JP4640192B2 - レンズ基板の解像度評価方法 - Google Patents
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Description
リア型プロジェクタに用いられる透過型スクリーンには、レンチキュラレンズやマイクロレンズを備えたレンズ基板が一般的に用いられている(例えば、特許文献1参照。)。
このようなレンズ基板としては、解像度が高く、ぼやけ等がない、品質が均一なものが望まれている。
本発明のレンズ基板の解像度評価方法は、リア型プロジェクタに用いられるレンズ基板の解像度評価方法であって、
前記レンズ基板のレンズが設けられている側の面と対向するように、前記レンズ基板側から順に、テストパターンが形成されたテストパターン基板と、フレネルレンズ基板とを配置し、
前記レンズ基板のレンズが設けられている側とは反対の面側に、受光器および/または画像認識カメラを配置し、
前記フレネルレンズ基板側から光を照射した状態で、前記テストパターンの画像境界近傍における光量の変化を、前記受光器および/または前記画像認識カメラを用いて測定することにより、前記レンズ基板の解像度を検査することを特徴とする。
これにより、検査精度が高く、量産時の検査に適したレンズ基板の解像度評価方法を提供することができる。
これにより、より効率よく解像度の評価を行うことができる。
本発明のレンズ基板の解像度評価方法では、複数の前記受光器および/または前記画像認識カメラのうち、少なくとも1つは、前記レンズ基板の垂直方向に対して所定の角度傾斜した位置から光量を測定することが好ましい。
これにより、視野角による解像度のばらつきを評価することができる。
これにより、リア型プロジェクタの水平方向の視野角による解像度のばらつきを好適に評価することができる。
本発明のレンズ基板の解像度評価方法では、前記レンズ基板をリア型プロジェクタに設置した際の垂直方向において、前記所定の角度は、10〜30°であることが好ましい。
これにより、リア型プロジェクタの垂直方向(上下方向)の視野角による解像度のばらつきを好適に評価することができる。
本発明のレンズ基板の解像度評価方法では、検査後、前記テストパターン基板を、前記レンズ基板に対して相対的に移動させ、再度、光量の変化を測定することが好ましい。
これにより、レンズ基板全体をより効果的に検査することができる。
なお、本発明において、「基板」とは、実質的に可撓性を有さない、比較的肉厚の大きいものから、シート状のものや、フィルム状のもの等の含む概念のことを指す。
図1は、本発明のレンズ基板の解像度評価方法に適用される解像度評価装置の一例を示す概略図、図2は、本発明のレンズ基板の解像度評価方法に用いるテストパターンの一例を示す平面図、図3は、図2に示すテストパターンを用いたレンズ基板の解像度評価方法によって得られた透過光量の変化を示すグラフである。なお、以下の説明では、図1中の下側を「(光の)入射側」、上側を「(光の)出射側」と言う。
解像度評価装置100は、図1に示すように、テストパターン1011が形成されたテストパターン基板101と、フレネルレンズ基板102と、光源103と、受光器104aおよび受光器104bと、受光器104aおよび受光器104bに接続された解析装置105とを有している。
解像度評価装置100は、光源103が配されている側(光の入射側)から順に、光源103と、フレネルレンズ基板102と、テストパターン基板101と、受光器104aおよび受光器104bとが配置されたものである。
テストパターン基板101は、表面にテストパターン1011が形成されており、それ以外は透明の部材で構成されている。
テストパターン1011がストライプ状のものである場合、1つのストライプの幅は、1.5〜3.0mm程度であるのが好ましく、2.0〜3.0mm程度であるのがより好ましい。これにより、より精度良く解像度を評価することができる。
また、テストパターン1011がストライプ状のものである場合、隣接するストライプの間隔は、2.0〜5.0mm程度であるのが好ましく、3.0〜5.0mm程度であるのがより好ましい。これにより、より精度良く解像度を評価することができる。
また、テストパターン基板101は、面方向に対して移動可能となっている。
光源103は、フレネルレンズ基板102に光を照射する機能を有している。光源103より照射された光は、フレネルレンズ基板102で屈折され、平行光となり、テストパターン基板101およびレンズ基板1を透過して、後述する受光器104aおよび受光器104bで透過光の光量が測定される。
受光器104aは、評価すべきレンズ基板1の正面の光の光量を測定するよう構成されている。そして、測定された光量のデータは、解析装置105に送信され、光量の変化が記録される。
なお、所定の角度θは、レンズ基板1を後述するようなリア型プロジェクタに設置した場合の水平方向において、10〜30°であるのが好ましく、15〜30°であるのがより好ましい。これにより、リア型プロジェクタの水平方向の視野角による解像度のばらつきを好適に評価することができる。
また、受光器104aおよび受光器104bは、評価すべきレンズ基板1の面方向において移動可能となっている。
まず、図1に示すように、テストパターン基板101と、受光器104aおよび受光器104bとの間に、評価すべきレンズ基板1を設置する。
次に、光源103より、フレネルレンズ基板102に対して光を照射する。
照射された光は、フレネルレンズ基板102によって屈折され、平行光となり、テストパターン基板101を介して、レンズ基板1に入射され、レンズ基板1には、テストパターン1011に対応する像が投射される。
