(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射装置により投射される複数の光ビームの、それぞれの光源位置及び光軸方向を調整する光軸調整システムであって、
前記投射装置により投射された前記複数の光ビームを透過する第１のスクリーンと、
前記第１のスクリーンを透過した前記複数の光ビームが照射されるように設置された第２のスクリーンと、
前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンのうち、前記光ビームが照射されているスポットを含む部分を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンにおける、それぞれの前記光ビームの照射位置の間の距離が所定値以内になるように、前記光源位置及び前記光軸方向を調整する光軸調整装置と、
を有する光軸調整システム。
【請求項２】
前記光軸調整装置は、
前記撮像手段により撮像された画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された前記画像に基づいて、前記投射装置により投射された前記複数の光ビームの、それぞれの光軸が、前記第１のスクリーンと前記第２のスクリーンとの間で交差しないように、前記光軸方向を調整する交差解消手段と、
前記画像取得手段により取得された前記画像に基づいて、前記第１のスクリーン又は前記第２のスクリーンにおける、それぞれの前記光ビームの照射位置の間の距離が所定値以内になるように、前記光源位置を調整する一致手段と、
を有する、請求項１に記載の光軸調整システム。
【請求項３】
前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンは、前記撮像手段が該第１のスクリーン及び第２のスクリーンを撮像できるように、前記投射装置により投射された前記複数の光ビームの光軸に対し、傾けて設置される、請求項１又は２に記載の光軸調整システム。
【請求項４】
前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンは、前記投射装置により投射された前記複数の光ビームの光軸に対し、直交するように設置される、請求項１又は２に記載の光軸調整システム。
【請求項５】
前記撮像手段は、
前記第１のスクリーンを撮像する第１の撮像装置と、
前記第２のスクリーンを撮像する第２の撮像装置と、
を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光軸調整システム。
【請求項６】
前記光軸調整システムは、
前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンを写す撮像用ミラーを更に有し、
前記撮像手段は、前記撮像用ミラーに写された前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンを撮像する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光軸調整システム。
【請求項７】
前記第２のスクリーンは、前記第１のスクリーンを透過した前記複数の光ビームを透過するスクリーンである、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光軸調整システム。
【請求項８】
前記光軸調整システムは、
前記第２のスクリーンを透過した前記複数の光ビームを使用して複数の走査線を生成する走査用ミラーと、
前記走査用ミラーにより生成された前記複数の走査線が投影されるように設置された第３のスクリーンと、
を更に有し、
前記投射装置は、
更に、前記第３のスクリーンに投影された前記複数の走査線が一致するように、前記光源位置及び前記光軸方向を調整する、請求項７に記載の光軸調整システム。
【請求項９】
前記第２のスクリーンは、少なくとも１枚が透過型の複数のスクリーンを含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光軸調整システム。
【請求項１０】
前記複数の光ビームの波長は互いに異なる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光軸調整システム。
【請求項１１】
前記複数の光ビームは、波長が同一の複数の光ビームを含み、
前記投射装置は、前記波長が同一の複数の光ビームのうち、一方を所定のパターンで断続的に出力し、
前記撮像手段は、前記パターンに応じたタイミングで、前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンを複数回撮像する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光軸調整システム。
【請求項１２】
前記投射装置は、前記波長が同一の複数の光ビームを、それぞれ異なるパターンで断続的に出力する、請求項１１に記載の光軸調整システム。
【請求項１３】
投射装置により投射された複数の光ビームを透過する第１のスクリーンと、
前記第１のスクリーンを透過した前記複数の光ビームが照射されるように設置された第２のスクリーンと、
前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンのうち、前記光ビームが照射されているスポットを含む部分を撮像する撮像手段と、
光軸調整装置と、
を有する光軸調整システムにおける光軸調整装置であって、
前記撮像手段により撮像された画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された前記画像に基づいて前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンにおける、それぞれの前記光ビームの照射位置の間の距離が所定値以内になるように、該光ビームの光源位置及び光軸方向を調整する光軸調整手段と、
を有する光軸調整装置。
【請求項１４】
投射装置により投射された複数の光ビームを透過する第１のスクリーンと、
前記第１のスクリーンを透過した前記複数の光ビームが照射されるように設置された第２のスクリーンと、
前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンのうち、前記光ビームが照射されているスポットを含む部分を撮像する撮像手段と、
光軸調整装置と、
を有する光軸調整システムにおける光軸調整方法であって、
光軸調整装置が、前記撮像手段により撮像された画像を取得し、
前記画像に基づいて前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンにおける、それぞれの前記光ビームの照射位置の間の距離が所定値以内になるように、該光ビームの光源位置及び光軸方向を調整する、光軸調整方法。
【請求項１５】
投射装置により投射された複数の光ビームを透過する第１のスクリーンと、
前記第１のスクリーンを透過した前記複数の光ビームが照射されるように設置された第２のスクリーンと、
前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンのうち、前記光ビームが照射されているスポットを含む部分を撮像する撮像手段と、
光軸調整装置と、
を有する光軸調整システムにおける光軸調整装置を制御するためのプログラムであって、
前記撮像手段により撮像された画像を取得する画像取得手順、及び
