JP3644311B2 - Projection lens inspection apparatus and projection lens inspection method - Google Patents

Projection lens inspection apparatus and projection lens inspection method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投写レンズを検査するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
投写型表示装置では、照明光学系から射出された光を、液晶パネルなどを用いて画像情報(画像信号)に応じて変調し、変調された光を投写レンズを用いてスクリーン上に投写することにより画像表示を実現している。
【0003】
図1は、投写型表示装置の一例を示す概略構成図である。投写型表示装置1000は、照明光学系100と、色光分離光学系200と、リレー光学系220と、3枚の液晶ライトバルブ300R,300G,300Bと、クロスダイクロイックプリズム320と、投写レンズ340とを備えている。
【0004】
照明光学系100は、略平行な光を射出する光源装置20の他に、偏光発生光学系を備えており、偏光方向の揃った1種類の直線偏光光を射出する。照明光学系100から射出された光は、色光分離光学系200において赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離される。分離された各色光は、液晶ライトバルブ300R,300G,300Bにおいて画像情報に応じて変調される。液晶ライトバルブ300R,300G,300Bは、液晶パネルと、その光入射面側および光射出面側に配置された偏光板とによって構成されている。液晶ライトバルブ300R,300G,300Bにおいて変調された各色光は、クロスダイクロイックプリズム320で合成され、投写レンズ340によってスクリーンSC上に投写される。これにより、スクリーンSC上に画像が表示されることとなる。なお、図1に示すような投写型表示装置の各部の構成および機能については、例えば、本願出願人によって開示された特開平10−325954号公報に詳述されているので、本明細書において詳細な説明は省略する。
【0005】
ところで、投写型表示装置1000に用いられる投写レンズ340は、その製造工程等のばらつきにより、その特性にもばらつきが生じることがある。投写レンズの特性のばらつきは、投写型表示装置1000によって表示される画像の品質に影響するため、投写型表示装置の出荷前には、投写レンズの特性が検査されている。
【0006】
従来では、投写レンズの特性の良否は、検査対象となる投写レンズを所定の投写型表示装置などに実装し、投写表示される画像を目視で確認することにより判断されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、投写画像を目視で確認することによって投写レンズの特性を検査する場合には、投写レンズの正確な特性値を得ることができず、また、その良否の判断基準も曖昧であるという問題があった。
【0008】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、投写レンズの特性を正確に検査することができる技術を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の装置は、投写型表示装置に用いられる投写レンズを検査するための投写レンズ検査装置であって、
テストパターンを有し、前記テストパターンを表す画像光を射出する画像光射出部と、
前記投写レンズによって前記画像光が照射され、前記画像光の照射により前記テストパターンの画像を表示するスクリーンと、
前記スクリーン上に表示される前記テストパターンの画像を撮像する撮像部と、
前記テストパターンの画像のフォーカス状態を自動調整するフォーカス状態調整部と、
前記テストパターンの画像の明暗の変化に基づいて、前記投写レンズの特性値を算出する特性値算出部と、
を備えることを特徴とする。
【0010】
本発明の投写レンズ検査装置では、スクリーン上に表示された画像のフォーカス状態を調整した後に、調整後のテストパターン画像の明暗の変化に基づいて特性値を算出することができるので、投写レンズの特性を正確に検査することができる。
【0011】
上記の装置において、
前記フォーカス状態調整部は、前記画像光射出部における前記テストパターンの空間的な位置を調整することによって前記フォーカス状態の調整を実行するようにしてもよい。
【0012】
こうすれば、スクリーン上に表示されたテストパターン画像のフォーカス状態の調整を容易に行うことができる。
【0013】
上記の装置において、
前記スクリーンは、画像光が投写される投写面の裏側から画像を観察可能な透過型スクリーンであり、
前記撮像部は、前記投写面の裏側に配置されていることが好ましい。
【0014】
このように、透過型スクリーンを用いて、撮像部を投写面の裏側に配置すれば、撮像部がスクリーン上におけるテストパターン画像の表示を妨げてしまうという可能性を排除できる。したがって、テストパターン画像のフォーカス状態をうまく調整し、投写レンズの特性値を正確に算出することが可能となる。
【0015】
上記の装置において、
前記テストパターンは、前記テストパターンの画像内に周期的な明暗を形成するための第1の局所パターンを含み、
前記投写レンズの特性値は、前記スクリーン上に表示される前記第1の局所パターンの画像の周期的な明暗の変化に基づいて決定される画像の解像度に関する値であるようにしてもよい。
【0016】
こうすれば、投写レンズの特性値として、画像の解像度に関する値を求めることが可能となる。
【0017】
また、上記の装置において、
前記テストパターンは、前記テストパターンの画像内に孤立した明領域を形成するための第2の局所パターンを含み、
前記投写レンズの特性値は、前記スクリーン上に表示される前記第2の局所パターンの画像の前記明領域を用いて算出される画像のフレアに関連する値であるようにしてもよい。
【0018】
こうすれば、投写レンズの特性値として、画像のフレアに関連する値を算出することが可能となる。
【0019】
本発明の方法は、投写型表示装置に用いられる投写レンズを検査する方法であって、
(a)テストパターンを表す画像光を射出する工程と、
(b)前記投写レンズによって前記画像光をスクリーン上に照射し、前記スクリーン上に前記テストパターンの画像を表示する工程と、
(c)前記スクリーン上に表示される前記テストパターンの画像を撮像する工程と、
(d)前記テストパターンの画像のフォーカス状態を自動調整する工程と、
(e)前記テストパターンの画像の明暗の変化に基づいて、前記投写レンズの特性値を算出する工程と、
を備えることを特徴とする。
【0020】
本発明の方法を用いた場合にも、上記の装置と同様の作用・効果を有し、テストパターン画像の明暗の変化に基づいて特性値を算出することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
A.投写レンズ検査装置:
図2は、本発明を適用した投写レンズ検査装置の一例を示す説明図である。この装置は、図1の投写型表示装置に用いられる投写レンズを検査するための装置である。投写レンズ検査装置は、検査対象である投写レンズ480が搭載される投写部400と、ミラー510と、スクリーン500と、検査部600とを備えている。この装置において、検査対象である投写レンズ480は、取り外し可能であり、他の投写レンズに容易に交換することができる。
【0022】
投写部400から射出された画像光(画像を表す光)は、ミラー510において反射され、スクリーン500を照射する。スクリーン500は、画像光が投写される投写面500aの裏面500b側から画像を観察可能な透過型スクリーンである。検査部600は、スクリーン500上に表示された画像を用いて、投写レンズ480の検査を行う。
【0023】
なお、以下の説明では、図2に示すように、検査装置は、スクリーン500の表示面500bと平行な面をXY平面とするXYZ直交座標系で表される。また、投写部400は、検査装置において、図示しない保持部によって、XZ平面に対し所定の角度だけ傾けて配置されている。このため、以下の説明では、投写部400を、XYZ直交座標系をX軸を中心として上記の所定の角度だけ回転させたSTU直交座標系で表す。なお、投写レンズ480の中心軸n1はSU平面に対し平行となっている。
【0024】
図3は、図2の投写部400を+T方向から見たときの様子を示す説明図である。図3に示すように、投写部400は、投写レンズ480の他に、光源装置410と、色光フィルタ420と、第1および第2のミラー430,442と、検査シート450と、検査シート保持部440と、検査シート保持部440の配置を調整するための6軸調整部460と、ダミープリズム470とを備えている。なお、検査シート保持部440は、第2のミラー442に触れないように検査シート450を保持している。図2では、図3に示す光源装置410と色光フィルタ420と第1のミラー430とは、6軸調整部460と検査シート保持部440とダミープリズム470と投写レンズ480よりも、+S方向(紙面奥手方向)に存在するため、便宜上、図示を省略している。
【0025】
なお、図3に示すように、投写部400は、図1の投写型表示装置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480に入射されるように構成されている。すなわち、光源装置410は図1の光源装置20に対応し、検査シート450は図1の液晶ライトバルブ300R,300G,300Bに対応し、ダミープリズム470は図1のクロスダイクロイックプリズム320に対応している。このような投写部400を備える検査装置を用いれば、投写型表示装置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。
【0026】
図3の光源装置410は、光源ランプ412と放物面リフレクタ414とを備えている。放物面リフレクタ414は、その凹面が回転放物面形状となっている。光源ランプ412は、回転放物面形状の凹面の焦点位置近傍に配置されている。この構成により、光源ランプ412から射出され、放物面リフレクタ414で反射された光は、略平行な光線束となって光源装置410から射出される。なお、光源ランプ412としては、メタルハライドランプや高圧水銀ランプなどが用いられる。また、放物面リフレクタ414としては、例えば、ガラスセラミックスで形成された回転放物体の凹面上に、誘電体多層膜や金属膜などの反射膜が形成されてものが利用される。
【0027】
色光フィルタ420は、光源装置410から射出される光に含まれる所定の色の色光を抽出する機能を有している。本実施例の色光フィルタ420は、略円板状の形状を有しており、中心軸420cを中心に回転可能である。色光フィルタ420には、Rフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタ、Wフィルタの4種類のフィルタおよび遮光部が5等分に区分して形成されている。なお、遮光部は、光源装置410から光が射出されている状態のままで、光を遮断したいときに用いられる。Rフィルタは、光源装置410から射出された光のうち、赤色の色光のみを透過させる機能を有している。同様に、GフィルタおよびBフィルタは、それぞれ緑色の色光、青色の色光のみを透過させる機能を有している。また、Wフィルタは、すべての色光(以下、白色の色光とも呼ぶ)を透過させる機能、すなわち、光源装置410から射出された光をそのまま射出する機能を有している。4種類のフィルタとしては、例えば、略円形のガラス板上に、4種類の色光をそれぞれ透過させるような誘電体多層膜を形成したものを利用できる。なお、Wフィルタとしては、誘電体多層膜が形成されていないガラス領域をそのまま利用してもよい。
【0028】
第1および第2のミラー430,442は、光源装置410から射出され、色光フィルタ420を通過した色光を投写レンズ480に導くための導光手段としての機能を有している。第1および第2のミラーとしては、すべての色光を反射するような誘電体多層膜が形成されたミラーや金属ミラーなどを用いることができる。
【0029】
検査シート保持部440は、検査シート450を保持する機能を有している。検査シート450は、ガラスなどの透光性の板材に、遮光領域となるテストパターンが形成されたものである。
