JPH04157336A - レンズ結像特性検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＣＲＴ画面像をレンズによってスクリーン上に
拡大投影して映像を呈示する投射形テレビジョンの投射
レンズの結像特性を検査する装置に係り、特に、解像度
検査を行うレンズ検査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のレンズ検査装置は、特開平０１−２４２９３５号
公報に記載のように、テストチャートを被検レンズによ
って拡大投影し、その投影像を読みとり演算処理するこ
とで特性の検査をおこなっている。

そのテストチャートのパターンは明暗の境界が一方向一
本の線であるため、特性検査の際のテストチャート投影
像を演算処理して得られる特性は、一方向だけの特性で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

良く知られているように、レンズには収差があるため、
最良結像位置はメリジオナル像面とサジタル像面とで一
致しない。このため結像特性はこの二方向にわたって測
定する必要がある。従来技術はこの点について考慮され
ておらず、従ってこの点に関しては不十分なデータしか
得られなかった。

本発明の目的は、メリジオナル・サジタル両方向の特性
を一つの画像読みとり装置で同時に測定することを可能
とするレンズ検査装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、テストチャートのパターンに二方向の明暗
の変化のあるパターンと、そのパターンの投影像全体を
視野内にとらえられる画像読みとり装置を用い、読みと
り画像データの演算処理を二方向にわたって行うことに
よって達成される。

〔作用〕

二方向にわたって投影像の明暗の変化のあるパターンを
用いることで、レンズ結像特性測定を二。

方向にわたって行うことが可能となる。特に、結像面中
心に対して周方向と径方向の二方向にわたって投影像の
明暗の変化のあるパターンとすることでメリジオナル・
サジタル両方向の特性測定が可能となる。

これらパターンを市松模様とすると、パターンの上下・
左右で明暗の位相が逆となり、画像読みとり後のデータ
の演算処理時、この上下・左右の対のデータを用いるこ
とで、シェーディングの影響を軽減することを可能とす
る。

一枚のテストチャートに複数のこれらパターンを配置す
ることによって、複数位置での特性の測定が可能となる
。

このパターン結像位置ごとに画像読みとり装置を配置す
ることによって、画像読みとり装置の移動によって生じ
る誤差と移動時間を排除し、低誤差および短時間の測定
を可能とする。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図によって説明する。

第１図は本発明によるレンズ検査装置の実施例を示す構
成図である。第１図において、テストチャート１は照明
２より後背より照明され、検査対象であるレンズ３によ
ってスクリーン４上に、テストチャートｌの像が投影さ
れる。スクリーン４は投射形テレビジョンセットでの投
影像のスクリーン位置と同位置に配置されている。レン
ズ３を搭載しているステージ５は、演算処理装置１０と
接続されたステージコントローラ１１の制御下にある。

ステージ５はレンズ３の光学的フォーカス合わせ用の機
構であって、スクリーン４上に投影される像のピントが
合うように、レンズ３の位置決めを行う。テストチャー
ト１の像が投影されるスクリーン４はすりガラス様の拡
散板で構成される。スクリーン４に面してＴＶカメラ６
を設置し、このＴＶカメラ６はスクリーン４上の像を読
みとる。

検査ポイントが複数あるため、各検査ポイントごとに一
組のスクリーン４及びＴＶカメラ６を設置する。各ＴＶ
カメラ６内臓のエリアセンサの辺は、投影像の光軸を中
心として径・周接線方向を向くよう配置し、ＴＶカメラ
６の走査の方向が径または周接線方向を向くようする。

各ＴＶカメラ６からの信号は、信号切り替え装置７を介
して選択され、フレームメモリ８に入力される。入力さ
れたＴＶ信号はフレームメモリ８で投影像に対応した二
次元の輝度データに変換される。モニタＴＶ９は、フレ
ームメモリ８に接続してあり、フレームメモリ８に入力
された映像を表示する。演算処理装置１０はフレームメ
モリ８に蓄えられた映像データの演算処理を行う。各Ｔ
Ｖカメラ６ごとに同様のデータ処理を行い、各ＴＶカメ
ラ６ごとの演算結果を総合することで、検査対象レンズ
３の特性とし、それをしきい値と比較判断して、レンズ
検査を実施する。

検査の手順について述べる。レンズ移動ステージ５はレ
ンズ保持固定部をレンズ取付位置に移動して、検査対象
のレンズを取り付ける。取り付けた後、レンズ３を少し
ずつステップ送りまたは定速移動させる。この時、テス
トチャート１のスクリーン４の投影像をＴＶカメラ６で
取り込み、その出力信号から高周波成分量を測定するな
どして、光学的フォーカスの度合いを測定する。レンズ
３が端から端まで移動を完了すると、光学的フォーカス
の度合いが最大となるレンズ位置を算出し、その位置に
レンズ３を移動させる。その位置で特性を測定し、比較
・判断、すなわち、検査を行う。

