JP2014025866A - プロジェクタ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い信頼性のあるプロジェクタ検査装置を提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクタ検査装置では、位置検出パターン４００とフォーカス計測パターン５００とを混在させて作成した検査パターン６００の画像を検査対象のプロジェクタからスクリーン上に投影させる。投影された投影画像を撮影装置によって撮影し、撮影画像の計測領域全体から位置検出パターン４００を用いて検査パターン６００の位置を検出し、座標データからフォーカス計測領域を特定する。フォーカス算出手段は特定のフォーカス計測領域からフォーカス計測パターン５００を用いてフォーカスを算出する。歪み算出手段は各位置検出パターンの各座標データに基づき歪みを算出する。フォーカス調整手段は算出されたフォーカスと算出された歪みとが同一のフォーカス位置で予め定められた歪み規格範囲及びフォーカス規格範囲の両規格範囲内であるように検査領域全体のフォーカスを調整する。
【選択図】図２

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を撮影し、撮影した画像の画像信号から投影画像の歪みやフォーカスを算出することでプロジェクタの光学特性を検査するプロジェクタ検査装置に関するものである。

この種のプロジェクタ検査装置の検査対象であるプロジェクタは、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。

ドット画像の再現性やフォーカス性の良し悪しを、プロジェクタのレンズやミラーなど光学系の光学特性に起因する投影画像の歪み及びフォーカスを計測することで判断する提案が従来よりなされている。投影画像の歪み及びフォーカスを計測してプロジェクタを検査する装置として、特許文献１に記載の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、投影画像の歪みを計測するためのテストパターン（歪み計測パターン）や投影画像のフォーカスを計測するためのテストパターン（フォーカス計測パターン）をスクリーン上の異なる位置に投影している。具体的には、上記歪み計測パターンは、投影画像の画像領域における輪郭に沿った位置に投影され、上記フォーカス計測パターンは投影画像の画像領域における輪郭より内側領域に投影されている。そして、撮影手段から出力された画像全体から、フォーカス計測パターン及び歪み計測パターンの画像をパターンマッチングなどの抽出方法で抽出する。抽出したフォーカス計測パターンにおける画像のコントラスト比に基づいて、投影画像がフォーカスされているときの光学系の位置であるフォーカスを算出している。投影画像の歪みは、例えば画像領域における輪郭のうちスクリーン上の四隅に投影されている歪み計測パターンの画像を抽出し、その各歪み計測パターンの投影されているスクリーン上での実際の座標データを検出する。そして、スクリーン上の四隅のうち上辺をなす２箇所の隅の各歪み計測パターンの座標データから上辺の長さを算出する。四隅のうち下辺をなす２箇所の隅の各歪み計測パターンの座標データから下辺の長さを算出する。それぞれ算出した上辺の長さと下辺の長さとの差、あるいは比率に基づいて歪みを求めている。

検査対象のプロジェクタ装置では、通常、光学系、例えばレンズを介して投影光をスクリーン上に投影している。このレンズの光学面には少なからず球面収差を有しており、この球面収差が及ぼす影響として、レンズの光学面における入射位置によってフォーカス位置が異なってしまうことがわかっている。上記特許文献１のプロジェクタ検査装置では、フォーカス計測パターン及び歪み計測パターンをスクリーン上の異なる位置に投影しているので、各計測パターンのレンズの光学面における入射位置が異なる。このため、レンズの光学面における球面収差の影響により、フォーカス計測パターンに基づいて算出したフォーカスによって投影画像のフォーカスを調整しても、歪み計測パターンの画像はフォーカスされない虞がある。この結果、フォーカスされていない歪み計測パターンに基づいて歪みを算出しても、その算出された歪みの値にはフォーカスされずにボケた状態の歪み計測パターンの画像によって算出された値である誤差成分が含まれる。これにより、算出された歪みは誤った値となってしまう。これではプロジェクタ検査装置としての高い信頼性は得られない。