【0030】
図4は、テストパターンTPが形成された検査シート450を示す説明図である。図4に示す検査シート450には、その周辺部の四隅に4つの略正方形状の局所パターン(以下、「正方局所パターン」とも呼ぶ)PSa〜PSdが形成されている。また、複数の罫線状の局所パターン(以下、「罫線局所パターン」とも呼ぶ)PLが格子状に形成されており、20個の矩形のブロックに区分されている。20個のブロックのそれぞれには、投写レンズの特性を評価するための第1の測定用局所パターンPM1〜PM20が形成されている。さらに、図中、破線で示す斜線L1,L2に沿って、投写レンズの特性を評価するための第2の測定用局所パターンPMC1〜PMC4が形成されている。本明細書においては、正方局所パターンPSa〜PSdや罫線局所パターンPL、第1および第2の測定用局所パターンPM1〜PM20,PMC1〜PMC4などの全てパターンをまとめてテストパターンTPと呼んでいる。なお、図4のテストパターンTPでは、4つの正方局所パターンPSa〜PSdと複数の罫線局所パターンPLと第1および第2の測定用局所パターンPM1〜PM20,PMC1〜PMC4とが形成されている領域以外には、局所パターンが全く形成されていないが、他の局所パターンを形成するようにしてもよい。
【0031】
図5は、図4のテストパターンTPに含まれる1つの正方局所パターンPSaを拡大して示す説明図である。なお、図中、ハッチが付された領域は、光が通過しない遮光領域であり、ハッチが付されていない領域は、光が通過する透光領域である。図示するように、正方局所パターンPSaは、その内側に9つの正方形の透光領域を含んでいる。図5に示すパターンは、図4の他の正方局所パターンPSb〜PSdについても同じである。
【0032】
図6は、図4のテストパターンTPに含まれる1つの第1の測定用局所パターンPM1を拡大して示す説明図である。図6に示すように、第1の測定用局所パターンPM1には、2つの領域WA,WBのそれぞれに複数のパターンが含まれている。なお、領域WA内のパターンは、遮光領域によって特定の形状が形成されたパターンであり、領域WB内のパターンは、透光領域によって特定の形状が形成されたパターンである。図中、領域WAには、「20」,「25」などの数字が形成された文字パターンと、8種類の平行線パターンPTAa〜PTAhとが含まれている。各平行線パターンPTAa〜PTAhは、短冊形の透光領域と遮光領域とが周期的に配列されたものであり、各パターンの大きさ、あるいは、向きは相互に異なっている。一方、領域WBには、「A」,「B」などのアルファベットが形成された文字パターンと、4種類の平行線パターンPTBa〜PTBdと、略円形の透光領域である4種類の小孔パターンPHa〜PHdとが含まれている。図6に示すパターンは、図4の他の第1の測定用局所パターンPM2〜PM20についても同じである。
【0033】
図7は、図4のテストパターンTPに含まれる1つの第2の測定用局所パターンPMC1を拡大して示す説明図である。第2の測定用局所パターンPMC1は、図6に示す第1の測定用局所パターンPM1の領域WAに含まれる平行線パターンPTAa〜PTAhと同様の4種類の平行線パターンが形成されている。ただし、第2の測定用局所パターンPMC1では、図4の斜線L1に沿って短冊状の透光領域と遮光領域とが配列されているため、第1の測定用局所パターンPM1(図6)に含まれる各平行線パターンと向きが異なっている。図7に示すパターンは、図4の他の第2の測定用局所パターンPMC2〜PMC4についても同様である。
【0034】
なお、図4に示すテストパターンTPは、図1の液晶ライトバルブ300R,300G,300Bにおいて画像光が形成される有効表示領域とほぼ同じ大きさ(約26.64mm×約19.98mm)に設定されている。テストパターンTPに含まれる罫線局所パターンPLは、約0.1〜約0.2mmの線幅で形成されている。また、4つの正方局所パターンPSa〜PSdは、図5に示すように、その一辺が約0.4mmの大きさで形成されている。第1の測定用局所パターンPM1〜PM20は、図6に示すように、約0.8mm×約1.4mmの大きさで形成されている。第2の測定用局所パターンPMC1〜PMC4は、図7に示すように、約0.39mm×約0.32mmの大きさで形成されている。また、第1および第2の測定用局所パターン(図6,図7)に含まれる各平行線パターンは、短冊状の遮光領域および透光領域がそれぞれ約10〜約25μmの幅で形成されており、第1の測定用局所パターン(図7)に含まれる各小孔パターンは、直径約5〜約30μmの大きさで形成されている。
【0035】
検査シート保持部440(図3)は、6軸調整部460に固定されており、6軸調整部460を制御することによって、検査シート保持部440の配置が調整される。6軸調整部460は、図中、S方向,T方向,U方向の平行移動、および、S軸,T軸,U軸を中心とする回転の可能な6つの可動ステージが組み合わされたものである。この6軸調整部460を制御することにより、検査シート保持部440に保持された検査シート450の空間的な配置を調整することができる。換言すれば、6軸調整部460の制御によって、テストパターンTPの空間的な配置が調整される。
【0036】
ダミープリズム470は、前述したように、図1の投写型表示装置のクロスダイクロイックプリズム320を模擬するために設けられている。図1に示すクロスダイクロイックプリズム320では、3つの液晶ライトバルブ300R,300G,300Bから射出された光を合成するために「X」字状の薄膜が内部に設けられている。しかし、本検査装置においてはこの薄膜は不要なため、クロスダイクロイックプリズム320と同じ立方体形状のガラス体に反射防止コーティングを施したものが、ダミープリズム470として用いられている。
【0037】
検査対象である投写レンズ480は、順次取り替えて検査装置に実装される。本実施例において、投写レンズ480は、図示しない保持部に固定して設置される。
【0038】
以上の投写部400の構成により、光源装置20(図3)から射出された光は、色光フィルタ420を通過した後に、第1および第2のミラー430,442で反射される。第2のミラー442で反射された光は、検査シート450を通過することによって、テストパターンTPの画像を表す画像光となって射出される。この画像光は、ダミープリズム470を通過した後、投写レンズ480によって投写される。この説明からも分かるように、本実施例における投写レンズ480を除く投写部400が、本発明の画像光射出部に相当する。
【0039】
ところで、図2に示すように、本実施例の投写部400では、投写レンズ480の中心軸n1と、検査シート450の中心を通る法線n2とが、所定の距離だけずれている。これは、投写型表示装置における「あおり投写」の状態を模擬するためである。投写レンズ480は、このようなあおり投写状態において、歪みのない画像を投写表示するように設計されている。なお、投写レンズ480の中心軸n1と検査シート450の中心を通る法線n2とが一致しないような投写は、通常、「あおり投写」と呼ばれている。
【0040】
図2の検査部600は、処理部610と、スクリーン500の四隅の近傍に配置された4つの調整用撮像部620a〜620dと、1つの測定用撮像部640とを備えている。処理部610は、調整用撮像部620a〜620dおよび測定用撮像部640と電気的に接続されているとともに、投写部400の6軸調整部460とも電気的に接続されている。処理部610は、調整用撮像部620a〜620dによって得られる画像データを解析し、その解析結果に基づいて、6軸調整部460を制御する。なお、上述したように、6軸調整部460を制御することによって、テストパターンTPの空間的な配置が調整され、これによってテストパターン画像のフォーカス状態(後述する)が調整されることとなる。また、処理部610は、測定用撮像部640によって得られる画像データを処理して、投写レンズの特性値を算出する機能を有している。
【0041】
この説明からも分かるように、本実施例の処理部610が本発明における特性値算出部に相当する。また、調整用撮像部620a〜620dと測定用撮像部640とは本発明における撮像部に相当し、調整用撮像部620a〜620dと処理部610と6軸調整部460とがフォーカス状態調整部に相当する。
【0042】
図8は、スクリーン500を+Z方向から見たときの調整用撮像部620a〜620dおよび測定用撮像部640の配置を示す説明図である。図示するように、4つの調整用撮像部620a〜620dは、スクリーン500の四隅にそれぞれが設けられており、図示しない移動機構によってXY平面内で移動可能である。また、測定用撮像部640は、スクリーン500の中央付近に設けられており、図示しない移動機構によってXY平面内で移動可能である。ただし、測定用撮像部640は、図2に示すように、各調整用撮像部620a〜620dから+Z方向にずらして配置されているので、各調整用撮像部620a〜620dと干渉しないように移動させることができる。調整用撮像部620a〜620dおよび測定用撮像部640は、スクリーン500上に表示されたテストパターンTPの画像を撮像し、撮像した画像データを処理部610(図2)に伝送する。
【0043】
処理部610は、調整用撮像部620a〜620dおよび測定用撮像部640から伝送された画像データを処理して、以下に説明するような手法で投写レンズ480の特性値を求める。
【0044】
B.投写レンズの特性検査:
図9は、投写レンズの検査を行う際の一連の処理手順を示すフローチャートである。ステップS101では、スクリーン500上に表示された画像のフォーカス状態の調整と、表示された画像の位置合わせを行う。ステップS101の処理では、図4のテストパターンTPに含まれる4つの正方局所パターンPSa〜PSd(図5)が利用される。なお、ステップS101においては、図3の光源装置410から射出された光は、色光フィルタ420においてWフィルタを通過するように設定されている。このとき、図4の検査シート450から射出された画像光に従ってスクリーン500上に表示されるテストパターン画像は、テストパターンTPの透光領域に対応する領域が白色(明領域)となり遮光領域に対応する領域が黒色(暗領域)となる白黒画像となっている。
【0045】
図10は、スクリーン500上に表示されたテストパターンTP(図4)の画像ITPを示す説明図である。ただし、図10のテストパターン画像ITPには、図4のテストパターンTPに含まれる4つの正方局所パターンPSa〜PSdに従って表示される4つの正方局所パターン画像IPSa〜IPSdと、テストパターンTPの外縁を構成する罫線局所パターンPLに従って表示される罫線局所パターン画像IPLのみが図示されている。なお、4つの正方局所パターン画像IPSa〜IPSdは、説明の便宜上、かなり拡大して描かれている。
【0046】
テストパターン画像ITPをスクリーン500上に最初に表示した際には、フォーカス状態が悪く画像がぼけている場合がある。このため、ステップS101(図9)では、まず、テストパターン画像ITPのフォーカス状態を調整する。なお、本明細書において、「フォーカス状態が良い」とは、合焦点状態となっていることを意味し、「フォーカス状態が悪い」とは、合焦点状態となっていないことを意味する。
【0047】
フォーカス状態の調整においては、まず、図8の4つの調整用撮像部620a〜620dを用いて4つの正方局所パターン画像IPSa〜IPSdをそれぞれ探す。正方局所パターン画像IPSa〜IPSdの探索は、処理部610にテストパターンTPのパターン情報を予め入力しておき、正方局所パターンPSa〜PSdのパターン情報とほぼ一致するような画像領域をパターンマッチングによって自動的に探すことによって行われる。あるいは、ユーザが調整用撮像部620a〜620dによって撮像された画像を確認しながら行うようにしてもよい。
【0048】
4つの正方局所パターン画像IPSa〜IPSdが見つかると、撮像された4つの正方局所パターン画像のフォーカス状態の良否を調べる。フォーカス状態の良否は、撮像された画像データを用いて判断される。例えば、撮像された画像データを用いて、白黒画像の白色領域(明領域)と黒色領域(暗領域)の境界におけるエッジ強度を調べ、エッジ強度の大小によってフォーカス状態の良否を判断することができる。すなわち、エッジ強度のようなフォーカス状態の良否を示す特定の指標値を用いることによって、合焦点状態か否かを判断できる。
【0049】
