JP2004221716A - Position adjustment apparatus for optical modulator and position adjustment method for optical modulator - Google Patents

Position adjustment apparatus for optical modulator and position adjustment method for optical modulator Download PDF

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JP2004221716A JP2003004003A JP2003004003A JP2004221716A JP 2004221716 A JP2004221716 A JP 2004221716A JP 2003004003 A JP2003004003 A JP 2003004003A JP 2003004003 A JP2003004003 A JP 2003004003A JP 2004221716 A JP2004221716 A JP 2004221716A
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友宏 日沼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position adjustment apparatus for an optical modulator and a position adjustment method for the optical modulator capable of controlling a position of the optical modulator to perform optimum focus adjustment. <P>SOLUTION: A focus position is positioned in a liquid crystal panel fitting step of a liquid crystal projector, a cross-shaped pattern is projected on the liquid crystal panel, every time the panel is moved in a direction of the Z axis, a video signal of a pattern image is read. The luminance of the pattern image is scanned in directions of the X and Y axes, and the position of the panel in the direction of the Z axis is obtained when contrast values B<SB>X</SB>, B<SB>Y</SB>are respectively maximized. Averaging the two positions obtains a position at which the panel is to be corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を光変調器において画像情報に応じて変調し、投射映像として投射する投射型画像表示装置を製造する際に、光変調器の位置調整工程において適用される光変調器調整装置、および、光変調器調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
投射型画像表示装置(プロジェクタ)では、光変調器により画像情報に応じて変調された光が、合成、拡大投射されることで投射映像が形成される。例えば、3板方式の液晶プロジェクタは、光変調器として赤色,緑色,青色のいわゆるR,G,B3原色に対応した3枚の液晶パネルを備えている。図28は、その主要部の概略構成を表している。光源101からの光は、ダイクロイックミラー102,103および反射ミラー104,105,106によってR,G,Bに色分離され、それぞれ液晶パネル107R,107G,107Bに入射される。液晶パネル107R,107G,107Bでは、画像情報に応じて、表示される画素位置でのみ光が透過され、各変調光はダイクロイックプリズム108で合成され、投射レンズ109で拡大投射される。
【0003】
このように複数の光変調器を備えたプロジェクタにおいては、(1)投射像にぼやけを生じさせないように、各光変調器の位置を投射レンズのバックフォーカスに一致させること、および(2)投射像の色ずれを防止するために、光変調器の相互間において同一画素の投射位置を一致させることが重要である。そのため、光変調器は個別に、また相互間で位置合わせを行った後に、本体部に固定されるようになっている。液晶プロジェクタの場合は、3枚の液晶パネル107R,107G,107Bが、位置合わせの後、ダイクロイックプリズム108の各面に対し固定される。
【0004】
図29は、従来の光変調器の位置調整に用いられる位置調整装置の概略構成を示しており、液晶パネル、特に液晶パネル107Gに代表させた位置調整の様子を表している。位置調整装置は、テストパターン発生器110,投射スクリーン111,CCDカメラ等の撮像手段112,各部の動作制御を行う制御部113、および、液晶パネル107Gを移動させ、その位置調整を行う調整機構114を備えている。テストパターン発生器110は、液晶パネル107Gにその4つの角部を表示するテストパターンを与え、テストパターン像を投射スクリーン111に投射させる。テストパターン像は、予め4つのパターン投射位置にそれぞれ設置された4つの撮像手段112に撮像され、映像信号に変換されて制御部113に入力される。制御部113は、4か所のテストパターンの位置やコントラスト値から、液晶パネル107Gの位置ずれ量や傾きを算出し、液晶パネル107Gの位置補正量に換算して、調整機構114に送出する。調整機構114は、入力される位置補正量に応じ、液晶パネル107Gの位置や傾きを補正する。
【0005】
こうした操作によって、液晶パネル107R,107G,107Bの各位置を、投射映像が投射スクリーン111にて最も明瞭に結像する位置(バックフォーカス)に合わせるフォーカス調整を行い、また、例えば緑色表示用の液晶パネル10Gの位置合わせの後、この位置を基準として液晶パネル107R,107Bの位置合わせを行いことにより、パネル相互間の画素位置を合わせるレジストレーションを行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
フォーカス調整は、液晶パネルの位置を光軸方向に変化させたときの投射画像のコントラスト値を指標として行われる。コントラスト値は、投射画像における輝度の最大値と最小値との差であり、通常、テストパターン像の一方向に沿った輝度変化から算出される。例えば、図30(A)に示したように、テストパターンには格子縞150を矢印151の方向に輝度走査を行い、同図(B)のような格子縞150に対応した輝度パターンからコントラスト値152を算出している(特許文献1参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そうした方法でフォーカス調整がなされたプロジェクタでは、投射映像が、調整時の輝度走査方向には鮮明であるが、その方向からはずれるといわゆるピンぼけの状態となり、大きなフレアが出てしまうことがあった。
【0008】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光変調器の位置を制御して、最適なフォーカス調整を行うことができる光変調器の位置調整装置、および光変調器の位置調整方法を提供することにある。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−178014号公報
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の光変調器の位置調整装置は、画像情報に応じて画素を点灯させることにより光を変調し、投射映像を生成する1または複数の光変調器と、光変調器からの投射映像を拡大投射する映像投射手段とを含んで構成される投射型画像表示装置を製造する際に、光変調器の取り付け位置を調整するための位置調整装置であって、光変調器の位置を調整する位置調整手段と、光変調器に、直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与える機能を有するテストパターン発生手段と、光変調器により生成されるテストパターン像が映像投射手段を介して投射される投射スクリーンと、投射スクリーン上の映像を撮像し、映像信号に変換する撮像手段と、投射スクリーンに、直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの投射像が投影される場合に、光変調器を変調光の光軸方向に移動させるように位置調整手段を制御しつつ、光変調器の移動の度に投射像に対応する映像信号を取得し、映像信号に基づいて投射像のコントラスト値を直交する2軸の各方向において算出し、これら2種のコントラスト値のそれぞれが最大となる光変調器の2つの位置座標を求め、2つの位置座標の平均をもって光変調器の補正位置とし、この補正位置を基に位置調整手段を制御する機能を有する制御手段と備えたものである。なお、本発明における「直交する2軸の各方向成分を有する形状」とは、直交する2軸の各方向に延在する線分を含んだ形状を指す。そのようなものとしては、例えば、十字形状、T字形状、L字形状、長方形状(正四角形を含む)等が挙げられる。
【0011】
本発明の光変調器の位置調整方法は、画像情報に応じて画素を点灯させることにより光を変調し、投射映像を生成する1または複数の光変調器と、光変調器からの投射映像を拡大投射する映像投射手段とを含んで構成される投射型画像表示装置を製造する際に、光変調器の取り付け位置を調整する位置調整方法であって、光変調器に、直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与え、光変調器により生成されるその投射像を映像投射手段を介して投射スクリーンに投射し、光変調器を変調光の光軸方向に移動させ、移動の度に投射スクリーンに投射された投射像の映像信号を取得し、映像信号に基づいて、投射像のコントラスト値を2軸の各方向において算出し、これら2種のコントラスト値のそれぞれが最大となる光変調器の2つの位置座標を求め、2つの位置座標の平均をもって光変調器の補正位置とし、この補正位置を基に光変調器の位置を補正するものである。
【0012】
本発明の光変調器の位置調整装置、および、本発明の光変調器の位置調整方法では、投射型画像表示装置を製造する際の光変調器の取り付け位置調整工程において、光変調器から、直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの像を投射させる。この投射像は、光変調器を光軸方向に移動する度に映像信号として取得される。映像信号からは、投射像の直交する2軸の各方向について、コントラスト値が最大となる光変調器の位置座標が求められる。これら2つの位置座標は、通常一致せず、液晶パネルを一方の位置座標に配置すると、投射像は、一方の方向には明瞭であるが、他方の方向にはいわゆるピンぼけの状態となり、大きなフレアが出てしまう。これは、投射レンズのフレア特性や光学系部品の品質ばらつきによるものである。フレアとは、レンズの球面収差(レンズの中心部分と周辺部分とで焦点距離が異なること)などによる像のぼけである。本発明は、この現象に着目してなされたものであり、ちょうど焦点があうような光変調器の位置(ジャストフォーカス位置)を求めるにあたり、一方向からみたコントラスト値だけを参照するのではなく、直交する2方向におけるコントラスト値を考慮するものとしている。つまり、光変調器の光軸方向の補正位置は、上記2つの位置座標の平均とされ、光変調器はこの位置に移動される。この補正位置では、直交2軸の両方向において投射画像のぼやけが平均して抑えられ、画質を最適化するような位置調整がなされる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光変調器の位置調整装置の構成を示す図であり、図2は、投射スクリーンを中心とした映像投射系の構成を表している。本実施の形態では、具体的に液晶プロジェクタを製造する場合について説明するものとし、光変調器を液晶パネル10(10R,10G,10B)としている。液晶パネル10R,10G,10Bは、それぞれ、R,G,B3原色の変調光を出力するためのものである。このほかには、ダイクロイックプリズム11,投射レンズ12が液晶プロジェクタの構成部品であり、これらは通常、パネル位置調整工程の時点ですでに一体化されている。この位置調整装置は、3枚の液晶パネル10R,10G,10Bに対し、(1)それぞれを投射像が最も明瞭に見える位置に調整すると共に、(2)相互間における同一画素の投射位置を一致させるように調整するものであり、調整機構2を備えた本体部1,テストパターン発生器3,スクリーン4,撮像素子61〜64,制御部7を備えている。なお、この位置調整装置は、位置調整後に、液晶パネル10をダイクロイックプリズム11に接合し、固定する機能を併せ持つようになっている。液晶パネル10の接合は、例えば紫外線硬化型接着剤などを用い、紫外線を照射することで行われるが、ここではその具体的な構成は図示しないものとする。
【0015】
本体部1は、調整対象である液晶パネル10と、ダイクロイックプリズム11,投射レンズ12とが載置されるようになっており、液晶パネル10R,10G,10Bのそれぞれに対して、6軸動作が可能な調整機構2が設けられている。すなわち、調整機構2はモータ等の駆動機構からなり、図3に示したように、液晶パネル10を、X軸,Y軸,Z軸、さらにX軸を回転軸とする角度Θ,Y軸を回転軸とする角度Θ,Z軸を回転軸とする角度Θの6つの方向に移動させ、その位置を自在に調整できるようになっている。
【0016】
テストパターン発生器3は、制御部7の制御下で、所定のテストパターン映像を表示させる制御信号を、液晶パネル10に所定のタイミングで送出するようになっている。このテストパターン発生器3は、液晶パネル10に、図4,図5に示したテストパターンを与えるようになっている。これらのテストパターンは、液晶パネル10の4隅の所定画素に与えられ、各テストパターン像は、液晶パネル10による映像投射範囲13(図2参照)において、画素位置に対応する4つの領域にそれぞれ表示される。
【0017】
図4に示した十字形状のパターン31〜34は、後述するフォーカス調整時に用いられるものであり、図5に示したL字形状のパターン41〜44は、後述する画素位置の調整時に用いられるものである。なお、ここでは、この図4のテストパターンが、本発明における「直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターン」の一具体例に対応している。
【0018】
スクリーン4は、4つの投射スクリーン51〜54と、これらを支持固定するスクリーンフレーム5からなる。投射スクリーン51〜54は、投射範囲13の4隅に設置され、各テストパターンを受像するようになっている。すなわち、図4,図5のそれぞれにおける4つの領域は、そのまま投射スクリーン51〜54の投影面に対応したものとなっている。
【0019】
撮像素子61〜64は、通常のCCDカメラでよく、それぞれが投射スクリーン51〜54に対向して設置され、各投射スクリーン51〜54上の画像を撮像し、映像信号VSに変換して制御部7に出力するようになっている。
【0020】
制御部7は、入力される映像信号VSを輝度データにA/D変換し、この輝度データに基づいて液晶パネル10の位置ずれを検出すると共に、ずれ幅を6軸の制御成分量に換算し、制御信号CSとして調整機構2のそれぞれに出力し、調整機構2が液晶パネル10を最適な位置に移動させるように制御するものである。そのため、制御部7は、データを格納するメモリを備えたコンピュータなどで構成される。この制御部7は、調整機構2をテストパターンの種類に応じた方法で制御するが、その手順は以下において詳細に説明する。また、制御部7は、テストパターン発生器3に対し、発生させるテストパターンを切り換える制御を行うようになっている。
