JP3654220B2 - レンズ検査装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ検査装置に関する。
【0002】
【背景技術】
従来より、複数の色光を画像情報に応じて各色光ごとに変調する複数の液晶パネルと、各液晶パネルで変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、このプリズムで合成された光束を拡大投写して投写画像を形成する投写レンズとを備えるプロジェクタが利用されている。
このプロジェクタに用いられる投写レンズは、その製造工程等のばらつきにより、画像解像度および色収差等の光学特性にばらつきが生じることがある。投写レンズの光学特性のばらつきは、プロジェクタによって表示される画像の品質に影響するため、レンズメーカのレンズ出荷前及び、プロジェクタ組立投入前には、レンズの解像度が評価されている。
【0003】
具体的には、検査シートに解像度測定用のテストパターンを形成し、このテストパターンに光を照射して、テストパターンを含む画像光を投写レンズに導入し、投写レンズから照射された画像をスクリーン上に投影する。そして、このスクリーン上に投影されたテストパターンの画像をCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子を用いた画像取り込み装置で検出し、この装置で検出した画像をコンピュータ等で画像処理を行うことによって投写レンズの解像度の評価が行われる。
また、前記テストパターンは、所定寸法の小パターンを複数個備えて構成されているため、スクリーン上には複数個の小パターンが投影される。そして、撮像素子は、スクリーン上に投影された小パターン画像に順次移動し、それぞれの箇所において撮像するように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の検査シートに形成されるテストパターンは、その外形寸法が、例えば、10.8mm×14.4mm程度等と非常に小さなものである。さらに、これらのテストパターンには、前述したように複数個の小パターンが形成されており、この小パターンの外形寸法は、例えば、795μm×1074μm等とより一層小さなものとなっている。このように、検査シートのテストパターンは、非常に微細な構造であるため、半導体製造プロセスと同様の手順で製造されている。すなわち、予め、所定のテストパターンが形成されたマスクを作製した上で、まず、ガラス基板上にクロム(Cr)を蒸着させる。その後、ガラス基板上のクロムにフォトレジスト(感光性樹脂)を塗布してから、このフォトレジストに対し前述のマスクを通して紫外線を照射する。その後、所定の溶剤を用いて、フォトレジストの紫外線照射部分を除去する。このようにしてフォトレジストにマスクが転写される。その後、このフォトレジストをマスクとしてクロムに対してエッチング加工を施すことにより、クロム製のテストパターンがガラス基板上に形成されることになる。
【0005】
このような検査シートは、プロジェクタに使用される液晶パネルの外径寸法に合わせて複数種類が必要となっていた。従って、このような工程を経て複数種類の検査シートが製造されるため、検査シートにかかるコストが高くなるという問題があった。
また、前述したように、テストパターンに形成された複数個の小パターンの画像位置に撮像素子を移動させて、各箇所の小パターンの解像度評価値を行っているため、撮像素子が所定位置へ移動して位置決めするのに時間がかかり、検査作業を迅速に行えないという問題もあった。
【0006】
本発明の目的は、レンズの解像度の評価を簡易に、かつ安価で行うことのできるレンズ検査装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るレンズ検査装置は、レンズの解像度を評価するために、解像度測定用のテストパターンを含む画像光を、前記レンズを介してスクリーン上に投写し、前記スクリーン上に前記解像度測定用のテストパターンの画像を表示して前記レンズの検査を行うレンズ検査装置であって、解像度測定用のテストパターンが形成された検査シートと、この検査シートを保持する検査シート保持具と、この検査シート保持具に保持された検査シートのテストパターン部分に光束を導入する光源と、前記検査シートを介して前記スクリーン上に投写された画像を撮像する撮像素子を含む画像光検出部とを備え、前記テストパターンは、透過光が所定の空間周波数となるように、線状の遮光部をストライプ状に配列した測定領域を有し、前記検査シート保持具は、前記検査シートのテストパターン部分に応じて透光部が形成され、前記検査シートを前記レンズのフォーカス位置に位置決めする保持具本体と、この保持具本体に対して前記検査シートを面内で回転自在に保持する回転保持部とを備えることを特徴とするものである。
【0008】
ここで、前記撮像素子としては、CCD、MOS(Metal Oxide Semiconductor)センサ等の撮像素子を採用できる。
前記画像光検出部は、前述の撮像素子と、この撮像素子からの出力が入力され、コンピュータ用の画像信号に変換するビデオキャプチャボード等の画像データ化手段と、これらの画像信号を処理するコンピュータとを備えて構成できる。さらに、このコンピュータには、該コンピュータの動作制御を行うOS(Operating System)上に展開されるプログラムを備えて構成でき、このプログラムには、解像度や色収差等を検査するためのもの等が含まれる。
所定の空間周波数としては、任意の数のものを採用できるが、例えば、20本/mmから80本/mm程度の範囲で設定したもの等を採用できる。
【0009】
本発明のレンズ検査装置において、例えば、テストパターンにおけるストライプ状の遮光部の延出方向が垂直方向(上下方向)となるように検査シートを検査シート保持具に保持させてから、光源から光束を射出させると、この光束が検査シートおよび投写レンズを介して進むことにより、遮光部の延出方向が垂直方向となったテストパターン画像がスクリーン上に投影される。次いで、この投影された画像を撮像素子で撮像した後に、この撮像された画像を画像検出部で検出することで、投写レンズの解像度を評価できる。
【0010】
次に、回転保持部を保持具本体に対して面内で回転させて、遮光部の方向が前述の方向(垂直方向)と異なる方向となる位置で回転保持部を固定する。例えば、回転保持部を90度回転させて、遮光部の延出方向が水平方向(左右方向)となるように固定する。この状態で、前述と同様に、投写レンズの解像度が評価できる。
【0011】
以上のように、テストパターンが形成された検査シートを検査シート保持具に取り付けてから、回転保持部を面内で回転させてテストパターンの向きを変えることにより、1種類のテストパターンでありながら、例えば、遮光部の延出方向が垂直方向および水平方向の2種類の方向等の延出方向の異なるテストパターンをスクリーン上に投影させて、投写レンズの解像度を簡単に評価できる。このように、準備する検査シートの種類を少なくできて、検査シートにかかるコストを削減できる。この際、回転保持部を回転させるだけで、異なる延出方向の検査シートの解像度検査に簡単に切り替えることができ、検査時間の短縮化を図ることができる。つまり、検査作業の簡易化を図ることができる。
【0012】
ここで、前記検査シート保持具は、異なる空間周波数のテストパターンが形成された複数の検査シートを保持し、前記保持具本体に対して前記検査シートを面内でスライド自在に保持するスライド保持部を備えることが好ましい。
このような構成において、異なる空間周波数のテストパターンが形成された複数の検査シートを保持させた状態でスライド保持部をスライドさせることにより、複数の検査シートの中から所望する空間周波数の検査シートを選択できる。さらに、前述したように回転保持部を回転させることにより、各検査シートにおける遮光部の延出方向も選択できる。このため、例えば、スライド保持部に2種類の検査シート(テストパターン)を配置した場合には、少なくとも4タイプのテストパターンの解像度を評価できることになる。従って、準備する検査シートの数を少なくできて、検査シートにかかるコストをより一層削減できる。この際、スライド保持部によりスライド配置するという比較的簡単な構造でありながら、検査シートの種類を簡単に換えることができ、検査時間の短縮を図ることができる。このため、検査作業を簡単にできる。
【0013】
