JP2012165262A - 立体画像表示装置の調整装置及び調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】立体画像表示装置における多数のプロジェクタの調製を、高速に実施でき、かつスクリーン周辺に設置するプロジェクタの調整を実施することができる調整装置およびその調整方法を提供する。
【解決手段】調整装置２０は、プロジェクタ本体の位置決め装置１ａ〜１ｎと、投射レンズ位置決め装置３ａ〜３ｎと、第１のアイリス部材４ａと、第２のアイリス部材４ｂ〜４ｎと、基準プロジェクタ用の第１の調整用パターン１１〜１３および基準プロジェクタ以外のプロジェクタ用の第２の調整用パターン１４〜１６とを生成する映像信号生成装置５ａ〜５ｎと、スクリーン８０と、カメラ装置７と、カメラ装置より画像データを取得し、プロジェクタの位置決め装置、レンズ位置決め装置および映像信号生成装置を制御する制御装置６と、スクリーン周辺のプロジェクタ本体垂直度の調整のための、左右の調整用スクリーン８１、８２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のプロジェクタを用いて立体画像を表示する立体画像表示装置の調整装置及び調整方法に関する。

人間は、左右の目で見た視差画像を頭の中で合成することにより、立体を知覚している。立体画像を表示する方式として、二眼式立体表示方式が古くから用いられている。この方式は、左眼用の鏡と右眼用の鏡とを用い、左右の目で異なる二次元画像を観察することにより立体を知覚するものである。

しかしながら、この二眼式立体表示方式では、鏡を組み込んだ特殊な眼鏡を装着する必要があるだけでなく、一組の視差画像のみで立体画像を形成しているため、人間が頭を動かしたときに物体の見え方が変化する動体視差を知覚することができない。また、人間の目の焦点は、物体の上ではなく、鏡を通して見る二次元画像の平面上に合うため、焦点位置の不一致による疲労感が生じる。

このような二眼式立体表示方式の欠点を解消する方式として、多眼式立体表示方式が開発されている。この方式は、物体を異なる方向から見た多数の視差画像を対応する各方向に同時に表示するようにしたものであり、特殊な眼鏡の装着が不要になるとともに、観察者の頭の位置に応じて見える画像が切り替わるため、動体視差を知覚することができる。

特許文献１では、多眼式立体表示方式を採用した立体画像表示装置が開示されている。多数の二次元画像表示装置であるプロジェクタは、水平方向及び垂直方向にそれぞれ配列され、各プロジェクタにより生成された異なる視差画像は、プロジェクタの光軸に対して所定量偏心させた投射レンズを介してスクリーンに投射される。

特許文献２には、多眼式立体表示方式を採用した立体画像表示装置について、中央の投射レンズからの視差画像と、中央の投射レンズを除く他のレンズからの視差画像とがスクリーン上の同じ位置に形成されるように、中央のプロジェクタに投射レンズを介して装着したアパーチャ部材を介してスクリーンにテストパターン画像を投射し、適切なテストパターン画像が得られるように、投射レンズのレンズシフト位置を調整する調整装置および調整方法が開示されている。

特開２００７−３０９９７５号公報 特開２０１０−２３７４２４号公報

多眼式立体表示方式を採用した立体画像表示装置において、高画質な立体表示装置を実現するためには、投射レンズのレンズシフトを正確に調整することおよび、多数のプロジェクタを正確に所定の位置に設置すること、すなわち、複数のプロジェクタを所定の間隔に設置し、かつプロジェクタの光軸をスクリーンと正確に垂直に配置することが必要不可欠である。特に、５０台以上のプロジェクタを所定の間隔に設置し、スクリーンに対して垂直に投射するようにプロジェクタの向きを調整するには、多大な時間が必要となることが問題であった。加えて、スクリーン中心部に設置するプロジェクタは、スクリーンに投射された映像をもとに調整することが可能であるが、レンズシフト量が約３０％を越えるような位置に設置するプロジェクタでは、スクリーンに投射した映像を用いて調整を実施することは困難であった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、多眼式立体表示方式を採用した立体画像表示装置における多数のプロジェクタの調製を、高速に実施でき、かつレンズシフト量が約３０％を越えるような位置に設置するプロジェクタの調整を実施することができる調整装置およびその調整方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、複数の視差画像の画像光をそれぞれ生成する複数のプロジェクタ（ＰＪａ〜ＰＪｎ）本体と、前記各プロジェクタ本体に配設される複数の投射レンズ（２ａ〜２ｎ）とを備えた立体画像表示装置の調整装置（２０）であって、前記プロジェクタ本体の位置決め装置（１ａ〜１ｎ）と、前記投射レンズのレンズ位置決め装置（３ａ〜３ｎ）と、開口が円形となる第１のアイリス部材（４ａ）と、開口が上下に長い長円形となる第２のアイリス部材（４ｂ〜４ｎ）と、所定の輝度以下の背景の中に画像中心での輝度が最も高くなるように画像中心に向かって順次輝度を増加させた、等輝度領域が同心円状の画像である画像信号であって、前記複数のプロジェクタ本体中の基準プロジェクタ本体に配設される投射レンズ用の第１の調整用パターン（１１〜１３）と、所定の輝度以下の背景の中に画面中心での輝度が最も高くなるよう画像中心に向かって順次輝度を増加させた画像信号であって、等輝度領域が周辺では同心円状の等輝度領域であって輝度が高くなるにつれて画面上下方向に長い楕円状となり、輝度が最も高い中心領域では、最も上下が長く左右が短い形状となる画像信号からなる、前記基準プロジェクタ本体以外のプロジェクタ本体の投射レンズ用である第２の調整用パターン（１４〜１６）とをそれぞれ生成する映像信号生成装置（５ａ〜５ｎ）と、プロジェクタより投射された映像を表示するスクリーン（８０）と、スクリーンに投射された映像を撮影するカメラ装置（７）と、前記カメラ装置より画像データを取得し、前記プロジェクタ本体の位置決め装置、前記投射レンズの位置決め装置および前記映像信号生成装置を制御して、前記投射レンズのレンズシフトおよびプロジェクタ本体と前記スクリーンとの水平垂直方向の角度調整を制御する制御装置（６）と、前記スクリーン両端付近のプロジェクタ本体の光軸を前記スクリーンに対して直角に調整するための、左右の調整用スクリーン（８１、８２）と、を備えることを特徴とする立体表示装置の調整装置を提供する。