【0021】
次に、この位置調整装置の動作について、図1ないし図11を参照して説明する。図6〜図9は、この位置調整装置による光変調器の位置調整手順を示すフローチャートである。また、図9,図10は、図4のテストパターンの投射映像のデータ解析法を説明するための図である。
【0022】
まず、液晶パネル10と、ダイクロイックプリズム11,投射レンズ12とを本体部1に設置しておくと、調整機構2が、液晶パネル10R,10G,10Bを初期位置に移動する(ステップS1)。
【0023】
〔フォーカス調整〕
次に、各液晶パネル10のフォーカス位置の調整を行う(図6参照)。まず、液晶パネル10R,10G,10Bの各々を、Z軸方向に所定距離だけダイクロイックプリズム11から離す(ステップS2)。
【0024】
次に、液晶パネル10GをZ軸方向に移動させながら、図4のテストパターンの像の輝度データをフォーカスデータとしてサンプリングする。テストパターン発生器3が図4のテストパターンを与えることにより、液晶パネル10Gに緑色のパターン31〜34を投射させる(ステップS3)。これにより、投射スクリーン51〜54のそれぞれには、パターン31〜34の像が図4に示した配置で投影される。
【0025】
次に、投射スクリーン51〜54における投射画像を、撮像素子61〜64が、映像信号VSとして読み取る(ステップS4)。制御部7は、映像信号VSを取り込み、輝度データに変換した後、その最大コントラスト値B,Bを算出する。図10に示すように、パターンごとの輝度データをX軸方向,Y軸方向のそれぞれに走査すると、平均輝度はパターン位置で最も大きくなり、最大コントラスト値B,Bをとる。最大コントラスト値B,Bは、液晶パネル10GのZ軸方向位置が焦点位置に合致した場合に、最も大きく急峻なピークとなり、焦点からずれるほど小さくなる。そこで、得られた最大コントラスト値B,Bを、Z軸方向位置に対応したフォーカスデータとして、パターン31〜34ごとにメモリに格納する(ステップS5)。
【0026】
次に、液晶パネル10Gを、1ステップ分だけダイクロイックプリズム11に近づける(ステップS6)。このサンプリングステップの刻みは、数ミクロン単位とする。サンプリングがまだ終了していなければ(ステップS7;N)、この位置で再度、投射画像の読み取りを行い(ステップS4)、引き続き手順に従って動作して、フォーカスデータを取得する。なお、フォーカスデータは、測定のつど、各パターンごとに格納される。
【0027】
サンプリングを終えると(ステップS7;Y)、制御部7は、液晶パネル10Gのジャストフォーカス位置を算出する。図11は、液晶パネル10のZ軸方向の位置を横軸にして、サンプリングしたフォーカスデータ、すなわち最大コントラスト値B,Bの大きさを縦軸に表したものである。最大コントラスト値BのZ軸方向変化を表す曲線BXZと、最大コントラスト値BのZ軸方向変化を表す曲線BYZは、それぞれ1つのピークを形成する。つまり、曲線BXZのピーク位置Fが、X軸方向のジャストフォーカス位置であり、曲線BYZのピーク位置Fが、Y軸方向のジャストフォーカス位置である。ちなみに、これらのピーク位置Fやピーク位置Fが、従来のZ軸方向の補正位置に相当する。
【0028】
なお、図示したように、ピーク位置Fとピーク位置Fは通常一致しない。これは、投射レンズ12のフレア特性や、液晶パネル10,ダイクロイックプリズム11,投射レンズ12等の光学部品の品質ばらつきによるものである。例えば、液晶パネル10をピーク位置Fに配置すると、投射像はX軸方向には明瞭であるが、Y軸方向にはいわゆるピンぼけの状態となり、大きなフレアが出てしまう。ピーク位置Fに配置した場合には、その逆である。
【0029】
そこで、ここでは、ピーク位置Fとピーク位置Fの平均位置Fを、真のジャストフォーカス位置とする(ステップS8)。この平均位置Fでは、X軸方向,Y軸方向の双方においてフレアの出方が平均して少なくなり、投射画像の画質を最適化することができる。
【0030】
こうして、パターン31〜34に対応して、液晶パネル10Gの四隅についてのジャストフォーカス位置が算出される。制御部7は、4点のジャストフォーカス位置からΘ,Θ方向のあおりとZ軸方向の補正位置とを算出し、対応する調整機構2に制御信号CSとして送出する。調整機構2は、液晶パネル10Gに対して、あおりの補正とZ軸方向の補正位置への移動を行う(ステップS9)。このようにして、液晶パネル10Gのフォーカス調整がなされる。なお、本実施の形態では、各液晶パネル10に対するZ軸方向の補正位置が、本発明の「第1の補正位置」に対応している。
【0031】
次に、液晶パネル10Gに対する操作と同様にして、液晶パネル10Rについてフォーカス調整を行う(図7参照)。まず、液晶パネル10Rにパターン31〜34を投射させ(ステップS10)、その投射画像を撮像素子61〜64により映像信号として読み取り(ステップS11)、映像信号を基にパターン31〜34に対するフォーカスデータを演算する(ステップS12)。この一連の動作を液晶パネル10RをZ軸方向に移動させながら行い、Z軸方向位置に対するフォーカスデータをサンプリングする(ステップS13、S14)。次に、得られたフォーカスデータより、ピーク位置Fとピーク位置Fの平均位置Fであるジャストフォーカス位置を求め(ステップS15)、さらに、4点のジャストフォーカス位置からΘ,Θ方向のあおりとZ軸方向の補正位置とを得る。これらの位置補正量に応じ、調整機構2が、液晶パネル10Rの位置を補正する(ステップS16)。
【0032】
次に、また同様にして、液晶パネル10Bについてフォーカス調整を行う(図8参照)。液晶パネル10Bにパターン31〜34を投射させ(ステップS17)、その投射画像を撮像素子61〜64により映像信号として読み取り(ステップS18)、映像信号を基にパターン31〜34に対するフォーカスデータを演算する(ステップS19)。この一連の動作を液晶パネル10BをZ軸方向に移動させながら行い、Z軸方向位置に対するフォーカスデータをサンプリングする(ステップS20、S21)。次に、一連のフォーカスデータより、ピーク位置Fとピーク位置Fの平均位置Fであるジャストフォーカス位置を求め(ステップS22)、4点のジャストフォーカス位置からΘ,Θ方向のあおりとZ軸方向の補正位置とを得る。これらの位置補正量に応じ、調整機構2が、液晶パネル10Bの位置を補正する(ステップS23)。
【0033】
〔画素位置の調整〕
次に、各液晶パネル10の投射画像同士の画素位置を一致させるために、液晶パネル10G,10R,10Bの相対位置を調整する(図9参照)。すなわち、図2では投射範囲13を中央の適正位置に描いているが、位置調整前には、液晶パネル10からの投射範囲はこの位置からずれていたり、互いの投射像の画素位置が対応してなかったりしている。この工程では、こうした位置ずれを4つの角部のずれ量として検出する。
【0034】
まず、テストパターン発生器3が図5のテストパターンを与えることにより、液晶パネル10Gが、緑色のパターン41〜44を投射する(ステップS24)。撮像素子61〜64は、パターン41〜44の各像を映像信号VSに変換し、制御部7に入力する。制御部7は、映像信号VSを輝度データに変換した後、パターン41〜44の各位置を割り出し、これらを基にして、投射画像がスクリーン中央に位置するようにX軸方向,Y軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。次いで、制御部7は、これらの位置補正量を、制御信号CSとして調整機構2に送出する。調整機構2は、制御信号CSに応じ、液晶パネル10Gの位置をX軸方向,Y軸方向,Θ方向に調整する(ステップS25)。
【0035】
次に、液晶パネル10Rの画素位置を、液晶パネル10Gの画素位置に合わせる。まず、テストパターン発生器3が図5のテストパターンを与えることにより、液晶パネル10Rが、赤色のパターン41〜44を投射する(ステップS26)。
【0036】
撮像素子61〜64は、投射スクリーン51〜54に投影されたパターン41〜44の各像を映像信号VSに変換し、制御部7に入力する。制御部7は、映像信号VSを輝度データに変換した後、パターン41〜44の各像の位置を割り出す。ここで、得られた赤色の像の位置が緑色の像の位置からずれていれば、そのずれに対応して液晶パネル10Rが液晶パネル10Gに対してずれた位置にあることが判明する。そこで、パターン41〜44の各像のずれ量を基にして、液晶パネル10RのX軸方向,Y軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。
【0037】
さらに、制御部7は、これらの位置補正量を制御信号CSとして調整機構2に送出し、調整機構2は、制御信号CSに応じて、液晶パネル10Rの位置をX軸方向,Y軸方向,Θ方向に調整する(ステップS27)。
【0038】
次に、液晶パネル10Bの画素位置を、液晶パネル10Gの画素位置に合わせる。この操作も、先の液晶パネル10Rの調整と同様に行う。まず、液晶パネル10Bに青色のパターン41〜44を投射させる(ステップS28)。次に、
映像信号VSを基に青色のパターン41〜44の各像の位置を割り出し、これらの緑色の像に対するずれ量を求める。続いて、これらのずれ量を基に、液晶パネル10BのX軸方向,Y軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出し、位置補正量に応じて液晶パネル10Bの位置を調整する(ステップS29)。
【0039】
次に、液晶パネル10R,10G,10Bの全てに図5のテストパターンを投射させ、このときの投射映像を読み取り、各色のパターン41〜44の投射位置を割り出し(ステップS30)、各色のパターンの位置が規格内に収まっていることを確認する(ステップS31)。R,G,Bの各パターン位置に、規格内にないものがあれば(ステップS48;N)、もう一度、液晶パネル10R,10Bに対し、液晶パネル10Gの位置を基準とする位置合わせを行う。
【0040】
R,G,Bの各パターンが規格内であれば(ステップS31;Y)、図示しない接合手段により、各液晶パネル10をダイクロイックプリズム11に接合する(ステップS32)。その後、調整機構2を調整前の位置に移動させ(ステップS33)、動作を終了する。
【0041】
このように本実施の形態においては、液晶パネル10の位置調整において、図4のテストパターンを用い、そのX軸とY軸の直交2軸方向のそれぞれにおいてコントラスト最大となるピーク位置F,ピーク位置Fを求め、これらの平均位置Fを真のジャストフォーカス位置とすることでフォーカス調整を行うようにしたので、液晶パネル10のZ軸方向位置は、画像のコントラストが各方向に平均して良好となるように最適化される。よって、液晶パネル10を、鮮明な画像が得られる状態に調整することができる。
【0042】
次に、上記実施の形態の変形例、および応用例について、実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【0043】
〔変形例〕
上記実施の形態におけるフォーカス調整工程では、各パターン像の最大コントラスト値B,Bをフォーカスデータとして求める場合について説明したが、そのほかにも、以下のようにしてフォーカスデータを求めることができる。
【0044】
前述のように、パターン像に対してX軸,Y軸の各方向に輝度走査すると、各方向について、パターン像の位置でピークをもつ輝度分布が得られる。この輝度分布の形状は、図12に示したように、液晶パネル10のZ方向位置がジャストフォーカス位置に近づけるほど急峻となり、ジャストフォーカス位置から離すほど、なだらかとなる。そのため、ある閾値を定めるとき、閾値より大きな輝度値をとる範囲は、ジャストフォーカス位置に近いほど狭まり(幅Wx1,Wy1)、離れるほど広がる(幅Wx2,幅Wy2)。本変形例では、このことを利用して、輝度に閾値Bを設定し、輝度値が閾値Bより大きくなる位置幅(フレア幅)を算出してフォーカスデータとする。
【0045】
図13は、液晶パネル10のZ軸方向位置に対するX軸方向のフレア幅変化、およびY軸方向のフレア幅変化を示している。液晶パネル10をZ軸方向に移動させると、X軸方向のフレア幅は曲線WXZのように変化し、Y軸方向のフレア幅は曲線WYZのように変化する。各方向において、ジャストフォーカス時にフレア幅は最も小さくなる。ここでは、このフレア幅最小となるZ方向位置F,Fを、それぞれX軸方向,Y軸方向のジャストフォーカス位置として求め、その平均位置Fを、実際のジャストフォーカス位置とする。これにより、X軸方向,Y軸方向の平均フレアが最小となる位置を、ジャストフォーカス位置とすることができる。
【0046】
〔応用例〕
上記実施の形態における画素位置の調整工程では、R,G,Bの各投射像間の相対距離を基に調整するようにしたが、この相対距離に、投射レンズ12の色収差が影響を与える。すなわち、光学材料の屈折率は波長によって異なり、ガラスの凸レンズでは、青色光の焦点距離は、赤色光の焦点距離よりも短くなる性質がある。したがって、図14に示したように、投射レンズ12から投射されるR,G,Bの各像では、赤色光50Rによるパターン像PRが最も小さく、青色光50Bによるパターン像PBが最も大きくなる。相対距離の実測値には、こうした色収差が含まれていることから、単に互いの像の一端を合わせる方法では互いの画素位置を正しく一致させることはできない。そこで、本応用例では、色収差を考慮して位置調整を行うものとする。
【0047】
ただし、投射レンズ12の製造ばらつきによっても色収差の大きさは変化するため、パターン像間の収差によるずれを予め設定することはできない。そこで、液晶パネル10Gの位置調整後、液晶パネル10R,10Bの補正位置を求める際に、以下の演算により最終的な調整を図る。
【0048】
液晶パネル10Gによる緑色のパターン41〜44の座標を(gx1 ,gy1)、(gx2 ,gy2)、(gx3 ,gy3)、(gx4 ,gy4)とし、液晶パネル10Rによる赤色のパターン41〜44の座標を(rx1 ,ry1)、(rx2 ,ry2)、(rx3 ,ry3)、(rx4 ,ry4)とする。このとき、
(gx1 −rx1)+(gx2 −rx2)+(gx3 −rx3)+(gx4 −rx4)=0
となれば、液晶パネル10RのX軸方向の像投射位置が、液晶パネル10Gに対して平均的に中央に調整されることになる。また、
(gy1 −ry1)+(gy2 −ry2)+(gy3 −ry3)+(gy4 −ry4)=0
となれば、液晶パネル10RのY軸方向の像投射位置が、液晶パネル10Gに対して平均的に中央に調整されることになる。これにより、色収差の影響を排除して液晶パネル10Rの補正位置を得ることができる。なお、液晶パネル10Bに対しても、同様の演算により、色収差の影響が排除された補正位置を得ることができる。これにより、より高精度に画素位置合わせ(レジストレーション)を行うことができ、色ずれを抑えることができる。
【0049】
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態では、複数の液晶パネルに対し同時にフォーカス調整と画素位置の調整とを行うようになっているが、各液晶パネルに対する基本的な操作は、第1の実施の形態と同様である。よって、第1の実施の形態と同様の構成要素については同様の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【0050】
ここで用いる位置調整装置は、テストパターン発生器3が、液晶パネル10に図15のテストパターンを与えるほか、フォーカス調整時には図16のテストパターン、画素位置の調整時には図17のテストパターンをそれぞれ与えること、および、制御部7が図15〜図17のテストパターンに応じた演算処理を行い、複数の液晶パネル10の位置を同時に補正するように制御を行うことを除けば、上記第1の実施の形態と同様に構成されている。
【0051】