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、同一フォーカス位置での歪みとフォーカスを検査してフォーカスされないことによる誤差成分を含まない歪みを算出でき、高い信頼性のあるプロジェクタ検査装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、投影画像がフォーカスされているときの光学系の位置であるフォーカス位置を計測するためのフォーカス計測パターンの画像と歪みを計測するための歪み計測パターンの画像とを検査対象のプロジェクタによりスクリーン上に投影し、投影された投影画像を撮影手段により撮影し、該撮影手段から出力される画像からフォーカス計測パターンの画像と歪み計測パターンの画像とを抽出する計測パターン抽出手段と、抽出したフォーカス計測パターンの画像のコントラスト比に基づいて投影画像のフォーカス位置を算出するフォーカス位置算出手段と、抽出した歪み計測パターンの各画像の各座標データに基づいて歪みを算出する歪み算出手段とを備え、投影画像の光学特性を検査するプロジェクタ検査装置において、少なくとも、スクリーン上の前記歪み計測パターンの画像の近傍の、同一のフォーカス位置で画像がフォーカスされる領域内に前記フォーカス計測パターンの画像を投影することを特徴とするものである。

本発明において、撮影手段によって上記領域内の画像を撮影した画像がボケていると撮影した画像からフォーカス計測パターンの画像や歪み計測パターンの画像を抽出できない。そのため、上記領域は領域内に投影されている全ての画像が同一のフォーカス位置でフォーカスされるように設定されている。上記領域内の画像の画像光は、レンズの光学面のほぼ同じ入射位置に入射され、レンズの光学面における球面収差の同様な影響を受ける。スクリーン上の歪み計測パターンの画像の近傍にフォーカス計測パターンの画像を投影する。そして、歪み計測パターンの画像及びフォーカス計測パターンの画像は上記領域内に投影されている。このため、各パターンの画像の各画像光のレンズの光学面の入射位置が略同じであるので、各画像光は球面収差による同様な影響を受ける。この結果、計測領域内のフォーカス計測パターンの画像に基づいてフォーカス位置算出手段によって算出されたフォーカス位置でフォーカスを調整すれば、そのフォーカス位置で計測領域内の歪み計測パターンの画像もフォーカスされる。これにより、同一フォーカス位置でフォーカスされた歪み計測パターンの画像に基づいて歪み算出手段によって算出された歪みには、フォーカスされないために生じるような誤差成分は含まれない。よって、高い信頼性のプロジェクタ検査装置を提供できる、という特有な効果が得られる。

本実施形態のプロジェクタ検査装置の構成を示す概略図である。 本実施形態のプロジェクタ検査装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態のプロジェクタ検査装置に用いる検査用のパターンを示す図である。 個別検査画像の計測領域を示す図である。 フォーカス計測及び歪み計測の様子を示す図である。 歪み及びフォーカスの規格範囲を説明する特性図である。 本実施形態のプロジェクタ検査装置における検査処理の実施例１を示すフローチャートである。 検査結果を表示した表示例を示す図である。 本実施形態のプロジェクタ検査装置における検査処理の実施例２を示すフローチャートである。

以下、本発明のプロジェクタ検査装置に係る実施形態について説明する。
図１は本実施形態のプロジェクタ検査装置の構成を示す概略図である。同図に示すプロジェクタ検査装置１００は、スクリーン１０１、撮影装置１０２及び画像解析装置１０３を含んで構成されている。スクリーン１０１には検査対象プロジェクタ２００が画像を投影され、撮像装置１０２によってスクリーン１０１に投影された投影画像を撮影する。検査対象プロジェクタ２００の一例として、短焦点であり、かつ小型化され、フォーカス位置により歪みが変わる構成の短焦点プロジェクタがある。この短焦点プロジェクタでは歪みとフォーカスの両立が重要視されており、短焦点プロジェクタの検査には本実施形態のプロジェクタ検査装置が有効である。画像解析装置１０３が、撮影装置１０２が撮影した画像信号を解析する。撮影装置１０２は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなど固定撮像素子を搭載した一般的な撮影装置である。また、撮影装置１０２の固定撮像素子はモノクロであって、カラー撮像素子や３板式撮像素子である必要は無い。モノクロの固定撮像素子であれば、光の全波長帯域に対して感度を有しており、単版式であってもカラー撮像素子と比較して高解像度及び低コストが期待できる。