上記の構成において、前記第１の調整用パターン（１１〜１３）は、背景以外の映像の大きさがそれぞれ異なっている複数の調整用パターンを含み、前記第２の調整用パターン（１４〜１６）は、背景以外の映像の大きさがそれぞれ異なっている複数の調整用パターンを含んでいることが望ましい。

さらに、複数の視差画像画像光をそれぞれ生成する複数のプロジェクタ（ＰＪａ〜ＰＪｎ）本体と、前記各プロジェクタ本体に配設される複数の投射レンズ（２ａ〜２ｎ）とを備えた立体画像表示装置の調整方法であって、開口が円形となる第１のアイリス（４ａ）を用いるとともに、前記映像信号生成装置から生成される調整用パターンであって、所定の輝度以下の背景の中に画像中心での輝度が最も高くなるように画像中心に向かって順次輝度を増加させた、等輝度領域が同心円状の画像である画像信号からなる第１の調整用パターン（１１〜１３）を用いて、前記複数のプロジェクタ本体中の基準プロジェクタに配設される投射レンズのレンズシフトを実行し、第３の調整用パターンを用いて前記基準プロジェクタとスクリーンとの水平垂直方向の角度調整を実行し、開口が上下に長い長円形となる第２のアイリス（４ｂ〜４ｎ）を用いるとともに、前記映像信号生成装置から生成される調整用パターンであって、所定の輝度以下の背景の中に画像中心での輝度が最も高くなるよう画像中心に向かって順次輝度を増加させた画像信号であって、等輝度領域が周辺では同心円状の等輝度領域であって輝度が高くなるにつれて画面上下方向に長い楕円状となり、輝度が最も高い中心領域では、最も上下が長く左右が短い形状となる画像信号からなる第２の調整用パターン（１４〜１６）を用いて前記基準プロジェクタ本体以外のプロジェクタ本体に配設されている投射レンズのレンズシフトを実行し、第３の調整用パターンを用いて前記基準プロジェクタ以外のプロジェクタ本体と前記スクリーンとの水平垂直方向の角度調整を実行するとともに、前記スクリーン両端付近のプロジェクタ本体の光軸を前記スクリーンに対して垂直に調整するために、左右の調整用スクリーン（８１、８２）を使用する、ことを特徴とする立体表示装置の調整方法を提供する。

上記の方法において、前記第１の調整用パターン（１１〜１３）は、背景以外の映像の大きさがそれぞれ異なっている複数の調整用パターンを含み、前記第２の調整用パターン（１４〜１６）は、背景以外の映像の大きさがそれぞれ異なっている複数の調整用パターンを含んでいることが望ましい。

本発明の立体画像表示装置の調整装置及び調整方法によれば、多眼式立体表示方式を採用した立体画像表示装置における多数のプロジェクタの調製を、高速に実施でき、かつレンズシフト量が約３０％を越えるような位置に設置するプロジェクタの調整を実施することができる。