前記画像取得手順で取得された前記画像に基づいて前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンにおける、それぞれの前記光ビームの照射位置の間の距離が所定値以内になるように、該光ビームの光源位置及び光軸方向を調整する光軸調整手順、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタなどの投影装置から投射される光ビームの光軸を調整する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なビーム走査型プロジェクタは、色の異なる複数の光ビームを合成した光ビームを可動鏡によって光学的に走査することにより、画像等をスクリーンに投影する。
【０００３】
このビーム走査型プロジェクタは、構造が単純である点、小型化や低価格化が可能である点、スクリーン全域に亘る色調の一様性の確保が容易である等の様々な利点を有する。このため、ビーム走査型プロジェクタは、投影装置への適用が期待されている。
【０００４】
図２１は、一般的なビーム走査型プロジェクタの構成を示す全体図である。同図に示すように、ビーム走査型プロジェクタは、３色のレーザ光源ＳＧ、ＳＲ、およびＳＢと、ミラーＭ１と、ダイクロイックミラーＭ２およびＭ３と、走査ミラーＭ４とを有する。ダイクロイックミラーＭ２およびＭ３は、それぞれ特定の波長の光ビームのみを反射し、それ以外の波長の光ビームを透過するミラーである。
【０００５】
ビーム走査型プロジェクタは、レーザ光源ＳＧ、ＳＲ、およびＳＢから３色のビームを出力し、それらをミラーＭ１と、ダイクロイックミラーＭ２およびＭ３とで合成し、合成したビームを走査ミラーＭ４へ出力する。ビーム走査型プロジェクタは、走査ミラーＭ４を左右に動かすことにより、投影スクリーン上に水平方向の走査線を投影する。そして、ビーム走査型プロジェクタは、更に走査ミラーＭ４を上下に動かすことにより、水平方向の走査線を上から下へ動かすことによりラスタを形成し、映像を投影する。
【０００６】
ビーム走査型プロジェクタは、投影スクリーン上のビームの照射位置に応じて各レーザ光源の輝度を変調することによりカラー映像を投影することができる。所望の解像度の映像を投影するためには、ビーム走査型プロジェクタは、各レーザ光源からの光ビームの光軸を調整し、その解像度の画素サイズより小さい精度で、スクリーンにおける、それらの光ビームの照射位置を一致させる必要がある。
【０００７】
ビーム走査型プロジェクタにおける光ビームの光軸の調整は、例えば製品として出荷される前に行われる。光軸の調整においては、ビーム走査型プロジェクタに光軸調整装置を接続し、その光軸調整装置で、ビーム走査型プロジェクタを制御することにより、光ビームの光軸を調整している。
【０００８】
特許文献１や特許文献２には、光軸を調整する技術が記載されている。図２２は、この特許文献１に記載された調整制御手段を説明するための図である。同図を参照すると、プロジェクタＰＲは、３つの画像を投射する光源ＳＲ、ＳＧ、およびＳＢを有し、このプロジェクタにテレビカメラＣ１が接続されている。
【０００９】
プロジェクタＰＲは、テレビカメラＣ１で撮像されたスクリーンＳＳの画像を取込み、撮像画像から基準位置を決定する。調整制御手段は、スクリーンＳＳ上で３つの画像のそれぞれの位置が基準位置と一致するように、各画像の投影方向としての光軸を調整している。
【００１０】
図２３は、特許文献２に記載されたレーザ光源装置の構成を示す斜視図である。同図を参照すると、このレーザ光源装置は、レーザ光源Ｒと、光軸（Ｘ軸）に直交する方向（Ｙ軸方向）に沿ったガイド溝Ｓとを有する。レーザ光源装置では、ベースＢ上のガイドピンＰにレーザ光源Ｒに設けたガイド溝Ｓを勘合させ、レーザ光源Ｒをこのガイド溝Ｓに沿って移動させることにより、光ビームの光軸を光軸に直交する方向に平行移動させることができる。移動は、レーザ光源Ｒに設けた調整穴Ｈに偏心したカムを挿入し、ドライバで偏心カムをまわすことにより駆動する。ベースＢ上に取り付ける複数のレーザ光源は同じ構造を持ち、それぞれ光軸に対して直交する方向に移動するよう偏心カムをまわすことにより複数のレーザ光ビームが一致するよう光軸を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−３０５２０号公報
【特許文献２】特開２００７−２９８８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ビーム走査型プロジェクタでは、光ビームが走査ミラーから外れてしまえば光ビームの走査ができなくなる。また、スクリーン上のある点で複数の光ビームが一致していても走査ミラー上で一致していなければ、複数の光ビームで生成される各ラスタにずれが生じる。そのため、ビーム走査型プロジェクタでは、複数の光ビームがスクリーン上および可動鏡上の両方で高い精度で一致していることが要求され、そのために複数の光ビームの光源位置および光軸方向を高い精度で調整させることが要求される。
【００１３】
ラスタが一致しない場合、その原因は、３色のレーザー光源ＳＧ、ＳＲ、ＳＢから出射したレーザービームの位置と方向が一致していない点にある。一色毎のビーム位置と方向には、図２１に示すように、上下方向の角度Ｄｖ、左右方向の角度Ｄｈ、上下方向の位置Ｐｖ、左右方向の位置Ｐｈ、の合計４自由度の不確定性がある。このため多数の調整要素が相互に関連し、４自由度３色分の不確定要素を一定の値に定めるのは困難である。
【００１４】
また、3色のビームを一本に合成した合成ビームは、微小な走査ミラーＭ４に当たった後、投影スクリーン上でラスタが一致しなくてはならない。一例として合成ビームの径が０．７mm、走査ミラーＭ４は１ｍｍ角である場合がある。このとき、投影スクリーン上で３色のラスタを合わせるためレーザー光源を不用意に動かすとビームは容易に走査ミラーＭ４からはずれてしまう。
【００１５】
さらに、３色のレーザー光源ＳＧ、ＳＲ、ＳＢから出射したレーザービームは、上下・左右方向に相互に離れた点から出射し、ある点で一点に収束した後また散開するような位置関係にある場合がある。この場合、ある距離に置いた投影スクリーン５上ではラスタが合うが、他の距離に投影スクリーン５を置いた場合にはラスタが合わなくなる、という課題もある。
【００１６】
しかし、特許文献１に記載された技術は、複数の光ビームのスクリーン上での照射位置を調整するものであり、本発明の構成における可動鏡上での照射位置の一致に適用することが困難である。
【００１７】
また、特許文献２に記載された技術は、光軸を平行移動させることで光ビームの照射位置を調整するものであるため、調整の自由度が低く、光ビームの光源位置、光軸方向の両方を調整する用途には適しない。
【００１８】
本発明の目的は、ビーム走査型プロジェクタなどの投射装置から投射される光ビームの光源位置および光軸方向を高い精度で調整するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の光軸調整システムは、投射装置により投射される複数の光ビームの、それぞれの光源位置及び光軸方向を調整する光軸調整システムであって、前記投射装置により投射された前記複数の光ビームを透過する第１のスクリーンと、該第１のスクリーンを透過した前記複数の光ビームが照射されるように設置された第２のスクリーンと、前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンのうち、前記光ビームが照射されているスポットを含む部分を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンにおける、それぞれの前記光ビームの照射位置の間の距離が所定値以内になるように、前記光源位置及び前記光軸方向を調整する光軸調整装置と、を有する。
【００２０】