各正方局所パターン画像IPSa〜IPSdについての合焦点指標値が得られると、4つの合焦点指標値に基づいて6軸調整部460を制御し、検査シート450(テストパターンTP)の空間的な配置を調整する。この後、再度、各正方局所パターン画像IPSa〜IPSdについての合焦点指標値を求める。このようにして、6軸調整部460の調整と、4つの合焦点指標値の算出とを繰り返しながら、4つの正方局所パターン画像IPSa〜IPSdについての合焦点指標値がほぼ等しくなり、かつ、最も大きくなるような配置を、テストパターン画像ITPのフォーカス状態が良好となる検査シート450の配置として決定する。
【0050】
また、図10に示すように、テストパターン画像ITPをスクリーン500上に最初に表示した際には、テストパターン画像ITPの中心ITPcが、スクリーン500の中心500cとずれている場合がある。本実施例において、テストパターン画像の中心ITPcとは、4つの正方局所パターン画像IPSa〜IPSdの位置を頂点とする四角形領域の2つの対角線の交点を意味している。ステップS101(図9)においては、画像のフォーカス状態が調整された後に、画像の位置合わせを行う。
【0051】
具体的には、図10に示すテストパターン画像ITPの中心ITPcが、スクリーン500の中心500cと一致するように、6軸調整部460を制御し、検査シート450(テストパターンTP)の配置を調整する。また、本実施例においては、スクリーン500上に表示された2つの正方局所パターン画像IPSa,IPSbの位置が、X方向にほぼ平行となるように、検査シート450(テストパターンTP)の配置が調整される。こうすれば、検査シート450が、検査シート保持部440の所定の位置にうまく取り付けられていない場合にも、実質的に所定の位置に取り付けられたように補正をすることができる。なお、画像の位置合わせが行われた際には、再度、4つの正方局所パターン画像IPSa〜IPSdのフォーカス状態が確認される。
【0052】
ステップS101(図9)においてテストパターン画像ITPのフォーカス状態の調整および位置合わせが終了すると、ステップS102,S103において、投写レンズの特性を検査する。
【0053】
ステップS102(図9)では、投写レンズの特性値として、画像の解像度を測定する。ステップS102の処理では、図4のテストパターンTPに含まれる第1の測定用局所パターンPM1〜PM20(図6)が利用される。ただし、画像の解像度の測定においては、第1の測定用局所パターン(図6)に含まれる平行線パターンPTAa〜PTAh,PTBa〜PTBdが利用される。なお、本実施例において、画像の解像度の測定は、色光フィルタ420(図3)においてRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタを通過した各色光について行われる。ただし、色光フィルタを変更する場合には、各色光の画像のフォーカス状態を調整した後に画像の解像度を測定することが望ましい。こうすれば、各色光に応じた画像の解像度を正確に求めることが可能となる。
【0054】
図11は、スクリーン上に表示されたテストパターン画像に含まれる平行線パターンの画像とその平行線パターン画像の明暗の変化を示す説明図である。なお、図11のX方向は、図10に示すスクリーン500上に表示されたテストパターン画像ITPのX方向と同じである。
【0055】
図11(A−1)は、図6の領域WAに含まれる平行線パターンPTAdに従って表示された平行線パターン画像IPTAdを示している。図中、ハッチを付した領域は、平行線パターンPTAdの遮光領域によって光が遮られた暗領域を示しており、他の領域は明領域を示している。なお、図11(A−1)では、図示の便宜上、明領域と暗領域との境界がはっきりと区分して描かれているが、実際には、明領域から暗領域へと次第に変化している。図11(A−2)は、図11(A−1)の画像データから得られるX方向の光の強度変化を示しており、図11(A−1)の暗領域が強度の比較的小さい部分に対応し、明領域が強度の比較的大きい部分に対応している。
【0056】
同様に、図11(B−1)は、図6の領域WBに含まれる平行線パターンPTBaに従って形成された平行線パターン画像IPTBaを示している。図11(B−2)は、図11(B−1)の画像データから得られるX方向の光の強度変化を示している。
【0057】
図11(A−2),(B−2)に示すような光の強度変化が得られると、画像の解像度を評価するための値であるMTF値(%)を、次の式(1)によって算出する。
【0058】
MTF=[(LMmax−LMmin)/(LMmax+LMmin)]×100 …(1)
【0059】
ここで、図11(A−2),(B−2)に示すように、LMmax は、周期的に光の強度が変化する領域における光の強度の最大値であり、LMmin は、周期的に光の強度が変化する領域における光の強度の最小値である。
【0060】
なお、図11(A−2)に示すような光の強度変化に基づくMTF値は、図11(A−1)から分かるように、画像の明領域中に暗領域が表示される場合の画像の解像度を評価するために求められる。一方、図11(B−2)に示すような光の強度変化に基づくMTF値は、図11(B−1)から分かるように、画像の暗領域中に明領域が表示される場合の画像の解像度を評価するために求められる。図11(A−2),(B−2)では、このような2種類の明暗の変化に基づいてMTF値を求める場合を示しているが、画像の解像度を評価するためには、少なくとも一方の種類のMTF値を求めればよい。
【0061】
通常、平行線パターンのピッチが小さいほど、図11(A−1),(B−1)に示すような光の強度の変化量(LMmax −LMmin )が小さくなり、その結果、MTF値が小さくなる傾向がある。光の強度の変化量が小さい場合には、スクリーン上に表示される平行線パターンの画像の明領域と暗領域とを明確に区別できなくなる。したがって、式(1)によって求められるMTF値が所定の値よりも大きくなる場合には、その平行線パターンの画像がうまく表示されていると判断することができ、一方、MTF値が所定の値より小さな場合には、その平行線パターンの画像がうまく表示されていないと判断することができる。
【0062】
このように、図6のテストパターンTPに含まれる複数の平行線パターンによって表される平行線パターンの画像を用いて、MTF値を順次求めてゆけば、検査対象である投写レンズ480によってうまく表示することのできる画像の解像度を知ることができる。例えば、図6の比較的大きなピッチの平行線パターンPTAaについてのMTF値が所定の値より大きく、比較的小さなピッチの平行線パターンPTAdについてのMTF値が所定の値よりも小さくなるような場合には、平行線パターンPTAaのピッチに相当する解像度まで、うまく画像を表示できると判断することができる。
【0063】
図6に示すように、本実施例のテストパターンTPでは、領域WA,WBのそれぞれに、パターンの向きが異なる平行線パターンが設けられている。したがって、向きの異なる平行線パターン(例えば、PTAb)を用いることによって、スクリーン上におけるX方向の画像の解像度だけでなく、Y方向の画像の解像度も測定することが可能である。さらに、本実施例のテストパターンTP(図4)には、図7に示すような第2の測定用局所パターンPMC1〜PMC4が含まれている。したがって、第2の測定用局所パターンPMC1〜PMC4を用いれば、第1の測定用局所パターンPM1〜PM20内に含まれる各平行線パターンを用いた場合と異なる方向(法線方向)についての画像の解像度を測定することが可能となる。第1の測定用局所パターンPM1〜PM20および第2の測定用局所パターンPMC1〜PMC4に含まれる各平行線パターンは、本発明における第1の局所パターンに相当する。このように、第1の局所パターンとしては、スクリーン上に表示される画像において周期的な明暗を形成するようなものであればよい。
【0064】
なお、本実施例では、図4の20個のブロックのそれぞれにおいて、第1の測定用局所パターンPM1〜PM20に含まれる平行線パターンを用いてMTF値を求めている。また、各ブロックにおいては、第1の測定用局所パターンに含まれる少なくとも2種類のピッチの異なる平行線パターンについてのMTF値を求めることとしている。このように求められた各MTF値を総合的に評価することによって、検査対象である投写レンズ480について画像の解像度が決定される。
【0065】
また、本実施例において検査対象としている投写レンズ480は、その内部のレンズ系の配置(すなわち、レンズ間の距離)を変更することにより、投写される画像の大きさをワイド(大)、ミドル(中)、テレ(小)の3段階に変更することができる。このため、本実施例においては、投写レンズ480のこのような複数の表示倍率のそれぞれに関して、画像の解像度を測定することとしている。こうすれば、投写レンズ480の画像の解像度に関する特性を、使用状態に応じて調べることができる。
【0066】
以上のように、ステップS102では、式(1)を用いてMTF値を求めているが、画像の解像度を評価するための値としては、他の式を用いてもよい。例えば、式(1)に外部からの光などに起因する外乱ノイズを補正するための補正式を追加したものを用いてもよい。一般には、画像の周期的な明暗の変化に基づいて画像の解像度に関する値が決定されていればよい。
【0067】
ステップS103(図9)では、投写レンズの特性値として、画像のフレア(広がり量)を求める。画像のフレアは、投写レンズ480の内部において画像光の一部が反射されることに起因して発生する。すなわち、投写レンズ内部のレンズ表面等において画像光の一部が複数回反射されて射出されると、その画像光の一部は、本来照射すべき領域と異なる領域を照射する場合がある。このとき、スクリーン上に表示される画像は、画像光の一部が反射されない場合に表示される画像よりも大きくなる。ステップS103では、このような画像のフレアを測定する。
【0068】
ステップS103の処理では、ステップS102の処理と同じく、図4のテストパターンTPに含まれる第1の測定用局所パターンPM1〜PM20(図6)が利用される。ただし、ステップS103では、図6に示す第1の測定用局所パターンのうち、領域WBに含まれる4種類の小孔パターンPHa〜PHdのみが利用される。なお、本実施例の画像のフレアの測定は、色光フィルタ420(図3)においてWフィルタを通過した白色の色光のみを用いて行われるが、Rフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタを通過した色光について行うようにしてもよい。
【0069】
図12は、スクリーン上に表示されたテストパターン画像に含まれる小孔パターンの画像の一例を示す説明図である。なお、図12では、図8のスクリーン500の左上付近に表示される小孔パターンPHa(図6)の画像IPHaが示されている。なお、小孔パターン画像IPHaの形状は、図12に示すような卵形に限られず、投写レンズによって種々の形状となり得る。
【0070】
図中、略円形の領域HA1は、画像光の一部が投写レンズ内部で反射されないと仮定した場合に、小孔パターンPHaによって照射されるべき明領域を示している。領域HA1を含む卵形の領域HA2は、画像光の一部が投写レンズ内部で実際に反射される場合に、小孔パターンPHaによって照射される明領域を示している。また、領域HA2の外側の領域BAは、光が照射されていない暗領域を示しており、明領域HA2は暗領域BA内で孤立している。この説明から分かるように、本実施例の各小孔パターンPHa〜PHd(図6)が本発明における第2の局所パターンに相当する。なお、第2の局所パターンとしては、図6に示すような、略円形の小孔パターンに限られず、他の形状のパターンを用いてもよい。各領域における光の強度分布は、領域HA1内で比較的大きく、領域HA1を除く領域HA2で比較的小さくなっている。また、図12では、図示の便宜上、各領域HA1,HA2,BAの境界がはっきりと区分して描かれているが、実際には、それぞれ領域の境界において光の強度は次第に変化している。
【0071】
本実施例において、画像のフレアE(%)は、次の式(2)で与えられる。
【0072】
E=(SHA2 /SHA1 )×100 …(2)
【0073】
ここで、SHA1 は領域HA1の面積であり、SHA2 は領域HA1を含む領域HA2の面積である。面積SHA1 は、図6の小孔パターンPHaの小孔の面積と、画像の拡大率とを用いて決定することができる。なお、画像の拡大率は、例えば、図4のテストパターンTPに含まれる2つの正方局所パターンPSa,PSd間の距離と、図10のテストパターン画像ITPに含まれる2つの正方局所パターン画像IPSa,IPSd間の距離とを用いて計算することができる。また、面積SHA2 は、図12に示すように撮像された画像データを、所定の閾値で2値化することによって求めることができる。