第１の実施形態に係る立体画像表示装置の構成ブロック図である。 第１の実施形態に係る立体画像表示装置のプロジェクタ配置図である。 第１の実施形態に係る立体画像表示装置において基準となるプロジェクタ（ＰＪ１）の調整に用いられる第１の調整用パターン画像を示す図である。 第１の実施形態に係る立体画像表示装置において基準となるプロジェクタ（ＰＪ１）以外のプロジェクタの調整に用いられる第２の調整用パターン画像を示す図である。 第１の実施形態での第３の調整用パターン画像を示す図である。 基準となるプロジェクタ（ＰＪ１）のレンズアイリス部材の形状を示す図である。 基準となるプロジェクタ（ＰＪ１）以外のプロジェクタのレンズアイリス部材の形状を示す図である。 第２の実施形態に係る立体画像表示装置の調整装置の構成ブロック図である。 第２の実施形態に係る立体画像表示装置の調整装置におけるスクリーン、調整用スクリーン、プロジェクタの配置図である。 調整スクリーン８２を用いた調整を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は第１の実施形態に係る立体画像表示装置の構成ブロック図である。図２は第１の実施形態に係る立体画像表示装置のプロジェクタ配置図である。図３は第１の実施形態に係る立体画像表示装置において基準となるプロジェクタ（ＰＪ１）の調整に用いられる第１の調整用パターン画像を示す図である。図４は第１の実施形態に係る立体画像表示装置において基準となるプロジェクタ（ＰＪ１）以外のプロジェクタの調整に用いられる第２の調整用パターン画像を示す図である。図５は第１の実施形態での第３の調整用パターン画像である。図６は基準となるプロジェクタ（ＰＪ１）のレンズアイリス部材を示す図である。図７は基準となるプロジェクタ（ＰＪ１）以外のプロジェクタのレンズアイリス部材を示す図である。

立体画像表示装置は、視差方向に配列され、オブジェクトを前記視差方向の異なる方向から撮影して得た複数の視差画像をスクリーンに投射する。立体画像表示装置は、複数のプロジェクタＰＪａ〜ＰＪｎと、立体画像を表示するスクリーン８０とから主に構成される。調整装置２０は、各プロジェクタＰＪａ〜ＰＪｎの位置および投射レンズの位置を自動調整する装置である。調整装置２０は、プロジェクタ位置決め装置、レンズ位置決め装置、各プロジェクタＰＪａ〜ＰＪｎの投射レンズの前に装着されるアイリス部材４ａ〜４ｎと、スクリーン８０に投射された画像を撮影する１台の撮影装置としてのカメラ装置７と、投射レンズを有するプロジェクタＰＪａ〜ＰＪｎ及びカメラ装置７を制御して、各プロジェクタＰＪａ〜ＰＪｎの位置および投射レンズの位置調整を行う制御装置６とを備える。

通常、「プロジェクタ」という用語は投射レンズを含んでいる。そこで本願では「プロジェクタ」とは、投射レンズを含んだ状態を指し、「プロジェクタ本体」とは、投射レンズを除いた部分のプロジェクタを指すものとする。

制御装置６は、プロジェクタ本体ＰＪａ〜ＰＪｎを駆動するとともに、プロジェクタ本体ＰＪａ〜ＰＪｎを位置決めするプロジェクタ位置決め装置１ａ〜１ｎおよび投射レンズをプロジェクタ本体ＰＪａ〜ＰＪｎの光軸と直交する面内で移動させるレンズ位置決め装置３ａ〜３ｎを制御する。なお、本実施形態では、制御装置６はプロジェクタ本体の位置決め装置１ａ〜１ｎ、レンズ位置決め装置３ａ〜３ｎを直接制御しているが、プロジェクタ本体ＰＪａ〜ＰＪｎ経由で間接的に制御するようにしてもよい。また、制御装置６は、映像信号生成装置５ａ〜５ｎを制御して所定の調整用パターンを発生させる。また、投射レンズの前に装着されるアイリス部材４ａ〜４ｎの開口を制御する。制御装置６は、カメラ装置７により撮影された調整用パターン画像を取得し、取得した調整用パターン画像に基づいて後述する各種制御を行う。

図２は、プロジェクタ数が２０１台の場合を例としてプロジェクタの配置を示している。多数の二次元画像表示装置であるプロジェクタ本体ＰＪ１〜ＰＪ２０１を、図２に示すように、水平方向である左右方向（ｘ軸方向）及び鉛直方向である上下方向（ｙ軸方向）にそれぞれ配列し、各プロジェクタ本体ＰＪ１〜ＰＪ２０１により生成した異なる視差画像を、中央のプロジェクタＰＪ１を除くプロジェクタ本体ＰＪ２〜ＰＪ２０１の光軸に対して所定量偏心させた投射レンズを介してスクリーン６に投射するように構成されている。また、ｙ軸方向に配列されるプロジェクタ本体、例えばＰＪ２、ＰＪ３、ＰＪ４は、ｘ軸に対して所定位置ずらせて配設させている。

次にプロジェクタ本体およびその投射レンズの調整方法について説明する。まず基準となるプロジェクタの調整を行う。第１に、レンズシフトをゼロとする調整を行う。言い換えると、表示素子の中央の画像データが、投射レンズの中心を通過するような調整を行う。以下、基準となるプロジェクタ本体（ＰＪ１）の設置位置の調整を具体的に説明する。制御装置６は、映像信号生成装置５ａ〜５ｎに対し全てのプロジェクタ本体ＰＪ１〜ＰＪｎに全黒の信号を出力するようにコマンドを発行する。次に、映像信号生成装置５ａに対し、調整用パターンであるパターン１１の信号を出力するようにコマンドを発行する。図３に示す調整用パターン（パターン１１〜パターン１３）は、背景が黒（または低輝度）であり、その中に画面中心に向かって連続的に輝度が高くなっている。調整用パターンの等輝度領域はほぼ同心円状となっている。また、パターン１１、パターン１２、パターン１３は、背景以外の映像の大きさがそれぞれ異なっている。背景以外の映像の大きさはパターン１１が最も大きく、パターン１２はパターン１１よりも小さく、パターン１３が最も小さい。画面中心での輝度が最も明るく、かつ、連続的に輝度変化している調整用パターンを使用することは、カメラでスクリーンの明るさ分布を判定することにより中心方向が即時に判断できることとなるため、調整時間の短縮という効果が得られる。