更に、撮影装置１０２は図１中では９台を用いているが、少なくても１つで構成されていればよい。高解像度カメラ１台でも、本検査処理は可能であるが、高解像度カメラの場合、低解像度カメラに比べてフレームレートが落ちてしまう。現実的に、フォーカス位置の変更に応じた、同一のフォーカス位置での歪みとフォーカスの検査には、常時繰り返し検査が必要なため、低解像度の高フレームレートカメラを複数台用いることが望ましい。また、撮影は、スクリーン１０１のおもて面から、もしくは投影画像を透視して投影する透視型スクリーンの場合では裏面から行われる。図１のように、裏面から撮影した場合、プロジェクタ設置条件と、カメラ設置条件の自由度が高くなるなどのメリットがある。

図２は本実施形態のプロジェクタ検査装置の構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要件を示す。プロジェクタ検査装置１００は、検査対象プロジェクタ２００がスクリーン（不図示）に投影した投影画像を撮影する撮影装置１０２と、撮影装置１０２が撮影した画像信号を解析する画像解析装置１０３とを備えている。図２において、９つの撮影装置１０２が示されているが、本実施形態のプロジェクタ検査装置を構成する撮影装置の数を限定するものではない。画像解析装置１０３は、撮影装置１０２との通信を行うための撮影装置Ｉ／Ｆ部１０３−１、ＣＰＵ１０３−２と、ＲＡＭ１０３−３と、記憶部１０３−４と、操作部１０３−５と、表示部１０３−６とを有している。そして、フォーカス計測領域特定手段１０３−７は、位置検出パターン（歪み計測パターン）とフォーカス計測パターンとを混在させた検査パターンを検査対象のプロジェクタからスクリーン上の計測領域に投影させる。そして、投影された計測領域内の投影画像を撮影装置１０２によって撮影する。撮影画像の計測領域全体から、位置検出パターンの画像を用いて検査パターンの画像を抽出し、抽出検出結果の座標データからフォーカス計測領域を特定する。

そして、フォーカス算出手段１０３−８は、特定したフォーカス計測領域からフォーカス計測パターンを用いてフォーカスを算出する。歪み算出手段１０３−９は、位置検出結果の座標から理想の座標との間の距離に相当する歪みを算出する。フォーカス調整手段１０３−１０は、算出されたフォーカスと算出された歪みとが、同一のフォーカス位置で、予め定められた歪み規格範囲及びフォーカス規格範囲の両規格範囲内であるように検査領域全体のフォーカスを調整する。図２に示す画像解析装置１０３の構成は一例であり、構成を限定するものではない。

次に、撮影装置Ｉ／Ｆ部１０３−１を介して、撮影装置１０２を制御し、撮影や撮影した撮影画像を取得する。ＣＰＵ１０３−２は、ＲＡＭ１０３−３を作業領域として、記憶部１０３−４に格納されたプログラムを実行するようになっている。記憶部１０３−４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）であり、画像解析装置１０３を本実施形態の画像解析装置として機能するためのプログラムなどが格納されている。操作部１０３−５は、キーボードやマウスなどのような入力デバイスを有し、例えばプログラムの操作などが行われる。表示部１０３−６は、例えば液晶ディスプレイを有し、操作部１０３−５による操作を補助するための情報の表示や、後述する検査結果、計測結果及び検査規格範囲を表示する。