【0074】
上記のように、本実施例では、領域HA1の面積と領域HA2の面積とを用いて画像のフレアEを決定しているが、他の方法を用いてもよい。例えば、領域HA1の面積と、領域HA1を除いた領域HA2の面積とを用いて画像のフレアを決定するようにしてもよい。あるいは、領域HA1の外周上の2点間の距離の最大値(すなわち、領域HA1の直径)と、領域HA2の外周上の2点間の距離の最大値とを用いて決定してもよい。一般には、画像内に孤立した明領域を用いて画像のフレアに関連する値が決定されていればよい。
【0075】
なお、本実施例では、図4の20個のブロックのそれぞれにおいて、第1の測定用局所パターンPM1〜PM20に含まれる小孔パターンを用いて画像のフレアを測定することとしている。しかし、画像のフレアEは、投写レンズの中心軸から離れるに連れて、換言すれば、スクリーン上に表示される画像の周辺に向かうに連れて大きくなる傾向がある。したがって、スクリーン上に表示されるテストパターン画像の周辺に位置する小孔パターン画像のみを用いて、画像のフレアを評価するようにしてもよい。
【0076】
以上のステップS102,S103において求められた投写レンズに起因する画像の解像度に関する特性値、および、画像のフレアに関連する特性値を用いれば、投写レンズの良否を容易に判断することができる。なお、本実施例では、ステップS102,S103において、順次、投写レンズの特性値を測定しているが、測定の順序は不問である。
【0077】
以上、説明したように、本発明の投写レンズ検査装置は、スクリーン上に表示された画像のフォーカス状態を調整した後に、調整後のテストパターン画像の明暗の変化に基づいて特性値を算出する。これにより、投写レンズの特性を正確に検査することが可能となる。
【0078】
なお、本発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【0079】
(1)上記実施例では、図2に示すように、画像光射出部としてテストパターンTPが形成された検査シート450(図4)を備える投写部400が用いられているが、検査シート450に代えて、液晶ライトバルブを用いてもよい。こうしても、液晶ライトバルブに画像信号を供給することによって、図4のテストパターンTPと同様のテストパターンを表す画像光を射出することができる。また、テストパターンを複数種類用いるような場合には、それに応じた画像信号を供給することによって、容易にテストパターンの内容を変更することが可能である。
【0080】
また、上記実施例では、投写部400に光源装置410が備えられているが、光源装置410を用いずに画像光射出部を構成するようにしてもよい。例えば、画像光射出部として、高輝度ブラウン管を用いれば、光源装置を省略することができる。また、高輝度ブラウン管を用いる場合には、上記の液晶ライトバルブを用いる場合と同様に、供給する画像信号に応じて、容易にテストパターンの内容を変更することが可能である。
【0081】
なお、液晶ライトバルブや高輝度ブラウン管を用いる場合には、図9のステップS101における画像の位置合わせは、液晶ライトバルブや高輝度ブラウン管におけるテストパターンの表示位置を変更することによっても行うことができる。
【0082】
(2)上記実施例では、スクリーン500が投写面の裏側に画像を表示する透過型スクリーンである場合について説明したが、スクリーンとしては、投写面側に画像を表示するようなものを用いてもよい。ただし、この場合には、調整用撮像部や測定用撮像部などによって、スクリーン上におけるテストパターン画像の表示が妨げられないように注意する必要がある。本実施例のように、透過型スクリーン500を用いて、調整用撮像部620a〜620dや測定用撮像部640などを投写面の裏側に配置すれば、容易にテストパターン画像を撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】投写型表示装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】本発明を適用した投写レンズ検査装置の一例を示す説明図である。
【図3】図2の投写部400を+T方向から見たときの様子を示す説明図である。
【図4】テストパターンTPが形成された検査シート450を示す説明図である。
【図5】図4のテストパターンTPに含まれる1つの正方局所パターンPSaを拡大して示す説明図である。
【図6】図4のテストパターンTPに含まれる1つの第1の測定用局所パターンPM1を拡大して示す説明図である。
【図7】図4のテストパターンTPに含まれる1つの第2の測定用局所パターンPMC1を拡大して示す説明図である。
【図8】スクリーン500を+Z方向から見たときの調整用撮像部620a〜620dおよび測定用撮像部640の配置を示す説明図である。
【図9】投写レンズの検査を行う際の一連の処理手順を示すフローチャートである。
【図10】スクリーン500上に表示されたテストパターンTP(図4)の画像ITPを示す説明図である。
【図11】スクリーン上に表示されたテストパターン画像に含まれる平行線パターンの画像とその平行線パターン画像の明暗の変化を示す説明図である。
【図12】スクリーン上に表示された図6の小孔パターンの画像の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
20…光源装置
100…照明光学系
1000…投写型表示装置
200…色光分離光学系
220…リレー光学系
300R,300G,300B…液晶ライトバルブ
320…クロスダイクロイックプリズム
340…投写レンズ
SC…スクリーン
400…投写部
410…光源装置
412…光源ランプ
414…放物面リフレクタ
420…色光フィルタ
420c…中心軸
430,442…ミラー(全反射ミラー)
440…検査シート保持部
450…検査シート
460…6軸調整部
470…ダミープリズム
480…投写レンズ(被検レンズ)
500…スクリーン
500a…投写面
500b…表示面
510…ミラー(全反射ミラー)
600…検査部
610…処理部
620a〜620d…調整用撮像部
640…測定用撮像部
TP…テストパターン
ITP…テストパターン画像
PSa〜PSd…正方局所パターン
IPSa〜IPSd…正方局所パターン画像
PL…罫線局所パターン
IPL…罫線局所パターン画像
PM1〜PM20…第1の測定用局所パターン
PMC1〜PMC4…第2の測定用局所パターン
PTAa〜PTAh…平行線パターン
PTBa〜PTBd…平行線パターン
IPTAd,IPTBa…平行線パターン画像
PHa〜PHd…小孔パターン
IPHa…小孔パターン画像
n1…中心軸
n2…法線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for inspecting a projection lens.
[0002]
[Prior art]
In a projection display device, light emitted from an illumination optical system is modulated according to image information (image signal) using a liquid crystal panel or the like, and the modulated light is projected onto a screen using a projection lens. This realizes image display.
[0003]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a projection display device. The projection display apparatus 1000 includes an illumination optical system 100, a color light separation optical system 200, a relay optical system 220, three liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B, a cross dichroic prism 320, and a projection lens 340. I have.
[0004]
The illumination optical system 100 includes a polarization generating optical system in addition to the light source device 20 that emits substantially parallel light, and emits one type of linearly polarized light having a uniform polarization direction. The light emitted from the illumination optical system 100 is separated into three color lights of red (R), green (G), and blue (B) in the color light separation optical system 200. The separated color lights are modulated in accordance with image information in the liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B. The liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B include a liquid crystal panel and polarizing plates disposed on the light incident surface side and the light emission surface side thereof. The color lights modulated by the liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B are combined by the cross dichroic prism 320 and projected onto the screen SC by the projection lens 340. As a result, an image is displayed on the screen SC. 1 is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-325954 disclosed by the applicant of the present application, the details are described in this specification. The detailed explanation is omitted.
[0005]
By the way, the projection lens 340 used in the projection display apparatus 1000 may have variations in characteristics due to variations in manufacturing processes and the like. Since variations in the characteristics of the projection lens affect the quality of the image displayed by the projection display apparatus 1000, the characteristics of the projection lens are inspected before the projection display apparatus is shipped.
