JP4100075B2 - プロジェクタ検査装置およびプロジェクタ検査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ検査装置およびプロジェクタ検査方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、投写レンズを介してスクリーン上に投写するプロジェクタが知られ、会議、学会、展示会等でのマルチメディアプレゼンテーションに広く利用されている。
このようなプロジェクタとしては、光源ランプと、この光源ランプから射出された光束をダイクロイックミラーを用いて三色の色光Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系と、これらの分離された光束を色光毎に画像情報に応じて変調する３枚の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成して光学像を形成するクロスダイクロイックプリズムと、この合成された光学像を拡大して投写する投写レンズとを備える、いわゆる三板式のプロジェクタが知られている。
【０００３】
このようなプロジェクタの製造時には、より鮮明な投写画像を得るために各液晶パネル間相互において、各液晶パネルを投写レンズのバックフォーカスの位置に正確に配置するフォーカス調整と、各液晶パネルの画素を一致させるアライメント調整とを高精度に行う必要があった。特に、プロジェクタの小型化・高輝度化に伴い、より一層高精度な調整が求められていた。
そこで、液晶パネルのフォーカス・アライメント調整では、例えば、３枚の液晶パネルおよびクロスダイクロイックプリズムを含む光学装置を調整対象として、まず、各液晶パネルの画像形成領域に光束を入射させ、クロスダイクロイックプリズムにおける光入射端面から入射され光出射端面から射出された光束をＣＣＤカメラで撮像しながら、各液晶パネルの位置や姿勢を調整して、各液晶パネルの相対位置を調整していた。
【０００４】
ここで、ＣＣＤカメラによる撮像としては、標準的な投写レンズをマスターレンズとして製造装置に予め組み込んでおき、光学装置およびこの投写レンズを経た光束をスクリーン上に投写し、この投写画像を取りこむ方式（マスターレンズ方式）と、光学装置を経た光束を直接取りこむ方式（直視式）とが採用されている。このような方法を採用することにより、投写レンズと組みあわせることなく、独立して光学装置を検査でき、効率的となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの方式による光学装置の検査でも、特定の基準光源を用い特定波長の光源光に基づいて調整するため、実際に組み込まれる光源を用いた完成品としてのプロジェクタの場合とは必ずしも調整が一致せず、プロジェクタの良否が厳密には判別されない場合があるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、完成品であるプロジェクタの光学特性を正確に検査して、プロジェクタの良否を正確に判別できるプロジェクタ検査装置およびプロジェクタ検査方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプロジェクタ検査装置は、光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光学装置と、この光学装置から射出された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えるプロジェクタの良否を検査するプロジェクタ検査装置であって、検査対象であるプロジェクタが設置される設置台と、この設置台に設置された検査対象から拡大投写された光学像に基づく投写画像が形成される透過型スクリーン装置と、この透過型スクリーン装置を前記投写光学系に対して進退方向に移動可能なスクリーン装置移動機構と、前記透過型スクリーン装置の裏面側に設置され、該透過型スクリーン装置に投写された投写画像を撮像する撮像素子を含む撮像装置と、この撮像素子で撮像された投写画像を取り込んで画像信号に変換する画像取込装置と、この画像取込装置で取り込まれた画像信号に基づいて画像の演算処理を行う画像処理装置とを備え、この画像処理装置は、前記撮像素子で撮像された投写画像のフォーカスが合致するように、前記スクリーン装置移動機構の駆動制御を行うフォーカス位置調整部と、前記投写画像を構成する複数の色光毎に、前記フォーカス位置調整部によるフォーカス調整後の前記透過型スクリーン装置の基準位置からの移動量をそれぞれ取得する移動量取得部と、これら取得された色光毎の移動量に基づいて、投写画像の軸上色収差を測定する軸上色収差測定部と、この測定された軸上色収差の値に基づいて、検査対象であるプロジェクタの良否を判定する良否判定部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、透過型スクリーン装置は、透過型スクリーンだけの構成に加えて、透過型スクリーンに反射装置である反射ミラーを組みあわせた構成等も含む。
また、複数の色光としては、例えば、赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の３色光とすることができる。
撮像装置を構成する撮像素子には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を採用できる。撮像装置としては、ＣＣＤと、このＣＣＤの光路前段に配置され、赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の３色のフィルタとを備える装置や、赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の３色の光束に分解する、いわゆる３ＣＣＤを備える装置等を採用できる。画像取込装置には、ビデオキャプチャボードを採用できる。画像処理装置は、コンピュータとして構成することができる。このため、フォーカス位置調整部、移動量取得部、軸上色収差測定部、および良否判定部は、撮像素子からの画像信号が画像取込装置を介して入力されるコンピュータの動作制御を行うＯＳ（Operating System）上に展開される画像処理プログラムとして構成できる。