基準プロジェクタ（ＰＪ１）の投射レンズには図６に示す形状を有するレンズアイリス部材４ａが備えられている。アイリス部材４ａは、モータ駆動可能な羽状の部材３６により構成されている。投射レンズの位置調整を行う場合には、レンズ中心の光線のみを透過するよう、アイリス部材４ａの開口３４が小さな円形状態となり（図６（Ｂ））、立体画像を表示する際には表示素子からの光線を全て透過するように、アイリス部材４ａの開口３４は大きく開いた状態となる（図６（Ｃ））。まず、基準プロジェクタ（ＰＪ１）の投射レンズのレンズアイリスの開口が円形に設定される。円状の開口に設定する理由は、光軸中心の光のみ観察するとシフトに対して敏感になるので調整精度が上がるからである。

制御装置６は、カメラ装置７に対しスクリーンに投射されている映像を撮影し、画像データを転送するように、コマンドを発行する。制御装置６は、入力した画像データに対し、画像中心部の明るさを解析する。プロジェクタにおいて、上下・左右方向のレンズシフトは、レンズ位置決め装置１ａを構成するモータによって行われており、制御装置６にて制御される。画像の中心部が一番明るくなっていない場合には、制御装置６は、レンズシフトコマンドをレンズ位置決め装置３ａに対して発行して、上下・左右方向のレンズシフトを実施する。そして、画像中心部が一番明るくなるようにレンズ位置を調整する。具体的には、レンズシフトコマンドを発行後、もう一度カメラ装置７より画像データを入力し、同様の解析を実施する。画像中心部が一番明るくなるまで、この調整を繰返し実施する。

画像中心が一番明るいことが確認できたら、映像信号生成装置５ａに対し、調整用パターン１２を出力するようにコマンドを発行する。以下同様に画像中心が一番明るくなるようにレンズシフトコマンドをレンズ位置決め装置３ａに対し発行する。次に調整用パターン１３を投射し、調整用パターン１３を投射した場合においても同様の調整を実施する。この調整を実施することにより、プロジェクタ（ＰＪ１）のレンズシフトをゼロに調整することが出来る。

以上の要領にて、レンズシフトをゼロとする調整、すなわち、表示素子の中央の画像データが、投射レンズの中心を通過するような調整が実行される。

基準となるプロジェクタの第２の調整を次に説明する。第２の調整は基準となるプロジェクタが、スクリーンの表面に垂直に配置されるようにする調整である。すなわち、プロジェクタ（ＰＪ１）本体の角度ずれがあるか否か（スクリーンに対して正確に垂直になっているか）を検出して、スクリーンに対してプロジェクタ本体を垂直にする調整である。

制御装置６は、基準プロジェクタ（ＰＪ１）の投射レンズのアイリスを開放し、映像信号生成装置５ａに対し、第３の調整用パターンであるパターン１７の信号を出力するようにコマンドを発行する。第３の調整用パターンはクロスハッチである。クロスハッチは、格子状の信号であり、本願では、格子の数には特に制限がない。制御装置６は、カメラ装置７によりスクリーンに投射されている映像を入力する。制御装置６は、スクリーンに投射されたクロスハッチの中心がスクリーン中央に投射されているか解析を実施する。スクリーン中央に投射されていない場合には、制御装置６は、プロジェクタ位置決め装置１ａである左右移動モータおよび上下移動モータにコマンドを発行する。左右移動モータ、上下移動モータは、プロジェクタ本体を移動させるためのモータで、やはり、制御装置６より制御される。

すなわち、図５に示す第３の調整用パターンである調整用パターン７（クロスハッチ）が投射された場合において、クロスハッチの１６個の矩形のうち、左右方向の矩形の大きさが異なれば、プロジェクタ（ＰＪ１）本体が左右方向に傾いていると判断される。また、１６個の矩形のうち、上下方向の矩形の大きさが異なれば、プロジェクタ（ＰＪ１）本体が上下方向に傾いていると判断される。そのような場合、制御装置６は、プロジェクタ位置決め装置１ａを構成する左右移動モータおよび上下移動モータを用いてプロジェクタ本体の角度ずれを調整する。
以上の調整により、プロジェクタ本体（ＰＪ１）は、レンズシフトのオフセットをゼロとすると共に、プロジェクタより出力される光線がスクリーンに対して垂直となるような位置に設置することが可能となる。言い換えると、レンズおよびプロジェクタ本体両方を移動し調整を実施する。

