JP4153362B2

JP4153362B2 - 液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置および方法

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Publication number: JP4153362B2
Application number: JP2003143845A
Authority: JP
Inventors: 太郎照; 久慶大島; 裕介種子田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: JP2004347803A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタ装置の液晶パネルを組み立てるための調整組み立て装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学関連部品、とくに液晶プロジェクタ装置の液晶パネルを組み立てるための調整に関する技術は知られている（例えば、特許文献１および２参照）
特許文献１は液晶プロジェクタの液晶パネルコンバーゼンス調整に関し、ＲＧＢ各色用液晶パネル位置を投射映像の中心（重心）ドットを検出し、複数ある各調整ねじの調整量を計算し、表示することで調整作業者のばらつきを軽減することを開示している。
特許文献２は特許文献１を改良して各色光や画像位置により上記ドットの２値化しきい値を変化させ、高速かつ高精度にコンバーゼンスを調整することを開示している。
【特許文献１】
特開平０６−１８６５８４号公報
【特許文献２】
特開平０７−１５４８０７号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に液晶プロジェクタは、信号発生部が出力する信号にて、３枚の液晶パネル夫々に多数配列された液晶パネルの各ドットを電気的にスイッチングして、３原色Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各映像をスクリーン上で合成することによりカラー映像を作り出して、スクリーンに拡大投射する。
これら液晶パネルの位置姿勢調整は、投射画面を見ながら液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂの画素情報を検出して、６軸調整（Ｘ、Ｙ、Ｚ、α、β、θ）にて行う。Ｘ、Ｙはパネル平面内の直交２軸、Ｚはパネル垂直軸α、βはそれぞれＸ、Ｙ軸周り、θはＺ軸周りの回転軸である。
投射レンズに対するフォーカス特性にてＺ、α、β軸を調整し、コンバーゼンス特性にてＸ、Ｙ、θ軸を調整する。
この調整組み立て工程は、完全自動、半自動、完全人手対応の場合とさまざまな生産形態をとり得るが、各６軸で計１８軸の調整が必要であることから、調整工数が大きく、もちろん品質への影響も大きい。
【０００４】
目視によってスクリーンに投影された色間のずれを検出し、１つの色（Ｇ）の映像を基準として、他の色（Ｒ、Ｂ）の液晶パネルの位置を調整してＲ、Ｂの映像を合わせ込むことにより行っていたために、調整者の熟練した技術を要していた。
そこで、高速・高精度な調整組み立てを目指し、幾つかの技術が従来において開示されている。この課題に対して、上述の特許文献１は、目視に代えてカメラ等の映像入力装置でテストパターンとしてのドットパターンを捕らえ、２値化ドット画像に変換する。
次いでこの２値化ドット画像からドットの中心を各色の液晶パネルの位置情報として検出し、その位置情報からずれを算出し、調整量を所定の方法で表示するようになしてあることで、高速でバラツキのない調整組み立て装置を提案している。
また、液晶プロジェクタのテストパターン映像を２値化して検出する場合、液晶プロジェクタのランプの経時変化、外光変化、カメラの受光特性により、２値化レベル設定時の条件が調整中に変化してしまう問題がある。
さらに、映像入力装置として使用されているカメラは、（接写型であるため）広角レンズであるために受光特性上２値化レベルの条件がカメラの場所により異なる問題や、色波長の違いにより基準色（Ｇ）のフォーカスに対し、Ｒ、Ｂのフォーカスが微妙にずれるために、ドット画像のドットサイズが基準色（Ｇ）とＲ、Ｂとで異なる問題がある。