【０００９】
本発明のプロジェクタ検査装置では、例えば、以下のように検査できる。
(１)設置台に検査対象であるプロジェクタを設置し、光源から光束を射出させて全白画像（ノーマリーホワイト）をスクリーン装置に投写する。
(２)プロジェクタから基準投写距離となる位置（基準位置）に透過型スクリーン装置を設定し、３ＣＣＤからなる撮像素子により全白画像の撮像を開始する。
(３)３ＣＣＤで撮像しながら、例えば、投写画像のうち緑色光成分に基づいて画像処理装置のフォーカス位置調整部によりスクリーン装置移動機構を駆動制御してスクリーン装置を進退移動させ、投写画像のフォーカス調整を行う。この際、フォーカス合致時における位置を取得しておき、前記基準位置からの移動量を移動量取得部で取得する。同様にして、赤色光成分、青色光成分に基づく投写画像について、基準位置からの移動量をそれぞれ取得する。
(４)これらの各色光毎に取得された移動量の差により、軸上色収差測定部で軸上色収差を測定する。
(５)この測定された軸上色収差の値が良品の範囲内にあるか否かにより、良否判定部でプロジェクタの良否を判定する。
(６)得られた軸上色収差の測定結果を検査対象である完成品の製品番号等に対応させた状態で画像処理装置の記憶装置等に記憶させ、検査を終了する。
【００１０】
本発明によれば、以上のような手順で検査を行うことにより、検査対象であるプロジェクタに実施に用いられる光源で検査が可能となり、プロジェクタの軸上色収差を簡単で、かつ正確に検査することができ、この検査により検査対象であるプロジェクタの良否を正確に判別できる。このため、高品質な画像投写を可能とするプロジェクタを確実に市場に提供できる。また、全ての検査を自動検査として検査の効率を高めることもできる。
【００１１】
ここで、前記撮像装置は、前記透過型スクリーン装置に形成された投写画像を複数の色光に分解する撮像素子を複数個備えていることが好ましい。
この場合には、複数の色光に分解する撮像素子として３ＣＣＤを採用することにより、例えば、ＲＧＢに対応する色フィルタを用いて各色光毎に撮像する場合に比べて、殆ど同時にＲＧＢ毎の画像を撮像できるため、検査の効率性を高めることができる。
また、撮像素子を複数個、例えば、矩形の投写画像の外周端部である四隅に対応して４台配置して、投写画像の複数箇所で検査を行うことにより、検査の精度を高めることができる。
【００１２】
以上において、前記撮像装置は、前記透過型スクリーン装置の投写面に沿って前記複数の撮像素子をそれぞれ移動させる撮像素子移動機構を備え、前記画像処理装置は、前記透過型スクリーン装置に形成された投写画像の外周端部を撮像するように前記撮像素子移動機構を駆動制御して、前記複数の撮像素子をそれぞれ移動させる撮像素子調整部と、前記投写画像の外周端部に対応する位置に移動した各撮像素子の位置を複数の色光毎に取得する外周端部位置取得部と、これら色光毎に取得された各撮像素子の位置に基づいて倍率色収差を測定する倍率色収差測定部とを備え、前記良否判定部は、この測定された倍率色収差の値に基づいて、検査対象であるプロジェクタの良否を判定することが好ましい。
【００１３】
ここで、例えば、プロジェクタ検査装置において、軸上色収差を検査した後に、次のような手順で倍率色収差を検査できる。
(Ａ)まず、投写画像を黒地に白枠が形成されたような枠状画像として設定しておく。次に、例えば、枠状の投写画像の緑色光成分により、この投写画像の白枠の四隅である外周端部が撮像できるように、撮像素子調整部で撮像素子移動機構を駆動制御して、複数の撮像素子である４台の撮像素子をそれぞれの四隅に移動させる。
(Ｂ)外周端部位置取得部により、緑色光成分に基づく各撮像素子の位置を取得する。同様にして、赤色光成分、青色光成分に基づく投写画像について、各撮像素子の位置をそれぞれ取得する。
(Ｃ)これらの色光毎に取得された各撮像素子の位置の差を各隅部毎に求めることにより、倍率色収差測定部で倍率色収差を測定する。
(Ｄ)この測定された倍率色収差の値が良品の範囲内にあるか否かにより、良否判定部でプロジェクタの良否を判定する。
(Ｅ)得られた倍率色収差の測定結果を、先に得られた軸上色収差とともに、検査対象である完成品の製品番号等に対応させた状態で、画像処理装置の記憶装置等に記憶させ、検査を終了する。
【００１４】
この場合には、以上のような手順で検査を行うことにより、検査対象であるプロジェクタの軸上色収差に加えて、倍率色収差も簡単で、かつ正確に検査することができ、これらの検査により検査対象であるプロジェクタの良否を正確に判別できる。このため、高品質な画像投写を可能とするプロジェクタを確実に市場に提供できる。
【００１５】
以上において、前記透過型スクリーン装置は、前記検査対象から拡大投写された光学像を反射する反射装置と、この反射装置で反射された光学像に基づく投写画像が形成される透過型スクリーンとを備え、前記スクリーン装置移動機構は、前記投写光学系に対する進退方向に前記反射装置を移動可能に構成されていることが好ましい。
この場合には、例えば、プロジェクタの投写光学系と反射装置との間に透過型スクリーンを配置しておき、投写光学系から射出された画像光を投写光学系側に反射して、透過型スクリーンに画像光に基づく投写画像を形成し、投写光学系と透過型スクリーンとの間に配置された撮像装置により投写画像を検査する構成とすることができる。この際、透過型スクリーンには、投写光学系から投写された画像光の光路を阻害しないように、開口部が形成された構成にできる。
このような構成とすれば、投写光学系と透過型スクリーンと撮像装置とが一直線上に配置される場合に比べて、検査装置の小型化を図ることができる。