次に、基準となるプロジェクタ本体（ＰＪ１）以外のプロジェクタは、以下に示す手順・方法にて設置位置の調整を実施する。第１に、投射レンズのレンズシフトをゼロとする調整を行う。言い換えると、表示素子の中央の画像データが、投射レンズの中心を通過するような調整を行う。以下、基準となるプロジェクタ本体（ＰＪ１）以外のプロジェクタの設置位置の調整を具体的に説明する。以下、プロジェクタ本体（ＰＪｋ）と付随する投射レンズを調整すると仮定する。

制御装置６は、映像信号生成装置５ａ〜５ｎに対し全てのプロジェクタ本体（ＰＪ１〜ＰＪ２０１）に対して全黒を出力するようにコマンドを発行する。次に、プロジェクタ本体（ＰＪｋ）に図４に示す調整用パターン１４を出力するよう映像信号生成装置５ｋにコマンドを発行する。

図４に示す調整用パターン１４〜１６は、背景が黒または低輝度（言い換えると所定の輝度以下の背景）であり、その中に画面中心に向かって連続的に輝度が高くなっている。調整用パターン１４〜１６の等輝度領域は、輝度が低い領域では同心円状となっているが、輝度が高くなるにつれて画面上下方向に長い楕円状となり、輝度が最も高い領域では等輝度領域は、最も上下が長く左右が短い形状になる。また、パターン１４、パターン１５、パターン１６は、背景以外の画像の大きさがそれぞれ異なっている。背景以外の映像の大きさはパターン１４が最も大きく、パターン１５はパターン１４よりも小さく、パターン１６が最も小さい。

画像中心での輝度が最も明るく、連続的に輝度変化している調整用パターンを使用することは、カメラでスクリーンの明るさを撮影した際に明るさ分布を判定することで中心方向が即時に判断できるため、調整時間の短縮ができる。

多眼式立体表示方式を採用した立体表示装置においては、水平方向に複数の視差が設けられるが、垂直方向には視差が存在しない。この特性により、複数の視差が設けられる水平方向である左右方向にはピッチ（設置間隔）を非常に正確に合わせたいという要請がある。したがって、第２の調整用パターンの左右方向は、基準のプロジェクタに用いる第１の調整用パターンと等価な形状とすることが望ましい。一方、視差が存在しない、垂直方向については中心に置けないプロジェクタは、調整の途中において上下方向にシフトしても所望の映像がスクリーンに投射できるようにして調整速度を上げることができるよう、画面上下方向に長い楕円状のパターンを使用する。

基準プロジェクタ以外のプロジェクタ本体（ＰＪ２〜ＰＪ２０１）のレンズには図７に示す形状を有するレンズアイリス部材４ｂ〜４ｎが備えられている。アイリス部材４ｂ〜４ｎは、モータ駆動可能な羽状の部材３６により構成されている。投射レンズの位置調整を行う場合には、レンズ中心の光線のみを透過するよう、アイリス部材４ｂ〜４ｎの開口３４が小さな長円状態となり（図７（Ｂ））、立体画像を表示する際には表示素子からの光線を全て透過するように、アイリス部材４ｂ〜４ｎの開口は大きく開いた状態となる（図７（Ｃ））。まず、基準プロジェクタ本体（ＰＪ１）以外のプロジェクタ本体（ＰＪ２〜ＰＪ２０１）のレンズアイリスの開口が長円に設定される。４ａと異なり４ｂ〜４ｎのアイリス形状は上下方向に長い開口形状に設定している。上下方向に長い開口形状にしている理由は、上記と同様である。

制御装置６は、カメラ装置７に対しスクリーンに投射されている映像を撮影し、画像データを転送するように、コマンドを発行する。
制御装置６は、入力した画像データに対し、画像の中心部が一番明るいかの解析を実施する。画像の中心部が一番明るくない場合には、上下・左右方向のレンズシフトを実施し、画像中心部を一番明るくなるようにプロジェクタ本体（ＰＪｋ）の投射レンズを調整する。上下・左右方向のレンズシフトは、レンズ位置決め装置３ｋであるモータによって行われており、制御装置６にて制御される。レンズシフトコマンドを発行後、もう一度カメラ装置７より画像データを入力し、同様の解析を実施する。

画像中心が一番明るいことが確認できたら、映像信号生成装置に対し、調整用パターン１５を出力するようにコマンドを発行する。以下同様に画像中心が一番明るくなるようにレンズシフトコマンドをレンズ位置決め装置３ｋに対し発行する。次に調整用パターン１６を投射し、調整用パターン１６を投射した場合においても同様の調整を実施する。以上の調整により、表示素子の中央の画像データが、投射レンズの中心を通過するように調整される。

基準プロジェクタ以外のプロジェクタの第２の調整を次に説明する。第２の調整は基準プロジェクタ以外のプロジェクタ本体が、スクリーンに垂直に配置されるようにする調整である。