これらの問題によって２値化ドット画像に変動が生じ、２値化ドット画像から検出する各液晶パネルの中心、重心等の位置情報も変動して高精度なコンバーゼンス調整が行えない。
かかる課題に対して、特許文献２に開示された従来装置においては、色毎に、また液晶パネルの位置調整を行う都度、２値化レベルを補正する手段を備える構成とすることにより、高精度のコンバーゼンス調整が高速にて行えるコンバーゼンス調整装置を提案している。
【０００５】
上記２つの従来の開示は完全人手対応から半自動に移行するさいの１枚１枚のパネルの調整を高速・高精度に実施するための技術である。この従来技術を完全自動に対応させることも充分可能で高速化や省人化に効果もある。
しかし、それぞれの色光用液晶パネルは、グリーンＧ（中央）の液晶パネルを基準としてまず所定の位置に調整組み立てし、その後残りのレッド（Ｒ）、ブルー（Ｂ）液晶パネルの調整を行うため、１枚６軸の調整に要する時間の約３倍の時間がＲＧＢ３枚の液晶パネルの調整には必要となってくる。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、高い調整精度を損なうことなく、高速で調整可能な液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置およびその方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、光源からの投射光を分離用ダイクロイックミラーにより３原色の色光に分離し各色光用液晶パネルを透過させた後、合成用ダイクロイックプリズムを介して合成して投射レンズを通して投影するようにした液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置において、前記各色光用液晶パネルを調整対象のワークとし、投射された画像の受像器と、前記各色光用液晶パネルの把持手段と、把持した前記各色光用液晶パネルを複数軸に動作させる動作手段と、該動作手段を駆動する駆動制御手段と、前記受像器からの情報を検出する情報検出手段と、該情報検出手段の信号を基に前記動作手段の動作量を演算する演算手段と、時分割で各色光の検出信号取得が可能な時分割制御手段とを備え、前記時分割制御手段を、調整対象である前記各色光用液晶パネルをシャッタとして用いて各色光の光路を制御する投射制御手段と、色光毎に時分割で制御された前記投射制御手段を介して各色光の前記受像器からの信号を並行して取得して前記情報検出手段へ出力する信号検出手段と、前記投射制御手段と前記信号検出手段とを同期して時分割制御する時分割制御手段とから構成したことを特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記時分割制御手段により、調整対象である前記各色光用液晶パネルを制御して、各色光の投射を制御可能にしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明では、光源からの投射光を分離用ダイクロイックミラーにより３原色の色光に分離し各色光用液晶パネルを透過させた後、合成用ダイクロイックプリズムを介して合成して投射レンズを通して投影するようにした液晶プロジェクタにおける前記各色光用液晶パネルの位置調整を行う液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て方法において、調整対象である前記各色光用液晶パネルをシャッタとして用いて各色光の光路を制御し、色光毎に時分割で制御された前記各色光用液晶パネルを介して各色光を受光する受像器からの信号に基づいて、前記各色光用液晶パネルの位置を制御検出する信号を並行して取得し、該信号に基づいて前記各色光液晶パネルを並行して位置調整することを特徴とする。
【０００８】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置の参考例を示す概略図である。図１の液晶プロジェクタには、周知の如く、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等の光源１と、この光源１から投射された光が通過する液晶パネル９、１０、１１と、これらの液晶パネル９、１０、１１を通過した光を拡大投写する投写レンズ１３が配備される。