また、透過型スクリーンの代わりに、画像光を反射させる反射装置である反射ミラーを移動させるため、移動量を少なくすることができ、検査時間を短縮して効率向上を図ることができる。
【００１６】
本発明に係るプロジェクタ検査方法は、光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光学装置と、この光学装置から射出された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えるプロジェクタの良否を検査するプロジェクタ検査方法であって、設置台に設置された検査対象であるプロジェクタから光学像を拡大投写して、スクリーン装置に投写画像を形成する投写画像形成手順と、この形成された投写画像を複数の色光毎に撮像素子で撮像しながら、各色光毎の投写画像のフォーカスが合致するように、前記透過型スクリーン装置を前記調整対象の投写光学系に対して進退移動させるスクリーン装置移動手順と、前記スクリーン装置の基準位置からの移動量を各色光毎に取得する移動量取得手順と、これら取得された色光毎の移動量に基づいて、投写画像の軸上色収差を測定する軸上色収差測定手順と、この測定された軸上色収差の値に基づいて、検査対象であるプロジェクタの良否を判定する良否判定手順とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、前記プロジェクタの検査装置と同様に、検査対象であるプロジェクタの軸上色収差を簡単で、かつ正確に検査することができ、この検査により検査対象であるプロジェクタの良否を正確に判別できる。このため、高品質な画像投写を可能とするプロジェクタを確実に市場に提供できる。
【００１８】
以上のプロジェクタ検査方法において、前記投写画像形成手順で前記透過型スクリーン装置上に形成された投写画像の外周端部を撮像するように、撮像素子移動機構により前記複数の撮像素子をそれぞれ移動させる撮像素子調整手順と、この移動した各撮像素子の位置を複数の色光毎に取得する外周端部位置取得手順と、これら色光毎に取得された各撮像素子の位置に基づいて、投写画像の倍率色収差を測定する倍率色収差測定手順とを備え、前記良否判定手順は、この測定された倍率色収差の値に基づいて検査対象であるプロジェクタの良否を判定することが好ましい。
【００１９】
この場合にも、前記プロジェクタの検査装置と同様に、例えば、軸上色収差を測定した後に、以上のような手順で倍率色収差を測定することにより、検査対象であるプロジェクタの軸上色収差に加えて、倍率色収差も簡単で、かつ正確に検査することができ、これらの検査により検査対象であるプロジェクタの良否を正確に判別できる。このため、高品質な画像投写を可能とするプロジェクタを確実に市場に提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔１．プロジェクタの構成〕
図１は、本発明の実施形態に係るプロジェクタ１を上方から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方から見た斜視図である。
図１,２において、プロジェクタ１は、略直方体状の外装ケース２を備えている。外装ケース２は、プロジェクタ１の本体部分を収納する合成樹脂製の筐体であり、アッパーケース２１と、ロアーケース２２と、これらのケース２１，２２の前方側を跨るように取り付けられるフロントケース２３とを備える。
【００２１】
アッパーケース２１は、図１に示すように、プロジェクタ１の天面、側面、および背面をそれぞれ構成する上面部２１１、側面部２１２、および背面部２１３を含んで構成される。上面部２１１の前方側には、操作パネル２５が設けられている。また、図２に示すように、アッパーケース２１において、前記操作パネルの後方側には、上面部２１１の後方側と背面部２１３とを跨る凹部２１Ａが形成されている。この凹部２１Ａから外装ケース２に収納された回路基板５の一部が外部に露出している。外部に露出する回路基板５の一部とは、インターフェース部を構成する各種コネクタ５Ａである。これらのコネクタ５Ａを介して、プロジェクタ１には、外部機器が接続される。
【００２２】
ロアーケース２２は、図２に示すように、プロジェクタ１の底面、側面、および背面をそれぞれ構成する底面部２２１、側面部２２２、および背面部２２３を含んで構成される。
底面部２２１には、開口部２２１Ｘが形成されている。この矩形状の開口部２２１Ｘには、ランプカバー２４が嵌め込み式で着脱可能に設けられている。さらに、底面部２２１には、外部から冷却空気を吸入するための吸気口２２１Ａ，２２１Ｂが形成されている。
【００２３】
底面部２２１において、後方側の略中央部分には、プロジェクタ１の脚部を構成する後脚２２Ｒが形成されている。また、底面部２２１における前方側の左右の隅部には、同じくプロジェクタ１の脚部を構成する前脚２２Ｆがそれぞれ設けられている。つまり、プロジェクタ１は、後脚２２Ｒおよび２つ前脚２２Ｆにより３点で支持されている。
２つの前脚２２Ｆは、それぞれ上下方向に進退可能に構成されており、プロジェクタ１の前後方向および左右方向の傾き（姿勢）を調整して、投写画像の位置合わせができるようになっている。
【００２４】
フロントケース２３は、図１に示すように、プロジェクタ１の前面、天面、および側面をそれぞれ構成する前面部２３１、天面部２３２、および側面部２３３を含んで構成される。
フロントケース２３には、前面部２３１および天面部２３２を跨ぐ開口部２３Ａが形成されている。この開口部２３Ａに対応するように、外装ケース２内部には、投写レンズ４６が配置されている。この際、開口部２３Ａから投写レンズ４６の一部が外部に露出しており、この露出部分の一部であるレバー４６Ａを介して、投写レンズ４６のズーム操作、フォーカス操作が手動で行えるようになっている。
【００２５】