ここで、本実施形態のプロジェクタ検査装置に用いる検査パターンについて説明する。図３（ａ）は本実施形態の位置検出パターンの一例、同図（ｂ）はフォーカス計測パターンの一例、及び同図（ｃ）は検査パターンの一例を示す図である。本実施形態のプロジェクタ検査装置では、検査画像の計測パターンとして、図３（ａ）の位置検出パターン４００と図３（ｂ）のフォーカス計測パターン５００とが混在した図３（ｃ）の検査パターン６００が用いられる。検査パターン６００は、フォーカス計測パターン５００の画像中の空白領域に位置検出パターン４００の画像がはめこまれている。あるいは、予め投影されている位置検出パターン４００の画像の近傍にフォーカス計測パターン５００の画像を投影する。そして、位置検出パターン４００の画像の近傍にフォーカス計測パターン５００の画像が同一のフォーカス位置でフォーカスされる計測領域内に投影されている。このようにして検査パターン６００を形成してもよい。位置検出パターン４００では、パターンの中心４０１を有しているが位置を特定するものであればよい。また、フォーカス計測パターン５００では、コントラストを示すパターン５０１を有していればよい。図３に示す各一例に限定するものではない。

次に、本実施形態のプロジェクタ検査装置の検査概要について説明すると、先ず投影画像の検査パターンの画像抽出は、パターンマッチングにより行われ、抽出した検査パターンの位置検出箇所の中心座標を求める。パターンマッチングによる検査パターンの画像抽出は一例であり、これを限定するものではない。そして、フォーカス計測は、フォーカス計測パターンを用いて、コントラスト比、あるいは最も暗い部分と最も明るい部分との輝度の差により求める。コントラスト比が高い程、フォーカスが良いとなる。コントラスト比によるフォーカス計測は一例であり、これを限定するものではない。

図４は個別検査画像の計測領域を示す図である。同図（ａ）は計測領域全体を示し、同図（ｂ）はフォーカス計測領域と位置検出箇所を示す。また、同図（ｃ）は検査画像が計測領域からずれた例を示す。検査パターンの位置検出やこの位置検出が可能かを判断するためのフォーカス計測は、図４（ａ）に示す計測領域全体から計測する。図４（ｂ）に示すフォーカス計測領域と位置検出箇所は、フォーカス計測や位置検出にそれぞれ用いられる。図４（ｃ）に示すように検査画像がずれた場合でも、位置検出箇所及びフォーカス計測領域が、計測可能な計測領域内に存在すればフォーカス計測及び歪み計測を実施できる。

次に、本実施形態のプロジェクタ検査装置によって検査パターンの位置検出後のフォーカス計測及び歪み計測について図５を用いて説明する。
検査パターンの画像抽出は、上述したように、計測領域全体から位置検出パターンの画像を用いて行われる。フォーカス計測では、先ず画像抽出結果の座標からフォーカス計測領域を、例えば画像抽出箇所の中心座標からの相対座標で特定する。特定したフォーカス計測領域からフォーカス計測パターンを用いて、フォーカス計測を行う。また、検査対象のプロジェクタの歪み状態もしくは設置状態によっては、画像抽出箇所が個別検査画像の中心付近から大きく外れ、例えば位置検出パターンの位置検出箇所が計測領域内に無い場合がある。この場合は計測不可能となる。

また、検査パターンの画像抽出の実施前に、画像抽出が可能かを判断するため、計測領域全体からおおまかなフォーカス計測を実施する。検査画像がボケた状態で位置検出すると誤検知の恐れがあるため、画像抽出可能かを判断することで、誤検知を低減させることができる。また、検査画像がボケた状態で位置検出を実施しても、意味がない。フォーカスが良くないと正しく位置検出できないため、画像抽出可能かを判断することで、画像抽出以降の処理が不要となり、検査時間を短縮することができる。

図５は検査画像を示す図である。同図の歪みがない例では９台の撮影手段によって撮影される領域である９個の計測領域に検査パターンが理想の座標に投影されている。一方、同図の歪みがある例では、スクリーンの４つの隅に投影される検査パターンの画像が予め定められた撮影手段の撮影範囲の計測領域からずれて投影されている。同図の拡大した図面に示すように、歪み計測は各ポイントの画像抽出結果から求められる。例えば水平に３つの点の、両端２点を直線で結び、直線と中間の１点との誤差を求め、この誤差を最大誤差とした歪みとする。そして、この誤差が大きい程、歪みも大きいことになる。