複数のプロジェクタは図２に示すように等間隔に設置されている。例えば、ＰＪ１とＰＪ８、ＰＪ１とＰＪ１０８はｘ軸方向へ３２mmずつずらして配置されている。それらのプロジェクタの光軸とスクリーンが垂直となるように厳密に合わせるため、第３の調整用パターンである調整用パターン１７（クロスハッチ信号）を用いて調整を行う。なお、スクリーンに対してプロジェクタ本体の光軸が垂直に設置されているかを判定する場合には、レンズシフトは実施しない。

プロジェクタ本体（ＰＪｋ）の角度ずれがあるか否か（スクリーンに対して正確に垂直になっているか）は次のように検出される。すなわち、図５に示す調整用パターン１７（クロスハッチ信号）が投射された場合において、クロスハッチの１６個の矩形のうち、左右方向の矩形の大きさが異なれば、プロジェクタ本体（ＰＪｋ）が左右方向に傾いていると判断される。また、１６個の矩形のうち、上下方向の矩形の大きさが異なれば、プロジェクタ本体（ＰＪｋ）が上下方向に傾いていると判断される。そのような場合、プロジェクタ位置決め装置１ｋを構成する左右移動モータおよび上下移動モータにてプロジェクタ本体（ＰＪｋ）の角度ずれを調整する。

以上の説明の通り、第１の実施形態においては、立体画像表示装置における各プロジェクタ本体（ＰＪ１〜ＰＪ２０１）の上下・左右方向のレンズシフト、各プロジェクタ本体の上下・左右の移動をプロジェクタ位置決め装置１ａ〜１ｎを構成するモータ駆動とした点、位置調整用に形状の異なるアイリス部材を２種類用意しプロジェクタの投射レンズによって装着するアイリスを異ならせる点、調整用パターンを７種類用意しプロジェクタによって使用する調整用パターンを異ならせる点、同じプロジェクタにおいても調整用パターンを変えて調整精度を上げる点である。これにより、プロジェクタの調整の精度が向上すると共に、調整の自動化を実現できるようになった。

＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態に係る立体画像表示装置の調整装置の構成ブロック図である。図９は、第２の実施形態に係る立体画像表示装置の調整装置におけるスクリーン、調整用スクリーン、プロジェクタの配置図である。本発明の第２の実施形態に係る立体画像表示装置の調整装置は、調整用スクリーンが追加されている点以外は、第１の実施形態の場合と同じである。すなわち、プロジェクタ本体（ＰＪ１〜ＰＪ２０１）と、映像信号生成装置（５ａ〜５ｎ）と、制御装置６と、カメラ装置７と、スクリーン８０、左側（Ｌ）調整用スクリーン８１、右側（Ｒ）調整用スクリーン８２により、調整機能を備える立体画像表示装置および調整装置を提供する。

図８に示す第１の実施形態に係る立体画像表示装置の調整装置の構成ブロック図では図１に対して、左側（Ｌ）調整用スクリーン８１、右側（Ｒ）調整用スクリーン８２が追加されている。図９に示す第２の実施形態に係る立体画像表示装置のプロジェクタ配置図でも図８と同様に、スクリーン８０に対して、左側（Ｌ）調整用スクリーン８１、右側（Ｒ）調整用スクリーン８２が追加されている。

それ以外の構成については、第１の実施形態の場合と同じである。すなわち、図３、図４、図５に示す調整用パターン画像、図６、図７に示すレンズアイリス部材は、第２の実施形態においても同様である。

多眼式立体表示方式を採用した立体画像表示装置において、調整を終えて、立体画像を表示する際には、全プロジェクタからの映像を同じスクリーン８０に投射するため、それぞれのプロジェクタの投射レンズはそれぞれ所定のシフト量にてシフトされる。一方、レンズシフトをゼロとする第１の調整、および、プロジェクタが、スクリーンの中心に垂直に配置されるようにする第２の調整は、レンズシフトをゼロにして調整する。

ここで、スクリーン中心部に設置するプロジェクタは、スクリーンに投射された映像をもとに調整することが可能であるが、表示の際のレンズシフト量が約３０％を越えるような位置に設置するプロジェクタでは、スクリーンに投射した映像を用いて調整を実施することは容易ではなかった。例えば、プロジェクタの光軸がスクリーン８０の端にあるような場合、プロジェクタから投射される映像の約半分は、スクリーンの外側に投射されるため、スクリーン８０だけでは精度の高い調整ができない。スクリーンに対してプロジェクタ本体が垂直に設置されているかを判定する場合には、レンズシフトは実施しないからである。

そこで、第２の実施形態に係る立体画像表示装置において、レンズシフト量が３０％を越えるような位置に設置される場合におけるプロジェクタにおいては、図９に示す左側（Ｌ）調整用スクリーン７１、右側（Ｒ）調整用スクリーン７２を用いて調整を実施する。