また、前面部２３１において、前述した開口部２３Ａの反対側の位置には、開口部としての排気口２３Ｂが形成されている。この排気口２３Ｂの内側には、プロジェクタ１内の空気を誘導する排気ダクト６７が設けられており、排気口２３Ｂには、排気ダクト６７の排出口が対向している。この排気口２３Ｂには、プロジェクタ１の外部側となる外部ルーバ２３Ｂ１が形成されている。
【００２６】
このような外装ケース２の側面側には、図１に示すように、アッパーケース２１の側面部２１２とロアーケース２２の側面部２２２に跨って吸気口２Ａが形成されている。この吸気口２Ａの内側には、図示しないシロッコファンが設けられている。
【００２７】
図３は、光学ユニット４を模式的に示した平面図である。
光学ユニット４は、図３に示すように、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光学装置４４と、投写光学系としての投写レンズ４６とを備える。
【００２８】
インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとする）の画像形成領域を略均一に照明するための光学系であり、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。
【００２９】
光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６と、リフレクタ４１７とを備え、光源ランプ４１６から射出された放射状の光線をリフレクタ４１７で反射して平行光線とし、この平行光線を外部へと射出する。
光源ランプ４１６としては、ハロゲンランプを採用している。なお、ハロゲンランプ以外に、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等も採用できる。
リフレクタ４１７としては、放物面鏡を採用している。なお、放物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組みあわせたものを採用してもよい。
【００３０】
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。たとえば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定する。
【００３１】
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。
【００３２】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置されるとともに、第２レンズアレイ４１３と一体でユニット化されている。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
【００３３】
具体的に、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ４１６からの光のほぼ半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、光源ランプ４１６から射出された光束を全て１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。
なお、このような偏光変換素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００３４】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。
【００３５】
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２、４３４とを備え、色分離光学系４２で分離された色光である赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
【００３６】
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束の赤色光成分と緑色光成分とが透過するとともに、青色光成分が反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の液晶パネル４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｂの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。
【００３７】
また、ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って、赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝えるためである。
【００３８】
光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板４４３と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
【００３９】
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ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る。
光学装置４４において、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３によって、画像情報に応じて変調された光学像を形成する。
【００４０】
入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイヤガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。
