JP4715703B2 - Optical flare inspection apparatus and inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、プロジェクタによって得られる投射画像において問題となる光学フレアを、プロジェクタの検査段階において評価するための光学フレア検査装置および検査方法に関する。 The present invention relates to an optical flare inspection apparatus and an inspection method for evaluating an optical flare that is a problem in a projection image obtained by a projector in an inspection stage of the projector.
スクリーン上に所望の画像を拡大投射するためには一般にプロジェクタが用いられている。こうしたプロジェクタは、例えば、特許文献1の図1に示されるように、投射光源と、色分離光学系と、光変調装置と、クロスダイクロイックプリズムと、投射レンズとからなる。ここで、投射光源は、水銀、またはハロゲンランプ等であり、単色でない光を発する。色分離光学系は、この光をダイクロイックミラーによって三色の色光R(Red)、G(Green)、B(Blue)に分離する。光変調装置は、分離されたRGBの3種類の光束のそれぞれに対して設けられ、投射する画像のRGB情報に応じてそれぞれの光束を例えば液晶パネルによって変調する。クロスダイクロイックプリズムは、変調された3種類の光束を合成して光学像を形成する。最後に、投射レンズは、この光学像を拡大し、所望の画像を拡大してスクリーン上に投射する。 In order to enlarge and project a desired image on a screen, a projector is generally used. For example, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, such a projector includes a projection light source, a color separation optical system, a light modulation device, a cross dichroic prism, and a projection lens. Here, the projection light source is a mercury or halogen lamp or the like, and emits light that is not monochromatic. The color separation optical system separates this light into three color light beams R (Red), G (Green), and B (Blue) by a dichroic mirror. The light modulation device is provided for each of the three separated RGB light beams, and modulates each light beam by, for example, a liquid crystal panel according to the RGB information of the projected image. The cross dichroic prism forms an optical image by combining three types of modulated light beams. Finally, the projection lens enlarges this optical image, enlarges the desired image, and projects it onto the screen.
こうしたプロジェクタにおいては、投射画像における光学フレア(以下、フレア)の発生が問題になる。フレアは、投射画像における本来の発光領域(明るい領域)の周辺において発生する、本来の輝度よりも明るく表示される領域である。フレアは投射レンズを初めとする、プロジェクタの光学素子に起因して発生し、フレアが存在する投射画像は本来の画像を正確に再現したものとはならない。このため、こうしたプロジェクタの製造・検査工程において、スクリーン上の投射画像におけるフレアを検出し、評価する技術は重要である。こうした技術には、例えば、特許文献1、特許文献2に記載されているものがある。特許文献1では、フレアの発生原因が投射レンズにある場合の投射レンズの検査方法が記載され、特許文献2では、プロジェクタ全体としての検査方法が記載されている。こうしたプロジェクタのフレア検査時には、フレアを検査するための検査パターンを用い、検査対象となるプロジェクタや投射レンズを用いて鮮明なこの検査パターンの投写画像を得る。このためには、各液晶パネルを投写レンズのフォーカスの位置に正確に配置するフォーカス調整を行なう。また、各液晶パネルの画素を合わせ込み、各液晶パネルの相対位置をアライメント調整して投射レンズに入る光軸を合わせ込み、ダイクロイックプリズムを含む光学装置に各液晶パネルを接合する。その後、所定の検査パターンをスクリーンに投射し、例えば投射レンズに起因するフレア量を目視で測定する。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評価対象とする場合、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に入射し光出射端面から射出した光束をスクリーンに投射する。投射された検査パターンの投射画像を撮像装置(例えばCCDカメラ)で撮像して、画像取り込み装置で投射実画像を取り込み、画像処理部で投射画像を拡大表示する。あるいは、スクリーン上で作業者が目視によってフレア量を目視判定、目測によってフレア検査を行う。 In such a projector, the occurrence of optical flare (hereinafter referred to as flare) in the projected image becomes a problem. A flare is an area that appears around the original light emitting area (bright area) in the projected image and is displayed brighter than the original luminance. Flares are generated due to the optical elements of the projector, including the projection lens, and the projected image in which the flare exists does not accurately reproduce the original image. Therefore, in such a projector manufacturing / inspection process, a technique for detecting and evaluating flare in a projected image on a screen is important. Such techniques include those described in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example. Patent Document 1 describes a method for inspecting a projection lens when the cause of occurrence of flare is in the projection lens, and Patent Document 2 describes an inspection method for the entire projector. At the time of flare inspection of such a projector, an inspection pattern for inspecting flare is used, and a clear projected image of the inspection pattern is obtained using a projector or a projection lens to be inspected. For this purpose, focus adjustment is performed in which each liquid crystal panel is accurately arranged at the focus position of the projection lens. Also, the pixels of each liquid crystal panel are aligned, the relative positions of the liquid crystal panels are aligned, the optical axis entering the projection lens is aligned, and each liquid crystal panel is joined to an optical device including a dichroic prism. Thereafter, a predetermined inspection pattern is projected onto the screen, and for example, the amount of flare caused by the projection lens is visually measured. For example, when an optical device including three liquid crystal panels and a cross dichroic prism is to be evaluated, first, a light beam is incident on an image forming area of each liquid crystal panel and is incident on a light incident end surface of the cross dichroic prism. The light beam emitted from the projector is projected onto the screen. A projected image of the projected inspection pattern is captured by an imaging device (for example, a CCD camera), the projected actual image is captured by the image capturing device, and the projected image is enlarged and displayed by the image processing unit. Alternatively, an operator visually determines the flare amount on the screen, and performs a flare inspection by visual measurement.
撮像にCCDカメラを用いる場合、例えば、標準的な投射レンズをマスターレンズとして検査装置に予め組み込んだものや、フレアの発生がほとんどない良好なプロジェクタを用いた場合の投射画像を撮像し、その撮像データを見本として記憶させることができる。この場合、この見本と評価対象の投射レンズを用いた場合の投射画像とを比較し、フレアを判定することができる。この場合も、投射画像を拡大表示して作業者が目視で比較判定を行なう。 When a CCD camera is used for imaging, for example, a projection image is captured when a standard projection lens is pre-installed in the inspection apparatus as a master lens, or when a good projector with little flare is generated, and the imaging is performed. Data can be stored as a sample. In this case, the flare can be determined by comparing the sample with a projection image when the projection lens to be evaluated is used. Also in this case, the projected image is enlarged and displayed, and the operator makes a comparative determination by visual observation.
このように、上記のフレア検査方法においては、装置の複雑な調整を行った後に、最終的に人間(作業者)が目視でフレアを検出していた。 Thus, in the above flare inspection method, after a complicated adjustment of the apparatus, a human (operator) finally detects the flare visually.
人間の目視によるフレア検出方法では、例えば、投射画像の発光領域に対しおおむね50%程度の明るさ程度までをフレアと認識するという、検査作業者の主観的で感覚に依存した判断がなされていた。従って、作業者間によるばらつきや目の疲労による品質のばらつき、投射画像の見栄えの差異による誤判断が生じやすかった。 In the flare detection method visually observed by humans, for example, a judgment that depends on the subjective and sense of the inspection operator is made, such as recognizing flare up to about 50% of the brightness of the light emitting area of the projected image. . Accordingly, misjudgment is likely to occur due to variations among workers, quality variations due to eye fatigue, and differences in the appearance of projected images.