すなわち、テストパターン発生器3は、図15,図16,図17に示した3種類のテストパターンを液晶パネル10に与えるようになっている。図15に示したパターン21〜24は、各液晶パネル10に順に与えられるものであり、その輪郭(テストパターン内の点灯画素と、その外側の非点灯画素による境界)を指標に、液晶パネル10のXY平面上の位置を粗調整する際に用いられる。
【0052】
図16に示したテストパターンは、フォーカス調整時に用いられ、実際には、液晶パネル10G,10R,10Bのそれぞれに与えられる図18,図19,図20の各パターンが重ね合わせられた状態を表したものである。図18〜図20の各パターンは互いに異なる画素領域に配されており、液晶パネル10RにパターンR31〜R34を、液晶パネル10GにパターンG31〜G34を、液晶パネル10BにパターンB31〜B34を同時に与えると、投射スクリーン51〜54の上でこれらが合成され、図16のような投射像が表示されるようになっている。
【0053】
また、図16のテストパターンにおいては、液晶パネル10の位置ずれによってパターン像同士が重なり合い、干渉することを防ぐために、パターン間距離が予め画素位置上で規定されている。図21は、その一例を右上領域のパターンで代表的に表したものである。パターンR31とパターンG31は、オフセットD1により左右に間隔が規定され、パターンG31とパターンB31は、オフセットD2により上下に間隔が規定されている。さらに、これらのパターンR31,G31,B31を正三角形の各頂点に配置するようにすれば、互いの距離が等しくなり、より効果的にパターン同士の干渉を回避することができる。なお、ここでは、図16のテストパターンが、本発明における「直交する2軸の各方向成分を有する形状をなし」たテストパターンの一具体例に対応している。
【0054】
図17に示したテストパターンは、画素位置の調整(レジストレーション)時に用いられるものである。図17のテストパターンも、図16のテストパターンのように、液晶パネル10R,10G,10BのそれぞれにパターンR41〜R44,パターンR41〜R44,パターンR41〜R44を同時に与えることにより発生するものである。この図17のテストパターンにおいても、パターン同士の距離は画素位置によって相対的に規定されている。図22は、その一例を右上領域のパターンで代表的に表したものである。パターンR41は、パターンG41に対し、オフセットW11によりX軸方向の距離が規定され、オフセットW12によりY軸方向の距離が規定されている。パターンB41は、パターンG41に対し、オフセットW21によりX軸方向の距離が規定され、オフセットW22によりY軸方向の距離が規定されている。
【0055】
次に、この位置調整装置の動作について、さらに図23〜図27を参照して説明する。図23〜図26は、この位置調整装置による光変調器の位置調整手順を示すフローチャートである。図27は、図16のテストパターンの投射像に対するデータ処理法を説明するための図である。
【0056】
まず、液晶パネル10と、ダイクロイックプリズム11,投射レンズ12とを本体部1に設置しておくと、調整機構2が、液晶パネル10R,10G,10Bを初期位置に移動する(ステップS1)。
【0057】
〔粗調整〕
次に、各液晶パネル10の位置の粗調整を行う。まず、テストパターン発生器3は、液晶パネル10Gに対して図15のテストパターンを与える。これにより、液晶パネル10Gが、緑色のパターン21〜24を投射する(ステップS2)。
【0058】
パターン21〜24は、それぞれ、投射スクリーン51〜54に向けて投射され、一方では、投射スクリーン51〜54の上の各画像を撮像素子61〜64が撮像し、映像信号VSとして制御部7に入力する(ステップS3)。制御部7は、映像信号VSから輝度データを得、これを基に、パターン21〜24について、その輪郭が投射スクリーン51〜54の所定位置に投影されているか否かを判別する(ステップS4)。ここで、パターン21〜24は、まとまった画素領域を表示しているために明るく、焦点が合わずに多少像がぼやけていたとしても、ある程度輪郭を判別することが可能である。こうして、液晶パネル10Gについて精度の粗い位置識別が行われる。
【0059】
パターン21〜24の輪郭が所定位置に投影されていなかった場合(ステップS4;N)、制御部7は、X軸方向,Y軸方向およびΘ方向における位置ずれ量を算出し、制御信号として調整機構2に出力する。調整機構2は、制御信号に応じて液晶パネル10GをX軸方向,Y軸方向およびΘ方向に移動し、その位置を調整する(ステップS5)。その後、再び投射スクリーン51〜54の上の画像を撮像素子61〜64により読み取り(ステップS3)、上記した一連の動作を行う。
【0060】
パターン21〜24の輪郭が所定位置に投影されていた場合(ステップS4;Y)には、テストパターン発生器3は、制御部7の制御に基づき、図15のテストパターンを液晶パネル10Rに与える。これにより、液晶パネル10Rが赤色のパターン21〜24を投射する(ステップS6)。
【0061】
この液晶パネル10Rの位置の粗調整も、上述した液晶パネル10Gの場合と同様の手順で行われる(ステップS7〜S9)。こうして、液晶パネル10Rの粗調整が済むと(ステップS8;Y)、次に、液晶パネル10Bについて粗調整を行う。その手順は、上述した液晶パネル10Rの場合と同様である(ステップS10〜S13)。
【0062】
〔フォーカス調整〕
次に、各液晶パネル10の焦点位置の調整を行う。この過程では、テストパターン発生器3は、液晶パネル10G,10R,10Bのそれぞれに、図18,図19,図20のテストパターンを与える。
【0063】
まず、テストパターン発生器3が図18のテストパターンを与えることにより、液晶パネル10Gが、緑色のパターンG31〜G34を投射する(ステップS14)。次いで、撮像素子61〜64によって、投射スクリーン51〜54におけるパターンG31〜G34の各像が、映像信号VSとして制御部7に取り込まれる。制御部7は、映像信号VSを輝度データに変換した後、パターンG31〜G34それぞれの位置を割り出し、これらを位置データとしてメモリに格納する(ステップS15)。
【0064】
この動作を、液晶パネル10R,10Gに対しても同様に行う。その際、液晶パネル10Rには図19のテストパターンを与え、赤色のパターンR31〜R34を投射させ、その位置をメモリに記憶する(ステップS16,ステップS17)。液晶パネル10Bには図20のテストパターンを与え、青色のパターンB31〜B34を投射させ、その位置をメモリに記憶する(ステップS18,ステップS19)。
【0065】
次に、液晶パネル10R,10G,10Bの各々を、Z軸方向に所定距離だけダイクロイックプリズム11から離す(ステップS20〜S22)。次に、液晶パネル10R,10G,10Bのそれぞれに図18〜図20の各テストパターンを一斉に与え、パターンR31〜R34,パターンG31〜G34,パターンB31〜B34を投射させる(ステップS23〜S25)。これにより、投射スクリーン51〜54には、各パターン像が図16に示した配置で投影される。
【0066】
次に、液晶パネル10R,10G,10Bの各々をZ軸方向に同時に移動させながら、各パターンの輝度データをフォーカスデータとしてサンプリングする。このとき、投射スクリーン51〜54における投射画像は、図16のようになっており、これらを、撮像素子61〜64が映像信号VSとして読み取る(ステップS26)。
【0067】
制御部7は、映像信号VSを取り込み、輝度データに変換した後、この図16のテストパターンに対応する輝度データから、各パターンごとの輝度データを分離抽出する(ステップS27)。図27は、その様子を投射スクリーン51における投射画像を例にとって表したものである。この投射画像に対応した輝度データから、パターンR31,G31,B31を中心とする微小領域A1〜A3に対応する輝度データを抽出し、それぞれ別々にメモリに格納する。微小領域A1〜A3は、先にメモリに格納されたパターンR31,G31,B31の位置データを基に、各パターンの輝度データが互いに干渉しないサイズに設定する。こうして、撮像して得た一の輝度データから、パターンR31,G31,B31の3種類の輝度データが得られる。
【0068】
次に、制御部7は、各パターンごとに、最大コントラスト値B,Bを算出し、これらをZ軸方向位置に対応したフォーカスデータとしてメモリに格納する(ステップS28〜S30)。
【0069】
次に、液晶パネル10R,10G,10Bのそれぞれを、1ステップ分だけ、ダイクロイックプリズム11に近づける(ステップS31〜S33)。サンプリングがまだ終了していなければ(ステップS34;N)、この位置で再度、投射画像の読み取りを行い(ステップS26)、フォーカスデータを取得する。
【0070】
サンプリングを終えると(ステップS34;Y)、制御部7は、各パターンについて、ピーク位置Fとピーク位置Fの平均位置Fを取り、真のジャストフォーカス位置を算出する(ステップS35〜S37)。
【0071】
こうして、液晶パネル10R,10G,10Bの各々について四隅のジャストフォーカス位置が算出される。制御部7は、各液晶パネル10について、4点のジャストフォーカス位置からΘ,Θ方向のあおりとZ軸方向の補正位置とを算出し、対応する調整機構2に制御信号CSとして送出する。調整機構2は、液晶パネル10R,10G,10Bに対し同時に、あおりの補正とZ軸方向の補正位置への移動とを行う(ステップS38〜S40)。
【0072】
〔画素位置の調整〕
次に、各液晶パネル10の相対位置を調整する(レジストレーション)。この工程では、テストパターン発生器3は、液晶パネル10G,10R,10Bに対し、図17のテストパターンのうち末尾の符号が一致するパターンを与える。
【0073】
まず、テストパターン発生器3がパターンG41〜G44を与えることにより、液晶パネル10Gが、緑色のパターンG41〜G44を投射する(ステップS41)。撮像素子61〜64は、パターンG41〜G44の各像を映像信号VSに変換し、制御部7に入力する。制御部7は、映像信号VSを輝度データに変換した後、パターンG41〜G44の各位置を割り出す。さらには、これらを基に、投射画像がスクリーン中央に位置するようにX軸方向,Y軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。次いで、制御部7は、これらの位置補正量を、制御信号CSとして調整機構2に送出する。調整機構2は、制御信号CSに応じ、液晶パネル10Gの位置をX軸方向,Y軸方向、およびΘ方向に調整する(ステップS42)。
【0074】
次いで、テストパターン発生器3がテストパターンを与えることにより、液晶パネル10R,10Bもそれぞれに、赤色のパターンR41〜R44と、青色のパターンB41〜B44とを投射する(ステップS43,S44)。このとき、投射スクリーン51〜54には図17のテストパターンが投影されており、撮像素子61〜64は、各パターンの像を一括して映像信号VSに変換し、制御部7に入力する。
【0075】
制御部7は、映像信号VSを輝度データに変換した後、パターンR41〜R44の各位置を割り出す。パターンR41〜R44のパターンG41〜G44に対する相対位置は、既に図22のように画素位置により規定されており、投射像が規定した相対位置からずれていれば、そのずれに対応して、液晶パネル10Rが液晶パネル10Gに対してずれた位置にあることが判明する。そこで、規定した相対位置(オフセットW11,W12)を基にしたパターンR41〜R44のずれ量から、液晶パネル10RのX軸方向,Y軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。
【0076】
制御部7はまた、パターンB41〜B44についてもパターンR41〜R44と同様に演算を行い、図22に示した相対位置(オフセットW21,W22)を基にしたパターンB41〜B44のずれ量から、液晶パネル10BのX軸方向,Y軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。
【0077】
制御部7は、これらの位置補正量を制御信号CSとして調整機構2に送出し、調整機構2は、制御信号CSに応じて、液晶パネル10R、液晶パネル10Bの位置をX軸方向,Y軸方向,Θ方向に調整する(ステップS45,S46)。
【0078】
次に、投射映像を再度読み取り、パターンR41〜R44、パターンG41〜G44、およびパターンB41〜B44の投射位置を割り出し(ステップS47)、各パターンの画素位置が規格内であることを確認する(ステップS48)。R,G,Bの各パターンが規格内でなければ(ステップS48;N)、もう一度、液晶パネル10R,10Bに対し、液晶パネル10Gの位置を基準とする位置合わせを行う。
【0079】
R,G,Bの各パターンが規格内であれば(ステップS48;Y)、図示しない接合手段により、各液晶パネル10をダイクロイックプリズム11に接合する(ステップS49)。その後、調整機構2を調整前の位置に移動させ(ステップS50)、動作を終了する。
【0080】
このように本実施の形態においては、液晶パネル10の位置調整において、液晶パネル10R,10G,10Bに、互いに異なる画素領域に配されたパターンを同時に投射させることにより、投射スクリーン51〜54に液晶パネル10R,10G,10Bからの投射像を互いに重なり合わないように投影し、撮像素子61〜64がR,G,Bの各投射像を一画像として同時一括して映像信号VSに変換するようにしたので、液晶パネル10R,10G,10Bの位置情報が一時に取得される。R,G,Bの各投射像は、重なり合わないように配置されているので、互いに他の色成分の干渉を受けずに済む。さらに、フォーカス調整工程では、映像信号VSからパターン像ごとにデータを分離抽出し、これらを基にして各液晶パネル10に対する位置補正量を求めるものとし、画素位置の調整工程では、映像信号VSからパターン像同士の相対距離を検出し、相対距離により位置合わせを行うものとしたので、フォーカス調整と画素位置の調整の双方において、液晶パネル10R,10G,10Bに対する位置情報の取得、位置補正量の演算および位置調整を同時に行うことができる。よって、上記第1の実施の形態の効果に加えて、従来の装置から大きな改変を伴うことなく液晶パネルの位置調整にかかる時間を短縮し、効率よく液晶プロジェクタを製造することができるという効果を奏する。
【0081】
また、フォーカス調整工程では、パターン像ごとのデータを、一画像信号から分離抽出して得るようにしたので、各パターン像のデータが示す領域、すなわち画像処理範囲が従来よりも狭くなり、制御部7における演算処理時間が短縮される。そのため、調整所要時間を削減することができる。
【0082】
加えて、フォーカス調整に図16に示した十字形状のテストパターンを用いるだけでなく、粗調整,フォーカス調整および画素位置調整の各工程ごとに図15,図16および図17のテストパターンを使い分けるようにしたので、それぞれの工程の目的に即した形状のテストパターンが選択され、液晶パネル10に対し、最適な位置補正を行うことができる。
【0083】
なお、本発明は、上記実施の形態および変形例、応用例には限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、「直交する2軸の各方向成分を有する形状」のテストパターンとして十字形状のみを例示したが、そのほか、T字形状、L字形状等の該当する形状であってよいのは勿論である。また、変形例と応用例は、第2の実施の形態に適用することも可能であり、それぞれ個別に適用するだけでなく、組み合わせて適用するようにしてもよい。
【0084】
さらに、上記実施の形態では、液晶プロジェクタを製造する場合について説明したが、これはあくまで一例であって、液晶パネル以外の光変調器で構成されるプロジェクタを製造する場合にも適用できる。プロジェクタの構成も、3板方式だけでなく単板方式であってもよく、また、上記実施の形態では、正対するスクリーンに向かって映像を投射するフロント投射方式の場合について説明したが、ミラーを用いてスクリーン裏側に映像を投射するリア投射方式などであってもよい。