本参考例の液晶プロジェクタは、カラー液晶プロジェクタであり、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の三原色の光に対してそれぞれ液晶パネルが配備される３板式であり、かつ、各液晶パネルにて変調された光の合成をＸプリズム（ダイクロイックプリズム）で行なう。
【０００９】
図１に示す本参考例の液晶プロジェクタには、光源１からの光を投写レンズ１３に導くために、筐体１４内には、光源１からの光をＲ、Ｇ、Ｂの各色に分光するダイクロイックミラー４、６、前記Ｘプリズム（ダイクロイックプリズム）１２、全反射ミラー、各種レンズ、等が適所に配備される。
光源１からの光は、全反射ミラー３において反射し、ダイクロイックミラー４において、三原色の中の１色（ここでは、赤色（Ｒ））の光が透過し、残りの２色の光が反射する。透過した赤色光は、全反射ミラー５において反射し、液晶パネル１０に入射する。
一方、反射した残り２色の光は、ダイクロイックミラー６において、一方の色（ここでは、緑色（Ｇ））の光が反射し、他方の色（ここでは、青色（Ｂ））が透過する。反射した緑色光は、液晶パネル９に入射する。透過した青色光は、全反射ミラー７、８において反射し、液晶パネル１１に入射する。
各液晶パネル９、１０、１１を通過した各色の光は、Ｘプリズム（ダイクロイックプリズム）１２において合成され、この合成光は、投写レンズ１３により照射されて、スクリーンに映し出される。
上記構成の液晶プロジェクタにおいて、各色光用液晶パネル９、１０、１１の位置調整は、各６軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、α、β、θ）にて行う。Ｘ、Ｙはパネル平面内の直交２軸、Ｚはパネル垂直軸α、βはそれぞれＸ、Ｙ軸周り、θはＺ軸周りの回転軸である。
【００１０】
本発明に関連する調整装置の構成例を説明すると、この調整装置は投射された画像の受像器１５と、各液晶パネル９、１０、１１の把持手段１６と、把持した液晶パネルを上記６軸に動作できる動作手段１７と、その駆動制御手段１８とを有している。
また、調整装置は前記受像器１５からの情報を時分割で各色光の検出信号取得が可能な時分割検出手段２０と、前記時分割検出手段２０の信号を基に動作手段の動作量を演算する演算手段１９を有している。各色光の検出信号を時分割で取得することができるこの手段２０をここでの特徴としている。
ここで、まずは従来の単に各色光の信号検出手段をもっている場合に関して、１枚例えばＧ用液晶パネル９の６軸調整について説明する。
まず液晶パネルの把持手段１６ｂで把持した液晶パネル９を、液晶パネル動作手段１７ｂでＺ方向に移動しながら受像器１５で画像を取得する。受像器１５では投射面の複数個所の画像情報を取り込めるようになっており、例えば中心と４角の５箇所の画像が取得できる。
この複数箇所のフォーカス特性が最も良好になるよう、動作手段１７ｂをＺ、α、β軸に移動し調整する。フォーカス特性は例えば画像のコントラストにより判断でき、中心の画像コントラストがピークとなるようＺ軸を調整し、４角のコントラストを基準にＺ軸中心でα、β軸にあおり調整することが考えられる。
次にコンバーゼンス調整としてＸ、Ｙ、θ軸を調整する。テストパターンを投射し所定の位置に画像が来るようにＸ、Ｙ、θで調整する。Ｇ用液晶パネル９は３枚のパネルの基準となり、Ｇ用液晶パネル９を装置基準に調整し、Ｒ、Ｂ用液晶パネル１０、１１をＧに合わせる場合が多く見られる。
従来の単に各色光の信号検出手段を有している場合では、上記Ｇ用液晶パネル９の６軸調整と同じような調整をシリアルにＲ用液晶パネル１０、Ｂ用液晶パネル１１と実施することになる。
【００１１】
各色光の検出信号を時分割で取得することができる時分割検出手段２０を有する場合の調整方法について説明すると、各色光の液晶パネル１枚１枚の調整原理は上記の通りであるが、時分割検出手段２０により、パラレルに信号を検出し、パラレルに３枚の液晶パネルの６軸調整を実施できる。
