JP2008242099A - Manufacture device for optical device, position adjusting method, position adjusting program and recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、光学装置の製造装置、位置調整方法、位置調整プログラム、および記録媒体に関する。 The present invention relates to an optical device manufacturing apparatus, a position adjustment method, a position adjustment program, and a recording medium.
従来、R,G,Bの3つの色光を色光毎に画像情報に応じて変調する3つの光変調装置(液晶パネル)、および、これら液晶パネルが取り付けられ、変調された3つの光束を合成する色合成光学装置(クロスダイクロイックプリズム)を備える光学装置と、クロスダイクロイックプリズムから射出された光束を拡大投射する投射光学装置(投射レンズ)とを備えたプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、鮮明な画像を得るために、各液晶パネルは投射レンズのバックフォーカス位置に必ずなければならない。また、より鮮明な画像を得るために、各液晶パネル間での画素ずれの発生を防止する必要がある。
このため、プロジェクタの製造時において、各液晶パネルを投射レンズのバックフォーカス位置に正確に配置するフォーカス調整、および、各液晶パネルの画素を一致させるアライメント調整が高精度に実施されている。そして、このような調整を実施して光学装置を製造する光学装置の製造装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, three light modulation devices (liquid crystal panels) that modulate three color lights of R, G, and B according to image information for each color light, and these liquid crystal panels are attached to synthesize three modulated light beams A projector is known that includes an optical device that includes a color synthesis optical device (cross dichroic prism) and a projection optical device (projection lens) that magnifies and projects a light beam emitted from the cross dichroic prism.
In such a projector, in order to obtain a clear image, each liquid crystal panel must be at the back focus position of the projection lens. Further, in order to obtain a clearer image, it is necessary to prevent occurrence of pixel shift between the liquid crystal panels.
For this reason, at the time of manufacturing the projector, focus adjustment for accurately disposing each liquid crystal panel at the back focus position of the projection lens and alignment adjustment for matching the pixels of each liquid crystal panel are performed with high accuracy. An optical apparatus manufacturing apparatus that performs such adjustment to manufacture an optical apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の製造装置は、以下に示すように、アライメント調整を実施している。
すなわち、液晶パネルの画像形成領域のうち所定の矩形領域の各画素を所定の明るさに設定した画像パターンを液晶パネルに形成させ、クロスダイクロイックプリズムおよび投射レンズを介してスクリーン上に表示された投影画像(画像パターン)の四隅部分を4つのCCDカメラにてそれぞれ撮像する。また、4つのCCDカメラにて撮像された各撮像画像と予め設定された基準パターンとを比較する(パターンマッチング処理)することで、四隅部分の位置(液晶パネルの四隅部分の位置)を検出し、所望のアライメント位置からの液晶パネルのずれ量(液晶パネルに入射する光束の光軸方向(Z軸方向)に直交する平面内でのずれ量)を算出する。そして、算出したずれ量に基づいて、液晶パネルを前記平面内で移動し、所望のアライメント位置に位置付ける。
The manufacturing apparatus described in
That is, an image pattern in which each pixel in a predetermined rectangular area in the image forming area of the liquid crystal panel is set to a predetermined brightness is formed on the liquid crystal panel, and the projection displayed on the screen via the cross dichroic prism and the projection lens The four corners of the image (image pattern) are respectively imaged by four CCD cameras. Also, the positions of the four corners (the positions of the four corners of the liquid crystal panel) are detected by comparing each captured image captured by the four CCD cameras with a preset reference pattern (pattern matching process). Then, a deviation amount of the liquid crystal panel from a desired alignment position (a deviation amount in a plane perpendicular to the optical axis direction (Z-axis direction) of the light beam incident on the liquid crystal panel) is calculated. Then, based on the calculated shift amount, the liquid crystal panel is moved within the plane and positioned at a desired alignment position.
ところで、投射レンズのレンズ光軸から離間した側を透過する光束は、投射レンズのレンズ特性(フレア)の影響を受けるものである。すなわち、スクリーン上に表示される投影画像において、四隅部分の各画素は、フレアの影響により、液晶パネルの各画素の輪郭形状(略矩形状)をなさず、広がりをもった略楕円形状となる。例えば、液晶パネルの画素ピッチが小さい場合には、投影画像において、四隅部分の各画素は、フレアの影響により広がりをもった形状となるため、互いに重なり合うこととなる。
したがって、フレアの影響を受けた投影画像の四隅部分の撮像画像と基準パターンとでパターンマッチング処理を実施しても、予め設定された基準パターンの画素の形と実際の投影画像の画素の形とが一致していないため、パターンマッチング処理の結果に悪影響を及ぼし、液晶パネルを正確に位置調整できない、という問題がある。
By the way, the light beam passing through the side of the projection lens that is away from the lens optical axis is affected by the lens characteristics (flare) of the projection lens. That is, in the projected image displayed on the screen, each pixel at the four corners does not form the outline shape (substantially rectangular shape) of each pixel of the liquid crystal panel due to the flare, but becomes a substantially elliptical shape having a spread. . For example, when the pixel pitch of the liquid crystal panel is small, each pixel at the four corners in the projection image has a shape that has spread due to the influence of flare, and thus overlaps each other.
Therefore, even if the pattern matching process is performed on the captured image and the reference pattern of the four corners of the projection image affected by the flare, the shape of the pixel of the preset reference pattern and the shape of the pixel of the actual projection image Therefore, there is a problem that the result of the pattern matching process is adversely affected and the position of the liquid crystal panel cannot be accurately adjusted.
本発明の目的は、光変調装置を高精度に位置調整できる光学装置の製造装置、位置調整方法、位置調整プログラム、および記録媒体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical device manufacturing apparatus, a position adjustment method, a position adjustment program, and a recording medium that can adjust the position of a light modulation device with high accuracy.
本発明の光学装置の製造装置は、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調して画像光を形成する複数の光変調装置と、前記複数の光変調装置にて形成された各画像光を合成する色合成光学装置とを備えた光学装置を製造する光学装置の製造装置であって、前記光変調装置にて形成され前記色合成光学装置を介し投射光学装置にてスクリーン上に拡大投射された画像光の投影画像を撮像する撮像装置と、前記複数の光変調装置のうちいずれかの光変調装置を保持し、前記色合成光学装置に対する前記光変調装置の位置を調整する位置調整装置と、前記光変調装置および前記位置調整装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記光変調装置の画像形成領域のうち位置調整に用いられる調整領域において、1つの表示画素のみを所定の明るさに設定した1ドットパターンを前記光変調装置に形成させるパターン形成部と、前記撮像装置にて撮像された撮像画像における画素毎の各輝度値に基づいて、前記撮像画像中の前記表示画素に対応する対応領域の重心位置を算出する重心位置算出部と、前記重心位置、および予め設定された基準位置の偏差を算出する偏差算出部と、前記偏差に基づいて、前記位置調整装置を駆動制御し、前記色合成光学装置に対する所定位置に前記光変調装置を位置付けさせる調整制御部とを備えていることを特徴とする。 The optical device manufacturing apparatus according to the present invention includes a plurality of light modulation devices that modulate image light for each color light according to image information to form image light, and each image formed by the plurality of light modulation devices. An optical device manufacturing apparatus for manufacturing an optical device including a color combining optical device for combining light, which is formed by the light modulation device and enlarged on the screen by the projection optical device via the color combining optical device. An image pickup device that picks up a projected image of the projected image light, and a position adjustment that holds any one of the plurality of light modulation devices and adjusts the position of the light modulation device with respect to the color synthesis optical device And a control device that controls the light modulation device and the position adjustment device, and the control device includes only one display pixel in an adjustment region used for position adjustment in an image forming region of the light modulation device. Where The display in the captured image is based on a pattern forming unit that causes the light modulation device to form a one-dot pattern set to the brightness of the image and each luminance value for each pixel in the captured image captured by the imaging device Based on the deviation, a centroid position calculation unit that calculates a centroid position of a corresponding region corresponding to the pixel, a deviation calculation unit that calculates a deviation between the centroid position and a preset reference position, and the position adjustment device. And an adjustment control unit that controls driving and positions the light modulation device at a predetermined position with respect to the color synthesizing optical device.
本発明では、製造装置を構成する制御装置は、パターン形成部と、重心位置算出部と、偏差算出部と、調整制御部とを備えている。
このことにより、パターン形成部が1ドットパターンを光変調装置に形成させ(パターン形成ステップ)、スクリーン上に1ドットパターンの投影画像を表示させるので、光変調装置の画素ピッチが小さい場合であっても、投影画像において、画素同士が互いに重なり合うことがない。
また、重心位置算出部が撮像装置にて撮像された撮像画像中の表示画素に対応する対応領域の重心位置を算出する(重心位置算出ステップ)ので、表示画素の平面位置、すなわち、光変調装置の平面位置(Z軸方向に直交する平面内の位置)を特定できる。
そして、偏差算出部が重心位置と予め設定された基準位置との偏差を算出し(偏差算出ステップ)、調整制御部が偏差に基づいて色合成光学装置に対する所定位置に光変調装置を位置付けさせる(調整制御ステップ)ので、所望のアライメント位置からの光変調装置のずれ量(前記平面内における基準位置からのずれ量)を算出でき、所望のアライメント位置に光変調装置を位置付けることができる。
したがって、光変調装置の画素ピッチが小さい場合であっても、光変調装置を高精度にアライメント調整でき、高精度の光学装置を製造できる。
In the present invention, the control device constituting the manufacturing apparatus includes a pattern forming unit, a centroid position calculating unit, a deviation calculating unit, and an adjustment control unit.
As a result, the pattern forming unit forms a 1-dot pattern on the light modulation device (pattern formation step) and displays a projected image of the 1-dot pattern on the screen, so that the pixel pitch of the light modulation device is small. However, the pixels do not overlap each other in the projected image.
In addition, since the center-of-gravity position calculation unit calculates the center-of-gravity position of the corresponding area corresponding to the display pixel in the captured image captured by the imaging device (center-of-gravity position calculation step), the planar position of the display pixel, that is, the light modulation device Plane position (position in a plane orthogonal to the Z-axis direction) can be specified.
Then, the deviation calculation unit calculates the deviation between the center of gravity position and a preset reference position (deviation calculation step), and the adjustment control unit positions the light modulation device at a predetermined position with respect to the color synthesis optical device based on the deviation ( Since the adjustment control step), the amount of deviation of the light modulation device from the desired alignment position (the amount of deviation from the reference position in the plane) can be calculated, and the light modulation device can be positioned at the desired alignment position.
Therefore, even when the pixel pitch of the light modulation device is small, the light modulation device can be aligned with high accuracy, and a high accuracy optical device can be manufactured.
本発明の光学装置の製造装置では、前記重心位置算出部は、前記撮像画像における画素毎の各輝度値と予め設定された閾値とを比較し、前記閾値以上の輝度値を有する各画素で構成される領域を前記対応領域として認識することが好ましい。
ところで、1ドットパターンの投影画像において、表示画素がフレアの影響を受けることで広がった領域は、表示画素の平面位置を特定するための対応領域に対して暗くなるものである。
本発明では、重心位置算出部は、撮像画像における画素毎の各輝度値と予め設定された閾値とを比較することで、例えば、閾値以上の輝度値を有する各画素で構成される領域(対応領域)と、閾値未満の輝度値を有する各画素で構成される領域(フレアの影響を受けることで広がった領域を含む)とを判別することができる。このため、重心位置算出部は、投射光学装置のフレアの影響がない仮想的な状態での表示画素に対応する対応領域を認識でき、該対応領域の重心位置を算出することで表示画素の平面位置、すなわち、光変調装置の平面位置を高精度に特定できる。
In the optical apparatus manufacturing apparatus of the present invention, the barycentric position calculation unit is configured by comparing each luminance value for each pixel in the captured image with a preset threshold value and each pixel having a luminance value equal to or greater than the threshold value. It is preferable to recognize the area to be processed as the corresponding area.
By the way, in the projected image of the one-dot pattern, the area expanded by the influence of the flare of the display pixel is darker than the corresponding area for specifying the planar position of the display pixel.
In the present invention, the center-of-gravity position calculation unit compares each luminance value for each pixel in the captured image with a preset threshold value, for example, an area (corresponding to each pixel having a luminance value equal to or higher than the threshold value) Area) and an area composed of pixels having a luminance value less than the threshold value (including an area widened by the influence of flare) can be discriminated. For this reason, the center-of-gravity position calculation unit can recognize the corresponding area corresponding to the display pixel in a virtual state that is not affected by flare of the projection optical apparatus, and calculates the center-of-gravity position of the corresponding area to obtain the plane of the display pixel. The position, that is, the planar position of the light modulation device can be specified with high accuracy.
本発明の光学装置の製造装置では、前記調整領域は、少なくとも3つ設けられていることが好ましい。
本発明では、調整領域は、少なくとも3つ設けられている。すなわち、重心位置算出部は、少なくとも3つの調整領域における各表示画素に対応する各対応領域の重心位置をそれぞれ算出する。このことにより、光変調装置における前記平面内の位置を少なくとも3点、特定し、特定した少なくとも3点を各基準位置に合致させるようにアライメント調整できる。したがって、光変調装置を前記平面内において、Z軸方向に直交するX軸方向(水平方向)およびY軸方向(垂直方向)のみならず、Z軸を中心とした回転方向(Zθ方向)にも調整でき、光変調装置を高精度にアライメント調整できる。
In the optical device manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that at least three adjustment regions are provided.