本発明の光軸調整装置は、投射装置により投射された複数の光ビームを透過する第１のスクリーンと、該第１のスクリーンを透過した前記複数の光ビームが照射されるように設置された第２のスクリーンと、前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンのうち、前記光ビームが照射されているスポットを含む部分を撮像する撮像手段と、光軸調整装置と、を有する光軸調整システムにおける光軸調整装置であって、前記撮像手段により撮像された画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段により取得された前記画像に基づいて前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンにおける、それぞれの前記光ビームの照射位置の間の距離が所定値以内になるように、該光ビームの光源位置及び光軸方向を調整する光軸調整手段と、を有する。
【００２１】
本発明の光軸調整方法は、投射装置により投射された複数の光ビームを透過する第１のスクリーンと、該第１のスクリーンを透過した前記複数の光ビームが照射されるように設置された第２のスクリーンと、前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンのうち、前記光ビームが照射されているスポットを含む部分を撮像する撮像手段と、光軸調整装置と、を有する光軸調整システムにおける光軸調整方法であって、光軸調整装置が、前記撮像手段により撮像された画像を取得し、前記画像に基づいて前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンにおける、それぞれの前記光ビームの照射位置の間の距離が所定値以内になるように、該光ビームの光源位置及び光軸方向を調整するものである。
【００２２】
本発明のプログラムは、投射装置により投射された複数の光ビームを透過する第１のスクリーンと、該第１のスクリーンを透過した前記複数の光ビームが照射されるように設置された第２のスクリーンと、前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンのうち、前記光ビームが照射されているスポットを含む部分を撮像する撮像手段と、光軸調整装置と、を有する光軸調整システムにおける光軸調整装置を制御するためのプログラムであって、前記撮像手段により撮像された画像を取得する画像取得手順、及び前記画像取得手順で取得された前記画像に基づいて前記第１のスクリーン及び前記第２のスクリーンにおける、それぞれの前記光ビームの照射位置の間の距離が所定値以内になるように、該光ビームの光源位置及び光軸方向を調整する光軸調整手順、を実行させるものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光軸調整装置は、第一として複数のビームの交差状態を把握して交差状態を解消し、第二として複数のビーム位置を一致させる。このため、第１のスクリーンにおける、複数の光ビームの照射位置が一致し、かつ、その第１のスクリーンを透過した第２のスクリーンにおける、それらの光ビームの照射位置が一致するような、投射装置における光源位置および光軸方向の調整を系統的に容易に実施することができる。
【００２４】
前述したように、従来の装置では、４自由度３色分などの多数の不確定要素を一定の値に定めるのは困難であったところ、本発明によれば、これらの要素を系統的に調整することで、光軸を高い精度で調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態の光軸調整システムの一構成例を示す全体図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のプロジェクタの一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のビーム合成部の一構成例を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の光軸調整装置の一構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の光軸調整装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態の交差解消処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態の一致処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態のビーム座標検出処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態のスクリーン座標検出処理を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）本発明の第１の実施形態の各スクリーン上の照射位置を示す図である。（ｂ）本発明の第１の実施形態の各スクリーン上の照射位置を示す図である。（ｃ）本発明の第１の実施形態の各スクリーン上の照射位置を示す図である。
【図１１】本発明の変形例の一致処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態の光軸調整システムの一構成例を示す全体図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態の光軸調整システムの一構成例を示す全体図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態のカメラが撮像した画像の一例である。
【図１５】本発明の第４の実施形態の光軸調整システムの一構成例を示す全体図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態のカメラが撮像した画像の一例である。
【図１７】本発明の第５の実施形態の光軸調整システムの一構成例を示す全体図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態の光軸調整装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第６の実施形態の光軸調整システムの一構成例を示す全体図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態の光軸調整装置の一構成例を示す全体図である。
【図２１】一般的なビーム走査型プロジェクタの構成を示す全体図である。
【図２２】特許文献１に記載されたプロジェクタの構成を示す全体図である。
【図２３】特許文献２に記載されたレーザ光源装置の構成を示す全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の光軸調整システム１の一構成例を示す全体図である。光軸調整システム１は、プロジェクタから投射される複数の光ビームが１本の光ビームになるように、各光ビームの光軸を調整するためのシステムである。
【００２７】
光軸調整システム１は、スクリーンＳｃ１およびＳｃ２と、カメラ２０および３０と、光軸調整装置４０とを有する。光軸調整装置４０は、プロジェクタ１０、カメラ２０、およびカメラ３０と有線または無線で接続される。
【００２８】
図２は、プロジェクタ１０の一構成例を示すブロック図である。同図では、本発明の光軸調整に関連する部分のみを図示し、それ以外の構成については省略している。同図を参照すると、プロジェクタ１０は、ビーム合成部１０１、受信部１０２、および制御部１０３を有する。
【００２９】