[0006]
Conventionally, the quality of the projection lens has been determined by mounting the projection lens to be inspected on a predetermined projection display device or the like and visually confirming the projected image.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when inspecting the characteristics of the projection lens by visually confirming the projected image, it is not possible to obtain an accurate characteristic value of the projection lens, and the criterion for determining whether or not the projection lens is good is unclear. there were.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and an object thereof is to provide a technique capable of accurately inspecting the characteristics of a projection lens.
[0009]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to solve at least a part of the above problems, an apparatus of the present invention is a projection lens inspection apparatus for inspecting a projection lens used in a projection display apparatus,
An image light emitting unit having a test pattern and emitting image light representing the test pattern;
A screen on which the image light is irradiated by the projection lens, and an image of the test pattern is displayed by the irradiation of the image light;
An imaging unit that captures an image of the test pattern displayed on the screen;
A focus state adjustment unit that automatically adjusts the focus state of the image of the test pattern;
A characteristic value calculation unit for calculating a characteristic value of the projection lens based on a change in brightness of the image of the test pattern;
It is characterized by providing.
[0010]
In the projection lens inspection apparatus of the present invention, after adjusting the focus state of the image displayed on the screen, the characteristic value can be calculated based on the change in brightness of the adjusted test pattern image. The characteristics can be accurately inspected.
[0011]
In the above apparatus,
The focus state adjustment unit may adjust the focus state by adjusting a spatial position of the test pattern in the image light emitting unit.
[0012]
In this way, the focus state of the test pattern image displayed on the screen can be easily adjusted.
[0013]
In the above apparatus,
The screen is a transmissive screen capable of observing an image from the back side of the projection surface on which image light is projected,
The imaging unit is preferably disposed on the back side of the projection surface.
[0014]
In this way, if the imaging unit is arranged on the back side of the projection surface using the transmission screen, the possibility that the imaging unit hinders the display of the test pattern image on the screen can be eliminated. Therefore, it is possible to adjust the focus state of the test pattern image well and accurately calculate the characteristic value of the projection lens.
[0015]
In the above apparatus,
The test pattern includes a first local pattern for forming periodic brightness in the image of the test pattern;
The characteristic value of the projection lens may be a value related to the resolution of the image determined based on a periodic change in brightness of the image of the first local pattern displayed on the screen.
[0016]
In this way, it is possible to obtain a value related to the resolution of the image as the characteristic value of the projection lens.
[0017]
In the above apparatus,
The test pattern includes a second local pattern for forming an isolated bright region in an image of the test pattern,
The characteristic value of the projection lens may be a value related to image flare calculated using the bright region of the image of the second local pattern displayed on the screen.
[0018]
This makes it possible to calculate a value related to image flare as the characteristic value of the projection lens.
[0019]
The method of the present invention is a method for inspecting a projection lens used in a projection display apparatus,
(A) emitting image light representing a test pattern;
(B) irradiating the screen with the image light by the projection lens, and displaying an image of the test pattern on the screen;
(C) capturing an image of the test pattern displayed on the screen;
(D) automatically adjusting the focus state of the image of the test pattern;
(E) calculating a characteristic value of the projection lens based on a change in brightness of an image of the test pattern;
It is characterized by providing.
[0020]
Even when the method of the present invention is used, it has the same operation and effect as the above-described apparatus, and the characteristic value can be calculated based on the change in brightness of the test pattern image.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A. Projection lens inspection device:
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a projection lens inspection apparatus to which the present invention is applied. This apparatus is an apparatus for inspecting a projection lens used in the projection display apparatus of FIG. The projection lens inspection apparatus includes a projection unit 400 on which a projection lens 480 to be inspected is mounted, a mirror 510, a screen 500, and an inspection unit 600. In this apparatus, the projection lens 480 to be inspected is detachable and can be easily replaced with another projection lens.
[0022]
Image light (light representing an image) emitted from the projection unit 400 is reflected by the mirror 510 and irradiates the screen 500. The screen 500 is a transmissive screen capable of observing an image from the rear surface 500b side of the projection surface 500a on which image light is projected. The inspection unit 600 inspects the projection lens 480 using the image displayed on the screen 500.
[0023]
In the following description, as shown in FIG. 2, the inspection apparatus is represented by an XYZ orthogonal coordinate system in which a plane parallel to the display surface 500 b of the screen 500 is an XY plane. Further, in the inspection apparatus, the projection unit 400 is disposed at a predetermined angle with respect to the XZ plane by a holding unit (not shown). For this reason, in the following description, the projection unit 400 is represented by an STU orthogonal coordinate system obtained by rotating the XYZ orthogonal coordinate system about the X axis by the predetermined angle. The central axis n1 of the projection lens 480 is parallel to the SU plane.
[0024]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state when the projection unit 400 of FIG. 2 is viewed from the + T direction. As shown in FIG. 3, in addition to the projection lens 480, the projection unit 400 includes a light source device 410, a color light filter 420, first and second mirrors 430 and 442, an inspection sheet 450, and an inspection sheet holding unit. 440, a six-axis adjusting unit 460 for adjusting the arrangement of the inspection sheet holding unit 440, and a dummy prism 470. Note that the inspection sheet holding unit 440 holds the inspection sheet 450 so as not to touch the second mirror 442. 2, the light source device 410, the color light filter 420, and the first mirror 430 illustrated in FIG. 3 are in the + S direction (the paper surface) than the six-axis adjustment unit 460, the inspection sheet holding unit 440, the dummy prism 470, and the projection lens 480. The illustration is omitted for the sake of convenience.
[0025]
As shown in FIG. 3, the projection unit 400 is configured such that substantially the same light is incident on the projection lens 480 as when the projection lens is used in the projection display device of FIG. 1. That is, the light source device 410 corresponds to the light source device 20 in FIG. 1, the inspection sheet 450 corresponds to the liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B in FIG. 1, and the dummy prism 470 corresponds to the cross dichroic prism 320 in FIG. Yes. If an inspection apparatus including such a projection unit 400 is used, it is considered that the projection lens can be inspected in the same environment as when the projection lens is used in the projection display apparatus.
[0026]
The light source device 410 of FIG. 3 includes a light source lamp 412 and a parabolic reflector 414. The paraboloid reflector 414 has a concave paraboloid surface. The light source lamp 412 is disposed in the vicinity of the focal position of the concave surface having a paraboloid shape. With this configuration, the light emitted from the light source lamp 412 and reflected by the paraboloid reflector 414 is emitted from the light source device 410 as a substantially parallel light bundle. As the light source lamp 412, a metal halide lamp, a high pressure mercury lamp, or the like is used. In addition, as the paraboloid reflector 414, for example, a reflection film such as a dielectric multilayer film or a metal film is formed on the concave surface of a rotating paraboloid made of glass ceramics.
[0027]
The color light filter 420 has a function of extracting color light of a predetermined color included in the light emitted from the light source device 410. The color light filter 420 of the present embodiment has a substantially disk shape and is rotatable about a central axis 420c. In the color light filter 420, four types of filters, an R filter, a G filter, a B filter, and a W filter, and a light shielding portion are divided into five equal parts. The light shielding unit is used when it is desired to block light while light is emitted from the light source device 410. The R filter has a function of transmitting only red color light out of the light emitted from the light source device 410. Similarly, the G filter and the B filter have a function of transmitting only green color light and blue color light, respectively. The W filter has a function of transmitting all color light (hereinafter also referred to as white color light), that is, a function of emitting the light emitted from the light source device 410 as it is. As the four types of filters, for example, a filter in which a dielectric multilayer film that transmits four types of color light respectively on a substantially circular glass plate can be used. In addition, as a W filter, you may utilize the glass area | region in which the dielectric multilayer film is not formed as it is.
[0028]
The first and second mirrors 430 and 442 have a function as light guide means for guiding the color light emitted from the light source device 410 and passing through the color light filter 420 to the projection lens 480. As the first and second mirrors, mirrors or metal mirrors on which a dielectric multilayer film that reflects all color lights can be used.
[0029]
The inspection sheet holding unit 440 has a function of holding the inspection sheet 450. The inspection sheet 450 is obtained by forming a test pattern serving as a light shielding region on a light-transmitting plate material such as glass.
[0030]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the inspection sheet 450 on which the test pattern TP is formed. On the inspection sheet 450 shown in FIG. 4, four substantially square local patterns (hereinafter also referred to as “square local patterns”) PSa to PSd are formed at the four corners of the peripheral portion. Further, a plurality of ruled line local patterns (hereinafter also referred to as “ruled line local patterns”) PL are formed in a lattice shape, and are divided into 20 rectangular blocks. In each of the 20 blocks, first measurement local patterns PM1 to PM20 for evaluating the characteristics of the projection lens are formed. Further, second measurement local patterns PMC1 to PMC4 for evaluating the characteristics of the projection lens are formed along the oblique lines L1 and L2 indicated by broken lines in the drawing. In the present specification, all patterns such as the square local patterns PSa to PSd, the ruled line local pattern PL, the first and second measurement local patterns PM1 to PM20, PMC1 to PMC4 are collectively referred to as a test pattern TP. In the test pattern TP in FIG. 4, four square local patterns PSa to PSd, a plurality of ruled line local patterns PL, and first and second measurement local patterns PM1 to PM20, PMC1 to PMC4 are formed. Other than the above, no local pattern is formed, but other local patterns may be formed.
[0031]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing, in an enlarged manner, one square local pattern PSa included in the test pattern TP of FIG. In the figure, hatched areas are light-blocking areas through which light does not pass, and hatched areas are light-transmitting areas through which light passes. As shown in the figure, the square local pattern PSa includes nine square light-transmitting regions inside. The pattern shown in FIG. 5 is the same for the other square local patterns PSb to PSd in FIG.
[0032]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an enlarged view of one first measurement local pattern PM1 included in the test pattern TP of FIG. As shown in FIG. 6, the first measurement local pattern PM1 includes a plurality of patterns in each of the two areas WA and WB. The pattern in the area WA is a pattern in which a specific shape is formed by the light shielding area, and the pattern in the area WB is a pattern in which a specific shape is formed by the light transmitting area. In the figure, the area WA includes a character pattern in which numerals such as “20” and “25” are formed, and eight types of parallel line patterns PTAa to PTAh. Each of the parallel line patterns PTAa to PTAh is formed by periodically arranging a strip-shaped light transmitting region and a light shielding region, and the size or direction of each pattern is different from each other. On the other hand, in the region WB, a character pattern in which alphabets such as “A” and “B” are formed, four types of parallel line patterns PTBa to PTBd, and four types of small hole patterns that are substantially circular light-transmitting regions PHa to PHd are included. The pattern shown in FIG. 6 is the same for the other first measurement local patterns PM2 to PM20 shown in FIG.