ここで、必要以上の精密性が要求されない汎用型投写レンズの解像度検査としては、測定領域が水平方向と垂直方向に延びた場合で、測定領域の空間周波数が異なる場合の4タイプのテストパターンが検査されれば十分である。
このため、スライド保持部に検査シートを保持する保持枠を2つ設け、これらの保持枠がスライド保持部によりスライドするとともに、回転保持部により2つの保持枠が回転するように構成すれば、最初に2種類の検査シートをこれらの2つの保持枠にそれぞれ正確に取り付けて、その後、回転部保持部およびスライド保持部を操作するだけで、検査シートを取り替えることなく4タイプ全てのテストパターンを簡単に実施できる。従って、検査作業の簡易化と検査時間の短縮化を図ることができる。
【0014】
また、前記画像光検出部は、前記スクリーンに投写された画像を撮像する複数の撮像素子を備え、これらの複数の撮像素子は、前記スクリーンに対して固定配置されることが好ましい。
このような構成において、固定配置された撮像素子が検出を行う位置に、テストパターンの画像が正しく投影されるように予め検査シートの位置を調整しておけば、従来のように、スクリーン上に投影されたテストパターン画像の各箇所に撮像素子を移動させる必要がないから、検査時間の短縮を図ることができる。
【0015】
ここで、このような解像度評価用の検査シートを用いて、レンズの色収差も評価することができる。この際、レンズの色収差を評価するために、本発明に係るレンズ検査装置は、以下のような構成とすることが好ましい。
すなわち、まず第1に、前記レンズ検査装置において、前記光源から射出された光束のうち、所定範囲の周波数の光束のみを透過するカラーフィルタを装着するフィルタ装着部を備えて構成することが考えられる。
【0016】
このようなカラーフィルタの色の組み合わせとしては、例えば、赤(R),緑(G),青(B)の3原色や、シアン(C),マゼンダ(M),イエロー(Y)の3補色等のものを採用できる。なお、3原色の方が色の再現性に優れるという利点があり、一方、3補色の方が解像度に優れるという利点がある。これらの3色は目的等に合わせて適宜変更すればよい。
なお、カラーフィルタは、前述のような3色の組み合わせに限らず、4色以上や2色以下の組み合わせとしてもよい。
【0017】
このような構成において、レンズの色収差を評価する手順としては、例えば、以下の通りである。すなわち、まず、前述のような3色のカラーフィルタを準備して、これらの3色のカラーフィルタをフィルタ装着部に装着する。その後、3色のカラーフィルタの中からいずれか1つのカラーフィルタを選択し、このカラーフィルタを光源からの光束の光路上に配置する。この状態で、光源からの光束を前記カラーフィルタへと射出し、このカラーフィルタを通過した所定範囲の周波数の光束が、所定のテストパターンを通って、スクリーン上にテストパターン画像が投影される。その後、このスクリーン上に投影された画像を撮像素子で撮像した後に、撮像された画像のテストパターンの位置を画像光検出部で記憶する。次いで、光路上に別色のカラーフィルタを配置し、前述と同様にテストパターン位置を記憶する。残りの別色も同様にテストパターン位置を記憶する。そして、これら各色のカラーフィルタ毎に記憶したテストパターン位置のパターンマッチング処理を行い、色収差を評価する。
【0018】
このようにするので、フィルタ装着部にカラーフィルタを取り付けて、これらのカラーフィルタを光源からの光束の光路上に取り換えて配置するだけで、レンズの色収差を簡単に検査できる。
また、フィルタ装着部は、撮像素子等に比べて比較的安価なカラーフィルタを、光路上に配置させるだけの構成でよいから、フィルタ装着部を簡単に作製できる。従って、カラーフィルタに加えて、フィルタ装着部も安価で作製でき、レンズの色収差の検査にかかるコストを抑えることができる。
【0019】
また、第2に、前記レンズ検査装置において、前記画像光検出部に、前記スクリーン上に投写された画像光を複数の色光に分離するプリズムを設け、前記撮像素子を、このプリズムの各色光の光出射端面にそれぞれ配置することも考えられる。
【0020】
このような構成において、レンズの色収差を評価する手順としては、例えば以下の通りである。すなわち、光源から射出された光束を、前述のようなカラーフィルタを通さずに、所定のテストパターンを通過させて、スクリーン上にテストパターン画像を投影する。この投影されたテストパターン画像をプリズムで各色光に分離する。この後、これらの分離された色光毎の画像を各撮像素子で略同時に撮像し、これらの各撮像素子で撮像された色光毎の画像を記憶しておき、画像光検出部でパターンマッチング処理を行って、レンズの色収差を評価する。
【0021】
このように、色光毎の画像が各撮像素子で同時に撮像されるので、前述のようなカラーフィルタを使用する場合のようなカラーフィルタ交換の手間が不要となるから、レンズの色収差の検査にかかる時間を短縮化できる。
【0022】
また、前記検査シートは、矩形形状を有し、互いに対向する一対の端縁間に形成された複数の線状の遮光部がストライプ状に配置された測定領域を備えることが好ましい
【0023】
本発明において、測定領域として、互いに対向する一対の端縁間に複数の線状の遮光部をストライプ状に形成したので、これらの測定領域を含むテストパターンの外径寸法を、例えば、プロジェクタに使用される液晶パネルのうち最大寸法と同じかそれ以上に形成しておけば、液晶パネルの外径寸法にかかわらず、同一の検査シートで、外径寸法の異なる複数種類の検査シートを兼用でき、検査シートにかかるコストを抑えることができる。この際、検査シートを兼用できるので、検査されるレンズの交換に伴って液晶パネルの外径寸法が変わる場合でも、検査シートを取り換えずに取り付けたままでよいから、検査時間の短縮を簡単に図ることができる。つまり、検査作業の簡易化を図ることができる。
【0024】
また、前記測定領域は、前記一対の端縁の延出方向に沿って複数配列され、互いに隣接する測定領域の間には、前記遮光部が形成されていない透光領域が形成されていることが好ましい。
【0025】
ここで、レンズの解像度の検査を行うための解像度評価値として、MTF(Modulation Transfer Function)値を採用でき、テストパターン画像中の検出輝度値の最大値をImax、最小値をIminとし、テストパターンが形成されていないバックグラウンド部分の輝度値をIoとすると、以下の数1で求められる。
【0026】
【数1】
MTF=(Imax−Imin)/(Io×2−Imax−Imin)
【0027】
このような数1に基づいて、解像度評価値MTFを測定できれば、前記画像データ化手段のオフセット分を除いた適正な解像度評価値MTFを求めることができる。
従って、前述のような構成によれば、測定領域で輝度値の最大値,最小値を検出し、透光領域でバックグラウンド部分の輝度値を検出できるため、解像度評価値MTFが数1で表される式に基づいて求められる。このため、プロジェクタの機種、表示画像上の場所等に影響されることなく、投写レンズの解像度をより適正に評価することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
[1-1.投写レンズが組み込まれるプロジェクタの構造]
図1には、投写レンズが組み込まれるプロジェクタ100の構造が示されている。このプロジェクタ100は、インテグレータ照明光学系110、色分離光学系120、リレー光学系130、電気光学装置140、色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム150、および投写光学系となる投写レンズ160を備えている。
【0029】
インテグレータ照明光学系110は、光源ランプ111Aおよびリフレクタ111Bを含む光源装置111と、第1レンズアレイ113と、第2レンズアレイ115と、反射ミラー117と、重畳レンズ119とを備えている。光源ランプ111Aから射出された光束は、リフレクタ111Bによって射出方向が揃えられ、第1レンズアレイ113によって複数の部分光束に分割され、折り返しミラー117によって射出方向を90°折り曲げられた後、第2レンズアレイ115の近傍で結像する。第2レンズアレイ115から射出された各部分光束は、その中心軸(主光線)が後段の重畳レンズ119の入射面に垂直となるように入射し、さらに重畳レンズ119から射出された複数の部分光束は、電気光学装置140を構成する3枚の液晶パネル141R、141G、141B上で重畳する。
【0030】