また、目視技能に優れる検査作業者にとっては、投射画像における明るい領域は、例えば、本来の発光領域と、3種類の(濃い、薄い、極めて薄い)フレアという、輝度による4種類に分類できることが経験的に知られている。この場合、これらの境界や、その基準となる各種類のフレアの数値基準を具体的に記述することは困難であった。さらに、輝度の絶対値等はプロジェクタの使用の態様に依存して変化する。例えば、光源の明るさが変動すれば輝度は変動し、同じ仕様のプロジェクタであっても、製造ロットによって、投射画像の輝度やフレア形状は異なることがある。さらに、投射倍率もプロジェクタの使用の態様によって変化し、この倍率によって、投射画像全体の大きさや輝度が変動する。こうした状況のすべてに対して普遍的に適合し、目視判定による感覚と一致し、上記のフレア種類を識別するロバストな判定規格の設定は困難であった。このため、フレア検査の自動化は極めて難しく、最終的には人間の感覚による評価が主に行われていた。 In addition, for inspection workers with excellent visual skills, it is experienced that bright areas in a projected image can be classified into four types according to luminance, for example, an original light emitting area and three types of (dark, thin, and extremely thin) flare. Known. In this case, it has been difficult to specifically describe these boundaries and numerical standards for each type of flare used as the reference. Further, the absolute value of the brightness and the like changes depending on how the projector is used. For example, if the brightness of the light source fluctuates, the luminance fluctuates, and even with a projector having the same specifications, the luminance and flare shape of the projected image may vary depending on the production lot. Furthermore, the projection magnification also changes depending on the mode of use of the projector, and the size and brightness of the entire projected image vary depending on this magnification. It was difficult to set a robust judgment standard that universally adapts to all of these situations, matches the sense of visual judgment, and identifies the above flare types. For this reason, it is extremely difficult to automate flare inspections, and ultimately evaluation based on human senses was mainly performed.
一方、光学的な計測値を元にしてフレアの判定を行なえば、検査を自動化して行うことが可能となるが、最終的には、人間の目視における投射画像の見栄えが重要であることも事実である。しかしながら、各フレア種類の目視における見栄えの感覚と、スクリーン上で測定されるプロジェククタ光学系の物理的な特性を示す光学的数値とを具体的に対応させる手段は存在しない。このため、フレアにおいては、例えば照度のような光学的数値と人間の目視感覚による感覚値とを対応させることは困難であった。従って、測定された光学的数値が良好であっても、実際には人間にとって見栄えの悪い投射画像である場合もあり、光学的数値を評価することにより適切な評価ができるとは限らなかった。すなわち、人間の視覚によらずに、人間の感覚と適合したフレア検査を行うことは特に困難であった。 On the other hand, if the flare is determined based on the optical measurement value, it is possible to automate the inspection, but ultimately the appearance of the projected image by human eyes is also important. It is a fact. However, there is no means that specifically associates the visual sensation of each flare type with the optical numerical value indicating the physical characteristics of the projector optical system measured on the screen. For this reason, in flare, for example, it has been difficult to associate an optical value such as illuminance with a sensory value obtained by human visual sense. Therefore, even if the measured optical numerical value is good, it may actually be a projected image that does not look good for humans, and an appropriate evaluation cannot always be made by evaluating the optical numerical value. That is, it has been particularly difficult to perform a flare inspection that is compatible with human senses regardless of human vision.
このように、従来のフレアの検査方法においては、人間の感覚に適合した評価を自動化して行うことが困難であった。このため、フレア検査を再現性よく高い効率で行うことは困難であった。 As described above, in the conventional flare inspection method, it is difficult to automatically perform evaluation suitable for human senses. For this reason, it has been difficult to perform flare inspection with high reproducibility and high efficiency.
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、上記課題を解決するプロジェクタの光学フレア検査方法および検査装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical flare inspection method and an inspection apparatus for a projector that solve the above-described problems.
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項1記載の発明の要旨は、発光画素を有する検査パターンをプロジェクタによって拡大投射した投射画像をスクリーン上に形成し、前記投射画像中において認識される本来の発光領域とフレアとを分類して検査する光学フレア検査装置であって、前記投射画像を撮像した画像を投射実画像として取り込む画像取り込み装置と、前記投射実画像を解析する画像処理装置とを有し、該画像処理装置は、前記投射実画像における各画素の輝度の出現頻度分布を作成し、該出現頻度分布の中での前記各画素の輝度の値から、前記各画素が本来の発光領域とフレアのいずれに含まれるかを判定するフレア検出・分類部を有することを特徴とする光学フレア検査装置に存する。
請求項2記載の発明の要旨は、前記フレアが複数の種類に分類される場合に、前記フレア検出・分類部は、前記出現頻度分布の中での前記各画素の輝度の値から、前記各画素が前記複数の種類のフレアのいずれに属するかを判定することを特徴とする請求項1に記載の光学フレア検査装置に存する。
請求項3記載の発明の要旨は、前記輝度の出現頻度分布において、ピークと谷との組み合わせで複数の輝度の範囲が決定され、前記投射実画像中の各画素の輝度が前記複数の輝度の範囲のいずれに含まれるかを判定することにより、前記投射画像中の各画素が本来の発光領域および前記複数種類のフレアのいずれに属するかを判定することを特徴とする請求項2に記載の光学フレア検査装置に存する。
請求項4記載の発明の要旨は、前記画像処理装置は、前記フレアがN種類に分類される場合に、i番目のフレアに属する画素からなる領域の輝度平均値をIFL(i)(ここで、iはフレアの種類に対応する指数であり、1≦i≦N)とし、本来の発光領域内の輝度平均値をP0として、
請求項5記載の発明の要旨は、前記画像処理装置は、前記投射実画像における各画素の輝度Iから、本来の発光領域内の輝度平均値をP0として、
で求められるフレア感覚量THflを求め、前記複数種類のフレア内の画素の最小輝度をMIN(IFL(i))、前記複数種類のフレアに属する画素の最大輝度をMAX(IFL(i))として、前記THflが、
請求項6記載の発明の要旨は、前記画像処理装置は、前記検査パターンにおける発光画素の最小単位に対応した前記投射実画像中の幅を基準単位として前記フレアの幅を規格化して定量化するピッチ演算部を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学フレア検査装置に存する。
請求項7記載の発明の要旨は、前記画像処理装置は、前記投射実画像における前記発光領域間の間隔と、前記検査パターンにおける発光画素間の画素数とから前記基準単位を算出することを特徴とする請求項6に記載の光学フレア検査装置に存する。
請求項8記載の発明の要旨は、前記画像処理装置は、複数種類のフレアが存在した場合に、該複数種類のフレアに属する画素からなる領域内の輝度平均値をIFL(i)(ここで、iはフレアの種類に対応する指数であり、1≦i≦N、Nはフレア種類の数)とし、本来の発光領域内の輝度平均値をP0として、
請求項9記載の発明の要旨は、前記投射画像はカラー画像であり、前記画像処理装置は、前記投射実画像をモノクロ画像に変換して、前記出現頻度分布を作成することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光学フレア検査装置に存する。
請求項10記載の発明の要旨は、前記モノクロ画像への変換において、前記投射実画像中の各画素の輝度をR、G、Bの各色成分毎にそれぞれIR、IG、IBとして取り込み、前記投射実画像中の各画素の輝度Iを、
請求項11記載の発明の要旨は、発光画素を有する検査パターンをプロジェクタによって拡大投射した投射画像をスクリーン上に形成し、前記投射画像中において認識される本来の発光領域とフレアとを分類して検査する光学フレア検査方法であって、前記投射画像を撮像した画像を投射実画像として取り込む工程と、前記投射実画像を解析する工程とを有し、前記投射実画像を解析する工程において、前記投射実画像における各画素の輝度の出現頻度分布を作成し、該出現頻度分布の中での前記各画素の輝度の値から、前記各画素が本来の発光領域とフレアのいずれに含まれるかを判定することを特徴とする光学フレア検査方法に存する。
請求項12記載の発明の要旨は、前記フレアが複数の種類に分類される場合に、前記投射実画像を解析する工程において、前記出現頻度分布の中での前記各画素の輝度の値から、前記各画素が前記複数の種類のフレアのいずれに属するかを判定することを特徴とする請求項11に記載の光学フレア検査方法に存する。
請求項13記載の発明の要旨は、前記輝度の出現頻度分布において、ピークと谷との組み合わせで複数の輝度の範囲が決定され、前記投射実画像中の各画素の輝度が前記複数の輝度の範囲のいずれに含まれるかを判定することにより、前記投射画像中の各画素が本来の発光領域および前記複数種類のフレアのいずれに属するかを判定することを特徴とする請求項12に記載の光学フレア検査方法に存する。
請求項14記載の発明の要旨は、前記投射実画像を解析する工程において、複数種類のフレアが存在した場合に、該複数種類のフレアに属する画素からなる領域内の輝度平均値をIFL(i)(ここで、iはフレアの種類に対応する指数であり、1≦i≦N、Nはフレア種類の数)とし、本来の発光領域内の輝度平均値をP0として、
請求項15記載の発明の要旨は、前記投射画像はカラー画像であり、前記投射実画像を解析する工程において、前記投射実画像をモノクロ画像に変換して、前記出現頻度分布を作成することを特徴とする請求項11乃至14のいずれか1項に記載の光学フレア検査方法に存する。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
The gist of the invention described in claim 1 is that a projection image obtained by enlarging and projecting an inspection pattern having light emitting pixels by a projector is formed on a screen, and an original light emitting area and flare recognized in the projection image are classified. An optical flare inspection apparatus for inspecting, comprising: an image capturing device that captures an image obtained by capturing the projection image as a projected actual image; and an image processing device that analyzes the projected actual image, the image processing device comprising: Create an appearance frequency distribution of the brightness of each pixel in the projected actual image, and determine whether each pixel is included in the original light emitting area or flare from the brightness value of each pixel in the appearance frequency distribution It exists in the optical flare inspection apparatus characterized by having the flare detection and classification part to determine.