ビーム合成部１０１は、波長の異なる複数の光ビームを生成する。本実施形態では、ビーム合成部１０１は、Ｒ（Red），Ｇ(Green)，Ｂ(Black)の３色の光ビームを生成する。以下、これらの３色の光ビームを、それぞれ「Ｒビーム」、「Ｇビーム」、「Ｂビーム」と称する。ビーム合成部１０１は、それらの光ビームを合成してスクリーンＳｃ１へ投射する。ビーム合成部１０１の構成の詳細については、図３で後述する。
【００３０】
受信部１０２は、光軸調整装置４０から、複数の光ビームが１本の光ビームになるように、プロジェクタ１０を制御するための制御信号を受信する。
【００３１】
制御部１０３は、光軸調整装置４０からの制御信号に従って光軸を調整する。
【００３２】
図１に戻り、スクリーンＳｃ１は、半透過型スクリーンである。本実施形態では、スクリーンＳｃ１は、プロジェクタ１０から投射された光ビームを透過する。スクリーンＳｃ２には、スクリーンＳｃ１を透過した光ビームが照射される。
【００３３】
スクリーンＳｃ１およびＳｃ２は、各スクリーン上の光ビームの照射位置をカメラ２０および３０が、レンズに捉えることができるように、光ビームの光軸に対して傾けて設置されている。
【００３４】
カメラ２０は、スクリーンＳｃ１のうち、光ビームが照射されているスポット（以下、「照射位置」という）を含む部分を撮像する。カメラ３０は、スクリーンＳｃ２のうち、光ビームが照射されている照射位置を含む部分を撮像する。カメラ２０および３０は撮像した画像を光軸調整装置４０へ送信する。
【００３５】
光軸調整装置４０は、カメラ２０および３０から、画像を受信する。そして、光軸調整装置４０は、それらの画像から、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２上の各光ビームの照射位置を検出する。光軸調整装置４０は、スクリーンＳｃ１およびＳｃ２上の各照射位置が一致するように、各光ビームの光軸を調整するための制御信号を生成し、プロジェクタ１０へ送信する。
【００３６】
図３は、本実施形態のビーム合成部１０１の一構成例を示す斜視図である。同図を参照すると、ビーム合成部１０１は、光源１０１ＬＧ、１０１ＬＲ、および１０１ＬＢと、ミラー１０２ＭＧと、ダイクロイックミラー１０２ＭＲおよび１０２ＭＢとを有する。
【００３７】
本実施形態では、光軸の調整のときに、図２１で示した走査ミラーＭ４に相当するミラーをプロジェクタ１０に設けないこととしている。走査ミラーは、光軸の調整の最終段階で取り付けてもよい。
【００３８】
光源１０１ＬＧ、１０１ＬＲ、および１０１ＬＢは、それぞれ波長の異なる光ビームを生成する。制御部１０３は光源を駆動し、光軸調整装置４０からの制御信号に従って、これらの光源１０１ＬＧ、１０１ＬＲ、および１０１ＬＢから出力される各光ビームの光源位置と、各光ビームの光軸方向とを調整する。
【００３９】
制御部１０３は、光軸に垂直な方向に沿って、光ビームの光源位置を、駆動装置（不図示）などで移動させることにより光源位置を調整する。図３におけるＰｖ、Ｐｈ方向は、光源位置が移動する方向の一例である。
【００４０】
また、制御部１０３は、各光源（１０１ＬＧ、１０１ＬＲ、または１０１ＬＢ）を、駆動装置（不図示）などで傾けることにより光軸方向を調整する。図３におけるＤｖ、Ｄｈ方向は、光源が傾く方向の一例である。
【００４１】
ミラー１０２ＭＧは、光源１０１ＬＧから出力された光ビームを、ダイクロイックミラー１０２ＭＲの方へ反射する。
【００４２】
ダイクロイックミラー１０２ＭＲは、ミラー１０２ＭＧからの光ビームを透過し、光源１０１ＬＲから出力された光ビームを、ダイクロイックミラー１０２ＭＢの方へ反射する。
【００４３】
ダイクロイックミラー１０２ＭＢは、ミラー１０１ＬＲからの光ビームを透過し、光源１０１ＬＢから出力された光ビームを、スクリーンＳｃ１の方向へ反射する。
【００４４】
図４は、光軸調整装置４０の一構成例を示すブロック図である。同図を参照すると、光軸調整装置４０は、画像取得部４０１、光軸調整部４０２、および送信部４０３を有する。
【００４５】
画像取得部４０１は、カメラ２０および３０がそれぞれ撮像した、スクリーンＳｃ１およびＳｃ２のそれぞれの画像を取得する。
【００４６】
光軸調整部４０２は、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２の画像に基づいて、各スクリーン上で、各光ビームの照射位置が一致するように、各光ビームの光軸を調整するための制御信号を生成する。この光軸調整部４０２は、交差解消部４０２１、および一致処理部４０２２を有する。
【００４７】
交差解消部４０２１は、スクリーンＳｃ１，Ｓｃ２の間において、複数の光ビームの光軸が互いに交差している場合、その交差を解消するための処理を行う。以下に、具体的に説明する。
【００４８】
交差解消部４０２１は、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２の画像から、各スクリーンにおける、３色の光ビームの各照射位置を検出する。交差解消部４０２１は、検出した照射位置から、スクリーン間で各光ビームが交差しているか否かを判断する。
【００４９】
例えば、交差解消部４０２１が、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２のそれぞれにおいて、Ｒビーム、Ｇビームの照射位置のｘ座標を取得したとする。
【００５０】
そして、スクリーンＳｃ１において、Ｒビームのｘ座標が、Ｇビームのｘ座標より大きく、且つ、スクリーンＳｃ２において、Ｒビームのｘ座標が、Ｇビームのｘ座標以下であった場合を仮定する。この場合、交差解消部４０２１は、X軸方向に対してこれらの光ビームが、スクリーン間で互いに交差していると判断する。
【００５１】
一方、スクリーンＳｃ１において、Ｒビームのｘ座標が、Ｇビームのｘ座標より大きく、且つ、スクリーンＳｃ２において、Ｒビームのｘ座標が、Ｇビームのｘ座標より大きい場合を仮定する。この場合、交差解消部４０２１は、X軸方向に対してこれらの光ビームはスクリーン間で互いに交差していないと判断する。
【００５２】
X軸方向に対して光ビームが交差しているとき、交差解消部４０２１は、プロジェクタ１０を制御信号で制御することにより、いずれかのスクリーンにおいて、交差する光ビームの各照射位置の座標が入れ替わるように、それらの光ビームの光軸方向を調整する。
【００５３】
このとき、スクリーンＳｃ１上の並びを変えずにスクリーンＳｃ２上のＸ軸方向の並びが入れ替わるように、Ｒビーム、Ｇビームのうち、いずれかを対象として、そのＸ軸方向のみを調整することとすると、この後、対象とする色を繰り返して処理を進める上で混乱せず、都合がよい。
【００５４】
交差解消部４０２１は、Y軸方向に対して、光ビームが交差している場合も、同様の方法で、交差を解消するために光軸方向を調整する。
【００５５】
最後に、交差解消部４０２１は、ここまでの処理を３色の全てに対して実行したかを確認する。全てに対して実行を終えていない場合には、調整対象とする色を、最後の色までずらしながら、上述の工程を繰り返す。
【００５６】
交差解消部４０２１の処理により、各光ビームの光軸の交差が解消されたならば、一致処理部４０２２は、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２のそれぞれにおいて、各光ビームの照射位置を一致させるための処理を行う。以下、具体的に説明する。
【００５７】
具体的には、交差解消部４０２１による処理が終了したとき、一致処理部４０２２は、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２のそれぞれにおいて、各光ビームの照射位置を再度取得する。そして、一致処理部４０２２は、プロジェクタ１０を制御信号で制御することにより、各スクリーンにおいて、各照射位置の間の距離が所定値以内になるように、各光ビームの光源位置を調整する。