色分離光学系120は、2枚のダイクロイックミラー121、122と、反射ミラー123とを備え、これらのミラー121、122、123によりインテグレータ照明光学系110から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系130は、入射側レンズ131、リレーレンズ133、および反射ミラー135、137を備え、この色分離光学系120で分離された色光、例えば、青色光を液晶パネル141Bまで導く機能を有している。
【0031】
電気光学装置140は、3枚の液晶パネル141R、141G、141Bを備え、これらは、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として用いたものであり、色分離光学系120で分離された各色光は、これら3枚の液晶パネル141R、141G、141Bによって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【0032】
色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム150は、3枚の液晶パネル141R、141G、141Bから射出された各色光ごとに変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。クロスダイクロイックプリズム150で合成されたカラー画像は、投写レンズ160から射出され、スクリーン等に拡大投写される。
【0033】
[1-2.投写レンズ検査装置]
図2は、本発明の第1実施形態に係る投写レンズ検査装置1を示す図である。この投写レンズ検査装置1は、図1のプロジェクタ100に用いられる投写レンズ160を検査するための装置である。
第1実施形態に係る投写レンズ検査装置1は、図2に示すように、検査対象である投写レンズ160が搭載される投写部400と、ミラー510と、スクリーン500と、画像光検出部としての測定部600とを備えている。この投写レンズ検査装置1において、投写レンズ160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。
【0034】
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上に投影される。スクリーン500は、画像光が投影される投影面500aの裏面500b側から画像光を観察可能な透過型スクリーンである。測定部600は、スクリーン500上に投影された画像を用いて、投写レンズ160の解像度や色収差等の検査を行う。
【0035】
なお、以下の説明では、図2に示すように、投写レンズ検査装置1は、スクリーン500の投影面500a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、投写レンズ160は、図示しない保持手段によって、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160の中心軸n1はSU平面に対し平行となっている。
【0036】
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図である。図3に示すように、投写部400は、投写レンズ160の他に、光源装置410と、第1および第2のミラー430,431と、検査シート450と、検査シート450を保持する検査シート保持具440と、ダミープリズム470と、フィルタ装着部490と、このフィルタ装着部490に装着されるカラーフィルタ490a〜490cとを備える。
【0037】
ここで、図3に示すように、投写部400は、図1のプロジェクタ100において投写レンズ160が使用される場合とほぼ同様な光束が投写レンズ160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111に対応し、検査シート450は図1の液晶パネル141R、141G、141B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150に対応している。このような投写部400を備える検査装置1を用いれば、プロジェクタ100において投写レンズ160を使用する場合と同じような環境で、投写レンズ160を検査できる。
【0038】
光源装置410は、検査シート450に光束を導入する装置であり、凹面が回転放物面形状とされた放物面リフレクタ414と、この放物面リフレクタ414の回転放物面形状の焦点位置近傍に配置される光源ランプ412とを備える。
このような光源装置410において、光源ランプ412から射出された光は、放物面リフレクタ414で反射された後、略平行な光束となって射出され、光路Lに示すように進む。
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いるものが利用される。
【0039】
第1および第2のミラー430,431は、光源装置410から射出された光束を反射して、光源装置410からの光束を、検査シート450を介して、投写レンズ160に導くための導光手段であって、略矩形状のミラーである。これらの第1および第2のミラー430、431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等を用いることができる。
【0040】
検査シート450は、図4に示すように、ガラスなどの透光性を有する材料で構成され、所定の厚み寸法(例えば、1.1mm)で、かつ略正方形の基材の正面(図4中、右側面)に、投写レンズ160の解像度および色収差を測定するためのテストパターンTPが形成されている。
【0041】
このテストパターンTPは、図5に示すように略正方形であって、その外形寸法がプロジェクタ100を構成する液晶パネル141R,141G,141Bの外径寸法よりも大きな寸法となっている。なお、このテストパターンTPの外径寸法は、プロジェクタの全ての機種に使用される液晶パネルのうち、最大寸法となる液晶パネルの外形寸法より大きくなっている。
【0042】
ここで、検査シート450として、図5に示すように、テストパターンTPの形状が異なる2種類の検査シート451,452を採用する。第1検査シート451には、テストパターンTP1が形成され、第2検査シート452には、テストパターンTP2が形成されている。
【0043】
テストパターンTP1は、図5に示すように、互いに対向する一対の左右の端縁間に水平方向に延びる直線状の遮光部PTLが、空間周波数50本/mmとなるように複数個並んで形成されたストライプ状の測定領域PTV1を有する。また、測定領域PTV1は間隔をあけて配列され、隣り合う測定領域PTV1間には、遮光部PTLが形成されていない透光領域PTSが形成されている。
【0044】
テストパターンTP2も、図5に示すように、互いに対向する一対の左右の端縁間に水平方向に延びる直線状の遮光部PTLが、空間周波数80本/mmとなるように複数個並んで形成されたストライプ状の測定領域PTV2を有する。測定領域PTV2も、間隔をあけて配列され、隣り合う測定領域PTV2間には、透光領域PTSが形成されている。
【0045】
図3に戻って、検査シート保持具440は、検査シート450を所定位置に保持するためのものであって、内部に第2のミラー431が配置される保持具本体441と、この保持具本体441の−U側面(図3中、左側面)に設置された回転保持部442と、この回転保持部442の−U側面に取り付けられ、検査シート450を保持するスライド保持部443と、保持具本体441の+U側面(図3中、右側面)に固定された6軸調整部444とを備える。
【0046】
保持具本体441は、+S側面(図3中、上側面)に開口部441aが、−U側面に開口部441bが形成された箱型の部材である。この保持具本体441は、開口部441aを介して、光源装置410からの光束を第2のミラー431に導入し、第2のミラー431で反射された光束を、開口部441bを介して、スライド保持部443に保持されている検査シート450のテストパターンTP(図4)の位置に導入する。
また、保持具本体441の−U側面において、開口部441aの外側部分には、図示しない複数の切り起片が形成されており、これらの切り起片を介して、保持具本体441の−U側面に回転保持部442が取り付けられている。
【0047】
回転保持部442は、保持具本体441に対して、検査シート450が保持されたスライド保持部443を、面内で回転自在に保持する部材であって、スライド保持部443が取り付けられている回転保持部本体445と、図示を省略するが、この回転保持部本体445において、スライド保持部443が取り付けられた面の裏面に形成され、かつ前記保持具本体441の切り起片に係合する回転保持部係合片とを備える。