射出側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【００４１】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出され、各色光毎に変調された光学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４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
【００４２】
投写レンズ４６は、光学装置４４のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を拡大して投写するものである。
【００４３】
以上説明した各光学系４１〜４４は、図示しない合成樹脂製のライトガイド内に収容される。このライトガイドは、各光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４２を上方からスライド式に嵌め込む溝部が形成された下ライトガイドと、この下ライトガイドの上部の開口側を閉塞する蓋状の上ライトガイドとを備えて構成される。また、このライトガイドの一端側には、光源装置４１１が収容され、他端側には、ヘッド部を介して投写レンズ４６がねじ止め固定される。
【００４４】
〔２．プロジェクタ検査装置の構成〕
図４は、本発明に係るプロジェクタ検査装置１０を示す側面図である。図５は、このプロジェクタ検査装置１０を示す平面図である。
プロジェクタ検査装置１０は、図４,５に示すように、製造されたプロジェクタ１が収納配置される検査部本体５０と、投写部本体６０とを備える。
【００４５】
検査部本体５０は、ＵＶ遮光カバー５０Ａと、このＵＶ遮光カバー内に設けられ、プロジェクタ１を設置するための設置台５０Ｂとを備える。
ＵＶ遮光カバー５０Ａは、設置台５０Ｂを囲む側板５１と、底板５２と、側板５１に開閉自在に設けられたドア５３と、下部に設けられた載置台５４とを備える。側板５１には、プロジェクタ１から照射された画像光を投写部本体６０に透過するための透過窓５１Ａが設けられている。
【００４６】
ドア５３は、検査対象となるプロジェクタ１を給材・除材する時等に設けられるものであり、紫外線を透過しないアクリル板から形成される。
載置台５４の下部側には、装置据え付け時に、検査部本体５０の移動を容易にするキャスタ５４Ａが設けられている。
【００４７】
設置台５０Ｂの上面には、図示を省略するが、プロジェクタ１の左右の両前脚２２Ｆ（図２）をねじ止め固定するねじ部が設けられている。このねじ部において設置台５０Ｂの上面にプロジェクタ１をねじ止め固定することにより、プロジェクタ１が一定の位置に固定される。
【００４８】
投写部本体６０は、透過型スクリーン装置としてのスクリーンユニット７０と、撮像装置としての画像検出装置８０と、これらのスクリーンユニット７０および画像検出装置８０を収納する暗室６０Ａとを備える。暗室６０Ａは、スクリーンユニット７０および画像検出装置８０を囲む側板６１、底板６２および天板６３と、載置台６４とを備える。側板６１には、プロジェクタ１から照射される画像光を透過するための透過窓６１Ａが設けられ、載置台６４の下部には、キャスタ６４Ａが設けられている。
【００４９】
スクリーンユニット７０は、プロジェクタ１から射出された画像光を投写するものであり、暗室６０Ａの検査部本体５０側に配置された透過型スクリーン７１と、暗室６０Ａの検査部本体５０側とは反対側に配置された反射ユニット７２とを備える。
【００５０】
図６は、透過型スクリーン７１を背面側から見た図である。
透過型スクリーン７１は、図６に示すように、周囲に設けられる矩形状の枠体７１１と、この枠体７１１の内側に設けられるスクリーン本体７１２とを備える。スクリーン本体７１２は、例えば、不透明樹脂層上に光学ビーズを均一に分散配置して構成でき、光学ビーズが配置された側から光束を入射すると、光学ビーズがレンズとなって、該光束をスクリーン本体７１２の裏面側に射出するようになっている。また、スクリーン本体７１２には、プロジェクタ１の投写レンズ４６から射出された画像光を透過する透過窓７１Ａが設けられている。
【００５１】
反射ユニット７２は、図４に示すように、プロジェクタ１の投写レンズ４６から射出された画像光を透過型スクリーン７１に向けて反射させるものであり、投写レンズ４６に正対配置される反射装置本体７２１と、この反射装置本体７２１を投写レンズ４６に対して進退方向に移動可能とする反射装置移動機構７２２とを備える。
【００５２】
反射装置本体７２１は、射出される画像光の位置に応じて同一面内に配置されたミラー７２１Ａと、このミラー７２１Ａが取り付けられる取付板７２１Ｂと、この取付板７２１Ｂの下部を支持する支持板７２１Ｃとを備える。ミラー７２１Ａの反射面７２１Ａ１は、投写レンズ４６から照射される画像光の光軸と直交となるように構成されている。
【００５３】
反射装置移動機構７２２は、暗室６０Ａの底板６２に透過型スクリーン７１の平面と直交する方向に延びる複数のレール７２２Ａと、これらのレール７２２Ａ上を回転移動可能とされ支持板７２１Ｃに設けられた車輪７２２Ｃと、この車輪７２２Ｃを回転駆動する図示しない駆動機構とを備える。
【００５４】
画像検出装置８０は、透過型スクリーン７１に形成された投写画像における所定部分の検出を行う装置であり、透過型スクリーン７１の裏面側の四隅部分に設けられる４台の３ＣＣＤカメラ８１と、各３ＣＣＤカメラ８１を透過型スクリーン７１の面に沿って移動させる移動機構８２とを備える。
【００５５】
撮像装置としての３ＣＣＤカメラ８１は、投写画像を複数の色光である３色光（赤、緑、青）に分解し、これらの分解された色光毎に専用の撮像素子であるＣＣＤで撮像するものであり、スクリーン本体７１２の背面側から投写画像を検出している。また、３ＣＣＤカメラ８１は、遠隔制御により自由にズーム・フォーカスを調整できるようになっている。
【００５６】
