変更部212Cは、例えば、X方向に進退駆動する駆動軸を有するX方向パルスモータ等により移動可能な構成となっている。すなわち、後述する制御部31からの制御の下、図示しないX方向パルスモータが駆動することで、X方向スクリーン位置変更部212CがZ方向スクリーン位置変更部212Bに対してX方向に移動する。
【0049】
Y方向スクリーン位置変更部212Dは、矩形状の枠体である。このY方向スクリーン位置変更部212Dは、枠体内にてスクリーン本体211を保持する。また、このY方向スクリーン位置変更部212Dは、X方向外周面にて、X方向スクリーン位置変更部212Cのレール部材212C1と移動可能に係合している。
ここで、図示は略したが、このY方向スクリーン位置変更部212Dは、例えば、Y方向に進退駆動する駆動軸を有するY方向パルスモータ等により移動可能な構成となっている。すなわち、後述する制御部31からの制御の下、図示しないY方向パルスモータが駆動することで、Y方向スクリーン位置変更部212DがX方向スクリーン位置変更部212Cに対してY方向に移動する。
【0050】
画像検出装置22は、スクリーン本体211の裏面側に位置し、2つの画像検出部としてのCCDカメラ221と、これらCCDカメラ221をXY面内で移動可能にする画像検出部移動機構としてのカメラ移動機構222とを備える。
CCDカメラ221は、スクリーン本体211の上下端部近傍にそれぞれ設けられ、スクリーン本体211に投影される投影像を裏面側から撮像する。この投影像としては、上述した投写レンズ検査シート15のテストパターンTPを含む投影像であり、2つのCCDカメラ221は、フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1の第1のチャートパターン15Aの投影像、および、光学特性測定用テストパターンTP2の第2のチャートパターン15Bの投影像の双方を撮像可能に構成されている。そして、これらCCDカメラ221にて撮像された画像は、後述する制御部31に出力される。
【0051】
カメラ移動機構222は、図11に示すように、スクリーン位置変更部212におけるY方向スクリーン位置変更部212Dの上下内周面に固定される基部222Aと、この基部222Aに移動可能に設置されるX方向カメラ移動部222Bと、このX方向カメラ移動部222Bに移動可能に設置されるY方向カメラ移動部222Bとを備える。
基部222Aは、Y方向スクリーン位置変更部212Dの上下内周面において、X方向に延びるレール部材である。
【0052】
X方向カメラ移動部222Bは、図3,11に示すように、Y方向に延びる板材であり、その上下端部にて基部222Aと移動可能に係合する。また、X方向カメラ移動部222Bの−X方向端部には、Y方向に沿ってY方向カメラ移動部222Bの移動を案内する案内部222B1(図4)が形成されている。
ここで、図示は略したが、このX方向カメラ移動部222Bは、例えば、X方向に進退駆動する駆動軸を有するX方向パルスモータ等により移動可能な構成となっている。すなわち、後述する制御部31からの制御の下、図示しないX方向パルスモータが駆動することで、X方向カメラ移動部222BがX方向に移動する。
【0053】
Y方向カメラ移動部222Cは、2つのCCDカメラ221に対応して2つ設けられ、各CCDカメラ221を保持するとともに、X方向カメラ移動部222Bの案内部222B1(図4)と移動可能に係合する。
ここで、図示は略したが、これらY方向カメラ移動部222Cは、例えば、Y方向に進退駆動する駆動軸を有するY方向パルスモータ等により移動可能な構成となっている。すなわち、後述する制御部31からの制御の下、図示しないY方向パルスモータが駆動することで、Y方向カメラ移動部222Bが案内部222B1に沿ってY方向に移動する。
【0054】
載置台23は、上述したスクリーン21および画像検出装置22を支持し、測定部20を任意の場所に設置する。また、この載置台23の下部には、図3,11に示すように、測定部20を任意の場所に設置する際、容易に移動可能にするキャスタ231と、任意の場所に測定部20を固定する固定部232とが設けられている。
【0055】
図12は、制御部31の制御構造を模式的に示すブロック図である。
PC30は、図12に示すように、制御部31およびハードディスク32を備え、図示を略したが、この制御部31には、キーボード、マウス等の入力装置、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置が接続されている。
制御部31は、画像処理手段311、レンズ特性値算出手段312、カメラ移動機構制御手段313、6軸調整部制御手段314、検査シート切替制御手段315、投写レンズ位置変更部制御手段316、スクリーン位置変更部制御手段317、およびデータベース管理手段318を備える。そして、これら各手段313〜318は、制御部31の動作制御を実施するOS(Operating System)上に展開されるプログラムとして構成される。
また、ハードディスク32には、設計データ蓄積部321および実測データ蓄積部322が確保されている。
【0056】
画像処理手段311は、画像取込装置を介して取り込まれたCCDカメラ221からの画像信号に基づいて、画像処理を実施する。そして、この画像処理結果に基づいて、CCDカメラ221で撮像された画像をディスプレイ等の表示装置上に表示したり、レンズ特性値算出手段312におけるレンズ特性値の算出が実施される。なお、画像処理手段311による画像処理の方法としては、主として撮像された画像データに基づいてパターンマッチング処理を採用している。
レンズ特性値算出手段312は、画像処理手段311による画像処理結果に基づいて、撮像された画像データから投写レンズ470の1/4領域のレンズ特性値を算出する。具体的なレンズ特性値としては、解像度、フレア量、色収差、歪曲収差等が挙げられ、各項目は、以下のように算出される。
【0057】
まず、解像度MTFは、画像処理手段311で取得された第2のチャートパターン15Bの解像度測定領域WAの画像に基づいて行われ、解像度測定用のパターンPT1、PT2のないバックグラウンド部分の輝度値Ioと、解像度測定用のパターンPT1、PT2内の最大輝度値Imax、最小輝度値Iminとに基づいて、以下の式(1)によって算出される。
【0058】
【数1】
MTF=(Imax−Imin)/(Io×2−Imax−Imin)…(1)
【0059】
フレア量は、画像処理手段311により取得された第2のチャートパターン15Bのフレア検査領域WBにおける各小孔パターンPHa〜PHdを透過した光の画像に基づいて、その面積を算出し、各小孔の面積との差分をとってフレア量を算出する。
色収差量は、赤色光、緑色光、青色光に基づく第2のチャートパターン15Bの画像をCCDカメラ221を用いて撮像し、パターンマッチング処理により、各色光の画像位置のずれ量を算出することにより求められる。
なお、レンズ特性値としては、解像度MTF、フレア量および色収差量のみならず、例えば、画像の歪曲収差量を算出するように構成してもよい。
そして、レンズ特性値算出手段312は、上述した投写レンズ470の1/4領域のレンズ特性値を算出した後、投写レンズ位置変更部制御手段316にその旨の信号を出力する。
また、レンズ特性値算出手段312は、投写レンズ470の全領域のレンズ特性値を算出した後、検査シート切替制御手段315にその旨の信号を出力する。
【0060】
カメラ移動機構制御手段313は、画像処理手段311で取得された各CCDカメラ221の画像データ、レンズ特性値算出手段312で取得されたレンズ特性値の結果に基づいて、制御信号を生成して、カメラ移動機構222に制御信号を出力する。そして、カメラ移動機構222のX方向カメラ移動部222BおよびY方向カメラ移動部222Cが動作し、各CCDカメラ221の位置が変更される。
また、カメラ移動機構制御手段313は、CCDカメラ221の位置を変更する旨の制御信号の出力の他、CCDカメラ221にズーム・フォーカス制御、光量絞り制御に係る制御信号が出力される。
【0061】
6軸調整部制御手段314は、画像処理手段311で取得されたCCDカメラ221の画像データに基づいて制御信号を生成して、6軸調整部16に制御信号を出力する。具体的には、検査対象となる投写レンズ470のバックフォーカス位置に投写レンズ検査シート15を配置調整するような制御信号を6軸調整部16に出力する。
また、6軸調整部制御手段314は、6軸調整部16を駆動制御して、投写レンズ検査シート15を所定のバックフォーカス位置に配置調整した後、検査シート切替制御手段315にその旨の信号を出力する。
検査シート切替制御手段315は、レンズ特性値算出手段312および6軸調整部制御手段314からの信号に基づいて制御信号を生成して、6軸調整部16に制御信号を出力する。具体的には、投写レンズ検査シート15をフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1および光学特性測定用テストパターンTP2を切り替えるような制御信号を6軸調整部16に出力する。
【0062】
投写レンズ位置変更部制御手段316は、画像処理手段311またはレンズ特性値算出手段312からの信号に基づいて制御信号を生成して、投写レンズ位置変更部18に制御信号を出力する。具体的には、検査対象となる投写レンズ470を光軸を中心として回転させる位置の変更、光軸と直交する面内で位置の変更を実施させるような制御信号を投写レンズ位置変更部18に出力する。
また、投写レンズ位置変更部制御手段316は、検査対象となる投写レンズ470を光軸と直交する面内で位置の変更を実施させるような制御信号を投写レンズ位置変更部18に出力する際には、スクリーン位置変更部制御手段317に信号を出力する。
スクリーン位置変更部制御手段317は、投写レンズ位置変更部制御手段316からの信号に基づいて制御信号を生成して、スクリーン位置変更部212に制御信号を出力する。具体的には、投写レンズ位置変更部制御手段316により投写レンズ470の位置が変更され、投写レンズ470の投写方向が変化した際に、その投写方向にスクリーン本体211を配置させるような制御信号をスクリーン位置変更部212に出力する。すなわち、スクリーン本体211の位置移動は、投写レンズ470の位置変更に連動している。
【0063】
データベース管理手段318は、後述する設計データ蓄積部321に蓄積された情報を探索したり、前記のレンズ特性値算出手段312で算出されたレンズ特性値を実測データ蓄積部322に記録保存する部分である。
設計データ蓄積部321は、投写レンズ470の設計情報の他、投写レンズが用いられる光学機器の設計情報が蓄積されている。具体的には、この設計データ蓄積部321は、投写レンズ470の型式番号をインデックスとして、投写レンズを構成するレンズの光学特性等を、一つのレコードとしたテーブル構造のデータベースとして構成される。
【0064】
実測データ蓄積部322は、レンズ特性値算出手段312で算出された解像度、フレア量、色収差量等の特性値を蓄積する部分であり、この実測データ蓄積部322は、検査対象となる投写レンズ470のシリアルナンバーをインデックスとして、これらの特性値を一つのレコードとしたテーブル構造のデータベースとして構成される。
【0065】
〔投写レンズ検査方法〕
次に、本発明の第1実施形態における投写レンズ検査装置1による投写レンズ470の検査方法を、図13のフローチャートを参照して説明する。
第1実施形態における投写レンズ470の検査方法では、図3および図4に示すように、投写部10に配置される投写レンズ470から見て、左下方向にスクリーン本体211が位置するように投写部10および測定部20を配置した状態で実施する。
(A) 投写レンズ検査装置1を起動して、オペレータが検査対象となる投写レンズ470の型式を指定すると、データベース管理手段318は、これをトリガとして設計データ蓄積部321の探索を実施し、型式に応じた投写レンズ470の設計データを制御部31上に呼び出す(処理S1)。そして、以下に示すように、制御部31は所定のプログラムにしたがってレンズの検査を開始する。ここで、第1実施形態におけるプログラムは、図1のリアプロジェクタ100に搭載される投写レンズ470の検査用プログラムである。
(B) 処理S1にて設計データが呼び出されると、制御部31は投写部10の光源装置11を点灯させ、光源装置11から射出され投写レンズ検査シート15を介してフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1を含む画像光が投写レンズ470に導入される(処理S2:画像光導入手順)。
【0066】
(C) 処理S2にて投写レンズ470に画像光が導入されると、投写レンズ470から画像光が拡大投写され、測定部20に画像光が投影される(処理S3:画像光投影手順)。
具体的に、測定部20では、図14に示すように、投写レンズ470から投写される全画像光600の1/4の領域600Aを投影する。すなわち、図15に示すように、投写部10に配置された投写レンズ470において、+Z方向から見て左上部分の領域Aに位置する投写レンズ470の1/4の分割領域470Aから投写される投影像が測定部20のスクリーン本体211に投影される。
【0067】
(D) 処理S3にて画像光が投影されると、カメラ移動機構制御手段313は、処理S1にて呼び出された設計データに基づいて制御信号を生成し、該制御信号をカメラ移動機構222に出力してCCDカメラ221を移動させる。そして、カメラ移動機構制御手段313は、投写レンズ検査シート15におけるフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1の第1のチャートパターン15A(図8)の画像を取得できる位置に各CCDカメラ221のいずれか一つを配置する(処理S4)。
なお、スクリーン本体211には、投写レンズ470を介して拡大投写される全投影像のうち、1/4領域の画像のみが投影される。このため、第1実施形態では、図8におけるフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1の4つの第1のチャートパターン15Aのうち、左上のチャートパターン15Aのみがスクリーン本体211に投影される。
【0068】
(E) 画像処理手段311は、CCDカメラ221から取得された画像データおよび設計データに基づいて、第1のチャートパターン15Aの画像の合焦点状態を判定し、フォーカス・アライメント特性値を算出する(処理S5)。例えば、画像処理手段311は、撮像された画像データを用いて、画像の明領域と暗領域の境界におけるエッジ強度に基づいて、フォーカス状態の良否を示すフォーカス・アライメント特性値を算出する。
そして、画像処理手段311は、得られたフォーカス・アライメント特性値を投写レンズ470のシリアルナンバーと関連付けてデータベース管理手段318を介して実測データ蓄積部322に記録保存するとともに、その旨の信号を投写レンズ位置変更部制御手段316に出力する。
【0069】
(F) 投写レンズ位置変更部制御手段316は、画像処理手段311からの信号に基づいて制御信号を生成し、該制御信号を投写レンズ位置変更部18に出力する。そして、投写レンズ位置変更部18は、制御信号に応じて面内回転位置変更部183を動作させ、図15の矢印Rの方向に投写レンズ470を回転させる(処理S6)。具体的に、投写レンズ470の1/4分割領域470Bが領域Aに位置するように投写レンズ470を回転させる。
【0070】
(G) 処理S6において投写レンズ470を回転させて位置を変更した後、上述した処理S5の処理を実施して、投写レンズ470の1/4分割領域470Bにおけるフォーカス・アライメント特性値を算出する。そして、上述した処理S6と同様の処理により、投写レンズ470を回転させ、1/4分割領域470Cおよび1/4分割領域470Dにおけるフォーカス・アライメント特性値を取得し、投写レンズ470の全領域(470A〜470D)に亘ってフォーカス・アライメント特性値を取得する(処理S7)。
(H) 処理S7の後、6軸調整部制御手段314は、取得した4つのフォーカス・アライメント特性値に基づいて制御信号を出力して6軸調整部16を動作させ、投写レンズ検査シート15のフォーカス・アライメント位置を調整する(処理S8)。
【0071】
(I) 6軸調整部制御手段314は、投写レンズ検査シート15のフォーカス・アライメント位置の調整を終了すると、検査シート切替制御手段315にその旨の信号を出力する。そして、検査シート切替制御手段315は、6軸調整部16に制御信号を出力して腕部16Aを動作させ、投写レンズ検査シート15をフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1から光学特性測定用テストパターンTP2に切替させる(処理S9)。
【0072】
(J) 処理S9にて投写レンズ検査シート15がフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1から光学特性測定用テストパターンTP2に切り替えられると、カメラ移動機構制御手段313はカメラ移動機構222に制御信号を出力して、各CCDカメラ221を光学特性測定用テストパターンTP2の第2のチャートパターン15Bのいずれかの画像を取得できる位置にそれぞれ移動させる(処理S10)。
なお、第1実施形態では、図8における光学特性測定用テストパターンTP2の20個の第2のチャートパターン15Bのうち、左上の1/4領域に配置される6つのチャートパターン15Bのみがスクリーン本体211に投影される。そして、カメラ移動機構制御手段313は、6つの第2のチャートパターン15Bのうち、上下に配置される2つのチャートパターン15Bの図14に示すスクリーン本体211の+X方向端部側に投影される画像を取得できる位置に各CCDカメラ221を移動させる。
【0073】
(K) 各CCDカメラ221が所定の2つの第2のチャートパターン15Bに配置されたら、制御部31は、以下に示すように、投写レンズ470のレンズ特性値を算出する(処理S11:光学特性測定手順)。
(K−1) 制御部31は、各CCDカメラ221による撮像を開始させ、制御部31の画像処理手段311は、画像取込装置を介して入力したスクリーン本体211上の2つのチャートパターン15Bを含む画像信号をそれぞれ画像データ化する(処理S11A:画像検出ステップ)。
(K−2) 画像処理手段311は、検出された画像データに基づいて、パターンマッチング処理を実施する(処理S11B:画像処理ステップ)。
(K−3) レンズ特性値算出手段312は、処理S11Bにおける画像処理の結果に基づいて、レンズ特性値(解像度MTF、フレア量および色収差量)の算出を実施する(処理S11C:光学特性値算出ステップ)。
【0074】
(L) 処理S11Cにおいて、所定の2つの第2のチャートパターン15Bの画像に基づいてレンズ特性値が算出されたら、カメラ移動機構制御手段313は、X方向カメラ移動部222Bを動作させ、CCDカメラを図14に示す−X方向に移動させる。そして上述した処理S11により、他の第2のチャートパターン15Bの画像を取得し、全ての第2のチャートパターン15Bの画像に基づくレンズ特性値の算出を実施する(処理S12)。すなわち、6つの第2のチャートパターン15Bのうち、上下に配置される一対のチャートパターン15Bの画像に基づく特性値が同時に算出され、処理S12では、処理S11Cが2回実施されることで実行される。
【0075】
(M) 以上が終了したら、レンズ特性値算出手段312は、得られたレンズ特性値を投写レンズ470のシリアルナンバーと関連付けてデータベース管理手段318を介して実測データ蓄積部322に記録保存するとともに、その旨の信号を投写レンズ位置変更部制御手段316に出力する(処理S13)。
(N) 投写レンズ位置変更部制御手段316は、レンズ特性値算出手段312からの信号に基づいて制御信号を生成し、該制御信号を投写レンズ位置変更部18に出力する。そして、投写レンズ位置変更部18は、制御信号に応じて面内回転位置変更部183を動作させ、上述した処理S6と同様に、図15の矢印Rの方向に投写レンズ470を回転させる(処理S14:レンズ位置変更手順)。
【0076】
(O) 処理S14において投写レンズ470を回転させて位置を変更した後、上述した処理S10〜処理S13の処理を実施して、投写レンズ470の他の1/4分割領域におけるレンズ特性値を取得する。そして、上述した処理S14と同様の処理により、投写レンズ470を回転させ、他の1/4分割領域におけるレンズ特性値を取得し、投写レンズ470の全領域(470A〜470D)に亘ってレンズ特性値を取得する(処理S15)。
(P) 処理S15において投写レンズ470の全領域のレンズ特性値が取得されたら、検査シート切替制御手段315は、6軸調整部16に制御信号を出力して、投写レンズ検査シート15を初期位置(フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP2)に切り替える。また、カメラ移動機構制御手段313は、カメラ移動機構222に制御信号を出力して、CCDカメラ221を初期位置(図14に示すスクリーン本体211の+X方向端部位置)に移動させる(処理S16)。