この状態で、受光器104aおよび受光器104bを、レンズ基板1の面方向に走査し、透過光の光量の変化を解析装置105によって記録する。
より具体的に説明すると、以下のようにして解像度を評価する。
例えば、図2に示すような方向(図中Xで示される方向)に受光器104aおよび受光器104bを走査することにより、図3に示すような、透過光量の変化を示すグラフが得られる。すなわち、テストパターン1011に対応する部位では、透過光量の低く、テストパターン1011以外の部位では、透過光量が高いグラフが得られる。
そして、図3に示すグラフにおける、テストパターン1011とテストパターン1011が設けられていない部位との境界(画像境界)近傍での光量の変化率を解析することにより解像度の評価を行う。すなわち、図3中のaで示す、透過光量の低い部位と、透過光量の高い部位との境界におけるグラフの傾きを解析することにより解像度を評価する。
そして、傾きが所望の範囲内であれば、解像度として合格となり、傾きが所望の範囲からはずれた場合、解像度としては不合格となる。
また、全体を測定した後、例えば、テストパターン基板101をテストパターンのストライプと垂直な方向(図2中Xで示す方向)に、所定距離移動させて、再度解像度評価を行ってもよい。これにより、レンズ基板1全体をより効果的に検査することができる。
なお、画像境界のぼやけ(解像度の低下)は、レンズ基板1の一部のレンズ欠陥によって、部分的に生じる場合もある。
特に本発明では、フレネルレンズ基板によって平行光をレンズ基板に照射することができるため。レンズ基板全体に均一に光を照射することができ、レンズ基板全体を均一に検査することができる。
また、本実施形態のように、複数の受光器を用いることにより、より効率よく解像度の評価を行うことができる。
なお、上記実施形態では、光量の変化を測定する機器として、受光器を用いるものとして説明したが、画像認識カメラを用いてもよい。この場合、画像認識カメラで取り込んだ画像を、画像処理することにより、テストパターンの画像境界での光量の変化を測定し、解像度の評価を行うことができる。
図4は、レンズ基板を備えた透過型スクリーンの一例を示す模式的な縦断面図である。
図4に示すように、透過型スクリーン10は、フレネルレンズ部6と、レンズ基板1とを備えている。フレネルレンズ部6は、光(画像光)の入射側に設置されており、フレネルレンズ部6を透過した光が、レンズ基板1に入射する構成になっている。
以上のように構成された透過型スクリーン10では、投射レンズからの映像光が、フレネルレンズ部6によって屈折し、平行光Laとなる。そして、この平行光Laは、レンズ基板1のレンズが設けられた面側から入射し、各レンズによって集光し、焦点を結んだ後に拡散し、観察者に平面画像として観測される。
図5は、図4に示した透過型スクリーンを備えたリア型プロジェクタの構成を模式的に示す図である。
同図に示すように、リア型プロジェクタ300は、投写光学ユニット310と、導光ミラー320と、透過型スクリーン10とが筐体340に配置された構成を有している。
このリア型プロジェクタ300は、上記のような解像度検査方法により検査されたレンズ基板1(透過型スクリーン10)を備えているので、信頼性に優れたものとなる。
例えば、本発明のレンズ基板の解像度評価方法に用いられるテストパターンは、図示の構成のものに限定されず、例えば、パターンジェネレータを用いて形成されたテストパターンを任意に用いることができる。
また、前述した実施形態では、テストパターン基板および受光器を移動するものとして説明したが、レンズ基板を移動させてもよい。
また、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成を追加してもよい。
Claims (6)
- リア型プロジェクタに用いられるレンズ基板の解像度評価方法であって、
前記レンズ基板のレンズが設けられている側の面と対向するように、前記レンズ基板側から順に、テストパターンが形成されたテストパターン基板と、フレネルレンズ基板とを配置し、
前記レンズ基板のレンズが設けられている側とは反対の面側に、受光器および/または画像認識カメラを配置し、
前記フレネルレンズ基板側から光を照射した状態で、前記テストパターンの画像境界近傍における光量の変化を、前記受光器および/または前記画像認識カメラを用いて測定することにより、前記レンズ基板の解像度を検査することを特徴とするレンズ基板の解像度評価方法。 - 複数の前記受光器および/または前記画像認識カメラを用いて光量を測定する請求項1に記載のレンズ基板の解像度評価方法。
- 複数の前記受光器および/または前記画像認識カメラのうち、少なくとも1つは、前記レンズ基板の垂直方向に対して所定の角度傾斜した位置から光量を測定する請求項2に記載のレンズ基板の解像度評価方法。
- 前記レンズ基板をリア型プロジェクタに設置した際の水平方向において、前記所定の角度は、10〜30°である請求項3に記載のレンズ基板の解像度評価方法。
- 前記レンズ基板をリア型プロジェクタに設置した際の垂直方向において、前記所定の角度は、10〜30°である請求項3または4に記載のレンズ基板の解像度評価方法。
- 検査後、前記テストパターン基板を、前記レンズ基板に対して相対的に移動させ、再度、光量の変化を測定する請求項1ないし5のいずれかに記載のレンズ基板の解像度評価方法。
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