(57)【要約】【課題】光変調器の位置を制御して、最適なフォーカス調整を行うことができる光変調器の位置調整装置、および光変調器の位置調整方法を提供する。【解決手段】液晶プロジェクタの液晶パネル取り付け工程で、フォーカス位置合わせを行う。液晶パネルに十字形状のパターンを投影させ、パネルをＺ軸方向に移動させる度に、パターン像の映像信号を読み取る。パターン像に対しＸ軸方向とＹ軸方向に輝度走査を行い、コントラスト値ＢＸ  ，ＢＹ  のそれぞれに対し、値が最大となるときのパネルのＺ軸方向位置を求める。これら２つの位置の平均を取って、パネルを補正すべき位置とする。【選択図】        図１０
2004221716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に応じて画素を点灯させることにより光を変調し、投射映像を生成する１または複数の光変調器と、前記光変調器からの投射映像を拡大投射する映像投射手段とを含んで構成される投射型画像表示装置を製造する際に、前記光変調器の取り付け位置を調整するための位置調整装置であって、
前記光変調器の位置を調整する位置調整手段と、
前記光変調器に、直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与える機能を有するテストパターン発生手段と、
前記光変調器により生成されるテストパターン像が前記映像投射手段を介して投射される投射スクリーンと、
前記投射スクリーン上の映像を撮像し、映像信号に変換する撮像手段と、
前記投射スクリーンに、前記直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの投射像が投影される場合に、前記光変調器を変調光の光軸方向に移動させるように前記位置調整手段を制御しつつ、前記光変調器の移動の度に、前記投射像に対応する映像信号を取得し、前記映像信号に基づいて前記投射像のコントラスト値を前記直交する２軸の各方向において算出し、これら２種のコントラスト値のそれぞれが最大となる前記光変調器の２つの位置座標を求め、前記２つの位置座標の平均をもって前記光変調器の第１の補正位置とし、前記第１の補正位置を基に前記位置調整手段を制御する機能を有する制御手段と
を備えたことを特徴とする光変調器の位置調整装置。
【請求項２】
前記テストパターン発生手段は、直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンとして、十字形状のパターンを与える
ことを特徴とする請求項１に記載の光変調器の位置調整装置。
【請求項３】
前記テストパターン発生器は、さらに、複数の光変調器に対して長方形状のパターンおよびエル（Ｌ）字形状のパターンを与え、
前記制御手段は、
前記長方形状のパターンに対応する映像信号を取得した場合には、この映像信号に基づき、前記複数の光変調器の各位置を粗調整するための第２の設定位置を求め、前記エル（Ｌ）字形状のパターンに対応する映像信号を取得した場合には、この映像信号に基づき、前記複数の光変調器同士の相対位置の調整を行うように第３の設定位置を求める
ことを特徴とする請求項２に記載の光変調器の位置調整装置。
【請求項４】
前記テストパターン発生器は、前記直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを複数の前記光変調器それぞれの互いに異なる画素領域に与え、
前記撮像手段は、前記光変調器ごとに前記投射スクリーンの異なる領域に投射されている前記直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの投射像を、一括して撮像して映像信号に変換し、
前記制御手段は、これら複数の投射像に対応する映像信号を取得し、前記映像信号から前記投射像ごとの映像信号を分離抽出し、抽出した映像信号に基づいて前記投射像の解析を行うことにより複数の前記光変調器の各々について前記第１の補正位置を求め、
前記位置調整手段は、これら第１の補正位置に、複数の前記光変調器の各位置を同時に調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の光変調器の位置調整装置。
【請求項５】
画像情報に応じて画素を点灯させることにより光を変調し、投射映像を生成する１または複数の光変調器と、前記光変調器からの投射映像を拡大投射する映像投射手段とを含んで構成される投射型画像表示装置を製造する際に、前記光変調器の取り付け位置を調整する位置調整方法であって、
前記光変調器に、直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与え、前記光変調器により生成されるその投射像を、前記映像投射手段を介して投射スクリーンに投射し、
前記光変調器を変調光の光軸方向に移動させ、移動の度に前記投射スクリーンに投射された前記投射像の映像信号を取得し、
前記映像信号に基づいて、前記投射像のコントラスト値を前記２軸の各方向において算出し、これら２種のコントラスト値のそれぞれが最大となる前記光変調器の２つの位置座標を求め、前記２つの位置座標の平均をもって前記光変調器の第１の補正位置とし、この第１の補正位置を基に前記光変調器の位置を補正する
ことを特徴とする光変調器の位置調整方法。
【請求項６】
前記光変調器の各々に長方形状のパターンを投射させることにより前記長方形状のパターンに対応する映像信号を取得し、前記長方形状のパターンに対応する映像信号に基づいて第２の補正位置を求め、前記第２の補正位置により前記光変調器の各位置の粗調整を行い、
前記直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンとして前記光変調器の各々に十字形状のパターンを投射させることにより、前記十字形状のパターンに対応する映像信号を取得して前記第１の補正位置を求め、前記第１の補正位置に前記光変調器の各位置を補正し、
前記光変調器の各々にエル（Ｌ）字形状のパターンを投射させることにより前記エル（Ｌ）字形状のパターンに対応する映像信号を取得し、前記エル（Ｌ）字形状のパターンに対応する映像信号に基づいて第３の補正位置を求め、前記第３の補正位置によって前記光変調器同士の相対位置の調整を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の光変調器の位置調整方法。
【請求項７】
前記直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを、複数の前記光変調器それぞれの互いに異なる画素領域に与え、
前記光変調器ごとに前記投射スクリーンの異なる領域に投射されている前記直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの投射像を、一括して撮像して映像信号に変換し、