【0085】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の位置調整装置および本発明の位置調整方法によれば、投射型画像表示装置を製造する際の光変調器の取り付け位置調整において、光変調器に、直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与え、光変調器により生成される投射像を、映像投射手段を介して投射スクリーンに投射し、光変調器を変調光の光軸方向に移動させ、移動の度に投射スクリーンに投射された投射像の映像信号を取得し、映像信号に基づいて、投射像のコントラスト値を2軸の各方向において算出し、これら2種のコントラスト値のそれぞれが最大となる光変調器の2つの位置座標を求め、2つの位置座標の平均をもって光変調器の補正位置とし、この補正位置を基に光変調器の位置を補正するようにしたので、投射映像は、直交2軸の両方向においてぼやけが平均して抑えられる。その結果、最適なフォーカス調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る位置調整装置の構成図である。
【図2】図1に示した位置調整装置の映像投射系の構成図である。
【図3】図1に示した調整機構による液晶パネルの位置調整方向を表す図である。
【図4】第1の実施の形態において、図1に示したテストパターン発生器がフォーカス調整時に液晶パネルに与えるテストパターンを表す図である。
【図5】第1の実施の形態において、図1に示したテストパターン発生器が画素位置の調整時に液晶パネルに与えるテストパターンを表す図である。
【図6】第1の実施の形態における光変調器の位置調整手順のフローチャートである。
【図7】図12に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図8】図7に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図9】図8に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図10】フォーカス調整時に図4のテストパターン像に適用される解析手法を説明するための図である。
【図11】図10に続く解析手順を説明するための図である。
【図12】第1の実施の形態の変形例に係る投射映像のデータ解析法を説明するための図である。
【図13】図12に続く解析手順を説明するための図である。
【図14】第1の実施の形態の応用例に係る画素位置の調整時における色収差の説明図である。
【図15】第2の実施の形態において、図1に示したテストパターン発生器が粗調整時に液晶パネルに与えるテストパターンを表す図である。
【図16】第2の実施の形態において、図1に示したテストパターン発生器がフォーカス調整時に液晶パネルに与えるテストパターンの図である。
【図17】第2の実施の形態において、図1に示したテストパターン発生器が画素位置の調整時に液晶パネルに与えるテストパターンの図である。
【図18】図16に示したテストパターンのうち緑色の投影パターンのみ表す図である。
【図19】図16に示したテストパターンのうち赤色の投影パターンのみ表す図である。
【図20】図16に示したテストパターンのうち青色の投影パターンのみ表す図である。
【図21】図16に示したテストパターンの各色のパターン間の位置関係を説明するための図である。
【図22】図17に示したテストパターンの各色のパターン間の位置関係を説明するための図である。
【図23】第2の実施の形態における光変調器の位置調整手順のフローチャートである。
【図24】図23に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図25】図24に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図26】図25に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図27】図16のテストパターンの投射像に対するデータ処理法を説明するための図である。
【図28】一般的な液晶プロジェクタの要部構成図である。
【図29】従来の位置調整装置の概略構成図である。
【図30】特許文献1に開示された従来の位置調整方法を説明するための図である。
【符号の説明】
1…本体部、2…調整機構、3…テストパターン発生器、4…スクリーン、5…スクリーンフレーム、51〜54…投射スクリーン、61〜64…撮像素子、7…制御部、10,10R,10G,10B…液晶パネル、11…ダイクロイックプリズム、12…投射レンズ、13…投射範囲、21〜24,31〜34,R31〜R34,G31〜G34,B31〜B34,41〜44,R41〜R44,G41〜G44,B41〜B44…パターン、VS…映像信号、CS…制御信号、D1,D2,W11,W12,W21,W22…オフセット、A1〜A3…微小領域、B…X軸方向の最大コントラスト値、B…Y軸方向の最大コントラスト値、F…X軸方向のピーク位置(ジャストフォーカス位置)、F…Y軸方向のピーク位置(ジャストフォーカス位置)、F…真のジャストフォーカス位置、Wx1,Wx2,Wy1,Wy2…フレア幅。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical modulator adjustment device that is applied in a position adjustment step of an optical modulator when manufacturing a projection-type image display device that modulates light according to image information in an optical modulator and projects the light as a projection image. And an optical modulator adjustment method.
[0002]
[Prior art]
In a projection type image display device (projector), light modulated according to image information by a light modulator is synthesized, enlarged, and projected to form a projected image. For example, a three-panel type liquid crystal projector includes three liquid crystal panels corresponding to so-called R, G, and B primary colors of red, green, and blue as light modulators. FIG. 28 shows a schematic configuration of the main part. The light from the light source 101 is color-separated into R, G, and B by dichroic mirrors 102 and 103 and reflection mirrors 104, 105, and 106, and is incident on liquid crystal panels 107R, 107G, and 107B, respectively. In the liquid crystal panels 107R, 107G, and 107B, light is transmitted only at a pixel position to be displayed according to image information, and each modulated light is synthesized by the dichroic prism 108 and enlarged and projected by the projection lens 109.
[0003]
As described above, in the projector including a plurality of light modulators, (1) matching the position of each light modulator with the back focus of the projection lens so as not to cause blurring of the projected image; In order to prevent color misregistration of an image, it is important to match the projection positions of the same pixel between the optical modulators. For this reason, the optical modulators are fixed to the main body unit individually and after alignment between them. In the case of a liquid crystal projector, three liquid crystal panels 107R, 107G, and 107B are fixed to each surface of the dichroic prism 108 after alignment.
[0004]
FIG. 29 shows a schematic configuration of a position adjustment device used for position adjustment of a conventional optical modulator, and shows a state of position adjustment typified by a liquid crystal panel, particularly, a liquid crystal panel 107G. The position adjustment device includes a test pattern generator 110, a projection screen 111, an imaging unit 112 such as a CCD camera, a control unit 113 for controlling the operation of each unit, and an adjustment mechanism 114 for moving the liquid crystal panel 107G and adjusting its position. It has. The test pattern generator 110 gives a test pattern for displaying the four corners to the liquid crystal panel 107G, and projects a test pattern image on the projection screen 111. The test pattern images are picked up by four image pickup units 112 installed at four pattern projection positions in advance, converted into video signals, and input to the control unit 113. The control unit 113 calculates the amount of displacement and inclination of the liquid crystal panel 107G from the positions and contrast values of the four test patterns, converts the calculated amount into the amount of position correction of the liquid crystal panel 107G, and sends it to the adjustment mechanism 114. The adjustment mechanism 114 corrects the position and inclination of the liquid crystal panel 107G according to the input position correction amount.
[0005]
By such an operation, focus adjustment is performed to adjust each position of the liquid crystal panels 107R, 107G, and 107B to a position (back focus) where the projected image is most clearly formed on the projection screen 111. After the alignment of the panel 10G, the liquid crystal panels 107R and 107B are aligned based on this position, thereby performing registration for aligning the pixel positions between the panels.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The focus adjustment is performed using the contrast value of the projected image when the position of the liquid crystal panel is changed in the optical axis direction as an index. The contrast value is a difference between the maximum value and the minimum value of the luminance in the projection image, and is usually calculated from a luminance change in one direction of the test pattern image. For example, as shown in FIG. 30A, the test pattern is subjected to luminance scanning of the lattice stripe 150 in the direction of the arrow 151, and a contrast value 152 is obtained from the luminance pattern corresponding to the lattice stripe 150 as shown in FIG. It is calculated (see Patent Document 1).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a projector whose focus has been adjusted by such a method, the projected image is clear in the luminance scanning direction at the time of adjustment, but if it deviates from that direction, a so-called out-of-focus state may occur, causing a large flare. Was.