したがって、基準となるプロジェクタの調整（第１にレンズシフトをゼロとする調整、および、第２に基準となるプロジェクタ本体が、スクリーンの中心に垂直に配置されるようにする調整）や、基準となるプロジェクタ本体（ＰＪ１）以外のプロジェクタ本体の内、レンズシフト量が例えば、３０％未満であるような位置に設置するプロジェクタの調整（第１に、レンズシフトをゼロとする調整、および、第２に基準プロジェクタ本体以外のプロジェクタ本体が、スクリーンに垂直に配置されるようにする調整）は第１の実施形態の場合と同じに調整する。ここで、レンズシフトが０％であるとは、投射レンズの光軸中心と画像中心とが一致しているような投射レンズのシフト状態であり、レンズシフト量が５０％であるとは、投射レンズの光軸中心と画像（画像がスクリーン一杯に投射されている場合においてはスクリーン）の左右の端とが一致しているように投射レンズが左または右にシフトしているレンズシフトの状態を意味する。

ここで、第２の実施形態に特有の調整について、プロジェクタ本体（ＰＪ１０１）を例として具体的に説明する。

第１に、レンズシフトをゼロとする調整を行う。制御装置６は、全ての映像信号生成装置（５ａ〜５ｎ）に対し全黒を出力するようにコマンドを発行する。次に、プロジェクタ（ＰＪ１０１）に接続されている映像信号生成装置５ｋに対し、調整用パターン１４を出力するようにコマンドを発行する。プロジェクタ本体（ＰＪ１０１）のレンズには図７に示すレンズアイリス部材が備えられている。

制御装置６は、カメラ装置７に対しスクリーンに投射されている映像を撮影し、画像データを転送するように、コマンドを発行する。制御装置６は、入力した画像データに対し、「画像の中心部が一番明るいか」の解析を実施する。画像の中心部が一番明るくない場合には、上下、左右のレンズシフトを実施し、画像中心部を一番明るくなるように調整する。レンズシフトコマンドを発行後、もう一度カメラ装置７より画像データを入力し、同様の解析を実施する。

画像中心が一番明るいことが確認できたら、映像信号生成装置５ｎに対し、調整用パターン１５を出力するようにコマンドを発行する。以下同様に画像中心が一番明るくなるようにレンズシフトコマンドをレンズ位置決め装置に対し発行する。
同様に、調整用パターン１６を投射した場合においても同様の調整を実施する。以上の調整により、プロジェクタ本体（ＰＪ１０１）の投射レンズシフトのレンズシフトをゼロに調整することが出来る。

次にプロジェクタ本体（ＰＪ１０１）が、スクリーンに垂直に配置されるようにする調整を行う。まず、投射レンズのアイリス４ｋの開口を開放とする。次に、制御装置６は、映像信号生成装置５ｋに対し、調整用パターン１７（クロスハッチ）を出力するようにコマンドを発行する。投射されたクロスハッチの中心部の左右パターン長が等しくなるようにすれば、プロジェクタ本体（ＰＪ１０１）の光軸がスクリーンに垂直となるように調整されることとなる。

図１０は、調整スクリーン８２を用いた調整を説明するための図である。プロジェクタ本体（ＰＪ１０１）は、その光軸がスクリーン８０の右端に設置されているものとする。投射の左端がスクリーン８０の中心（Ｃ）にあるものとする。すなわち、図１０に示すように、スクリーンの中心（Ｃ）より、スクリーン幅Ｌの位置に、プロジェクタ本体（ＰＪ１０１）の映像の右端が投射された場合、プロジェクタ本体（ＰＪ１０１）はスクリーンに対して垂直となる。したがって、プロジェクタ本体（ＰＪ１０１）の光軸がスクリーンに対して垂直に設置されるように、調整用スクリーンに投射されたクロスハッチにおける右端の情報が、図１０の調整点に示す位置に投射されるように、プロジェクタ本体（ＰＪ１０１）の位置決め装置（具体的には水平移動モータ）を駆動する。具体的には、ＰＪ１０１の光軸に対して調整用スクリーン８２と対称な位置に調整用スクリーンがあると仮定すると、スクリーン中心に向かう光線と仮想スクリーンの交点Ｐが仮想調整点であり、それと対称な位置であるＴに調整点がくるように調整する。

左側（Ｌ）調整用スクリーン７１、右側（Ｒ）調整用スクリーン７２は、調整時点には、所定な位置に置かれ、調整後は、たとえば、上側に巻き取られて所定な位置に無くて良い。また、左側（Ｌ）調整用スクリーン７１、右側（Ｒ）調整用スクリーン７２は、調整時点には、所定な位置に置かれ、調整後は撤去される場合もある。

以上の調整により、スクリーン端付近に設置したプロジェクタ（ＰＪ１０１やＰＪ２０１）においても、レンズシフトのオフセットをゼロとし、プロジェクタの光軸をスクリーンに対して垂直となるように設置することが可能となる。

以上のように、第２の実施形態においては、２００台程度のプロジェクタを用いた立体表示装置において、スクリーン端付近のプロジェクタ（例えばＰＪ６１〜ＰＪ１０１及びＰＪ１６１〜ＰＪ２０１）の調整に際して左側（Ｌ）調整用スクリーン８１、右側（Ｒ）調整用スクリーン８２を用いることにより高精度な調整を行うことができる。

