JP2013019886A - Image measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタからスクリーンに投影された投影画像の光学特性を計測する画像計測装置に関するものである。 The present invention relates to an image measuring apparatus that measures optical characteristics of a projected image projected on a screen from a projector.
プロジェクタは、光源から照射された光束を画像情報に応じて変調して作成した光画像を、投影画像の投影光の一部を拡散透過させる材料で作られた光学部材であるスクリーンに投影するものである。そのスクリーンが反射型スクリーンであれば投影画像をスクリーンの表面側から観察でき、透過型スクリーンであれば投影画像をスクリーンの背面側から観察できる。そして、このプロジェクタから投影された投影画像の品質は、解像度、明るさや色味などの光学特性で判断される。この光学特性は、プロジェクタが投影する投影画像の最小単位であるドット画像の再現性やフォーカス性に起因する特性である。よって、ドット画像の再現性やフォーカス性の良し悪しで、プロジェクタの画像品質が左右されることになる。 A projector projects a light image created by modulating a light beam emitted from a light source according to image information onto a screen, which is an optical member made of a material that diffuses and transmits part of the projection light of the projection image. It is. If the screen is a reflective screen, the projected image can be observed from the front side of the screen, and if the screen is a transmissive screen, the projected image can be observed from the back side of the screen. The quality of the projected image projected from the projector is determined by optical characteristics such as resolution, brightness, and color. This optical characteristic is a characteristic resulting from the reproducibility and focus of the dot image, which is the minimum unit of the projected image projected by the projector. Therefore, the image quality of the projector depends on the reproducibility and focusability of the dot image.
このドット画像の再現性やフォーカス性の良し悪しは、これまで計測評価者が目視で計測用のスクリーン上に投影した投影画像を観察して評価していた。しかし、目視で主観的に評価する官能評価方法では、各計測評価者によって評価結果に違いが生じたり、ばらつきが出たりする問題が生じていた。そこで、計測用のスクリーン上の投影画像を撮影装置で撮影してその画像信号を解析して投影画像の光学特性を算出して数値化する方法がある。この方法では、各計測評価者による評価結果の違いやばらつきなどの問題が生じない。しかし、光学特性を数値化する方法では、投影画像のドット画像を詳細に計測するために、計測用のスクリーン上における全領域の投影画像を複数の領域に分割し各領域毎のスクリーン上の投影画像をそれぞれ撮影しなければならなかった。特に計測用のスクリーンが反射型スクリーンであると、この反射型スクリーンの全領域の投影画像を撮影して光学特性を計測する場合ではプロジェクタと反射型スクリーンとの間に撮影装置が位置して移動することになる。このため、計測箇所によってはプロジェクタからの投影画像を遮り、計測できない領域の投影画像が生じるという問題がある。そこで、計測用のスクリーンに透過型スクリーンを用いて投影画像の光学特性を算出するが提案されている。この方法として、特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１のプロジェクタ検査装置では、プロジェクタからの投影画像が透過型スクリーンを透過し、透過した投影画像をスクリーンの背面側から透過画像撮影装置で撮影する。このため、投影画像を遮ることなくスクリーンの全域の投影画像を透過画像撮影装置で撮影でき投影画像の光学特性を算出して数値化できる。 The reproducibility and focusability of this dot image have been evaluated by observing a projection image visually projected by a measurement evaluator on a measurement screen. However, in the sensory evaluation method in which the visual evaluation is subjective, there has been a problem in that the evaluation results are different or varied depending on each measurement evaluator. Therefore, there is a method in which a projection image on a measurement screen is photographed by a photographing device, the image signal is analyzed, and optical characteristics of the projection image are calculated and digitized. This method does not cause a problem such as a difference or variation in evaluation results by each measurement evaluator. However, in the method of quantifying the optical characteristics, in order to measure the dot image of the projection image in detail, the projection image of the entire area on the measurement screen is divided into a plurality of areas and projected on the screen for each area. Each picture had to be taken. In particular, if the measurement screen is a reflective screen, when taking a projected image of the entire area of the reflective screen and measuring the optical characteristics, the imaging device is positioned and moved between the projector and the reflective screen. Will do. For this reason, there is a problem that a projection image from a projector is blocked depending on a measurement location, and a projection image of an area that cannot be measured is generated. Thus, it has been proposed to calculate the optical characteristics of a projected image using a transmission screen as a measurement screen. As this method, one described in Patent Document 1 is known. In the projector inspection apparatus disclosed in Patent Document 1, a projection image from a projector is transmitted through a transmissive screen, and the transmitted projection image is photographed from the back side of the screen by a transmissive image photographing apparatus. For this reason, the projection image of the entire area of the screen can be captured by the transmission image capturing device without blocking the projection image, and the optical characteristics of the projection image can be calculated and digitized.
しかしながら、上記特許文献１のプロジェクタ検査装置における透過型スクリーンは不透明樹脂層に光学ビーズを均一に分散させて構成されている。この光学ビーズは不透明樹脂層に入射した光束を集束させるレンズ機能を有している。上記特許文献１のプロジェクタ検査装置では、投影画像を上記光学ビームのレンズ機能によって集束させながらスクリーンを透過させ、透過した投影画像をスクリーンの背面側から透過画像撮影装置で撮影している。図１５の（ａ）に示すような投影パターンを反射型スクリーンに投影した場合であれば図１５の（ｂ）に示すように投影パターンの白色ラインの部分がドット画像で撮影される。上記特許文献１の透過型スクリーンでは、図１５の（ｃ）に示すように、ドット画像に対応する光学ビーズを含めドット画像を中心にした周辺の光学ビーズ部位が光るので、周辺の光学ビーム部位の光によってドット画像の形状がぼけてしまう。このため、上記特許文献１の透過型スクリーンでは、正確なドット画像の計測ができないという不具合がある。 However, the transmissive screen in the projector inspection apparatus of Patent Document 1 is configured by uniformly dispersing optical beads in an opaque resin layer. This optical bead has a lens function for focusing the light beam incident on the opaque resin layer. In the projector inspection apparatus of Patent Document 1, the projection image is transmitted through the screen while being focused by the lens function of the optical beam, and the transmitted projection image is captured by the transmission image capturing device from the back side of the screen. If a projection pattern as shown in FIG. 15A is projected onto a reflective screen, the white line portion of the projection pattern is photographed as a dot image as shown in FIG. 15B. In the transmissive screen of Patent Document 1, as shown in FIG. 15C, the peripheral optical bead portion centering on the dot image including the optical bead corresponding to the dot image shines. The shape of the dot image is blurred by the light. For this reason, the transmissive screen of Patent Document 1 has a problem in that accurate dot images cannot be measured.