The gist of the invention described in claim 2 is that, when the flare is classified into a plurality of types, the flare detection / classification unit determines whether each flare is based on the luminance value of each pixel in the appearance frequency distribution. The optical flare inspection apparatus according to claim 1, wherein a determination is made as to which of the plurality of types of flare a pixel belongs to.
The gist of the invention described in claim 3 is that, in the luminance frequency distribution, a plurality of luminance ranges are determined by combinations of peaks and valleys, and the luminance of each pixel in the projected actual image is the plurality of luminances. 3. The method according to claim 2, wherein by determining which of the ranges is included, it is determined whether each pixel in the projection image belongs to an original light emitting region or the plurality of types of flares. It exists in an optical flare inspection device.
The gist of the invention of claim 4 is that, when the flare is classified into N types, the image processing apparatus calculates an average luminance value of an area composed of pixels belonging to the i-th flare as I FL (i) (here Where i is an index corresponding to the type of flare, 1 ≦ i ≦ N), and the average luminance value in the original light emitting region is P 0 .
The gist of the invention described in claim 5 is that the image processing apparatus uses the luminance I of each pixel in the actual projection image as the luminance average value in the original light emitting area as P 0 .
The flare sensation amount THfl obtained in step (1) is obtained, the minimum luminance of the pixels in the plurality of types of flares is MIN (I FL (i)), and the maximum luminance of the pixels belonging to the plurality of types of flares is MAX (I FL (i) ) As said THfl
The gist of the invention described in claim 6 is that the image processing apparatus normalizes and quantifies the flare width with a width in the projected actual image corresponding to a minimum unit of light emitting pixels in the inspection pattern as a reference unit. 6. The optical flare inspection apparatus according to claim 1, further comprising a pitch calculation unit.
The gist of the invention described in claim 7 is that the image processing device calculates the reference unit from an interval between the light emitting regions in the projected actual image and a number of pixels between the light emitting pixels in the inspection pattern. An optical flare inspection apparatus according to claim 6.
The gist of the invention described in claim 8 is that, when there are a plurality of types of flares, the image processing apparatus calculates an average brightness value in a region composed of pixels belonging to the plurality of types of flares as I FL (i) (here Where i is an index corresponding to the type of flare, 1 ≦ i ≦ N, N is the number of flare types), and the average luminance value in the original light emitting region is P 0 .
The gist of the invention described in claim 9 is that the projection image is a color image, and the image processing device converts the projection actual image into a monochrome image and creates the appearance frequency distribution. Item 10 is the optical flare inspection apparatus according to any one of Items 1 to 8.
The gist of the invention described in claim 10 is that, in the conversion to the monochrome image, the luminance of each pixel in the projected actual image is captured as I R , I G , and I B for each of the R, G, and B color components, respectively. , The luminance I of each pixel in the projected actual image,
The gist of the invention described in claim 11 is that a projection image obtained by enlarging and projecting an inspection pattern having light emitting pixels by a projector is formed on a screen, and an original light emitting area and flare recognized in the projection image are classified. An optical flare inspection method for inspecting, comprising: a step of capturing an image obtained by capturing the projection image as a projection real image; and a step of analyzing the projection real image. In the step of analyzing the projection real image, Create an appearance frequency distribution of the brightness of each pixel in the projected actual image, and determine whether each pixel is included in the original light emitting area or flare from the brightness value of each pixel in the appearance frequency distribution An optical flare inspection method is characterized by determining.
The gist of the invention described in claim 12 is that when the flare is classified into a plurality of types, in the step of analyzing the projected actual image, from the luminance value of each pixel in the appearance frequency distribution, 12. The optical flare inspection method according to claim 11, wherein it is determined which of the plurality of types of flare each of the pixels belongs to.
According to a thirteenth aspect of the invention, in the luminance frequency distribution, a plurality of luminance ranges are determined by combinations of peaks and valleys, and the luminance of each pixel in the projected actual image is the plurality of luminances. 13. The method according to claim 12, wherein by determining which of the ranges is included, it is determined whether each pixel in the projection image belongs to an original light emitting region or the plurality of types of flares. Lies in optical flare inspection methods.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the step of analyzing the projected actual image, when there are a plurality of types of flares, an average luminance value in a region composed of pixels belonging to the plurality of types of flares is expressed as I FL ( i) (where i is an index corresponding to the type of flare, 1 ≦ i ≦ N, and N is the number of flare types), and the average luminance value in the original light emitting region is P 0 .
The gist of the invention described in claim 15 is that the projected image is a color image, and in the step of analyzing the projected actual image, the projected actual image is converted into a monochrome image to create the appearance frequency distribution. The optical flare inspection method according to any one of claims 11 to 14, wherein the optical flare inspection method is characterized.
本発明によれば、人間の目視で感覚的に判断されていたフレア量と製品の光学的数値との対応が容易となるため、人間の感覚に適合した光学フレアの検査の自動化が容易となる。これにより、光学フレアの検査を適切に効率よく行うことが可能となる。 According to the present invention, since the correspondence between the flare amount sensuously determined by human eyes and the optical numerical value of the product becomes easy, it is easy to automate the inspection of the optical flare suitable for the human sense. . Thereby, it becomes possible to perform the inspection of the optical flare appropriately and efficiently.