【００５８】
送信部４０３は、光軸調整部４０２により生成された制御信号をプロジェクタ１０へ送信する。
【００５９】
続いて、図５〜図９を参照して、光軸調整装置４０の動作について説明する。図５は、光軸調整装置４０の動作を示すフローチャートである。この動作は、プロジェクタ１０から光ビームが投射されたときに開始する。
【００６０】
交差解消部４０２１は、光ビームの交差を解消するための交差解消処理を実行し（ステップＳ１）、一致処理部４０２２は、光ビームの照射位置を一致させるための一致処理を実行する（ステップＳ３）。ステップＳ３の後、光軸調整装置４０は、動作を終了する。
【００６１】
図６は、交差解消処理を示すフローチャートである。同図を参照すると、交差解消部４０２１は、文字変数「i」、「j」を定義し、それぞれに「Ｒ」、「Ｂ」を設定する（ステップＳ１１）。
【００６２】
ここで、「i」、および「j」は、光ビームを識別するための文字変数である。例えば、Ｒビームの座標である場合、「i」または「j」に「Ｒ」が設定され、Ｇビームの座標である場合、「i」または「j」に「Ｇ」が設定され、Ｂビームの座標である場合、「i」または「j」に「Ｂ」が設定される。
【００６３】
そして、交差解消部４０２１は、各スクリーン上の光ビームの照射位置のx座標, y座標を検出するためのビーム座標検出を実行する（ステップＳ１２）。
【００６４】
ステップＳ１２において、交差解消部４０２１は、光軸調整装置４０内のメモリ（不図示）に変数を格納するためのデータ領域を確保する。交差解消部４０２１は、そのデータ領域において、配列変数「x(s, i)」および「y(s, j)」を定義し、照射位置のｘ座標を、「x(s, i)」に格納し、y座標を、「y(s, j)」に格納する。
【００６５】
ここで、「s」は、スクリーンを識別するための変数である。例えば、スクリーンＳｃ１における座標である場合、「ｓ」に「１」が設定され、スクリーンＳｃ２における座標である場合、「ｓ」に「２」が設定される。そして、「i」,「j」は、前述したように、各光ビームに対応する文字変数である。
【００６６】
このため、例えば、スクリーンＳｃ１における赤色の光ビームのx座標は、「x(1,R)」に格納される。
【００６７】
ステップＳ１２の後、交差解消部４０２１は、下記（式１）、（式２）がいずれも成立するか否かを判断する（ステップＳ１３）。
【００６８】
x(1, i)≦x(1, j)・・・（式１）
x(2, i)≦x(2, j)・・・（式２）
上記（式１）、（式２）のうち、いずれかが成立しないのであれば（ステップＳ１３：ＮＯ）、交差解消部４０２１は、下記（式３）、（式４）がいずれも成立するか否かを判断する（ステップＳ１４）。
【００６９】
x(1, i)＞x(1, j)・・・（式３）
x(2, i)＞x(2, j)・・・（式４）
上記（式３）、（式４）のうち、いずれかが成立しないのであれば（ステップＳ１４：ＮＯ）、交差解消部４０２１は、「i」、「j」の光ビームが、Ｙ軸方向から見てスクリーン間で互いに交差していると判断する。そして、交差解消部４０２１は、「i」、「j」の光ビームの光軸方向を調整して、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２のいずれかにおける各光ビームのｘ座標を入れ替える（ステップＳ１５）。
【００７０】
上記（式１）、（式２）がいずれも成立する場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、または、上記（式３）、（式４）がいずれも成立する場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、若しくは、ステップＳ１５の後、交差解消部４０２１は、下記（式５）、（式６）がいずれも成立するか否かを判断する（ステップＳ１６）。
【００７１】
y(1, i)≦y(1, j)・・・（式５）
y(2, i)≦y(2, j)・・・（式６）
上記（式５）、（式６）のうち、いずれかが成立しないのであれば（ステップＳ１６：ＮＯ）、交差解消部４０２１は、下記（式７）、（式８）がいずれも成立するか否かを判断する（ステップＳ１７）。
【００７２】
y(1, i)＞y(1, j)・・・（式７）
y(2, i)＞y(2, j)・・・（式８）
上記（式７）、（式８）のうち、いずれかが成立しないのであれば（ステップＳ１７：ＮＯ）、交差解消部４０２１は、「i」、「j」の光ビームが、Ｘ軸方向から見てスクリーン間で互いに交差していると判断する。そして、交差解消部４０２１は、プロジェクタ１０を制御信号で制御することにより、「i」、「j」の光ビームの光軸方向を調整して、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２のそれぞれにおける各光ビームのy座標を入れ替える（ステップＳ１８）。
【００７３】
上記（式５）、（式６）がいずれも成立する場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、または、上記（式７）、（式８）がいずれも成立する場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、若しくは、ステップＳ１８の後、交差解消部４０２１は、「i」に「Ｒ」が設定されているか否かを判断する（ステップＳ１９）。
【００７４】
「i」に「Ｒ」が設定されていれば（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、交差解消部４０２１は、「i」、「j」に、それぞれ「Ｂ」、「Ｇ」を設定し（ステップＳ２０）、ステップＳ１２に戻る。
【００７５】
「i」に「Ｒ」が設定されていなければ（ステップＳ１９：ＮＯ）、交差解消部４０２１は、「i」に「Ｂ」が設定されているか否かを判断する（ステップＳ２１）。
【００７６】
「i」に「Ｂ」が設定されていれば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、交差解消部４０２１は、「i」、「j」に「Ｇ」、「Ｒ」を設定し（ステップＳ２２）、ステップＳ１２に戻る。
【００７７】
「i」に「Ｂ」が設定されていなければ（ステップＳ２１：ＮＯ）、交差解消部４０２１は、交差解消処理を終了する。
【００７８】
図７は、一致処理を示すフローチャートである。同図を参照すると、一致処理部４０２２は、文字変数「i」、「j」を定義し、それぞれに「Ｒ」、「Ｂ」を設定する（ステップＳ３１）。一致処理部４０２２は、各スクリーン上の光ビームの照射位置のx座標, y座標を検出するためのビーム座標検出を実行する（ステップＳ３２）。
【００７９】
そして、一致処理部４０２２は、下記（式９）、（式１０）がいずれも成立するか否かを判断する（ステップＳ３３）。
【００８０】
x(1, i)−x(1, j)<ε・・・（式９）
x(2, i)−x(2, j)<ε・・・（式１０）
上記（式９）、（式１０）において、「ε」は、各スクリーンにおける光ビームの座標間の距離に関する閾値である。
【００８１】
上記（式９）、（式１０）のうち、いずれかが成立しないのであれば（ステップＳ３３：ＮＯ）、一致処理部４０２２は、「i」、「j」の光ビームの光源位置を調整して、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２のそれぞれにおける各光ビームのｘ座標を一致させる（ステップＳ３４）。そして、一致処理部４０２２は、ステップＳ３３に戻る。
【００８２】