また、上記特許文献１のプロジェクタ検査装置では、スクリーンの計測領域やフォーカス位置に応じて撮影装置を三次元に移動させる移動機構がスクリーンの透過側に設けられている。この移動機構は金属等の金具を用いることが多く、そのためスクリーンを透過した投影画像の投影光が透過画像撮影装置の移動機構の表面に反射し、その一部が再度透過型スクリーンの背面に照射する。そして、その照射された光がスクリーンの背面で再び反射して透過画像撮影装置で撮影される。この反射光はフレア光と呼ばれる。このフレア光がスクリーンの背面に照射されると、フレア光が重なった投影画像を透過画像撮影装置によって撮影することになる。このため、投影画像が明るくなりすぎてしまう。このため、ドット画像全体がぼけてしまい、正確なドット画像の計測ができなかった。 Further, in the projector inspection apparatus disclosed in Patent Document 1, a moving mechanism for moving the photographing apparatus three-dimensionally according to the measurement area and focus position of the screen is provided on the transmission side of the screen. This moving mechanism often uses metal or other metal fittings, so that the projection light of the projected image that has passed through the screen is reflected on the surface of the moving mechanism of the transmission image capturing apparatus, and a part of it is irradiated again on the back of the transmissive screen. To do. Then, the irradiated light is reflected again by the back surface of the screen and photographed by the transmission image photographing device. This reflected light is called flare light. When this flare light is applied to the back surface of the screen, the projection image with the flare light superimposed is taken by the transmission image photographing device. For this reason, the projected image becomes too bright. For this reason, the entire dot image is blurred, and accurate dot image measurement cannot be performed.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、光学部材の投影画像におけるドット画像を正確に計測できる画像計測装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image measurement device capable of accurately measuring a dot image in a projection image of an optical member.
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、投射される投影画像の投影光の一部を拡散透過させる材料で作られた光学部材と、該光学部材上に投影されて透過した投影画像を撮影する透過画像撮影装置と、該撮影装置から出力される画像信号を解析して前記投影画像の光学特性を算出して数値化する画像処理装置とを備え、前記投影画像の光学特性を計測する画像計測装置において、前記光学部材の投影光の波長域での反射率を９０％以上９７％以下とすることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to an optical member made of a material that diffuses and transmits a part of projection light of a projection image to be projected, and a projection that is projected and transmitted on the optical member. A transmission image photographing device for photographing an image; and an image processing device that analyzes an image signal output from the photographing device to calculate and digitizes an optical characteristic of the projection image, and In the image measuring device to be measured, the reflectance of the optical member in the wavelength range of the projection light is 90% or more and 97% or less.
本発明においては、投影される光学部材の投影光の波長域での反射率を９０％以上９７％以下と規定する。後述する実験に示すように、投影光の反射によって光学部材を透過した投影画像がぼけにくくなり、透過した透過側の投影画像を形成するドット画像の形状の変形を抑えられることがわかった。このため、光学部材を透過した投影画像のドット画像の形状が光学部材で反射した投影画像のドット画像の形状とほぼ同じとなる。これにより、光学部材を透過した投影画像を撮影することで正確なドット画像の計測が可能となった。 In the present invention, the reflectance in the wavelength range of the projection light of the optical member to be projected is defined as 90% or more and 97% or less. As shown in an experiment to be described later, it has been found that the projection image transmitted through the optical member is less likely to be blurred due to the reflection of the projection light, and the deformation of the shape of the dot image forming the transmitted image on the transmission side can be suppressed. For this reason, the shape of the dot image of the projection image transmitted through the optical member is substantially the same as the shape of the dot image of the projection image reflected by the optical member. This makes it possible to accurately measure a dot image by photographing a projection image that has passed through an optical member.
以上、本発明によれば、光学部材の投影画像におけるドット画像を正確に計測できる、という効果が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to accurately measure the dot image in the projection image of the optical member.