In the present invention, at least three adjustment regions are provided. That is, the centroid position calculation unit calculates the centroid position of each corresponding area corresponding to each display pixel in at least three adjustment areas. Accordingly, at least three positions in the plane of the light modulation device are specified, and alignment adjustment can be performed so that the specified at least three points match each reference position. Accordingly, the light modulation device is not limited to the X-axis direction (horizontal direction) and Y-axis direction (vertical direction) orthogonal to the Z-axis direction in the plane, but also in the rotation direction (Zθ direction) about the Z-axis. The light modulation device can be adjusted with high accuracy.
本発明の光学装置の製造装置では、前記パターン形成部は、前記光変調装置の画像形成領域のうち前記調整領域を含む矩形領域において、少なくとも外縁に位置付けられた各画素を所定の明るさに設定したウィンドウパターンを前記光変調装置に形成させ、前記表示画素は、前記矩形領域の角部に位置付けられた画素であり、前記制御装置は、前記ウィンドウパターンの辺縁近傍に対応した第1の基準パターン、および前記ウィンドウパターンの角部近傍に対応した第2の基準パターンを格納した基準パターン記憶部と、前記撮像装置にて撮像された撮像画像中に前記基準パターン記憶部に格納された基準パターンが存在するか否かを判定するパターン判定部と、前記パターン判定部にて前記撮像画像中に前記第1の基準パターンが存在すると判定された場合に、前記光変調装置の移動方向を判定し、前記パターン判定部にて前記撮像画像中に前記第2の基準パターンが存在すると判定されるまで、前記位置調整装置を駆動制御して前記光変調装置を前記移動方向に移動させる粗調整制御部とを備えていることが好ましい。 In the optical device manufacturing apparatus of the present invention, the pattern forming unit sets at least each pixel positioned at the outer edge to a predetermined brightness in a rectangular region including the adjustment region in the image forming region of the light modulation device. And the display pixel is a pixel positioned at a corner of the rectangular area, and the control device has a first reference corresponding to the vicinity of the edge of the window pattern. A reference pattern storage unit storing a pattern and a second reference pattern corresponding to the vicinity of a corner of the window pattern, and a reference pattern stored in the reference pattern storage unit in a captured image captured by the imaging device A pattern determination unit that determines whether or not the image is present, and the pattern determination unit includes the first reference pattern in the captured image. If determined, the movement direction of the light modulation device is determined, and the position adjustment device is driven and controlled until the pattern determination unit determines that the second reference pattern exists in the captured image. And a coarse adjustment control unit that moves the light modulation device in the movement direction.
ところで、アライメント調整を実施する初期段階で、1ドットパターンの表示画素に対応する対応領域が撮像装置の撮像領域内に位置していない場合には、上述した重心位置算出ステップ、偏差算出ステップ、および調整制御ステップを実行できないものとなる。
本発明では、パターン形成部は、ウィンドウパターンを光変調装置に形成可能に構成されている。また、制御装置は、基準パターン記憶部と、パターン判定部と、粗調整制御部とを備える。このことにより、上述した重心位置算出ステップ、偏差算出ステップ、および調整制御ステップを実行する前に、以下に示す粗アライメント調整を実行すれば、1ドットパターンの表示画素に対応する対応領域を撮像装置の撮像領域内に位置付け、上述した重心位置算出ステップ、偏差算出ステップ、および調整制御ステップを好適に実施できる。
By the way, when the corresponding area corresponding to the display pixel of the 1-dot pattern is not located in the imaging area of the imaging device at the initial stage of performing the alignment adjustment, the above-described center-of-gravity position calculating step, deviation calculating step, and The adjustment control step cannot be executed.
In the present invention, the pattern forming unit is configured to be able to form a window pattern in the light modulation device. Further, the control device includes a reference pattern storage unit, a pattern determination unit, and a coarse adjustment control unit. Accordingly, if the rough alignment adjustment described below is performed before the above-described center-of-gravity position calculation step, deviation calculation step, and adjustment control step are performed, the corresponding region corresponding to the display pixel of the one-dot pattern is imaged. The center-of-gravity position calculation step, the deviation calculation step, and the adjustment control step described above can be suitably performed.
先ず、パターン形成部は、ウィンドウパターンを光変調装置に形成させ、スクリーン上にウィンドウパターンの投影画像を表示させる。
次に、パターン判定部は、撮像装置にて撮像された撮像画像中に基準パターン記憶部に格納された基準パターンが存在するか否かを判定する(パターンマッチング処理)。
そして、粗調整制御部は、パターン判定部にて撮像画像中にウィンドウパターンの辺縁近傍に対応した第1の基準パターンが存在すると判定された場合、すなわち、ウィンドウパターンの角部が撮像領域内に位置付けられておらず、ウィンドウパターンの辺縁が撮像領域内に位置付けられている場合に、光変調装置の平面位置を予測し、光変調装置の移動方向を判定する。そして、粗調整制御部は、パターン判定部にて撮像画像中にウィンドウパターンの角部近傍に対応した第2の基準パターンが存在すると判定されるまで、すなわち、ウィンドウパターンの角部(1ドットパターンの表示画素に対応する対応領域の位置)が撮像領域内に位置付けられるまで、位置調整装置を駆動制御して光変調装置を前記移動方向に移動させる。
以上のような粗アライメント調整を実施することで、撮像領域内に1ドットパターンの表示画素に対応する対応領域が位置しておらず、撮像領域内にウィンドウパターンの辺縁が位置している場合に、撮像領域内に対応領域が位置する位置に光変調装置を迅速に移動でき、光変調装置のアライメント調整を円滑に実施して光学装置の製造時間を短縮できる。
First, the pattern forming unit forms a window pattern on the light modulation device and displays a projected image of the window pattern on the screen.
Next, the pattern determination unit determines whether or not the reference pattern stored in the reference pattern storage unit exists in the captured image captured by the imaging device (pattern matching process).
The coarse adjustment control unit determines that the pattern determination unit determines that the first reference pattern corresponding to the vicinity of the edge of the window pattern exists in the captured image, that is, the corner of the window pattern is within the imaging region. If the edge of the window pattern is positioned within the imaging region, the plane position of the light modulation device is predicted and the movement direction of the light modulation device is determined. The coarse adjustment control unit then determines that the pattern determination unit determines that the second reference pattern corresponding to the vicinity of the corner of the window pattern exists in the captured image, that is, the corner of the window pattern (one dot pattern). The position adjustment device is driven and controlled to move the light modulation device in the moving direction until the position of the corresponding region corresponding to the display pixel is positioned in the imaging region.
When the rough alignment adjustment as described above is performed, the corresponding area corresponding to the display pixel of the 1-dot pattern is not located in the imaging area, and the edge of the window pattern is located in the imaging area In addition, the light modulation device can be quickly moved to the position where the corresponding region is located in the imaging region, and the alignment time of the light modulation device can be smoothly adjusted to shorten the manufacturing time of the optical device.
本発明の光学装置の製造装置では、前記ウィンドウパターンは、前記矩形領域における外縁に位置付けられた各画素、および前記矩形領域内に位置する各画素を所定の明るさに設定したパターンであり、前記制御装置は、前記撮像装置にて撮像された撮像画像における画素毎の各輝度値に基づいて、前記撮像画像の明るさを算出する明るさ算出部を備え、前記粗調整制御部は、前記パターン判定部にて前記撮像画像中に前記第1の基準パターンおよび前記第2の基準パターンの双方が存在していないと判定された場合に、前記明るさ算出部にて算出された明るさに基づいて、前記光変調装置の移動方向を判定し、前記パターン判定部にて前記撮像画像中に前記第2の基準パターンが存在すると判定されるまで、前記位置調整装置を駆動制御して前記光変調装置を前記移動方向に移動させることが好ましい。 In the optical device manufacturing apparatus of the present invention, the window pattern is a pattern in which each pixel positioned at an outer edge in the rectangular region and each pixel positioned in the rectangular region are set to a predetermined brightness, The control device includes a brightness calculation unit that calculates the brightness of the captured image based on each luminance value for each pixel in the captured image captured by the imaging device, and the coarse adjustment control unit includes the pattern Based on the brightness calculated by the brightness calculation unit when it is determined by the determination unit that both the first reference pattern and the second reference pattern are not present in the captured image. Determining the moving direction of the light modulation device, and driving and controlling the position adjustment device until the pattern determination unit determines that the second reference pattern exists in the captured image. It is preferable to move the light modulation device in the moving direction.
ところで、上述した粗アライメント調整では、撮像領域内にウィンドウパターンの辺縁が位置している場合に限って、撮像領域内に対応領域が位置する位置に光変調装置を移動可能な構成である。このため、撮像領域内にウィンドウパターンの辺縁が位置していない場合には、撮像領域内に対応領域が位置する位置に光変調装置を移動させることができない。
本発明では、ウィンドウパターンが上述したように構成され、制御装置が明るさ算出部を備えているので、以下に示すように、撮像領域内にウィンドウパターンの辺縁が位置していない場合であっても、撮像領域内に対応領域が位置する位置に光変調装置を移動させる粗アライメント調整を実施できる。
すなわち、粗調整制御部は、パターン判定部にて撮像画像中に第1基準パターンおよび第2基準パターンの双方が存在しないと判定された場合、明るさ算出部にて算出された撮像画像の明るさを認識する。例えば、撮像領域内にウィンドウパターンの内側が位置している場合には撮像画像の明るさが比較的に大きいものとなり、撮像領域内にウィンドウパターンの外側が位置している場合には撮像画像の明るさが比較的に小さいものとなるため、粗調整制御部は、明るさ算出部にて算出された撮像画像の明るさに基づいて、光変調装置の平面位置を予測し、光変調装置の移動方向を判定する。そして、粗調整制御部は、パターン判定部にて撮像画像中に第2の基準パターンが存在すると判定されるまで、すなわち、ウィンドウパターンの角部(1ドットパターンの表示画素に対応する対応領域の位置)が撮像領域内に位置付けられるまで、位置調整装置を駆動制御して光変調装置を前記移動方向に移動させる。
以上のような粗アライメント調整を実施することで、撮像領域内にウィンドウパターンの辺縁が位置していない場合であっても、撮像領域内に対応領域が位置する位置に光変調装置を移動でき、上述した光変調装置のアライメント調整を円滑に実施して光学装置の製造時間を短縮できるという効果を好適に図れる。
By the way, the coarse alignment adjustment described above is configured such that the light modulation device can be moved to a position where the corresponding area is located in the imaging area only when the edge of the window pattern is located in the imaging area. For this reason, when the edge of the window pattern is not located in the imaging area, the light modulation device cannot be moved to a position where the corresponding area is located in the imaging area.
In the present invention, since the window pattern is configured as described above and the control device includes the brightness calculation unit, the edge of the window pattern is not located in the imaging region as described below. However, it is possible to perform rough alignment adjustment in which the light modulation device is moved to a position where the corresponding region is located in the imaging region.
That is, when the pattern determination unit determines that both the first reference pattern and the second reference pattern are not present in the captured image, the coarse adjustment control unit determines the brightness of the captured image calculated by the brightness calculation unit. Recognize For example, when the inside of the window pattern is located within the imaging area, the brightness of the captured image is relatively large, and when the outside of the window pattern is located within the imaging area, Since the brightness is relatively small, the coarse adjustment control unit predicts the planar position of the light modulation device based on the brightness of the captured image calculated by the brightness calculation unit, and the light modulation device Determine the direction of movement. The coarse adjustment control unit then determines that the second reference pattern is present in the captured image by the pattern determination unit, that is, the corner of the window pattern (the corresponding region corresponding to the display pixel of the one-dot pattern). The position adjusting device is driven and controlled to move the light modulation device in the moving direction until the (position) is positioned within the imaging region.
By performing the coarse alignment adjustment as described above, the light modulation device can be moved to a position where the corresponding area is located in the imaging area even when the edge of the window pattern is not located in the imaging area. Thus, it is possible to suitably achieve the effect that the alignment adjustment of the light modulation device described above can be smoothly performed and the manufacturing time of the optical device can be shortened.
本発明の位置調整方法は、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調して画像光を形成する複数の光変調装置と、前記複数の光変調装置にて形成された各画像光を合成する色合成光学装置とを備えた光学装置を製造する光学装置の製造装置に用いられる位置調整方法であって、前記光変調装置の画像形成領域のうち位置調整に用いられる調整領域において、1つの表示画素のみを所定の明るさに設定した1ドットパターンを前記光変調装置に形成させるパターン形成ステップと、撮像装置にて撮像された撮像画像における画素毎の各輝度値に基づいて、前記撮像画像中の前記表示画素に対応する対応領域の重心位置を算出する重心位置算出ステップと、前記重心位置、および予め設定された基準位置の偏差を算出する偏差算出ステップと、前記偏差に基づいて、位置調整装置を駆動制御し、前記色合成光学装置に対する所定位置に前記光変調装置を位置付けさせる調整制御ステップとを備えていることを特徴とする。
本発明の位置調整方法は、上述した光学装置の製造装置に用いられる方法であるため、上述した光学装置の製造装置と同様の作用および効果を享受できる。
The position adjustment method of the present invention includes a plurality of light modulation devices that form image light by modulating a plurality of color lights according to image information for each color light, and each image light formed by the plurality of light modulation devices. A position adjustment method used in an optical apparatus manufacturing apparatus that manufactures an optical apparatus including a color combining optical apparatus for combining, in an adjustment area used for position adjustment in an image forming area of the light modulation device, Based on a pattern forming step for causing the light modulation device to form a one-dot pattern in which only one display pixel is set to a predetermined brightness, and each luminance value for each pixel in a captured image captured by the imaging device A centroid position calculating step of calculating a centroid position of a corresponding region corresponding to the display pixel in the image; a deviation calculating step of calculating a deviation of the centroid position and a preset reference position; Based on the serial deviation, drives and controls the position adjustment device, characterized in that it comprises an adjustment control step of causing positioning said light modulation device in a predetermined position relative to the color combining optical device.