図６は歪み及びフォーカスの規格範囲を説明する特性図である。同図の横軸にフォーカス位置、縦軸に歪みとフォーカスを示す。コントラスト比が高いと、フォーカスが良いと言える。フォーカス位置により、歪みとフォーカスが変化する。このため、歪みとフォーカスを両立させた状態での検査が必要となる。図６（ａ）に示す両規格を満たした範囲がある例の特性図のように、歪み規格範囲内（歪み閾値より小さい）であってフォーカス規格範囲（フォーカス閾値より高い）である両規格範囲がある。この両規格範囲が大きい程、良い製品と言える。そして、図６（ｂ）に示すように両規格を満たした範囲が無い例の特性図のように、各規格範囲が重なるフォーカス位置がない。このような製品の場合、各規格範囲があるものの、歪み規格範囲はフォーカス規格範囲外の計測値であるため良い製品ということができない。本実施形態によれば、両規格を満たした範囲が無い製品を不良品として判定することができる。フォーカス計測結果が位置検出可能範囲を超えた場合、位置検出を実施する。これにより、位置検出の誤検知や検査時間を短縮させることができる。

図７は本実施形態のプロジェクタ検査装置における検査処理の実施例１を示すフローチャートである。本実施例では１つの個別計測領域に対して検査処理を行う場合について説明する。先ず、検査者がフォーカス位置を初期値にする（ステップＳ１０１）。図１の検査対象プロジェクタ２００から図３（ｃ）に示すような検査パターンの検査画像を投影する（ステップＳ１０２）。その投影画像を図２の撮影装置１０２で撮影し、図２のＣＰＵ１０３−２から撮影装置Ｉ／Ｆ部１０３−１を介して、撮影画像を取得し、ＲＡＭ１０３−３に撮影画像を格納する（ステップＳ１０３）。ＣＰＵ１０３−２は計測領域全体の投影画像から、位置検出パターンの画像を用いたパターンマッチングにより画像抽出箇所を検出し、中心座標を測定する（ステップＳ１０４）。パターンマッチングによる画像抽出は一例であり、これを限定するものではない。

そして、パターンマッチングによる画像抽出箇所の位置を検出しようとしても画像抽出箇所の位置を検出することができない場合がある。例えばスクリーンの歪み状態あるいはプロジェクタの設置状態によってスクリーン上の画像がボケた状態となって画像抽出箇所の位置ができない虞がある。そのために、画像抽出箇所の位置を検出できているのか否かを判断する（ステップＳ１０５）。画像抽出箇所が検出できていない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）は、フォーカス位置調整範囲内であれば（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）検査者によってフォーカス位置を一定方向におおまかに調整することでフォーカスを調整する（ステップＳ１０７）。そして、ステップＳ２０３に戻る。フォーカス位置調整範囲内でなければ検査することができないということで検査処理を終了する（ステップＳ１０６：ＮＯ）。

ステップＳ１０５で画像抽出箇所が検出できた場合、図２のＣＰＵ１０３−２は位置検出結果の座標データからフォーカス計測領域を、例えば画像抽出箇所の中心座標からの相対座標で特定する（ステップＳ１０５：ＹＥＳ、ステップＳ１０８）。ＣＰＵ１０３−２は撮影画像のフォーカス計測領域からコントラスト比を測定してフォーカスを算出する（ステップＳ１０９）。そして、複数の位置検出結果から歪みを算出する（ステップＳ１１０）。次に、ＣＰＵ１０３−２は歪みとフォーカス計測結果から歪みとフォーカスの両規格範囲内かを判断する（ステップＳ１１１）。両規格範囲内でない場合は、フォーカス位置を調整することにより歪みとフォーカスの両規格範囲内になるよう調整する（ステップＳ１１１：ＮＯ、ステップＳ１０６、Ｓ１０７）。両規格範囲内である場合は、図８に示すような検査結果を表示する（ステップＳ１１１：ＹＥＳ、ステップＳ１１２）。