以下、本発明を適用した画像計測装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は実施形態の画像計測装置の構成を示す概略図である。同図に示す画像計測装置１０は、投影画像の投影光の一部を拡散透過させる材料で作られた光学部材の一つであるスクリーン１１及び撮影装置１２を含んで構成されている。スクリーン１１は、全波長域で反射率が９０％以上９７％以下と規定し、詳細にはフラットである白色の分光特性を有し、計測対象のプロジェクタ２０から投射された投影画像２１が表面１１−１で拡散反射する同時に入射光画像の一部が透過するスクリーンとした。入射光画像が透過していく際、その光の分散によって、透過側の投影画像２２がぼけることを防ぐために十分薄い素材とする。以上の条件を満たすスクリーンとしては、例えばポリエステルなどの強靭な素材のフィルムに１［μｍ］以下厚さとなる染料または顔料などを分散させたもので、２０〜１００［μｍ］の範囲の厚さのものなどである。実験からは５０［μｍ］の厚さが好ましい。具体的には、このフィルムの厚さが２０［μｍ］より薄いと透過した投影画像光が十分拡散するが、透過した光の画像がぼけてしまう。また、フィルムの厚さが１００［μｍ］より厚いと透過した投影画像光の像はぼけにくいが、光の拡散反射が十分でなくなり、フィルム上で光の画像が形成されなくなって透過側からの計測が困難となる。例えばスクリーンの部材をガラスにしたと考えれば計測できないことと同じである。
Hereinafter, an embodiment of an image measuring device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image measurement apparatus according to an embodiment. An image measuring apparatus 10 shown in the figure includes a screen 11 and a photographing apparatus 12 which are one of optical members made of a material that diffuses and transmits part of projection light of a projection image. The screen 11 stipulates that the reflectance is 90% or more and 97% or less in the entire wavelength region, and has a white spectral characteristic that is flat in detail, and the projection image 21 projected from the measurement target projector 20 is the surface 11. A screen that partially diffuses and reflects part of the incident light image is used. When the incident light image is transmitted, the material is made sufficiently thin to prevent the projection image 22 on the transmission side from being blurred due to the dispersion of the light. As a screen satisfying the above conditions, for example, a dye or pigment having a thickness of 1 [μm] or less is dispersed in a tough material film such as polyester, and has a thickness in the range of 20 to 100 [μm]. Things. From the experiment, a thickness of 50 [μm] is preferable. Specifically, if the thickness of the film is less than 20 [μm], the transmitted projection image light is sufficiently diffused, but the image of the transmitted light is blurred. Also, if the thickness of the film is greater than 100 [μm], the image of the projected image light that is transmitted is difficult to blur, but the diffuse reflection of light is not sufficient, and no light image is formed on the film, so Measurement becomes difficult. For example, if it is considered that the screen member is made of glass, it is the same as being unable to measure.
そこで、フィルムの厚さを決定する判断の一例として、フィルムの厚さの異なる２枚の拡散透過型のＡフィルム及びＢフィルム（フィルムＡの厚さ＞フィルムＢの厚さ）を用いて反射側から計測したコントラスト比と透過側から計測したコントラスト比との相関関係を図２に示すように、両者のコントラスト比において、反射側からの計測値が基準値となり、透過側からの計測値が反射側からの計測値に近い値であるほど、投影光の波長域で反射率が９０％以上の適正なフィルム条件となる。一方、反射率が１００％に近づくと結果的に透過する光が少なくなり、透過光による投影画像の計測ができなくなる。そして、上述したようにスクリーン１１のポリエステルなどのフィルムには１［μｍ］以下の厚さの染料または顔料などが分散されており、投影画像の投影光の一部はフィルム、あるいは分散されている染料又は顔料に吸収される。これらにより、スクリーン１１の反射率は最大９７％程度になると考えられる。以上説明したように、反射率に関しては図３で示すようにスクリーン１１の厚さにも関係があり、反射率９０％以上９７％以下を確保するためには、５０［μｍ］以上の厚さが必要となる。 Therefore, as an example of determining the thickness of the film, two diffuse transmission type A films and B films having different film thicknesses (thickness of film A> thickness of film B) are used for the reflection side. As shown in FIG. 2, the correlation between the contrast ratio measured from the transmission side and the contrast ratio measured from the transmission side is the reference value, and the measurement value from the transmission side is the reflection value. The closer the value is to the measured value from the side, the more appropriate the film condition is such that the reflectance is 90% or more in the wavelength range of the projection light. On the other hand, when the reflectance approaches 100%, the amount of light that eventually passes is reduced, and the projection image cannot be measured using the transmitted light. As described above, a dye or pigment having a thickness of 1 [μm] or less is dispersed in the polyester film of the screen 11, and a part of the projection light of the projected image is dispersed in the film. Absorbed by dyes or pigments. As a result, the reflectance of the screen 11 is considered to be about 97% at the maximum. As described above, the reflectance is also related to the thickness of the screen 11 as shown in FIG. 3, and in order to ensure the reflectance of 90% to 97%, the thickness is 50 [μm] or more. Is required.
また、上述したように、本実施形態で使用されるフィルムの素材としてのポリエステルなどの強靭な素材には、可視光領域での分光特性がフラットな乳白剤を分散させたものである。この乳白剤としては、シリカなどの不溶性の鉱物、各種脂肪酸の金属塩、合成ポリマーなどが知られている。また、上述したように、スクリーンに投影されたプロジェクタによるドット画像を拡大撮影する機能を考慮して、その素材は１［μｍ］以下のサイズであることが望ましい。上記フィルムを用いたスクリーンは、入射してきた光に対して拡散反射する成分と拡散透過する成分が得られるものである。 In addition, as described above, an opacifying agent having a flat spectral characteristic in the visible light region is dispersed in a tough material such as polyester as a material of the film used in the present embodiment. As this opacifier, insoluble minerals such as silica, metal salts of various fatty acids, synthetic polymers and the like are known. In addition, as described above, in consideration of the function of enlarging and photographing the dot image by the projector projected on the screen, it is desirable that the material has a size of 1 [μm] or less. A screen using the above film can obtain a component that diffuses and reflects incident light and a component that diffuses and transmits light.
上述したように、本実施形態で使用されるフィルムの素材としてのポリエステルなどの強靭な素材には、可視光領域での分光特性がフラットな乳白剤を分散させたものである。この乳白剤としては、シリカなどの不溶性の鉱物、各種脂肪酸の金属塩、合成ポリマーなどがある。また、上述したように、スクリーンに投影されたプロジェクタによるドット画像を拡大撮影する機能を考慮して、その素材は１［μｍ］以下の厚さであることが望ましい。上記フィルムを用いたスクリーンは、入射してきた光に対して拡散反射する成分と拡散透過する成分が得られるものである。 As described above, an opacifying agent having a flat spectral characteristic in the visible light region is dispersed in a tough material such as polyester as a film material used in the present embodiment. Examples of the opacifier include insoluble minerals such as silica, metal salts of various fatty acids, and synthetic polymers. In addition, as described above, in consideration of the function of enlarging and photographing the dot image by the projector projected on the screen, it is desirable that the material has a thickness of 1 [μm] or less. A screen using the above film can obtain a component that diffuses and reflects incident light and a component that diffuses and transmits light.