[0008]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to control a position of an optical modulator to perform an optimal focus adjustment. It is to provide a position adjustment method.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-178014
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The position adjusting device for an optical modulator of the present invention modulates light by lighting pixels according to image information to generate one or more optical modulators to generate a projection image, and a projection image from the optical modulator. A position adjusting device for adjusting a mounting position of an optical modulator when manufacturing a projection type image display device including a video projection unit for enlarging and projecting, wherein the position of the optical modulator is adjusted. Position adjusting means, test pattern generating means having a function of giving a test pattern having a shape having components in two directions orthogonal to each other to the optical modulator, and a test pattern image generated by the optical modulator is used for projecting the image. Screen projected through the screen, imaging means for capturing an image on the projection screen and converting the image into a video signal, and a test pattern having a shape having two orthogonal directional components on the projection screen When the projected image is projected, while controlling the position adjusting means to move the optical modulator in the optical axis direction of the modulated light, acquire a video signal corresponding to the projected image every time the optical modulator moves. Calculating the contrast value of the projected image in each of two orthogonal directions based on the video signal, obtaining two position coordinates of the optical modulator in which each of the two contrast values is maximum, and obtaining two position coordinates. Is used as the correction position of the optical modulator, and control means having a function of controlling the position adjusting means based on the correction position is provided. In the present invention, the “shape having components in each direction of two orthogonal axes” refers to a shape including a line segment extending in each direction of two orthogonal axes. Examples of such a shape include a cross shape, a T-shape, an L-shape, and a rectangular shape (including a square).
[0011]
The position adjustment method of the light modulator according to the present invention modulates light by lighting pixels according to image information to generate one or more light modulators to generate a projection image, and the projection image from the light modulator. When manufacturing a projection type image display device including a video projection unit for enlarging and projecting, a position adjusting method for adjusting a mounting position of an optical modulator, wherein the optical modulator has two axes orthogonal to each other. Giving a test pattern having a shape having each direction component, projecting the projection image generated by the optical modulator on a projection screen via video projection means, moving the optical modulator in the optical axis direction of the modulated light, and moving At each time, a video signal of the projected image projected on the projection screen is obtained, and based on the video signal, the contrast value of the projected image is calculated in each direction of the two axes. Light modulation Obtains two position coordinates of the corrected position of the optical modulator with the average of the two coordinates, and corrects the position of the light modulator on the basis of the corrected position.
[0012]
In the position adjusting device of the optical modulator of the present invention, and the position adjusting method of the optical modulator of the present invention, in the mounting position adjusting step of the optical modulator when manufacturing the projection type image display device, from the optical modulator, An image of a test pattern having a shape having respective components of two orthogonal axes is projected. This projection image is acquired as a video signal every time the optical modulator is moved in the optical axis direction. From the video signal, the position coordinates of the optical modulator at which the contrast value is maximum are obtained in each of two orthogonal directions of the projection image. These two position coordinates usually do not coincide, and when the liquid crystal panel is arranged at one position coordinate, the projected image is clear in one direction but so-called out-of-focus in the other direction, and a large flare occurs. Comes out. This is due to flare characteristics of the projection lens and quality variations of optical components. Flare is an image blur caused by spherical aberration of a lens (a focal length is different between a central portion and a peripheral portion of the lens). The present invention has been made by paying attention to this phenomenon. In determining the position of the optical modulator that is just in focus (just focus position), it is not necessary to refer only to the contrast value viewed from one direction. The contrast values in two orthogonal directions are taken into account. That is, the correction position of the optical modulator in the optical axis direction is the average of the two position coordinates, and the optical modulator is moved to this position. At this correction position, blurring of the projected image is suppressed on average in both directions of the two orthogonal axes, and the position is adjusted so as to optimize the image quality.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0014]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a position adjusting device of an optical modulator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a configuration of a video projection system centering on a projection screen. In the present embodiment, a case where a liquid crystal projector is manufactured will be specifically described, and the light modulator is a liquid crystal panel 10 (10R, 10G, 10B). The liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B are for outputting modulated lights of three primary colors of R, G, and B, respectively. In addition, the dichroic prism 11 and the projection lens 12 are components of the liquid crystal projector, which are usually already integrated at the time of the panel position adjustment step. This position adjusting device adjusts (1) each of the three liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B to a position where a projected image can be seen most clearly, and (2) matches the projection positions of the same pixel between each other. The main unit 1 includes an adjustment mechanism 2, a test pattern generator 3, a screen 4, imaging devices 61 to 64, and a control unit 7. Note that this position adjusting device has a function of joining and fixing the liquid crystal panel 10 to the dichroic prism 11 after the position adjustment. The liquid crystal panel 10 is joined by irradiating ultraviolet rays using, for example, an ultraviolet curable adhesive, but the specific configuration is not shown here.
[0015]
The main body 1 has a liquid crystal panel 10 to be adjusted, a dichroic prism 11, and a projection lens 12 mounted thereon. Six-axis operation is performed on each of the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B. A possible adjustment mechanism 2 is provided. That is, the adjusting mechanism 2 is composed of a driving mechanism such as a motor, and as shown in FIG. Y , The angle about the Y axis as the axis of rotation x , And Z are rotated in six directions of an angle と す る, and the position can be freely adjusted.
[0016]
The test pattern generator 3 sends a control signal for displaying a predetermined test pattern image to the liquid crystal panel 10 at a predetermined timing under the control of the control unit 7. The test pattern generator 3 gives the liquid crystal panel 10 the test patterns shown in FIGS. These test patterns are given to predetermined pixels at the four corners of the liquid crystal panel 10, and each test pattern image is placed in each of four regions corresponding to the pixel positions in the image projection range 13 (see FIG. 2) by the liquid crystal panel 10. Is displayed.
[0017]
The cross-shaped patterns 31 to 34 shown in FIG. 4 are used at the time of focus adjustment described later, and the L-shaped patterns 41 to 44 shown in FIG. 5 are used at the time of pixel position adjustment described later. It is. Here, the test pattern in FIG. 4 corresponds to a specific example of “a test pattern having a shape having components in each of two orthogonal axes” in the present invention.
[0018]
The screen 4 includes four projection screens 51 to 54 and a screen frame 5 for supporting and fixing these. The projection screens 51 to 54 are provided at four corners of the projection range 13 so as to receive each test pattern. That is, the four regions in each of FIGS. 4 and 5 correspond to the projection planes of the projection screens 51 to 54 as they are.
[0019]
The imaging devices 61 to 64 may be ordinary CCD cameras, each of which is installed so as to face the projection screens 51 to 54, captures images on the projection screens 51 to 54, converts the images to the video signals VS, and controls the control unit. 7 is output.
[0020]
The control unit 7 A / D converts the input video signal VS into luminance data, detects a positional deviation of the liquid crystal panel 10 based on the luminance data, and converts the deviation width into a six-axis control component amount. , The control signal CS is output to each of the adjusting mechanisms 2, and the adjusting mechanism 2 controls the liquid crystal panel 10 to move to the optimum position. Therefore, the control unit 7 is configured by a computer having a memory for storing data. The control unit 7 controls the adjusting mechanism 2 by a method corresponding to the type of the test pattern, and the procedure will be described in detail below. The control unit 7 controls the test pattern generator 3 to switch the test pattern to be generated.
[0021]
Next, the operation of the position adjusting device will be described with reference to FIGS. 6 to 9 are flowcharts showing the procedure for adjusting the position of the optical modulator by the position adjusting device. 9 and 10 are diagrams for explaining a data analysis method of the projected image of the test pattern in FIG.
[0022]
First, when the liquid crystal panel 10, the dichroic prism 11, and the projection lens 12 are installed on the main body 1, the adjusting mechanism 2 moves the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B to the initial positions (Step S1).
[0023]
[Focus adjustment]
Next, the focus position of each liquid crystal panel 10 is adjusted (see FIG. 6). First, each of the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B is separated from the dichroic prism 11 by a predetermined distance in the Z-axis direction (Step S2).
[0024]
Next, while moving the liquid crystal panel 10G in the Z-axis direction, the luminance data of the image of the test pattern in FIG. 4 is sampled as focus data. The test pattern generator 3 gives the test pattern of FIG. 4 to project the green patterns 31 to 34 on the liquid crystal panel 10G (step S3). Thereby, the images of the patterns 31 to 34 are projected on the respective projection screens 51 to 54 in the arrangement shown in FIG.
[0025]
Next, the imaging devices 61 to 64 read the projected images on the projection screens 51 to 54 as the video signal VS (Step S4). The control unit 7 takes in the video signal VS, converts it into luminance data, X , B Y Is calculated. As shown in FIG. 10, when the luminance data of each pattern is scanned in the X-axis direction and the Y-axis direction, the average luminance becomes maximum at the pattern position and the maximum contrast value B X , B Y Take. Maximum contrast value B X , B Y Is the largest and steep peak when the position of the liquid crystal panel 10G in the Z-axis direction matches the focal position, and becomes smaller as the position deviates from the focal point. Then, the obtained maximum contrast value B X , B Y Is stored in the memory for each of the patterns 31 to 34 as focus data corresponding to the position in the Z-axis direction (step S5).
[0026]
Next, the liquid crystal panel 10G is brought closer to the dichroic prism 11 by one step (step S6). The sampling step is in units of several microns. If the sampling has not been completed yet (step S7; N), the projection image is read again at this position (step S4), and the operation is continued according to the procedure to acquire the focus data. The focus data is stored for each pattern for each measurement.
[0027]
When the sampling is completed (Step S7; Y), the control unit 7 calculates the just focus position of the liquid crystal panel 10G. FIG. 11 shows sampled focus data, that is, the maximum contrast value B, where the horizontal axis represents the position of the liquid crystal panel 10 in the Z-axis direction. X , B Y Is shown on the vertical axis. Maximum contrast value B X B representing the change in Z-axis direction XZ And the maximum contrast value B Y B representing the change in Z-axis direction YZ Form one peak each. That is, the curve B XZ Peak position F X Is the just focus position in the X-axis direction, and the curve B YZ Peak position F Y Is the just focus position in the Y-axis direction. Incidentally, these peak positions F X And peak position F Y Correspond to the conventional correction position in the Z-axis direction.
[0028]
As shown, the peak position F X And peak position F Y Usually do not match. This is due to flare characteristics of the projection lens 12 and quality variations of optical components such as the liquid crystal panel 10, the dichroic prism 11, and the projection lens 12. For example, the liquid crystal panel 10 is moved to the peak position F. X , The projected image is clear in the X-axis direction, but becomes so-called out of focus in the Y-axis direction, and a large flare appears. Peak position F Y , The opposite is true.
[0029]
Therefore, here, the peak position F X And peak position F Y Average position F P Is the true just focus position (step S8). This average position F P In this case, the appearance of flare is reduced on average in both the X-axis direction and the Y-axis direction, and the image quality of the projected image can be optimized.
[0030]
In this way, the just focus positions for the four corners of the liquid crystal panel 10G are calculated corresponding to the patterns 31 to 34. The control unit 7 calculates the Θ from the four just focus positions. X , Θ Y The tilt of the direction and the correction position in the Z-axis direction are calculated and sent to the corresponding adjustment mechanism 2 as a control signal CS. The adjustment mechanism 2 corrects the tilt and moves the liquid crystal panel 10G to the correction position in the Z-axis direction (step S9). In this way, the focus of the liquid crystal panel 10G is adjusted. In the present embodiment, the correction position in the Z-axis direction for each liquid crystal panel 10 corresponds to the “first correction position” of the present invention.
[0031]
Next, focus adjustment is performed on the liquid crystal panel 10R in the same manner as the operation on the liquid crystal panel 10G (see FIG. 7). First, the patterns 31 to 34 are projected on the liquid crystal panel 10R (step S10), and the projected images are read as video signals by the imaging elements 61 to 64 (step S11), and focus data for the patterns 31 to 34 is determined based on the video signals. The calculation is performed (step S12). This series of operations is performed while moving the liquid crystal panel 10R in the Z-axis direction to sample focus data for the position in the Z-axis direction (steps S13 and S14). Next, based on the obtained focus data, the peak position F X And peak position F Y Average position F P Is obtained (step S15), and Θ is calculated from the four just focus positions. X , Θ Y The tilt of the direction and the correction position in the Z-axis direction are obtained. The adjusting mechanism 2 corrects the position of the liquid crystal panel 10R according to these position correction amounts (Step S16).
[0032]
Next, similarly, focus adjustment is performed on the liquid crystal panel 10B (see FIG. 8). The patterns 31 to 34 are projected on the liquid crystal panel 10B (step S17), the projected images are read as video signals by the imaging elements 61 to 64 (step S18), and focus data for the patterns 31 to 34 is calculated based on the video signals. (Step S19). This series of operations is performed while moving the liquid crystal panel 10B in the Z-axis direction, and focus data for the position in the Z-axis direction is sampled (Steps S20 and S21). Next, from a series of focus data, the peak position F X And peak position F Y Average position F P Is obtained (step S22), and Θ is obtained from the four just focus positions. X , Θ Y The tilt of the direction and the correction position in the Z-axis direction are obtained. The adjusting mechanism 2 corrects the position of the liquid crystal panel 10B according to these position correction amounts (Step S23).