【0077】
〔第1実施形態の効果〕
上述した第1実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)投写レンズ検査装置1では、測定部20のスクリーン本体211には、投写レンズ470における該投写レンズ470の光軸を中心とした1/4分割領域470A,470B,470C,470Dから射出された画像光が投影される。このことにより、スクリーン本体211を全投影像の1/4のサイズで構成でき、投写レンズ検査装置1の小型化を図れる。したがって、設置スペースを小さくでき、設置場所において自由なレイアウト設計を実施できる。また、スクリーン本体211の小型化により、投写レンズ検査装置1を搬送する際に、大きい搬送経路を確保せずとも、容易に搬送できる。さらに、従来の投写レンズ検査装置に投写レンズ位置変更部18を設け、スクリーン21のサイズを小さくすることで、投写レンズ検査装置1を製造でき、製造コストの低減を図れる。
【0078】
(2)投写レンズ検査装置1では、投写レンズ位置変更部18は、面内回転位置変更部183を備えている。そして、面内回転位置変更部183は、投写レンズ470を回転自在とする。このことにより、投写レンズ470を回転することで該投写レンズ470の1/4分割領域470A,470B,470C,470Dを容易に変更でき、投写レンズ検査装置1の小型化を図りつつ、簡単な構造で投写レンズ470の全領域に亘る検査を実施できる。
(3)投写レンズ検査装置1は、スクリーン21上に投影された画像光を検出する画像検出装置22と、この検出された画像光を取り込んで画像処理を実施し、投写レンズ470の光学特性を測定して該投写レンズ470を検査する制御部31とを備えている。このことにより、例えば、目視にてスクリーン21上に投影された画像光からレンズの検査を実施する場合と比較して、精度の高い検査を実現できる。
【0079】
(4)制御部31の投写レンズ位置変更部制御手段316は、投写レンズ位置変更部18に制御信号を出力して、面内回転位置変更部183を動作させ、投写レンズ470を回転させることで1/4分割領域470A,470B,470C,470Dを順次変更させる。このことにより、検査者に投写レンズ位置変更部18を操作させる等の煩雑な作業をさせることなく、容易に、かつ迅速に精度の高い検査を実施できる。
(5)投写レンズ検査装置1は、2つのCCDカメラ221と、これらCCDカメラ221を移動させるカメラ移動機構222とを備えている。このことにより、カメラ移動機構222により2つのCCDカメラ221を移動させることで、スクリーン21上に投影される全画像を検出できる。したがって、スクリーン上に投影される全画像を検出するために多数のCCDカメラ221を設置する必要がなく、部材の省略から投写レンズ検査装置1の製造コストの低減を図れる。また、各CCDカメラ221は、投写レンズ検査シート15のフォーカス・アライメント位置調整、投写レンズ470の光学特性測定の双方を実施するために用いられるので、用途に分けて複数のCCDカメラを配置することなく、部材の両略から投写レンズ検査装置1の製造コストの低減を図れる。さらに、投写レンズ470の光学特性を測定する際に、2つのCCDカメラ221にて撮像された画像を同時に処理するので、測定サイクルタイムを低減でき、レンズの検査時間を短縮できる。
【0080】
(6)投写レンズ検査シート15は、フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1と光学特性測定用テストパターンTP2とを有している。そして、6軸調整部16の腕部16Aが投写レンズ検査シート15を保持するとともに、投写レンズ検査シート15をスライド移動させて、フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1および光学特性測定用テストパターンTP2を切り替える。このことにより、投写レンズ470の検査の際に、適宜、テストパターンTP1,TP2を切り替えることができ、スクリーン21上には明瞭なテストパターンTP1,TP2がそれぞれ投影され、容易に投写レンズ470の検査を実施できる。
【0081】
(7)6軸調整部16の腕部16Aは、制御部31の検査シート切替制御手段315による制御の下、フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1および光学特性測定用テストパターンTP2の切替を実施するので、自動切替を実現でき、例えば、検査者が手動にて切り替える際に投写レンズ検査シート15のフォーカス・アライメント位置がずれることを回避し、正確にかつ迅速にレンズ検査を実施できる。
(8)制御部31が投写レンズ検査装置1を制御することで、投写レンズ470の検査方法における略全ての処理を自動で実施でき、検査者に煩雑な作業を実施させることなく、投写レンズ470の検査を容易にかつ迅速に、さらに正確に実施できる。
(9)制御部31は、投写レンズ470の1/4分割領域470A,470B,470C,470D毎に検査を実施し、全ての領域に亘って投写レンズ470を検査するので、投写レンズ470を正確に検査できる。
【0082】
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
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。
第1実施形態では、制御部31は、投写レンズ470を検査する際に、投写レンズ位置変更部18の面内回転位置変更部183を動作させ、投写レンズ470を光軸を中心として回転させて投写レンズ470を1/4分割領域(470A,470B,470C,470D)毎に検査を実施する。
これに対して第2実施形態では、制御部31は、投写レンズ470を検査する際に、投写レンズ位置変更部18の平面位置変更部182を動作させ、投写レンズ470を光軸と直交する面内で移動させ、投写レンズ470を1/4分割領域毎に検査を実施する。すなわち、第2実施形態では、制御部31の投写レンズ470を検査する際の制御プログラムが異なる。
【0083】
なお、第1実施形態におけるレンズ検査では、検査対象となる投写レンズとしてリアプロジェクタ100にて用いられる投写レンズ470を採用していたが、これに対して第2実施形態におけるレンズ検査では、上述したあおり投写が実施される、例えば、図示しないフロント投写型プロジェクタに搭載される投写レンズの検査に最適であり、以下では、フロント投写型プロジェクタに搭載される投写レンズ470を検査対象として採用する。
ここで、図示しないフロント投写型プロジェクタの光学ユニットの構造は、第1実施形態で説明したリアプロジェクタ100の光学ユニット400の構造と略同様であり、光源から射出される光束の照明光軸と投写レンズ470の光軸とがずれて配置されている点が異なるのみである。このため、フロント投写型プロジェクタの構造の図示および詳細な説明を省略する。
【0084】
〔投写レンズの検査方法〕
第2実施形態における投写レンズ470の検査方法を図16に示すフローチャートを参照して説明する。
第2実施形態では、投写レンズ470を検査する際に、投写レンズ検査装置1を図17に示すように配置する。すなわち、図17に示すように、投写部10を測定部20に正対させるとともに、測定部20のX方向略中央部分に位置するように投写部10および測定部20を配置する。
以上のような投写レンズ検査装置1の配置状態において投写レンズ470の検査が実施される。
【0085】
(A) 先ず、第1実施形態の処理S1と同様に、投写レンズ検査装置1を起動して、投写レンズ470の設計データを制御部31上に呼び出す(処理S21)。そして、以下に示すように、制御部31は、所定のプログラムにしたがってレンズの検査を開始する。ここで、第2実施形態におけるプログラムは、図示しないフロント投写型プロジェクタに搭載される投写レンズ470の検査用プログラムである。
(B) 処理S1にて設計データが呼び出されると、第1実施形態の処理S2と同様に、制御部31は投写部10の光源装置11を点灯させ、光源装置11から射出され投写レンズ検査シート15を介してフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1を含む画像光が投写レンズ470に導入される(処理S22:画像光導入手順)。
【0086】
(C) 処理S22にて投写レンズ470に画像光が導入されると、投写レンズ位置変更部制御手段316は、設計データに基づいて制御信号を生成し、投写レンズ位置変更部18に生成した制御信号を出力する。そして、投写レンズ位置変更部18の平面位置変更部182を動作させ、投写レンズ470の位置を測定位置に変更する(処理S23)。
図18は、投写レンズ470の位置と所定のテストパターンTPを含む画像光Imとの位置関係を示す模式図である。
具体的に、入力される制御信号に応じて平面位置変更部182のX方向レンズ位置変更部182Aが動作し、投写レンズ470を−X方向に所定距離移動させる。さらに、Y方向レンズ位置変更部182Bが動作し、投写レンズ470を+Y方向に所定距離移動させる。そして、図18に示すように、投写レンズ470が測定位置MP1に移動する。そしてまた、測定位置MP1における投写レンズ470の1/4分割領域470C(図15参照)から画像光Imにおける領域Aが測定部20に向けて拡大投写される。
【0087】
(D) 処理S23において投写レンズ470の位置が測定位置に変更されると、スクリーン位置変更部制御手段317は、投写レンズ位置変更部18における投写レンズ470の位置の変更に応じてスクリーン位置変更部212に制御信号を出力する。そして、スクリーン位置変更部212は、スクリーン位置変更部制御手段317からの制御信号に応じて動作し、スクリーン本体211の位置を測定位置に変更する(処理S24:画像光投影手順)。
図19は、スクリーン本体211の位置の変更を説明する図である。
具体的に、図19に示すように、入力される制御信号に応じてスクリーン位置変更部212のX方向スクリーン位置変更部212Cが動作し、スクリーン本体211を−X方向に所定距離移動させる。さらに、Y方向スクリーン位置変更部212Dが動作し、スクリーン本体211を+Y方向に所定距離移動させる。そして、スクリーン本体211には、上述した測定位置MP1における投写レンズ470の1/4分割領域470Cから拡大投写された画像光Imにおける領域Aが投影される。
【0088】
(E) 処理S24においてスクリーン本体211上に画像光が投影されると、制御部31は、第1実施形態の処理S4およびS5と同様に、CCDカメラ221の位置調整(処理S25)、投写レンズ検査シート15のフォーカス・アライメント特性値の算出(処理S26)を実施する。
【0089】
(F) 投写レンズ位置変更部制御手段316は、処理S26にて画像処理手段311から出力される信号を入力し、該入力した信号に基づいて制御信号を生成し、該制御信号を投写レンズ位置変更部18に出力する。そして、投写レンズ位置変更部制御手段316は、投写レンズ位置変更部18の平面位置変更部182を動作させ、投写レンズ470における測定位置を変更する(処理S27)。
具体的に、入力される制御信号に応じて平面位置変更部182のY方向レンズ位置変更部182Bが動作し、投写レンズ470を−Y方向に所定距離移動させる。そして、図18に示すように、投写レンズ470が測定位置MP1から測定位置MP2に移動する。そしてまた、測定位置MP2における投写レンズ470の1/4分割領域470D(図15参照)から画像光Imにおける領域Bが測定部20に向けて拡大投写される。
【0090】
(G) 処理S27において投写レンズ470が測定位置MP2に変更されると、スクリーン位置変更部制御手段317は、投写レンズ位置変更部18における投写レンズ470の位置の変更に応じてスクリーン位置変更部212に制御信号を出力する。そして、スクリーン位置変更部212は、スクリーン位置変更ブ制御手段317からの制御信号に応じて動作し、スクリーン本体211における測定位置を変更する(処理S28)。
具体的に、図19に示すように、入力される制御信号に応じてY方向スクリーン位置変更部212Dが動作し、スクリーン本体211を−Y方向に所定距離移動させる。そして、スクリーン本体211には、上述した測定位置MP2における投写レンズ470の1/4分割領域470Dから拡大投写された画像光Imにおける領域Bが投影される。
【0091】
(H) 処理S28にてスクリーン本体211の測定位置を変更した後、上述した処理S26の処理を実施して、投写レンズ470の1/4分割領域470Dにおけるフォーカス・アライメント特性値を算出する。そして、上述した処理S27およびS28と同様の処理により、投写レンズ470およびスクリーン本体211の測定位置を変更し、測定位置MP3およびMP4(図18)における投写レンズ470の1/4分割領域470A,470B(図15参照)のフォーカス・アライメント特性値を取得し、全領域(470A〜470D)に亘ってフォーカス・アライメント特性値を取得する(処理S29)。
【0092】
(I) 処理S29の後、制御部31は、第1実施形態の処理S8からS13と同様に、投写レンズ検査シート15のフォーカス・アライメント調整(処理S30)、投写レンズ検査シート15の切替(処理S31)、CCDカメラ221の位置調整(処理S32)、光学特性値の算出(処理S33)、1/4分割領域内の全てのチャートパターン15Bの画像に基づくレンズ特性値の算出(処理S34)、レンズ特性値の記録(処理S35)を実施する。
なお、処理S33における光学特性値の算出では、図示は略したが、第1実施形態と同様に、画像検出ステップ、画像処理ステップ、光学特性値算出ステップが実施される。
【0093】
(J) 投写レンズ位置変更部制御手段316は、処理S35にてレンズ特性値算出手段312から出力される信号を入力し、該入力した信号に基づいて制御信号を生成し、該制御信号を投写レンズ位置変更部18に出力する。そして、投写レンズ位置変更部制御手段316は、投写レンズ位置変更部18の平面位置変更部182を動作させ、上述した処理S27と同様に、投写レンズ470における測定位置を変更する(処理S36)。
【0094】
(K) 処理S36において投写レンズ470の測定位置が変更されると、スクリーン位置変更部制御手段317は、投写レンズ位置変更部18における投写レンズ470の位置の変更に応じてスクリーン位置変更部212に制御信号を出力する。そして、スクリーン位置変更部212は、スクリーン位置変更部制御手段317からの制御信号に応じて動作し、上述した処理S28と同様に、スクリーン本体211における測定位置を変更する(処理S37)。
【0095】
(L) 処理S37にてスクリーン本体211の測定位置を変更した後、上述した処理S32〜処理S35の処理を実施して、投写レンズ470における他の1/4分割領域のレンズ特性値を取得する。そして、上述した処理S36およびS37と同様の処理により、投写レンズ470およびスクリーン本体211の測定位置を変更し、変更した測定位置における投写レンズ470の1/4分割領域のレンズ特性値を取得し、全領域(470A〜470D)に亘ってレンズ特性値を取得する(処理S38)。
【0096】
(M) 処理S38において投写レンズ470の全測定位置におけるレンズ特性値が取得されると、投写レンズ位置変更部制御手段316は、投写レンズ位置変更部18に制御信号を出力して、投写レンズ470を初期位置MPI(図18)に移動させる。また、スクリーン位置変更部制御手段317は、スクリーン位置変更部212に制御信号を出力して、スクリーン本体211を初期位置211I(図19)に移動させる。さらに、検査シート切替制御手段315は、6軸調整部16に制御信号を出力して、投写レンズ検査シート15を初期位置(フォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP2)に切り替える。さらにまた、カメラ移動機構制御手段313は、カメラ移動機構222に制御信号を出力して、CCDカメラ221を初期位置(図14に示すスクリーン本体211の+X方向端部位置)に移動させる(処理S39)。
【0097】
〔第2実施形態の効果〕
上述した第2実施形態によれば、前記(1)、(3)、(5)〜(9)と同様の効果の他、以下のような効果がある。
(10)制御部31の投写レンズ位置変更部制御手段316は、投写レンズ位置変更部18に制御信号を出力して、平面位置変更部182を動作させ、投写レンズ470を光軸と直交する面内で位置を変更させることで1/4分割領域470A,470B,470C,470Dを順次変更させる。このことにより、検査対象となるレンズがあおり投写を実施するフロント投写型プロジェクタに搭載される投写レンズであっても、投写レンズ検査装置1の小型かを図りつつ、投写レンズ470の全領域に亘る検査を実施できる。
【0098】
(11)投写レンズ検査装置1は、スクリーン位置変更部212を備えているので、平面位置変更部182による投写レンズ470の位置の変更に対応してスクリーン本体211の位置を容易に変更できる。
(12)制御部31のスクリーン位置変更部制御手段317は、投写レンズ位置変更部制御手段316による投写レンズ位置変更部18の駆動制御に対応して制御信号を生成し、該制御信号をスクリーン位置変更部212に出力し、スクリーン本体211の位置を変更させる。このことにより、検査者にスクリーン位置変更部212を手動操作させる煩雑な作業を省略し、自動的にスクリーン本体211の位置を変更できる。
(13)この方式では、従来の投写レンズのあおり量に対応した装置の作製が不要となり、費用の削減ができる。
【0099】
〔実施形態の変形〕
尚、本発明は、上述した各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をも含むものである。
前記各実施形態では、投写レンズ検査装置1は、投写レンズ位置変更部18により投写レンズ470の位置が変更され、1/4分割領域470A,470B,470C,470D毎に投写レンズ470の検査を実施しているが、これに限らない。例えば、投写レンズ470を1/4分割領域に区分けする検査に限らず、1/2分割領域、1/3分割領域等に区分けする検査を採用してもよい。この際、スクリーン21のサイズも投写レンズ470の分割領域に対応させて構成する。このような構成においても、スクリーン21の小型化を図れる。
【0100】
前記各実施形態では、投写レンズ検査装置1は、光源装置11からの光束を投写レンズ検査シート15のフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンTP1および光学特性測定用テストパターンTP2のそれぞれ全ての領域に照射する。そして、テストパターンTP1およびTP2のそれぞれ全ての領域を介し、画像光が投写レンズ470側に導入される。このような構成に限らず、予め、投写レンズ470の検査領域のみに導入するようにテストパターンTP1およびTP2を形成してもよい。すなわち、前記各実施形態におけるテストパターンTP1,TP2の1/4の分割領域のみの構成としてもよい。例えば、第1実施形態であれば、テストパターンTP1、TP2をそれぞれ含んだ画像光が投写レンズ470の1/4分割領域のみに導入されるように構成する。また、例えば、第2実施形態であれば、投写レンズ470の測定位置MP1〜MP4を変更した際に、テストパターンTP1、TP2をそれぞれ含んだ画像光が投写レンズ470の1/4分割領域のみに導入されるように構成する。このような構成では、テストパターンTP1,TP2の形状を小さくでき、投写レンズ検査シート15の小型化を図れる。
【0101】
前記各実施形態では、カメラ移動機構222、6軸調整部16、投写レンズ位置変更部18、スクリーン位置変更部212の動作を全て制御部31により制御可能に構成していたが、これに限らない。例えば、検査者により手動操作も可能に構成してもよい。
前記各実施形態において、カメラ移動機構222、投写レンズ位置変更部18、スクリーン位置変更部212の機構は、その他の構造を採用してもよい。すなわち、カメラ移動機構222、スクリーン位置変更部212であれば、図3,4,11,14において、X,Y,Zの3軸方向にCCDカメラ221、スクリーン本体211を移動できるような構造であればよい。また、投写レンズ位置変更部18であれば、図5,6において、X,Y,Zの3軸方向、および、Z軸を中心とした回転方向に投写レンズ470を移動できるような構造であればよい。
【0102】
前記第1実施形態において、投写レンズ位置変更部18の平面位置変更部182、スクリーン本体211を移動する機構であるスクリーン位置変更部212、制御部31のスクリーン位置変更部制御手段317を省略する構成を採用してもよい。すなわち、第1実施形態における投写レンズ検査装置1を「あおり」のないレンズのみを検査する装置として構成してもよい。このような構成では、必要最低限の構成にて装置を組み立てることができる。