【0048】
回転保持部本体445は、図5,6に示すように、略円板状に形成され、その円板の中心部分には、検査シート450のテストパターンTP部分に応じた矩形状の透光部位445a(図3)が形成されている。前記回転保持部係合片は、前記保持具本体441の切り起片に係合し、これらの係合を介して、スライド保持部443を含む回転保持部本体445が、保持具本体441に対して、図6の矢印Dに示す方向に90度分だけ回転するようになっている。
なお、請求項1に記載された透光部は、この透光部位445aの他に、保持具本体441の開口部441bを含んで構成される。
【0049】
スライド保持部443は、図5に示すように、スライド部446と、2つの検査シート451,452を保持する保持枠447とを備え、スライド部446と保持枠447との係合により、保持具本体441に対して回転保持部本体445の面内で検査シート451,452をスライド自在に保持するものである。
【0050】
保持枠447は、図5,6に示すように、同一の矩形状で、スライド方向に隣接配置された第1保持枠448と、第2保持枠449とを備える。
各保持枠448,449は、光源装置410からの光束を通すための矩形の開口部(図示略)が形成され、かつこの開口部に対して、検査シート450(451,452)のテストパターンTP(TP1,TP2)を所定位置に保持する部材である。
【0051】
また、各保持枠448,449は、図5において、各検査シート451,452の下側および左側でテストパターンTP(TP1,TP2)が形成されていない部分を挟持する固定保持片447aと、各検査シート451,452の右上の角部分でテストパターンTP(TP1,TP2)が形成されていない部分を挟持する可動保持片447bとを備える。可動保持片447bは、図中の矢印Pの方向に可動するようになっており、保持枠447(448,449)に対して各検査シート450(451,452)を確実に着脱できる。
【0052】
スライド部446は、図5,6で明確には示していないが、保持枠447のスライド方向に直交する方向の端部と係合するレール状の切り起部分であり、保持枠447の端部が、この切り起部分のレール方向に沿って係合したまま移動することにより、回転保持部本体445の面内で、保持枠447を矢印Cの方向へスライドするようになっている。そして、第1保持枠448および第2保持枠449のいずれか一方が、透光部位445a(図3)に固定されるようになっている。つまり、透光部位445aには、検査シート451,452のいずれかが入れ換えて配置される。ただし、いずれの検査シート451,452も、透光部位445aの位置に配置されないようにすることも可能となっている。
【0053】
ここで、前述したように回転保持部442は、図6の矢印Dに示すように90度分回転できるため、この場合には、この回転保持部442の90度回転に伴って、各保持枠448,449に配置された検査シート451,452も90度回転することになる。従って、図6に示すように、透光部位445a(図3)の位置において、テストパターンTP1,TP2における遮光部PTLが、水平方向に延出した状態から垂直方向に延出した状態へと変更されることになる。
【0054】
以上のことから、透光部位445aの位置には、テストパターンTP1,TP2の遮光部PTLが水平方向および垂直方向の2方向とされた状態の検査シート451,452が配置されることになる。まとめると、透光部位445aの位置に、2種類および2方向の合計4タイプのテストパターンTPが設けられることになる。
【0055】
図3に戻って、6軸調整部444は、図3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て構成され、−U側面に固定された保持具本体441の空間的な位置を調整する。つまり、6軸調整部444を制御することにより、保持具本体441の空間的な位置が調整されるため、保持具本体441に保持された検査シート450の空間的な位置が調整される。これにより、検査シート450が投写レンズ160のフォーカス位置に位置決めされるようになっている。
【0056】
また、フィルタ装着部490は、図3,7に示すように、赤色(R),緑色(G),青色(B)の3原色からなり、かつ所定範囲の周波数の光束のみを透過する3色のカラーフィルタ490a〜490cを装着可能な平面略円形の部材である。このフィルタ装着部490には、4つの角穴491a〜491dがそれぞれ均等な位置に形成されており、これらの4つの角穴491a〜491dのうち、3つの角穴491a〜491cには、各色のカラーフィルタ490a〜490cがそれぞれ装着され、残りの1つの角穴491dには、白色光用に何も装着されていない。
【0057】
また、フィルタ装着部490は、4つの角穴491a〜491dのいずれかが、光源装置410から射出された光路Lに対して配置されるように、矢印Aで示される向きに回転可能に構成されている。このため、矢印Aで示す向きにフィルタ装着部490を回転させることで、角穴491a〜491cに装着された各カラーフィルタ490a〜490cのいずれかが光路Lに配置されるようになっている。また、いずれのカラーフィルタ490a〜490cも光路L上に配置されないようにもなっている。
【0058】
ダミープリズム470は、図1のプロジェクタ100のクロスダイクロイックプリズム150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150では、3つの液晶パネル141R,141G,141B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。ただし、本検査装置1においてはこの薄膜が不要なため、クロスダイクロイックプリズム150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。
【0059】
検査対象である投写レンズ160は、特に図示しないが、投写レンズ本体と、この投写レンズ本体を保持するレンズ保持治具とを備えるユニットとして構成されている。そして、投写レンズ検査装置1には、このユニットごと取り替えて順次実装される。このため、取り換え作業が容易となり、検査時間を短縮化できる。
【0060】
以上の投写部400の構成により、図3の光路Lに示すように、光源装置410から射出された光束は、第1のミラー430で反射された後に、フィルタ装着部490を通過し、さらに第2のミラー431で反射される。第2のミラー431で反射された光は、検査シート450(451,452)を通過することにより、テストパターンTP(TP1,TP2、図5)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160によってスクリーン500(図2)上に投影される。
なお、フィルタ装着部490では、カラーフィルタ490a〜490cが適宜交換される。
【0061】
ところで、図2に示すように、本実施形態の投写部400では、投写レンズ160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、プロジェクタ100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160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160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。
【0062】
図2に示す測定部600は、9つのCCDカメラ620a〜620iと、これらの9つのCCDカメラ620a〜620iに電気的に接続されている処理部610とを備える。
【0063】
9つのCCDカメラ620a〜620iには、図示を省略するが、それぞれ撮像素子としてのCCDが一つずつ設けられている。各CCDカメラ620a〜620iは、投写レンズ160を介して、スクリーン500上に投影された画像を、スクリーン500の裏面500b側から、前記CCDで撮像する。
また、図8は、スクリーン500を+Z方向から見たときの9つのCCDカメラ620a〜620iの配置を示している。図8に示すように、9つのCCDカメラ620a〜620iは、スクリーン500に対して、それぞれの間隔が均等となるように固定配置されている。