図９は本実施形態のプロジェクタ検査装置における検査処理の実施例２を示すフローチャートである。先ず、検査者がフォーカス位置を初期値にする（ステップＳ２０１）。図１の検査対象プロジェクタ２００から図３（ｃ）に示すような検査パターンの検査画像を投影する（ステップＳ２０２）。その投影画像を図２の撮影装置１０２で撮影し、図２のＣＰＵ１０３−２から撮影装置Ｉ／Ｆ部１０３−１を介して、撮影画像を取得し、ＲＡＭ１０３−３に撮影画像を格納する（ステップＳ２０３）。そして、図２のＣＰＵ１０３−２はフォーカス計測領域全体からコントラスト比を測定してフォーカスを算出する（ステップＳ２０４）。フォーカス計測結果が位置検出可能範囲内かを判断する（ステップＳ２０５）。フォーカス計測結果が位置検出可能範囲内でない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）は、フォーカス位置調整範囲内であれば（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）検査者によってフォーカス位置を一定方向におおまかに調整することでフォーカスを調整する（ステップＳ２０７）。そして、ステップＳ２０３に戻る。フォーカス位置調整範囲内でなければフォーカス位置を調整することなく検査処理を終了する（ステップＳ１０６：ＮＯ）。

フォーカス計測結果が位置検出可能範囲内である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）は、ＣＰＵ１０３−２は計測領域全体の投影画像から位置検出パターンの画像を用いたパターンマッチングにより画像抽出箇所を検出し中心座標を測定する（ステップＳ２０８）。パターンマッチングによる画像抽出は一例であり、これを限定するものではない。そして、画像抽出箇所の位置を検出することができたかを判断する（ステップＳ２０９）。検出できなかった場合（ステップＳ２０９：ＮＯ）は、フォーカス位置により歪みが変わるため、フォーカス位置調整範囲内であれば（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）検査者によってフォーカス位置を一定方向に調整することで歪みを調整する（ステップＳ２０７）。ステップＳ２０９で検出できた場合、図２のＣＰＵ１０３−２は位置検出結果の座標データからフォーカス計測領域を、例えば画像抽出箇所の中心座標からの相対座標で特定して抽出する（ステップＳ２０９：ＹＥＳ、ステップＳ２１０）。

そして、ＣＰＵ１０３−２は撮影画像のフォーカス計測領域からコントラスト比を測定してフォーカスを算出する（ステップＳ２１１）。そして、複数位置の検出結果から歪みを算出する（ステップＳ２１２）。次に、ＣＰＵ１０３−２は歪みとフォーカス計測結果から歪みとフォーカスの両規格範囲内かを判断する（ステップＳ２１３）。両規格範囲内でない場合は、フォーカス位置を調整することにより歪みとフォーカスの両規格範囲内になるよう調整する（ステップＳ２１３：ＮＯ、ステップＳ２０６、Ｓ２０７）。両規格範囲内である場合は、図８に示すような検査結果を表示する（ステップＳ２１３：ＹＥＳ、ステップＳ２１４）。