以下、本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光学フレア検査装置および検査方法について、図面を参照して説明する。 図1は、本実施形態に係るプロジェクタの光学フレア検査装置の構成図である。この光学フレア検査装置1においては、投射レンズ2を搭載するプロジェクタ3を用いた場合に発生する光学フレア(以下、フレア)が検査される。パターン信号発生器4から送出された映像パターン5は、プロジェクタ3に送出される。映像パターン5は、後述するような、フレアの評価がしやすいように発光画素を有する検査パターンの映像である。これにより、検査パターンがプロジェクタ3によってスクリーン6に拡大投射され、検査パターンの投射画像がスクリーン6上で形成される。この投射画像が撮像装置7によってカラー撮像され、この撮像データがR、G、B成分に分離された投射実画像9として画像取り込み装置8に取り込まれる。さらに、この撮像データに適切に画像処理を施してフレアを検査するための画像処理装置10が接続される。この検査装置1においては、プロジェクタ3における投射レンズ2は取り外し可能である。例えば、プロジェクタ3に搭載されている投射光学系と色光学系との組み合わせがフレアの主な原因である場合には、投射レンズ2を交換することにより、プロジェクタ3のより適切な評価をすることができる。また、投射レンズ2がフレアの主な原因である場合にも、これを交換して調べることにより、より適切な検査をすることができる。この検査装置において検査される投射画像には、検査パターンにおける発光画素が投射された本来の発光領域とフレアとが認識される。 Hereinafter, an optical flare inspection apparatus and an inspection method for a projector according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an optical flare inspection apparatus for a projector according to the present embodiment. In the optical flare inspection apparatus 1, optical flare (hereinafter referred to as flare) generated when a projector 3 equipped with a projection lens 2 is used is inspected. The video pattern 5 sent from the pattern signal generator 4 is sent to the projector 3. The image pattern 5 is an image of an inspection pattern having light emitting pixels so that flare can be easily evaluated as will be described later. As a result, the inspection pattern is enlarged and projected onto the screen 6 by the projector 3, and a projected image of the inspection pattern is formed on the screen 6. This projection image is color-captured by the imaging device 7, and this imaging data is captured by the image capturing device 8 as a projection actual image 9 separated into R, G, and B components. Further, an image processing apparatus 10 is connected to appropriately perform image processing on the imaged data and inspect the flare. In this inspection apparatus 1, the projection lens 2 in the projector 3 is removable. For example, when the combination of the projection optical system and the color optical system mounted on the projector 3 is the main cause of flare, the projection lens 2 is replaced to perform a more appropriate evaluation of the projector 3. Can do. Further, even when the projection lens 2 is a main cause of flare, it is possible to perform a more appropriate inspection by exchanging it. In the projection image inspected by this inspection apparatus, the original light emitting area and flare on which the light emitting pixels in the inspection pattern are projected are recognized.
撮像装置7としては、例えばCCDカメラを用いることができる。図1に示すように、撮像装置は、スクリーン6の表示面から距離dだけ離れた位置に垂直に固定することが好ましい。これにより、フレアを測定しやすい投射映像の画端近傍にある投射映像内の検査パターンをさえぎることなく撮像することができる。 As the imaging device 7, for example, a CCD camera can be used. As shown in FIG. 1, the imaging device is preferably fixed vertically at a position away from the display surface of the screen 6 by a distance d. As a result, it is possible to capture an image without interrupting the inspection pattern in the projected image in the vicinity of the image end of the projected image where flare is easily measured.
図3は、この検査装置1において、検査パターンをプロジェクタ3によってスクリーン6上に投射した投射画像の例である。後述するように、検査パターンは、フレアを検出しやすいように縦または横方向に並んだ発光画素からなる発光パターンを複数含むことが好ましい。図3において明るく見える領域は、検査パターンにおける発光画素に対応する領域である発光領域と、この周囲に形成されたフレアとなった領域とからなる。すなわち、発光領域は発光画素が投射された領域であり、フレアは、発光画素が投射された領域ではないが、発光領域に伴い、その周囲で明るく見える領域である。投射画像内で複数の発光領域がある場合、各発光領域に伴うフレアが畳重しないように、検査パターンにおける複数の発光パターンの間隔は複数画素間隔だけ離しておくことが好ましい。なお、ここで用いた検査パターンは、縦方向に発光画素が並んだものである。 FIG. 3 shows an example of a projected image obtained by projecting the inspection pattern onto the screen 6 by the projector 3 in the inspection apparatus 1. As will be described later, the inspection pattern preferably includes a plurality of light emission patterns including light emission pixels arranged in the vertical or horizontal direction so that flare can be easily detected. The area that appears bright in FIG. 3 is composed of a light emitting area corresponding to the light emitting pixel in the inspection pattern and a flare area formed around the light emitting area. That is, the light emitting area is an area where the light emitting pixels are projected, and the flare is not an area where the light emitting pixels are projected, but is an area that appears bright around the light emitting area. When there are a plurality of light emitting areas in the projected image, it is preferable that the plurality of light emitting patterns in the inspection pattern are spaced apart by a plurality of pixels so that the flare associated with each light emitting area does not overlap. The inspection pattern used here is a pattern in which light emitting pixels are arranged in the vertical direction.
図4は、前記の検査パターンをカラー画像として画像取り込み装置8で捉えた実際の緑(G)色の投射パターンの投射画像の例である。画像取り込み装置8で撮像された投射画像の投射実画像9から、後述するように、投射実画像9の輝度出現頻度情報から複数種類のフレアの境界となる輝度閾値を得る。これを基に、作業者が選択した図4中に矩形で示された部分選択画像内において、フレア検査が実施される。コンピュータを用いたパターン認識手段を用いれば、この部分選択画像を投射実画像から自動的に選択することも容易である。 FIG. 4 is an example of a projection image of an actual green (G) projection pattern captured by the image capturing device 8 as a color image. From the actual projection image 9 of the projection image captured by the image capturing device 8, as described later, a luminance threshold value that becomes a boundary between a plurality of types of flare is obtained from the luminance appearance frequency information of the actual projection image 9. Based on this, the flare inspection is performed in the partial selection image shown by the rectangle in FIG. 4 selected by the operator. If a pattern recognition means using a computer is used, it is easy to automatically select this partial selection image from the projected actual image.
次に、画像処理装置10の構成およびフレア検査処理の動作について説明する。画像処理装置10は、図2に示すように、画像前処理部21、フレア検出・分類部22、フレア演算部23、ピッチ演算部24、画質判定部25から構成される。 Next, the configuration of the image processing apparatus 10 and the operation of the flare inspection process will be described. As shown in FIG. 2, the image processing apparatus 10 includes an image preprocessing unit 21, a flare detection / classification unit 22, a flare calculation unit 23, a pitch calculation unit 24, and an image quality determination unit 25.
画像前処理部21では、カラー画像である投射実画像9における各画素の輝度をI=(28×IR+77×IG+151×IB)/256なる計算式に基づいて変換し、カラー画像をモノクロ画像に変換する(以下、この作業をモノクロ変換という)。ここで、IR、IG、IBはカラー投射実画像9における各画素のR、G、Bカラー実画像の色成分の輝度値であり、Iは同一位置でのモノクロ変換後の輝度となる。撮像装置7で撮像した画像がモノクロ画像であったり、スクリーン上の投射画像がモノクロ画像である場合にはモノクロ変換は不要である。 The image pre-processing unit 21 converts the luminance of each pixel in the projection actual image 9 which is a color image based on the calculation formula I = (28 × I R + 77 × I G + 151 × I B ) / 256 to obtain a color image. Is converted into a monochrome image (hereinafter, this operation is referred to as monochrome conversion). Here, I R , I G , and I B are the luminance values of the color components of the R, G, and B color actual images of each pixel in the color projection actual image 9, and I is the luminance value after monochrome conversion at the same position. Become. When the image captured by the imaging device 7 is a monochrome image, or when the projected image on the screen is a monochrome image, monochrome conversion is not necessary.