【0064】
処理部610は、図示しないビデオキャプチャボードおよびコンピュータを備え、9つのCCDカメラ620a〜620iで撮像されたスクリーン500上のテストパターンTPの画像を、前記ビデオキャプチャボードでコンピュータ用の画像信号に変換し、この画像信号を前記コンピュータで処理する。
【0065】
前記コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)およびハードディスクを備えるコンピュータであり、CPUを制御するOS上に展開されるプログラムを含んで構成される。このプログラムとしては、前記ビデオキャプチャボードで変換されたテストパターンTPの画像の画像信号を処理するとともに、この処理された画像信号を解析するプログラムが含まれる。このプログラムによって、投写レンズ160の解像度や色収差が検査される。
【0066】
ここで、前記コンピュータは、投写部400の6軸調整部444とも電気的に接続されている。また、前記コンピュータ上の前記プログラムには、CCDカメラ620a〜620iおよび前記ビデオキャプチャボードによって得られた画像信号を解析し、その解析結果に基づいて6軸調整部444を制御するものも含まれている。このため、前述したように、前記プログラムが6軸調整部444を制御することにより、検査シート450のテストパターンTP(図3)の空間的な位置が調整され、よって画像のフォーカス状態が調整されることになる。
【0067】
なお、9つのCCDカメラ620a〜620iの各検出位置A1〜A9(図10)には、テストパターンTP1,TP2が保持枠448,449に正しく設置されてスクリーン500上に投写された際に、測定領域PTV1,PTV2が位置するようになっている。このことは、回転保持部442が操作された場合においても同様である。
【0068】
[1-3.投写レンズの検査方法]
次に、前述した投写レンズ検査装置1を利用した投写レンズ160の解像度および色収差の検査方法について説明する。
<1-3-1.検査シートの準備>
まず、図5に示すように、前準備として第1保持枠448および第2保持枠449には、テストパターンTPの遮光部PTLが水平方向に延出する各検査シート451,452を保持させる。そして、透光部位445a(図3)の位置には、第1保持枠448に保持された第1検査シート451を配置する。
【0069】
<1-3-2.光学特性検査における前調整>
投写レンズ検査装置1による光学特性(解像度、色収差)の検査に先立ち、スクリーン500(図2)上のテストパターンTP(TP1)の画像の位置調整およびフォーカス調整を行う必要がある。図2,3を参照すれば、この画像の位置調整およびフォーカス調整は、検査シート450(451)のテストパターンTP(TP1)に応じてスクリーン500上に形成された画像をCCDカメラ620a〜620iで撮像し、処理部610でフォーカス調整処理および位置調整処理を行う。このフォーカス調整および位置調整が終了して、スクリーン500の所定位置に合焦状態の画像が形成されたら、この画像に基づいて、解像度および色収差の検査を行う。
【0070】
<1-3-3.解像度の検査方法>
解像度検査は、図9に示されるフローチャートに従って実行され、具体的には、以下の手順で行われる。なお、解像度の検査の際には、フィルタ装着部490では、光路L(図3)にいずれのカラーフィルタ490a〜490cも設けられない。以下、図5,6,10も参照しながら説明する。
【0071】
まず、前記ビデオキャプチャボードのオフセット分を取り除くために、図10(A)に示すように、スライド部446(図5)を介して、第1保持枠448に保持された第1検査シート451をわずかに移動させ、第1検査シート451における測定領域PTV1を、各CCDカメラ620a〜620iの検出位置A1〜A9の外側へとずらし、このずらした状態で、各検出位置A1〜A9において、バックグラウンド部分となる透光領域PTSの輝度値を計測して、各検出位置A1〜A9におけるバックグラウンド部分の輝度値Io1〜Io9を取得する(処理S1)。
【0072】
すなわち、各検出位置Io1〜Io9においてそれぞれバックグラウンド輝度値Io1〜Io9を保持し、それぞれのバックグラウンド輝度値Io1〜Io9は、処理部610を構成する前記コンピュータ内のメモリに格納される。なお、後述する解像度評価値MTFは、求める検出位置A1〜A9に合わせて、対応するバックグラウンド輝度値Io1〜Io9を使用して計算される。
【0073】
次に、第1保持枠448に保持された第1検査シート451をもとの位置(透光部位445aの位置)に戻すと、スクリーン500上には、図10(B)に示すような画像が投影される。そして、9つのCCDカメラ620a〜620iの各検出位置A1〜A9において、測定領域PTV1の輝度値を取得する(処理S2)。なお、本実施形態の処理部610における画像処理は、画像の輝度を256階調で表現しており、一番暗い部分が0、一番明るい部分が255の値とされている。
【0074】
より具体的には、各CCDカメラ620a〜620iの検出位置A1〜A9において、測定領域PTV1の延出方向に沿った1画素ラインで検出される輝度値を積算し、積算した画素数でこの積算値を割って平均化して、測定領域PTV1の延出方向に沿った1画素ラインにおける輝度値の代表値とする。そして、これを測定領域PTV1および透光領域PTSの配列方向、つまり図10(B)におけるQ方向に繰り返し、各検出位置A1〜A9における輝度値の代表値を取得する。このようにして、最大輝度値Imaxおよび最小輝度値Iminを取得し、これらの輝度値Imax,Iminは、処理部610を構成する前記コンピュータ内のメモリに格納される。
【0075】
以上のようにして、バックグラウンド輝度値Io、最大輝度値Imax、および最小輝度値Iminが取得されたら、処理部610は、数2に基づいて、解像度評価値MTFを算出する(処理S3)。
【0076】
【数2】
MTF=(Imax−Imin)/(Io×2−Imax−Imin)
【0077】
以下、回転保持部442およびスライド保持部443により、透光部位445aの位置に設定されるテストパターンTP1(水平方向)を、その他3タイプのテストパターンTPとした場合(テストパターンTP1の垂直方向の1タイプとテストパターンTP2の2タイプ)についても、前記同様の手順で、解像度評価値MTFの算出を行う。
【0078】
具体的には、回転保持部本体445の透光部位445aの位置に、第1保持枠448の代わりに、第2検査シート452が設けられた第2保持枠449をスライド部446を介してスライド配置する。つまり、透光部位445aの位置には、テストパターンTP2において、遮光部PTLが水平方向に延出する第2検査シート452が設けられる。この状態で、前述と同様に投写レンズ160の解像度評価値MTFを得る(処理S4)。
【0079】
次いで、図6に示すように、この状態のまま回転保持部442の回転保持部本体445を90度回転させ、第2検査シート452のテストパターンTP2における遮光部PTLが垂直方向に延出するようにする。この状態で、前述と同様に投写レンズ160の解像度評価値MTFを得る(処理S5)。
【0080】
最後に、前述の場合と同様に、回転保持部本体445の透光部位445aの位置に、第2保持枠449の代わりに、第1検査シート451が設けられた第1保持枠448をスライド部446を介してスライド配置する。つまり、透光部位445aの位置には、テストパターンTP1において、遮光部PTLが垂直方向に延出するようにされた第1検査シート451が設けられる。この場合には、スクリーン500上に、図10(C)に示すような画像が投影される。この状態で、前述と同様に投写レンズ160の解像度評価値MTFを得る(処理S6)。
このようにして、4タイプのテストパターンTP(TP1,TP2)における投写レンズ160の解像度評価値MTFが得られる。
【0081】
<1-3-4.色収差の検査方法>
続いて、色収差の検査は、以下に示す手順で行われる。
フィルタ装着部490に装着された各カラーフィルタ490a〜490cの中からカラーフィルタを1つ、例えば赤色フィルタ490aを選択し、この選択した赤色フィルタ490aを光路L上に配置し、この赤色フィルタ490aを介した画像をスクリーン500上に投影する。この状態で、各CCDカメラ620a〜620iの検出位置A1〜A9でこの画像を撮像する(処理S7)。
【0082】