また、本実施形態の画像計測装置における撮影装置１２には、マクロレンズ１３が具備され、マクロレンズ１３のピント、及びマクロレンズ１３からスクリーンの光学面までの距離はスクリーン１１の光学面を撮影できるよう設定する。スクリーン１１の光学面での撮影倍率は、想定されるプロジェクタのドット画像サイズに応じて選定し、少なくともドット画像の解像度より高い必要がある。 In addition, the photographing device 12 in the image measuring device of the present embodiment is provided with a macro lens 13, and the optical surface of the screen 11 can be photographed at the focus of the macro lens 13 and the distance from the macro lens 13 to the optical surface of the screen. Set as follows. The photographing magnification on the optical surface of the screen 11 is selected according to the assumed dot image size of the projector, and needs to be at least higher than the resolution of the dot image.
通常、このようなスクリーンは透過率が低すぎるため、透過光を計測するためのスクリーンとして用いられることは無い。これに対して、プロジェクタの投影画像を本実施形態のスクリーンに投影した場合、反射側の投影画像と、透過側の投影画像は、画像のコントラストや解像度において、ほぼ同等のドット画像を得られ、実際に使用される状態と同じ画像を撮影することが可能となる。 Usually, such a screen has a too low transmittance and is not used as a screen for measuring transmitted light. On the other hand, when the projection image of the projector is projected onto the screen of the present embodiment, the reflection-side projection image and the transmission-side projection image can obtain dot images that are substantially equivalent in image contrast and resolution. It is possible to take the same image as that actually used.
更に、スクリーン１１の反射率が９０％以上としたため、通常のプロジェクタの反射型スクリーンに対して、目視で反射側の投影画像を観察することも同時に可能となる。すなわち、実施形態の画像計測装置１０によって透過側に設けられた撮影装置１２による撮影結果や解析結果を得られると共に、直接目視によって行われる官能評価も同時に行うことができる。 Furthermore, since the reflectance of the screen 11 is set to 90% or more, it is possible to simultaneously observe the projection image on the reflection side with respect to the reflection type screen of a normal projector. That is, the image measurement device 10 according to the embodiment can obtain the result of the photographing and the analysis result by the photographing device 12 provided on the transmission side, and can simultaneously perform the sensory evaluation performed by visual observation.
また、スクリーン１１の厚さは、スクリーン１１から透過する光にも関係している。本画像計測装置では、計測対象のプロジェクタの投影開始位置（投影レンズ位置）から見て、スクリーン１１に対して、さまざまな入射角度で投影光が入射されることになる。これら、様々な入射角度で投影光が入射されても、撮影装置１２による安定した撮影を果たすためには入射角に対する透過光強度分布がいわゆるランバート分布であることが望ましい。具体的には、図４に示すようにスクリーン１１のレーザ光の光学面の裏側に光量センサ２３を設置する。そして、スクリーン１１を透過拡散する光の光量を光量センサ２３でレーザ光の照射方向を基準にした画角θを変化させて測定する。そして、図４のスクリーン１１の厚さが２０μｍとした場合、図５に示すように、レーザ光に対する透過光がランバート分布を示さず、ちょうど直進した位置にある光量が大きくなってしまう。 The thickness of the screen 11 is also related to the light transmitted from the screen 11. In this image measurement apparatus, projection light is incident on the screen 11 at various incident angles as seen from the projection start position (projection lens position) of the measurement target projector. Even when projection light is incident at various incident angles, it is desirable that the transmitted light intensity distribution with respect to the incident angle is a so-called Lambertian distribution in order to achieve stable photographing by the photographing device 12. Specifically, as shown in FIG. 4, a light amount sensor 23 is installed on the back side of the optical surface of the laser light of the screen 11. Then, the amount of light transmitted and diffused through the screen 11 is measured by the light amount sensor 23 while changing the angle of view θ with reference to the laser light irradiation direction. When the thickness of the screen 11 in FIG. 4 is 20 μm, as shown in FIG. 5, the transmitted light with respect to the laser light does not show a Lambertian distribution, and the amount of light at a position that has just traveled straight increases.
このような状態の場合、もし計測対象のプロジェクタの投影開始位置（投影レンズ位置）が、光学面の真正面にあるとき、その透過光は非常に大きくなってしまうのに対して、真正面でなく斜めから投影光が入射する位置にあるとその透過光は相対的に小さくなってしまう。このような状況の場合、この透過光を撮影する撮影装置１２側は大きなダイナミックレンジが必要となり、例えばその状況によって撮影装置１２のレンズの絞りを変更して撮影光量を調整する必要があるなど、使いづらくなってしまう。一方、図６に示すようにスクリーン１１の厚さが１００［μｍ］であれば完全に拡散していることがわかる。これらの理由からも、スクリーンの厚さは５０［μｍ］以上が望ましい。 In such a state, if the projection start position (projection lens position) of the projector to be measured is directly in front of the optical surface, the transmitted light becomes very large, whereas it is not directly in front but oblique. If the projection light is at a position where the incident light is incident, the transmitted light becomes relatively small. In such a situation, the photographing device 12 that shoots the transmitted light needs a large dynamic range. For example, it is necessary to change the lens aperture of the photographing device 12 depending on the situation and adjust the photographing light amount. It becomes difficult to use. On the other hand, as shown in FIG. 6, when the thickness of the screen 11 is 100 [μm], it can be seen that the screen 11 is completely diffused. For these reasons, the thickness of the screen is desirably 50 [μm] or more.