フレア検出・分類部22では、投射実画像9における各画素の輝度の出現頻度分布を作成し、その結果から、本来の発光領域およびフレアを識別し、さらにこれらを定量化したデータを作成する。ここで、輝度としては、前記のモノクロ変換された輝度を用いてもよいし、R、G、B各成分ごとの輝度を用いてもよい。この出現頻度分布の例が図5である。図5においては、横軸が前記のモノクロ変換された輝度Iであり、縦軸が投射実画像中における各画素の輝度の出現頻度である。ここでは、輝度は0〜255の256階調で表現している。図5から明らかな様に、モノクロ変換された実画像全体を画像処理による2値化処理等でしきい値を上げて検査パターン領域範囲を絞り込むと、フレア領域に相当する領域は輝度の出現頻度分布上で輝度の出現頻度の小さな領域と常に一致する。この出現頻度の小さな領域を図5中において発光の影響領域と認識し、その左側にある出現頻度の大きな領域を背景領域と認識する。発光の影響領域と背景領域との境界は、例えば、出現頻度が出現頻度のピークの5%となる点と定義すること等により、容易に算出できる。図5中ではこの境界は輝度が64の点となっている。本来の発光領域とフレアは、この発光の影響領域の中に含まれる。フレア検出・分類部22は、この発光の影響領域中の輝度の出現頻度分布の中での各画素の輝度の値から、各画素が本来の発光領域とフレアのいずれに含まれるかを判断する。 The flare detection / classification unit 22 creates the appearance frequency distribution of the luminance of each pixel in the projection actual image 9, identifies the original light emitting area and flare from the result, and further creates data quantifying these. Here, as the luminance, the luminance after monochrome conversion may be used, or the luminance for each of the R, G, and B components may be used. An example of the appearance frequency distribution is shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the monochrome-converted luminance I, and the vertical axis represents the appearance frequency of the luminance of each pixel in the projected actual image. Here, the luminance is expressed in 256 gradations from 0 to 255. As can be seen from FIG. 5, when the entire pattern is converted into a monochrome pattern and the inspection pattern region range is narrowed by increasing the threshold value by binarization processing by image processing, the region corresponding to the flare region has an appearance frequency of luminance. It always coincides with the region where the appearance frequency of the luminance is small on the distribution. The region with a low appearance frequency is recognized as a light emission influence region in FIG. 5, and the region with a high appearance frequency on the left side is recognized as a background region. The boundary between the light emission affected area and the background area can be easily calculated by defining, for example, a point where the appearance frequency is 5% of the peak of the appearance frequency. In FIG. 5, this boundary is a point having a luminance of 64. The original light emission area and flare are included in the light emission influence area. The flare detection / classification unit 22 determines whether each pixel is included in the original light emission region or flare from the luminance value of each pixel in the luminance appearance frequency distribution in the light emission influence region. .
本来の発光領域およびフレアの分類方法について詳細に説明する。フレアはその輝度に応じ、人間の目視により感覚的に、濃いフレア、薄いフレア、極薄フレアの3種類に分類されることが経験的に知られている。これらの各種類および本来の発光領域のそれぞれに対応するピークが、前記の発光の影響領域における輝度の出現頻度分布に存在する。図6は、図4の部分選択領域における4種類の状態の拡大図(左)および前記の発光の影響領域の輝度の出現頻度分布(右)である。ここで、(a)は本来の発光領域、(b)は濃いフレア、(c)は薄いフレア、(d)は極薄フレアについて示してある。また、輝度の出現頻度分布(右)中には、目視検査によって作業者が決めたフレア境界との関係が示してある。輝度の出現頻度分布の波形には複数のピークおよび谷が存在している。観察者が感覚的に目視検査で決定していた各種フレアの境界は、この波形における決まった順位のピークと谷の組み合わせの領域と対応する。まず、図6(a)において、最も輝度の大きなピーク(一番右側のピーク)に隣接する左側の谷部よりも輝度の大きな(右側の)領域が、本来の発光領域に対応する。すなわち、フレアではない本来の発光領域は、最も輝度の大きなピークを含む領域に対応する。図6(b)において、2番目に輝度の大きな(右から2番目の)ピークを含み、その両側に隣接した谷部で挟まれた領域が、フレアの中では濃いフレアに対応する。図6(c)において、1番輝度の小さな(一番左の)ピークの右側に隣接した谷部と、前記の濃いフレアの領域との間に挟まれた、二つのピークを含む領域が、薄いフレアに対応する。図6(d)においては、前記の薄いフレアよりも輝度の小さな(左側の)領域が極薄フレアに対応する。このように、発光領域および上記3種類のフレアに対応するピークが決定される。このように、フレアが複数の種類に分類される場合に、フレア検出・分類部22は、出現頻度分布の中での各画素の輝度の値から、各画素が複数の種類のフレアのいずれに属するかを判断することができる。具体的には、前記の通り、ピークと谷との組み合わせで複数の輝度の範囲が決定され、各画素の輝度がこの複数の輝度の範囲のいずれに含まれるかを判定することにより、各画素が本来の発光領域および複数種類のフレアのいずれに属するかを判断することができる。 The original light emitting area and flare classification method will be described in detail. It is empirically known that flares are classified into three types of flares, dark flares, thin flares, and ultrathin flares according to their brightness. A peak corresponding to each of these types and each of the original light-emitting areas exists in the luminance appearance frequency distribution in the light emission-affected area. FIG. 6 is an enlarged view (left) of the four types of states in the partial selection region of FIG. 4 and the appearance frequency distribution (right) of the luminance in the light emission affected region. Here, (a) shows the original light emitting region, (b) shows the deep flare, (c) shows the thin flare, and (d) shows the ultrathin flare. In addition, the luminance appearance frequency distribution (right) shows the relationship with the flare boundary determined by the operator through visual inspection. A plurality of peaks and valleys exist in the waveform of the luminance appearance frequency distribution. The boundaries of the various flares that the observer has sensuously determined by visual inspection correspond to the regions of combinations of peaks and valleys of a predetermined order in this waveform. First, in FIG. 6A, a region having a higher luminance (right side) than a left trough adjacent to the highest luminance peak (the rightmost peak) corresponds to the original light emitting region. That is, the original light emitting region that is not flare corresponds to a region including a peak with the highest luminance. In FIG. 6 (b), a region that includes the peak with the second highest luminance (second from the right) and is sandwiched between valleys adjacent to both sides thereof corresponds to a dark flare in the flare. In FIG. 6 (c), a region including two peaks sandwiched between a valley portion adjacent to the right side of the peak having the smallest luminance (the leftmost) and the dark flare region, Corresponds to thin flare. In FIG. 6 (d), an area having a lower luminance (on the left side) than the thin flare corresponds to an ultrathin flare. Thus, the peak corresponding to the light emitting region and the three types of flare is determined. As described above, when the flare is classified into a plurality of types, the flare detection / classification unit 22 determines whether each pixel is a plurality of types of flare based on the luminance value of each pixel in the appearance frequency distribution. Whether it belongs can be determined. Specifically, as described above, a plurality of luminance ranges are determined by combinations of peaks and valleys, and each pixel is determined by determining which of the plurality of luminance ranges the luminance of each pixel is included in. Can be determined to belong to the original light emitting region or a plurality of types of flares.
例えば、発光の影響領域において、ピークが一番右側のピーク一つしか認められない場合には、本来の発光領域しか存在せず、フレアは認識できないことになる。すなわち、前記の通り、輝度の出現頻度分布を解析することにより、フレアの有無を判定でき、さらにフレアが存在した場合にはこれを分類することができる。 For example, if only one peak on the rightmost side is recognized in the light emission influence area, only the original light emission area exists and flare cannot be recognized. That is, as described above, the presence / absence of flare can be determined by analyzing the luminance frequency distribution, and if flare exists, it can be classified.