[0033]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an enlargement of one second measurement local pattern PMC1 included in the test pattern TP of FIG. In the second measurement local pattern PMC1, four types of parallel line patterns similar to the parallel line patterns PTAa to PTAh included in the region WA of the first measurement local pattern PM1 shown in FIG. 6 are formed. However, in the second local pattern for measurement PMC1, strip-like light transmitting areas and light-shielding areas are arranged along the oblique line L1 in FIG. 4, and thus the first local pattern for measurement PM1 (FIG. 6). The direction is different from each parallel line pattern included. The pattern shown in FIG. 7 is the same for the other second measurement local patterns PMC2 to PMC4 shown in FIG.
[0034]
The test pattern TP shown in FIG. 4 is set to be approximately the same size (about 26.64 mm × about 19.98 mm) as an effective display area where image light is formed in the liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B of FIG. Has been. The ruled line local pattern PL included in the test pattern TP is formed with a line width of about 0.1 to about 0.2 mm. Further, as shown in FIG. 5, the four square local patterns PSa to PSd are formed with a side of about 0.4 mm. As shown in FIG. 6, the first local patterns for measurement PM1 to PM20 are formed with a size of about 0.8 mm × about 1.4 mm. As shown in FIG. 7, the second local patterns for measurement PMC1 to PMC4 are formed with a size of about 0.39 mm × about 0.32 mm. In addition, each parallel line pattern included in the first and second local patterns for measurement (FIGS. 6 and 7) has strip-shaped light-shielding regions and light-transmitting regions each having a width of about 10 to about 25 μm. Each small hole pattern included in the first measurement local pattern (FIG. 7) is formed with a diameter of about 5 to about 30 μm.
[0035]
The inspection sheet holding unit 440 (FIG. 3) is fixed to the 6-axis adjustment unit 460, and the arrangement of the inspection sheet holding unit 440 is adjusted by controlling the 6-axis adjustment unit 460. The six-axis adjustment unit 460 is a combination of six movable stages capable of translation in the S direction, T direction, and U direction, and rotation about the S axis, T axis, and U axis in the figure. is there. By controlling the six-axis adjusting unit 460, the spatial arrangement of the inspection sheet 450 held by the inspection sheet holding unit 440 can be adjusted. In other words, the spatial arrangement of the test pattern TP is adjusted by the control of the 6-axis adjustment unit 460.
[0036]
As described above, the dummy prism 470 is provided to simulate the cross dichroic prism 320 of the projection display device of FIG. In the cross dichroic prism 320 shown in FIG. 1, an “X” -shaped thin film is provided inside to synthesize light emitted from the three liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B. However, since this thin film is unnecessary in this inspection apparatus, the dummy prism 470 is formed by applying an antireflection coating to a glass body having the same cubic shape as the cross dichroic prism 320.
[0037]
The projection lens 480 to be inspected is sequentially replaced and mounted on the inspection apparatus. In this embodiment, the projection lens 480 is fixedly installed on a holding unit (not shown).
[0038]
With the configuration of the projection unit 400 described above, the light emitted from the light source device 20 (FIG. 3) is reflected by the first and second mirrors 430 and 442 after passing through the color light filter 420. The light reflected by the second mirror 442 passes through the inspection sheet 450 and is emitted as image light representing an image of the test pattern TP. The image light is projected by the projection lens 480 after passing through the dummy prism 470. As can be seen from this description, the projection unit 400 excluding the projection lens 480 in this embodiment corresponds to the image light emitting unit of the present invention.
[0039]
As shown in FIG. 2, in the projection unit 400 of the present embodiment, the central axis n1 of the projection lens 480 and the normal line n2 passing through the center of the inspection sheet 450 are shifted by a predetermined distance. This is to simulate the “tilting projection” state in the projection display device. The projection lens 480 is designed to project and display an image without distortion in such a tilt projection state. Note that projection in which the central axis n1 of the projection lens 480 and the normal line n2 passing through the center of the inspection sheet 450 do not coincide is generally referred to as “tilting projection”.
[0040]
The inspection unit 600 of FIG. 2 includes a processing unit 610, four adjustment imaging units 620a to 620d arranged in the vicinity of the four corners of the screen 500, and one measurement imaging unit 640. The processing unit 610 is electrically connected to the adjustment imaging units 620a to 620d and the measurement imaging unit 640, and is also electrically connected to the 6-axis adjustment unit 460 of the projection unit 400. The processing unit 610 analyzes the image data obtained by the adjustment imaging units 620a to 620d, and controls the 6-axis adjustment unit 460 based on the analysis result. As described above, the spatial arrangement of the test pattern TP is adjusted by controlling the six-axis adjusting unit 460, and thereby the focus state (described later) of the test pattern image is adjusted. The processing unit 610 has a function of processing the image data obtained by the measurement imaging unit 640 and calculating the characteristic value of the projection lens.
[0041]
As can be seen from this description, the processing unit 610 of this embodiment corresponds to a characteristic value calculation unit in the present invention. The adjustment imaging units 620a to 620d and the measurement imaging unit 640 correspond to the imaging unit in the present invention, and the adjustment imaging units 620a to 620d, the processing unit 610, and the six-axis adjustment unit 460 are the focus state adjustment unit. Equivalent to.
[0042]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the arrangement of the adjustment imaging units 620a to 620d and the measurement imaging unit 640 when the screen 500 is viewed from the + Z direction. As shown in the figure, the four adjustment imaging units 620a to 620d are provided at the four corners of the screen 500, and can be moved in the XY plane by a moving mechanism (not shown). The measurement imaging unit 640 is provided near the center of the screen 500, and can be moved in the XY plane by a moving mechanism (not shown). However, as shown in FIG. 2, the measurement imaging unit 640 is arranged so as to be shifted in the + Z direction from each adjustment imaging unit 620 a to 620 d, and thus moves so as not to interfere with each adjustment imaging unit 620 a to 620 d. Can be made. The adjustment imaging units 620a to 620d and the measurement imaging unit 640 capture an image of the test pattern TP displayed on the screen 500, and transmit the captured image data to the processing unit 610 (FIG. 2).
[0043]
The processing unit 610 processes the image data transmitted from the adjustment imaging units 620a to 620d and the measurement imaging unit 640, and obtains the characteristic value of the projection lens 480 by the method described below.
[0044]
B. Projection lens characteristics inspection:
FIG. 9 is a flowchart showing a series of processing procedures when the projection lens is inspected. In step S101, the focus state of the image displayed on the screen 500 is adjusted and the displayed image is aligned. In the process of step S101, four square local patterns PSa to PSd (FIG. 5) included in the test pattern TP of FIG. 4 are used. In step S 101, the light emitted from the light source device 410 in FIG. 3 is set to pass through the W filter in the color light filter 420. At this time, in the test pattern image displayed on the screen 500 in accordance with the image light emitted from the inspection sheet 450 in FIG. 4, the area corresponding to the translucent area of the test pattern TP is white (bright area) and corresponds to the light shielding area. This is a black and white image in which the area to be black is black (dark area).
[0045]
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an image ITP of the test pattern TP (FIG. 4) displayed on the screen 500. However, the test pattern image ITP of FIG. 10 includes four square local pattern images IPSa to IPSd displayed according to the four square local patterns PSa to PSd included in the test pattern TP of FIG. Only the ruled line local pattern image IPL displayed according to the constituting ruled line local pattern PL is shown. Note that the four square local pattern images IPSa to IPSd are drawn considerably enlarged for convenience of explanation.
[0046]
When the test pattern image ITP is first displayed on the screen 500, the focus state may be poor and the image may be blurred. Therefore, in step S101 (FIG. 9), first, the focus state of the test pattern image ITP is adjusted. In this specification, “the focus state is good” means that the in-focus state is achieved, and “the focus state is bad” means that the in-focus state is not achieved.
[0047]
In the adjustment of the focus state, first, four square local pattern images IPSa to IPSd are respectively searched using the four adjustment imaging units 620a to 620d in FIG. In searching for the square local pattern images IPSa to IPSd, pattern information of the test pattern TP is input in advance to the processing unit 610, and an image region that substantially matches the pattern information of the square local patterns PSa to PSd is automatically detected by pattern matching. Is done by looking for. Or you may make it perform, confirming the image imaged with the imaging parts 620a-620d for adjustment by the user.
[0048]
When four square local pattern images IPSa to IPSd are found, the quality of the focus state of the four square local pattern images taken is checked. The quality of the focus state is determined using the captured image data. For example, by using the captured image data, the edge strength at the boundary between the white region (bright region) and the black region (dark region) of the black and white image can be examined, and the quality of the focus state can be determined based on the magnitude of the edge strength. . That is, by using a specific index value indicating the quality of the focus state such as the edge strength, it can be determined whether or not the in-focus state.
[0049]
When the in-focus index values for the square local pattern images IPSa to IPSd are obtained, the six-axis adjustment unit 460 is controlled based on the four in-focus index values, and the spatial arrangement of the inspection sheet 450 (test pattern TP) Adjust. Thereafter, the focus index values for the square local pattern images IPSa to IPSd are obtained again. In this manner, the focus index values for the four square local pattern images IPSa to IPSd are substantially equal while repeating the adjustment of the six-axis adjustment unit 460 and the calculation of the four focus index values, and the most The arrangement that increases is determined as the arrangement of the inspection sheet 450 in which the focus state of the test pattern image ITP is good.
[0050]
Also, as shown in FIG. 10, when the test pattern image ITP is first displayed on the screen 500, the center ITPc of the test pattern image ITP may be shifted from the center 500c of the screen 500. In the present embodiment, the center ITPc of the test pattern image means an intersection of two diagonal lines of a quadrangular area having apexes at the positions of the four square local pattern images IPSa to IPSd. In step S101 (FIG. 9), the image is aligned after the focus state of the image is adjusted.