移動機構８２は、図６に示すように、枠体７１１の水平方向に沿って延びる水平部８２１と、垂直方向に延びる垂直部８２２と、３ＣＣＤカメラ８１が取り付けられるカメラ取付部８２３とを備える。これにより、各３ＣＣＤカメラ８１は、水平部８２１に対して垂直部８２２が水平方向に摺動し、この垂直部８２２に対してカメラ取付部８２３が垂直方向に摺動して、透過型スクリーン７１に沿って自在に移動可能となっている。
【００５７】
図７は、プロジェクタ検査装置１０の制御構造を模式的に示す図である。
図７に示すように、検査部本体５０内のプロジェクタ１および投写部本体６０は、画像処理装置であるコンピュータ９０と電気的に接続されている。
コンピュータ９０は、ＣＰＵおよび記憶装置を備え、投写部本体６０の移動機構の動作制御を行うとともに、図示しないビデオキャプチャボード等の画像取込装置を介して、４台の３ＣＣＤカメラ８１と接続されている。
【００５８】
３ＣＣＤカメラ８１で撮像された投写画像は、前記画像取込装置を介してコンピュータ９０に入力され、コンピュータに適合する画像信号に変換された後、ＣＰＵを含むコンピュータ９０の動作制御を行うＯＳ上に展開される画像処理プログラムにより画像処理がなされる。
【００５９】
図８は、コンピュータ９０の機能を示すブロック図である。
図８に示すように、コンピュータ９０は、処理部９１と、フォーカス位置調整部９２と、移動量取得部９３と、軸上色収差測定部９４と、撮像素子調整部９５と、外周端部位置取得部９６と、倍率色収差測定部９７と、良否判定部９８とを備える。
【００６０】
処理部９１は、３ＣＣＤカメラ８１で撮像された投写画像Ｘを、画像取込装置としてのビデオキャプチャボード１００で画像信号に変換して取り込み、この取り込んだ画像信号に基づいて画像の演算処理を行う部分である。
【００６１】
フォーカス位置調整部９２は、処理部９１で演算処理がなされた画像に基づいて、この画像のフォーカスが合致するように反射装置移動機構７２２を駆動制御して、反射装置本体７２１の位置を変化させる部分である。なお、フォーカス位置調整部９２は、３色光毎に実施される。
【００６２】
移動量取得部９３は、フォーカス位置調整部９２によってフォーカス調整された際における反射装置本体７２１の基準位置からの移動量を色光毎に取得する部分である。
軸上色収差測定部９４は、移動量取得部９３で取得された色光毎の移動量に基づいて、投写画像Ｘの軸上色収差を測定する部分である。
【００６３】
撮像素子調整部９５は、処理部９１で演算処理がなされた略矩形状のアライメントパターン画像に基づいて、このアライメントパターン画像の外周端部である四隅部分Ｙに対応する位置に、４台の３ＣＣＤカメラ８１が移動するように移動機構８２を駆動制御する部分である。
外周端部位置取得部９６は、アライメントパターン画像の四隅部分Ｙの位置に移動した各３ＣＣＤカメラ８１の位置を３色光毎に取得する部分である。
【００６４】
倍率色収差測定部９７は、外周端部位置取得部９６で３色光毎に取得された各３ＣＣＤカメラ８１の位置に基づいて、倍率色収差を測定する部分である。
良否判定部９８は、測定された軸上色収差や倍率色収差の値に基づいて、検査対象であるプロジェクタ１の良否を判定する部分である。
【００６５】
〔３．プロジェクタ検査方法〕
このようなプロジェクタ検査装置１０において、調整対象となるプロジェクタ１の検査方法は、図９に示すフローチャートに基づいて行われる。
(1)まず、完成品であるプロジェクタ１を治具である設置台５０Ｂにセットする（処理Ｓ１）。
(2)プロジェクタ１の電源を入れて光源ランプ４１６を点灯させ（処理Ｓ２）、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂに所定の信号を出力して、投写画像を全白状態（ノーマリーホワイト）に設定する（処理Ｓ３：投写画像形成手順）。すると、光源ランプ４１６から射出された光束は、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂに入射し、クロスダイクロイックプリズム４４４で合成され、投写レンズ４６から射出される。この射出された合成画像光は、反射装置本体７２１で反射されから、透過型スクリーン７１に投写されて投写画像Ｘが形成される。
【００６６】
(3)反射装置移動機構７２２の反射ミラー軸を駆動して、反射装置本体７２１を基準投写距離に設定する（処理Ｓ４）。具体的には、基準投写距離は、プロジェクタ１から透過型スクリーン７１までが、製品により異なるが、概ね１．８ｍとなる位置である。
【００６７】
(4)フォーカスリングであるレバー４６Ａが基準投写距離に応じた位置となるように回動する（処理Ｓ５）。
(5)前記反射ミラー軸を動作して、反射装置本体７２１を透過型スクリーン７１に対して前後する方向に進退させる（処理Ｓ６：スクリーン装置移動手順）。
(6)投写画像Ｘの四隅部分に位置する４台の３ＣＣＤカメラ８１で投写画像Ｘを撮像して処理部９１で演算処理しながら、フォーカス位置調整部９２で３色光毎に略同時のタイミングで投写画像Ｘのフォーカス調整を行う（処理Ｓ７：スクリーン装置移動手順）。この際、移動量取得部９３で基準投写距離に基づいて最適フォーカス位置を各色光毎に取得する（処理Ｓ８：移動量取得手順）。また、軸上色収差測定部９４でこれらの取得された最適フォーカス位置により、緑色光における最適フォーカス位置を基準とした赤色光および青色光の最適フォーカス位置であるフォーカス位置差、つまり軸上色収差を算出する（処理Ｓ９：軸上色収差測定手順）。
【００６８】
(7)次に、良否判定部９８において、前記赤色または青色のフォーカス位置差が所定の基準値の範囲内にあるか否かを判定し（処理Ｓ１０：良否判定手順）、範囲内にないと判定した場合には、プロジェクタ１を不良と判定する。一方、範囲内にあると判定した場合には、処理Ｓ１１に進む。
【００６９】
(8)次に、良否判定部９８において、取得した各色光毎の最適フォーカス位置が、基準投写距離に基づく所定範囲内（基準投写距離１．８ｍ±０．１ｍの範囲内）にあるか否かを判定し（処理Ｓ１１：良否判定手順）、範囲内にないと判定した場合には、プロジェクタ１を不良と判定する。一方、範囲内にあると判定した場合には、処理Ｓ１２に進む。