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１）
少なくとも、スクリーン上の歪み計測パターンの画像の近傍の、同一のフォーカス位置で画像がフォーカスされる領域内にフォーカス計測パターンの画像を投影する。これによれば、上記実施形態について説明したように、検査パターン６００は位置検出パターン４００とフォーカス計測パターン５００とが互いに混在している。例えば、フォーカス計測パターン５００の画像中の空白領域に位置検出パターン４００の画像をはめこんでいる検査パターン６００を形成している。このような検査パターン６００の画像を計測領域内に投影させている。そして、この計測領域の大きさは、フォーカス計測パターン５００に基づいて算出されたフォーカスによってフォーカスされた際に、領域内に存在する全ての画像はフォーカスされるような大きさになっている。このような大きさを有する計測領域内に存在させた検査パターン６００の画像を投影させることで、位置検出パターン４００とフォーカス計測パターン５００の画像のスクリーン上の投影位置は、互いに略同じの場所となる。このため、検査パターン６００の投影光は光学系の例えばレンズの光学面における球面収差の影響を受けるが、位置検出パターン４００とフォーカス計測パターン５００の各画像光はレンズの光学面の入射位置が略同じである。このため、各画像光は球面収差による同様な影響を受ける。この結果、フォーカス計測パターン５００の画像に基づいてフォーカス算出手段１０３−８によって算出されたフォーカスでフォーカスを調整する。その同一フォーカス位置で位置検出パターン４００の画像もフォーカスされることになる。これにより、フォーカスされた位置検出パターン４００の画像に基づいて歪み算出手段１０３−９によって算出された歪みには、フォーカスされないために生じるような誤差成分は含まれない。よって、高い信頼性のプロジェクタ検査装置を提供できる。
（態様２）
（態様１）において、フォーカス計測パターンの画像中の空白領域に歪み計測パターンの画像がはめこまれて領域内に投影されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、位置検出パターン４００とフォーカス計測パターン５００の画像のスクリーン上の投影位置は、互いに略同じの場所となる。このため、フォーカス計測パターン５００の画像に基づいてフォーカス算出手段１０３−８によって算出されたフォーカスでフォーカスを調整すれば、その同一フォーカス位置で位置検出パターン４００の画像もフォーカスされることになる。これにより、フォーカスされた位置検出パターン４００の画像に基づいて歪み算出手段１０３−９によって算出された歪みには、フォーカスされないために生じるような誤差成分は含まれない。
（態様３）
（態様１）において、計測パターン抽出手段は、撮影手段から出力される画像から抽出した歪み計測パターンの画像の位置を検出し、歪み計測パターンの画像の位置座標に基づいてフォーカス計測パターンの画像を抽出する。これによれば、上記実施形態について説明したように、位置検出パターン４００とフォーカス計測パターン５００の画像が混在していても位置検出パターン４００の画像の位置を検出する。これにより、位置検出パターン４００の画像の位置から予め定められている相対座標に基づいて歪み計測パターン５００の画像を抽出することができる。
（態様４）
（態様１）〜（態様３）のいずれかにおいて、計測パターン抽出手段によって歪み計測パターンの画像の位置が検出できているか否かを判断する判断手段を有し、判断結果歪み計測パターンの画像の位置が検出できなかった場合には所定のフォーカスで投影画像をフォーカス調整する。これによれば、上記実施形態について説明したように、位置検出パターン４００の検出を行う前に位置検出パターン４００の位置検出が可能か否かを判断する。そして、位置検出パターン４００を検出できていない場合、所定のフォーカスで投影画像をフォーカス調整して位置検出パターン４００の位置検出を可能にする。そして、フォーカス調整しても位置検出パターン４００の位置検出ができていないときは調整不能とすることで検査時間を短縮することができる。
（態様５）
（態様１）〜（態様４）のいずれかにおいて、フォーカス位置算出手段によって算出されたフォーカスが予め定められたフォーカス位置規格範囲内になり、かつ歪み算出手段によって算出された歪みが予め定められた歪み規格範囲内になるように、投影画像のフォーカスを調整するフォーカス調整手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、算出したフォーカス位置がフォーカス位置規格範囲内でなければ、算出したフォーカスがフォーカス位置規格範囲内になるように検査対象のプロジェクタのフォーカスを調整する。そして、算出したフォーカスがフォーカス位置規格範囲内になったときに算出した歪みの値を検査結果として出力する。これにより。フォーカス計測と歪み計測の両立が可能となる。
（態様６）
（態様５）において、フォーカス及び歪みの算出結果と、フォーカスがフォーカス位置規格範囲内であるか否か、かつ歪みが歪み規格範囲内である否かの判断結果とを、表示する表示手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、算出結果や判断結果などの検査結果を表示することで検査者は検査結果を把握することができ、検査作業効率が向上する。
（態様７）
（態様１）において、撮影手段を少なくとも２つ有し、各撮影手段により検査画像を個別検査画像でエリア分割する分割手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、エリア分割によって低解像度で実現可能となるため、高フレームレートの撮影装置を用いることができる。この結果、検査者のフォーカス位置の調整に応じて常時繰り返し検査することができる。