[0051]
Specifically, the six-axis adjusting unit 460 is controlled so that the center ITPc of the test pattern image ITP shown in FIG. 10 coincides with the center 500c of the screen 500, and the arrangement of the inspection sheet 450 (test pattern TP) is adjusted. To do. In this embodiment, the arrangement of the inspection sheet 450 (test pattern TP) is adjusted so that the positions of the two square local pattern images IPSa and IPSb displayed on the screen 500 are substantially parallel to the X direction. Is done. In this way, even when the inspection sheet 450 is not properly attached to the predetermined position of the inspection sheet holding part 440, it can be corrected so that it is substantially attached to the predetermined position. Note that, when the images are aligned, the focus states of the four square local pattern images IPSa to IPSd are confirmed again.
[0052]
When the adjustment and alignment of the focus state of the test pattern image ITP is completed in step S101 (FIG. 9), the characteristics of the projection lens are inspected in steps S102 and S103.
[0053]
In step S102 (FIG. 9), the resolution of the image is measured as the characteristic value of the projection lens. In the process of step S102, the first measurement local patterns PM1 to PM20 (FIG. 6) included in the test pattern TP of FIG. 4 are used. However, in the measurement of image resolution, parallel line patterns PTAa to PTAh and PTBa to PTBd included in the first measurement local pattern (FIG. 6) are used. In the present embodiment, the image resolution is measured for each color light that has passed through the R filter, G filter, and B filter in the color light filter 420 (FIG. 3). However, when changing the color light filter, it is desirable to measure the resolution of the image after adjusting the focus state of the image of each color light. By doing so, it becomes possible to accurately determine the resolution of the image corresponding to each color light.
[0054]
FIG. 11 is an explanatory diagram showing parallel line pattern images included in the test pattern image displayed on the screen and changes in brightness of the parallel line pattern images. 11 is the same as the X direction of the test pattern image ITP displayed on the screen 500 shown in FIG.
[0055]
FIG. 11A-1 shows a parallel line pattern image IPTAd displayed according to the parallel line pattern PTAd included in the area WA of FIG. In the drawing, hatched areas indicate dark areas where light is blocked by the light blocking areas of the parallel line pattern PTAd, and other areas indicate bright areas. In FIG. 11A-1, the boundary between the bright region and the dark region is drawn clearly for convenience of illustration, but actually, the boundary gradually changes from the bright region to the dark region. Yes. FIG. 11A-2 shows a change in the intensity of light in the X direction obtained from the image data of FIG. 11A-1, and the dark region in FIG. 11A-1 has a relatively low intensity. Corresponding to the portion, the bright region corresponds to a portion having a relatively high intensity.
[0056]
Similarly, FIG. 11B-1 shows a parallel line pattern image IPTBa formed in accordance with the parallel line pattern PTBa included in the region WB of FIG. FIG. 11B-2 shows a change in light intensity in the X direction obtained from the image data of FIG.
[0057]
When the light intensity change as shown in FIGS. 11A-2 and B-2 is obtained, the MTF value (%), which is a value for evaluating the resolution of the image, is expressed by the following equation (1). Calculated by
[0058]
MTF = [(LMmax−LMmin) / (LMmax + LMmin)] × 100 (1)
[0059]
Here, as shown in FIGS. 11A-2 and 11B-2, LMmax is the maximum value of the light intensity in a region where the light intensity periodically changes, and LMmin is periodically This is the minimum value of the light intensity in the region where the light intensity changes.
[0060]
Note that the MTF value based on the light intensity change as shown in FIG. 11A-2 is an image when a dark region is displayed in the bright region of the image, as can be seen from FIG. 11A-1. Is required to evaluate the resolution. On the other hand, the MTF value based on the change in light intensity as shown in FIG. 11B-2 is an image when a bright area is displayed in the dark area of the image, as can be seen from FIG. 11B-1. Is required to evaluate the resolution. FIGS. 11A-2 and B-2 show a case where the MTF value is obtained based on such two types of changes in brightness, but at least one of them is required for evaluating the resolution of the image. What is necessary is just to obtain | require MTF value of the kind.
[0061]
Normally, the smaller the pitch of the parallel line pattern is, the smaller the amount of change in light intensity (LMmax−LMmin) as shown in FIGS. 11A-1 and B-1 is, and as a result, the MTF value is smaller. Tend to be. When the amount of change in light intensity is small, it becomes impossible to clearly distinguish the bright area and the dark area of the parallel line pattern image displayed on the screen. Therefore, when the MTF value obtained by the equation (1) is larger than a predetermined value, it can be determined that the image of the parallel line pattern is displayed well, while the MTF value is a predetermined value. If it is smaller, it can be determined that the image of the parallel line pattern is not displayed well.
[0062]
As described above, if the MTF values are sequentially obtained using the parallel line pattern images represented by the plurality of parallel line patterns included in the test pattern TP of FIG. You can know the resolution of the image that can be done. For example, when the MTF value for the parallel line pattern PTAa having a relatively large pitch in FIG. 6 is larger than a predetermined value and the MTF value for the parallel line pattern PTAd having a relatively small pitch is smaller than the predetermined value. It can be determined that the image can be displayed well up to the resolution corresponding to the pitch of the parallel line pattern PTAa.
[0063]
As shown in FIG. 6, in the test pattern TP of the present embodiment, parallel line patterns having different pattern orientations are provided in the areas WA and WB. Therefore, by using parallel line patterns with different orientations (for example, PTAb), it is possible to measure not only the resolution of the image in the X direction on the screen but also the resolution of the image in the Y direction. Further, the test pattern TP (FIG. 4) of the present embodiment includes second measurement local patterns PMC1 to PMC4 as shown in FIG. Therefore, if the second measurement local patterns PMC1 to PMC4 are used, the image in a direction (normal direction) different from the case where the parallel line patterns included in the first measurement local patterns PM1 to PM20 are used. It becomes possible to measure the resolution. Each parallel line pattern included in the first measurement local patterns PM1 to PM20 and the second measurement local patterns PMC1 to PMC4 corresponds to the first local pattern in the present invention. Thus, the first local pattern may be any pattern that forms periodic light and darkness in the image displayed on the screen.
[0064]
In the present embodiment, the MTF value is obtained using the parallel line patterns included in the first measurement local patterns PM1 to PM20 in each of the 20 blocks of FIG. In each block, MTF values for at least two types of parallel line patterns having different pitches included in the first local pattern for measurement are obtained. By comprehensively evaluating each MTF value obtained in this way, the resolution of the image is determined for the projection lens 480 to be inspected.
[0065]
Further, the projection lens 480 to be inspected in the present embodiment changes the arrangement of the lens system inside thereof (that is, the distance between the lenses) to change the size of the projected image to wide (middle) and middle. (Medium) and Tele (Small) can be changed to three stages. For this reason, in this embodiment, the resolution of the image is measured for each of the plurality of display magnifications of the projection lens 480. By doing so, it is possible to examine the characteristics relating to the resolution of the image of the projection lens 480 according to the state of use.
[0066]
As described above, in step S102, the MTF value is obtained using equation (1). However, another equation may be used as a value for evaluating the resolution of the image. For example, a formula obtained by adding a correction formula for correcting disturbance noise caused by light from the outside to Formula (1) may be used. In general, it is only necessary to determine a value related to the resolution of an image based on a periodic change in brightness of the image.
[0067]
In step S103 (FIG. 9), the flare (expansion amount) of the image is obtained as the characteristic value of the projection lens. Image flare occurs due to reflection of part of the image light inside the projection lens 480. That is, when part of the image light is reflected and emitted a plurality of times on the lens surface or the like inside the projection lens, the part of the image light may irradiate a region different from the region to be originally irradiated. At this time, the image displayed on the screen is larger than the image displayed when a part of the image light is not reflected. In step S103, the flare of such an image is measured.
[0068]
In the process of step S103, as in the process of step S102, the first local patterns for measurement PM1 to PM20 (FIG. 6) included in the test pattern TP of FIG. 4 are used. However, in step S103, only four types of small hole patterns PHa to PHd included in the region WB are used among the first measurement local patterns shown in FIG. Note that the flare measurement of the image of this embodiment is performed using only the white color light that has passed through the W filter in the color light filter 420 (FIG. 3), but the color light that has passed through the R filter, G filter, and B filter. You may make it perform.
[0069]
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a small hole pattern image included in the test pattern image displayed on the screen. FIG. 12 shows an image IPHa of the small hole pattern PHa (FIG. 6) displayed near the upper left of the screen 500 in FIG. 8. Note that the shape of the small hole pattern image IPHa is not limited to the egg shape as shown in FIG. 12, and may be various shapes depending on the projection lens.
[0070]
In the drawing, a substantially circular area HA1 indicates a bright area to be irradiated by the small hole pattern PHa when it is assumed that a part of the image light is not reflected inside the projection lens. The oval area HA2 including the area HA1 indicates a bright area irradiated by the small hole pattern PHa when a part of the image light is actually reflected inside the projection lens. The area BA outside the area HA2 indicates a dark area where no light is irradiated, and the bright area HA2 is isolated in the dark area BA. As can be seen from this description, each of the small hole patterns PHa to PHd (FIG. 6) of the present embodiment corresponds to the second local pattern in the present invention. Note that the second local pattern is not limited to the substantially circular small hole pattern as shown in FIG. 6, and patterns having other shapes may be used. The light intensity distribution in each region is relatively large in the region HA1, and relatively small in the region HA2 excluding the region HA1. In FIG. 12, for convenience of illustration, the boundaries of the areas HA1, HA2, and BA are clearly divided and drawn, but actually, the intensity of light gradually changes at the boundaries of the areas.
[0071]
In this embodiment, the flare E (%) of the image is given by the following equation (2).
[0072]
E = (S HA2 / S HA1 ) × 100 (2)
[0073]
Where S HA1 Is the area of the region HA1 and S HA2 Is the area of the region HA2 including the region HA1. Area S HA1 Can be determined by using the area of the small holes of the small hole pattern PHa of FIG. 6 and the magnification of the image. Note that the image enlargement ratio is, for example, the distance between the two square local patterns PSa and PSd included in the test pattern TP in FIG. 4 and the two square local pattern images IPSa, included in the test pattern image ITP in FIG. And the distance between IPSd. In addition, area S HA2 Can be obtained by binarizing imaged image data with a predetermined threshold as shown in FIG.