Since the position adjusting method of the present invention is a method used in the above-described optical device manufacturing apparatus, it can enjoy the same operations and effects as the above-described optical device manufacturing apparatus.
本発明の位置調整プログラムは、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調して画像光を形成する複数の光変調装置と、前記複数の光変調装置にて形成された各画像光を合成する色合成光学装置とを備えた光学装置を製造する光学装置の製造装置に用いられる位置調整プログラムであって、上述した位置調整方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The position adjustment program of the present invention includes a plurality of light modulation devices that modulate a plurality of color lights according to image information for each color light to form image light, and each image light formed by the plurality of light modulation devices. A position adjustment program used in an optical apparatus manufacturing apparatus for manufacturing an optical apparatus including a color combining optical apparatus to be combined, wherein the computer executes the position adjustment method described above.
本発明の記録媒体は、上述した位置調整プログラムがコンピュータに読取可能に記録されていることを特徴とする。
以上のような構成の位置調整プログラムおよび記録媒体は、上述した位置調整方法を実施するために利用されるので、上述した位置調整方法と同様の作用および効果を享受できる。
また、上述した位置調整プログラムを記録媒体に記録させるので、プログラムの取り扱いが容易となる。
The recording medium of the present invention is characterized in that the above-described position adjustment program is recorded in a computer-readable manner.
Since the position adjustment program and the recording medium configured as described above are used to implement the position adjustment method described above, the same operations and effects as those of the position adjustment method described above can be enjoyed.
Further, since the position adjustment program described above is recorded on the recording medium, the handling of the program becomes easy.
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔1.プロジェクタの構成〕
図1は、製造対象とされる光学装置を備えるプロジェクタ100の構造を模式的に示す図である。
プロジェクタ100は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成し、形成したカラー画像を図示しないスクリーン上に拡大投射する。このプロジェクタ100は、図1に示すように、外装筐体100Aと、光学ユニット100Bとで大略構成されている。
なお、図1において、具体的な図示は省略したが、外装筐体100A内には、光学ユニット100Bの他、プロジェクタ100内部の各構成部材を冷却する冷却ファン等を備えた冷却ユニット、およびプロジェクタ100内部の各構成部材を制御する制御装置等が配置される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1. Projector configuration)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a structure of a
The
Although not specifically shown in FIG. 1, in the
光学ユニット100Bは、前記制御装置による制御の下、光源から射出された光束を光学的に処理して画像信号(画像情報)に対応したカラー画像を形成し、スクリーンSc(図2参照)に拡大投射する。この光学ユニット100Bは、図1に示すように、光源ランプ111やリフレクタ112等を有する光源装置110と、レンズアレイ121,122、偏光変換素子123、および重畳レンズ124等を有する照明光学装置120と、ダイクロイックミラー131,132、および反射ミラー133等を有する色分離光学装置130と、入射側レンズ141、リレーレンズ142、および反射ミラー143,144等を有するリレー光学装置140と、光変調装置としての3つの液晶パネル151(赤色光用の液晶パネルを151R、緑色光用の液晶パネルを151G、青色光用の液晶パネルを151Bとする)、3つの入射側偏光板152、3つの射出側偏光板153、および色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム154等を有する光学装置150と、投射光学装置としての投射レンズ160と、これら各光学部品110〜160を内部に設定された照明光軸Aに対する所定位置に配置する光学部品用筐体170とを備える。
The
なお、以下では、各光学部品110〜160において、各光学部品110〜140については種々の一般的なプロジェクタの光学系として利用されているものであるため具体的な説明を省略し、光学装置150、投射レンズ160のみについて説明する。
3つの入射側偏光板152は、色分離光学装置130で分離された各光束のうち、偏光変換素子123で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向を有する偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透光性基板上に偏光膜が貼付されて構成されている。
3つの液晶パネル151は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、前記制御装置からの駆動信号に応じて、前記液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板152から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
In the following description, in each of the
The three incident-side
The three
3つの射出側偏光板153は、入射側偏光板152と略同様の機能を有し、液晶パネル151を介して射出された光束のうち、一定方向の偏光光を透過し、その他の光束を吸収する。
クロスダイクロイックプリズム154は、射出側偏光板153から射出された色光毎に変調された各色光を合成してカラー画像を形成する。このクロスダイクロイックプリズム154は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、投射レンズ160に対向する液晶パネル151Gから射出され射出側偏光板153を介した色光(画像光)を透過し、その他の各液晶パネル151R,151Bから射出され射出側偏光板153を介した各色光(画像光)を反射する。このようにして、各色光(各画像光)が合成されてカラー画像が形成される。
The three exit-side
The cross
具体的な図示は省略したが、上述した光学装置150を構成する各部材151〜154のうち、3つの液晶パネル151、3つの射出側偏光板153、およびクロスダイクロイックプリズム154は、クロスダイクロイックプリズム154の各光束入射側端面154A(図1)に対してそれぞれ対向した状態で固定され、光学装置本体150Aを構成する。ここで、3つの液晶パネル151、3つの射出側偏光板153を光束入射側端面154Aに対して直接、固定する構成に限らず、3つの液晶パネル151、3つの射出側偏光板153を所定の部材(透光性基板や光学素子151,153を保持する保持部材等)を介して光束入射側端面154Aに対して固定する構成としても構わない。また、光学装置本体150Aとしては、3つの液晶パネル151、3つの射出側偏光板153、およびクロスダイクロイックプリズム154の他、3つの入射側偏光板152も一体化する構成を採用してもよい。
Although not specifically shown, among the
上述したような構造を有する光学装置本体150Aでは、各液晶パネル151をクロスダイクロイックプリズム154の各光束入射側端面154Aに固定する際に、各液晶パネル151のフォーカス調整、アライメント調整、および固定を実施する必要があるので、各液晶パネル151のフォーカス調整、アライメント調整、および固定を実施可能とする製造装置が必要となる。製造装置の構成については、後述する。
In the optical device
投射レンズ160は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、クロスダイクロイックプリズム154から射出されたカラー画像をスクリーンScに拡大投射する。
The
〔2.光学装置本体の製造装置の構成〕
図2は、光学装置本体150Aの製造装置1の概略構成を模式的に示す図である。
製造装置1は、図2に示すように、スクリーンScと、位置調整装置としての3つの6軸位置調整装置10と、調整用光源装置20と、撮像装置30と、制御装置40等で大略構成されている。
スクリーンScは、入射した画像光を透過して投影する、いわゆる透過型スクリーンとして構成され、製造対象とする光学装置本体150Aおよび投射レンズ160が製造装置1内部の所定位置に設置された状態で、液晶パネル151にて形成され、クロスダイクロイックプリズム154を介し、投射レンズ160にて拡大投射された画像光を投影表示する。なお、スクリーンScとしては、透過型スクリーンに限らず、入射した画像光を反射して投影する、いわゆる反射型スクリーンとして構成しても構わない。
[2. Configuration of optical device body manufacturing apparatus]
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a schematic configuration of the
As shown in FIG. 2, the
The screen Sc is configured as a so-called transmission screen that transmits and projects incident image light, and the optical device
3つの6軸位置調整装置10は、図2に示すように、製造装置1内部の所定位置に設置されたクロスダイクロイックプリズム154の各光束入射側端面154A(射出側偏光板153が貼付)に対向配置され、各液晶パネル151を光束入射側から保持しつつ、各光束入射側端面154Aに対する各液晶パネル151の位置を調整する。具体的な図示は省略したが、6軸位置調整装置10は、光束入射側端面154Aに対して近接隔離する方向(以下、Z軸方向)、Z軸に直交する2軸方向(X軸方向(図2中、紙面に平行な方向)、Y軸方向(図2中、紙面に直交する方向)、Z軸を中心とする回転方向(以下、Zθ方向)、X軸を中心とする回転方向(以下、Xθ方向)、およびY軸を中心とする回転方向(以下、Yθ方向)に移動可能に構成されている。そして、6軸位置調整装置10は、制御装置40による図示しないモータ等の駆動部の制御により、保持した液晶パネル151を光束入射側端面154Aに対してX軸方向、Y軸方向、Z軸方向、Xθ方向、Yθ方向、およびZθ方向に位置調整する。
As shown in FIG. 2, the three six-axis
調整用光源装置20は、6軸位置調整装置10における液晶パネル151の位置調整を行うに際して用いられる位置調整用の光束の光源であり、例えば、メタルハライドランプ等の放電発光ランプ、LED(Light Emitting Diode)等の固体発光素子等を含んで構成され、制御装置40による図示しない光源駆動回路の制御により、駆動(点灯)する。そして、調整用光源装置20は、3つの6軸位置調整装置10に対してそれぞれR,G,Bの各色光を供給し、各6軸位置調整装置10の先端部分から各液晶パネル151R,151G,151Bに対応する各色光をそれぞれ各液晶パネル151に照射する。
The adjustment
撮像装置30は、制御装置40による制御の下、液晶パネル151にて形成され、クロスダイクロイックプリズム154を介し、投射レンズ160にてスクリーンSc上に拡大投射された画像光の投影画像F(図2)を撮像する。この撮像装置30は、図2に示すように、4つのCCDカメラ31で構成されている。
図3は、各CCDカメラ31の配設位置を模式的に示す図である。
各CCDカメラ31は、CCDを撮像素子としたエリアセンサであり、スクリーンScに表示された投影画像Fを撮像し、撮像した画像に応じた信号を制御装置40に出力する。より具体的に、各CCDカメラ31は、スクリーンScの背面側(画像光が投射される側と反対側)にそれぞれ配設されている。また、各CCDカメラ31は、図3に示すように、液晶パネル151のアライメント調整を実施する際に液晶パネル151に形成させる後述するウィンドウパターンや1ドットパターンを含む矩形領域Ar1に対応してスクリーンScに表示される矩形領域Ar1´の四隅の角位置C1〜C4に対応してそれぞれ離間した状態で配設されている。
なお、以下では、スクリーンScの背面側から見て、左上に配設されるCCDカメラ31を第1CCDカメラ31Aとし、右上に配設されるCCDカメラ31を第2CCDカメラ31Bとし、左下に配設されるCCDカメラ31を第3CCDカメラ31Cとし、右下に配設されるCCDカメラ31を第4CCDカメラ31Dとする。
The
FIG. 3 is a diagram schematically showing the arrangement position of each
Each
In the following, when viewed from the back side of the screen Sc, the
図4は、制御装置40の概略構成を示すブロック図である。
制御装置40は、CPU(Central Processing Unit)およびハードディスクを備えたコンピュータで構成され、種々のプログラムを実行して製造装置1全体を制御する。この制御装置40は、図4に示すように、操作部41と、表示部42と、制御部43等を備える。
操作部41は、例えば、キーボードおよびマウス等で入力操作される図示しない各種操作ボタンを有している。この操作ボタンの入力操作を実施することにより、制御装置40を適宜動作させるとともに、例えば、表示部42に表示される情報に対して、制御装置40の動作内容の設定等が実施される。そして、作業者による操作部41の入力操作により、操作部41から適宜所定の操作信号を制御部43に出力する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
The
The
表示部42は、制御部43に制御され、所定の画像を表示する。例えば、制御部43にて処理された画像の表示、または、操作部41の入力操作により、制御部43の後述するメモリに格納する情報を設定入力または更新する際、制御部43から出力されるメモリ内のデータを適宜表示させる。
The
制御部43は、CPUを制御するOS(Operating System)上に展開されるプログラムとして構成され、操作部41からの操作信号の入力に応じて、所定のプログラムを実行し、製造装置1全体および液晶パネル151を駆動制御する。この制御部43は、図4に示すように、制御部本体431と、基準パターン記憶部としてのメモリ432とを備える。
制御部本体431は、メモリ432に記憶されたプログラムにしたがって所定の処理を実行する部分であり、図4に示すように、パターン形成部433と、撮像画像データ取得部434と、フォーカス調整部435と、アライメント調整部436等を備える。
The
The control unit
図5は、液晶パネル151に形成させる各種パターンを模式的に示す図である。
パターン形成部433は、液晶パネル151に対して所定の駆動信号を出力し、液晶パネル151に種々のパターンの画像を形成させる。
例えば、パターン形成部433は、図5に示すように、液晶パネル151のアライメント調整を実施するためのパターンとして、画像形成領域Arf内の所定の矩形領域Ar1にウィンドウパターンPW(図5(B))および1ドットパターンPD(図5(C))を形成させる。
FIG. 5 is a diagram schematically showing various patterns formed on the
The
For example, as shown in FIG. 5, the
ウィンドウパターンPWは、液晶パネル151の粗アライメント調整を実施する際に用いられるパターンであり、図5(B)に示すように、矩形領域Ar1内の全画素を所定の明るさ(白表示(白を示す階調値))とし、画像形成領域Arf内の矩形領域Ar1を除く他の全画素を黒表示(黒を示す階調値)とした画像である。
1ドットパターンPDは、液晶パネル151の微アライメント調整を実施する際に用いられるパターンであり、図5(C)に示すように、矩形領域Ar1の四隅の矩形状の各調整領域Ar2の角部分(矩形領域Ar1の四隅角部分)に位置する各表示画素Pxを白表示とし、画像形成領域Arf内の各表示画素Pxを除く他の全画素を黒表示とした画像である。
The window pattern PW is a pattern used when the rough alignment adjustment of the
The 1-dot pattern PD is a pattern used when fine alignment adjustment of the
また、例えば、パターン形成部433は、図5に示すように、液晶パネル151のフォーカス調整を実施するためのパターンとして、画像形成領域Arf内の所定の矩形領域Ar3にフォーカス調整用パターンPF(図5(D))を形成させる。なお、矩形領域Ar3は、以下に示すように、設定されたものである。
すなわち、矩形領域Ar3は、上述した矩形領域Ar1よりも大きく設定され(図5(A))、かつ、該矩形領域Ar3に対応してスクリーンScに表示される矩形領域Ar3´(図3)が4つのCCDカメラ31の配設位置を平面的に覆うように設定されている。
フォーカス調整用パターンPFは、図5(D)に示すように、矩形領域Ar3内の全画素を、縦方向および横方向に沿って、1画素おきに、白表示および黒表示とし、画像形成領域Arf内の矩形領域Ar3を除く他の全画素を黒表示(黒を示す階調値)とした画像である。
Further, for example, as shown in FIG. 5, the
That is, the rectangular area Ar3 is set to be larger than the above-described rectangular area Ar1 (FIG. 5A), and a rectangular area Ar3 ′ (FIG. 3) displayed on the screen Sc corresponding to the rectangular area Ar3. The four
As shown in FIG. 5D, the focus adjustment pattern PF displays all pixels in the rectangular area Ar3 as white display and black display every other pixel along the vertical and horizontal directions. This is an image in which all the pixels other than the rectangular area Ar3 in Arf are displayed in black (tone value indicating black).