ところで、本実施形態の画像計測装置では、スクリーン１１の光学面に到達した光を反射拡散させ、撮影装置１２によって当該光学面を撮影することで光学面のコントラストを検出している。その際光学面での像がぼけてしまうと、正しく計測することができない。そこで、図７の（ａ）に示す実験を通じて、フィルム３１の光源３２による照射側にレチクル３３を設置させている。このレチクル３３は光学ガラスで作られ、図７の（ｂ）に示すようにフィルム３１側に万線パターンピッチが蒸着されている。この万線パターンピッチが実際にプロジェクタ投影画像のパターンピッチ相当になっていることが重要である。図７の（ｃ）に示すように、１００［μｍ］を大きく超えるような厚さになると、投影画像に対して透過した画像のコントラスト比が急激に減少してしまう。このように、スクリーンの光学面で反射する光やスクリーンを透過する光を様々な観点で見た場合、スクリーンの光学面の反射率が９０％以上９７％以下、スクリーンの厚さが５０［μｍ］〜１００［μｍ］であることが望ましいと言える。 By the way, in the image measuring device of the present embodiment, the light reaching the optical surface of the screen 11 is reflected and diffused, and the imaging device 12 captures the optical surface to detect the contrast of the optical surface. At this time, if the image on the optical surface is blurred, it cannot be measured correctly. Therefore, the reticle 33 is installed on the irradiation side of the film 31 by the light source 32 through the experiment shown in FIG. The reticle 33 is made of optical glass, and a line pattern pitch is deposited on the film 31 side as shown in FIG. It is important that this line pattern pitch actually corresponds to the pattern pitch of the projector projection image. As shown in FIG. 7C, when the thickness greatly exceeds 100 [μm], the contrast ratio of the transmitted image with respect to the projected image is rapidly reduced. As described above, when the light reflected by the optical surface of the screen and the light transmitted through the screen are viewed from various viewpoints, the reflectance of the optical surface of the screen is 90% to 97% and the thickness of the screen is 50 [μm. ] To 100 [μm].
また、画像のフォーカスの良し悪しは、評価者が数値化したフォーカス感という値と、撮影された画像から画像処理をして算出したコントラスト比を使って図８に示すようなグラフを形成できる。このグラフは、評価者が主観評価した数値と、画像計測装置により算出された光学特性値の関係を表す。このため、フォーカス感がある値以上ある場合は良品、それ以下の場合は不良品と判断される。この場合、その判断を対応するコントラスト比から判断できることが分かる。この関係から、評価者によってフォーカス感との同時チェックを行うことや、例えば朝一番のチェックを評価者が行い、フォーカス感とコントラスト比の関係に間違いがないかなどのチェックを行うこともできる。更に、これまで行われていた官能評価に対する画像計測装置により算出された光学特性値との相関値をとることで、この相関値を用いて画像計測装置によって得られた光学特性値に対応する官能評価による評価結果を導き出すことも可能となる。 Further, whether the focus of the image is good or bad can form a graph as shown in FIG. 8 using the value of the feeling of focus expressed by the evaluator and the contrast ratio calculated by image processing from the photographed image. This graph represents the relationship between the numerical value subjectively evaluated by the evaluator and the optical characteristic value calculated by the image measuring device. For this reason, it is determined that the product is a non-defective product when the focus feeling is greater than or equal to a certain value, and is a defective product when the focus feeling is lower than that. In this case, it can be seen that the determination can be made from the corresponding contrast ratio. From this relationship, the evaluator can perform a simultaneous check with the feeling of focus, for example, the evaluator can perform the first check in the morning and check whether there is an error in the relationship between the focus feeling and the contrast ratio. Further, by taking a correlation value with the optical characteristic value calculated by the image measuring device for the sensory evaluation performed so far, the sensory value corresponding to the optical characteristic value obtained by the image measuring device using this correlation value is obtained. It is also possible to derive an evaluation result by evaluation.
実際の画像計測動作のフローを示す図９に従って説明すると、計測対象のプロジェクタから検査画像をスクリーンに投影する（ステップＳ１０１）。そして、スクリーンに投影された画像を背面側からマクロレンズを有する撮影装置がスクリーンを透過して拡散反射した投影画像を撮影する（ステップＳ１０２）。そして、その画像信号が画像入力装置（図示せず）を介して画像処理装置（図示せず）に送られ、当該画像処理装置で光学特性計測が行われる（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。画像処理装置では、画像信号からプロジェクタのドット画像が解析され、例えばドット面積やドット明るさなどの光学特性値として出力される（ステップＳ１０５）。また、図１０に示す検査処理フローに示すように、プロジェクタの良品・不良品の検査に使う場合は、取り込んだ光学特性値を閾値と比較して光学特性値が閾値より以上であれば良品とし（ステップＳ２０１、ステップＳ２０２：ＹＥＳ、ステップ２０３）、閾値より小さいときは不良品として処理する（ステップＳ２０２：ＮＯ、ステップＳ２０４）。この他にも、複数の特徴量を使う方法や、官能評価との併用も考えられる。特に、官能評価は、上述したように、主観的な評価であるため評価者によって評価のバラツキが生じるが、スクリーンの全体の色等のバランス評価は評価者による官能評価のほうが優れていると言われている。また、これまでの官能評価の実績を鑑みれば官能評価における判定の相関データも活用したい観点からも官能評価との併用を行うことが好ましい。 Referring to FIG. 9 showing the flow of the actual image measurement operation, an inspection image is projected from the measurement target projector onto the screen (step S101). Then, a projection image obtained by diffusing and reflecting the image projected on the screen from the rear side through the screen by the photographing apparatus having the macro lens is photographed (step S102). Then, the image signal is sent to an image processing device (not shown) via an image input device (not shown), and optical characteristic measurement is performed by the image processing device (steps S103 and S104). In the image processing apparatus, the dot image of the projector is analyzed from the image signal and output as optical characteristic values such as dot area and dot brightness (step S105). Further, as shown in the inspection processing flow shown in FIG. 10, when used for the inspection of a non-defective product / defective product of the projector, the captured optical property value is compared with a threshold value, and if the optical property value is equal to or greater than the threshold value, the product is regarded as non-defective. (Step S201, Step S202: YES, Step 203) When it is smaller than the threshold value, it is treated as a defective product (Step S202: NO, Step S204). In addition to this, a method using a plurality of feature amounts and a combination with sensory evaluation are also conceivable. In particular, as described above, sensory evaluation is a subjective evaluation, and thus the evaluation varies depending on the evaluator. However, it is said that the sensory evaluation by the evaluator is superior for the balance evaluation of the overall color of the screen. It has been broken. In view of the past results of sensory evaluation, it is preferable to use sensory evaluation together from the viewpoint of utilizing correlation data for determination in sensory evaluation.