液晶パネル動作手段１７の移動速度に対して十分短い周期で受像器１５からの画像情報を時分割検出（信号取得）手段２０で取得することにより、調整動作としてはＲＧＢ３枚の液晶パネル９、１０、１１をパラレルに実施できる。
Ｒ用時分割検出信号取得手段２０ａにはＲ用液晶パネル把持バンド（把持手段）１６ａ、Ｒ用液晶パネル駆動アクチュエータ１７ａ、Ｒ用駆動制御回路（駆動制御手段）１８ａ、Ｒ用信号演算回路（演算手段）１９ａが接続されており、さらに、全体制御手段２４に接続されている。
Ｇ用時分割検出信号取得手段２０ｂにはＧ用液晶パネル把持バンド（把持手段）１６ｂ、Ｇ用液晶パネル駆動アクチュエータ１７ｂ、Ｇ用駆動制御回路（駆動制御手段）１８ｂ、Ｇ用信号演算回路（演算手段）１９ｂが接続されており、さらに、全体制御手段２４に接続されている。
Ｂ用時分割検出信号取得手段２０ｃにはＢ用液晶パネル把持バンド（把持手段）１６ｃ、Ｂ用液晶パネル駆動アクチュエータ１７ｃ、Ｂ用駆動制御回路（駆動制御手段）１８ｃ、Ｂ用信号演算回路（演算手段）１９ｃが接続されており、さらに、全体制御手段２４に接続されている。
【００１２】
図２は液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置の実施の形態を示す概略図である。図２の構成は図１の構成における時分割検出信号取得手段２０を、各色光用信号検出回路２１、各色光投射制御手段２２、各色光用時分割制御手段２３として有することが特徴である。
各色光用信号検出回路２１は従来装置の信号検出手段と同じものでよい。各色光投射制御手段２２はＸプリズム１２への各色光の光路を遮断することができる手段であり、シャッタ等を使用すればよい。
各色光用時分割制御手段２３は所定のタイミングで各色光用信号検出回路２１と各色光投射制御手段２２を同期させて制御する。この同期させて時分割制御する周波数は、前述のように液晶パネル動作手段１７の移動速度に対して十分短い周期である必要がある。
これにより、Ｒ色光の投射と画像検出、Ｇ色光の投射と画像検出、Ｂ色光の投射と画像検出を高速に順次繰り返して実施でき、調整動作としてはＲＧＢ３枚の液晶パネル９、１０、１１をパラレルに実施できる。
各色光の投射制御手段として、調整対象ワークである液晶パネルをシャッタとして兼用させる調整装置では、前記各色光投射制御手段２２として調整対象ワークである液晶パネル９、１０、１１そのものを用い、液晶シャッタとして機能させるものである。
上述した各色光用時分割制御手段２３は、所定のタイミングで各色光用信号検出回路２１と液晶パネル９、１０、１１を同期させて制御することになる。これにより、時分割により各色光の検出信号を並行して取得し、投射制御手段、検出手段を色光毎に時分割制御することにより実現している。
このように液晶パネル動作手段１７の移動速度に対して十分短い周期で受像器１５からの画像情報を時分割検出信号取得手段２０で取得し、調整動作としてはＲＧＢ３枚の液晶パネルをパラレルに実施できる。
【００１３】
図１の構成における時分割検出信号取得手段２０を、各色光用信号検出回路２１、各色光投射制御手段２２、各色光用時分割制御手段２３として有しており、各色光に関しては以下のようになっている。
Ｒ用信号検出回路２１ａ、Ｒ用投射制御手段２２ａ、Ｒ用時分割制御手段２３ａには、Ｒ用液晶パネル把持バンド（把持手段）１６ａ、Ｒ用液晶パネル駆動アクチュエータ１７ａ、Ｒ用駆動制御回路（駆動制御手段）１８ａ、Ｒ用信号演算回路（演算手段）１９ａが接続されており、さらに、全体制御手段２４に接続されている。
Ｇ用信号検出回路２１ｂ、Ｇ用投射制御手段２２ｂ、Ｇｂには、Ｇ用液晶パネル把持バンド（把持手段）１６ｂ、Ｇ用液晶パネル駆動アクチュエータ１７ｂ、Ｇ用駆動制御回路（駆動制御手段）１８ｂ、Ｇ用信号演算回路（演算手段）１９ｂが接続されており、さらに、全体制御手段２４に接続されている。
Ｂ用信号検出回路２１ｃ、Ｂ用投射制御手段２２ｃ、Ｂ用時分割制御手段２３ｃには、Ｂ用液晶パネル把持バンド（把持手段）１６ｃ、Ｂ用液晶パネル駆動アクチュエータ１７ｃ、Ｂ用駆動制御回路（駆動制御手段）１８ｃ、Ｂ用信号演算回路（演算手段）１９ｃが接続されており、さらに、全体制御手段２４に接続されている。