撮像画像データ取得部434は、各CCDカメラ31に所定の制御信号を出力し、各CCDカメラ31にスクリーンScに表示された投影画像Fを撮像させる。また、撮像画像データ取得部434は、各CCDカメラ3から出力される電気信号を入力してコンピュータにて読取可能な信号(デジタル信号)に変換し、画素毎に所定階調(例えば、全階調が256)の画素値(階調値、輝度値)に関する情報を含んだ撮像画像データを取得する。そして、撮像画像データ取得部434は、取得した撮像画像データをフォーカス調整部435やアライメント調整部436に出力する。
The captured image
フォーカス調整部435は、スクリーンScにフォーカス調整用パターンPFの投影画像Fが表示された際に、撮像画像データ取得部434から出力される各撮像画像データに基づいて、液晶パネル151のフォーカス調整を実施する。具体的に、フォーカス調整部435は、各撮像画像データに対して所定の画像処理を施し、処理した結果に基づいて、液晶パネル151のフォーカス位置(液晶パネル151のZ軸方向、Xθ方向、およびYθ方向の各位置)を算出する。そして、フォーカス調整部435は、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、算出したフォーカス位置に液晶パネル151を位置付けさせるフォーカス調整を実施する。
なお、フォーカス位置とは、スクリーンScにフォーカス調整用パターンPFの投影画像Fが表示された際に、4つのCCDカメラ31にて撮像された投影画像Fの四隅の領域の各撮像画像が合焦状態となる液晶パネル151の位置を意味する。
The
The focus position refers to the respective captured images in the four corner areas of the projected images F captured by the four
アライメント調整部436は、スクリーンScにウィンドウパターンPWや1ドットパターンPDの投影画像Fが表示された際に、撮像画像データ取得部434から出力される各撮像画像データに基づいて、液晶パネル151のアライメント調整を実施する。具体的に、アライメント調整部436は、各撮像画像データに対して所定の画像処理を施し、処理した結果に基づいて、液晶パネル151のアライメント位置(液晶パネル151のX軸方向、Y軸方向、Zθ方向の各位置)を算出する。そして、アライメント調整部436は、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、算出したアライメント位置に液晶パネル151を位置付けさせる。
なお、アライメント位置とは、各液晶パネル151R,151G,151Bの画素が略一致する液晶パネル151の位置を意味する。
The
The alignment position means the position of the
このアライメント調整部436は、図4に示すように、粗調整部4361と、微調整部4362とを備える。
粗調整部4361は、スクリーンScにウィンドウパターンPWの投影画像Fが表示された際に、撮像画像データ取得部434から出力される各撮像画像データに基づいて、液晶パネル151の粗アライメント調整を実施する。具体的に、粗調整部4361は、各撮像画像データ中に、ウィンドウパターンPWの投影画像Fの四隅の角位置C1〜C4(図5)が含まれるように、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、液晶パネル151を移動させる。この粗調整部4361は、図4に示すように、パターン判定部4361Aと、明るさ算出部4361Bと、粗調整制御部4361Cとを備える。
As shown in FIG. 4, the
The
パターン判定部4361Aは、撮像画像データと、メモリ432に格納された基準パターンとでパターンマッチング処理を実施し、撮像画像データ中に基準パターンが存在するか否かを判定する。
図6は、基準パターンを模式的に示す図である。具体的に、図6(A)は、第1CCDカメラ31Aに対応した基準パターンを示している。図6(B)〜図6(D)は、第2CCDカメラ31B、第3CCDカメラ31C、および第4CCDカメラ31Dにそれぞれ対応した基準パターンを示している。
The
FIG. 6 is a diagram schematically showing the reference pattern. Specifically, FIG. 6A shows a reference pattern corresponding to the
ここで、基準パターンとは、パターンマッチング処理を実施する際に用いられるパターンであり、図6に示すように、各CCDカメラ31に対応して2つの第1の基準パターンPS1H,PS1Vと1つの第2の基準パターンPS2がそれぞれ設定されている。
具体的に、第1CCDカメラ31Aに対応した2つの第1の基準パターンPS1HA,PS1VAおよび第2の基準パターンPS2Aは、以下の通りである。
すなわち、第1の基準パターンPS1HAは、図6(A)に示すように、ウィンドウパターンPWの投影画像F(矩形領域Ar1´)の水平方向に延びる上側の辺縁E1(図3)近傍に対応した基準パターンである。
第1の基準パターンPS1VAは、図6(A)に示すように、矩形領域Ar1´の垂直方向に延びる左側の辺縁E2(図3)近傍に対応した基準パターンである。
第2の基準パターンPS2Aは、図6(A)に示すように、矩形領域Ar1´の角位置C1近傍に対応した基準パターンである。
Here, the reference pattern is a pattern used when pattern matching processing is performed. As shown in FIG. 6, two first reference patterns PS1H and PS1V and one corresponding to each
Specifically, the two first reference patterns PS1HA and PS1VA and the second reference pattern PS2A corresponding to the
That is, as shown in FIG. 6A, the first reference pattern PS1HA corresponds to the vicinity of the upper edge E1 (FIG. 3) extending in the horizontal direction of the projection image F (rectangular area Ar1 ′) of the window pattern PW. This is the reference pattern.
As shown in FIG. 6A, the first reference pattern PS1VA is a reference pattern corresponding to the vicinity of the left edge E2 (FIG. 3) extending in the vertical direction of the rectangular area Ar1 ′.
As shown in FIG. 6A, the second reference pattern PS2A is a reference pattern corresponding to the vicinity of the corner position C1 of the rectangular area Ar1 ′.
また、第2CCDカメラ31Bに対応した2つの第1の基準パターンPS1HB,PS1VBおよび第2の基準パターンPS2Bは、以下の通りである。
すなわち、第1の基準パターンPS1HBは、図6(B)に示すように、上述した第1の基準パターンPS1HAと同一のパターンである。
第1の基準パターンPS1VBは、図6(B)に示すように、矩形領域Ar1´の垂直方向に延びる右側の辺縁E3(図3)近傍に対応した基準パターンである。
第2の基準パターンPS2Bは、図6(B)に示すように、矩形領域Ar1´の角位置C2近傍に対応した基準パターンである。
The two first reference patterns PS1HB and PS1VB and the second reference pattern PS2B corresponding to the
That is, the first reference pattern PS1HB is the same pattern as the first reference pattern PS1HA described above, as shown in FIG. 6B.
As shown in FIG. 6B, the first reference pattern PS1VB is a reference pattern corresponding to the vicinity of the right edge E3 (FIG. 3) extending in the vertical direction of the rectangular area Ar1 ′.
As shown in FIG. 6B, the second reference pattern PS2B is a reference pattern corresponding to the vicinity of the corner position C2 of the rectangular area Ar1 ′.
また、第3CCDカメラ31Cに対応した2つの第1の基準パターンPS1HC,PS1VCおよび第2の基準パターンPS2Cは、以下の通りである。
すなわち、第1の基準パターンPS1HCは、図6(C)に示すように、矩形領域Ar1´の水平方向に延びる下側の辺縁E4(図3)近傍に対応した基準パターンである。
第1の基準パターンPS1VCは、図6(C)に示すように、上述した第1の基準パターンPS1VAと同一のパターンである。
第2の基準パターンPS2Cは、図6(C)に示すように、矩形領域Ar1´の角位置C3近傍に対応した基準パターンである。
The two first reference patterns PS1HC and PS1VC and the second reference pattern PS2C corresponding to the
That is, as shown in FIG. 6C, the first reference pattern PS1HC is a reference pattern corresponding to the vicinity of the lower edge E4 (FIG. 3) extending in the horizontal direction of the rectangular area Ar1 ′.
As shown in FIG. 6C, the first reference pattern PS1VC is the same pattern as the first reference pattern PS1VA described above.
As shown in FIG. 6C, the second reference pattern PS2C is a reference pattern corresponding to the vicinity of the corner position C3 of the rectangular area Ar1 ′.
また、第4CCDカメラ31Dに対応した2つの第1の基準パターンPS1HD,PS1VDおよび第2の基準パターンPS2Dは、以下の通りである。
すなわち、第1の基準パターンPS1HDは、図6(D)に示すように、上述した第1の基準パターンPS1HCと同一のパターンである。
第1の基準パターンPS1VDは、図6(D)に示すように、上述した第1の基準パターンPS1VBと同一のパターンである。
第2の基準パターンPS2Dは、図6(D)に示すように、矩形領域Ar1´の角位置C4近傍に対応した基準パターンである。
The two first reference patterns PS1HD and PS1VD and the second reference pattern PS2D corresponding to the
That is, the first reference pattern PS1HD is the same pattern as the first reference pattern PS1HC described above, as shown in FIG.
As shown in FIG. 6D, the first reference pattern PS1VD is the same pattern as the first reference pattern PS1VB described above.
As shown in FIG. 6D, the second reference pattern PS2D is a reference pattern corresponding to the vicinity of the corner position C4 of the rectangular area Ar1 ′.
明るさ算出部4361Bは、撮像画像データにおける画素毎の輝度値に基づいて、CCDカメラ31にて撮像された撮像画像の明るさを算出する。なお、明るさとは、例えば、撮像画像データにおける全画素の輝度値の平均値等を採用できる。
The
粗調整制御部4361Cは、パターン判定部4361Aにて撮像画像データ中に第1の基準パターンPS1H,PS1Vが存在すると判定された場合に、液晶パネル151の移動方向を判定し、パターン判定部4361Aにて撮像画像データ中に第2の基準パターンPS2が存在すると判定されるまで、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、液晶パネル151を前記移動方向に移動させる。
また、粗調整制御部4361Cは、パターン判定部4361Aにて撮像画像データ中に第1の基準パターンPS1H,PS1Vおよび第2の基準パターンPS2の双方が存在しないと判定された場合に、明るさ算出部4361Bにて算出された明るさに基づいて、液晶パネル151の移動方向を判定し、パターン判定部4361Aにて撮像画像データ中に第2の基準パターンPS2が存在すると判定されるまで、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、液晶パネル151を前記移動方向に移動させる。
When the
The coarse
微調整部4362は、スクリーンScに1ドットパターンPDの投影画像Fが表示された際に、撮像画像データ取得部434から出力される各撮像画像データに基づいて、液晶パネル151の微アライメント調整を実施する。具体的に、微調整部4362は、各撮像画像データに基づいて、液晶パネル151のアライメント位置を算出する。そして、微調整部4362は、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、算出したアライメント位置に液晶パネル151を位置付けさせる。この微調整部4362は、図4に示すように、重心位置算出部4362Aと、偏差算出部4362Bと、調整制御部としての微調整制御部4362Cとを備える。
The
重心位置算出部4362Aは、撮像画像データにおける画素毎の各輝度値に基づいて、撮像画像データ中の表示画素Pxに対応する対応領域の重心位置を算出する。
偏差算出部4362Bは、重心位置算出部4362Aにて算出された重心位置と、基準位置(CCDカメラ31の撮像領域における中心位置)との偏差を算出する。
微調整制御部4362Cは、偏差算出部4362Bにて算出された4つの偏差に基づいて、液晶パネル151のアライメント位置を算出する。そして、微調整制御部4362Cは、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、算出したアライメント位置に液晶パネル151を位置付けさせる。
The center-of-gravity
Fine
メモリ432は、所定のプログラム(位置調整プログラムを含む)、プロジェクタの機種に応じた機種データ、および制御部本体431にて処理された情報等を記憶する。
ここで、機種データとしては、例えば、プロジェクタの機種、すなわち、光学装置本体150Aの機種に応じた各基準パターン(各第1の基準パターンPS1H、各第1の基準パターンPS1V、および各第2の基準パターンPS2)に関するデータ、粗調整制御部4361Cにて用いられる閾値(以下、明るさ閾値)に関するデータ、重心位置算出部4362Aにて用いられる閾値(以下、輝度閾値)に関するデータ、光学装置本体150Aを構成する各液晶パネル151の初期位置データ(座標値に関するデータ)等がある。
The
Here, as the model data, for example, each reference pattern (each first reference pattern PS1H, each first reference pattern PS1V, and each second reference) according to the model of the projector, that is, the model of the optical device
〔3.位置調整方法〕
次に、上述した製造装置1による光学装置本体150Aの製造方法を図面に基づいて説明する。
なお、以下では、クロスダイクロイックプリズム154に対する各液晶パネル151の位置調整方法を主に説明し、その他(固定方法等)については説明を省略する。
図7は、液晶パネル151の位置調整方法を説明するフローチャートである。
先ず、作業者は、各射出側偏光板153が貼付されたクロスダイクロイックプリズム154、および投射レンズ160を製造装置1内の所定位置に設置する。また、各液晶パネル151を各6軸位置調整装置10にそれぞれ保持させる。
次に、作業者は、制御装置40の操作部41を操作し、光学装置本体150Aを製造する旨の入力操作を実施する。制御部本体431は、メモリ432に格納されたプログラム(位置調整プログラムを含む)を読み出し、以下に示すように、光学装置本体150Aの製造(位置調整)を開始する。
[3. (Position adjustment method)
Next, a manufacturing method of the optical device
In the following, a method for adjusting the position of each
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for adjusting the position of the
First, the operator installs the cross
Next, the operator operates the
先ず、制御部本体431は、位置調整プログラムにしたがって、以下に示すように、液晶パネル151Gのフォーカス調整を実施する(ステップS1)。
図8は、フォーカス調整を説明するフローチャートである。
先ず、フォーカス調整部435は、メモリ432に格納された機種データに含まれる液晶パネル151Gの設計上の座標値(初期位置データ)を読み込み、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、液晶パネル151Gを初期位置に設置する(ステップS1A)。
ステップS1Aの後、制御部本体431は、光源駆動回路を介して調整用光源装置20を駆動制御し、液晶パネル151Gに対してG色光を照射させる(ステップS1B)。
First, the control unit
FIG. 8 is a flowchart for explaining focus adjustment.