投射レンズ性能、プロジェクタの光学装置の組み合わせ、光源の強度、投射レンズとスクリーンとの距離等が変動した場合、投射画像の輝度や大きさは変化する。しかしながら、上記の各種フレアに対応する領域におけるピークと谷の組み合わせは、それぞれの投射レンズ種類毎に一意的に決まる。従って、同じ光学特性を持つ投射レンズ種類毎に各種フレアに対応するピークと谷および、その組み合わせ位置を探索することにより、目視判断に一致するフレア境界領域を常に自動分類・抽出することが可能となる。さらに、図7に示すように、同一のレンズにおいてその特性に製品ばらつきがある場合においても、輝度の出現頻度分布の波形は、互いに相似的な関係となる。このため、輝度の出現頻度分布における輝度の絶対値や各フレアのサイズが大きく変化することがあっても、各ピークと各谷の順位および、その組み合わせは変化しない。このため、ロバストにフレア自動分類を実施することが可能である。このようにしてフレア検出・分類部22は、輝度の出現頻度分布でのピークと谷の順位およびその組み合わせ情報を利用して、フレア検出やフレア種類を安定的かつ自動的にフレアを抽出・分類することができる。 When the projection lens performance, the combination of projector optical devices, the intensity of the light source, the distance between the projection lens and the screen, and the like vary, the brightness and size of the projected image change. However, the combination of peaks and valleys in the areas corresponding to the various flares described above is uniquely determined for each projection lens type. Therefore, by searching for the peaks and valleys corresponding to various flares for each type of projection lens having the same optical characteristics, and the combination position thereof, it is possible to always automatically classify and extract the flare boundary region that matches the visual judgment. Become. Furthermore, as shown in FIG. 7, even when there is a product variation in the characteristics of the same lens, the waveforms of the appearance frequency distribution of the luminance are similar to each other. For this reason, even if the absolute value of the luminance and the size of each flare in the luminance appearance frequency distribution change greatly, the order of each peak and each valley and the combination thereof do not change. For this reason, it is possible to implement flare automatic classification robustly. In this way, the flare detection / classification unit 22 stably and automatically extracts and classifies flare detection and flare types using the peak / valley rank in the luminance frequency distribution and the combination information thereof. can do.
フレア検出・分類部22で検出されたフレアを定量的に評価する量としては、各種フレアの平均的輝度を示す第一のフレア規格FL(i)と、フレアの大きさを示す第二のフレア規格FLQがある。前記の通り、等写実画像の絶対的輝度や投射画像の大きさ(倍率)はプロジェクタの使用の態様によって変動するが、これらの量は、使用の態様によって変動しない普遍的な量である必要がある。 The amount of quantitative evaluation of the flare detected by the flare detection / classification unit 22 includes the first flare standard FL (i) indicating the average luminance of the various flares and the second flare indicating the size of the flare. There is a standard FLQ. As described above, the absolute luminance of the real image and the size (magnification) of the projected image vary depending on the usage mode of the projector, but these amounts need to be universal amounts that do not vary depending on the usage mode. is there.
フレア演算部23は、第一のフレア規格であるFL(i)を算出する。このため、まず、検出されたフレア種類のそれぞれの境界を形成する輝度の出現頻度データのピークと谷の組み合わせ位置となる各種フレア毎の領域内の輝度平均値IFL(i)を算出する。次にIFL(i)と検査パターン内の発光画素領域の平均輝度P0から、第一のフレア規格FL(i)を次の数7によって算出する。ここで、iはフレア種類(発光領域、無発光領域も含む)を示すインデックスであり、0:発光領域、1:濃いフレア、2:薄いフレア、3:極薄フレア、4:無発光領域に対応する。無発光領域は前記の背景領域と等価である。なお、ここではフレアを3種類としているが、投射レンズ等の特性により、一般にN種類のフレアが認識される場合には、i=0の場合が発光領域、1≦i≦Nの場合がフレア、i=N+1の場合が無発光領域に対応する。
図8(a)(b)(c)は、明るさの異なる赤(R)色の検査パターンを投射した投射画像の例である。図9は、これらの場合の投射実画像をモノクロ化し、数7で計算した第一のフレア規格FL(i)を用いて定量化を実施した一例である。この第一のフレア規格FL(i)は、発光画素領域の平均輝度を100%、無発光領域の平均輝度を0%とした時の各種フレアのコントラスト指標となる。図9において、横軸はフレア種類(i)、縦軸は第一のフレア規格FL(i)である。また、図8におけるa(明るい場合)は○印、b(中間の場合)は×印、c(暗い場合)は△印で表示してある。各フレア種類の中心位置にある値が各種フレアの第一のフレア規格FL(i)の代表値であり、白表示が上限及び下限、黒表示が平均値を示している。このように、図8(a)〜(c)のように輝度の絶対値が大幅に異なっていても、数7による第一のフレア規格FL(i)は、各フレア種類毎にほぼ一定値をとる。従って、この第一のフレア規格FL(i)は見た目の明るさに依存せず、個々のフレア種類に固有の値となる。すなわち、プロジェクタの使用の態様に依存しない普遍的な量である。 FIGS. 8A, 8B, and 8C are examples of projected images obtained by projecting red (R) test patterns having different brightnesses. FIG. 9 is an example in which the actual projection image in these cases is converted into a monochrome image and quantified using the first flare standard FL (i) calculated in Equation 7. This first flare standard FL (i) is a contrast index for various flares when the average luminance of the light emitting pixel region is 100% and the average luminance of the non-light emitting region is 0%. In FIG. 9, the horizontal axis represents the flare type (i), and the vertical axis represents the first flare standard FL (i). In FIG. 8, a (when bright) is indicated by a circle, b (intermediate) is indicated by an x, and c (when dark) is indicated by a Δ. A value at the center position of each flare type is a representative value of the first flare standard FL (i) of each flare, white display indicates an upper limit and a lower limit, and black display indicates an average value. Thus, even if the absolute values of the brightness are greatly different as shown in FIGS. 8A to 8C, the first flare standard FL (i) according to Equation 7 is a substantially constant value for each flare type. Take. Therefore, the first flare standard FL (i) does not depend on the apparent brightness, and is a value specific to each flare type. In other words, it is a universal amount that does not depend on the mode of use of the projector.