【００７０】
(9)次に、コンピュータ９０は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂにアライメント調整用の画像パターンを含む画像信号を出力して、図１０に示すように、投写画像を黒地ＰＢに白枠ＰＷ状のアライメントパターン画像Ｐとしてから（処理Ｓ１２）、撮像素子調整部９５により、４台の３ＣＣＤカメラ８１をそれぞれ移動させて（処理Ｓ１３：撮像素子調整手順）、外周端部位置取得部９６により、アライメントパターン画像Ｐの白枠ＰＷの四隅部分Ｙを検索し（処理Ｓ１４）、四隅部分Ｙの位置を計測して取得する（処理Ｓ１５：外周端部位置取得手順）。これらの動作は、３色光について４台の３ＣＣＤカメラ８１のそれぞれで実施される。
【００７１】
(10)次に、倍率色収差測定部９７により、緑色光における四隅位置を基準とした赤色光および青色光の四隅位置の差を算出する（処理Ｓ１６）。
(11)良否判定部９８において、前記赤色または青色の四隅位置の差（画素ズレ量）が所定の基準値の範囲内にあるか否かを判定し（処理Ｓ１７：良否判定手順）、範囲内にないと判定した場合には、プロジェクタ１を不良と判定する。一方、範囲内にあると判定した場合には、前記算出した四隅位置の差に基づいて倍率色収差を計測し取得する（処理Ｓ１８：倍率色収差測定手順）。最後にこれらの軸上色収差および倍率色収差のデータを、この検査対象とされたプロジェクタ１の製品番号に対応させた状態で、コンピュータ９０のハードディスク等に記憶させておく。以上で、プロジェクタ１の検査を終了する。
【００７２】
〔４．実施形態の効果〕
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(１)プロジェクタ検査装置１０を用いて前述の手順で検査を行うことにより、検査対象であるプロジェクタ１の軸上色収差や倍率色収差を簡単で、かつ正確に検査することができる。このため、検査対象であるプロジェクタ１の良否を正確に判別できる。従って、高品質な画像投写を可能とするプロジェクタ１を確実に市場に提供できる。
【００７３】
(２)撮像素子として３ＣＣＤ８１を採用することにより、色フィルタを用いて各色光毎に撮像する場合に比べて、一回で略同時にＲＧＢの画像を撮像できるため、検査の効率性を高めることができる。
【００７４】
(３)３ＣＣＤカメラ８１を４台配置することにより、投写画像の複数箇所で検査を行うことができて、検査の精度を高めることができる。
【００７５】
(４)プロジェクタ１の投写レンズ４６から射出された光束を反射装置本体７２１で反射し、この反射光を透過型スクリーンに投写する構成としたので、検査装置１０の小型化を図ることができる。また、画像光を反射させる反射装置本体７２１を移動させるため、透過型スクリーンを移動させる場合に比べて移動量を少なくすることができ、検査時間の短縮、および装置の小型化を実現して効率向上を図ることができる。
【００７６】
(５)コンピュータ９０等を用いて全ての検査を自動的に行うようにしたので、検査の効率を高めることができる。
【００７７】
〔５．実施形態の変形〕
なお、本発明は、前記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他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、撮像装置として３枚のＣＣＤを備える３ＣＣＤカメラを採用したが、これに限らず、１枚のＣＣＤを備えるＣＣＤカメラおよび色フィルタにより構成されたものを採用してもよい。また、３ＣＣＤカメラの台数も前記４台には限定されず、２台や、６台、９台等の他の数としてもよい。
【００７８】
また、プロジェクタ検査装置１０を、画像光を反射装置本体７２１で反射させてから透過型スクリーン７１に投写し、反射装置本体７２１を進退させる構成としたが、これに限らず、例えば、反射装置本体７２１を採用せずに、画像光を直接透過型スクリーン７１に投写し、この透過型スクリーン７１を進退させる構成を採用してもよい。
【００７９】
前記各実施形態において、光変調装置として液晶パネルを採用したが、これに限らず、例えば、マイクロミラーを用いたデバイス等の液晶以外の反射型の光変調装置等を採用してもよい。
その他、本発明の実施時の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で、他の構造等としてもよい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、プロジェクタの光学特性を正確に検査して、プロジェクタの良否を正確に判別できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタを上方から見た斜視図である。
【図２】前記プロジェクタを下方から見た斜視図である。
【図３】前記プロジェクタを構成する光学ユニットを模式的に示した平面図である。
【図４】本発明に係るプロジェクタ検査装置を示す側面図である。
【図５】前記プロジェクタ検査装置を示す平面図である。
【図６】前記プロジェクタ検査装置を構成する透過型スクリーンを背面側から見た図である。
【図７】前記プロジェクタ検査装置の制御構造を模式的に示す図である。
【図８】前記プロジェクタ検査装置を構成するコンピュータの機能を示すブロック図である。
【図９】前記プロジェクタ検査装置を用いて前記プロジェクタの検査の手順を示すフローチャートである。
【図１０】前記透過型スクリーンに投写された投写画像を示す図である。
【符号の説明】
１ プロジェクタ
１０ プロジェクタ検査装置
４４ 光学装置
４６ 投写レンズ（投写光学系）
５０ 検査部本体
５０Ｂ 設置台
６０ 投写部本体
７０ スクリーンユニット（透過型スクリーン装置）
７１ 透過型スクリーン
７２ 反射ユニット（反射装置）