また、前記第2実施形態においても同様に、投写レンズ位置変更部18の投写レンズ470を回転する機構である面内回転位置変更部183を省略する構成を採用してもよい。すなわち、第2実施形態における投写レンズ検査装置1を「あおり」のあるレンズのみを検査する装置として構成してもよい。このような構成では、必要最低限の構成にて装置を組み立てることができる。
【0103】
前記第1実施形態では、テストパターンTP1,TP2の領域Aを投写レンズ470の1/4分割領域にて拡大投写する構成を説明したが、これに限らない。その他、領域B,C,Dを拡大投写する構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、光学機器としてリアプロジェクタ100およびフロント投写型プロジェクタを採用し、投写レンズ検査装置1は、これらプロジェクタに搭載される投写レンズ470の検査を実施していたが、これに限らない。その他の光学機器に搭載されるレンズの検査を実施するために、本発明を採用してもよい。
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態におけるリアプロジェクタの側面からの断面図。
【図2】前記実施形態におけるリアプロジェクタに組み込まれる投写レンズを備えた光学ユニットを模式的に示す平面図。
【図3】本発明の各実施形態における投写レンズ検査装置を側面から見た図。
【図4】前記各実施形態における投写レンズ検査装置を上方から見た平面図。
【図5】前記各実施形態における投写部本体の構造を説明する図。
【図6】前記各実施形態における投写部本体の構造を説明する図。
【図7】前記各実施形態における投写レンズ検査シートの側面図。
【図8】前記各実施形態における投写レンズ検査シートの正面図。
【図9】前記各実施形態におけるフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンにおける第1のチャートパターンの形状を説明する図。
【図10】前記各実施形態における光学特性測定用テストパターンにおける第2のチャートパターンの形状を説明する図。
【図11】前記各実施形態における測定部の構造を説明する図。
【図12】前記各実施形態における制御部の制御構造を模式的に示すブロック図。
【図13】本発明の第1実施形態における投写レンズ検査装置による投写レンズの検査方法を説明するフローチャート。
【図14】前記実施形態における投写レンズの検査方法を説明する図。
【図15】前記実施形態における投写レンズの検査方法を説明する図。
【図16】本発明の第2実施形態における投写レンズ検査装置による投写レンズの検査方法を説明するフローチャート。
【図17】前記実施形態における投写レンズの検査方法を説明する図。
【図18】前記実施形態における投写レンズの検査方法を説明する図。
【図19】前記実施形態における投写レンズの検査方法を説明する図。
【符号の説明】
1・・・投写レンズ検査装置、11・・・光源装置(光源)、15・・・投写レンズ検査シート(画像光射出部)、16A・・・腕部(テストパターン切替部)、18・・・投写レンズ位置変更部、21・・・スクリーン、31・・・制御部、100・・・リアプロジェクタ(光学機器)、182・・・平面位置変更部、183・・・回転位置変更部、212・・・スクリーン位置変更部、221・・・CCDカメラ(画像検出部)、222・・・カメラ移動機構(画像検出部移動機構)、470・・・投写レンズ(レンズ)、470A,470B,470C,470D・・・分割領域、TP1・・・フォーカス・アライメント位置調整用テストパターン、TP2・・・光学特性測定用テストパターン、S2,S22・・・画像光導入手順、S3,S24・・・画像光投影手順、S11,S33・・・光学特性測定手順、S11A・・・画像検出ステップ、S11B・・・画像処理ステップ、S11C・・・光学特性値算出ステップ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens inspection apparatus that inspects a lens used in an optical apparatus by causing image light including a predetermined test pattern to be incident on the lens, detecting light emitted from the lens, and performing inspection. Related to the inspection method.
[0002]
[Background Art]
Conventionally, a projector including a light source, a light modulation device that modulates a light beam emitted from the light source according to image information, and a projection lens that enlarges and projects the light beam modulated by the light modulation device is known. .
The projection lens used in this projector is an optical component that enlarges and projects an image on a screen, and depending on the accuracy, chromatic aberration and distortion may occur, and the image quality of the projected image may be degraded. For this reason, there is known a projection lens inspection apparatus that grasps the optical characteristics of a projection lens combined with a projector and determines whether or not the projection lens is compatible with the projector (for example, see Patent Document 1).
The projection lens inspection apparatus includes a light source that emits an inspection reference light beam, an image light emission unit having an inspection sheet on which a test pattern for inspection such as resolution is formed, and a screen that projects emission light from the projection lens. It has. The light beam emitted from the light source passes through the inspection sheet, is introduced into the projection lens as an image including the test pattern, is projected on the screen, and the optical characteristics of the projection lens are evaluated.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-202218
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described projection lens inspection apparatus, since the entire emitted light from the projection lens is projected onto the screen, the screen becomes large, and the projection lens inspection apparatus itself becomes large.
Therefore, it is necessary to secure a large installation space for the projection lens inspection device, and there is a problem that a free layout design cannot be performed at the installation location.
In addition, due to the increase in size of the screen, when transporting the projection lens inspection apparatus, it is necessary to secure a space larger than the size of the screen in the transport path, which makes the transport of the apparatus difficult. is there.
[0005]
An object of the present invention is to provide a lens inspection device and a lens inspection method that can reduce the size of a screen and reduce the size of the device itself.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A lens inspection apparatus according to the present invention is a lens that inspects a lens used in an optical apparatus, injects image light including a predetermined test pattern into the lens, detects light emitted from the lens, and performs inspection. In an inspection apparatus, a light source that emits an inspection reference light beam, and an image light including the predetermined test pattern are generated based on the light beam emitted from the light source, which is disposed at a rear stage of an optical path of the light source. An image light emitting unit to be introduced into a lens, and a lens position change that changes the position of the lens and introduces image light from the image light emitting unit into a predetermined divided area of the lens centered on the optical axis of the lens. And a screen for projecting image light emitted from the divided area of the lens.
Here, the divided area of the lens may be an area divided at a predetermined angle around the optical axis of the lens, for example, an area divided into 、, an area divided into 4, or the like. it can.
[0007]
In the present invention, the lens position changing unit changes the position of the lens to introduce the image light into a predetermined divided region of the lens, and the image light emitted from the divided region of the lens is projected on the screen. Thus, the screen may be formed with a size capable of projecting the image light emitted from the divided area of the lens, and the size of the screen may be reduced. Further, for example, if the position of the lens is changed by the lens position changing unit and the lens is inspected for each divided area, the inspection can be performed over the entire area of the lens, similarly to the conventional inspection of the lens.
Therefore, the inspection can be performed over the entire area of the lens, the size of the lens inspection apparatus can be reduced, the installation space can be reduced, and the layout can be freely designed at the installation location. In addition, the size of the screen can be reduced, so that the lens inspection device can be easily transported. Further, by providing a lens position changing unit in the conventional lens inspection device and reducing the size of the screen, the lens inspection device of the present invention can be manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.
[0008]
In the lens inspection device of the present invention, the lens position changing unit includes an in-plane rotation position changing unit that makes the lens rotatable around the optical axis of the lens, and the in-plane rotation position changing unit includes the lens. It is preferable that the image light from the image light emitting section is introduced into a predetermined divided region of the lens by rotating the lens.
According to the present invention, the in-plane rotational position changing unit of the lens position changing unit is configured to make the lens freely rotatable about the optical axis of the lens. As a result, the image light from the image light emitting unit can be easily introduced into an area obtained by dividing the lens into 1/2 or an area obtained by dividing into 1/4. Therefore, it is possible to perform the inspection over the entire area of the lens with a simple structure while reducing the size of the lens inspection device.
[0009]
In the lens inspection apparatus according to the aspect of the invention, the lens position changing unit may include a plane position changing unit configured to freely change a position of the lens in a plane orthogonal to an illumination optical axis of a light beam emitted from the light source. It is preferable that the position changing unit changes the position of the lens to introduce the image light from the image light emitting unit into a predetermined divided area of the lens.
Here, for example, a projector can be adopted as the optical device. This projector is roughly classified into a front projection type projector and a rear projection type projector. In such a projector, particularly in a front projection type projector, the projector is installed such that a normal line perpendicular to a screen surface and a projection direction of the projector are inclined at a predetermined angle. In such a state, in order to project and display an image having no distortion on the screen, the projection lens is displaced by a predetermined distance from the illumination optical axis of the light beam emitted from the light source and the optical axis of the projection lens. is set up. Such a projection is called “shift projection”.