First, the
After step S1A, the control unit
ステップS1Bの後、パターン形成部433は、液晶パネル151Gに対して所定の駆動信号を出力し、液晶パネル151Gにフォーカス調整用パターンPFを形成させる(ステップS1C)。そして、液晶パネル151Gにて形成されたフォーカス調整用パターンPFは、クロスダイクロイックプリズム154を介し、投射レンズ160にてスクリーンScに拡大投射され、スクリーンSc上にフォーカス調整用パターンPFの投影画像Fが表示される。
After step S1B, the
ステップS1Cの後、撮像画像データ取得部434は、各CCDカメラ31に所定の制御信号を出力し、各CCDカメラ31にフォーカス調整用パターンPFの投影画像F(矩形領域Ar3´)の四隅の角部をそれぞれ撮像させる(ステップS1D)。
図9は、各CCDカメラ31にて撮像された撮像画像Fg(撮像領域PAr)を示す図である。具体的に、図9(A)は、第1CCDカメラ31Aにて撮像された撮像画像FgAを示す図である。図9(B)〜図9(D)は、第2CCDカメラ31B、第3CCDカメラ31C、および第4CCDカメラ31Dにてそれぞれ撮像された撮像画像FgB〜FgDを示す図である。
上述したように、矩形領域Ar3´は、4つのCCDカメラ31の配設位置を平面的に覆うように設定されているため、4つのCCDカメラ31は、図3、図9に示すように、フォーカス調整用パターンPFの四隅の領域を撮像することとなる。そして、撮像画像データ取得部434は、各CCDカメラ31にて撮像された撮像画像に関する各撮像画像データをフォーカス調整部435に出力する。
After step S1C, the captured image
FIG. 9 is a diagram illustrating a captured image Fg (imaging region PAr) captured by each
As described above, since the rectangular area Ar3 ′ is set so as to cover the arrangement positions of the four
ステップS1Dの後、フォーカス調整部435は、4つの撮像画像データにおける画素毎の輝度値に基づいて、4つの撮像画像FgA〜FgDのコントラストに関する指標値を算出する(ステップS1E)。そして、フォーカス調整部435は、算出した4つの指標値を液晶パネル151Gの変位位置(Z軸方向の位置)に応じて、メモリ432に記憶させる。
なお、コントラストに関する指標値としては、撮像画像FgA〜FgDの鮮明度を示す指標値であればよく、例えば、撮像画像データ中の全画素における最大輝度値と最小輝度値とに基づいて算出された値(コントラスト値)を指標値に採用してもよく、あるいは、撮像画像中の所定領域内における複数画素の輝度値のばらつき、すなわち、輝度値の分散値(σ2)を指標値に採用してもよい。
After step S1D, the
Note that the index value relating to contrast may be an index value indicating the sharpness of the captured images FgA to FgD. For example, the index value is calculated based on the maximum luminance value and the minimum luminance value of all the pixels in the captured image data. A value (contrast value) may be adopted as an index value, or a variation in luminance values of a plurality of pixels within a predetermined area in a captured image, that is, a variance value (σ 2 ) of luminance values is adopted as an index value. May be.
ステップS1Eの後、フォーカス調整部435は、メモリ432に記憶された情報を確認し、指標値が全ての変位位置(例えば5つの変位位置)にて算出されたか否かを判定する(ステップS1F)。
ステップS1Fにおいて、フォーカス調整部435は、「N」と判定した場合、すなわち、全ての変位位置にて指標値を算出していないと判定した場合には、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、液晶パネル151GをZ軸方向に所定の変位量分移動させ、液晶パネル151Gを次の変位位置に移動させる(ステップS1G)。そして、上述したステップS1D,S1Eを実施して指標値を算出する。
After step S1E, the
In step S1F, when the
そして、フォーカス調整部435は、上述した処理S1D〜S1Gを繰り返し実施した結果、処理S1Fにおいて、「Y」と判定した場合、すなわち、全ての変位位置にて指標値を算出したと判定した場合には、メモリ432に記憶された情報を読み出し、各変位位置に応じた各4つの指標値に基づいて、投影画像Fの四隅の領域に対応した各撮像画像FgA〜FgDの各指標値が略等しくなり、かつ、最も大きくなる(各撮像画像FgA〜FgDが合焦状態となる)位置(フォーカス位置)を算出する(ステップS1H)。
ステップS1Hの後、フォーカス調整部435は、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、液晶パネル151GをZ軸方向、Xθ方向、およびYθ方向に移動させて、液晶パネル151Gをフォーカス位置に位置付けさせる(ステップS1I)。
Then, as a result of repeatedly performing the above-described processes S1D to S1G, the
After step S1H, the
ステップS1の後、制御部本体431は、位置調整プログラムにしたがって、以下に示すように、アライメント調整を実施する(ステップS2)。なお、以下の処理では、ステップS1Bが継続して実施され、液晶パネル151Gに対してG色光が照射されているものである。
先ず、制御部本体431は、以下に示すように、液晶パネル151Gの粗アライメント調整を実施する(ステップS21)。
After step S1, the control unit
First, the control unit
図10は、粗アライメント調整を説明するフローチャートである。
図11は、粗アライメント調整を説明するための図である。
パターン形成部433は、液晶パネル151Gに対して所定の駆動信号を出力し、液晶パネル151GにウィンドウパターンPWを形成させる(ステップS21A)。そして、液晶パネル151Gにて形成されたウィンドウパターンPWは、クロスダイクロイックプリズム154を介し、投射レンズ160にてスクリーンScに拡大投射され、スクリーンSc上にウィンドウパターンPWの投影画像Fが表示される。
ここで、ステップS1において液晶パネル151Gが所望のフォーカス位置に位置付けられた場合であっても、液晶パネル151GのX軸方向、Y軸方向、Zθ方向の位置が所望のアライメント位置からずれている場合には、例えば、図11に示すように、ウィンドウパターンPWの矩形領域Ar1´の角位置C1〜C4が各CCDカメラ31の配設位置からずれていることがある。このような場合には、各CCDカメラ31にて角位置C1〜C4を撮像できない。すなわち、各CCDカメラ31にて1ドットパターンPDの各表示画素Pxに対応した対応領域を撮像できない。このため、制御部本体431は、液晶パネル151Gの微アライメント調整を実施できない。そこで、先ず、ステップS21において液晶パネル151Gの粗アライメント調整を実施することで角位置C1〜C4を各CCDカメラ31にて撮像できる位置に液晶パネル151Gを移動させ、その後に、ステップS22において液晶パネル151Gの微アライメント調整を実施する。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the rough alignment adjustment.
FIG. 11 is a diagram for explaining the rough alignment adjustment.
The
Here, even when the
ステップS21Aの後、撮像画像データ取得部434は、CCDカメラ31に所定の制御信号を出力し、各CCDカメラ31にそれぞれ撮像させる(ステップS21B)。そして、撮像画像データ取得部434は、各CCDカメラ31にて撮像された撮像画像に関する各撮像画像データをアライメント調整部436に出力する。
After step S21A, the captured image
図12は、各CCDカメラ31の配設位置に対するウィンドウパターンPWの投影画像F(矩形領域Ar1´)の位置関係を示す図である。具体的に、図12(A)は、第1CCDカメラ31Aの配設位置に対するウィンドウパターンPWの投影画像Fの位置関係を示す図である。図12(B)〜図12(D)は、第2CCDカメラ31B、第3CCDカメラ31C、および第4CCDカメラ31Dの配設位置に対するウィンドウパターンPWの投影画像Fの位置関係を示す図である。また、図12では、各CCDカメラ31の配設位置に対するウィンドウパターンPWの投影画像Fの位置関係を大きく9種類の位置関係R1〜R9に分けている。なお、図12では、説明を簡略化するために、各CCDカメラ31の配設位置を異なるものとしているが、実際は、各CCDカメラ31の配設位置は固定されているものである。
FIG. 12 is a diagram showing the positional relationship of the projection image F (rectangular area Ar1 ′) of the window pattern PW with respect to the arrangement position of each
ステップS21Bの後、パターン判定部4361Aは、撮像画像データと、メモリ432に格納された基準パターンとでパターンマッチング処理を実施する(ステップS21C)。
ステップS21Cの後、パターン判定部4361Aは、撮像画像データ中に、第2の基準パターンPS2が存在するか否かを判定する(ステップS21D)。
例えば、パターン判定部4361Aは、先ず、第1CCDカメラ31Aにて撮像された撮像画像に関する撮像画像データに基づいて、ステップS21C,S21Dを実施する。
ここで、パターン判定部4361Aは、第1CCDカメラ31Aの配設位置に対するウィンドウパターンPWの投影画像Fの位置関係が図12(A)に示す位置関係R1である場合、すなわち、第1CCDカメラ31Aの撮像領域PArA内部に角位置C1が位置している状態では、撮像画像データ中に、第2の基準パターンPS2Aが存在するため、ステップS21Dにおいて、「Y」と判定し、ステップS21Jに移行する。
After step S21B, the
After step S21C, the
For example, the
Here, the
一方、パターン判定部4361Aは、図12(A)に示す位置関係R2〜R9の場合、すなわち、第1CCDカメラ31Aの撮像領域PArA内部に角位置C1が位置していない状態では、撮像画像データ中に、第2の基準パターンPS2Aが存在しないため、ステップS21Dにおいて、「N」と判定する。
パターン判定部4361Aは、ステップS21Dにおいて、「N」と判定した場合には、撮像画像データ中に、第1の基準パターンPS1H,PS1Vが存在するか否かを判定する(ステップS21E)。
On the other hand, in the case of the positional relationship R2 to R9 shown in FIG. 12A, that is, in the state where the angular position C1 is not located inside the imaging area PArA of the
If the
ここで、パターン判定部4361Aは、図12(A)に示す位置関係R2,R3の場合、すなわち、第1CCDカメラ31Aの撮像領域PArA内部に矩形領域Ar1´の辺縁E1または辺縁E2が位置している状態では、撮像画像データ中に、第1の基準パターンPS1HA,PS1VAが存在するため、ステップS21Eにおいて、「Y」と判定する。
ステップS21Eにおいて、「Y」と判定された場合には、粗調整制御部4361Cは、液晶パネル151Gの移動方向を判定し、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、液晶パネル151Gを前記移動方向に所定の変位量分だけ移動させる(ステップS21F)。そして、再度、ステップS21Bに移行する。
Here, in the case of the positional relationship R2 and R3 shown in FIG. 12A, the
When it is determined as “Y” in step S21E, the coarse
例えば、図12(A)に示す位置関係R2の場合には、投影画像Fを右方向に移動させることで角位置C1を撮像領域PArA内部に位置付けられることが予測できる。このため、粗調整制御部4361Cは、パターン判定部4361Aにて撮像画像データ中に第1の基準パターンPS1HAが存在すると判定された場合には、投影画像Fを右方向に移動させるように、液晶パネル151GをX方向に移動させる。
また、例えば、図12(A)に示す位置関係R3の場合には、投影画像Fを下方向に移動させることで角位置C1を撮像領域PArA内部に位置付けられることが予測できる。このため、粗調整制御部4361Cは、パターン判定部4361Aにて撮像画像データ中に第1の基準パターンPS1VAが存在すると判定された場合には、投影画像Fを下方向に移動させるように、液晶パネル151GをY方向に移動させる。
For example, in the case of the positional relationship R2 shown in FIG. 12A, it can be predicted that the angular position C1 is positioned inside the imaging region PArA by moving the projection image F to the right. Therefore, when the
Further, for example, in the case of the positional relationship R3 shown in FIG. 12A, it can be predicted that the angular position C1 is positioned inside the imaging region PArA by moving the projection image F downward. Therefore, when the
一方、パターン判定部4361Aは、図12(A)に示す位置関係R4〜R9の場合、すなわち、第1CCDカメラ31Aの撮像領域PArA内部に矩形領域Ar1´の辺縁E1または辺縁E2が位置していない状態では、撮像画像データ中に、第1の基準パターンPS1HA,PS1VAが存在しないため、ステップS21Eにおいて、「N」と判定する。
ステップS21Eにおいて、「N」と判定された場合には、明るさ算出部4361Bは、撮像画像データにおける画素毎の輝度値に基づいて、撮像画像の明るさを算出する(ステップS21G)。
On the other hand, the
If it is determined as “N” in step S21E, the
ステップS21Gの後、粗調整制御部4361Cは、明るさ算出部4361Bにて算出された明るさと、メモリ432に格納された明るさ閾値とを比較する(ステップS21H)。
ステップS21Hの後、粗調整制御部4361Cは、比較した結果に基づいて、液晶パネル151Gの移動方向を判定し、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、液晶パネル151Gを前記移動方向に所定の変位量分だけ移動させる(ステップS21I)。そして、再度、ステップS21Bに移行する。
After step S21G, coarse
After step S21H, the coarse
例えば、図12(A)に示す位置関係R4の場合には、撮像領域PArA内部に矩形領域Ar1´の内側が位置しているため、撮像画像の明るさは比較的に大きいもの(明るさ閾値以上)となる。また、投影画像Fを右下方向に移動させることで角位置C1や辺縁E1,E2を撮像領域PArA内部に位置付けられることが予測できる。このため、粗調整制御部4361Cは、明るさ算出部4361Bにて算出された明るさが明るさ閾値以上であると判定した場合には、投影画像Fを右下方向に移動させるように、液晶パネル151Gを移動させる。
また、例えば、図12(A)に示す位置関係R5〜R9の場合には、撮像領域PArA内部に矩形領域Ar1´の外側が位置しているため、撮像画像の明るさは比較的に小さいもの(明るさ閾値未満)となる。また、投影画像Fを左上方向に移動させることで角位置C1や辺縁E1,E2を撮像領域PArA内部に位置付けられることが予測できる。このため、粗調整制御部4361Cは、明るさ算出部4361Bにて算出された明るさが明るさ閾値未満であると判定した場合には、投影画像Fを左上方向に移動させるように、液晶パネル151Gを移動させる。
For example, in the case of the positional relationship R4 shown in FIG. 12A, since the inside of the rectangular area Ar1 ′ is located inside the imaging area PArA, the brightness of the captured image is relatively large (brightness threshold value). Above). Further, it can be predicted that the angular position C1 and the edges E1 and E2 are positioned inside the imaging region PArA by moving the projection image F in the lower right direction. For this reason, when the coarse