[0033]
[Adjustment of pixel position]
Next, the relative positions of the liquid crystal panels 10G, 10R, and 10B are adjusted to match the pixel positions of the projected images of the liquid crystal panels 10 (see FIG. 9). That is, in FIG. 2, the projection range 13 is drawn at the center appropriate position, but before the position adjustment, the projection range from the liquid crystal panel 10 is shifted from this position or the pixel positions of the projected images correspond to each other. Or not. In this step, such a positional shift is detected as a shift amount of the four corners.
[0034]
First, the test pattern generator 3 gives the test pattern of FIG. 5, and the liquid crystal panel 10G projects green patterns 41 to 44 (step S24). The imaging elements 61 to 64 convert each image of the patterns 41 to 44 into a video signal VS and input the video signal VS to the control unit 7. After converting the video signal VS into luminance data, the control unit 7 determines the positions of the patterns 41 to 44, and based on these, determines the X-axis direction, the Y-axis direction and the Y-axis direction so that the projected image is located at the center of the screen. The position correction amount in the Θ direction is calculated. Next, the control unit 7 sends out these position correction amounts to the adjustment mechanism 2 as a control signal CS. The adjusting mechanism 2 adjusts the position of the liquid crystal panel 10G in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Θ direction according to the control signal CS (Step S25).
[0035]
Next, the pixel position of the liquid crystal panel 10R is adjusted to the pixel position of the liquid crystal panel 10G. First, the test pattern generator 3 gives the test pattern of FIG. 5, so that the liquid crystal panel 10R projects red patterns 41 to 44 (step S26).
[0036]
The imaging devices 61 to 64 convert the images of the patterns 41 to 44 projected on the projection screens 51 to 54 into video signals VS, and input the video signals VS to the control unit 7. After converting the video signal VS into luminance data, the control unit 7 determines the position of each image of the patterns 41 to 44. Here, if the obtained position of the red image is shifted from the position of the green image, it is determined that the liquid crystal panel 10R is shifted from the liquid crystal panel 10G in accordance with the shift. Therefore, the position correction amounts of the liquid crystal panel 10R in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Θ direction are calculated based on the shift amounts of the images of the patterns 41 to 44.
[0037]
Further, the control unit 7 sends these position correction amounts as a control signal CS to the adjustment mechanism 2, and the adjustment mechanism 2 changes the position of the liquid crystal panel 10R in the X-axis direction, the Y-axis direction, The adjustment is made in the Θ direction (step S27).
[0038]
Next, the pixel position of the liquid crystal panel 10B is adjusted to the pixel position of the liquid crystal panel 10G. This operation is performed similarly to the adjustment of the liquid crystal panel 10R. First, the blue patterns 41 to 44 are projected on the liquid crystal panel 10B (step S28). next,
The positions of the respective images of the blue patterns 41 to 44 are determined based on the video signal VS, and the shift amounts with respect to the green images are obtained. Subsequently, based on these shift amounts, the position correction amounts of the liquid crystal panel 10B in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Θ direction are calculated, and the position of the liquid crystal panel 10B is adjusted according to the position correction amounts (step S29). ).
[0039]
Next, the test pattern of FIG. 5 is projected on all of the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B, the projected image at this time is read, and the projection positions of the patterns 41 to 44 of each color are determined (step S30). It is confirmed that the position is within the standard (step S31). If any of the R, G, and B pattern positions does not conform to the standard (step S48; N), the liquid crystal panels 10R and 10B are again aligned with the liquid crystal panel 10G as a reference.
[0040]
If the R, G, and B patterns are within the standard (Step S31; Y), each liquid crystal panel 10 is joined to the dichroic prism 11 by joining means (not shown) (Step S32). Thereafter, the adjusting mechanism 2 is moved to the position before the adjustment (Step S33), and the operation is ended.
[0041]
As described above, in the present embodiment, the position of the liquid crystal panel 10 is adjusted using the test pattern shown in FIG. X , Peak position F Y And find their average position F P Is set as a true just focus position, the focus adjustment is performed. Therefore, the position of the liquid crystal panel 10 in the Z-axis direction is optimized so that the contrast of the image is averagely good in each direction. Therefore, the liquid crystal panel 10 can be adjusted to a state where a clear image can be obtained.
[0042]
Next, modified examples and applied examples of the above-described embodiment will be described by assigning the same reference numerals to the same components as those of the embodiment.
[0043]
(Modification)
In the focus adjustment step in the above embodiment, the maximum contrast value B of each pattern image X , B Y Has been described as the focus data, but the focus data can also be obtained as follows.
[0044]
As described above, when the luminance of the pattern image is scanned in the X-axis and Y-axis directions, a luminance distribution having a peak at the position of the pattern image in each direction is obtained. As shown in FIG. 12, the shape of this luminance distribution becomes steeper as the position of the liquid crystal panel 10 in the Z direction approaches the just focus position, and becomes gentler as the position is further away from the just focus position. Therefore, when a certain threshold value is determined, the range in which the brightness value is larger than the threshold value becomes narrower (width Wx1, Wy1) as the position is closer to the just focus position, and becomes wider (width Wx2, width Wy2) as the position becomes farther. In this modified example, utilizing this, the luminance is set to the threshold B 0 Is set, and the luminance value is set to the threshold B 0 A larger position width (flare width) is calculated and used as focus data.
[0045]
FIG. 13 shows a flare width change in the X-axis direction and a flare width change in the Y-axis direction with respect to the position of the liquid crystal panel 10 in the Z-axis direction. When the liquid crystal panel 10 is moved in the Z-axis direction, the flare width in the X-axis direction XZ And the flare width in the Y-axis direction is YZ It changes like In each direction, the flare width becomes smallest during just focus. Here, the Z-direction position F at which the flare width is minimized X , F Y Are obtained as just focus positions in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, and the average position F P Is the actual just focus position. Thereby, the position where the average flare in the X-axis direction and the Y-axis direction becomes minimum can be set as the just focus position.
[0046]
[Application example]
In the pixel position adjustment step in the above embodiment, the adjustment is performed based on the relative distance between the R, G, and B projection images. The chromatic aberration of the projection lens 12 affects the relative distance. That is, the refractive index of the optical material differs depending on the wavelength, and the convex lens of glass has a property that the focal length of blue light is shorter than the focal length of red light. Therefore, as shown in FIG. 14, in each of the R, G, and B images projected from the projection lens 12, the pattern image PR by the red light 50R is the smallest, and the pattern image PB by the blue light 50B is the largest. Since the measured value of the relative distance includes such chromatic aberration, it is not possible to correctly match the pixel positions of each other by simply matching one end of each image. Therefore, in this application example, the position adjustment is performed in consideration of the chromatic aberration.
[0047]
However, since the magnitude of chromatic aberration also changes due to manufacturing variations of the projection lens 12, it is not possible to preset a shift due to aberration between pattern images. Therefore, after the position adjustment of the liquid crystal panel 10G, when obtaining the correction positions of the liquid crystal panels 10R and 10B, the final adjustment is performed by the following calculation.
[0048]
The coordinates of the green patterns 41 to 44 by the liquid crystal panel 10G are (gx1, gy1), (gx2, gy2), (gx3, gy3), (gx4, gy4), and the coordinates of the red patterns 41 to 44 by the liquid crystal panel 10R. Are (rx1, ry1), (rx2, ry2), (rx3, ry3), and (rx4, ry4). At this time,
(Gx1−rx1) + (gx2−rx2) + (gx3−rx3) + (gx4−rx4) = 0
Then, the image projection position of the liquid crystal panel 10R in the X-axis direction is adjusted to the center on average with respect to the liquid crystal panel 10G. Also,
(Gy1-ry1) + (gy2-ry2) + (gy3-ry3) + (gy4-ry4) = 0
Then, the image projection position of the liquid crystal panel 10R in the Y-axis direction is adjusted to the center with respect to the liquid crystal panel 10G on average. Thereby, the correction position of the liquid crystal panel 10R can be obtained without the influence of the chromatic aberration. It should be noted that the same operation can also be performed on the liquid crystal panel 10B to obtain a correction position from which the influence of chromatic aberration has been eliminated. As a result, pixel registration (registration) can be performed with higher accuracy, and color misregistration can be suppressed.
[0049]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, focus adjustment and pixel position adjustment are simultaneously performed on a plurality of liquid crystal panels, but the basic operation on each liquid crystal panel is the same as in the first embodiment. . Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
[0050]
In the position adjustment device used here, the test pattern generator 3 gives the test pattern shown in FIG. 15 to the liquid crystal panel 10, gives the test pattern shown in FIG. 16 when adjusting the focus, and gives the test pattern shown in FIG. 17 when adjusting the pixel position. The first embodiment is different from the first embodiment except that the control unit 7 performs arithmetic processing according to the test patterns in FIGS. 15 to 17 and performs control to simultaneously correct the positions of the plurality of liquid crystal panels 10. The configuration is the same as that of the first embodiment.
[0051]
That is, the test pattern generator 3 gives the three types of test patterns shown in FIGS. 15, 16, and 17 to the liquid crystal panel 10. The patterns 21 to 24 shown in FIG. 15 are sequentially given to each liquid crystal panel 10, and the outline (the boundary between the lit pixel in the test pattern and the non-lit pixel outside the test pattern) is used as an index. Is used to roughly adjust the position on the XY plane.
[0052]
The test pattern shown in FIG. 16 is used at the time of focus adjustment, and actually shows a state in which the patterns of FIGS. 18, 19, and 20 given to the liquid crystal panels 10G, 10R, and 10B are superimposed. It was done. The patterns in FIGS. 18 to 20 are arranged in mutually different pixel regions, and simultaneously apply patterns R31 to R34 to the liquid crystal panel 10R, patterns G31 to G34 to the liquid crystal panel 10G, and patterns B31 to B34 to the liquid crystal panel 10B. Are synthesized on the projection screens 51 to 54, and a projected image as shown in FIG. 16 is displayed.
[0053]
In the test pattern of FIG. 16, the distance between the patterns is previously defined on the pixel position in order to prevent the pattern images from overlapping and interfering with each other due to the displacement of the liquid crystal panel 10. FIG. 21 representatively shows an example of this by a pattern in the upper right region. The interval between the pattern R31 and the pattern G31 is defined on the left and right by the offset D1, and the interval between the pattern G31 and the pattern B31 is defined on the upper and lower sides by the offset D2. Furthermore, by arranging these patterns R31, G31, and B31 at the vertices of an equilateral triangle, the distance between them becomes equal, and interference between the patterns can be avoided more effectively. Here, the test pattern in FIG. 16 corresponds to a specific example of the test pattern “having a shape having each direction component of two orthogonal axes” in the present invention.
[0054]
The test pattern shown in FIG. 17 is used at the time of pixel position adjustment (registration). The test pattern in FIG. 17 is also generated by simultaneously applying the patterns R41 to R44, the patterns R41 to R44, and the patterns R41 to R44 to the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B, respectively, like the test pattern in FIG. . Also in the test pattern of FIG. 17, the distance between the patterns is relatively defined by the pixel position. FIG. 22 representatively shows one example of this by a pattern in the upper right area. In the pattern R41, the distance in the X-axis direction is defined by the offset W11 with respect to the pattern G41, and the distance in the Y-axis direction is defined by the offset W12. In the pattern B41, the distance in the X-axis direction is defined by the offset W21 with respect to the pattern G41, and the distance in the Y-axis direction is defined by the offset W22.
[0055]
Next, the operation of the position adjusting device will be described with reference to FIGS. FIGS. 23 to 26 are flowcharts showing a procedure for adjusting the position of the optical modulator by the position adjusting device. FIG. 27 is a diagram for explaining a data processing method for the projected image of the test pattern in FIG.
[0056]
First, when the liquid crystal panel 10, the dichroic prism 11, and the projection lens 12 are installed on the main body 1, the adjusting mechanism 2 moves the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B to the initial positions (Step S1).
[0057]
(Coarse adjustment)
Next, the position of each liquid crystal panel 10 is roughly adjusted. First, the test pattern generator 3 gives the test pattern of FIG. 15 to the liquid crystal panel 10G. Thereby, the liquid crystal panel 10G projects the green patterns 21 to 24 (Step S2).
[0058]
The patterns 21 to 24 are projected toward the projection screens 51 to 54, respectively. On the other hand, the imaging devices 61 to 64 capture the images on the projection screens 51 to 54, respectively, and send the images to the control unit 7 as video signals VS. Input (step S3). The control unit 7 obtains luminance data from the video signal VS, and based on the luminance data, determines whether or not the contours of the patterns 21 to 24 are projected on predetermined positions of the projection screens 51 to 54 (step S4). . Here, the patterns 21 to 24 are bright because they display a large pixel area, and even if the image is slightly out of focus and out of focus, the outline can be determined to some extent. In this way, coarse position identification is performed on the liquid crystal panel 10G.