次に、実施形態の変形例１について以下に説明する。
図１１は実施形態の変形例１の画像計測装置の校正を示す概略図である。図１２は校正手順を示すフローチャートである。図１１において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。図１１に示す本変形例の画像計測装置の校正は、光学特性の評価実施前に画像計測装置の精度を保証、または補正する一例である。図１２の校正手順に従い、図１１のスクリーン１１の反射側の投影画像２１をマイクロレンズ１５で取り込んで撮影装置１４で撮影し（ステップＳ３０１、Ｓ３０２）、透過側の投影画像をマイクロレンズ１３で取り込んで撮影装置１２で撮影する（ステップＳ３０３）。それぞれ撮影した画像を解析して両者の解析結果を比較して補正量を算出する（ステップＳ３０４）。そして、算出した補正量に基づいて透過側の撮影装置１２を校正する（ステップＳ３０５）。このように、反射側の画像と、透過側の画像とのドット形状は基本的には同一であるが多少のボケ、歪みは発生してしまうため、この比較によりどの程度のボケや歪みが生じているかを確認する。その結果、有意な差がある場合、反射側の投影画像の解析結果を基準として透過側の投影画像の解析結果に対する補正量を求め、画像計測装置の光学特性計測時に補正を行う。一例としては反射側の撮影装置１４で撮影した光学特性を基準にして透過側の撮影装置で撮影した光学特性の補正量を求め、当該補正量に基づいて透過側の撮影装置の撮影環境や撮影条件を校正することで、ボケや歪みを低減させる。これらの校正は、計測動作開始前あるいは随時行うものである。
Next, Modification 1 of the embodiment will be described below.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating calibration of the image measuring apparatus according to the first modification of the embodiment. FIG. 12 is a flowchart showing the calibration procedure. 11, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. The calibration of the image measuring device of this modification shown in FIG. 11 is an example of guaranteeing or correcting the accuracy of the image measuring device before performing the evaluation of the optical characteristics. In accordance with the calibration procedure of FIG. 12, the projection image 21 on the reflection side of the screen 11 in FIG. 11 is captured by the microlens 15 and photographed by the photographing device 14 (steps S301 and S302), and the projection image on the transmission side is captured by the microlens 13. Then, the image is taken by the photographing device 12 (step S303). The respective captured images are analyzed, and the analysis results of both are compared to calculate the correction amount (step S304). Then, the transmission side photographing device 12 is calibrated based on the calculated correction amount (step S305). As described above, the dot shape of the reflection-side image and the transmission-side image is basically the same, but some blur and distortion occur. Make sure that As a result, if there is a significant difference, a correction amount for the analysis result of the transmission-side projection image is obtained with reference to the analysis result of the reflection-side projection image, and correction is performed when measuring the optical characteristics of the image measurement apparatus. As an example, the correction amount of the optical characteristic photographed by the transmission side photographing device is obtained with reference to the optical characteristic photographed by the reflection side photographing device 14, and the photographing environment or photographing of the transmission side photographing device is obtained based on the correction amount. By calibrating the conditions, blur and distortion are reduced. These calibrations are performed before the start of the measurement operation or at any time.
次に、本実施形態の変形例２について以下に説明する。
図１３は実施形態の変形例２の画像計測装置の構成を示す概略図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図の（ａ）に示す本変形例の画像計測装置４０は、撮影装置１２及びマクロレンズ１３の全体を遮光する筐体４１を備えている。この筐体４１の一部には、撮影装置１２の撮影領域に設けられたスクリーン１１が設けられている。このスクリーン１１は画像計測に必要なサイズを有し、必要以上に大きくしないようにしている。このように撮影装置等の一体構成にすることで撮影環境を一定にすることでレンズ１３のレンズピントのズレなど撮影条件の変化による影響を排除できる。また、筐体４１によって撮影装置等の全体を遮光していることで、外部からの光の進入を防ぐことができる。すなわち、図１３の（ａ）に示すように、画像計測に関係ない画像光２４がある撮影環境であっても無関係な画像光２４がフレア光としてスクリーンに到達することを完全に遮断している。
Next, Modification 2 of the present embodiment will be described below.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image measurement device according to the second modification of the embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. The image measurement device 40 of this modification shown in FIG. 5A includes a housing 41 that shields the entire photographing device 12 and macro lens 13. A part of the housing 41 is provided with a screen 11 provided in a photographing area of the photographing device 12. The screen 11 has a size necessary for image measurement, and is not made larger than necessary. As described above, by making the photographing apparatus and the like integrally configured, it is possible to eliminate the influence of changes in photographing conditions such as lens focus shift of the lens 13 by making the photographing environment constant. In addition, since the housing 41 shields the entire image capturing apparatus and the like from light, entry of light from the outside can be prevented. That is, as shown in FIG. 13 (a), the irrelevant image light 24 is completely blocked from reaching the screen as flare light even in a shooting environment where there is image light 24 not related to image measurement. .