For example, in the case of the positional relationships R5 to R9 shown in FIG. 12A, the brightness of the captured image is relatively small because the outside of the rectangular area Ar1 ′ is located inside the imaging area PArA. (Below brightness threshold). Further, it can be predicted that the angular position C1 and the edges E1 and E2 are positioned inside the imaging region PArA by moving the projection image F in the upper left direction. Therefore, when the coarse
そして、ステップS21Dにおいて、「Y」と判定されるまで、すなわち、撮像領域PArA内部に角位置C1が位置している状態となるまで、上述したステップS21B〜S21Iを繰り返し実施する。
ステップS21Dにおいて、「Y」と判定された場合には、他のCCDカメラ31B〜31Dにて撮像された撮像画像に関する各撮像画像データに基づいて、上述したステップS21A〜S21Iを実施し、各撮像領域PArB,PArC,PArD(図12(B)〜図12(D))内部に角位置C2〜C4がそれぞれ位置しているか否かを判定する(ステップS21J)。
そして、ステップS21Jにおいて、「Y」と判定された場合には、粗アライメント調整を終了する。
Then, the above-described steps S21B to S21I are repeatedly performed until it is determined as “Y” in step S21D, that is, until the angular position C1 is located inside the imaging region PArA.
If it is determined as “Y” in step S21D, the above-described steps S21A to S21I are performed based on the respective captured image data relating to the captured images captured by the
If it is determined as “Y” in step S21J, the coarse alignment adjustment is terminated.
なお、各CCDカメラ31B〜31Dにて撮像された撮像画像に関する各撮像画像データに基づいて実施されるステップS21A〜S21Iについては、以下に簡略化して説明する。
第2CCDカメラ31Bにて撮像された撮像画像に関する各撮像画像データに基づいて実施される粗アライメント調整については、以下の通りである。
すなわち、図12(B)に示す位置関係R1である場合、すなわち、第2CCDカメラ31Bの撮像領域PArB内部に角位置C2が位置している状態で、撮像画像データ中に、第2の基準パターンPS2Bが存在するため、ステップS21Dにおいて、「Y」と判定される。
また、図12(B)に示す位置関係R2,R3の場合、すなわち、撮像領域PArB内部に矩形領域Ar1´の辺縁E1または辺縁E3が位置している状態で、撮像画像データ中に、第1の基準パターンPS1HB,PS1VBが存在するため、ステップS21Eにおいて、「Y」と判定される。
Steps S21A to S21I that are performed based on the captured image data relating to the captured images captured by the
The rough alignment adjustment performed based on each captured image data regarding the captured image captured by the
That is, in the case of the positional relationship R1 shown in FIG. 12B, that is, in a state where the angular position C2 is located inside the imaging region PArB of the
In the case of the positional relationship R2 and R3 shown in FIG. 12B, that is, in the state where the edge E1 or the edge E3 of the rectangular area Ar1 ′ is located inside the imaging area PArB, Since the first reference patterns PS1HB and PS1VB exist, “Y” is determined in step S21E.
ここで、図12(B)に示す位置関係R2の場合には、投影画像Fを左方向に移動させることで角位置C2を撮像領域PArB内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Fにおいて、投影画像Fを左方向に移動させるように、液晶パネル151GをX方向に移動させる。
また、図12(B)に示す位置関係R3の場合には、投影画像Fを下方向に移動させることで角位置C2を撮像領域PArB内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Fにおいて、投影画像Fを下方向に移動させるように、液晶パネル151GをY方向に移動させる。
Here, in the case of the positional relationship R2 shown in FIG. 12B, it can be predicted that the angular position C2 can be positioned inside the imaging region PArB by moving the projection image F to the left, so that the coarse adjustment control unit In step S21F, 4361C moves the
In the case of the positional relationship R3 shown in FIG. 12B, it is possible to predict that the angular position C2 is positioned inside the imaging region PArB by moving the projection image F downward, so that the coarse
また、図12(B)に示す位置関係R4〜R9の場合に、ステップS21Eにおいて、「N」と判定される。
ここで、図12(B)に示す位置関係R4の場合には、撮像画像の明るさは比較的に大きいもの(明るさ閾値以上)となり、投影画像Fを左下方向に移動させることで角位置C2や辺縁E1,E3を撮像領域PArB内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Iにおいて、投影画像Fを左下方向に移動させるように、液晶パネル151Gを移動させる。
また、図12(B)に示す位置関係R5〜R9の場合に、撮像画像の明るさは比較的に小さいもの(明るさ閾値未満)となり、投影画像Fを右上方向に移動させることで角位置C2や辺縁E1,E3を撮像領域PArB内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Iにおいて、投影画像Fを右上方向に移動させるように、液晶パネル151Gを移動させる。
In the case of the positional relationships R4 to R9 shown in FIG. 12B, “N” is determined in step S21E.
Here, in the case of the positional relationship R4 shown in FIG. 12B, the brightness of the captured image is relatively large (above the brightness threshold), and the projected image F is moved to the lower left direction to move to the angular position. Since it can be predicted that C2 and the edges E1 and E3 are positioned inside the imaging region PArB, the coarse
In the case of the positional relationships R5 to R9 shown in FIG. 12B, the brightness of the captured image is relatively small (less than the brightness threshold value), and the projected image F is moved in the upper right direction to move to the angular position. Since it can be predicted that C2 and the edges E1 and E3 are positioned inside the imaging region PArB, the coarse
また、第3CCDカメラ31Cにて撮像された撮像画像に関する各撮像画像データに基づいて実施される粗アライメント調整については、以下の通りである。
すなわち、図12(C)に示す位置関係R1である場合、すなわち、第3CCDカメラ31Cの撮像領域PArC内部に角位置C3が位置している状態で、撮像画像データ中に、第2の基準パターンPS2Cが存在するため、ステップS21Dにおいて、「Y」と判定される。
また、図12(C)に示す位置関係R2,R3の場合、すなわち、撮像領域PArC内部に矩形領域Ar1´の辺縁E2または辺縁E4が位置している状態で、撮像画像データ中に、第1の基準パターンPS1HC,PS1VCが存在するため、ステップS21Eにおいて、「Y」と判定される。
The coarse alignment adjustment performed based on each captured image data related to the captured image captured by the
That is, in the case of the positional relationship R1 shown in FIG. 12C, that is, in a state where the angular position C3 is located inside the imaging region PArC of the
In the case of the positional relationship R2 and R3 shown in FIG. 12C, that is, in the state where the edge E2 or the edge E4 of the rectangular area Ar1 ′ is located inside the imaging area PArC, Since the first reference patterns PS1HC and PS1VC exist, “Y” is determined in step S21E.
ここで、図12(C)に示す位置関係R2の場合には、投影画像Fを右方向に移動させることで角位置C3を撮像領域PArC内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Fにおいて、投影画像Fを右方向に移動させるように、液晶パネル151GをX方向に移動させる。
また、図12(C)に示す位置関係R3の場合には、投影画像Fを上方向に移動させることで角位置C3を撮像領域PArC内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Fにおいて、投影画像Fを上方向に移動させるように、液晶パネル151GをY方向に移動させる。
Here, in the case of the positional relationship R2 shown in FIG. 12C, it can be predicted that the angular position C3 is positioned inside the imaging region PArC by moving the projection image F in the right direction. In step S21F, 4361C moves the
In the case of the positional relationship R3 shown in FIG. 12C, it can be predicted that the angular position C3 is positioned inside the imaging region PArC by moving the projection image F upward, so that the coarse
また、図12(C)に示す位置関係R4〜R9の場合に、ステップS21Eにおいて、「N」と判定される。
ここで、図12(C)に示す位置関係R4の場合には、撮像画像の明るさは比較的に大きいもの(明るさ閾値以上)となり、投影画像Fを右上方向に移動させることで角位置C3や辺縁E2,E4を撮像領域PArC内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Iにおいて、投影画像Fを右上方向に移動させるように、液晶パネル151Gを移動させる。
また、図12(C)に示す位置関係R5〜R9の場合に、撮像画像の明るさは比較的に小さいもの(明るさ閾値未満)となり、投影画像Fを左下方向に移動させることで角位置C3や辺縁E2,E4を撮像領域PArC内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Iにおいて、投影画像Fを左下方向に移動させるように、液晶パネル151Gを移動させる。
In the case of the positional relationships R4 to R9 shown in FIG. 12C, “N” is determined in step S21E.
Here, in the case of the positional relationship R4 shown in FIG. 12C, the brightness of the captured image is relatively large (above the brightness threshold), and the projected image F is moved in the upper right direction to move to the angular position. Since it can be predicted that C3 and the edges E2 and E4 are positioned within the imaging region PArC, the coarse
In the case of the positional relationships R5 to R9 shown in FIG. 12C, the brightness of the captured image is relatively small (less than the brightness threshold value), and the projected image F is moved in the lower left direction to move to the angular position. Since it can be predicted that C3 and the edges E2 and E4 are positioned within the imaging region PArC, the coarse
また、第4CCDカメラ31Dにて撮像された撮像画像に関する各撮像画像データに基づいて実施される粗アライメント調整については、以下の通りである。
すなわち、図12(D)に示す位置関係R1である場合、すなわち、第4CCDカメラ31Dの撮像領域PArD内部に角位置C4が位置している状態で、撮像画像データ中に、第2の基準パターンPS2Dが存在するため、ステップS21Dにおいて、「Y」と判定される。
また、図12(D)に示す位置関係R2,R3の場合、すなわち、撮像領域PArD内部に矩形領域Ar1´の辺縁E3または辺縁E4が位置している状態で、撮像画像データ中に、第1の基準パターンPS1HD,PS1VDが存在するため、ステップS21Eにおいて、「Y」と判定される。
The coarse alignment adjustment performed based on each captured image data related to the captured image captured by the
That is, in the case of the positional relationship R1 shown in FIG. 12D, that is, in the state where the angular position C4 is located inside the imaging region PArD of the
In the case of the positional relationship R2 and R3 shown in FIG. 12D, that is, in the state where the edge E3 or the edge E4 of the rectangular area Ar1 ′ is located inside the imaging area PArD, Since the first reference patterns PS1HD and PS1VD exist, “Y” is determined in step S21E.