[0059]
If the contours of the patterns 21 to 24 have not been projected at the predetermined positions (step S4; N), the control unit 7 calculates the amount of displacement in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Θ direction, and adjusts them as control signals. Output to mechanism 2. The adjusting mechanism 2 moves the liquid crystal panel 10G in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Θ direction according to the control signal, and adjusts the position (Step S5). Thereafter, the images on the projection screens 51 to 54 are read again by the imaging elements 61 to 64 (step S3), and the above-described series of operations is performed.
[0060]
When the contours of the patterns 21 to 24 have been projected at the predetermined positions (step S4; Y), the test pattern generator 3 gives the test pattern of FIG. 15 to the liquid crystal panel 10R based on the control of the control unit 7. . Thereby, the liquid crystal panel 10R projects the red patterns 21 to 24 (Step S6).
[0061]
The coarse adjustment of the position of the liquid crystal panel 10R is performed in the same procedure as in the case of the liquid crystal panel 10G described above (steps S7 to S9). After the coarse adjustment of the liquid crystal panel 10R is thus completed (Step S8; Y), next, the coarse adjustment is performed on the liquid crystal panel 10B. The procedure is the same as that of the liquid crystal panel 10R described above (steps S10 to S13).
[0062]
[Focus adjustment]
Next, the focal position of each liquid crystal panel 10 is adjusted. In this process, the test pattern generator 3 gives the test patterns of FIGS. 18, 19, and 20 to each of the liquid crystal panels 10G, 10R, and 10B.
[0063]
First, the test pattern generator 3 gives the test pattern of FIG. 18, and the liquid crystal panel 10G projects green patterns G31 to G34 (step S14). Next, the images of the patterns G31 to G34 on the projection screens 51 to 54 are taken into the control unit 7 as the video signals VS by the imaging elements 61 to 64. After converting the video signal VS into luminance data, the control unit 7 determines the position of each of the patterns G31 to G34 and stores these in the memory as position data (step S15).
[0064]
This operation is similarly performed on the liquid crystal panels 10R and 10G. At this time, the test pattern shown in FIG. 19 is given to the liquid crystal panel 10R, red patterns R31 to R34 are projected, and the positions are stored in the memory (steps S16 and S17). The test pattern shown in FIG. 20 is given to the liquid crystal panel 10B, blue patterns B31 to B34 are projected, and the positions are stored in a memory (steps S18 and S19).
[0065]
Next, each of the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B is separated from the dichroic prism 11 by a predetermined distance in the Z-axis direction (Steps S20 to S22). Next, the test patterns of FIGS. 18 to 20 are simultaneously applied to each of the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B, and patterns R31 to R34, patterns G31 to G34, and patterns B31 to B34 are projected (steps S23 to S25). . Thereby, each pattern image is projected on the projection screens 51 to 54 in the arrangement shown in FIG.
[0066]
Next, while simultaneously moving each of the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B in the Z-axis direction, the luminance data of each pattern is sampled as focus data. At this time, the projected images on the projection screens 51 to 54 are as shown in FIG. 16, and these are read by the imaging elements 61 to 64 as the video signal VS (step S26).
[0067]
After taking in the video signal VS and converting it into luminance data, the control unit 7 separates and extracts luminance data for each pattern from the luminance data corresponding to the test pattern in FIG. 16 (step S27). FIG. 27 shows the situation using a projection image on the projection screen 51 as an example. From the luminance data corresponding to the projection image, luminance data corresponding to the minute areas A1 to A3 centered on the patterns R31, G31, and B31 are extracted and stored separately in the memory. The small areas A1 to A3 are set to a size such that the luminance data of each pattern does not interfere with each other based on the position data of the patterns R31, G31, and B31 previously stored in the memory. In this manner, three types of luminance data of patterns R31, G31, and B31 are obtained from one piece of luminance data obtained by imaging.
[0068]
Next, the control unit 7 sets a maximum contrast value B for each pattern. X , B Y Are calculated and stored in the memory as focus data corresponding to the position in the Z-axis direction (steps S28 to S30).
[0069]
Next, each of the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B is brought closer to the dichroic prism 11 by one step (Steps S31 to S33). If the sampling has not been completed yet (step S34; N), the projection image is read again at this position (step S26), and focus data is acquired.
[0070]
When the sampling is completed (Step S34; Y), the control unit 7 sets the peak position F for each pattern. X And peak position F Y Average position F P To calculate a true just focus position (steps S35 to S37).
[0071]
Thus, the just-focus positions at the four corners are calculated for each of the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B. The control unit 7 determines the position of each liquid crystal panel 10 from four just focus positions X , Θ Y The tilt of the direction and the correction position in the Z-axis direction are calculated and sent to the corresponding adjustment mechanism 2 as a control signal CS. The adjustment mechanism 2 simultaneously performs the tilt correction and the movement to the correction position in the Z-axis direction for the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B (steps S38 to S40).
[0072]
[Adjustment of pixel position]
Next, the relative position of each liquid crystal panel 10 is adjusted (registration). In this step, the test pattern generator 3 gives the liquid crystal panels 10G, 10R, and 10B a pattern having the same sign at the end of the test patterns in FIG.
[0073]
First, the test pattern generator 3 gives the patterns G41 to G44, and the liquid crystal panel 10G projects the green patterns G41 to G44 (step S41). The imaging elements 61 to 64 convert each image of the patterns G41 to G44 into a video signal VS and input the video signal VS to the control unit 7. After converting the video signal VS into luminance data, the control unit 7 determines each position of the patterns G41 to G44. Further, based on these, the position correction amounts in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Θ direction are calculated so that the projection image is located at the center of the screen. Next, the control unit 7 sends out these position correction amounts to the adjustment mechanism 2 as a control signal CS. The adjusting mechanism 2 adjusts the position of the liquid crystal panel 10G in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Θ direction according to the control signal CS (Step S42).
[0074]
Next, the test pattern generator 3 gives a test pattern, so that the liquid crystal panels 10R and 10B respectively project red patterns R41 to R44 and blue patterns B41 to B44 (steps S43 and S44). At this time, the test patterns of FIG. 17 are projected on the projection screens 51 to 54, and the imaging elements 61 to 64 collectively convert the images of the respective patterns into the video signals VS and input them to the control unit 7.
[0075]
After converting the video signal VS into luminance data, the control unit 7 determines each position of the patterns R41 to R44. The relative positions of the patterns R41 to R44 with respect to the patterns G41 to G44 are already defined by the pixel positions as shown in FIG. 22, and if the projected image is shifted from the specified relative position, the liquid crystal panel is correspondingly shifted. It turns out that 10R is located at a position shifted from the liquid crystal panel 10G. Therefore, the position correction amounts of the liquid crystal panel 10R in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Θ direction are calculated from the shift amounts of the patterns R41 to R44 based on the specified relative positions (offsets W11, W12).
[0076]
The control unit 7 also performs the same calculation for the patterns B41 to B44 in the same manner as the patterns R41 to R44, and calculates the liquid crystal based on the shift amounts of the patterns B41 to B44 based on the relative positions (offsets W21 and W22) shown in FIG. The position correction amounts of the panel 10B in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Θ direction are calculated.
[0077]
The control unit 7 sends these position correction amounts to the adjustment mechanism 2 as control signals CS, and the adjustment mechanism 2 changes the positions of the liquid crystal panels 10R and 10B in the X-axis direction and the Y-axis direction according to the control signal CS. The adjustment is made in the directions Θ and Θ (steps S45 and S46).
[0078]
Next, the projected images are read again, the projection positions of the patterns R41 to R44, the patterns G41 to G44, and the patterns B41 to B44 are determined (step S47), and it is confirmed that the pixel position of each pattern is within the standard (step S47). S48). If the R, G, and B patterns do not conform to the standard (step S48; N), the liquid crystal panels 10R and 10B are again aligned with the liquid crystal panel 10G as a reference.
[0079]
If the R, G, and B patterns are within the standard (Step S48; Y), each liquid crystal panel 10 is joined to the dichroic prism 11 by joining means (not shown) (Step S49). Thereafter, the adjusting mechanism 2 is moved to the position before the adjustment (Step S50), and the operation is ended.
[0080]
As described above, in the present embodiment, when adjusting the position of the liquid crystal panel 10, the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B are simultaneously projected with the patterns arranged in different pixel regions, so that the liquid crystal is projected onto the projection screens 51 to 54. The projection images from the panels 10R, 10G, and 10B are projected so as not to overlap with each other, and the image pickup devices 61 to 64 simultaneously convert the respective projection images of R, G, and B into one image and simultaneously convert them into the video signal VS. Therefore, the position information of the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B is obtained at one time. Since the R, G, and B projection images are arranged so as not to overlap with each other, interference with other color components does not occur. Further, in the focus adjustment step, data is separated and extracted for each pattern image from the video signal VS, and a position correction amount for each liquid crystal panel 10 is obtained based on the data. In the pixel position adjustment step, the video signal VS is extracted from the video signal VS. Since the relative distance between the pattern images is detected and the position is adjusted based on the relative distance, in both of the focus adjustment and the adjustment of the pixel position, the acquisition of the position information for the liquid crystal panels 10R, 10G, and 10B and the correction of the position correction amount are performed. Calculation and position adjustment can be performed simultaneously. Therefore, in addition to the effects of the above-described first embodiment, the time required for adjusting the position of the liquid crystal panel can be shortened without significant modification from the conventional device, and the liquid crystal projector can be manufactured efficiently. Play.
[0081]
In the focus adjustment step, the data for each pattern image is obtained by separating and extracting the data from one image signal. Therefore, the area indicated by the data of each pattern image, that is, the image processing range becomes narrower than before, and the control unit 7, the calculation processing time is reduced. Therefore, the time required for adjustment can be reduced.
[0082]
In addition, not only the cross-shaped test pattern shown in FIG. 16 is used for focus adjustment, but also the test patterns shown in FIGS. 15, 16 and 17 are selectively used for each of the steps of coarse adjustment, focus adjustment and pixel position adjustment. Therefore, a test pattern having a shape suitable for the purpose of each step is selected, and optimal position correction can be performed on the liquid crystal panel 10.
[0083]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, modifications, and application examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, only the cross shape is illustrated as a test pattern of “a shape having each direction component of two orthogonal axes”. However, other than the above, a corresponding shape such as a T-shape or an L-shape may be used. Of course it is good. Further, the modified examples and the applied examples can be applied to the second embodiment, and may be applied not only individually but also in combination.
[0084]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case of manufacturing a liquid crystal projector has been described. However, this is merely an example, and the present invention can be applied to the case of manufacturing a projector including a light modulator other than a liquid crystal panel. The configuration of the projector may be not only a three-panel type but also a single-panel type. In the above embodiment, the case of the front projection type in which an image is projected toward a directly facing screen has been described. A rear projection method for projecting an image on the back side of the screen by using the same may be used.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, according to the position adjusting device and the position adjusting method of the present invention, when adjusting the mounting position of the optical modulator when manufacturing the projection type image display device, the position orthogonal to the optical modulator is adjusted. A test pattern having a shape having each direction component of the axis is given, and a projection image generated by the light modulator is projected on a projection screen via video projection means, and the light modulator is moved in the optical axis direction of the modulated light. The video signal of the projected image projected on the projection screen is acquired at each movement, and the contrast value of the projected image is calculated in each of the two axes based on the video signal. The position coordinates of the optical modulator are determined based on the average of the two position coordinates of the optical modulator, and the average of the two position coordinates is determined. The position of the optical modulator is corrected based on the corrected position. Is Blur in both the two orthogonal axes is suppressed on the average. As a result, optimal focus adjustment becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a position adjustment device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a video projection system of the position adjustment device shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a position adjustment direction of a liquid crystal panel by the adjustment mechanism shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a test pattern given to a liquid crystal panel by the test pattern generator shown in FIG. 1 during focus adjustment in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a test pattern given to the liquid crystal panel by the test pattern generator shown in FIG. 1 in adjusting a pixel position in the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of a position adjustment procedure of the optical modulator according to the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart of a position adjustment procedure following FIG. 12;
FIG. 8 is a flowchart of a position adjustment procedure following FIG. 7;
FIG. 9 is a flowchart of a position adjustment procedure following FIG. 8;
FIG. 10 is a diagram for explaining an analysis method applied to the test pattern image of FIG. 4 during focus adjustment.
FIG. 11 is a diagram illustrating an analysis procedure following FIG. 10;
FIG. 12 is a diagram for explaining a data analysis method of a projection video according to a modification of the first embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating an analysis procedure following FIG. 12;
FIG. 14 is an explanatory diagram of chromatic aberration during adjustment of a pixel position according to an application example of the first embodiment.