次に、フィルタ装着部490を図3の矢印A方向に回転させて、光路L上には、赤色フィルタ490aの代わりに、その他の色のカラーフィルタとして例えば緑色フィルタ490bを配置する。そして、前述と同様に、緑色フィルタ490bを介した画像を、各CCDカメラ620a〜620iで撮像する(処理S8)。
そして、残りのカラーフィルタである青色フィルタ490cについても、同様の操作を行う(処理S9)。
なお、赤色フィルタ490a、緑色フィルタ490b、青色フィルタ490cの順番で処理を行っているが、処理の順番は特に限定されない。
【0083】
次に、カラーフィルタ490a〜490c毎に撮像された3つの画像についてパターンマッチング処理を行い、3つの画像の位置がどの程度ずれているかを算出する(処理S10)。この際のずれを算出することにより、色収差の検査が行われる。
【0084】
なお、各色毎にフォーカス調整を毎回実施して再調整する方式であれば、検査精度は高いが、簡易的な検査とする場合には、各色毎にフォーカス再調整をしなくてもよい。
【0085】
[1-4.第1実施形態の効果]
以上のような第1実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)テストパターンTPが形成された検査シート450を保持枠447に取り付けてから、回転保持部442を操作してテストパターンTPの向きを変えることにより、1種類のテストパターンTPでありながら、遮光部PTLの延出方向が垂直方向および水平方向の2種類の方向のテストパターンTPをスクリーン500上に投影させて、投写レンズ160の解像度を評価できる。このため、準備する検査シート450の種類を少なくできて、検査シート450にかかるコストを削減できる。この際、回転保持部442を回転させるだけで、異なる延出方向の検査シート450の解像度検査に簡単に切り替えることができ、検査時間の短縮化を図ることができる。つまり、検査作業の簡易化を図ることができる。
【0086】
(2)第1保持枠448および第2保持枠449に種類の異なる検査シート451,452を保持させ、スライド部446を操作することにより、これらの保持枠448,449をスライド配置させるようにしたので、比較的簡単な構造でありながら、透光部位445aの位置に配置される検査シート451,452の種類を簡単に換えることができ、検査時間の短縮を簡単に図ることができる。つまり、検査作業の簡易化を図ることができる。
【0087】
(3)種類の異なるテストパターンTP1,TP2が形成された検査シート451,452を、第1保持枠448および第2保持枠449にそれぞれ配置し、回転保持部442およびスライド保持部443を操作するだけで、2種類のテストパターンTP1,TP2で4タイプのテストパターンTP1,TP2(水平、垂直)の解像度評価値MTFを求めることができる。このため、準備する検査シート451,452の数を少なくできて、検査シート451,452にかかるコストを削減できる。この際、最初に一度だけ検査シート451,452を正確に取り付けたので、検査シート451,452を取り替えずに、4タイプ全てのテストパターンTP(TP1,TP2)を簡単に検査できて、検査作業の簡易化と検査時間の短縮化を図ることができる。
【0088】
(4)固定配置された9つのCCDカメラ620a〜620iの検出位置A1〜A9に、テストパターンTP(TP1,TP2)の画像が正しく投影されるように、予め検査シート450(451,452)の位置を調整したので、従来のように、スクリーン500上に投影されたテストパターンTPの画像の各検出位置A1〜A9にCCDカメラ等の撮像素子を移動させる必要がないから、検査時間の短縮を図ることができる。
【0089】
(5)テストパターンTPの外径寸法を、各種プロジェクタに使用される液晶パネルのうちの最大寸法より大きく形成したので、この液晶パネルの大きさにかかわらず、同一の検査シート450で、外径寸法の異なる複数種類の検査シート450を兼用でき、検査シート450にかかるコストを抑えることができる。このように、検査シート450を各機種で兼用できるので、検査されるレンズの交換に伴って液晶パネルの外径寸法が変わる場合でも、検査シート450を取り換えずに取り付けたままでよいから、検査時間の短縮を簡単に図ることができる。つまり、検査作業の簡易化を図ることができる。
【0090】
(6)また、テストパターンTP1,TP2には、測定領域PTV1,PTV2と、透光領域PTSとを備えたので、測定領域PTV1,PTV2の輝度値に加えて、透光領域PTSの輝度値も同じ検査シート451,452で略同時に測定することができ、前述の数2で示される式に基づいて、簡単に解像度評価値MTFが得られる。このような解像度評価値MTFは、プロジェクタの機種、表示画像上の場所等に影響されないため、投写レンズ160の解像度をより適正に検査できる。
【0091】
(7)3色からなるカラーフィルタ490a〜490cが配置されるフィルタ装着部490を採用したので、フィルタ装着部490に3色からなるカラーフィルタ490a〜490cを取り付けて、これらのカラーフィルタ490a〜490cを光路L上に取り換えて配置するだけで、色光毎の画像信号に基づいて、処理部610で投写レンズ160の色収差を簡単に検査できる。
また、3色の色光毎に撮像素子をそれぞれ用意する場合に比べて、カラーフィルタ490a〜490cもフィルタ装着部490も比較的安価で作製できるので、レンズの色収差の検査にかかるコストを抑えることができる。
【0092】
(8)また、検査シート450やテストパターンTPを略正方形としたので、長方形とする場合に比べて、検査シート450を90度回転させる場合には便利である。
【0093】
<第2実施形態>
以下、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、前記第1実施形態と同一または相当構成品には同じ符号を付し、説明を省略または簡略する。
[2-1.投写レンズが組み込まれるプロジェクタの構造]
投写レンズ160が組み込まれるプロジェクタは、前記第1実施形態と同じものであるので、説明を省略する。
【0094】
[2-2.投写レンズ検査装置]
第2実施形態の投写レンズ検査装置2は、図2に示す第1実施形態の投写レンズ検査装置1と略同様である。ただし、第1実施形態と比較すると、第1実施形態では色収差を検査するために、カラーフィルタ490a〜490cおよびフィルタ装着部490を準備しているが、第2実施形態では、第1実施形態の9つのCCDカメラ620a〜620iにプリズム81と、3枚の撮像素子とを有する3CCDカメラ630a〜630iを採用している点で相違している。なお、これに応じて、処理部610における処理も部分的に相違している。これら以外の点では、第1実施形態と共通しているため、投写レンズ検査装置2では、第1実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【0095】
図11,12に示すように、9つの3CCDカメラ630a〜630iのそれぞれは、スクリーン500上に投影されたテストパターンTP(図3)の画像を、赤色光R、緑色光G、青色光Bの3つの異なる色光に分離するプリズムとしての色分離ダイクロイックプリズム81を備える。そして、この色分離ダイクロイックプリズム81の光出射端面811R,811G,811Bのそれぞれには、各色光の画像を撮像する赤色用撮像素子(R−CCD)82R、緑色用撮像素子(G−CCD)82G、および青色用撮像素子(B−CCD)82Bが設けられる。
【0096】
色分離ダイクロイックプリズム81は、図12に示すように、所定形状の3枚のプリズムを貼り合わせて形成されたものであり、入射された画像光を3つの色に分離して、これらを3方向へ射出する機能を有する。換言すれば、プロジェクタ100に使用されているクロスダイクロイックプリズム150とは、反対の機能を有することになる。
【0097】
ここで、各撮像素子82R,82G,82Bと処理部610とは、電気的に接続されており、各撮像素子82R,82G,82Bで撮像された画像は処理部610で処理される。
【0098】
[2-3.投写レンズの評価方法]
<2-3-1.解像度検査方法>
投写レンズ160の解像度検査は、処理部610において、3枚の撮像素子82R,82G,82Bのうちの1枚の撮像素子、例えば、撮像素子82Rで撮像された画像のみが採用される以外は、前記第1実施形態と略同様に行われる。