ここで、図12(D)に示す位置関係R2の場合には、投影画像Fを左方向に移動させることで角位置C4を撮像領域PArD内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Fにおいて、投影画像Fを左方向に移動させるように、液晶パネル151GをX方向に移動させる。
また、図12(D)に示す位置関係R3の場合には、投影画像Fを上方向に移動させることで角位置C4を撮像領域PArD内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Fにおいて、投影画像Fを上方向に移動させるように、液晶パネル151GをY方向に移動させる。
Here, in the case of the positional relationship R2 shown in FIG. 12D, it can be predicted that the angular position C4 is positioned inside the imaging region PArD by moving the projection image F in the left direction. In step S21F, 4361C moves the
In the case of the positional relationship R3 shown in FIG. 12D, it is possible to predict that the angular position C4 is positioned inside the imaging region PArD by moving the projection image F upward, and thus the coarse
また、図12(D)に示す位置関係R4〜R9の場合に、ステップS21Eにおいて、「N」と判定される。
ここで、図12(D)に示す位置関係R4の場合には、撮像画像の明るさが比較的に大きいもの(明るさ閾値以上)となり、投影画像Fを左上方向に移動させることで角位置C4や辺縁E3,E4を撮像領域PArD内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Iにおいて、投影画像Fを左上方向に移動させるように、液晶パネル151Gを移動させる。
また、図12(D)に示す位置関係R5〜R9の場合、撮像画像の明るさは比較的に小さいもの(明るさ閾値未満)となり、投影画像Fを右下方向に移動させることで角位置C3や辺縁E3,E4を撮像領域PArD内部に位置付けられることが予測できるため、粗調整制御部4361Cは、ステップS21Iにおいて、投影画像Fを右下方向に移動させるように、液晶パネル151Gを移動させる。
In the case of the positional relationships R4 to R9 shown in FIG. 12D, “N” is determined in step S21E.
Here, in the case of the positional relationship R4 shown in FIG. 12D, the brightness of the captured image is relatively large (brightness threshold or more), and the projected image F is moved in the upper left direction to move to the angular position. Since it can be predicted that C4 and the edges E3 and E4 are positioned inside the imaging region PArD, the coarse
In the case of the positional relationships R5 to R9 shown in FIG. 12D, the brightness of the captured image is relatively small (less than the brightness threshold), and the projected image F is moved in the lower right direction to move to the angular position. Since it can be predicted that C3 and the edges E3 and E4 are positioned inside the imaging region PArD, the coarse
ステップS21の後、制御部本体431は、以下に示すように、液晶パネル151Gの微アライメント調整を実施する(ステップS22)。
図13は、微アライメント調整を説明するフローチャートである。
パターン形成部433は、液晶パネル151Gに対して所定の駆動信号を出力し、液晶パネル151Gに1ドットパターンPDを形成させる(ステップS22A:パターン形成ステップ)。そして、液晶パネル151Gにて形成された1ドットパターンPDは、クロスダイクロイックプリズム154を介し、投射レンズ160にてスクリーンScに拡大投射され、スクリーンSc上に1ドットパターンPDの投影画像Fが表示される。
After step S21, the control unit
FIG. 13 is a flowchart for explaining fine alignment adjustment.
The
ステップS22Aの後、撮像画像データ取得部434は、各CCDカメラ31に所定の制御信号を出力し、各CCDカメラ31に1ドットパターンPDの投影画像F(矩形領域Ar1´)の四隅の角部をそれぞれ撮像させる(ステップS22B)。
図14は、各CCDカメラ31にて撮像された撮像画像Fg(撮像領域PAr)を示す図である。具体的に、図14(A)は、第1CCDカメラ31Aにて撮像された撮像画像FgAを示す図である。図14(B)〜図14(D)は、第2CCDカメラ31B、第3CCDカメラ31C、および第4CCDカメラ31Dにてそれぞれ撮像された撮像画像FgB〜FgDを示す図である。
液晶パネル151Gにおいて各表示画素Pxにて形成された光は、投射レンズ160のレンズ光軸から離間した側を通過するため、投射レンズ160のレンズ特性(フレア)の影響を受ける。このため、投影画像Fにおいて、表示画素Pxは、図14に示すように、本来の輪郭形状である矩形状ではなく、略楕円形状を有するように表示される。
After step S22A, the captured image
FIG. 14 is a diagram illustrating a captured image Fg (imaging region PAr) captured by each
Since the light formed by each display pixel Px in the
ステップS22Bの後、重心位置算出部4362Aは、4つの撮像画像データにおける画素毎の輝度値に基づいて、以下に示すように、各撮像画像データ中の表示画素Pxに対応する対応領域Px´の重心位置を算出する(ステップS22C:重心位置算出ステップ)。
図15は、重心位置算出部4362Aによる重心位置の算出方法を説明するための図である。具体的に、図15(A)は、CCDカメラ31の撮像画像Fg(撮像領域PAr)を示す図である。図15(B)は、図15(A)中のB−B´線上での輝度分布を示す図である。
重心位置算出部4362Aは、撮像画像データにおける画素毎の各輝度値と、メモリ432に格納された輝度閾値BS(図15(B))とに基づいて、以下の式(1)を用いて、対応領域Px´の重心位置GP(GPA〜GPD(図14))を算出する。
After step S22B, the center-of-gravity
FIG. 15 is a diagram for explaining a method of calculating the centroid position by the centroid
The center-of-gravity
なお、上記式(1)中、Xgは重心位置GPにおける撮像画像Fg中の水平方向の位置を示し、Ygは重心位置GPにおける撮像画像Fg中の垂直方向の位置を示している。また、nは撮像画像Fgの水平方向の画素数を示し、mは撮像画像Fgの垂直方向の画素数を示している。g(x,y)は、水平方向の画素位置x、垂直方向の画素位置yでの輝度値をf(x,y)とした場合に、輝度値f(x,y)から輝度閾値BSを引いた値を示している。なお、輝度値f(x,y)が輝度閾値BS以下の場合はg(x,y)=0とする。
すなわち、重心位置算出部4362Aは、上記式(1)に示すように、撮像画像データにおける画素毎の各輝度値f(x,y)と、輝度閾値BSとを比較し、輝度閾値BS以上の輝度値を有する各画素で構成される対応領域Px´(図15)を認識する。そして、重心位置算出部4362Aは、上記式(1)に基づいて、対応領域Px´の重心位置GP(GPA〜GPD)を算出する。
In the above equation (1), Xg represents a horizontal position in the captured image Fg at the center of gravity position GP, and Yg represents a vertical position in the captured image Fg at the center of gravity position GP. In addition, n indicates the number of pixels in the horizontal direction of the captured image Fg, and m indicates the number of pixels in the vertical direction of the captured image Fg. g (x, y) is a luminance threshold value BS from the luminance value f (x, y) when the luminance value at the horizontal pixel position x and the vertical pixel position y is f (x, y). The subtracted value is shown. Note that g (x, y) = 0 when the luminance value f (x, y) is equal to or smaller than the luminance threshold BS.
That is, the center-of-gravity
ステップS22Cの後、偏差算出部4362Bは、重心位置算出部4362Aにて算出された各重心位置GPA〜GPDと、基準位置SP(SPA〜SPD(各撮像領域PArA〜PArDの中心位置))との偏差(X方向の偏差XA〜XD、Y方向の偏差YA〜YD)を算出する(ステップS22D:偏差算出ステップ)。そして、偏差算出部4362Bは、算出した偏差をメモリ432に記憶させる。
After step S22C, the
ステップS22Dの後、微調整制御部4362Cは、メモリ432に記憶された情報を確認し、撮像画像FgA〜FgD毎に全て偏差が算出されているか否かを判定する(ステップS22E)。
ステップS22Eにおいて、微調整制御部4362Cは、「Y」と判定した場合には、各偏差に基づいて、各重心位置GPA〜GPDが基準位置SPA〜SPDにそれぞれ略合致する液晶パネル151のアライメント位置(X軸方向、Y軸方向、Zθ方向の各位置)を算出する(ステップS22F)。そして、微調整制御部4362Cは、モータ等の駆動部を介して6軸位置調整装置10を駆動制御し、算出したアライメント位置に液晶パネル151Gを位置付けさせる(ステップS22G:調整制御ステップ)。
After step S22D, fine
If the fine
以上のステップS1,S2により、クロスダイクロイックプリズム154に対する所望の位置に液晶パネル151Gが位置付けられる。そして、例えば、接着剤等によりクロスダイクロイックプリズム154に対して液晶パネル151を固定する。
また、他の液晶パネル151R,151Bについても、上述したステップS1,S2を実施してクロスダイクロイックプリズム154に対する所望の位置に液晶パネル151R,151Bを位置付ける。そして、例えば、接着剤等によりクロスダイクロイックプリズム154に対して液晶パネル151R,151Bを固定することで、光学装置本体150Aが製造される。
Through the above steps S1 and S2, the
For the other
上述した本実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、製造装置1を構成する制御装置40は、パターン形成部433と、重心位置算出部4362A、偏差算出部4362Bと、微調整制御部4362Cとを備えている。
このことにより、パターン形成部433が1ドットパターンPDを液晶パネル151に形成させ(パターン形成ステップS22A)、スクリーンSc上に1ドットパターンPDの投影画像Fを表示させるので、液晶パネル151の画素ピッチが小さい場合(例えば、8μmピッチ)であっても、投影画像Fにおいて、画素同士が互いに重なり合うことがない。
また、重心位置算出部4362Aが撮像装置30にて撮像された撮像画像中の表示画素Pxに対応する対応領域Px´の重心位置GPを算出する(重心位置算出ステップS22C)ので、表示画素Pxの平面位置、すなわち、液晶パネル151の平面位置(Z軸方向に直交する平面内の位置)を特定できる。
そして、偏差算出部4362Bが重心位置GPと予め設定された基準位置SPとの偏差を算出し(偏差算出ステップS22D)、微調整制御部4362Cが偏差に基づいてクロスダイクロイックプリズム154に対する所定位置に液晶パネル151を位置付けさせる(調整制御ステップS22G)ので、所望のアライメント位置からの液晶パネル151のずれ量(前記平面内における基準位置からのずれ量)を算出でき、所望のアライメント位置に液晶パネル151を位置付けることができる。
したがって、液晶パネル151の画素ピッチが小さい場合であっても、液晶パネル151を高精度にアライメント調整でき、高精度の光学装置本体150Aを製造できる。
According to this embodiment described above, the following effects are obtained.
In the present embodiment, the
As a result, the
In addition, since the center-of-gravity
Then, the
Therefore, even when the pixel pitch of the
ここで、重心位置算出部4362Aは、撮像画像データにおける画素毎の各輝度値と、輝度閾値BSとを比較することで、輝度閾値BS以上の輝度値を有する各画素で構成される領域(対応領域Px´)と、輝度閾値BS未満の輝度値を有する各画素で構成される領域(フレアの影響を受けることで広がった領域を含むその他の領域)とを判別することができる。このため、重心位置算出部4362Aは、投射レンズ160のフレアの影響がない仮想的な状態での表示画素Pxに対応する対応領域Px´を認識でき、該対応領域Px´の重心位置GPを算出することで、表示画素Pxの平面位置、すなわち、液晶パネル151の平面位置を高精度に特定できる。
Here, the center-of-gravity
ところで、例えば、対応領域Px´の画素毎の各輝度値を所定の閾値により「0」、「1」に二値化し、二値化した各輝度値に基づいて、対応領域Px´の重心位置を算出する場合には、単純に対応領域Px´の形状に応じた重心位置を算出することとなり、フレアの影響により、所望の位置からずれた位置を重心位置(表示画素Pxの平面位置)として算出してしまう。
これに対して、本実施形態では、重心位置算出部4362Aは、上記式(1)を用いて、対応領域Px´の重心位置GPを算出する。このことにより、フレアの影響をより小さくした状態で、重心位置GPを算出することができ、表示画素Pxの平面位置、すなわち、液晶パネル151の平面位置をより高精度に特定できる。
By the way, for example, each luminance value for each pixel in the corresponding area Px ′ is binarized into “0” and “1” by a predetermined threshold, and the center of gravity position of the corresponding area Px ′ is based on each binarized luminance value. Is calculated simply by calculating the position of the center of gravity according to the shape of the corresponding region Px ′, and the position shifted from the desired position due to the flare is set as the position of the center of gravity (the planar position of the display pixel Px). It will be calculated.
On the other hand, in the present embodiment, the center-of-gravity
また、調整領域Ar2は、4つ設けられている。すなわち、重心位置算出部4362Aは、4つの調整領域Ar2における各表示画素Pxに対応する各対応領域Px´の重心位置GPA〜GPDをそれぞれ算出する。このことにより、液晶パネル151における前記平面内の位置を4点、特定し、特定した4点を各基準位置に合致させるようにアライメント調整できる。したがって、液晶パネル151を前記平面内において、X軸方向およびY軸方向のみならず、Zθ方向にも調整でき、液晶パネル151を高精度にアライメント調整できる。
Further, four adjustment regions Ar2 are provided. That is, the gravity center
さらに、パターン形成部433は、ウィンドウパターンPWを液晶パネル151に形成可能に構成されている。また、制御装置40は、メモリ432と、パターン判定部4361Aと、明るさ算出部4361Bと、粗調整制御部4361Cとを備える。このことにより、微アライメント調整(ステップS22)を実行する前に、粗アライメント調整(ステップS21)を実行することができ、撮像領域PAr内にウィンドウパターンPW(矩形領域Ar1´)の角位置C1〜C4が位置していない場合であっても、撮像領域PAr内に角位置C1〜C4が位置する位置に液晶パネル151を迅速に移動でき、液晶パネル151のアライメント調整(ステップS2)を円滑に実施して光学装置本体150Aの製造時間を短縮できる。
Further, the
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態では、調整領域Ar2は、4つ設けられていたが、液晶パネル151の平面位置を少なくとも3点特定できればよいので、少なくとも3つ設けられた構成であれば、いずれの数でも構わない。
Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
In the embodiment, four adjustment regions Ar2 are provided. However, any number of adjustment regions Ar2 may be used as long as at least three plane positions of the
前記実施形態では、上記式(1)を用いて、重心位置GPを算出していたが、重心位置の算出方法は、これに限らない。例えば、対応領域Px´の画素毎の各輝度値を所定の閾値により「0」、「1」に二値化し、二値化した各輝度値に基づいて、対応領域Px´の重心位置を算出する構成としても構わない。
前記実施形態では、輝度閾値BSに基づいて対応領域Px´を認識し、対応領域Px´の重心位置GPを算出していたが、これに限らない。例えば、撮像領域PArの全ての画素毎の各輝度値に基づいて、上記式(1)を用いて、重心位置を算出する構成としても構わない。
In the embodiment, the center of gravity position GP is calculated using the above formula (1), but the method of calculating the center of gravity position is not limited to this. For example, each luminance value for each pixel in the corresponding area Px ′ is binarized into “0” and “1” by a predetermined threshold, and the center of gravity position of the corresponding area Px ′ is calculated based on each binarized luminance value. It does not matter as a structure to do.