[0074]
As described above, in this embodiment, the flare E of the image is determined using the area of the region HA1 and the area of the region HA2, but other methods may be used. For example, the flare of the image may be determined using the area of the area HA1 and the area of the area HA2 excluding the area HA1. Or you may determine using the maximum value of the distance between 2 points on the outer periphery of area | region HA1 (namely, diameter of area | region HA1), and the maximum value of the distance between 2 points | pieces on the outer periphery of area | region HA2. In general, it is only necessary to determine a value related to image flare using an isolated bright region in the image.
[0075]
In the present embodiment, the flare of the image is measured using the small hole patterns included in the first measurement local patterns PM1 to PM20 in each of the 20 blocks in FIG. However, the flare E of the image tends to increase with increasing distance from the central axis of the projection lens, in other words, toward the periphery of the image displayed on the screen. Therefore, the flare of the image may be evaluated using only the small hole pattern image positioned around the test pattern image displayed on the screen.
[0076]
By using the characteristic value relating to the resolution of the image caused by the projection lens and the characteristic value relating to the flare of the image obtained in steps S102 and S103, the quality of the projection lens can be easily determined. In this embodiment, the characteristic values of the projection lens are sequentially measured in steps S102 and S103, but the measurement order is not limited.
[0077]
As described above, the projection lens inspection apparatus of the present invention calculates the characteristic value based on the change in brightness of the adjusted test pattern image after adjusting the focus state of the image displayed on the screen. This makes it possible to accurately inspect the characteristics of the projection lens.
[0078]
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
[0079]
(1) In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the projection unit 400 including the inspection sheet 450 (FIG. 4) on which the test pattern TP is formed is used as the image light emitting unit. Instead, a liquid crystal light valve may be used. Even in this case, it is possible to emit image light representing a test pattern similar to the test pattern TP of FIG. 4 by supplying an image signal to the liquid crystal light valve. In addition, when a plurality of types of test patterns are used, the contents of the test patterns can be easily changed by supplying image signals corresponding to the test patterns.
[0080]
Further, in the above embodiment, the light source device 410 is provided in the projection unit 400, but the image light emitting unit may be configured without using the light source device 410. For example, if a high-intensity cathode ray tube is used as the image light emitting unit, the light source device can be omitted. When a high-intensity CRT is used, the contents of the test pattern can be easily changed according to the supplied image signal, as in the case of using the liquid crystal light valve.
[0081]
When a liquid crystal light valve or a high-intensity CRT is used, the image alignment in step S101 in FIG. 9 can also be performed by changing the display position of the test pattern on the liquid crystal light valve or the high-intensity CRT. .
[0082]
(2) In the above embodiment, the case where the screen 500 is a transmissive screen that displays an image on the back side of the projection surface has been described. However, a screen that displays an image on the projection surface side may be used. Good. However, in this case, care must be taken so that the display of the test pattern image on the screen is not hindered by the adjustment imaging unit, the measurement imaging unit, or the like. If the adjustment imaging units 620a to 620d, the measurement imaging unit 640, and the like are arranged on the back side of the projection surface using the transmission screen 500 as in this embodiment, a test pattern image can be easily captured. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a projection display device.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a projection lens inspection apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state when the projection unit 400 of FIG. 2 is viewed from the + T direction.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an inspection sheet 450 on which a test pattern TP is formed.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an enlargement of one square local pattern PSa included in the test pattern TP of FIG.
6 is an explanatory diagram showing an enlarged view of one first measurement local pattern PM1 included in the test pattern TP of FIG. 4;
7 is an explanatory diagram showing an enlarged view of one second measurement local pattern PMC1 included in the test pattern TP of FIG. 4;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the arrangement of the adjustment imaging units 620a to 620d and the measurement imaging unit 640 when the screen 500 is viewed from the + Z direction.
FIG. 9 is a flowchart showing a series of processing procedures for inspecting a projection lens.
10 is an explanatory diagram showing an image ITP of a test pattern TP (FIG. 4) displayed on the screen 500. FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a parallel line pattern image included in a test pattern image displayed on a screen and changes in brightness of the parallel line pattern image.
12 is an explanatory diagram showing an example of an image of the small hole pattern of FIG. 6 displayed on the screen.
[Explanation of symbols]
20 ... Light source device
100: Illumination optical system
1000: Projection display device
200: Color light separation optical system
220: Relay optical system
300R, 300G, 300B ... Liquid crystal light valve
320 ... Cross dichroic prism
340 ... Projection lens
SC ... Screen
400 ... projection unit
410 ... Light source device
412 ... Light source lamp
414 ... Parabolic reflector
420 ... Color light filter
420c ... central axis
430, 442 ... Mirror (total reflection mirror)
440 ... Inspection sheet holder
450 ... Inspection sheet
460 ... 6-axis adjustment unit
470 ... Dummy prism
480 ... Projection lens (test lens)
500 ... Screen
500a ... Projection surface
500b ... display surface
510 ... Mirror (total reflection mirror)
600 ... Inspection department
610: Processing unit
620a to 620d ... Adjustment imaging unit
640 ... Measurement imaging unit
TP ... Test pattern
ITP ... Test pattern image
PSa to PSd: square local pattern
IPSa to IPSd ... square local pattern image
PL ... Ruled line local pattern
IPL ... Ruled line local pattern image
PM1 to PM20: First measurement local pattern
PMC1 to PMC4 ... second measurement local pattern
PTAa to PTAh: Parallel line pattern
PTBa to PTBd: parallel line pattern
IPTAd, IPTBa ... Parallel line pattern image
PHa to PHd: Small hole pattern
IPHa ... Small hole pattern image
n1 ... central axis
n2 ... Normal

Claims (5)

投写型表示装置に用いられる投写レンズを検査するための投写レンズ検査装置であって、
テストパターンを有し、前記テストパターンを表す画像光を射出する画像光射出部と、
前記投写レンズによって前記画像光が照射され、前記画像光の照射により前記テストパターンの画像を表示するスクリーンと、
前記スクリーン上に表示される前記テストパターンの画像を撮像する撮像部と、
前記テストパターンの画像のフォーカス状態を自動調整するフォーカス状態調整部と、
前記テストパターンの画像の明暗の変化に基づいて、前記投写レンズの特性値を算出する特性値算出部と、
を備え、
前記テストパターンは、前記テストパターンの画像内に孤立した明領域を形成するための第1の局所パターンを含み、
前記投写レンズの特性値は、前記スクリーン上に表示される前記第1の局所パターンの画像の前記明領域を用いて算出される画像のフレアに関連する値を含むことを特徴とする投写レンズ検査装置。
A projection lens inspection device for inspecting a projection lens used in a projection display device,
An image light emitting unit having a test pattern and emitting image light representing the test pattern;
A screen on which the image light is irradiated by the projection lens, and an image of the test pattern is displayed by the irradiation of the image light;
An imaging unit that captures an image of the test pattern displayed on the screen;
A focus state adjustment unit that automatically adjusts the focus state of the image of the test pattern;
A characteristic value calculation unit for calculating a characteristic value of the projection lens based on a change in brightness of the image of the test pattern;
Bei to give a,
The test pattern includes a first local pattern for forming an isolated bright region in an image of the test pattern,
The characteristic value of the projection lens, a projection lens, characterized in it to contain the value associated with the flare of the image is calculated by using the bright area of the image of the first local pattern displayed on the screen Inspection device.
請求項記載の投写レンズ検査装置であって、
前記テストパターンは、さらに、前記テストパターンの画像内に周期的な明暗を形成するための第2の局所パターンを含み、
前記投写レンズの特性値は、さらに、前記スクリーン上に表示される前記第2の局所パターンの画像の周期的な明暗の変化に基づいて決定される画像の解像度に関する値を含む、投写レンズ検査装置。
The projection lens inspection apparatus according to claim 1 ,
It said test pattern further includes a second local pattern for forming a periodic light and dark in the image before Symbol test pattern,
The characteristic value of the projection lens further comprises a pre-Symbol periodic brightness values for the resolution of the image that is determined based on the change of the previous SL second local pattern of an image displayed on a screen, the projection lens Inspection device.
請求項1または2記載の投写レンズ検査装置であって、
前記フォーカス状態調整部は、前記画像光射出部における前記テストパターンの空間的な位置を調整することによって前記フォーカス状態の調整を実行する、投写レンズ検査装置。
A projection lens inspection apparatus according to claim 1 or 2 ,
The projection lens inspection apparatus, wherein the focus state adjustment unit adjusts the focus state by adjusting a spatial position of the test pattern in the image light emitting unit.
請求項1ないし3のいずれかに記載の投写レンズ検査装置であって、
前記スクリーンは、画像光が投写される投写面の裏側から画像を観察可能な透過型スクリーンであり、
前記撮像部は、前記投写面の裏側に配置されている、投写レンズ検査装置。
A projection lens inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The screen is a transmissive screen capable of observing an image from the back side of the projection surface on which image light is projected,
The imaging lens inspection device, wherein the imaging unit is disposed on the back side of the projection surface.
投写型表示装置に用いられる投写レンズを検査する方法であって、
(a)テストパターンを表す画像光を射出する工程と、
(b)前記投写レンズによって前記画像光をスクリーン上に照射し、前記スクリーン上に前記テストパターンの画像を表示する工程と、
(c)前記スクリーン上に表示される前記テストパターンの画像を撮像する工程と、
(d)前記テストパターンの画像のフォーカス状態を自動調整する工程と、
(e)前記テストパターンの画像の明暗の変化に基づいて、前記投写レンズの特性値を算出する工程と、
を備え、
前記テストパターンは、前記テストパターンの画像内に孤立した明領域を形成するための第1の局所パターンを含み、
前記投写レンズの特性値は、前記スクリーン上に表示される前記第1の局所パターンの画像の前記明領域を用いて算出される画像のフレアに関連する値を含むことを特徴とする投写レンズ検査方法。
A method for inspecting a projection lens used in a projection display device,
(A) emitting image light representing a test pattern;
(B) irradiating the screen with the image light by the projection lens, and displaying an image of the test pattern on the screen;
(C) capturing an image of the test pattern displayed on the screen;
(D) automatically adjusting the focus state of the image of the test pattern;
(E) calculating a characteristic value of the projection lens based on a change in brightness of an image of the test pattern;
Bei to give a,
The test pattern includes a first local pattern for forming an isolated bright region in an image of the test pattern,
The characteristic value of the projection lens, a projection lens, characterized in it to contain the value associated with the flare of the image is calculated by using the bright area of the image of the first local pattern displayed on the screen Inspection method.
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