更に、図１３の（ｂ）に示すように、計測対象のスクリーン１１における投影面を所定のサイズで複数の撮影領域に分割し、分割した各投影面毎のスクリーン４２−１〜４２−ｎ（ｎは正の整数）の撮影領域に画像計測装置４０をそれぞれ設置することで、各投影面における光学特性の計測を容易に行うことができる。つまり、本変形例の画像計測装置４０は撮影装置とその撮影面のサイズでのみ規定されるので、装置そのもののサイズはプロジェクタ投影画像のサイズに比べて非常に小型である。そのため、複数の撮影領域の同時設置が可能となる。 Further, as shown in FIG. 13B, the projection surface of the measurement target screen 11 is divided into a plurality of photographing areas with a predetermined size, and the divided screens 42-1 to 42-n (for each projection surface). By installing the image measuring device 40 in each of the imaging areas where n is a positive integer), it is possible to easily measure the optical characteristics on each projection surface. That is, since the image measuring device 40 of this modification is defined only by the size of the photographing device and its photographing surface, the size of the device itself is very small compared to the size of the projector projection image. Therefore, it is possible to install a plurality of imaging areas at the same time.
次に、図１４は実施形態の変形例３の画像計測装置の構成を示す概略図である。同図において、図７及び図１３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。本変形例の画像計測装置では、デジタルカメラに搭載されているレンズのＣＣＤ面相当位置にレクチル３３を設置して、レクチル３３の背面から光源３２から照明光を照射する。そして、レンズ３４の焦点位置に相当する撮影面の位置に本変形例の画像計測装置４０を設置する。これにより、レンズ３４の撮影解像度を任意位置ごとに容易に計測することができる。 Next, FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image measurement apparatus according to Modification 3 of the embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 7 and 13 denote the same components. In the image measuring apparatus of this modification, a reticle 33 is installed at a position corresponding to the CCD surface of a lens mounted on a digital camera, and illumination light is emitted from the light source 32 from the back of the reticle 33. Then, the image measuring device 40 of the present modification is installed at the position of the imaging surface corresponding to the focal position of the lens 34. Thereby, the imaging resolution of the lens 34 can be easily measured for each arbitrary position.
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
本実施形態の画像計測装置において、光学部材の投影光の波長域での反射率を９０％以上９７％以下とする。これによれば、上記実施形態について説明したように、計測用のスクリーンが透過機能に特化した機能を持つことで生じるドット形状の変形という不具合を排除しつつ、計測対象のプロジェクタの投影画像を観察できると同時に、正確なドット画像形状の透過側の投影画像を撮影できる。これにより、反射側の投影画像と透過側の投影画像を容易にかつ同時に比較でき、透過側の投影画像の撮影において高品位な画像を計測できる。また、反射側の投影画像に対する目視評価と透過側の投影画像を撮影した画像信号での光学特性の計測を同時に行うことで、官能評価を同時に行うことができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、光学部材の反射側と透過側にそれぞれ撮影装置を設置して各撮影画像の各光学特性を比較することで反射側の撮影装置による撮影画像を基準とした補正量を求める。これによれば、上記実施形態の変形例１について説明したように、求めた補正量に基づいて透過側の撮影装置を校正して計測精度を向上させることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）において、外部からの光を遮断する筐体内に撮影装置を設け、撮影装置の撮影領域であって該筐体の一部に光学部材を備え、撮影装置を光学部材から所定の位置に設置固定する。これによれば、上記実施形態の変形例２について説明したように、フレア光による撮影画像のコントラスト低下を防止して、計測精度の低下を抑制することができる。また、スクリーンと撮影装置との位置関係を固定した状態で投影画像に対する計測位置の変更を行う場合でもスクリーンと撮影装置の距離のずれによる撮影ボケによる計測精度の低下を防ぎながら容易に計測を行うことができる。また、画像計測装置そのものを小型にできるので、大きなスクリーンを用いた投影の一部に本装置を組み込んで、他の計測と併用でき、複数個の画像計測装置を同時運用して、さらにそのレイアウトを変更することで柔軟な計測環境を構築できるなどの効果も有する。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）〜（態様Ｃ）のいずれかにおいて、光学部材はスクリーンであり、該スクリーンに投射される投影画像はプロジェクタからの投影画像である。これによれば、上記実施形態について説明したように、スクリーンの反射側の投影画像とスクリーンの透過側の投影画像を容易にかつ同時に比較でき、スクリーンの透過側の投影画像の撮影において高品位な画像を計測できる。また、スクリーンの反射側の投影画像に対する目視評価とスクリーンの透過側の投影画像を撮影した画像信号での光学特性の計測を同時に行うことで、官能評価を同時に行うことができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）〜（態様Ｃ）のいずれかにおいて、光学部材に投射される投影画像は、レンズを介した画像である。これによれば、上記実施形態の変形例３について説明したように、レンズを介して光学部材に投影されて反射する画像とレンズを介して光学部材を透過した画像とを容易にかつ同時に比較でき、レンズの解像度を容易に計測できる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
In the image measurement device of the present embodiment, the reflectance of the optical member in the wavelength range of the projection light is 90% or more and 97% or less. According to this, as described in the above embodiment, the projection image of the measurement target projector is obtained while eliminating the problem of dot shape deformation caused by the measurement screen having a function specialized for the transmission function. At the same time, it is possible to photograph a projection image on the transmission side with an accurate dot image shape. Thereby, the projection image on the reflection side and the projection image on the transmission side can be easily and simultaneously compared, and a high-quality image can be measured in photographing the projection image on the transmission side. Moreover, sensory evaluation can be performed at the same time by simultaneously performing visual evaluation on the reflection-side projection image and measurement of optical characteristics using an image signal obtained by photographing the transmission-side projection image.