By the way, in such “tilt projection”, for example, when the projection lens is rotated around the optical axis of the projection lens, a predetermined divided area (for example, a 分割 divided area, a 分割 divided area) of the projection lens is used. Etc.) is difficult to introduce image light.
According to the present invention, since the plane position changing unit of the lens position changing unit is capable of changing the position of the lens within a plane orthogonal to the illumination optical axis of the light beam emitted from the light source, the tilt projection is performed. In the case of inspecting a projection lens used in a projector, the inspection can be performed over the entire area of the lens with a simple structure while reducing the size of the lens inspection apparatus.
[0010]
It is preferable that the lens inspection device of the present invention includes a screen position changing unit that changes the position of the screen in accordance with a projection direction of the image light by changing the position of the lens.
Here, when the position of the lens is changed by the plane position changing unit of the lens position changing unit, the projection direction of the image light emitted from the predetermined divided area of the lens is also changed.
In the present invention, since the lens inspection device includes the screen position changing unit, the position of the screen can be easily changed in response to the change in the projection direction of the image light due to the change in the position of the lens.
[0011]
In the lens inspection device of the present invention, an image detection unit that detects the image light projected on the screen, and the optical characteristics of the lens are measured based on the image light detected by the image detection unit. A control unit for inspecting the lens, the control unit drives and controls the lens position changing unit when the measurement of the optical characteristics of the lens based on the image light emitted from the predetermined divided region of the lens is completed. Preferably, the position of the lens is changed to introduce image light into another divided area of the lens.
Here, as the image detecting unit, for example, an image pickup device such as a charge coupled device (CCD) or a metal oxide semiconductor (MOS) can be used. In addition, as the control unit, an image capture device such as a video capture board that inputs an output from the image detection unit and converts the output into an image signal, and performs an image process by inputting an image signal from the image capture device A configuration including an arithmetic processing unit such as a CPU (Center Processing Unit) can be adopted.
In addition, as the optical characteristics of the lens, for example, resolution, chromatic aberration, distortion, flare, and illuminance distribution of the projected image of the lens can be considered, and the configuration may be such that these optical characteristics can be measured as appropriate.
[0012]
According to the present invention, since the lens inspection device includes the image detection unit and the control unit, for example, compared with the case where the lens inspection is performed from image light visually projected on the screen, the accuracy is improved. Inspection can be realized.
In addition, since the control unit drives and controls the lens position changing unit to sequentially change the divided regions of the lens and evaluates the lens, the entire region of the lens can be automatically evaluated and the inspector can perform complicated work. A high-precision inspection can be easily and quickly performed without any need.
[0013]
The lens inspection apparatus of the present invention includes an image detection unit moving mechanism that moves the image detection unit along the screen, and the control unit detects the image light projected on the screen by the image detection unit In order to perform this, it is preferable that the image detection unit moving mechanism is drive-controlled to move the image detection unit along the screen.
According to the present invention, since the lens inspection device includes the image detection unit moving mechanism, for example, it is not necessary to install a large number of image detection units so that almost all of the image light projected on the screen can be detected. By installing the minimum necessary image detecting unit and moving the image detecting unit by the image detecting unit moving mechanism, almost all of the image light projected on the screen can be detected. Therefore, the manufacturing cost of the lens inspection device can be reduced because the members are omitted.
[0014]
In the lens inspection apparatus according to the aspect of the invention, the image light emitting unit has a test pattern for measuring optical characteristics of the lens and a test pattern for adjusting a focus / alignment position of the image light emitting unit, and moves the image light emitting unit. It is preferable that the apparatus further includes a test pattern switching unit that switches between the optical property measurement test pattern and the focus / alignment position adjustment test pattern.
Here, in the present invention, the lens is inspected based on an image including a test pattern emitted from a predetermined divided area of the lens and projected on a screen. For this reason, when the test pattern projected on the screen includes, for example, a test pattern for measuring optical characteristics and a test pattern for adjusting focus / alignment position, each pattern is recognized from the projected image on the screen. And the inspection of the lens becomes difficult.
In the present invention, the image light emitting unit has an optical characteristic measuring test pattern and a focus / alignment position adjusting test pattern, and the test pattern switching unit moves the image light emitting unit to form an optical characteristic measuring test pattern. And switch the focus / alignment position adjustment test pattern. Thus, when inspecting the lens, the test pattern can be appropriately switched, and a clear test pattern is projected on the screen, and the lens inspection can be easily performed.
[0015]
The lens inspection method according to the present invention is a lens for inspecting a lens used in an optical apparatus, in which an image light including a predetermined test pattern is incident on the lens, and light emitted from the lens is detected to perform the inspection. An inspection method, wherein an image light including the predetermined test pattern is introduced into a predetermined divided region of the lens around an optical axis of the lens, and An image light projection procedure of projecting image light emitted from a predetermined divided area on a screen, and a predetermined divided area of the lens based on the image light projected on the screen in the image light projection procedure. And an optical characteristic measuring procedure for measuring the optical characteristics in the above.
[0016]
Here, in addition to the manual operation by the operator, the above-described procedures can be executed automatically by the control unit of the lens inspection apparatus described above. In the optical characteristic measurement procedure, in addition to measuring optical characteristics visually by an operator, an image light projected on a screen is imaged by an image pickup device such as a CCD camera, and the image light is captured by an image capturing device such as a video capture board. It is also possible to adopt a configuration in which the captured image is captured, and the captured image is processed by an arithmetic processing device such as a CPU to measure optical characteristics.
Further, the lens inspection method of the present invention can be configured as a program for causing a control unit of the lens inspection apparatus to execute each procedure.
According to the present invention, in the image light introducing procedure, the image light is introduced into a predetermined divided area of the lens, and in the image light projecting procedure, the image light emitted from the predetermined divided area of the lens is projected on the screen. In addition, the screen can be created in a smaller size than the conventional one, and the same operation and effect as those of the above-described lens inspection apparatus can be obtained.
[0017]
In the lens inspection method of the present invention, the optical characteristic measuring step includes an image detecting step of detecting image light projected on the screen, and performing image processing by capturing the image light detected in the image detecting step. It is preferable that the method further includes an image processing step, and an optical characteristic value calculating step of calculating an optical characteristic value of the lens based on the image information processed in the image processing step.
According to the present invention, the optical characteristic measurement procedure can be automatically executed by, for example, the image detection unit and the control unit of the above-described lens inspection device, and quickly and accurately measure the optical characteristic value of the lens. Inspection of the lens can be performed.
[0018]
In the lens inspection method of the present invention, after measuring optical characteristics in a predetermined divided region of the lens in the optical characteristics measuring step, the method further includes a lens position changing step of changing the position of the lens, and in the entire area of the lens It is preferable that the image light introduction procedure, the image light projection procedure, the optical property measurement procedure, and the lens position changing procedure are repeatedly executed until the optical properties are measured.
According to the present invention, since the image light introduction procedure, the image light projection procedure, the optical property measurement procedure, and the lens position change procedure are repeatedly executed to measure the optical properties in the entire area of the lens, the lens inspection can be accurately performed. it can.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the first embodiment, a rear projector is adopted as an optical apparatus according to the present invention, and an inspection apparatus and an inspection method of a projection lens used in the rear projector will be described.
[The structure of the rear projector incorporating the projection lens]
FIG. 1 is a cross-sectional view from the side of the rear projector. FIG. 2 is a plan view schematically showing an optical unit having a projection lens incorporated in the rear projector.
[0020]
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a rear projector. The rear projector 100 includes an optical unit 400 that generates and projects an optical image, a reflection mirror 300 that reflects the optical image projected from the optical unit 400, and a reflection mirror. A transmission screen 200 that projects an optical image through the mirror 300 and a housing 500 in which the optical unit 400, the reflection mirror 300, and the transmission screen 200 are disposed are roughly configured.
As shown in FIG. 2, the optical unit 400 includes an integrator illumination optical system 410, a color separation optical system 420, a relay optical system 430, an electro-optical device 440, a cross dichroic prism 450, a right angle prism 460, and a projection A lens 470.
The integrator illumination optical system 410 includes a light source device 411 including a light source lamp 411A and a reflector 411B, a first lens array 412, a second lens array 413, a polarization conversion element 414, and a superimposing lens 415.
[0021]
The light beam emitted from the light source lamp 411A has its emission direction aligned by the reflector 411B, is divided into a plurality of partial light beams by the first lens array 412, and forms an image near the second lens array 413. Each partial light beam emitted from the second lens array 413 is converted by the polarization conversion element 414 into substantially one type of polarized light, and enters the superimposing lens 415. Further, the plurality of partial light beams emitted from the superimposing lens 415 are superimposed on three liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B constituting an electro-optical device 440 described later.
[0022]
The color separation optical system 420 includes two dichroic mirrors 421 and 422 and a reflection mirror 423. The dichroic mirrors 421 and 422 have a function of separating a plurality of partial light beams emitted from the integrator illumination optical system 410 into three color lights of red (R), green (G), and blue (B). .
The relay optical system 430 includes an incident side lens 431, a relay lens 433, and reflection mirrors 432 and 434, and has a function of guiding red light, which is the color light separated by the color separation optical system 420, to the liquid crystal panel 441R. ing.
[0023]
The electro-optical device 440 includes three liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B. Each of the liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B uses, for example, a polysilicon TFT as a switching element. Each of the color lights separated by the color separation optical system 420 is supplied to the three liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B. By 441B, an optical image is formed by modulation according to image information.
The cross dichroic prism 450 has a function of combining images modulated for each color light emitted from the three liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B to form a color image.
[0024]
The right-angle prism 460 is disposed on the light exit side of the cross dichroic prism 450, and folds the color image emitted from the cross dichroic prism 450 in the direction of the projection lens 470, that is, the color image emitted forward, upward. To reflect.
The projection lens 470 enlarges the color image reflected by the right-angle prism 460 and projects the color image on the reflection mirror 300.
[0025]
The reflection mirror 300 is a general reflection mirror arranged on the rear side of the housing 500 of the rear projector 100 and formed in a substantially trapezoidal shape. Then, the reflection mirror 300 reflects the color image projected from the projection lens 470 to the rear side of the transmission screen 200 as shown in FIG.
The transmissive screen 200 is a general rectangular transmissive screen, and includes, for example, a diffusion plate, a Fresnel sheet, a lenticular sheet, a protection plate, and the like from the back side. The transmissive screen 200 projects the color image magnified by the projection lens 470 and reflected by the reflection mirror 300 from the back to the front.
[0026]
As described above, in the rear projector 100, the color image projected from the optical unit 400 is projected on the transmission screen 200 via the reflection mirror 300. Therefore, in the optical unit 400, the illumination optical axis of the light beam emitted from the light source device 411 and reflected by the right-angle prism 460 is substantially the same as the optical axis of the projection lens 470. That is, a color image is projected from the projection lens 470 by a projection method without “movement”.
[0027]
[Structure of projection lens inspection device]
FIG. 3 is a side view of the projection lens inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view of the projection lens inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention as viewed from above.
3 and 4, reference numeral 1 denotes a projection lens inspection device. The projection lens inspection device 1 is a device for inspecting a projection lens 470 used in the rear projector 100 shown in FIGS.
The projection lens inspection apparatus 1 includes a projection unit 10 on which a projection lens 470 to be inspected is mounted, a measurement unit 20 including a screen 21 for projecting an optical image projected from the projection unit 10, and a control (not shown). And a PC (Personal Computer) 30 having a unit 31. In this device, the projection lens 470 is detachable, and is configured to be easily replaceable with another projection lens.
In the following description, the projection lens inspection apparatus 1 uses an XYZ orthogonal plane in which a plane parallel to the projection surface 21A of the screen 21 is orthogonal to the XY plane, and the projection direction from the projection unit 10 is the Z axis. Shown in a coordinate system.
[0028]
As shown in FIG. 3 or FIG. 4, the projection unit 10 includes a projection unit main body 10 </ b> A that enlarges and projects an optical image via a projection lens 470, and a mounting table 10 </ b> B on which the projection unit main body 10 </ b> A is mounted and fixed.
FIG. 5 is a schematic view of the structure of the projection unit main body 10A viewed from the −X direction. FIG. 6 is a schematic view of the structure of the projection unit main body 10A viewed from the + Y direction.
As shown in FIGS. 3 and 4, the projection unit main body 10 </ b> A is mounted on the mounting table 10 </ b> B directly opposite the screen 21, and projects image light onto the screen 21 via the projection lens 470. As shown in FIGS. 5 and 6, the projection unit main body 10A includes a light source device 11, a filter mounting unit 12 including a color filter 12A, first and second mirrors 13 and 14, and an image light emitting unit. A projection lens inspection sheet 15, a six-axis adjustment unit 16, a dummy prism 17, and a projection lens position changing unit 18 are provided.
[0029]
The light source device 11 is fixed on a mounting table 10B, and includes a light source lamp 11A and a parabolic reflector 11B. The concave surface of the parabolic reflector 11B has a rotating parabolic shape. The light source lamp 11A is arranged near the focal position of the concave surface of the paraboloid of revolution. With this configuration, as shown in FIG. 6, the light beam emitted from the light source lamp 11A and reflected by the parabolic reflector 11B becomes a substantially parallel light beam and is emitted from the light source device 11 in the −Z direction.
Note that a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like can be used as the light source lamp 11A. Further, as the parabolic reflector 11B, for example, a reflector in which a reflective film such as a dielectric multilayer film or a metal film is formed on a concave surface of a paraboloid of revolution formed of glass ceramics can be adopted.
[0030]
The first and second mirrors 13 and 14 are fixed on the mounting table 10B and have a function as light guide means for guiding the light beam emitted from the light source device 11 to the projection lens 470. That is, the light beam emitted in the −Z direction from the light source device 11 is bent in the + X direction by the first mirror 13 and further bent in the + Z direction by the second mirror 14 as shown in FIG. To the projection lens 470. As the first and second mirrors 13 and 14, mirrors or metal mirrors formed with a dielectric multilayer film that reflects all light beams can be used.
[0031]
The filter mounting section 12 is fixed on the mounting table 10B, is configured to be capable of mounting a plurality of color filters 12A such as red, blue, and green, and is configured to be able to switch colors of the color filters 12A. The filter mounting unit 12 rotates the color filter 12 </ b> A in a plane perpendicular to the illumination optical axis of the light beam emitted from the light source device 11, and emits the light beam emitted from the light source device 11 and incident via the first mirror 13. Is switched to introduce a different color light into the projection lens 470. Then, the filter mounting unit 12 switches the color light to be introduced into the projection lens 470 by rotating the color filter 12A under the control of the control unit 31 described later.
The light source device 11, the filter mounting unit 12, and the first mirror 13 are covered with a light shielding plate 10C that shields a light beam from the outside. The light-shielding plate 10C has an opening 10C1 formed on the illumination optical axis of the light beam emitted from the light source device 11 and passing through the first mirror 13 and the filter mounting portion 12.
[0032]
FIG. 7 is a side view of the projection lens inspection sheet. FIG. 8 is a front view of the projection lens inspection sheet.
The projection lens inspection sheet 15 transmits a light beam emitted from the light source lamp 11A, forms a test pattern image for adjusting the focus / alignment position of the projection lens 470, and measures the optical characteristics, and introduces the test pattern image into the projection lens 470. As shown in FIG. 7, the projection lens inspection sheet 15 has an image area (test pattern) TP formed in front of a transparent base material such as glass having a predetermined thickness (for example, 1.1 mm). It is a thing.
As shown in FIG. 8, the test pattern TP includes a test pattern TP1 for adjusting the focus / alignment position and a test pattern TP2 for measuring the optical characteristics.