すなわち、図3,11を参照すれば、光源装置410からの光束が、各検査シート451,452(図5)、投写レンズ160を介して進むことにより、スクリーン500上には、検査シート451,452のテストパターンTP1,TP2の画像が投影される。そして、この投影された画像を9つの3CCDカメラ630a〜630iで撮像し、処理部610で前記第1実施形態と同様に処理される。このようにして、バックグラウンド輝度値Io、最大輝度値Imax、および最小輝度値Iminを取得し、前記数2に基づいて、解像度評価値MTFが求められる。
【0099】
<2-3-2.色収差検査方法>
続いて、色収差の検査は、以下に示す手順で行われる。
すなわち、図3,11を参照すれば、各3CCDカメラ630a〜630iにおいて、まず、スクリーン500上に投影されたテストパターンTPの画像を各撮像素子82R,82G,82Bで略同時に撮像する。次いで、処理部610で、これらの撮像された3つの画像毎の画像信号を作成し、これらの3つの画像信号に基づいて、前述と同じパターンマッチング処理を行い、前述と同様に3つの画像の位置がどの程度ずれているかを算出する。こうして、投写レンズ160の色収差を検査する。
【0100】
なお、このような方式は、前記のフォーカスを色毎に再調整する方式と異なり、再調整しない方式に近いので、検査時間を延ばし、各色毎にフォーカス調整を行うことにより、前述と同程度の効果が得られる。
【0101】
[2-4.第2実施形態の効果]
第2実施形態によれば、前記第1実施形態の(1)〜(6),(8)の効果に加えて以下のような効果がある。
(9)スクリーン500上に投影されたテストパターンTP1,TP2の画像を各3CCDカメラ630a〜630iで撮像し、これらの各3CCDカメラ630a〜630iにおける3枚の撮像素子82R,82G,82B毎の画像に基づいて、投写レンズ160の色収差を短時間で簡単に検査できる。また、色光毎の画像が各撮像素子82R,82G,82Bで同時に撮像されるので、前記第1実施形態のように光路上にカラーフィルタ490a〜490cを取り換えて配置する必要がないから、投写レンズ160の色収差の検査にかかる時間を短縮化できる。
【0102】
<第3実施形態>
以下、本発明の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、前記第1実施形態と同一または相当構成品には同じ符号を付し、説明を省略または簡略する。
[3-1.投写レンズが組み込まれるプロジェクタの構造]
投写レンズ160が組み込まれるプロジェクタは、前記第1実施形態と同じものなので説明を省略する。
【0103】
[3-2.投写レンズ検査装置]
第3実施形態の投写レンズ検査装置3は、図2に示す第1実施形態の投写レンズ検査装置1とは、ミラー510を使用せずに、投写レンズ160から射出された画像光を直接スクリーン500上に投影している点が相違している。
【0104】
図13に示すように、投写レンズ検査装置3は、検査対象である投写レンズ160が搭載される投写部401と、スクリーン500と、測定部600とを備える。この投写レンズ検査装置3では、投写部401から射出された画像光が直接スクリーン500上に投影され、この投影されたスクリーン500上の画像光をスクリーン500の裏面500b側から測定部600が撮像および画像処理を行って、投写レンズ160の解像度や色収差等の検査を行っている。
【0105】
図13に示すように、投写部401は、検査対象である投写レンズ160の他に、この投写レンズ160を支持するとともに、投写レンズ160に所定の光束を射出する光学装置402と、この光学装置402が上面に固定され、かつ自身も所定位置に固定された設置台403とを備える。
ここで、投写レンズ160を介して、光学装置402から投写される画像光が、スクリーン500上に正しく投影されるように、投影された画像光のフォーカス調整および位置調整が行われた状態で、光学装置402が設置台403に固定されている。
【0106】
光学装置402は、図14に示すように、光源装置410と、検査シート450と、検査シート450を保持する検査シート保持具440Aと、ダミープリズム470と、フィルタ装着部490と、このフィルタ装着部490に装着されるカラーフィルタ490a〜490cとを備える。
【0107】
投写部401は、前記第1実施形態の投写部400とは、光源装置410からの光束の光路Lをコ字状とせずに、光源装置410からの光束の光路L1を直線状(直線光学系)としている点で相違している。すなわち、投写部401は、投写部400とは、検査シート保持具440Aの構成と、検査シート保持具440A側に対する光源装置410およびフィルタ装着部490の配置場所とが相違している。なお、これらの相違点以外は、前記第1実施形態と略同様である。
【0108】
光源装置410およびフィルタ装着部490は、図14に示すように、検査シート保持具440A側に対して、略直線状に配置されている。すなわち、投写レンズ160および各構成部品410,450,440A,470,490,490a〜490cは、略直線状に配置されている。
【0109】
また、検査シート保持具440Aは、図14に示すように、検査シート450を所定位置に保持するためのものであり、保持具本体441と、この保持具本体441の+Z側面(図14中、右側面)に設置された回転保持部442と、この回転保持部442の+Z側面に取り付けられ、検査シート450を保持するスライド保持部443とを備える。ただし、検査シート保持具440Aには、前述の6軸調整部444が設けられていない。
保持具本体441において、−Z側面(図14中、左側面)には、前述の開口部441aのような開口部441cが形成されている。なお、+Z側面には、前述の開口部441bが形成されている。
【0110】
以上の投写部401の構成により、図14の光路L1に示すように、光源装置410から射出された光束は、フィルタ装着部490、検査シート450(451,452)を順次通過することにより、テストパターンTP(TP1,TP2、図5)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160から投写されて、スクリーン500(図13)上に投影される。また、フィルタ装着部490では、カラーフィルタ490a〜490cが、光路L1上に適宜入れ換え配置される。
なお、図13に示すように、投写部401でも、第1実施形態の投写部400と同様に「あおり投写」が行われている。
【0111】
[3-3.投写レンズの評価方法]
投写レンズ検査装置3による検査は、前記第1実施形態の投写レンズ検査装置1による検査と略同様の手順で行われる。ただし、投写レンズ検査装置3による検査では、予め、投写部401が、スクリーン500に対する所定位置に固定され、投影画像の位置調整およびフォーカス調整がなされているため、前記第1実施形態における前調整の処理が不要である点で相違する。これ以外の検査手順は同様なので、説明を省略する。
【0112】
[3-4.第3実施形態の効果]
第3実施形態によれば、前記第1実施形態の(1)〜(8)の効果に加えて以下のような効果がある。
(10)投写レンズ検査装置3を直線光学系として構成したので、反射用のミラー等が必要ないから、部材点数を減少できるとともに、比較的簡単な構造にできる。
【0113】
[4.実施形態の変形]
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態において、回転保持部本体445の回転角度を90度としたが、これに限らず、例えば、回転角度を45度等のその他の角度としてもよい。要するに、保持された検査シート450を回転できて、テストパターンTPにおける遮光部PTLの延出方向を変えられればよい。
【0114】
なお、検査シート450およびテストパターンTPの外形は略正方形に限らず、長方形を含む矩形状や円形等のその他の形状であってもよい。
【0115】
前記各実施形態において、回転保持部442の回転保持部本体445を円板状としたが、これに限らず、矩形状等のその他の形状としてもよい。要するに、回転保持部442は、検査シート450を設置して回転することができれば、その材質や大きさ、形状等は限定されない。
【0116】
また、前記各実施形態において、スライド保持部443が回転保持部本体445内でスライドするようにしたが、スライド保持部443が回転保持部本体445からはみ出すように形成してもよい。スライド保持部443の材質や大きさ、形状等は限定されない。
【0117】