検査完了後レンズ移動ステージ５はレンズ取り外し位置
に移動し、検査の終了したレンズ３を取り外す。

第２図は、本発明の実施例を表すテストチャートのパタ
ーンの例である。黒地１ｂの中に、二個の長方形の光を
透過する透明部分１ａが頂点を接して辺１ｃ、ｌｄが一
直線となるように配置しである。この二個の透明長方形
が１セツトとなり、このセットの投影像−組が一個のＴ
Ｖカメラ前のスクリーンに投影され映像が読みとられる
。

第２図で示したパターンのテストチャートでレンズの特
性を測定する方式について述べる。投射形テレビジョン
用投射レンズの特性でもっとも重要な項目は、解像度で
あり、以下これの測定方法に付いて述べる。解像度は、
レンズの空間周波数特性であるから、複数の異なるピッ
チの明暗パターンを結像させ、それぞれの伝達特性（明
暗の明度差）を計ることで測定できる。また、別の方法
として、インパルスレスポンスをフーリエ変換して得る
方法がある。ただし、理想的なデルタ（δ関数のインパ
ルスを作成・入力させることはできないので、通常は階
段（ステップ）波を入力し、その出力応答を微分しフー
リエ変換して周波数特性を算出する。本発明の実施例で
示したパターンは、後者の方式を用いることを前提とし
たパターンである。すなわち、明暗二値の階段パターン
を結像させ、その投影像の空間微分データをフーリエ変
換することで、周波数特性を計るというものである。第
２図において、透明部分の辺ＩＣ９１ｄが明暗の境界す
なわち階段部分となる。明暗の境界は第２図においてｌ
ｃ、ｌｄと２個直交してあり、この２個の明暗の境界に
よって直交する２方向の特性測定が可能となる。

第３図は、本発明の実施例を示すテストチャートの例で
ある。第３図は第２図で示したパターンを基本構成とし
、テストチャート中心に１パターン、周辺に複数パター
ン（第３図では４パターン）中心と周辺の中間に複数パ
ターン（第３図では４個）、を配置して構成しである。

第１図で示したスクリーンとＴＶカメラは、投影された
テストチャートの個々のパターンに対応して配置される
。

これにより、ＴＶカメラの移動を不要とすることができ
る。各パターンの辺の向きは、レンズのメリジオナル・
サジタルの２方向の特性を測定できるようにテストチャ
ートの中心に向ける。

第４図は、本発明による検査用パターンを用いて、明る
さのむら（シェーディング）の影響を低減するために行
う読みとりデータの演算・処理の方法を説明する図であ
る。シェーディングは像面上でレンズ光軸から離れるに
つれて光量が低下する（ｃｏｓ４乗則）ことと、ＴＶカ
メラ前のスクリーンの光の拡散の特性によって生じる。

第４図（ａ）で投影像はテストチャートの透明部に対応
して明るくなっている１ａ領域と不透明部に対応する１
４ｂ領域とからなる。ＴＶカメラの視野１２を破線領域
で示してあり、また、投影像は左側が明るく右側が暗く
なるというシェーディングが生じているものとする。第
４図（ｂ）、　（Ｃ）は、ＴＶカメラで読みとった画像
データで第４図（ａ）の線Ａ上及び線Ｂ上の明るさを図
示するものであり、シェーディングのため、明るい部分
が右下がりになっている。

ここにおいて、（Ｃ）の信号波形を左右逆転させ、エツ
ジ（明暗の境界）の位置を合わせて加算すると、（ｄ）
に示すようにシェーディングの影響の無いまたは影響の
低減された信号を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、投射形テレビジョンの投射用レンズの
解像度を二方向にわたって測定することができ、検査の
信頼度向上が図れる。またこの二方向の特性を一個のパ
ターン及びＴＶカメラで測定することができ、高速かつ
安価な検査装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレンズ検査装置の−実施例のブロ
ック図、第２図は本発明によるテストチャートのパター
ンの説明図、第３図はテストチャートの構成の説明図、
第４図はパターン投影像と信号波形図である。 １・・・テストチャート　１ａ・・・パターン透明部１
ｂ・・・パターン不透明部 ２・・・照明　　　　　　３・・・被検レンズ４・・・
スクリーン　　　５・・・レンズ移動ステージ６・・・
ＴＶカメラ　　　７・・・信号切り替え装置８・・・フ
レームメモリ　９・・・モニタＴＶ１０・・・演算処理
装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、後背から証明されたテストチャートの像を被検レン
   ズによつて拡大投影し、前記テストチャート投影像を読
   みとり、読みとり画像データを演算処理することによつ
   て、レンズの結像特性を検査する装置において、 投影面の中心に対して周方向と径方向の二方向にわたっ
   て投影像の明暗の変化のあるパターンからなるテストチ
   ャートと、前記パターン投影像を一つの視野で読み取れ
   る二次元画像読みとり装置を備えたレンズ結像特性検査
   装置。 ２、請求項１において、前記パターンが画像読みとり装
   置の視野を四分して明暗をなす市松模様のパターンであ
   るレンズ結像特性検査装置。 ３、請求項１において、一枚のテストチャートに前記パ
   ターンを複数個組み込んだレンズ結像特性検査装置。 ４、請求項１において、前記パターン投影位置ごとに画
   像読みとり装置を備えたレンズ結像特性検査装置。