[0033]
As shown in FIG. 8, the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 is composed of four first chart patterns 15A arranged near four corners in the image area.
FIG. 9 is a view for explaining the shape of the first chart pattern in the focus / alignment position adjustment test pattern.
The first chart pattern 15A is a positioning mark for adjusting the focus and adjusting the alignment of the image projected on the screen 21. As shown in FIG. 9A, the first chart pattern 15A is formed in a square with one side having a predetermined dimension (for example, 551 μm), and this square portion is a light shielding area 15A2 through which light does not pass. Are indicated by hatching in the figure. A plurality of square translucent regions 15A1 are arranged in a grid pattern inside the light shielding region 15A2. As shown in FIG. 9B, one side of the light-transmitting region 15A1 has a size A1 (eg, 9 μm), the size of the adjacent light-transmitting region 15A1 is B1 (eg, 19 μm), and the light-shielding region 15A2 has The dimension from the edge to the outermost light-transmitting region 15A1 is B2 (for example, 5 μm).
[0034]
As shown in FIG. 8, the test patterns TP2 for measuring optical characteristics are arranged at substantially equal intervals within the image area, and are composed of 20 second chart patterns 15B for measuring the resolution of the projection lens 470. Have been. Although not shown, a plurality of chart patterns for examining other optical properties of the projection lens 470 are formed in the optical property measurement test pattern TP2 in addition to the second chart pattern 15B. Specifically, chart patterns for measuring other optical characteristics of the projection lens 470 include chart patterns for flare, chromatic aberration, and distortion, and chart patterns for visual inspection and automatic inspection are set, respectively. .
[0035]
FIG. 10 is a diagram illustrating the shape of the second chart pattern in the test pattern for measuring optical characteristics.
As shown in FIG. 10, the second chart pattern 15B is formed in a rectangular shape having predetermined dimensions (for example, 795 μm × 1074 μm), and is further partitioned into a resolution measurement area WA and a flare inspection area WB.
The resolution measurement area WA includes a plurality of two types of resolution measurement patterns PT1 and PT2. The pattern PT1 is configured by arranging light-shielding regions PTV extending in the vertical direction at intervals, and a light-transmitting region PTS is provided between adjacent light-shielding regions PTV. On the other hand, the pattern PT2 is configured by arranging light-shielding regions PTH extending in the horizontal direction at intervals and, like the pattern PT1, the space between the light-shielding regions PTH is a light-transmitting region PTS.
[0036]
These patterns PT1 and PT2 have a size corresponding to the size of the numeral PTN formed thereon. The number PTN represents an index of the resolution at the time of performing the visual inspection, and specifically represents the spatial frequency of the patterns PT1 and PT2 disposed therebelow. For example, the two patterns PT1 and PT2 arranged below “20” are patterns having a spatial frequency of 20 lines / mm, and the patterns PT1 and PT2 below the number “30” have a spatial frequency of 30 lines / mm. / Mm.
When the resolution is visually inspected by using such patterns PT1 and PT2, the inspector observes the patterns PT1 and PT2 emitted from the projection lens 470 and formed on the screen 21 and determines the boundary between the light shielding area and the light transmitting area. The spatial frequency of the limit that can be determined will be used as an index of the resolution. The case where image processing is performed using an image sensor will be described later.
[0037]
The flare inspection area WB is formed in a rectangular shape having predetermined dimensions (for example, 330 μm × 340 μm) in the vertical and horizontal directions, and includes four types of small hole patterns PHa to PHd, which are substantially circular light-transmitting areas. The small hole patterns PHa to PHd have different diameters. For example, the small hole pattern PHa has a diameter of 26 μm, the small hole pattern PHb has a diameter of 19 μm, and the small hole pattern PHc has a diameter of 10 μm. , The small hole pattern PHd has a diameter of 5 μm. The flare inspection area WB is used when performing automatic measurement by the projection lens inspection apparatus, and specifies the amount of flare from the difference between the hole diameter of each small hole and the image area of transmitted light.
[0038]
The six-axis adjustment unit 16 is mounted on the mounting table 10B, and moves in parallel in the X, Y, and Z directions and rotates around the X, Y, and Z axes in FIG. 5 or FIG. 6 movable stages are combined. Four arms 16A extending in the + Z direction are provided from the tip of the six-axis adjustment unit 16, and hold the projection lens inspection sheet 15. Then, the six-axis adjustment unit 16 adjusts the spatial arrangement of the projection lens inspection sheet 15 under the control of the control unit 31 described later. In other words, the spatial arrangement of the test pattern TP is adjusted by the control of the six-axis adjustment unit 16. The arm 16A holds the projection lens inspection sheet 15 and slides (in the vertical direction in FIG. 6) the projection lens inspection sheet 15 under the control of the control unit 31 described later to adjust the focus / alignment position. The test pattern TP1 for test and the test pattern TP2 for optical characteristic measurement are switched. That is, the test pattern switching unit according to the present invention corresponds to the arm 16A.
[0039]
The dummy prism 17 is fixed on the mounting table 10B. The dummy prism 17 is a cubic glass body, and an antireflection coating is applied to an end face on the light beam incident side. The outer dimensions of the dummy prism 17 are the same as those of the cross dichroic prism 450 in FIG.
As described above, the projection unit main body 10A is configured such that substantially the same light as when the projection lens is used in the rear projector 100 of FIG. 1 is incident on the projection lens 470. That is, the light source device 11 corresponds to the light source device 411 in FIG. 1, the projection lens inspection sheet 15 corresponds to the liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B in FIG. 1, and the dummy prism 17 corresponds to the cross dichroic prism 450 in FIG. ing. It is considered that the use of such an inspection apparatus including the projection unit main body 10A makes it possible to inspect the projection lens in an environment similar to the case where the projection lens is used in the projector.
[0040]
The projection lens position changing unit 18 includes a base 181 fixed on the mounting table 10 </ b> B, a plane position changing unit 182 movably installed on the base 181, and a surface provided at a distal end portion of the plane position changing unit 182. And an inner rotation position changing unit 183.
The base 181 is a rail member extending in the X direction, as shown in FIG. 6, and is fixed on the mounting table 10B.
The plane position changing unit 182 includes an X-direction lens position changing unit 182A movably supported on the base 181 and a Y-direction lens position changing unit 182B movably supported by the X-direction lens position changing unit 182A. Have.
[0041]
As shown in FIG. 5, the X-direction lens position changing unit 182A includes a rectangular plate-shaped member 182A1 formed in a substantially rectangular shape in a front view, and a plate-shaped member 182A2 fixed to a lower edge of the rectangular plate-shaped member 182A1. And is formed in a substantially T-shaped cross section.
The rectangular plate-shaped body 182A1 has an opening 182A3 for transmitting a light beam emitted from the light source device 11, and a rail member 182A4 extending in the Y direction is formed near each of the left and right ends on the light beam emission side end surface.
The plate-like member 182A2 is movably engaged with the base 181 at the lower end surface. Then, the X-direction lens position changing unit 182A moves in the X direction as the plate-like member 182A2 moves on the base 181.
Here, although not shown, the X-direction lens position changing unit 182A is configured to be movable by, for example, an X-direction pulse motor having a drive shaft that moves forward and backward in the X direction. That is, the X-direction pulse motor (not shown) is driven under the control of the control unit 31 described later, so that the X-direction lens position changing unit 182A moves in the X direction.
[0042]
The Y-direction lens position changing unit 182B has an opening 182B1 through which the light beam emitted from the light source device 11 passes, and is formed in a substantially rectangular frame shape when viewed from the front. The Y-direction lens position changing unit 182B is movably engaged with the rail member 182A4 of the X-direction lens position changing unit 182A at the light beam incident side end surface.
Here, although not shown, the Y-direction lens position changing unit 182B is configured to be movable by, for example, a Y-direction pulse motor having a drive shaft that moves forward and backward in the Y direction. That is, similarly to the above-described X-direction lens position changing unit 182A, the Y-direction pulse motor (not shown) is driven under the control of the control unit 31, which will be described later, so that the Y-direction lens position changing unit 182B sets the X-direction lens position. It moves in the Y direction with respect to the change unit 182A.
[0043]
The in-plane rotation position changing unit 183 is formed in a circular frame shape. The in-plane rotational position changing unit 183 holds the projection lens 470 on the inner surface thereof, and has a light beam incident side end surface rotatably provided on the light beam emitting side end surface of the X-direction lens position changing unit 182B.
Here, although illustration is omitted, the in-plane rotational position changing unit 183 is, for example, an in-plane rotary pulse motor having a drive shaft that rotates about the Z-axis. It is configured to be rotatable by driving an in-plane rotation pulse motor or the like. That is, similarly to the above-described X-direction lens position changing unit 182A and Y-direction lens position changing unit 182B, the in-plane rotation pulse motor (not shown) is driven under the control of the control unit 31, which will be described later, so that the in-plane rotation is performed. The position changing unit 183 rotates around the center of the circular frame as a rotation axis.
[0044]
The periphery of a part of the above-described six-axis adjustment unit 16, the second mirror 14, the projection lens inspection sheet 15, the dummy prism 17, and the projection lens position changing unit 18 is covered by a light-shielding plate 10D that shields a light beam from the outside. ing. The light-shielding plate 10D has an opening corresponding to the opening 10C1 of the light-shielding plate 10C on a side surface facing the light-shielding plate 10C. Further, an opening (not shown) corresponding to the movement of the arm 16A of the six-axis adjustment unit 16 and the movement of the projection lens 470 by the projection lens position changing unit 18 is formed on the side surface in the Z-axis direction of the light-shielding plate 10D. Have been.
[0045]
The mounting table 10B supports the projection unit main body 10A, and installs the projection unit 10 at an arbitrary location. The mounting table 10B supports the 6-axis adjustment unit 16 of the projection unit main body 10A on its upper surface. The mounting table 10B is provided with a support portion 10B1 (FIG. 5) on the upper surface thereof. The light source device 11, the filter mounting portion 12, the first and second mirrors of the projection unit main body 10A are provided at the support portion 10B1. 13, 14, a dummy prism 17 and a projection lens position changing unit 18 are supported and fixed at a predetermined height.
As shown in FIG. 3, a caster 10B2 that can be easily moved when the projection unit 10 is installed at an arbitrary location, and the projection unit 10 is fixed at an arbitrary location, as shown in FIG. A fixing portion 10B3 is provided.
Further, inside the mounting table 10B, a power supply device for supplying power to the entire projection lens inspection device 1, a PC 30, and a light source driving circuit for driving the light source device 11, although not shown, are provided.
[0046]
As shown in FIGS. 3 and 4, the measurement unit 20 includes a screen 21 that projects image light projected from the projection unit 10, and an image detection device that is located behind the screen 21 and detects the projected image light. And a mounting table 23 on which the screen 21 and the image detection device 22 are mounted.
FIG. 11 is a diagram of the measuring unit 20 viewed from the + Z direction.
The screen 21 includes a screen main body 211 and a screen position changing unit 212 that changes the position of the screen main body 211.
The screen main body 211 may be substantially the same as the transmissive screen 200 used in the rear projector 100 of FIG. Here, the size of the screen body 211 is about 略 of the projection size of the image light projected from the projection unit 10 and projects an area of about の of the image light. The screen main body 211 is formed, for example, so as to be able to project an area of approximately 1/4 of a projection size of 35 inches to 80 inches of image light. Further, it is formed so as to be able to project image light having both aspect ratios of 4: 3 and 16: 9.
[0047]
The screen position changing unit 212 includes a base 212A fixed on the mounting table 23, a Z-direction screen position changing unit 212B movably installed on the base 212A, and a movable unit on the Z-direction screen position changing unit 212B. And a Y-direction screen position changing unit 212D movably installed on the X-direction screen position changing unit 212C.
As shown in FIGS. 3 and 4, the base 212 </ b> A is four rail members extending in the Z direction, and is fixed on the mounting table 23.
As shown in FIGS. 3 and 4, the Z-direction screen position changing unit 212B is a rectangular plate extending in the X direction, and movably engages with the base 212A on the lower surface thereof. As shown in FIGS. 3 and 11, two rail members 212B1 extending in the X direction are formed on the upper surface of the Z-direction screen position changing unit 212B.
Here, although not shown, the Z-direction screen position changing unit 212B is configured to be movable by, for example, a Z-direction pulse motor having a drive shaft that moves forward and backward in the Z direction. In other words, the Z-direction pulse motor (not shown) is driven under the control of the control unit 31 to be described later, so that the Z-direction screen position changing unit 212B moves in the Z direction with respect to the mounting table 213.
Note that the projection distance in the present embodiment is in the range of 500 mm to 1250 mm, and the Z-direction screen position changing unit 212B is moved accordingly.
[0048]
The X-direction screen position changing unit 212C is a rectangular plate member extending in the X direction, and movably engages with a rail member 212B1 of the Z-direction screen position changing unit 212B on a lower surface thereof. As shown in FIGS. 3 and 11, the X-direction screen position changing unit 212C has two rail members 212C1 standing upright from the upper surface near the X-direction end.
Here, although not shown, the X-direction screen position changing unit 212C is configured to be movable by, for example, an X-direction pulse motor having a drive shaft that moves forward and backward in the X direction. That is, under the control of the control unit 31 described below, the X-direction pulse motor (not shown) is driven to move the X-direction screen position changing unit 212C in the X-direction with respect to the Z-direction screen position changing unit 212B.
[0049]
The Y-direction screen position changing unit 212D is a rectangular frame. The Y-direction screen position changing unit 212D holds the screen main body 211 in the frame. The Y-direction screen position changing unit 212D is movably engaged with the rail member 212C1 of the X-direction screen position changing unit 212C on the outer peripheral surface in the X direction.
Here, although not shown, the Y-direction screen position changing unit 212D is configured to be movable by, for example, a Y-direction pulse motor having a drive shaft that moves forward and backward in the Y direction. In other words, the Y-direction pulse motor (not shown) is driven under the control of the control unit 31 to be described later, so that the Y-direction screen position changing unit 212D moves in the Y direction with respect to the X-direction screen position changing unit 212C.
[0050]
The image detection device 22 is located on the back side of the screen main body 211, and has two CCD cameras 221 as two image detection units, and a camera movement as an image detection unit moving mechanism that enables the CCD cameras 221 to move in the XY plane. And a mechanism 222.
The CCD cameras 221 are provided near the upper and lower ends of the screen main body 211, respectively, and capture a projected image projected on the screen main body 211 from the back side. The projected image is a projected image including the test pattern TP of the projection lens inspection sheet 15 described above, and the two CCD cameras 221 project the projected image of the first chart pattern 15A of the focus / alignment position adjustment test pattern TP1. , And the projection image of the second chart pattern 15B of the optical property measurement test pattern TP2. The images captured by the CCD cameras 221 are output to the control unit 31 described later.
[0051]
As shown in FIG. 11, the camera moving mechanism 222 includes a base 222A fixed to the upper and lower inner peripheral surfaces of the Y-direction screen position changing unit 212D of the screen position changing unit 212, and an X movably mounted on the base 222A. The camera includes a direction camera moving unit 222B and a Y direction camera moving unit 222B movably installed in the X direction camera moving unit 222B.
The base 222A is a rail member extending in the X direction on the upper and lower inner peripheral surfaces of the Y-direction screen position changing unit 212D.
[0052]
As shown in FIGS. 3 and 11, the X-direction camera moving section 222B is a plate extending in the Y direction, and movably engages with the base 222A at upper and lower ends thereof. Further, a guide portion 222B1 (FIG. 4) that guides the movement of the Y-direction camera moving portion 222B along the Y-direction is formed at the -X-direction end of the X-direction camera moving portion 222B.