FL(i)と同様にして、数8により、等写実画像における各画素の輝度Iをフレア感覚量THflに変換することができる。
これによると、フレア感覚量THflは、発光領域で100、無発光領域で0となり、各フレア領域ではこの中間的な値をとる。このため、THflは、プロジェクタの使用の態様が変動して輝度の絶対値が変動しても変わらず、発光領域とフレア領域を識別するための指標となる。また、輝度とは異なり、フレアと無関係の無発光領域を0、発光領域を100としているため、人間の感覚に近い指標である。すなわち、THflを用いてフレア検査を行うことにより、人間の感覚に適合し、かつ輝度等の変動に対しても普遍的に対応することができる。各画素におけるTHflの値から、この画素が発光領域および3種類のフレアのいずれに属するかの判定は、数9により行うことができる。すなわち、THflが数9の範囲にある場合にはiに対応した発光領域、3種類のフレア、無発光領域のいずれかに属している。ここで、指数iの領域内の画素の最小輝度をMIN(IFL(i))、指数iの領域内の画素の最大輝度をMAX(IFL(i))とする。
ピッチ演算部24は、第二のフレア規格FLQを算出する。第二のフレア規格FLQは、例えば発光画素が縦方向に並んだパターンを複数有する構成の検査パターンを用いて算出される。図10はこの場合にピッチ演算部24で行われるピッチ計算方法を示すための概念図である。図10はこうした検査パターンを用いた場合の投写実画像の例であり、検査パターンにおける発光画素に対応して、左右両端に発光領域が存在している。この場合、例えば左右のうちの一端の発光領域が原因で発生したフレアと他端の発光領域とが重畳しないように、検査パターン中の発光画素の間隔を充分に離しておくことが好ましい。なお、発光画素の配置を縦線とせずに、横線として形成してもよい。検査パターンにおける発光画素間の間隔に対応する画素の個数は予め設計値(M)として設定される。こうした検査パターンによって形成された投射実画像をモノクロ化した画像中では、前記の通り、輝度が発光領域の最低の輝度値以上となる領域が発光領域として識別される。図10の例では、左右の発光領域において横方向における重心を求め、この重心位置を発光領域中心としており、左側の発光領域中心の座標がX1、右側の発光領域中心の座標がX2である。 The pitch calculation unit 24 calculates the second flare standard FLQ. The second flare standard FLQ is calculated using, for example, an inspection pattern having a plurality of patterns in which light emitting pixels are arranged in the vertical direction. FIG. 10 is a conceptual diagram for illustrating a pitch calculation method performed by the pitch calculation unit 24 in this case. FIG. 10 shows an example of a projected real image when such an inspection pattern is used, and light emitting areas exist at both left and right ends corresponding to the light emitting pixels in the inspection pattern. In this case, for example, it is preferable that the intervals between the light emitting pixels in the inspection pattern are sufficiently separated so that the flare generated due to the light emitting region at one end of the left and right does not overlap with the light emitting region at the other end. The arrangement of the light emitting pixels may be formed as a horizontal line instead of a vertical line. The number of pixels corresponding to the interval between the light emitting pixels in the inspection pattern is preset as a design value (M). In an image obtained by converting the actual projection image formed by such an inspection pattern into a monochrome image, as described above, an area where the luminance is equal to or higher than the lowest luminance value of the light emitting area is identified as the light emitting area. In the example of FIG. 10, the center of gravity in the horizontal direction is obtained in the left and right light emitting areas, and this barycentric position is used as the center of the light emitting area, the coordinates of the left light emitting area center are X1 and the coordinates of the right light emitting area center are X2.
前記の二つの発光領域の重心の座標値X1とX2を求め、さらに、発光画素間の画素個数Mから、数10に基づいて、投射実画像上での検査パターン画素ピッチである基準単位ΔPdが算出される。ΔPdは検査パターンにおける画素に対応した、投射実画像における単位となる。プロジェクタの投射倍率が検査パターンの縦横で異なる場合には、それぞれの方向で異なる値とする場合もある。
次に、ピッチ演算部24は、投射実画像をモノクロ化した画像中において発光領域を識別した前記の方法と同様にして、各種フレア領域を識別する。こうして、図11に示すように、各フレア種類の境界線を形成する輪郭線を求めることができる。 Next, the pitch calculation unit 24 identifies various flare areas in the same manner as the above-described method of identifying the light emitting area in the monochrome image of the actual projection image. In this way, as shown in FIG. 11, the contour line that forms the boundary line of each flare type can be obtained.
この輪郭線の位置から算出されるフレア幅平均の和を発光領域端からの相対的なフレア長さとして算出する。図11において、幅L1の領域は濃いフレア、幅L2の領域は薄いフレア、幅L3の領域は極薄フレアである。この各種フレア幅Li (i =1、2、3) の和に基づく第二のフレア規格FLQは数11に基づいて算出される。
FLQは、基準単位ΔPdを基本単位としたフレア領域全体の大きさとなる。プロジェクタの使用の態様によって投射実画像の倍率(大きさ)、分解能が変化した場合でも、FLQはΔPdで規格化されているため、普遍的な量となる。同様に、各種類のフレア領域の大きさも、ΔPdを単位として表せば(L1/ΔPd、L2/ΔPd、L3/ΔPd)、これらの距離に依存しない量となる。図12は前記の方法で投射実画像上での基準単位ΔPdを求めた場合の投射実画像の例である。図13は、前記3種類のフレア端の発光領域からの距離となる、L1、L1+L2、L1+L2+L3をΔPdで規格化した無次元量を算出した例を順に示している。図13においては、最も右側のデータが前記のFLQとなる。 FLQ is the size of the entire flare area with the reference unit ΔPd as a basic unit. Even when the magnification (size) and resolution of the projected actual image change depending on the mode of use of the projector, FLQ is a universal amount because it is normalized by ΔPd. Similarly, if the size of each type of flare area is expressed in units of ΔPd (L1 / ΔPd, L2 / ΔPd, L3 / ΔPd), the amount does not depend on these distances. FIG. 12 is an example of a projected actual image when the reference unit ΔPd on the projected actual image is obtained by the above method. FIG. 13 shows an example in which a dimensionless quantity obtained by normalizing L1, L1 + L2, and L1 + L2 + L3 by ΔPd, which are distances from the light emission region of the three types of flare ends, is shown in order. In FIG. 13, the rightmost data is the FLQ.
続いて設定された画質判定部25では、評価の基準となるプロジェクタによる投射画像におけるFL(i)、FLQ等を予め記憶し、検査における閾値とする。検査の対象となるプロジェクタによる投射画像におけるこれらの量を測定し、これらの閾値と比較することにより、検査対象のプロジェクタの良否判定を自動的に実行する。画質判定部25を用いず、最終的判定を人間が行うことも可能である。この場合でも、作業者は適切に規格化された量であるFL(i)やFLQの値を判断基準とすることができるため、適切な評価を高効率で行うことができる。 Subsequently, the set image quality determination unit 25 stores in advance FL (i), FLQ, and the like in the projection image by the projector, which is a reference for evaluation, and sets it as a threshold value for inspection. By measuring these amounts in the projection image by the projector to be inspected and comparing them with these threshold values, the quality determination of the projector to be inspected is automatically executed. It is also possible for a human to make a final determination without using the image quality determination unit 25. Even in this case, since the worker can use the values of FL (i) and FLQ, which are appropriately standardized values, as a criterion for determination, appropriate evaluation can be performed with high efficiency.
また、この光学フレア検査装置においては、例えば、第一のフレア規格とスクリーン上で得た投射画像を照度計で測定した値との対応をとることもできる。例えば、図14はR、G、Bの各色の検査パターンの明るさ(階調)を順次変えてプロジェクタでスクリーンに投射し、画像取り込み装置8のレンズにND(ニュートラルデンシティ)フィルタを取り付けて、スクリーン投射映像を撮像した場合の光学的に測定した発光領域の平均輝度P0を調べた結果である。ここで、便宜上P0を、光学的な設計指針としてより便利なNDフィルタの透過率に換算し直しており、透過率が高いほど大きな平均輝度であることを表している。フレア演算部23に記憶された発光領域の平均輝度P0より透過率が検査パターンの階調ごとに換算され、データのないところではフレア演算部23で最小自乗法等で補間される。また、この輝度データP0と照度計の投射画像における発光領域を直接照度計で計測した照度Vは比例関係となる。このため、輝度を用いて表された前記数7で表される第一のフレア規格FL(i)を照度Vや前記の透過率で表すことができる。図15はFL(i)と前記の透過率との関係をR、G、Bの各色で求めた実測値の例である。このように、フレア規格を、光学的な設計指針として便利な透過率に換算して表現することも可能である。これにより、プロジェクタの設計指針を明確にしたり、品質管理を容易にすることが可能である。 In this optical flare inspection apparatus, for example, the correspondence between the first flare standard and the value obtained by measuring the projection image obtained on the screen with an illuminometer can be taken. For example, in FIG. 14, the brightness (gradation) of each of the R, G, and B test patterns is sequentially changed and projected onto a screen by a projector, and an ND (neutral density) filter is attached to the lens of the image capturing device 8. a screen projected image is the result of examining the average brightness P 0 of the optically measured emission region when imaged. Here, for convenience P 0, and again in terms of the transmittance of the more convenient ND filter as the optical design criteria indicates that the transmittance is larger average luminance higher. From the average luminance P 0 of the light emitting area stored in the flare calculation unit 23, the transmittance is converted for each gradation of the inspection pattern, and when there is no data, the flare calculation unit 23 interpolates by the least square method or the like. Further, the luminance data P 0 and the illuminance V obtained by directly measuring the light emitting area in the projected image of the illuminometer with the illuminometer are in a proportional relationship. For this reason, the first flare standard FL (i) expressed by the formula 7 expressed using luminance can be expressed by the illuminance V and the transmittance. FIG. 15 is an example of actual measurement values obtained by calculating the relationship between FL (i) and the transmittance for each of R, G, and B colors. In this way, the flare standard can be expressed by converting it into a convenient transmittance as an optical design guideline. This makes it possible to clarify the design guidelines of the projector and facilitate quality control.
