(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0003654220.tif 000002
【図２】
0003654220.tif 000003
【図３】
0003654220.tif 000004
【図４】
0003654220.tif 000005
【図５】
0003654220.tif 000006
【図６】
0003654220.tif 000007
【図７】
0003654220.tif 000008
【図８】
0003654220.tif 000009
【図９】
0003654220.tif 000010
【図１０】
0003654220.tif 000011
【図１１】
0003654220.tif 000012
【図１２】
0003654220.tif 000013
【図１３】
0003654220.tif 000014
【図１４】
0003654220.tif 000015