(Aspect B)
In (Aspect A), a correction amount based on the image captured by the reflection-side imaging apparatus is obtained by installing imaging apparatuses on the reflection side and the transmission side of the optical member and comparing the optical characteristics of the respective captured images. . According to this, as described in the first modification of the above-described embodiment, the measurement accuracy can be improved by calibrating the transmission-side imaging device based on the obtained correction amount.
(Aspect C)
In (Aspect A), the imaging device is provided in a casing that blocks light from the outside, and an optical member is provided in a shooting area of the imaging device and part of the casing, and the imaging device is located at a predetermined position from the optical member. Install and fix to. According to this, as described in the second modification of the above embodiment, it is possible to prevent a decrease in contrast of a captured image due to flare light and to suppress a decrease in measurement accuracy. In addition, even when changing the measurement position relative to the projection image with the positional relationship between the screen and the imaging device fixed, measurement is easily performed while preventing a reduction in measurement accuracy due to imaging blur due to a shift in the distance between the screen and the imaging device. be able to. In addition, since the image measuring device itself can be reduced in size, this device can be incorporated into a part of the projection using a large screen and used together with other measurements. It is also possible to construct a flexible measurement environment by changing.
(Aspect D)
In any one of (Aspect A) to (Aspect C), the optical member is a screen, and the projection image projected on the screen is a projection image from the projector. According to this, as described in the above embodiment, the projection image on the reflection side of the screen and the projection image on the transmission side of the screen can be easily and simultaneously compared, and high-quality imaging of the projection image on the transmission side of the screen is possible. The image can be measured. Moreover, sensory evaluation can be performed simultaneously by performing visual evaluation on the projection image on the reflection side of the screen and measurement of optical characteristics with an image signal obtained by photographing the projection image on the transmission side of the screen.
(Aspect E)
In any one of (Aspect A) to (Aspect C), the projection image projected on the optical member is an image through a lens. According to this, as described in the third modification of the above-described embodiment, it is possible to easily and simultaneously compare the image projected and reflected on the optical member through the lens and the image transmitted through the optical member through the lens. Lens resolution can be measured easily.
１０ 画像計測装置
１１ スクリーン
１２ 撮影装置
１３ マクロレンズ
２０ 計測対象のプロジェクタ
２１ 投影画像
２２ 透過側の投影画像
２３ 光量センサ
２４ 画像計測に関係ない画像光
３１ フィルム
３２ 光源
３３ レチクル
３４ レンズ
４０ 画像計測装置
４１ 筐体
４２−１〜４２−ｎ スクリーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image measuring device 11 Screen 12 Image | photographing device 13 Macro lens 20 Projector 21 to be measured Projected image 22 Projected image on transmission side 23 Light quantity sensor 24 Image light 31 unrelated to image measurement Film 32 Light source 33 Reticle 34 Lens 40 Image measuring device 41 Case 42-1 to 42-n Screen
Claims (5)
前記光学部材の投影光の波長域での反射率を９０％以上９７％以下とすることを特徴とする画像計測装置。 An optical member made of a material that diffuses and transmits a part of the projection light of the projected image to be projected, a transmission image photographing device for photographing the projection image that is projected and transmitted on the optical member, and an output from the photographing device An image processing apparatus that analyzes an image signal and calculates an optical characteristic of the projection image and digitizes the image signal, and measures an optical characteristic of the projection image.
An image measuring apparatus characterized in that the reflectance of the optical member in the wavelength range of projection light is 90% or more and 97% or less.
前記光学部材で反射した投影画像を撮影する反射画像撮影装置を設け、反射側の前記反射画像撮影装置によって撮影した投影画像の光学特性と透過側の前記透過画像撮影装置によって撮影した投影画像の光学特性とを比較して反射側の反射画像撮影装置によって撮影した投影画像の光学特性を基準とした補正量を算出することを特徴とする画像計測装置。 The image measurement apparatus according to claim 1,
A reflection image photographing device for photographing a projection image reflected by the optical member is provided, and optical characteristics of the projection image photographed by the reflection image photographing device on the reflection side and optics of the projection image photographed by the transmission image photographing device on the transmission side An image measuring apparatus, characterized in that a correction amount is calculated based on optical characteristics of a projected image photographed by a reflection image photographing apparatus on a reflection side by comparing with the characteristics.
外部からの光を遮断する筐体内に前記透過画像撮影装置を設け、前記透過画像撮影装置の撮影領域であって該筐体の一部に前記光学部材を備え、前記透過画像撮影装置を前記光学部材から所定の位置に設置固定することを特徴とする画像計測装置。 The image measurement apparatus according to claim 1,
The transmission image photographing apparatus is provided in a casing that blocks light from outside, the optical member is provided in a photographing region of the transmission image photographing apparatus and a part of the casing, and the transmission image photographing apparatus is the optical An image measuring apparatus characterized in that it is installed and fixed at a predetermined position from a member.
前記光学部材はスクリーンであり、該スクリーンに投射される投影画像は、プロジェクタからの投影画像であることを特徴とする画像計測装置。 In the image measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The optical measurement apparatus according to claim 1, wherein the optical member is a screen, and a projected image projected onto the screen is a projected image from a projector.
前記光学部材に投射される投影画像は、レンズを介した画像であることを特徴とする画像計測装置。 In the image measuring device according to any one of claims 1 to 3,
An image measurement apparatus, wherein the projection image projected onto the optical member is an image through a lens.
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