上記（式９）、（式１０）が、いずれも成立するのであれば（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、一致処理部４０２２は、下記（式１１）、（式１２）がいずれも成立するか否かを判断する（ステップＳ３５）。
【００８３】
y(1, i)−y(1, j)<ε・・・（式１１）
y(2, i)−y(2, j)<ε・・・（式１２）
上記（式１１）、（式１２）のうち、いずれかが成立しないのであれば（ステップＳ３５：ＮＯ）、一致処理部４０２２は、プロジェクタ１０を制御信号で制御することにより、「i」、「j」の光ビームの光源位置を調整して、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２のそれぞれにおける各光ビームのy座標を一致させる（ステップＳ３６）。そして、一致処理部４０２２は、ステップＳ３５に戻る。
【００８４】
上記（式１１）、（式１２）がいずれも成立するのであれば（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、一致処理部４０２２は、「i」に「Ｒ」が設定されているか否かを判断する（ステップＳ３７）。
【００８５】
「i」に「Ｒ」が設定されていれば（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、一致処理部４０２２は、「i」、「j」に「Ｂ」、「Ｇ」を設定し（ステップＳ３８）、ステップＳ３２に戻る。
【００８６】
「i」に「Ｒ」が設定されていなければ（ステップＳ３７：ＮＯ）、一致処理部４０２２は、「i」に「Ｂ」が設定されているか否かを判断する（ステップＳ３９）。
【００８７】
「i」に「Ｂ」が設定されていれば（ステップＳ３９：ＹＥＳ）、一致処理部４０２２は、「i」、「j」に「Ｇ」、「Ｒ」を設定し（ステップＳ４０）、ステップＳ３２に戻る。
【００８８】
「i」に「Ｂ」が設定されていなければ（ステップＳ３９：ＮＯ）、一致処理部４０２２は、一致処理を終了する。
【００８９】
図８は、図６のステップＳ１２で実行されるビーム座標検出処理を示すフローチャートである。図７のステップＳ３２で実行されるビーム検出処理も、図８に示す処理と同様の処理である。同図を参照すると、光軸調整装置４０は、自然数の変数「ｓ」を定義し、１枚目のスクリーン（Ｓｃ１）を識別するための番号「１」を「ｓ」に設定する（ステップＳ１２１）。
【００９０】
そして、光軸調整装置４０は、「ｓ」に対応するスクリーン上の各光ビームのｘ、ｙ座標を測定するためのスクリーン座標測定処理を実行する（ステップＳ１２２）。
【００９１】
光軸調整装置４０は、「ｓ」をインクリメントすることにより、２枚目のスクリーン（Ｓｃ２）を識別するための番号を設定する（ステップＳ１２３）。光軸調整装置４０は、スクリーン座標測定処理を実行する（ステップＳ１２４）。ステップＳ１２４の後、光軸調整装置４０は、ビーム座標検出処理を終了する。
【００９２】
図９は、図８のステップＳ１２２、Ｓ１２４で実行されるスクリーン座標検出処理を示すフローチャートである。図８のステップＳ１２４で実行されるスクリーン座標検出処理も図９に示す処理と同様の処理である。同図を参照すると、光軸調整装置４０は、「ｓ」に対応するスクリーンの画像から、そのスクリーンにおける各光ビームの照射位置のｘ、ｙ座標を測定する（ステップＳ１２２１）。
【００９３】
光軸調整装置４０は、「x(s, i)」、「y(s, j)」に、測定したx、y座標を格納する。具体的には、「x(s, R)」には、Ｒビームのｘ座標が格納され、「y(s, R)」には、Ｒビームのｙ座標が格納され、「x(s, B)」には、Ｂビームのｘ座標が格納され、「y(s, B)」には、Ｂビームのｙ座標が格納され、「x(s, G)」には、Ｇビームのｘ座標が格納され、「y(s, G)」には、Ｇビームのｙ座標が格納される。（ステップＳ１２２２）。ステップＳ１２２２の後、光軸調整装置４０は、ビーム座標検出処理を終了する。
【００９４】
続いて、図１０を参照して、光軸調整装置４０による光軸が調整された結果の一例について説明する。図１０（ａ）は、光軸調整装置４０による光軸の調整前における、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２上の各光ビームの照射位置を示す斜視図である。
【００９５】
スポット「ＰＲ１」、「ＰＧ１」、「ＰＢ１」は、それぞれ、スクリーンＳｃ１におけるＲ、Ｇ、Ｂビームの照射位置である。スポット「ＰＲ２」、「ＰＧ２」、「ＰＢ２」は、それぞれ、スクリーンＳｃ２におけるＲ、Ｇ、Ｂビームの照射位置である。
【００９６】
図１０（ａ）に示すように、光軸の調整前において、Ｒビームと、Ｂビームとが、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２間で交差している。
【００９７】
光軸調整装置４０は、各照射位置の座標から、スクリーン間でＲビーム、Ｂビームが交差していると判断し、この交差が解消されるように、Ｒビーム、Ｂビームの光軸方向を調整する。
【００９８】
図１０（ｂ）は、光軸方向の調整後、光源位置の調整前における、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２上の各光ビームの照射位置を示す斜視図である。同図（ｃ）に示すように、光軸方向の調整により、Ｒビーム、Ｂビームの交差が解消されている。しかし、各光ビームの照射位置は一致していない。
【００９９】
光軸調整装置４０は、各照射位置の座標を取得し、各ビームの照射位置が、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２上で一致するように、各光ビームの光源位置を調整する。
【０１００】
図１０（ｃ）は、光源位置が調整されたときの、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２上の各光ビームの照射位置を示す斜視図である。同図（ｃ）に示すように、光源位置の調整により、各光ビームの照射位置の不一致がスクリーンＳｃ１、Ｓｃ２の両スクリーン上で解消されている。
【０１０１】
なお、本実施形態では、光軸調整装置４０は、プロジェクタ１０が３本の光ビームを合成する場合に光軸を調整しているが、プロジェクタ１０が２本や、４本以上の光ビームを合成する場合に光軸を調整してもよいのは勿論である。
【０１０２】
また、本実施形態では、スクリーンを２枚としているが、３枚以上のスクリーンを設け、各スクリーンにおける照射位置が一致するように光軸調整装置４０が光軸を調整する構成としてもよい。
【０１０３】
更に、本実施形態では、光軸調整装置４０は、プロジェクタ１０が互いに波長の異なる光ビームを合成する場合に光軸を調整しているが、波長が同一の複数の光ビームをプロジェクタ１０が一本に合成する場合に光軸を調整してもよいのは勿論である。
【０１０４】
この場合、プロジェクタ１０は、それぞれの光ビームの照射位置を光軸調整装置４０が識別できるように、少なくとも１本の光ビームを一定のパターンで断続的に出力する。２本以上の光ビームを断続的に出力する場合、プロジェクタ１０は、各光ビームのパターンを変えて投射する。また、カメラ２０、３０は、そのパターンに応じたタイミングで、各スクリーンを複数回、撮像する。
【０１０５】
本実施形態では、図７の一致処理において、全てのスクリーンの座標の照射位置を一致させているが、図６に示した交差解消処理により、各光ビームが平行に近くなっている場合は、いずれか１つのスクリーンの照射位置のみを一致させる構成としてもよい。
【０１０６】
具体的には、図１１に示すように、ステップＳ３３、Ｓ３５をステップＳ３３’、Ｓ３５’に置き換える。ステップＳ３３’では、光軸調整装置４０は、上記（式１０）の成立の有無のみを判断し、ステップＳ３５’では、上記（式１２）の成立の有無のみを判断する。