Here, although not shown, the X-direction camera moving unit 222B is configured to be movable by, for example, an X-direction pulse motor having a drive shaft that moves forward and backward in the X direction. That is, the X-direction camera motor 222B moves in the X-direction by driving the X-direction pulse motor (not shown) under the control of the control unit 31 described later.
[0053]
Two Y-direction camera moving units 222C are provided corresponding to the two CCD cameras 221 to hold each CCD camera 221 and to be movable with the guide unit 222B1 (FIG. 4) of the X-direction camera moving unit 222B. Combine.
Here, although not shown, these Y-direction camera moving units 222C are configured to be movable by, for example, a Y-direction pulse motor having a drive shaft that moves forward and backward in the Y direction. That is, under the control of the control unit 31, which will be described later, the Y-direction pulse motor (not shown) is driven to move the Y-direction camera moving unit 222B in the Y-direction along the guide unit 222B1.
[0054]
The mounting table 23 supports the screen 21 and the image detection device 22 described above, and sets the measurement unit 20 at an arbitrary location. As shown in FIGS. 3 and 11, a caster 231 that can be easily moved when the measuring unit 20 is installed at an arbitrary location, and a measuring unit 20 that is easily installed at an arbitrary location, as shown in FIGS. A fixing portion 232 for fixing is provided.
[0055]
FIG. 12 is a block diagram schematically illustrating a control structure of the control unit 31.
As shown in FIG. 12, the PC 30 includes a control unit 31 and a hard disk 32, and the control unit 31 is connected to input devices such as a keyboard and a mouse, and output devices such as a display and a printer. ing.
The control unit 31 includes an image processing unit 311, a lens characteristic value calculation unit 312, a camera moving mechanism control unit 313, a six-axis adjustment unit control unit 314, an inspection sheet switching control unit 315, a projection lens position change unit control unit 316, and a screen position. A change unit control unit 317 and a database management unit 318 are provided. Each of these units 313 to 318 is configured as a program developed on an OS (Operating System) that controls the operation of the control unit 31.
In the hard disk 32, a design data storage unit 321 and an actual measurement data storage unit 322 are secured.
[0056]
The image processing unit 311 performs image processing based on an image signal from the CCD camera 221 captured via the image capturing device. Then, based on the result of the image processing, the image captured by the CCD camera 221 is displayed on a display device such as a display, and the lens characteristic value calculation means 312 calculates the lens characteristic value. Note that as a method of image processing by the image processing unit 311, a pattern matching process is mainly used based on captured image data.
The lens characteristic value calculation unit 312 calculates a lens characteristic value of a quarter region of the projection lens 470 from the captured image data based on the image processing result by the image processing unit 311. Specific lens characteristic values include resolution, flare, chromatic aberration, distortion, and the like. Each item is calculated as follows.
[0057]
First, the resolution MTF is performed based on the image of the resolution measurement area WA of the second chart pattern 15B acquired by the image processing unit 311 and the luminance value Io of the background portion without the resolution measurement patterns PT1 and PT2. And the maximum luminance value Imax and the minimum luminance value Imin in the resolution measurement patterns PT1 and PT2, and are calculated by the following equation (1).
[0058]
(Equation 1)
MTF = (Imax−Imin) / (Io−2−Imax−Imin) (1)
[0059]
The flare amount is calculated based on the image of the light transmitted through each of the small hole patterns PHa to PHd in the flare inspection area WB of the second chart pattern 15B acquired by the image processing unit 311. The flare amount is calculated by taking the difference from the area.
The amount of chromatic aberration is calculated by capturing an image of the second chart pattern 15B based on red light, green light, and blue light using the CCD camera 221 and calculating a shift amount of an image position of each color light by pattern matching processing. Desired.
In addition, as the lens characteristic value, not only the resolution MTF, the amount of flare, and the amount of chromatic aberration, but also, for example, the amount of distortion of an image may be calculated.
Then, the lens characteristic value calculating unit 312 calculates a lens characteristic value of a quarter region of the projection lens 470 described above, and then outputs a signal to that effect to the projection lens position changing unit control unit 316.
After calculating the lens characteristic values of the entire area of the projection lens 470, the lens characteristic value calculating unit 312 outputs a signal to that effect to the inspection sheet switching control unit 315.
[0060]
The camera moving mechanism control unit 313 generates a control signal based on the image data of each CCD camera 221 obtained by the image processing unit 311 and the lens characteristic value obtained by the lens characteristic value calculation unit 312, A control signal is output to the camera moving mechanism 222. Then, the X-direction camera moving unit 222B and the Y-direction camera moving unit 222C of the camera moving mechanism 222 operate to change the position of each CCD camera 221.
The camera moving mechanism control unit 313 outputs a control signal for changing the position of the CCD camera 221, and outputs control signals for zoom / focus control and light amount aperture control to the CCD camera 221.
[0061]
The six-axis adjustment unit control unit 314 generates a control signal based on the image data of the CCD camera 221 acquired by the image processing unit 311 and outputs the control signal to the six-axis adjustment unit 16. Specifically, a control signal for arranging and adjusting the projection lens inspection sheet 15 at the back focus position of the projection lens 470 to be inspected is output to the six-axis adjustment unit 16.
The 6-axis adjustment unit control unit 314 drives and controls the 6-axis adjustment unit 16 to arrange and adjust the projection lens inspection sheet 15 at a predetermined back focus position, and then sends a signal to that effect to the inspection sheet switching control unit 315. Is output.
The inspection sheet switching control unit 315 generates a control signal based on the signals from the lens characteristic value calculation unit 312 and the six-axis adjustment unit control unit 314, and outputs the control signal to the six-axis adjustment unit 16. Specifically, a control signal that switches the projection lens inspection sheet 15 between the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 and the optical characteristic measurement test pattern TP2 is output to the six-axis adjustment unit 16.
[0062]
The projection lens position changing unit control unit 316 generates a control signal based on a signal from the image processing unit 311 or the lens characteristic value calculating unit 312, and outputs a control signal to the projection lens position changing unit 18. Specifically, a control signal for causing the projection lens 470 to be inspected to change its position to rotate around the optical axis and to change the position in a plane orthogonal to the optical axis is sent to the projection lens position changing unit 18. Output.
The projection lens position changing unit control unit 316 outputs a control signal to the projection lens position changing unit 18 so as to change the position of the projection lens 470 to be inspected in a plane orthogonal to the optical axis. Outputs a signal to the screen position changing unit control means 317.
The screen position changing unit control unit 317 generates a control signal based on a signal from the projection lens position changing unit control unit 316, and outputs the control signal to the screen position changing unit 212. Specifically, when the position of the projection lens 470 is changed by the projection lens position changing unit control unit 316 and the projection direction of the projection lens 470 changes, a control signal for disposing the screen main body 211 in the projection direction is sent. Output to the screen position changing unit 212. That is, the position movement of the screen main body 211 is interlocked with the position change of the projection lens 470.
[0063]
The database management unit 318 searches for information stored in a design data storage unit 321 to be described later, and records and saves the lens characteristic value calculated by the lens characteristic value calculation unit 312 in the actual measurement data storage unit 322. is there.
The design data storage unit 321 stores, in addition to the design information of the projection lens 470, design information of an optical device using the projection lens. Specifically, the design data storage unit 321 is configured as a database having a table structure in which the optical characteristics and the like of the lenses that constitute the projection lens are one record, using the model number of the projection lens 470 as an index.
[0064]
The measured data storage unit 322 is a unit that stores the characteristic values such as the resolution, the flare amount, and the chromatic aberration amount calculated by the lens characteristic value calculating unit 312. The measured data storage unit 322 stores the projection lens 470 to be inspected. Is configured as a database having a table structure in which these characteristic values are used as a single record, with the serial number as an index.
[0065]
[Projection lens inspection method]
Next, an inspection method of the projection lens 470 by the projection lens inspection apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to a flowchart of FIG.
In the inspection method of the projection lens 470 according to the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the projection unit 470 is arranged such that the screen main body 211 is located in the lower left direction when viewed from the projection lens 470 arranged in the projection unit 10. This is performed in a state in which 10 and the measurement unit 20 are arranged.
(A) When the projection lens inspection apparatus 1 is started and the operator specifies the type of the projection lens 470 to be inspected, the database management unit 318 uses this as a trigger to search the design data storage unit 321 and to execute the search. The design data of the projection lens 470 corresponding to the above is called on the control unit 31 (process S1). Then, as described below, the control unit 31 starts the lens inspection according to a predetermined program. Here, the program in the first embodiment is an inspection program for the projection lens 470 mounted on the rear projector 100 in FIG.
(B) When the design data is called in the process S1, the control unit 31 turns on the light source device 11 of the projection unit 10 and performs a focus / alignment position adjustment test emitted from the light source device 11 via the projection lens inspection sheet 15. Image light including the pattern TP1 is introduced into the projection lens 470 (process S2: image light introduction procedure).
[0066]
(C) When the image light is introduced into the projection lens 470 in the process S2, the image light is enlarged and projected from the projection lens 470, and the image light is projected on the measurement unit 20 (process S3: image light projection procedure).
Specifically, as shown in FIG. 14, the measurement unit 20 projects an area 600A that is 1/4 of the total image light 600 projected from the projection lens 470. That is, as shown in FIG. 15, in the projection lens 470 arranged in the projection unit 10, the projection projected from the quarter region 470 </ b> A of the projection lens 470 located in the region A in the upper left portion when viewed from the + Z direction. The image is projected on the screen main body 211 of the measuring unit 20.
[0067]
(D) When the image light is projected in the process S3, the camera moving mechanism control unit 313 generates a control signal based on the design data called in the process S1, and sends the control signal to the camera moving mechanism 222. Output and move the CCD camera 221. Then, the camera moving mechanism control unit 313 moves any one of the CCD cameras 221 to a position where the image of the first chart pattern 15A (FIG. 8) of the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 on the projection lens inspection sheet 15 can be obtained. One is arranged (process S4).
It should be noted that only an image of a 領域 region is projected on the screen main body 211 out of the entire projected image enlarged and projected via the projection lens 470. For this reason, in the first embodiment, only the upper left chart pattern 15A of the four first chart patterns 15A of the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 in FIG.
[0068]
(E) The image processing unit 311 determines the in-focus state of the image of the first chart pattern 15A based on the image data and the design data acquired from the CCD camera 221 and calculates the focus / alignment characteristic value ( Processing S5). For example, the image processing unit 311 calculates a focus / alignment characteristic value indicating the quality of the focus state based on the edge strength at the boundary between the bright region and the dark region of the image using the captured image data.
Then, the image processing unit 311 associates the obtained focus / alignment characteristic value with the serial number of the projection lens 470 and records and saves it in the actual measurement data storage unit 322 via the database management unit 318, and projects a signal to that effect. Output to the lens position changing unit control means 316.
[0069]
(F) The projection lens position changing unit control unit 316 generates a control signal based on the signal from the image processing unit 311, and outputs the control signal to the projection lens position changing unit 18. Then, the projection lens position changing unit 18 operates the in-plane rotation position changing unit 183 according to the control signal, and rotates the projection lens 470 in the direction of arrow R in FIG. 15 (process S6). Specifically, the projection lens 470 is rotated such that the quarter divided area 470B of the projection lens 470 is located in the area A.
[0070]
(G) After the position is changed by rotating the projection lens 470 in the process S6, the process of the above-described process S5 is performed to calculate the focus / alignment characteristic value in the quarter divided area 470B of the projection lens 470. Then, by the same processing as the above-described processing S6, the projection lens 470 is rotated to acquire the focus / alignment characteristic values in the quarter divided area 470C and the quarter divided area 470D, and the entire area (470A) of the projection lens 470 is acquired. To 470D) are obtained (step S7).
(H) After the process S7, the 6-axis adjustment unit control unit 314 outputs a control signal based on the obtained four focus / alignment characteristic values to operate the 6-axis adjustment unit 16 and to control the projection lens inspection sheet 15 The focus / alignment position is adjusted (process S8).
[0071]
(I) When the adjustment of the focus / alignment position of the projection lens inspection sheet 15 is completed, the 6-axis adjustment unit control means 314 outputs a signal to that effect to the inspection sheet switching control means 315. Then, the inspection sheet switching control unit 315 outputs a control signal to the six-axis adjustment unit 16 to operate the arm 16A, and moves the projection lens inspection sheet 15 from the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 to the optical characteristic measurement test. The pattern is switched to the pattern TP2 (process S9).
[0072]
(J) When the projection lens inspection sheet 15 is switched from the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 to the optical characteristic measurement test pattern TP2 in step S9, the camera moving mechanism control unit 313 sends a control signal to the camera moving mechanism 222. Then, each CCD camera 221 is moved to a position where any one of the images of the second chart pattern 15B of the test pattern TP2 for measuring optical characteristics can be acquired (process S10).
In the first embodiment, among the 20 second chart patterns 15B of the optical characteristic measurement test pattern TP2 in FIG. 8, only the six chart patterns 15B arranged in the upper left quarter area are the screen main body. Projected to 211. Then, the camera moving mechanism control unit 313 outputs the image projected on the + X direction end side of the screen main body 211 shown in FIG. 14 of the two chart patterns 15B arranged vertically in the six second chart patterns 15B. Is moved to a position where can be obtained.
[0073]
(K) When each CCD camera 221 is arranged on two predetermined second chart patterns 15B, the control unit 31 calculates a lens characteristic value of the projection lens 470 as described below (process S11: optical characteristics). Measurement procedure).
(K-1) The control unit 31 starts imaging by each CCD camera 221, and the image processing unit 311 of the control unit 31 converts the two chart patterns 15 </ b> B on the screen main body 211 input through the image capturing device. Each of the included image signals is converted into image data (process S11A: image detection step).
(K-2) The image processing means 311 performs a pattern matching process based on the detected image data (process S11B: image processing step).
(K-3) The lens characteristic value calculation means 312 calculates lens characteristic values (resolution MTF, flare amount, and chromatic aberration amount) based on the result of the image processing in step S11B (step S11C: optical characteristic value calculation). Steps).
[0074]
(L) In the process S11C, when the lens characteristic value is calculated based on the images of the predetermined two second chart patterns 15B, the camera moving mechanism control unit 313 operates the X-direction camera moving unit 222B, and operates the CCD camera. Is moved in the −X direction shown in FIG. Then, by the above-described process S11, an image of another second chart pattern 15B is obtained, and the lens characteristic value is calculated based on all the images of the second chart pattern 15B (process S12). That is, among the six second chart patterns 15B, the characteristic values based on the images of the pair of chart patterns 15B arranged vertically are calculated at the same time, and the process S12 is performed by executing the process S11C twice. You.
[0075]
(M) When the above is completed, the lens characteristic value calculation unit 312 records and saves the obtained lens characteristic value in the actual measurement data storage unit 322 via the database management unit 318 in association with the serial number of the projection lens 470, A signal to that effect is output to the projection lens position changing unit control means 316 (process S13).
(N) The projection lens position change unit control unit 316 generates a control signal based on the signal from the lens characteristic value calculation unit 312, and outputs the control signal to the projection lens position change unit 18. Then, the projection lens position changing unit 18 operates the in-plane rotation position changing unit 183 according to the control signal, and rotates the projection lens 470 in the direction of the arrow R in FIG. S14: lens position changing procedure).