８０ 画像検出装置（撮像装置）
８１ ３ＣＣＤカメラ（撮像素子）
８２ 移動機構（撮像素子移動機構）
９０ コンピュータ（画像処理装置）
９２ フォーカス位置調整部
９３ 移動量取得部
９４ 軸上色収差測定部
９５ 撮像素子調整部
９６ 外周端部位置取得部
９７ 倍率色収差測定部
９８ 良否判定部
１００ ビデオキャプチャボード（画像取込装置）
４１６ 光源ランプ（光源）
４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）液晶パネル
７２２ 反射装置移動機構（スクリーン装置移動機構）
Ｘ 投写画像
Ｙ 四隅部分（外周端部）

Claims (6)

1. 光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光学装置と、この光学装置から射出された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えるプロジェクタの良否を検査するプロジェクタ検査装置であって、
   検査対象であるプロジェクタが設置される設置台と、
   この設置台に設置された検査対象から拡大投写された光学像に基づく投写画像が形成される透過型スクリーン装置と、
   この透過型スクリーン装置を前記投写光学系に対して進退方向に移動可能なスクリーン装置移動機構と、
   前記透過型スクリーン装置の裏面側に設置され、該透過型スクリーン装置に投写された投写画像を撮像する撮像素子を含む撮像装置と、
   この撮像素子で撮像された投写画像を取り込んで画像信号に変換する画像取込装置と、
   この画像取込装置で取り込まれた画像信号に基づいて画像の演算処理を行う画像処理装置とを備え、
   この画像処理装置は、前記撮像素子で撮像された投写画像のフォーカスが合致するように、前記スクリーン装置移動機構の駆動制御を行うフォーカス位置調整部と、
   前記投写画像を構成する複数の色光毎に、前記フォーカス位置調整部によるフォーカス調整後の前記透過型スクリーン装置の基準位置からの移動量をそれぞれ取得する移動量取得部と、
   これら取得された色光毎の移動量に基づいて、投写画像の軸上色収差を測定する軸上色収差測定部と、
   この測定された軸上色収差の値に基づいて、検査対象であるプロジェクタの良否を判定する良否判定部とを備えることを特徴とするプロジェクタ検査装置。
2. 請求項１に記載のプロジェクタ検査装置において、
   前記撮像装置は、前記透過型スクリーン装置に形成された投写画像を複数の色光に分解する撮像素子を複数個備えていることを特徴とするプロジェクタ検査装置。
3. 請求項２に記載のプロジェクタ検査装置において、
   前記撮像装置は、前記透過型スクリーン装置の投写面に沿って前記複数の撮像素子をそれぞれ移動させる撮像素子移動機構を備え、
   前記画像処理装置は、前記透過型スクリーン装置に形成された投写画像の外周端部を撮像するように前記撮像素子移動機構を駆動制御して、前記複数の撮像素子をそれぞれ移動させる撮像素子調整部と、
   前記投写画像の外周端部に対応する位置に移動した各撮像素子の位置を複数の色光毎に取得する外周端部位置取得部と、
   これら色光毎に取得された各撮像素子の位置に基づいて倍率色収差を測定する倍率色収差測定部とを備え、
   前記良否判定部は、この測定された倍率色収差の値に基づいて、検査対象であるプロジェクタの良否を判定することを特徴とするプロジェクタ検査装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプロジェクタ検査装置において、
   前記透過型スクリーン装置は、前記検査対象から拡大投写された光学像を反射する反射装置と、この反射装置で反射された光学像に基づく投写画像が形成される透過型スクリーンとを備え、
   前記スクリーン装置移動機構は、前記投写光学系に対する進退方向に前記反射装置を移動可能に構成されていることを特徴とするプロジェクタ検査装置。
5. 光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光学装置と、この光学装置から射出された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えるプロジェクタの良否を検査するプロジェクタ検査方法であって、
   設置台に設置された検査対象であるプロジェクタから光学像を拡大投写して、スクリーン装置に投写画像を形成する投写画像形成手順と、
   この形成された投写画像を複数の色光毎に撮像素子で撮像しながら、各色光毎の投写画像のフォーカスが合致するように、前記透過型スクリーン装置を前記調整対象の投写光学系に対して進退移動させるスクリーン装置移動手順と、
   前記スクリーン装置の基準位置からの移動量を各色光毎に取得する移動量取得手順と、
   これら取得された色光毎の移動量に基づいて、投写画像の軸上色収差を測定する軸上色収差測定手順と、
   この測定された軸上色収差の値に基づいて、検査対象であるプロジェクタの良否を判定する良否判定手順とを備えることを特徴とするプロジェクタ検査方法。
6. 請求項５に記載のプロジェクタ検査方法において、
   前記投写画像形成手順で前記透過型スクリーン装置上に形成された投写画像の外周端部を撮像するように、撮像素子移動機構により前記複数の撮像素子をそれぞれ移動させる撮像素子調整手順と、
   この移動した各撮像素子の位置を複数の色光毎に取得する外周端部位置取得手順とを備え、
   これら色光毎に取得された各撮像素子の位置に基づいて、投写画像の倍率色収差を測定する倍率色収差測定手順とを備え、
   前記良否判定手順は、この倍率色収差測定手順での測定された倍率色収差の値に基づいて検査対象であるプロジェクタの良否を判定することを特徴とするプロジェクタ検査方法。

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