【０１０７】
図５〜図９、および図１１に示したフローチャートは、光軸調整装置４０内部に設けられた制御回路により実現される。しかし、これらのフローチャートの全部または一部は、光軸調整部４０がコンピュータプログラムを実行することにより実現することもできる。
【０１０８】
本実施形態におけるスクリーンＳｃ１、Ｓｃ２は、それぞれ本発明の第１のスクリーン、第２のスクリーンに相当する。本実施形態のカメラ２０、３０は、本発明の撮像手段に相当する。
【０１０９】
以上説明したように、本実施形態によれば、光軸調整装置４０は、第１のスクリーンＳｃ１における、複数の光ビームの照射位置が一致し、その第１のスクリーンＳｃ１を透過した第２のスクリーンＳｃ２における、複数の光ビームの照射位置が一致するように、プロジェクタ１０における光源位置と光軸方向を調整しているので、第一として複数のビームの交差状態を把握して交差状態を解消し、第二として複数のビーム位置と方向を一致させることができる。
【０１１０】
また、カメラでスクリーンを広く検出することにより、複数のビーム方向と位置が大きくずれた状態からでも、ビームの調整方向と調整結果を把握しながら系統的に光軸調整を実施することができる。
【０１１１】
前述したように、従来の装置では、４自由度３色分などの多数の不確定要素を一定の値に定めるのは困難であったところ、本発明によれば、これらの要素を系統的に調整することで、光軸を高い精度で調整できる。
【０１１２】
光軸調整装置４０は、交差解消処理で光軸方向を調整し、一致処理で光源位置を調整するという２段階の処理で、光軸を調整している。このため、光軸方向、光源位置の調整を別々の処理とすることで、光軸の調整のための調整手順が整理され、制御回路や制御ソフトウェアの設計が容易となる。
【０１１３】
以上、複数の光ビームが１本の光ビームになるように光軸を調整する制御部１０３はプロジェクタ１０の内部に搭載され光軸調整装置４０からの制御信号を受信して動作する構成を例として説明したが、プロジェクタ10の内部には光軸を調整する受動的な構造のみ設け、プロジェクタ１０外部に設けた制御部１０３が光軸調整装置４０からの制御信号を受信してプロジェクタ10内部の光軸調整構造を駆動する構成としても良い。この場合、能動的な駆動機構がプロジェクタ１０の外部に設置されるため、プロジェクタ１０の小型化・低価格化が図れるという利点がある。
【０１１４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態の光軸調整システム１ａの一構成例を示す全体図である。同図に示すように、光軸調整システム１ａは、カメラ３０を設けず、カメラを１台のみとしている点以外は、第１の実施形態の光軸調整システムと同様の構成である。なお、本実施形態の光軸調整システム１ａについて、図１〜図１０で説明した構成と同様の処理の詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる点について詳しく説明する。
【０１１５】
本実施形態のカメラ２０は、第１の実施形態の場合よりもスクリーンから遠ざけ、もしくは広角レンズを適用して、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２の双方を撮像可能な位置に設置される。カメラ２０は、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２における各照射位置を含む画像を撮像し、光軸調整装置４０へ送信する。
【０１１６】
以上説明したように、本実施形態によれば、１台のカメラで複数のスクリーンの画像を撮像できるため、カメラ台数、および画像測定回路を簡略化でき、実用的に本発明を実施できる。
【０１１７】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について、図１３および図１４を参照して説明する。図１３は、本実施形態の光軸調整システム１ｂの一構成例を示す全体図である。同図に示すように、光軸調整システム１ｂは、カメラ３０を設けず、カメラおよびスクリーンの設置位置が異なる点以外は、第１の実施形態の光軸調整システムと同様の構成である。なお、本実施形態の光軸調整システム１ｂについて、図１〜図１０で説明した構成と同様の処理の詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる点について詳しく説明する。
【０１１８】
本実施形態のスクリーンＳｃ１およびＳｃ２は、プロジェクタ１０から投射される光ビームの光軸とおおむね直交するように配置される。
【０１１９】
ここで、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２の間で、スクリーンＳｃ２を背にして立った観察者を仮定する。本実施形態のカメラ２０は、その観察者から見て、左斜め前、または右斜め前の方向の位置であって、カメラが、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２の双方の照射位置を同時にレンズに収めることができる位置に設置される。カメラ２０は、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２における各照射位置を含む画像を撮像し、光軸調整装置４０へ送信する。
【０１２０】
図１４は、本実施形態のカメラ２０が撮像した画像である。同図に示すように、Ｓｃ１，Ｓｃ２は一部が重なるものの、各スクリーンの照射位置が１枚の画像に収まっている。
【０１２１】
以上説明したように、本実施形態によれば、１台のカメラで複数のスクリーンを撮像できるため、カメラ台数、および画像測定回路を簡略化でき、実用的に本発明を実施できる。また、第２の実施形態に比べて、カメラをスクリーンから、あまり離さなくて済み、もしくは広角レンズを用いる必要がないため検出画像範囲に対して検出対象を大きく撮像することが可能となり、光軸調整装置４０は、より正確に照射位置を検出できる。
【０１２２】
更に、光ビームの投射方向に沿ってカメラを設置できるため、接地面積が小さい光軸調整装置を実用的に実現できるという効果が得られる。
【０１２３】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について、図１５および図１６を参照して説明する。図１５は、本実施形態の光軸調整システム１ｃの一構成例を示す全体図である。同図に示すように、光軸調整システム１ｃは、カメラ３０を有さず、撮像用ミラー５１および５２を更に有する点以外は、第１の実施形態の光軸調整システムと同様の構成である。なお、本実施形態の光軸調整システム１ｃについて、図１〜図１０で説明した構成と同様の処理の詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる点について詳しく説明する。
【０１２４】
撮像用ミラー５１、５２は、それぞれスクリーンＳｃ１、Ｓｃ２を写し、カメラ２０が各ミラーに写った反射像を撮影可能な位置に設置される。
【０１２５】
本実施形態のカメラ２０は、撮像用ミラー５１、５４の双方の反射像を同時にレンズに収めることができる位置に設置される。カメラ２０は、スクリーンＳｃ１、Ｓｃ２における各照射位置を含む画像を撮像し、光軸調整装置４０へ送信する。
【０１２６】
図１６は、本実施形態のカメラ２０が撮像した画像である。同図に示すように、Ｓｃ１，Ｓｃ２は重なることがなく、各スクリーンの照射位置が１枚の画像に写っている。