[0076]
(O) After the position of the projection lens 470 is changed by rotating the projection lens 470 in the process S14, the processes of the processes S10 to S13 described above are performed to obtain the lens characteristic value in another quarter region of the projection lens 470. I do. Then, the projection lens 470 is rotated by the same processing as the above-described processing S14 to acquire the lens characteristic values in the other 1/4 divided areas, and the lens characteristics are obtained over the entire area (470A to 470D) of the projection lens 470. The value is obtained (process S15).
(P) When the lens characteristic values of the entire area of the projection lens 470 are acquired in the processing S15, the inspection sheet switching control unit 315 outputs a control signal to the six-axis adjustment unit 16 to move the projection lens inspection sheet 15 to the initial position. (Focus / alignment position adjustment test pattern TP2). Further, the camera moving mechanism control unit 313 outputs a control signal to the camera moving mechanism 222 to move the CCD camera 221 to an initial position (an end position in the + X direction of the screen main body 211 shown in FIG. 14) (Step S16). .
[0077]
[Effects of First Embodiment]
According to the above-described first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the projection lens inspection apparatus 1, the light is emitted from the 本体 divided areas 470 A, 470 B, 470 C, and 470 D of the projection lens 470 on the screen main body 211 of the measurement unit 20 around the optical axis of the projection lens 470. Image light is projected. As a result, the screen main body 211 can be configured to have a size of 1/4 of the total projected image, and the projection lens inspection apparatus 1 can be downsized. Therefore, the installation space can be reduced, and the layout can be freely designed at the installation location. Further, due to the downsizing of the screen main body 211, when the projection lens inspection apparatus 1 is transported, it can be easily transported without securing a large transport path. Furthermore, the projection lens inspection device 1 can be manufactured by reducing the size of the screen 21 by providing the projection lens position changing unit 18 in the conventional projection lens inspection device, and the manufacturing cost can be reduced.
[0078]
(2) In the projection lens inspection device 1, the projection lens position changing unit 18 includes the in-plane rotation position changing unit 183. Then, the in-plane rotation position changing unit 183 makes the projection lens 470 rotatable. Thus, by rotating the projection lens 470, the quarter divided areas 470A, 470B, 470C, and 470D of the projection lens 470 can be easily changed, and the projection lens inspection apparatus 1 can be reduced in size while having a simple structure. The inspection over the entire area of the projection lens 470 can be performed.
(3) The projection lens inspection device 1 performs image processing by capturing the detected image light and the image detection device 22 that detects the image light projected on the screen 21, and changes the optical characteristics of the projection lens 470. And a control unit 31 for measuring and inspecting the projection lens 470. Thereby, for example, a highly accurate inspection can be realized as compared with a case where the lens is inspected from the image light projected on the screen 21 visually.
[0079]
(4) The projection lens position changing unit control unit 316 of the control unit 31 outputs a control signal to the projection lens position changing unit 18 to operate the in-plane rotation position changing unit 183 and rotate the projection lens 470. The quarter divided areas 470A, 470B, 470C, and 470D are sequentially changed. As a result, a highly accurate inspection can be easily and quickly performed without requiring the inspector to perform a complicated operation such as operating the projection lens position changing unit 18.
(5) The projection lens inspection apparatus 1 includes two CCD cameras 221 and a camera moving mechanism 222 that moves the CCD cameras 221. Thus, the entire image projected on the screen 21 can be detected by moving the two CCD cameras 221 by the camera moving mechanism 222. Therefore, it is not necessary to install a large number of CCD cameras 221 in order to detect all images projected on the screen, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the projection lens inspection apparatus 1 by omitting the members. Further, since each CCD camera 221 is used for both adjusting the focus / alignment position of the projection lens inspection sheet 15 and measuring the optical characteristics of the projection lens 470, it is necessary to arrange a plurality of CCD cameras for different purposes. In addition, the manufacturing cost of the projection lens inspection device 1 can be reduced from both parts of the member. Further, when measuring the optical characteristics of the projection lens 470, the images picked up by the two CCD cameras 221 are processed simultaneously, so that the measurement cycle time can be reduced and the lens inspection time can be shortened.
[0080]
(6) The projection lens inspection sheet 15 has a test pattern TP1 for focus / alignment position adjustment and a test pattern TP2 for optical characteristic measurement. Then, the arm 16A of the six-axis adjustment unit 16 holds the projection lens inspection sheet 15 and slides the projection lens inspection sheet 15 to move the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 and the optical characteristic measurement test pattern TP2. Switch. Thus, when inspecting the projection lens 470, the test patterns TP1 and TP2 can be appropriately switched, and the clear test patterns TP1 and TP2 are projected on the screen 21, respectively, so that the inspection of the projection lens 470 can be easily performed. Can be implemented.
[0081]
(7) The arm 16A of the six-axis adjustment unit 16 switches the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 and the optical characteristic measurement test pattern TP2 under the control of the inspection sheet switching control unit 315 of the control unit 31. Therefore, automatic switching can be realized. For example, when the inspector manually switches, the focus / alignment position of the projection lens inspection sheet 15 is prevented from being shifted, and the lens inspection can be performed accurately and quickly.
(8) The control unit 31 controls the projection lens inspection apparatus 1 so that almost all processes in the inspection method of the projection lens 470 can be automatically performed, and the inspection lens 470 can be performed without requiring the inspector to perform complicated operations. Inspection can be performed easily, quickly and more accurately.
(9) The control unit 31 performs the inspection for each of the quarter divided areas 470A, 470B, 470C, and 470D of the projection lens 470, and inspects the projection lens 470 over all the areas. Can be inspected.
[0082]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, the same structures and the same members as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted or simplified.
In the first embodiment, when inspecting the projection lens 470, the control unit 31 operates the in-plane rotation position changing unit 183 of the projection lens position changing unit 18 to rotate the projection lens 470 about the optical axis. An inspection is performed on the projection lens 470 for each quarter divided area (470A, 470B, 470C, 470D).
On the other hand, in the second embodiment, when inspecting the projection lens 470, the control unit 31 operates the plane position changing unit 182 of the projection lens position changing unit 18 to move the projection lens 470 to a plane orthogonal to the optical axis. And the projection lens 470 is inspected for each quarter divided area. That is, in the second embodiment, the control program for inspecting the projection lens 470 of the control unit 31 is different.
[0083]
In the lens inspection according to the first embodiment, the projection lens 470 used in the rear projector 100 is employed as a projection lens to be inspected, whereas the lens inspection according to the second embodiment is described above. For example, it is most suitable for inspection of a projection lens mounted on a front projection type projector (not shown) in which tilt projection is performed. Hereinafter, a projection lens 470 mounted on the front projection type projector is adopted as an inspection target.
Here, the structure of the optical unit of the front projection type projector (not shown) is substantially the same as the structure of the optical unit 400 of the rear projector 100 described in the first embodiment, and the illumination optical axis of the light beam emitted from the light source and the projection. The only difference is that the optical axis of the lens 470 is shifted. Therefore, illustration and detailed description of the structure of the front projection type projector are omitted.
[0084]
[Projection lens inspection method]
An inspection method of the projection lens 470 in the second embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
In the second embodiment, when inspecting the projection lens 470, the projection lens inspection device 1 is arranged as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 17, the projection unit 10 is directly opposed to the measurement unit 20, and the projection unit 10 and the measurement unit 20 are arranged so as to be located substantially at the center of the measurement unit 20 in the X direction.
The inspection of the projection lens 470 is performed in the arrangement state of the projection lens inspection device 1 as described above.
[0085]
(A) First, similarly to the processing S1 of the first embodiment, the projection lens inspection apparatus 1 is started, and the design data of the projection lens 470 is called on the control unit 31 (processing S21). Then, as described below, the control unit 31 starts the lens inspection according to a predetermined program. Here, the program in the second embodiment is a program for inspecting a projection lens 470 mounted on a front projection type projector (not shown).
(B) When the design data is called in the process S1, the control unit 31 turns on the light source device 11 of the projection unit 10 and emits the projection lens inspection sheet from the light source device 11, as in the process S2 of the first embodiment. Image light including the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 is introduced to the projection lens 470 via the line 15 (process S22: image light introduction procedure).
[0086]
(C) When the image light is introduced into the projection lens 470 in the process S22, the projection lens position change unit control unit 316 generates a control signal based on the design data, and the control signal generated by the projection lens position change unit 18 Output a signal. Then, the plane position changing unit 182 of the projection lens position changing unit 18 is operated to change the position of the projection lens 470 to the measurement position (Step S23).
FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a positional relationship between the position of the projection lens 470 and the image light Im including the predetermined test pattern TP.
Specifically, the X-direction lens position changing unit 182A of the plane position changing unit 182 operates according to the input control signal, and moves the projection lens 470 in the -X direction by a predetermined distance. Further, the Y-direction lens position changing unit 182B operates to move the projection lens 470 in the + Y direction by a predetermined distance. Then, as shown in FIG. 18, the projection lens 470 moves to the measurement position MP1. Further, the area A in the image light Im is enlarged and projected toward the measurement unit 20 from the quarter divided area 470C (see FIG. 15) of the projection lens 470 at the measurement position MP1.
[0087]
(D) When the position of the projection lens 470 is changed to the measurement position in the process S23, the screen position changing unit control means 317 changes the screen position changing unit in accordance with the change of the position of the projection lens 470 in the projection lens position changing unit 18. A control signal is output to 212. Then, the screen position changing unit 212 operates according to the control signal from the screen position changing unit control unit 317, and changes the position of the screen main body 211 to the measurement position (process S24: image light projection procedure).
FIG. 19 is a diagram illustrating a change in the position of the screen main body 211.
Specifically, as shown in FIG. 19, the X-direction screen position changing unit 212C of the screen position changing unit 212 operates according to the input control signal, and moves the screen main body 211 by a predetermined distance in the −X direction. Further, the Y-direction screen position changing unit 212D operates to move the screen main body 211 by a predetermined distance in the + Y direction. Then, the area A in the image light Im enlarged and projected from the quarter divided area 470C of the projection lens 470 at the measurement position MP1 is projected onto the screen main body 211.
[0088]
(E) When the image light is projected on the screen main body 211 in the process S24, the control unit 31 adjusts the position of the CCD camera 221 (process S25) and the projection lens similarly to the processes S4 and S5 of the first embodiment. The calculation of the focus / alignment characteristic value of the inspection sheet 15 (processing S26) is performed.
[0089]
(F) The projection lens position changing unit control unit 316 receives the signal output from the image processing unit 311 in step S26, generates a control signal based on the input signal, and converts the control signal into the projection lens position. Output to the changing unit 18. Then, the projection lens position changing unit control unit 316 operates the plane position changing unit 182 of the projection lens position changing unit 18 to change the measurement position on the projection lens 470 (step S27).
Specifically, the Y-direction lens position changing unit 182B of the plane position changing unit 182 operates according to the input control signal, and moves the projection lens 470 in the −Y direction by a predetermined distance. Then, as shown in FIG. 18, the projection lens 470 moves from the measurement position MP1 to the measurement position MP2. Further, the area B of the image light Im from the quarter divided area 470D (see FIG. 15) of the projection lens 470 at the measurement position MP2 is enlarged and projected toward the measurement unit 20.
[0090]
(G) When the projection lens 470 is changed to the measurement position MP2 in the process S27, the screen position changing unit control unit 317 changes the screen position changing unit 212 according to the change of the position of the projection lens 470 in the projection lens position changing unit 18. To output a control signal. Then, the screen position change unit 212 operates according to the control signal from the screen position change control unit 317, and changes the measurement position on the screen main body 211 (process S28).
Specifically, as shown in FIG. 19, the Y-direction screen position changing unit 212D operates according to the input control signal, and moves the screen main body 211 in the −Y direction by a predetermined distance. Then, the area B of the image light Im enlarged and projected from the quarter divided area 470D of the projection lens 470 at the measurement position MP2 is projected on the screen main body 211.
[0091]
(H) After changing the measurement position of the screen main body 211 in the process S28, the process in the above-described process S26 is performed to calculate a focus / alignment characteristic value in the quarter divided area 470D of the projection lens 470. Then, the measurement positions of the projection lens 470 and the screen main body 211 are changed by the same processing as the above-described processing S27 and S28, and the quarter divided areas 470A and 470B of the projection lens 470 at the measurement positions MP3 and MP4 (FIG. 18). The focus / alignment characteristic value of FIG. 15 is acquired, and the focus / alignment characteristic value is acquired over the entire area (470A to 470D) (step S29).
[0092]
(I) After the processing S29, the controller 31 adjusts the focus / alignment of the projection lens inspection sheet 15 (processing S30) and switches the projection lens inspection sheet 15 (processing), similarly to the processing S8 to S13 of the first embodiment. S31), position adjustment of the CCD camera 221 (processing S32), calculation of optical characteristic values (processing S33), calculation of lens characteristic values based on the images of all the chart patterns 15B in the quarter divided area (processing S34), The recording of the lens characteristic value (processing S35) is performed.
In the calculation of the optical characteristic value in step S33, although not shown, an image detecting step, an image processing step, and an optical characteristic value calculating step are performed as in the first embodiment.
[0093]
(J) The projection lens position changing unit control unit 316 receives the signal output from the lens characteristic value calculation unit 312 in step S35, generates a control signal based on the input signal, and projects the control signal. Output to the lens position changing unit 18. Then, the projection lens position changing unit control unit 316 operates the plane position changing unit 182 of the projection lens position changing unit 18 to change the measurement position on the projection lens 470 in the same manner as the above-described process S27 (process S36).
[0094]
(K) When the measurement position of the projection lens 470 is changed in the process S36, the screen position change unit control unit 317 sends the screen position change unit 212 to the screen position change unit 212 in accordance with the change of the position of the projection lens 470 in the projection lens position change unit 18. Outputs control signal. Then, the screen position changing unit 212 operates according to the control signal from the screen position changing unit control unit 317, and changes the measurement position on the screen main body 211 as in the process S28 described above (process S37).
[0095]
(L) After the measurement position of the screen main body 211 is changed in the process S37, the processes in the processes S32 to S35 described above are performed, and the lens characteristic value of the other quarter divided region in the projection lens 470 is obtained. . Then, the measurement positions of the projection lens 470 and the screen main body 211 are changed by the same processing as the above-described processing S36 and S37, and the lens characteristic value of the quarter divided area of the projection lens 470 at the changed measurement position is obtained. The lens characteristic values are obtained over the entire area (470A to 470D) (step S38).
[0096]
(M) When the lens characteristic values at all the measurement positions of the projection lens 470 are obtained in the processing S38, the projection lens position changing unit control unit 316 outputs a control signal to the projection lens position changing unit 18 and outputs the control signal to the projection lens 470. To the initial position MPI (FIG. 18). Further, the screen position changing unit control means 317 outputs a control signal to the screen position changing unit 212 to move the screen main body 211 to the initial position 211I (FIG. 19). Further, the inspection sheet switching control unit 315 outputs a control signal to the six-axis adjustment unit 16 to switch the projection lens inspection sheet 15 to the initial position (focus / alignment position adjustment test pattern TP2). Furthermore, the camera moving mechanism control means 313 outputs a control signal to the camera moving mechanism 222 to move the CCD camera 221 to the initial position (the + X direction end position of the screen main body 211 shown in FIG. 14) (Step S39). ).
[0097]
[Effect of Second Embodiment]
According to the above-described second embodiment, the following effects are obtained in addition to the effects similar to the above (1), (3), (5) to (9).