前記各実施形態において、保持枠447として2つの保持枠448,449を隣接して配置したが、保持枠447を3つ以上備えてもよいし1つとしてもよい。要するに、保持枠447の数は限定されない。また、保持枠447は、隣接しないように間をあけて配置されてもよい。
【0118】
また、前記各実施形態において、保持枠447には、検査シート451,452を保持するために、固定保持片447aと可動保持片447bとを備えて構成したが、これに限らず、可動保持片447bの代わりに固定保持片を採用してもよいし、固定保持片447aの代わりに可動保持片を採用してもよい。要するに、検査シート451,452を確実に保持できれば、その保持手段の構成は、特に限定されない。
【0119】
前記各実施形態において、CCDカメラ620a〜620iまたは3CCDカメラ630a〜630iをスクリーン500に対して9つ固定配置したが、カメラの配置台数は、4台や20台等のその他の台数であってもよい。また、スクリーン500に対する設置位置も、前記各実施形態のように均等の位置とされなくてもよい。要するに、スクリーン500に対する所定位置に複数個が固定配置されていればよい。
なお、全てのCCDカメラ620a〜620iまたは3CCDカメラ630a〜630iが固定配置されているが、これらのうちの一部または全部が、固定されていなくてもよい。
【0120】
また、前記各実施形態において、数1(数2)に表された式に基づいて解像度評価値MTFを求めていたが、これに限らず、その他の式に基づいて解像度評価値MTFを算出してもよい。要するに、投写レンズの解像度を正しく評価できればよい。
【0121】
前記各実施形態では、空間周波数が50本/mm、80本/mmとされたテストパターンTP1,TP2を有する2つの検査シート451,452を採用しているが、これに限らず、その他の空間周波数に設定された検査シートも採用できる。この際、空間周波数としては、20本/mmや60本/mm等のその他の値にできる。
【0122】
また、前記各実施形態では、解像度の検査の際に、テストパターンTP1の水平方向、テストパターンTP2の水平方向、テストパターンTP2の垂直方向、テストパターンTP1の垂直方向の順で検査したが、これらの検査の手順は特に限定されない。また、解像度検査の後に色収差を検査したが、この順番も特に限定されない。要するに、解像度検査および色収差検査の全ての検査が行われるのであれば、各検査項目の検査のタイミングはいずれでもよいということである。
【0123】
さらに、前記各実施形態において、検査対象を投写レンズ160としたが、これに限らず、プロジェクタを構成するその他の光学系や、プロジェクタ以外の電子機器に使用される光学系としてもよい。
【0124】
【発明の効果】
このような本発明によれば、レンズの解像度の評価を簡易に、かつ安価で行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各実施形態において、検査対象となる投写レンズを含むプロジェクタの構造を示す模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る投写レンズ検査装置の構造を示す模式図である。
【図3】前記第1実施形態における投写レンズ検査装置の構造を示す模式図である。
【図4】前記各実施形態における検査シートを示す側面図である。
【図5】前記各実施形態において、回転保持部およびスライド保持部を示す正面図である。
【図6】図5において、回転保持部を90度回転させた図である。
【図7】前記第1実施形態におけるフィルタ装着部を示す平面図である。
【図8】前記各実施形態において、スクリーンに対するCCDカメラの配置位置を示す図である。
【図9】前記第1実施形態において、投写レンズの検査方法を説明するためのフローチャートである。
【図10】前記各実施形態において、スクリーンに投影されたテストパターン画像を示す図である。
【図11】本発明の第2実施形態係る投写レンズ検査装置の構造を示す模式図である。
【図12】前記第2実施形態における3CCDカメラの一部を示す模式図である。
【図13】本発明の第3実施形態に係る投写レンズ検査装置の構造を示す模式図である。
【図14】前記第3実施形態における投写レンズ検査装置の構造を示す模式図である。
【符号の説明】
1,2 レンズ検査装置としての投写レンズ検査装置
81 プリズムとしての色分離ダイクロイックプリズム
82R,82G,82B 撮像素子
160 レンズとしての投写レンズ
410 光源としての光源装置
420 検査シート保持具
441 保持具本体
441b 透光部を構成する開口部
442 回転保持部
443 スライド保持部
445a 透光部を構成する透光部位
450 検査シート
451 第1検査シート
452 第2検査シート
490 フィルタ装着部
490a〜490c カラーフィルタ
500 スクリーン
600 画像光検出部としての測定部
620a〜620i 撮像素子を含む9つのCCDカメラ
630a〜630i 撮像素子を含む9つの3CCDカメラ
811R,811G,811B 光出射端面
L,L1 光路
MTF 解像度評価値
PTL 遮光部
PTS 透光領域
PTV(PTV1,PTV2) 測定領域
TP(TP1,TP2) テストパターン

Claims (7)

  1. レンズの解像度を評価するために、解像度測定用のテストパターンを含む画像光を、前記レンズを介してスクリーン上に投写し、前記スクリーン上に前記解像度測定用のテストパターンの画像を表示して前記レンズの検査を行うレンズ検査装置であって、
    解像度測定用のテストパターンが形成された検査シートと、
    この検査シートを保持する検査シート保持具と、
    この検査シート保持具に保持された検査シートのテストパターン部分に光束を導入する光源と、
    前記検査シートを介して前記スクリーン上に投写された画像を撮像する撮像素子を含む画像光検出部とを備え、
    前記テストパターンは、透過光が所定の空間周波数となるように、線状の遮光部をストライプ状に配列した測定領域を有し、
    前記検査シート保持具は、前記検査シートのテストパターン部分に応じて透光部が形成され、前記検査シートを前記レンズのフォーカス位置に位置決めする保持具本体と、この保持具本体に対して前記検査シートを面内で回転自在に保持する回転保持部とを備えることを特徴とするレンズ検査装置。
  2. 請求項1に記載のレンズ検査装置において、
    前記検査シート保持具は、異なる空間周波数のテストパターンが形成された複数の検査シートを保持し、前記保持具本体に対して前記検査シートを面内でスライド自在に保持するスライド保持部を備えることを特徴とするレンズ検査装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載のレンズ検査装置において、
    前記画像光検出部は、前記スクリーンに投写された画像を撮像する複数の撮像素子を備え、これらの複数の撮像素子は、前記スクリーンに対して固定配置されることを特徴とするレンズ検査装置。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれかに記載のレンズ検査装置において、
    前記光源から射出された光束のうち、所定範囲の周波数の光束のみを透過するカラーフィルタを装着するフィルタ装着部を備えることを特徴とするレンズ検査装置。
  5. 請求項1〜請求項3のいずれかに記載のレンズ検査装置において、
    前記画像光検出部は、前記スクリーン上に投写された画像光を複数の色光に分離するプリズムを備え、
    前記撮像素子は、このプリズムの各色光の光出射端面にそれぞれ配置されることを特徴とするレンズ検査装置。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれかに記載のレンズ検査装置において、
    前記検査シートは、矩形形状を有し、互いに対向する一対の端縁間に形成された複数の線状の遮光部がストライプ状に配置された測定領域を備えることを特徴とするレンズ検査装置
  7. 請求項6に記載のレンズ検査装置において、
    前記測定領域は、前記一対の端縁の延出方向に沿って複数配列され、互いに隣接する測定領域の間には、前記遮光部が形成されていない透光領域が形成されていることを特徴とするレンズ検査装置。
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