In the embodiment, the corresponding area Px ′ is recognized based on the luminance threshold BS, and the barycentric position GP of the corresponding area Px ′ is calculated. However, the present invention is not limited to this. For example, the center-of-gravity position may be calculated using the above formula (1) based on each luminance value for every pixel in the imaging region PAr.
前記実施形態において、図8、図10、図13に示すフローは、これに限らず、適宜、その順序を変更しても構わない。
前記実施形態において、位置調整装置としての6軸位置調整装置10は、3つ設けられていたが、これに限らず、6軸位置調整装置10を1つのみ設け、適宜、クロスダイクロイックプリズム154の各光束入射側端面154Aに対向する各位置に回動可能とする構成としても構わない。
In the embodiment, the flow shown in FIGS. 8, 10, and 13 is not limited to this, and the order may be changed as appropriate.
In the embodiment, three six-axis
前記実施形態では、光源装置110は、放電発光型の光源装置で構成していたが、これに限らず、レーザダイオード、LED、有機EL(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
また、前記実施形態では、光源装置110を1つのみ用い色分離光学装置130にて3つの色光に分離していたが、色分離光学装置130を省略し、3つの色光をそれぞれ射出する3つの前記固体発光素子を光源装置として構成してもよい。
In the embodiment, the
In the above-described embodiment, only one
前記実施形態では、光学装置本体150Aは、3つの液晶パネル151を備える構成としていたが、これに限らず、2つの液晶パネルを備える構成、4つ以上の液晶パネルを備える構成としてもよい。また、光学装置本体150Aは、クロスダイクロイックプリズム154の3つの光束入射側端面154Aのうち、投射レンズ160と対向する光束入射側端面154AにG色光用の液晶パネルを配置し、他の2つの光束入射側端面154AにR色光用の液晶パネルおよびB色光用の液晶パネルを配置していたが、配置位置はこれに限らず、例えば、投射レンズ160と対向する光束入射側端面154AにR色光用の液晶パネルまたはB色光用の液晶パネルを配置する構成を採用してもよい。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
In the embodiment, the optical device
In the above embodiment, only an example of a front type projector that projects from the direction of observing the screen has been described, but the present invention is also applicable to a rear type projector that projects from the side opposite to the direction of observing the screen. Is possible.
本発明は、光変調装置を高精度に位置調整できるため、プロジェクタの光学装置を製造する製造装置として利用できる。 The present invention can be used as a manufacturing apparatus for manufacturing an optical device of a projector because the position of the light modulation device can be adjusted with high accuracy.
1・・・製造装置、10・・・位置調整装置、30・・・撮像装置、40・・・制御装置、150・・・光学装置、151・・・液晶パネル(光変調装置)、154・・・クロスダイクロイックプリズム(色合成光学装置)、432・・・メモリ(基準パターン記憶部)、433・・・パターン形成部、4361A・・・パターン判定部、4361B・・・明るさ算出部、4361C・・・粗調整制御部、4362A・・・重心位置算出部、4362B・・・偏差算出部、4362C・・・微調整制御部(調整制御部)、Ar1・・・矩形領域、Ar2・・・調整領域、Arf・・・画像形成領域、BS・・・輝度閾値、E1〜E4・・・辺縁、GP・・・重心位置、Px・・・表示画素、Px´・・・対応領域、PD・・・1ドットパターン、PS1H,PS1V・・・第1の基準パターン、PS2・・・第2の基準パターン、PW・・・ウィンドウパターン、SP・・・基準位置、S22A・・・パターン形成ステップ、S22C・・・重心位置算出ステップ、S22D・・・偏差算出ステップ、S22G・・・調整制御ステップ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光変調装置にて形成され前記色合成光学装置を介し投射光学装置にてスクリーン上に拡大投射された画像光の投影画像を撮像する撮像装置と、
前記複数の光変調装置のうちいずれかの光変調装置を保持し、前記色合成光学装置に対する前記光変調装置の位置を調整する位置調整装置と、
前記光変調装置および前記位置調整装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記光変調装置の画像形成領域のうち位置調整に用いられる調整領域において、1つの表示画素のみを所定の明るさに設定した1ドットパターンを前記光変調装置に形成させるパターン形成部と、
前記撮像装置にて撮像された撮像画像における画素毎の各輝度値に基づいて、前記撮像画像中の前記表示画素に対応する対応領域の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記重心位置、および予め設定された基準位置の偏差を算出する偏差算出部と、
前記偏差に基づいて、前記位置調整装置を駆動制御し、前記色合成光学装置に対する所定位置に前記光変調装置を位置付けさせる調整制御部とを備えている
ことを特徴とする光学装置の製造装置。 A plurality of light modulation devices that modulate image light for each color light according to image information to form image light, and a color combining optical device that combines the image lights formed by the plurality of light modulation devices An optical device manufacturing apparatus for manufacturing an optical device comprising:
An imaging device that captures a projection image of image light formed by the light modulation device and enlarged and projected on a screen by the projection optical device via the color synthesis optical device;
A position adjustment device that holds any one of the plurality of light modulation devices and adjusts the position of the light modulation device with respect to the color synthesis optical device;
A control device for controlling the light modulation device and the position adjustment device,
The controller is
A pattern forming unit that causes the light modulation device to form a one-dot pattern in which only one display pixel is set to a predetermined brightness in an adjustment region used for position adjustment in the image formation region of the light modulation device;
A center-of-gravity position calculation unit that calculates a center-of-gravity position of a corresponding region corresponding to the display pixel in the captured image based on each luminance value for each pixel in the captured image captured by the imaging device;
A deviation calculating unit for calculating a deviation between the center of gravity position and a preset reference position;
An apparatus for manufacturing an optical device, comprising: an adjustment control unit that drives and controls the position adjustment device based on the deviation and positions the light modulation device at a predetermined position with respect to the color synthesis optical device.
前記重心位置算出部は、
前記撮像画像における画素毎の各輝度値と予め設定された閾値とを比較し、前記閾値以上の輝度値を有する各画素で構成される領域を前記対応領域として認識する
ことを特徴とする光学装置の製造装置。 In the manufacturing apparatus of the optical device according to claim 1,
The center-of-gravity position calculation unit
An optical apparatus characterized by comparing each luminance value for each pixel in the captured image with a preset threshold value and recognizing an area composed of each pixel having a luminance value equal to or higher than the threshold value as the corresponding area. Manufacturing equipment.
前記調整領域は、少なくとも3つ設けられている
ことを特徴とする光学装置の製造装置。 In the manufacturing apparatus of the optical device according to claim 1 or 2,
The apparatus for manufacturing an optical device is characterized in that at least three adjustment regions are provided.
前記パターン形成部は、前記光変調装置の画像形成領域のうち前記調整領域を含む矩形領域において、少なくとも外縁に位置付けられた各画素を所定の明るさに設定したウィンドウパターンを前記光変調装置に形成させ、
前記表示画素は、前記矩形領域の角部に位置付けられた画素であり、
前記制御装置は、
前記ウィンドウパターンの辺縁近傍に対応した第1の基準パターン、および前記ウィンドウパターンの角部近傍に対応した第2の基準パターンを格納した基準パターン記憶部と、
前記撮像装置にて撮像された撮像画像中に前記基準パターン記憶部に格納された基準パターンが存在するか否かを判定するパターン判定部と、
前記パターン判定部にて前記撮像画像中に前記第1の基準パターンが存在すると判定された場合に、前記光変調装置の移動方向を判定し、前記パターン判定部にて前記撮像画像中に前記第2の基準パターンが存在すると判定されるまで、前記位置調整装置を駆動制御して前記光変調装置を前記移動方向に移動させる粗調整制御部とを備えている
ことを特徴とする光学装置の製造装置。 In the manufacturing apparatus of the optical apparatus in any one of Claims 1-3,
The pattern forming unit forms, in the light modulation device, a window pattern in which each pixel positioned at an outer edge is set to a predetermined brightness in a rectangular region including the adjustment region in the image forming region of the light modulation device. Let
The display pixel is a pixel positioned at a corner of the rectangular region,
The controller is
A reference pattern storage unit storing a first reference pattern corresponding to the vicinity of the edge of the window pattern and a second reference pattern corresponding to the vicinity of a corner of the window pattern;
A pattern determination unit that determines whether or not a reference pattern stored in the reference pattern storage unit exists in a captured image captured by the imaging device;
When the pattern determination unit determines that the first reference pattern is present in the captured image, the pattern determination unit determines a moving direction of the light modulation device, and the pattern determination unit includes the first reference pattern in the captured image. And a coarse adjustment control unit that drives and controls the position adjustment device until the light modulation device is moved in the movement direction until it is determined that two reference patterns exist. apparatus.
前記ウィンドウパターンは、前記矩形領域における外縁に位置付けられた各画素、および前記矩形領域内に位置する各画素を所定の明るさに設定したパターンであり、
前記制御装置は、
前記撮像装置にて撮像された撮像画像における画素毎の各輝度値に基づいて、前記撮像画像の明るさを算出する明るさ算出部を備え、
前記粗調整制御部は、
前記パターン判定部にて前記撮像画像中に前記第1の基準パターンおよび前記第2の基準パターンの双方が存在しないと判定された場合に、前記明るさ算出部にて算出された明るさに基づいて、前記光変調装置の移動方向を判定し、前記パターン判定部にて前記撮像画像中に前記第2の基準パターンが存在すると判定されるまで、前記位置調整装置を駆動制御して前記光変調装置を前記移動方向に移動させる
ことを特徴とする光学装置の製造装置。 In the manufacturing apparatus of the optical device according to claim 4,
The window pattern is a pattern in which each pixel positioned at an outer edge in the rectangular area and each pixel positioned in the rectangular area are set to a predetermined brightness,
The controller is
A brightness calculation unit that calculates the brightness of the captured image based on each luminance value for each pixel in the captured image captured by the imaging device;
The coarse adjustment control unit
Based on the brightness calculated by the brightness calculation unit when the pattern determination unit determines that both the first reference pattern and the second reference pattern do not exist in the captured image. Determining the moving direction of the light modulation device, and driving and controlling the position adjustment device until the pattern determination unit determines that the second reference pattern exists in the captured image. An apparatus for manufacturing an optical apparatus, wherein the apparatus is moved in the moving direction.
前記光変調装置の画像形成領域のうち位置調整に用いられる調整領域において、1つの表示画素のみを所定の明るさに設定した1ドットパターンを前記光変調装置に形成させるパターン形成ステップと、
撮像装置にて撮像された撮像画像における画素毎の各輝度値に基づいて、前記撮像画像中の前記表示画素に対応する対応領域の重心位置を算出する重心位置算出ステップと、
前記重心位置、および予め設定された基準位置の偏差を算出する偏差算出ステップと、
前記偏差に基づいて、位置調整装置を駆動制御し、前記色合成光学装置に対する所定位置に前記光変調装置を位置付けさせる調整制御ステップとを備えている
ことを特徴とする位置調整方法。 A plurality of light modulation devices that modulate image light for each color light according to image information to form image light, and a color combining optical device that combines the image lights formed by the plurality of light modulation devices A position adjustment method used in an optical device manufacturing apparatus for manufacturing an optical device comprising:
A pattern forming step of causing the light modulation device to form a one-dot pattern in which only one display pixel is set to a predetermined brightness in an adjustment region used for position adjustment in the image formation region of the light modulation device;
A center-of-gravity position calculation step of calculating a center-of-gravity position of a corresponding region corresponding to the display pixel in the captured image based on each luminance value for each pixel in the captured image captured by the imaging device;
A deviation calculating step for calculating a deviation between the center of gravity position and a preset reference position;
A position adjustment method comprising: an adjustment control step of driving and controlling a position adjustment device based on the deviation and positioning the light modulation device at a predetermined position with respect to the color synthesis optical device.
請求項6に記載の位置調整方法をコンピュータに実行させる
ことを特徴とする位置調整プログラム。 A plurality of light modulation devices that modulate image light for each color light according to image information to form image light, and a color combining optical device that combines the image lights formed by the plurality of light modulation devices A position adjustment program for use in an optical device manufacturing apparatus for manufacturing an optical device,
A position adjustment program for causing a computer to execute the position adjustment method according to claim 6.
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