FIG. 15 is a diagram showing a test pattern given to the liquid crystal panel by the test pattern generator shown in FIG. 1 at the time of coarse adjustment in the second embodiment.
FIG. 16 is a diagram of a test pattern given to a liquid crystal panel by the test pattern generator shown in FIG. 1 during focus adjustment in the second embodiment.
FIG. 17 is a diagram of a test pattern given to the liquid crystal panel when the pixel position is adjusted by the test pattern generator shown in FIG. 1 in the second embodiment.
18 is a diagram showing only a green projection pattern among the test patterns shown in FIG.
FIG. 19 is a diagram showing only a red projection pattern of the test patterns shown in FIG. 16;
20 is a diagram showing only a blue projection pattern among the test patterns shown in FIG. 16;
FIG. 21 is a diagram for explaining a positional relationship between patterns of each color of the test pattern shown in FIG.
22 is a diagram for explaining a positional relationship between patterns of each color of the test pattern shown in FIG.
FIG. 23 is a flowchart of a position adjustment procedure of the optical modulator according to the second embodiment.
FIG. 24 is a flowchart of a position adjustment procedure following FIG. 23;
FIG. 25 is a flowchart of a position adjustment procedure following FIG. 24;
FIG. 26 is a flowchart of a position adjustment procedure following FIG. 25;
FIG. 27 is a diagram for explaining a data processing method for a projected image of the test pattern of FIG. 16;
FIG. 28 is a main part configuration diagram of a general liquid crystal projector.
FIG. 29 is a schematic configuration diagram of a conventional position adjusting device.
FIG. 30 is a view for explaining a conventional position adjustment method disclosed in Patent Document 1.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Body part, 2 ... Adjustment mechanism, 3 ... Test pattern generator, 4 ... Screen, 5 ... Screen frame, 51-54 ... Projection screen, 61-64 ... Image sensor, 7 ... Control part, 10, 10R, 10G , 10B: liquid crystal panel, 11: dichroic prism, 12: projection lens, 13: projection range, 21 to 24, 31 to 34, R31 to R34, G31 to G34, B31 to B34, 41 to 44, R41 to R44, G41 ... G44, B41 to B44 ... pattern, VS ... video signal, CS ... control signal, D1, D2, W11, W12, W21, W22 ... offset, A1 to A3 ... minute area, B X ... Maximum contrast value in the X-axis direction, B Y ... Maximum contrast value in the Y-axis direction, F X ... Peak position (just focus position) in the X axis direction, F Y ... Peak position (just focus position) in the Y axis direction, F P ... True just focus position, Wx1, Wx2, Wy1, Wy2 ... Flare width.

Claims (7)

画像情報に応じて画素を点灯させることにより光を変調し、投射映像を生成する1または複数の光変調器と、前記光変調器からの投射映像を拡大投射する映像投射手段とを含んで構成される投射型画像表示装置を製造する際に、前記光変調器の取り付け位置を調整するための位置調整装置であって、
前記光変調器の位置を調整する位置調整手段と、
前記光変調器に、直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与える機能を有するテストパターン発生手段と、
前記光変調器により生成されるテストパターン像が前記映像投射手段を介して投射される投射スクリーンと、
前記投射スクリーン上の映像を撮像し、映像信号に変換する撮像手段と、
前記投射スクリーンに、前記直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの投射像が投影される場合に、前記光変調器を変調光の光軸方向に移動させるように前記位置調整手段を制御しつつ、前記光変調器の移動の度に、前記投射像に対応する映像信号を取得し、前記映像信号に基づいて前記投射像のコントラスト値を前記直交する2軸の各方向において算出し、これら2種のコントラスト値のそれぞれが最大となる前記光変調器の2つの位置座標を求め、前記2つの位置座標の平均をもって前記光変調器の第1の補正位置とし、前記第1の補正位置を基に前記位置調整手段を制御する機能を有する制御手段と
を備えたことを特徴とする光変調器の位置調整装置。
A configuration including one or a plurality of light modulators that modulate light by lighting pixels according to image information to generate a projection image, and image projection means for enlarging and projecting the projection image from the light modulator. When manufacturing a projection type image display device is a position adjustment device for adjusting the mounting position of the optical modulator,
Position adjusting means for adjusting the position of the optical modulator,
Test pattern generating means having a function of providing the optical modulator with a test pattern having a shape having components in each of two orthogonal axes;
A projection screen on which a test pattern image generated by the light modulator is projected via the video projection unit,
Imaging means for capturing an image on the projection screen and converting the image to a video signal,
When a projection image of a test pattern having a shape having each of the two orthogonal axes is projected on the projection screen, the position adjustment unit moves the optical modulator in the optical axis direction of the modulated light. While controlling the optical modulator, obtains a video signal corresponding to the projected image each time the optical modulator moves, and calculates a contrast value of the projected image in each of the two orthogonal axes based on the video signal. Then, two position coordinates of the optical modulator at which each of these two types of contrast values become maximum are obtained, and an average of the two position coordinates is used as a first correction position of the optical modulator, and the first correction position is obtained. Control means having a function of controlling the position adjustment means based on the correction position.
前記テストパターン発生手段は、直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンとして、十字形状のパターンを与える
ことを特徴とする請求項1に記載の光変調器の位置調整装置。
2. The position adjusting device of an optical modulator according to claim 1, wherein the test pattern generating means gives a cross-shaped pattern as a test pattern having a shape having components in each of two orthogonal axes.
前記テストパターン発生器は、さらに、複数の光変調器に対して長方形状のパターンおよびエル(L)字形状のパターンを与え、
前記制御手段は、
前記長方形状のパターンに対応する映像信号を取得した場合には、この映像信号に基づき、前記複数の光変調器の各位置を粗調整するための第2の設定位置を求め、前記エル(L)字形状のパターンに対応する映像信号を取得した場合には、この映像信号に基づき、前記複数の光変調器同士の相対位置の調整を行うように第3の設定位置を求める
ことを特徴とする請求項2に記載の光変調器の位置調整装置。
The test pattern generator further provides a rectangular pattern and an L-shaped pattern to the plurality of optical modulators,
The control means,
When an image signal corresponding to the rectangular pattern is obtained, a second set position for coarsely adjusting the positions of the plurality of optical modulators is obtained based on the image signal, and the L (L (3) When a video signal corresponding to a character-shaped pattern is obtained, a third set position is obtained based on the video signal so as to adjust a relative position between the plurality of optical modulators. The position adjusting device for an optical modulator according to claim 2.
前記テストパターン発生器は、前記直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを複数の前記光変調器それぞれの互いに異なる画素領域に与え、
前記撮像手段は、前記光変調器ごとに前記投射スクリーンの異なる領域に投射されている前記直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの投射像を、一括して撮像して映像信号に変換し、
前記制御手段は、これら複数の投射像に対応する映像信号を取得し、前記映像信号から前記投射像ごとの映像信号を分離抽出し、抽出した映像信号に基づいて前記投射像の解析を行うことにより複数の前記光変調器の各々について前記第1の補正位置を求め、
前記位置調整手段は、これら第1の補正位置に、複数の前記光変調器の各位置を同時に調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の光変調器の位置調整装置。
The test pattern generator provides a test pattern having a shape having the respective components of the two orthogonal axes to different pixel regions of each of the plurality of light modulators,
The imaging means collectively captures a projection image of a test pattern having a shape having the respective components of the two orthogonal axes projected onto different regions of the projection screen for each of the light modulators, and collectively captures a video signal. To
The control means acquires a video signal corresponding to the plurality of projection images, separates and extracts a video signal for each of the projection images from the video signal, and analyzes the projection image based on the extracted video signal. Calculating the first correction position for each of the plurality of optical modulators,
2. The position adjusting device for an optical modulator according to claim 1, wherein the position adjusting unit adjusts each position of the plurality of optical modulators to the first correction position at the same time.
画像情報に応じて画素を点灯させることにより光を変調し、投射映像を生成する1または複数の光変調器と、前記光変調器からの投射映像を拡大投射する映像投射手段とを含んで構成される投射型画像表示装置を製造する際に、前記光変調器の取り付け位置を調整する位置調整方法であって、
前記光変調器に、直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与え、前記光変調器により生成されるその投射像を、前記映像投射手段を介して投射スクリーンに投射し、
前記光変調器を変調光の光軸方向に移動させ、移動の度に前記投射スクリーンに投射された前記投射像の映像信号を取得し、
前記映像信号に基づいて、前記投射像のコントラスト値を前記2軸の各方向において算出し、これら2種のコントラスト値のそれぞれが最大となる前記光変調器の2つの位置座標を求め、前記2つの位置座標の平均をもって前記光変調器の第1の補正位置とし、この第1の補正位置を基に前記光変調器の位置を補正する
ことを特徴とする光変調器の位置調整方法。
A configuration including one or a plurality of light modulators that modulate light by lighting pixels according to image information to generate a projection image, and image projection means for enlarging and projecting the projection image from the light modulator. When manufacturing a projection type image display device is a position adjustment method for adjusting the mounting position of the light modulator,
The light modulator is provided with a test pattern having a shape having two orthogonal directional components, and the projection image generated by the light modulator is projected on a projection screen via the video projection unit.
Move the light modulator in the direction of the optical axis of the modulated light, to obtain a video signal of the projected image projected on the projection screen for each movement,
On the basis of the video signal, a contrast value of the projected image is calculated in each of the two axes, and two position coordinates of the optical modulator at which each of the two contrast values is maximum are obtained. A position adjustment method for an optical modulator, wherein an average of two position coordinates is used as a first correction position of the optical modulator, and the position of the optical modulator is corrected based on the first correction position.
前記光変調器の各々に長方形状のパターンを投射させることにより前記長方形状のパターンに対応する映像信号を取得し、前記長方形状のパターンに対応する映像信号に基づいて第2の補正位置を求め、前記第2の補正位置により前記光変調器の各位置の粗調整を行い、
前記直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンとして前記光変調器の各々に十字形状のパターンを投射させることにより、前記十字形状のパターンに対応する映像信号を取得して前記第1の補正位置を求め、前記第1の補正位置に前記光変調器の各位置を補正し、
前記光変調器の各々にエル(L)字形状のパターンを投射させることにより前記エル(L)字形状のパターンに対応する映像信号を取得し、前記エル(L)字形状のパターンに対応する映像信号に基づいて第3の補正位置を求め、前記第3の補正位置によって前記光変調器同士の相対位置の調整を行う
ことを特徴とする請求項5に記載の光変調器の位置調整方法。
A video signal corresponding to the rectangular pattern is obtained by projecting a rectangular pattern on each of the light modulators, and a second correction position is obtained based on the video signal corresponding to the rectangular pattern. Performing coarse adjustment of each position of the optical modulator by the second correction position;
By projecting a cross-shaped pattern on each of the optical modulators as a test pattern having a shape having each direction component of the two orthogonal axes, a video signal corresponding to the cross-shaped pattern is obtained and the first signal is obtained. Is calculated, and each position of the optical modulator is corrected to the first correction position,
By projecting an L-shaped pattern on each of the optical modulators, a video signal corresponding to the L-shaped pattern is obtained, and the video signal corresponding to the L-shaped pattern is obtained. The position adjustment method for an optical modulator according to claim 5, wherein a third correction position is obtained based on a video signal, and a relative position between the optical modulators is adjusted based on the third correction position. .
前記直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを、複数の前記光変調器それぞれの互いに異なる画素領域に与え、
前記光変調器ごとに前記投射スクリーンの異なる領域に投射されている前記直交する2軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの投射像を、一括して撮像して映像信号に変換し、
これら複数の投射像に対応する映像信号から前記投射像ごとの映像信号を分離抽出し、抽出した映像信号に基づいて前記投射像の解析を行うことにより、複数の前記光変調器の各々について前記第1の補正位置を求め、
これら第1の補正位置に、複数の前記光変調器の各位置を同時に補正する
ことを特徴とする請求項5に記載の光変調器の位置調整方法。
A test pattern having a shape having each direction component of the two orthogonal axes is provided to mutually different pixel regions of each of the plurality of light modulators,
A projection image of a test pattern having a shape having each direction component of the two orthogonal axes projected onto different regions of the projection screen for each light modulator is collectively captured and converted into a video signal,
By separating and extracting the video signal for each of the projection images from the video signals corresponding to the plurality of projection images, and analyzing the projection image based on the extracted video signals, the plurality of light modulators for each of the Find the first correction position,
6. The position adjusting method for an optical modulator according to claim 5, wherein the positions of the plurality of optical modulators are simultaneously corrected to the first correction position.
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