ＰＪａ〜ＰＪｎ プロジェクタ、
１ａ〜１ｎ プロジェクタ位置決め装置
２ａ〜２ｎ 投射レンズ、
３ａ〜３ｎ レンズ位置決め装置、
４ａ〜４ｎ アイリス部材、
５ａ〜５ｎ 映像信号生成装置、
６ 制御装置、
７ カメラ装置、
１１、１２、１３ 第１の調整用パターン、
１４、１５、１６ 第２の調整用パターン、
１７ 第３の調整用パターン、
２０ 調整装置、
８０ スクリーン、
８１ 左側（Ｌ）調整用スクリーン、
８２ 右側（Ｒ）調整用スクリーン

Claims (4)

1. 複数の視差画像の画像光をそれぞれ生成する複数のプロジェクタ本体と、前記各プロジェクタ本体に配設される複数の投射レンズとを備えた立体画像表示装置の調整装置であって、
   前記プロジェクタ本体の位置決め装置と、
   前記投射レンズのレンズ位置決め装置と、
   開口が円形となる第１のアイリス部材と、
   開口が上下に長い長円形となる第２のアイリス部材と、
   所定の輝度以下の背景の中に画像中心での輝度が最も高くなるように画像中心に向かって順次輝度を増加させた、等輝度領域が同心円状の画像である画像信号であって、前記複数のプロジェクタ本体中の基準プロジェクタ本体に配設される投射レンズ用の第１の調整用パターンと、所定の輝度以下の背景の中に画面中心での輝度が最も高くなるよう画像中心に向かって順次輝度を増加させた画像信号であって、等輝度領域が周辺では同心円状の等輝度領域であって輝度が高くなるにつれて画面上下方向に長い楕円状となり、輝度が最も高い中心領域では、最も上下が長く左右が短い形状となる画像信号からなる、前記基準プロジェクタ本体以外のプロジェクタ本体の投射レンズ用である第２の調整用パターンとをそれぞれ生成する映像信号生成装置と、
   プロジェクタより投射された映像を表示するスクリーンと、
   スクリーンに投射された映像を撮影するカメラ装置と、
   前記カメラ装置より画像データを取得し、前記プロジェクタ本体の位置決め装置、前記投射レンズの位置決め装置および前記映像信号生成装置を制御して、前記投射レンズのレンズシフトおよびプロジェクタ本体と前記スクリーンとの水平垂直方向の角度調整を制御する制御装置と、
   前記スクリーン両端付近のプロジェクタ本体の光軸を前記スクリーンに対して直角に調整するための、左右の調整用スクリーンと、
   を備えることを特徴とする立体表示装置の調整装置。
2. 前記第１の調整用パターンは、背景以外の映像の大きさがそれぞれ異なっている複数の調整用パターンを含み、前記第２の調整用パターンは、背景以外の映像の大きさがそれぞれ異なっている複数の調整用パターンを含んでいることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置の調整装置。
3. 複数の視差画像の画像光をそれぞれ生成する複数のプロジェクタ本体と、前記各プロジェクタ本体に配設される複数の投射レンズとを備えた立体画像表示装置の調整方法であって、
   開口が円形となる第１のアイリスを用いるとともに、前記映像信号生成装置から生成される調整用パターンであって、所定の輝度以下の背景の中に画像中心での輝度が最も高くなるように画像中心に向かって順次輝度を増加させた、等輝度領域が同心円状の画像である画像信号からなる第１の調整用パターンを用いて、前記複数のプロジェクタ本体中の基準プロジェクタに配設される投射レンズのレンズシフトを実行し、
   第３の調整用パターンを用いて前記基準プロジェクタとスクリーンとの水平垂直方向の角度調整を実行し、
   開口が上下に長い長円形となる第２のアイリスを用いるとともに、前記映像信号生成装置から生成される調整用パターンであって、所定の輝度以下の背景の中に画像中心での輝度が最も高くなるよう画像中心に向かって順次輝度を増加させた画像信号であって、等輝度領域が周辺では同心円状の等輝度領域であって輝度が高くなるにつれて画面上下方向に長い楕円状となり、輝度が最も高い中心領域では、最も上下が長く左右が短い形状となる画像信号からなる第２の調整用パターンをも用いて前記基準プロジェクタ本体以外のプロジェクタ本体に配設されている投射レンズのレンズシフトを実行し、
   第３の調整用パターンを用いて前記基準プロジェクタ以外のプロジェクタ本体と前記スクリーンとの水平垂直方向の角度調整を実行するとともに、
   前記スクリーン両端付近のプロジェクタ本体の光軸を前記スクリーンに対して垂直に調整するために、左右の調整用スクリーンを使用する、
   ことを特徴とする立体表示装置の調整方法。
4. 前記第１の調整用パターンは、背景以外の映像の大きさがそれぞれ異なっている複数の調整用パターンを含み、前記第２の調整用パターンは、背景以外の映像の大きさがそれぞれ異なっている複数の調整用パターンを含んでいることを特徴とする請求項３記載の立体画像表示装置の調整方法。

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