【０１２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、１台のカメラで複数のスクリーンを撮像できるため、光軸調整システムの構成を簡易化できる。また、撮像用ミラーの設置位置を変えることで、カメラの設置位置を変更することができるので、カメラの設置における自由度が向上する。
【０１２８】
更に、図１６に示したように、カメラはスクリーン全体を観測できるので、カメラ台数、および画像測定回路を簡略化しつつも、観測範囲が広い光軸調整装置を容易に実現できるという効果が得られる。
【０１２９】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について、図１７および図１８を参照して説明する。図１７は、本実施形態の光軸調整システム１ｄの一構成例を示す全体図である。同図に示すように、光軸調整システム１ｄは、光軸調整装置４０の代わりに光軸調整装置４０ｄを有し、カメラ６０を更に有する点以外は、第１の実施形態の光軸調整システムと同様の構成である。なお、本実施形態の光軸調整システム１ｄについて、図１〜図１０で説明した構成と同様の処理の詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる点について詳しく説明する。
【０１３０】
カメラ６０は、プロジェクタ１０から光が投射される面をスクリーンＳｃ２の表側として、スクリーンＳｃ２を裏側から撮像可能な位置に設置される。
【０１３１】
カメラ６０は、通常のカメラよりも高感度、高分解能のカメラであり、焦点調整などを行うために使用される。カメラ６０は、スクリーンＳｃ２の画像を撮像し、光軸調整装置４０へ送信する。
【０１３２】
図１８は、光軸調整装置４０ｄの一構成例を示すブロック図である。同図を参照すると、光軸調整装置４０ｄは、ビームプロファイル計測部４０４を更に有する点以外は、図４で説明した第１の実施形態の光軸調整装置４０と同様の構成である。
【０１３３】
ビームプロファイル計測部４０４は、カメラ６０で撮像された画像から、ビーム形状や強度分布などのビームプロファイルを計測し、各光ビームの焦点調整や、光学系の中心位置・方向の調整などを行う。
【０１３４】
なお、本実施形態では、光軸調整システム１ｄは、照射位置の座標を検出するためのカメラ（２０、３０）と、ビームプロファイル計測のためのカメラ（６０）とを別々に設ける構成としている。しかし、１台の高性能のカメラで、照射位置の座標の検出と、ビームプロファイルの計測との両方を行う構成とすることもできる。
【０１３５】
また、本実施形態では、光軸調整装置４０ｄがビームプロファイル計測機能を備える構成としているが、カメラ６０や、光軸調整装置と別に設けられた計測装置がビームプロファイルの計測を行う構成とすることもできる。
【０１３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、光軸調整装置４０ｄは、各光ビームの光軸を高い精度で一致させるとともに、各光ビーム単体の品質を向上させることができ、光軸調整装置としての機能および利便性を向上させることができる。
【０１３７】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態について、図１９および図２０を参照して説明する。図１９は、本実施形態の光軸調整システム１ｅの一構成例を示す全体図である。同図に示すように、光軸調整システム１ｅは、光軸調整装置４０、およびスクリーンＳｃ２の代わりに光軸調整装置４０ｅ、およびスクリーンＳｃ２ｅを有し、スクリーンＳｃ３、走査用ミラー７０、およびカメラ８０を更に有する点以外は、第１の実施形態の光軸調整システムと同様の構成である。なお、本実施形態の光軸調整システム１ｅについて、図１〜図１０で説明した構成と同様の処理の詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる点について詳しく説明する。
【０１３８】
スクリーンＳｃ２ｅは、スクリーンＳｃ１を透過した各光ビームを透過する半透過型スクリーンである。走査用ミラー７０は、光軸調整装置４０ｅの制御に従って、スクリーンＳｃ２ｅを透過した光ビームを用いて、スクリーンＳｃ３にラスタを生成する。
【０１３９】
スクリーンＳｃ３には、走査用ミラー７０により生成されたラスタが投影される。カメラ８０は、スクリーンＳｃ３の画面を撮像し、光軸調整装置４０ｅへ送信する。
【０１４０】
図２０は、光軸調整装置４０ｅの一構成例を示すブロック図である。同図を参照すると、光軸調整装置４０ｅは、光軸調整部４０２が、ラスタ調整部４０２３を更に有する点以外は、図４で説明した光軸調整部４０の構成と同様である。
【０１４１】
ラスタ調整部４０２３は、走査用ミラー７０を制御してラスタを生成させ、スクリーンＳｃ３の画像から、各光ビームのラスタが一致しているか否かを判断する。ラスタが一致していなければ、ラスタ調整部４０２３は、ラスタが一致するように、光源位置、または光軸方向を調整する。
【０１４２】
３色の光ビームの光軸調整を完了した段階で３色のビームの位置と方向は一致しているので小さな走査用ミラー７０に合成ビームを入射させる操作は容易である。３色のラスタが若干一致していない場合はさらにレーザー光源の位置と方向を調整すれば良いが、調整量はごく微小なため、走査ミラーから外れること無く最終的な光軸調整を完了できる。
【０１４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、光軸調整装置４０ｅが、ラスタを一致させるため、更に精密に、各光ビームの光軸を調整することができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ    光軸調整装置
１０    プロジェクタ
２０、３０、６０、８０    カメラ
４０、４０ｄ、４０ｅ    光軸調整装置
５１、５２    撮像用ミラー
７０    走査ミラー
１０１    ビーム合成部
１０２    受信部
１０３    制御部
１０１ＬＲ、１０１ＬＢ、１０１ＬＧ    光源
１０２ＭＧ    ミラー
１０２ＭＲ、１０２ＭＢ    ダイクロイックミラー
４０１    画像取得部
４０２１    交差解消部
４０２２    一致処理部
４０２３    ラスタ調整部
４０３    送信部
４０４    ビームプロファイル計測部
ＳＳ、Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ２ｅ、Ｓｃ３    スクリーン
ＰＲ    プロジェクタ
Ｒ    レーザ光源
Ｓ    ガイド溝
Ｈ    調整穴
Ｂ    ベース
Ｐ    ガイドピン
ＰＲ１、ＰＧ１、ＰＢ１、ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＢ２    スポット
Ｍ１    ミラー
Ｍ２、Ｍ３    ダイクロイックミラー
Ｍ４    走査ミラー
ＳＲ、ＳＢ、ＳＧ    光源
Ｃ１    カメラ
【図１】
0005540664.tif 000002
【図２】
0005540664.tif 000003
【図３】
0005540664.tif 000004
【図４】
0005540664.tif 000005
【図５】
0005540664.tif 000006
【図６】
0005540664.tif 000007
【図７】
0005540664.tif 000008
【図８】
0005540664.tif 000009
【図９】
0005540664.tif 000010
【図１０】
0005540664.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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