１００ プロジェクタ検査装置
１０１ スクリーン
１０２ 撮影装置
１０３ 画像解析装置
１０３−１ 撮影装置Ｉ／Ｆ部
１０３−２ ＣＰＵ
１０３−３ ＲＡＭ
１０３−４ 記憶部
１０３−５ 操作部
１０３−６ 表示部
１０３−７ フォーカス計測領域特定手段
１０３−８ フォーカス算出手段
１０３−９ 歪み算出手段
１０３−１０ フォーカス調整手段
４００ 位置検出パターン
４０１ 中心
５００ フォーカス計測パターン
５０１ パターン
６００ 検査パターン

特開２００３−０７５２９５号公報

Claims (7)

1. 投影画像がフォーカスされているときの光学系の位置であるフォーカス位置を計測するためのフォーカス計測パターンの画像と歪みを計測するための歪み計測パターンの画像とを検査対象のプロジェクタによりスクリーン上に投影し、投影された投影画像を撮影手段により撮影し、該撮影手段から出力される画像からフォーカス計測パターンの画像と歪み計測パターンの画像とを抽出する計測パターン抽出手段と、抽出したフォーカス計測パターンの画像のコントラスト比に基づいて投影画像のフォーカス位置を算出するフォーカス位置算出手段と、抽出した歪み計測パターンの各画像の各座標データに基づいて歪みを算出する歪み算出手段とを備え、投影画像の光学特性を検査するプロジェクタ検査装置において、
   少なくとも、スクリーン上の前記歪み計測パターンの画像の近傍の、同一のフォーカス位置で画像がフォーカスされる領域内に前記フォーカス計測パターンの画像を投影することを特徴とするプロジェクタ検査装置。
2. 請求項１記載のプロジェクタ検査装置において、
   前記フォーカス計測パターンの画像中の空白領域に前記歪み計測パターンの画像がはめこまれて前記領域内に投影されていることを特徴とするプロジェクタ検査装置。
3. 請求項１記載のプロジェクタ検査装置において、
   前記計測パターン抽出手段は、前記撮影手段から出力される画像から抽出した前記歪み計測パターンの画像の位置を検出し、前記歪み計測パターンの画像の位置座標に基づいて前記フォーカス計測パターンの画像を抽出することを特徴とするプロジェクタ検査装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクタ検査装置において、
   前記計測パターン抽出手段によって前記歪み計測パターンの画像の位置が検出できているか否かを判断する判断手段を有し、判断結果前記歪み計測パターンの画像の位置が検出できなかった場合には所定のフォーカスで投影画像をフォーカス調整することを特徴とするプロジェクタ検査装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタ検査装置において、
   前記フォーカス位置算出手段によって算出された前記フォーカスが予め定められたフォーカス位置規格範囲内になり、かつ前記歪み算出手段によって算出された前記歪みが予め定められた歪み規格範囲内になるように、投影画像のフォーカスを調整することを特徴とするプロジェクタ検査装置。
6. 請求項５記載のプロジェクタ検査装置において、
   前記フォーカス及び前記歪みの算出結果と、前記フォーカスが前記フォーカス位置規格範囲内であるか否か、かつ前記歪みが前記歪み規格範囲内である否かの判断結果とを、表示する表示手段を有することを特徴とするプロジェクタ検査装置。
7. 請求項１記載のプロジェクタ検査装置において、
   前記撮影手段を少なくとも２つ有し、前記各撮影手段により検査画像を個別検査画像でエリア分割する分割手段を有することを特徴とするプロジェクタ検査装置。

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