1 光学フレア検査装置
2 投射レンズ
3 プロジェクタ
4 パターン信号発生器
5 映像パターン
6 スクリーン
7 撮像装置
8 画像取り込み装置
9 投射実画像
10 画像処理装置
21 画像前処理部
22 フレア検出・分類部
23 フレア演算部
24 ピッチ演算部
25 画質判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical flare inspection apparatus 2 Projection lens 3 Projector 4 Pattern signal generator 5 Image pattern 6 Screen 7 Imaging device 8 Image capture device 9 Projected real image 10 Image processing apparatus 21 Image pre-processing part 22 Flare detection and classification part 23 Flare calculation part 24 Pitch calculation unit 25 Image quality determination unit
Claims (15)
前記投射画像を撮像した画像を投射実画像として取り込む画像取り込み装置と、前記投射実画像を解析する画像処理装置とを有し、
該画像処理装置は、前記投射実画像における各画素の輝度の出現頻度分布を作成し、該出現頻度分布の中での前記各画素の輝度の値から、前記各画素が本来の発光領域とフレアのいずれに含まれるかを判定するフレア検出・分類部を有することを特徴とする光学フレア検査装置。 An optical flare inspection apparatus for forming a projection image obtained by enlarging and projecting an inspection pattern having a light emitting pixel by a projector on a screen, and classifying and inspecting an original light emitting area and flare recognized in the projection image,
An image capturing device that captures an image obtained by capturing the projected image as a projected actual image; and an image processing device that analyzes the projected actual image;
The image processing apparatus creates an appearance frequency distribution of the luminance of each pixel in the projected actual image, and the pixels are compared with the original light emitting area and the flare from the luminance value of each pixel in the appearance frequency distribution. An optical flare inspection apparatus having a flare detection / classification unit for determining which of the two is included.
前記フレアがN種類に分類される場合に、i番目のフレアに属する画素からなる領域の輝度平均値をIFL(i)(ここで、iはフレアの種類に対応する指数であり、1≦i≦N)とし、本来の発光領域内の輝度平均値をP0として、
When the flare is classified into N types, the luminance average value of an area composed of pixels belonging to the i-th flare is expressed as I FL (i) (where i is an index corresponding to the type of flare and 1 ≦ i ≦ N), and the average luminance value in the original light emitting region is P 0 ,
で求められるフレア感覚量THflを求め、前記複数種類のフレア内の画素の最小輝度をMIN(IFL(i))、前記複数種類のフレアに属する画素の最大輝度をMAX(IFL(i))として、前記THflが、
The flare sensation amount THfl obtained in step (1) is obtained, the minimum luminance of the pixels in the plurality of types of flares is MIN (I FL (i)), and the maximum luminance of the pixels belonging to the plurality of types of flares is MAX (I FL (i) ) As said THfl
複数種類のフレアが存在した場合に、該複数種類のフレアに属する画素からなる領域内の輝度平均値をIFL(i)(ここで、iはフレアの種類に対応する指数であり、1≦i≦N、Nはフレア種類の数)とし、本来の発光領域内の輝度平均値をP0として、
さらに前記複数種類のフレアの幅の総和を前記基準単位で規格化した量を第二のフレア規格量として算出し、
前記画像処理装置は、前記第一のフレア規格量と前記第二のフレア規格量とから前記プロジェクタの投射性能の良否の判定を行なう画質判定部を有することを特徴とする請求項6または7に記載の光学フレア検査装置。 The image processing apparatus includes:
When there are a plurality of types of flares, the average luminance value in a region composed of pixels belonging to the plurality of types of flares is expressed as I FL (i) (where i is an index corresponding to the type of flare and 1 ≦ i ≦ N, N is the number of flare types), and the average luminance value in the original light emitting area is P 0 .
Furthermore, the amount obtained by normalizing the sum of the widths of the plurality of types of flare in the reference unit is calculated as a second flare standard amount,
8. The image processing apparatus according to claim 6, further comprising an image quality determination unit configured to determine whether the projection performance of the projector is good or not based on the first flare standard amount and the second flare standard amount. The optical flare inspection apparatus as described.
前記投射画像を撮像した画像を投射実画像として取り込む工程と、前記投射実画像を解析する工程とを有し、
前記投射実画像を解析する工程において、前記投射実画像における各画素の輝度の出現頻度分布を作成し、該出現頻度分布の中での前記各画素の輝度の値から、前記各画素が本来の発光領域とフレアのいずれに含まれるかを判定することを特徴とする光学フレア検査方法。 An optical flare inspection method in which a projection image obtained by enlarging and projecting an inspection pattern having a light emitting pixel by a projector is formed on a screen, and an original light emitting area and flare recognized in the projection image are classified and inspected.
Including a step of capturing an image obtained by capturing the projection image as a projection real image, and a step of analyzing the projection real image,
In the step of analyzing the actual projection image, an appearance frequency distribution of the luminance of each pixel in the actual projection image is created, and from the luminance value of each pixel in the appearance frequency distribution, each pixel is originally An optical flare inspection method characterized by determining whether a light emitting area or a flare is included.
複数種類のフレアが存在した場合に、該複数種類のフレアに属する画素からなる領域内の輝度平均値をIFL(i)(ここで、iはフレアの種類に対応する指数であり、1≦i≦N、Nはフレア種類の数)とし、本来の発光領域内の輝度平均値をP0として、
前記検査パターンにおける発光画素の最小単位に対応した前記投射実画像中の幅を基準単位として前記フレアの幅を規格化した量を第二のフレア規格量として算出し、
前記第一のフレア規格量と前記第二の規格量とから前記プロジェクタの投射性能の良否の判定を行なうことを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載の光学フレア検査方法。 In the step of analyzing the projected real image,
When there are a plurality of types of flares, the average luminance value in a region composed of pixels belonging to the plurality of types of flares is expressed as I FL (i) (where i is an index corresponding to the type of flare and 1 ≦ i ≦ N, N is the number of flare types), and the average luminance value in the original light emitting area is P 0 .
An amount obtained by standardizing the width of the flare with the width in the projected actual image corresponding to the minimum unit of the light emitting pixels in the inspection pattern as a reference unit is calculated as a second flare standard amount,
14. The optical flare inspection method according to claim 11, wherein whether the projection performance of the projector is good or bad is determined from the first flare standard amount and the second standard amount.
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