上記実施の形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を減縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る液晶パネル調整組み立て装置によれば、時分割で各色光の検出信号取得が可能であるため、並行して各色光の検出信号を取得し、これを基に各色光液晶パネルを並行して位置調整することが可能となり、従来の高精度な調整精度でかつ高速での液晶パネルの調整装置が実現する。しかも、各色光の投射制御手段として、調整対象ワークである液晶パネルをシャッタとして兼用させているので、従来の液晶パネル調整装置に投射制御手段を付加することなく、並行して各色光の検出信号を取得し、これを基に各色光液晶パネルを並行して位置調整することが可能となる。
請求項２に係る液晶パネル調整組み立て装置によれば、投射を制御しているので、従来の液晶パネル調整装置に投射制御手段を付加することなく、各色光液晶パネルを並行して位置調整でき、従来の高精度な調整精度を損なうことのない高速での液晶パネルの調整が実現する。
請求項３に係る液晶パネル調整組み立て方法によれば、各色光用液晶パネルの位置を制御検出する信号を並行して取得し、これを基に各色光液晶パネルを並行して位置調整しているので、従来の高精度な調整精度を損なうことのない高速での液晶パネルの調整が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置の参考例を示す概略図である。
【図２】液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置の実施の形態を示す概略図である。

Claims

光源からの投射光を分離用ダイクロイックミラーにより３原色の色光に分離し各色光用液晶パネルを透過させた後、合成用ダイクロイックプリズムを介して合成して投射レンズを通して投影するようにした液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置において、
前記各色光用液晶パネルを調整対象のワークとし、投射された画像の受像器と、前記各色光用液晶パネルの把持手段と、把持した前記各色光用液晶パネルを複数軸に動作させる動作手段と、該動作手段を駆動する駆動制御手段と、前記受像器からの情報を検出する情報検出手段と、該情報検出手段の信号を基に前記動作手段の動作量を演算する演算手段と、時分割で各色光の検出信号取得が可能な時分割制御手段とを備え、前記時分割制御手段を、調整対象である前記各色光用液晶パネルをシャッタとして用いて各色光の光路を制御する投射制御手段と、色光毎に時分割で制御された前記投射制御手段を介して各色光の前記受像器からの信号を並行して取得して前記情報検出手段へ出力する信号検出手段と、前記投射制御手段と前記信号検出手段とを同期して時分割制御する時分割制御手段とから構成したことを特徴とする液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置。
前記時分割制御手段により、調整対象である前記各色光用液晶パネルを制御して、各色光の投射を制御可能にしたことを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て装置。
光源からの投射光を分離用ダイクロイックミラーにより３原色の色光に分離し各色光用液晶パネルを透過させた後、合成用ダイクロイックプリズムを介して合成して投射レンズを通して投影するようにした液晶プロジェクタにおける前記各色光用液晶パネルの位置調整を行う液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て方法において、
調整対象である前記各色光用液晶パネルをシャッタとして用いて各色光の光路を制御し、色光毎に時分割で制御された前記各色光用液晶パネルを介して各色光を受光する受像器からの信号に基づいて、前記各色光用液晶パネルの位置を制御検出する信号を並行して取得し、該信号に基づいて前記各色光液晶パネルを並行して位置調整することを特徴とする液晶プロジェクタの液晶パネル調整組み立て方法。