(10) The projection lens position changing unit control means 316 of the control unit 31 outputs a control signal to the projection lens position changing unit 18 to operate the plane position changing unit 182, and sets the projection lens 470 to a plane orthogonal to the optical axis. 1 /, the quarter-divided areas 470A, 470B, 470C, and 470D are sequentially changed. Thus, even if the lens to be inspected is a projection lens mounted on a front projection type projector that performs tilt projection, the projection lens inspection apparatus 1 can be small in size and can cover the entire area of the projection lens 470. Inspection can be performed.
[0098]
(11) Since the projection lens inspection device 1 includes the screen position changing unit 212, the position of the screen main body 211 can be easily changed corresponding to the change of the position of the projection lens 470 by the plane position changing unit 182.
(12) The screen position changing unit control unit 317 of the control unit 31 generates a control signal in accordance with the drive control of the projection lens position changing unit 18 by the projection lens position changing unit control unit 316, and converts the control signal to the screen position. Output to the changing unit 212 to change the position of the screen main body 211. This eliminates the need for the inspector to manually operate the screen position changing unit 212, and can automatically change the position of the screen body 211.
(13) In this method, it is not necessary to manufacture a device corresponding to the tilt amount of the conventional projection lens, and the cost can be reduced.
[0099]
(Modification of Embodiment)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes the following modifications.
In each of the above embodiments, the projection lens inspection device 1 changes the position of the projection lens 470 by the projection lens position changing unit 18 and performs the inspection of the projection lens 470 for each of the quarter divided areas 470A, 470B, 470C, and 470D. But it is not limited to this. For example, not only the inspection for dividing the projection lens 470 into 1 / divided regions, but also an inspection for dividing the projection lens 470 into 分割 divided regions, 3 divided regions, or the like may be adopted. At this time, the size of the screen 21 is also configured to correspond to the divided area of the projection lens 470. Even in such a configuration, the size of the screen 21 can be reduced.
[0100]
In each of the above embodiments, the projection lens inspection device 1 irradiates the light beam from the light source device 11 to all the areas of the focus / alignment position adjustment test pattern TP1 and the optical characteristic measurement test pattern TP2 of the projection lens inspection sheet 15. I do. Then, the image light is introduced to the projection lens 470 side through all the regions of the test patterns TP1 and TP2. Not limited to such a configuration, the test patterns TP1 and TP2 may be formed in advance so as to be introduced only into the inspection area of the projection lens 470. That is, a configuration may be adopted in which only the quarter region of the test patterns TP1 and TP2 in each of the above embodiments is used. For example, in the first embodiment, the configuration is such that the image light including the test patterns TP1 and TP2 is introduced only into the quarter divided area of the projection lens 470. Further, for example, in the second embodiment, when the measurement positions MP1 to MP4 of the projection lens 470 are changed, the image light including the test patterns TP1 and TP2 is applied only to the 1/4 divided area of the projection lens 470. Configure to be introduced. With such a configuration, the shapes of the test patterns TP1 and TP2 can be reduced, and the size of the projection lens inspection sheet 15 can be reduced.
[0101]
In the above embodiments, the operations of the camera moving mechanism 222, the six-axis adjusting unit 16, the projection lens position changing unit 18, and the screen position changing unit 212 are all configured to be controllable by the control unit 31, but the present invention is not limited to this. . For example, you may comprise so that a manual operation is also possible for an inspector.
In each of the above embodiments, the camera moving mechanism 222, the projection lens position changing unit 18, and the screen position changing unit 212 may adopt other structures. That is, the camera moving mechanism 222 and the screen position changing unit 212 have a structure in which the CCD camera 221 and the screen main body 211 can be moved in three directions of X, Y, and Z in FIGS. I just need. 5 and 6, the projection lens position changing unit 18 may have a structure capable of moving the projection lens 470 in three directions of X, Y, and Z and a rotation direction about the Z axis. Just fine.
[0102]
In the first embodiment, a configuration in which the plane position changing unit 182 of the projection lens position changing unit 18, the screen position changing unit 212 which is a mechanism for moving the screen main body 211, and the screen position changing unit control unit 317 of the control unit 31 are omitted. May be adopted. That is, the projection lens inspection apparatus 1 in the first embodiment may be configured as an apparatus that inspects only a lens having no tilt. In such a configuration, the device can be assembled with a minimum required configuration.
Similarly, in the second embodiment, a configuration may be adopted in which the in-plane rotation position changing unit 183 which is a mechanism for rotating the projection lens 470 of the projection lens position changing unit 18 is omitted. That is, the projection lens inspection apparatus 1 according to the second embodiment may be configured as an apparatus that inspects only a lens having a tilt. In such a configuration, the device can be assembled with a minimum required configuration.
[0103]
In the first embodiment, the configuration in which the area A of the test patterns TP1 and TP2 is enlarged and projected by the quarter divided area of the projection lens 470 has been described, but the present invention is not limited to this. In addition, a configuration for enlarging and projecting the areas B, C, and D may be adopted.
In each of the above embodiments, the rear projector 100 and the front projection type projector are employed as the optical devices, and the projection lens inspection device 1 performs the inspection of the projection lens 470 mounted on these projectors, but is not limited thereto. . The present invention may be employed to perform inspection of a lens mounted on another optical device.
In addition, specific structures, shapes, and the like at the time of implementing the present invention may be other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rear projector according to a first embodiment of the invention, as viewed from a side.
FIG. 2 is a plan view schematically showing an optical unit including a projection lens incorporated in the rear projector in the embodiment.
FIG. 3 is a side view of the projection lens inspection apparatus according to each embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of the projection lens inspection apparatus according to each of the embodiments as viewed from above.
FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of a projection unit main body in each of the embodiments.
FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of a projection unit main body in each of the embodiments.
FIG. 7 is a side view of the projection lens inspection sheet in each of the embodiments.
FIG. 8 is a front view of the projection lens inspection sheet in each of the embodiments.
FIG. 9 is a view for explaining the shape of a first chart pattern in a test pattern for focus / alignment position adjustment in each of the embodiments.
FIG. 10 is a view for explaining the shape of a second chart pattern in a test pattern for measuring optical characteristics in each of the embodiments.
FIG. 11 is a view for explaining the structure of a measurement unit in each of the embodiments.
FIG. 12 is a block diagram schematically showing a control structure of a control unit in each of the embodiments.
FIG. 13 is a flowchart illustrating a projection lens inspection method by the projection lens inspection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a view for explaining a projection lens inspection method in the embodiment.
FIG. 15 is a view for explaining a projection lens inspection method in the embodiment.
FIG. 16 is a flowchart illustrating a projection lens inspection method by the projection lens inspection device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a view for explaining a projection lens inspection method in the embodiment.
FIG. 18 is a view for explaining a projection lens inspection method in the embodiment.
FIG. 19 is a view for explaining a projection lens inspection method in the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projection lens inspection apparatus, 11 ... Light source device (light source), 15 ... Projection lens inspection sheet (image light emission part), 16A ... Arm part (test pattern switching part), 18 ... Projection lens position change unit, 21 screen, 31 control unit, 100 rear projector (optical device), 182 plane position change unit, 183 rotation position change unit, 212 ... Screen position changing unit, 221 ... CCD camera (image detecting unit), 222 ... Camera moving mechanism (image detecting unit moving mechanism), 470 ... Projection lens (lens), 470A, 470B, 470C , 470D: divided area, TP1: test pattern for focus / alignment position adjustment, TP2: test pattern for optical characteristic measurement, S2, S22: image light introduction procedure, 3, S24 · · · image light projecting procedure, S11, S33 ··· optical characteristic measuring procedure, S11A · · · image detecting step, S11B · · · image processing step, S11C · · · optical property calculation step.

Claims (10)

光学機器に用いられるレンズを検査するために、所定のテストパターンを含む画像光を前記レンズに入射させ、該レンズからの射出光を検出して検査を実施するレンズ検査装置であって、
検査用基準光束を射出する光源と、
この光源の光路後段に配置され、前記光源から射出された光束に基づいて、前記所定のテストパターンを含む画像光を生成し、前記レンズに導入する画像光射出部と、
前記レンズの位置を変更し、前記画像光射出部からの画像光を前記レンズの光軸を中心とした該レンズの所定の分割領域に導入させるレンズ位置変更部と、
前記レンズの所定の分割領域から射出された画像光を投影するスクリーンとを備えていることを特徴とするレンズ検査装置。
A lens inspection apparatus for inspecting a lens used for an optical device, by causing image light including a predetermined test pattern to be incident on the lens, detecting light emitted from the lens, and performing inspection.
A light source for emitting a reference light beam for inspection,
An image light emitting unit that is arranged at a rear stage of an optical path of the light source and generates image light including the predetermined test pattern based on a light beam emitted from the light source, and introduces the image light into the lens.
A lens position changing unit that changes a position of the lens, and introduces image light from the image light emitting unit into a predetermined divided region of the lens around an optical axis of the lens.
A screen for projecting image light emitted from a predetermined divided area of the lens.
請求項1に記載のレンズ検査装置において、
前記レンズ位置変更部は、前記レンズの光軸を中心として該レンズを回転自在とする面内回転位置変更部を備え、
前記面内回転位置変更部は、前記レンズを回転することで前記画像光射出部からの画像光を前記レンズの所定の分割領域に導入させることを特徴とするレンズ検査装置。
The lens inspection device according to claim 1,
The lens position changing unit includes an in-plane rotation position changing unit that makes the lens freely rotatable about the optical axis of the lens,
The lens inspection apparatus according to claim 1, wherein the in-plane rotational position changing unit rotates the lens to introduce image light from the image light emitting unit into a predetermined divided area of the lens.
請求項1または請求項2に記載のレンズ検査装置において、
前記レンズ位置変更部は、前記光源から射出される光束の照明光軸と直交する面内で前記レンズの位置を変更自在とする平面位置変更部を備え、
前記平面位置変更部は、前記レンズの位置を変更することで前記画像光射出部からの画像光を前記レンズの所定の分割領域に導入させることを特徴とするレンズ検査装置。
In the lens inspection apparatus according to claim 1 or 2,
The lens position changing unit includes a plane position changing unit that allows a position of the lens to be freely changed in a plane orthogonal to an illumination optical axis of a light beam emitted from the light source,
The lens inspection apparatus according to claim 1, wherein the plane position changing unit changes the position of the lens to introduce the image light from the image light emitting unit into a predetermined divided area of the lens.
請求項3に記載のレンズ検査装置において、
前記レンズの位置の変更による画像光の投写方向に対応して前記スクリーンの位置を変更するスクリーン位置変更部を備えていることを特徴とするレンズ検査装置。
The lens inspection device according to claim 3,
A lens inspection apparatus comprising: a screen position changing unit that changes a position of the screen in accordance with a projection direction of image light by changing a position of the lens.
請求項1から請求項4のいずれかに記載のレンズ検査装置において、
前記スクリーン上に投影された画像光を検出する画像検出部と、
この画像検出部にて検出された画像光に基づいて、前記レンズの光学特性を測定して該レンズを検査する制御部とを備え、
前記制御部は、前記レンズの所定の分割領域から射出された画像光に基づく該レンズの光学特性の測定を終了すると、前記レンズ位置変更部を駆動制御して前記レンズの位置を変更させ、前記レンズの他の分割領域に画像光を導入させることを特徴とするレンズ検査装置。
The lens inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An image detection unit that detects image light projected on the screen,
A control unit for measuring the optical characteristics of the lens and inspecting the lens based on the image light detected by the image detection unit,
When ending the measurement of the optical characteristics of the lens based on the image light emitted from a predetermined divided area of the lens, the control unit drives and controls the lens position changing unit to change the position of the lens, A lens inspection apparatus for introducing image light into another divided area of a lens.
請求項5に記載のレンズ検査装置において、
前記画像検出部を前記スクリーンに沿って移動させる画像検出部移動機構を備え、
前記制御部は、前記スクリーン上に投影された画像光を前記画像検出部にて検出させるために、前記画像検出部移動機構を駆動制御して前記画像検出部を前記スクリーンに沿って移動させることを特徴とするレンズ検査装置。
The lens inspection device according to claim 5,
An image detection unit moving mechanism that moves the image detection unit along the screen,
The control unit drives and controls the image detection unit moving mechanism to move the image detection unit along the screen so that the image light projected on the screen is detected by the image detection unit. A lens inspection device characterized by the above-mentioned.
請求項1から請求項6のいずれかに記載のレンズ検査装置において、
前記画像光射出部は、前記レンズの光学特性測定用テストパターンおよび該画像光射出部のフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンを有し、
前記画像光射出部を移動させて、前記光学特性測定用テストパターンおよびフォーカス・アライメント位置調整用テストパターンを切り替えるテストパターン切替部を備えていることを特徴とするレンズ検査装置。
The lens inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The image light emitting section has a test pattern for measuring the optical characteristics of the lens and a test pattern for adjusting the focus / alignment position of the image light emitting section,
A lens inspection apparatus, comprising: a test pattern switching unit that switches the image light emitting unit to switch between the optical characteristic measurement test pattern and the focus / alignment position adjustment test pattern.
光学機器に用いられるレンズを検査するために、所定のテストパターンを含む画像光を前記レンズに入射させ、該レンズからの射出光を検出して検査を実施するレンズ検査方法であって、
前記所定のテストパターンを含む画像光を前記レンズの光軸を中心とした該レンズの所定の分割領域に導入する画像光導入手順と、
この画像光導入手順にて前記レンズの所定の分割領域から射出される画像光をスクリーン上に投影する画像光投影手順と、
この画像光投影手順にて前記スクリーン上に投影された画像光に基づいて、前記レンズの所定の分割領域における光学特性を測定する光学特性測定手順とを備えていることを特徴とするレンズ検査方法。
A lens inspection method for inspecting a lens used in an optical device, injecting image light including a predetermined test pattern into the lens, detecting light emitted from the lens, and performing inspection.
An image light introducing step of introducing image light including the predetermined test pattern into a predetermined divided region of the lens around the optical axis of the lens,
An image light projecting step of projecting image light emitted from a predetermined divided area of the lens on the screen in the image light introducing step,
A lens inspection method for measuring an optical characteristic in a predetermined divided area of the lens based on the image light projected on the screen in the image light projection procedure. .
請求項8に記載のレンズ検査方法において、
前記光学特性測定手順は、前記スクリーン上に投影された画像光を検出する画像検出ステップと、この画像検出ステップにて検出した画像光を取り込んで画像処理を実施する画像処理ステップと、この画像処理ステップにて画像処理された画像情報に基づいて前記レンズの光学特性値を算出する光学特性値算出ステップとを備えていることを特徴とするレンズ検査方法。
The lens inspection method according to claim 8,
The optical characteristic measuring procedure includes: an image detecting step of detecting image light projected on the screen; an image processing step of taking in the image light detected in the image detecting step and performing image processing; An optical characteristic value calculating step of calculating an optical characteristic value of the lens based on the image information image-processed in the step.
請求項8または請求項9に記載のレンズ検査方法において、
前記光学特性測定手順にて前記レンズの所定の分割領域における光学特性を測定した後に、前記レンズの位置を変更するレンズ位置変更手順を備え、
前記レンズの全領域における光学特性を測定するまで、前記画像光導入手順、前記画像光投影手順、前記光学特性測定手順および前記レンズ位置変更手順を繰り返し実行することを特徴とするレンズ検査方法。
In the lens inspection method according to claim 8 or 9,
After measuring the optical characteristics in a predetermined divided region of the lens in the optical characteristics measurement procedure, the method includes a lens position change procedure to change the position of the lens,
A lens inspection method, wherein the image light introduction procedure, the image light projection procedure, the optical property measurement procedure, and the lens position change procedure are repeatedly executed until the optical properties in the entire area of the lens are measured.
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