これら複数の投射像に対応する映像信号から前記投射像ごとの映像信号を分離抽出し、抽出した映像信号に基づいて前記投射像の解析を行うことにより、複数の前記光変調器の各々について前記第１の補正位置を求め、
これら第１の補正位置に、複数の前記光変調器の各位置を同時に補正する
ことを特徴とする請求項５に記載の光変調器の位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を光変調器において画像情報に応じて変調し、投射映像として投射する投射型画像表示装置を製造する際に、光変調器の位置調整工程において適用される光変調器調整装置、および、光変調器調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
投射型画像表示装置（プロジェクタ）では、光変調器により画像情報に応じて変調された光が、合成、拡大投射されることで投射映像が形成される。例えば、３板方式の液晶プロジェクタは、光変調器として赤色，緑色，青色のいわゆるＲ，Ｇ，Ｂ３原色に対応した３枚の液晶パネルを備えている。図２８は、その主要部の概略構成を表している。光源１０１からの光は、ダイクロイックミラー１０２，１０３および反射ミラー１０４，１０５，１０６によってＲ，Ｇ，Ｂに色分離され、それぞれ液晶パネル１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂに入射される。液晶パネル１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂでは、画像情報に応じて、表示される画素位置でのみ光が透過され、各変調光はダイクロイックプリズム１０８で合成され、投射レンズ１０９で拡大投射される。
【０００３】
このように複数の光変調器を備えたプロジェクタにおいては、（１）投射像にぼやけを生じさせないように、各光変調器の位置を投射レンズのバックフォーカスに一致させること、および（２）投射像の色ずれを防止するために、光変調器の相互間において同一画素の投射位置を一致させることが重要である。そのため、光変調器は個別に、また相互間で位置合わせを行った後に、本体部に固定されるようになっている。液晶プロジェクタの場合は、３枚の液晶パネル１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂが、位置合わせの後、ダイクロイックプリズム１０８の各面に対し固定される。
【０００４】
図２９は、従来の光変調器の位置調整に用いられる位置調整装置の概略構成を示しており、液晶パネル、特に液晶パネル１０７Ｇに代表させた位置調整の様子を表している。位置調整装置は、テストパターン発生器１１０，投射スクリーン１１１，ＣＣＤカメラ等の撮像手段１１２，各部の動作制御を行う制御部１１３、および、液晶パネル１０７Ｇを移動させ、その位置調整を行う調整機構１１４を備えている。テストパターン発生器１１０は、液晶パネル１０７Ｇにその４つの角部を表示するテストパターンを与え、テストパターン像を投射スクリーン１１１に投射させる。テストパターン像は、予め４つのパターン投射位置にそれぞれ設置された４つの撮像手段１１２に撮像され、映像信号に変換されて制御部１１３に入力される。制御部１１３は、４か所のテストパターンの位置やコントラスト値から、液晶パネル１０７Ｇの位置ずれ量や傾きを算出し、液晶パネル１０７Ｇの位置補正量に換算して、調整機構１１４に送出する。調整機構１１４は、入力される位置補正量に応じ、液晶パネル１０７Ｇの位置や傾きを補正する。
【０００５】
こうした操作によって、液晶パネル１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂの各位置を、投射映像が投射スクリーン１１１にて最も明瞭に結像する位置（バックフォーカス）に合わせるフォーカス調整を行い、また、例えば緑色表示用の液晶パネル１０Ｇの位置合わせの後、この位置を基準として液晶パネル１０７Ｒ，１０７Ｂの位置合わせを行いことにより、パネル相互間の画素位置を合わせるレジストレーションを行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
フォーカス調整は、液晶パネルの位置を光軸方向に変化させたときの投射画像のコントラスト値を指標として行われる。コントラスト値は、投射画像における輝度の最大値と最小値との差であり、通常、テストパターン像の一方向に沿った輝度変化から算出される。例えば、図３０（Ａ）に示したように、テストパターンには格子縞１５０を矢印１５１の方向に輝度走査を行い、同図（Ｂ）のような格子縞１５０に対応した輝度パターンからコントラスト値１５２を算出している（特許文献１参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そうした方法でフォーカス調整がなされたプロジェクタでは、投射映像が、調整時の輝度走査方向には鮮明であるが、その方向からはずれるといわゆるピンぼけの状態となり、大きなフレアが出てしまうことがあった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光変調器の位置を制御して、最適なフォーカス調整を行うことができる光変調器の位置調整装置、および光変調器の位置調整方法を提供することにある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１７８０１４号公報
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光変調器の位置調整装置は、画像情報に応じて画素を点灯させることにより光を変調し、投射映像を生成する１または複数の光変調器と、光変調器からの投射映像を拡大投射する映像投射手段とを含んで構成される投射型画像表示装置を製造する際に、光変調器の取り付け位置を調整するための位置調整装置であって、光変調器の位置を調整する位置調整手段と、光変調器に、直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与える機能を有するテストパターン発生手段と、光変調器により生成されるテストパターン像が映像投射手段を介して投射される投射スクリーンと、投射スクリーン上の映像を撮像し、映像信号に変換する撮像手段と、投射スクリーンに、直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの投射像が投影される場合に、光変調器を変調光の光軸方向に移動させるように位置調整手段を制御しつつ、光変調器の移動の度に投射像に対応する映像信号を取得し、映像信号に基づいて投射像のコントラスト値を直交する２軸の各方向において算出し、これら２種のコントラスト値のそれぞれが最大となる光変調器の２つの位置座標を求め、２つの位置座標の平均をもって光変調器の補正位置とし、この補正位置を基に位置調整手段を制御する機能を有する制御手段と備えたものである。なお、本発明における「直交する２軸の各方向成分を有する形状」とは、直交する２軸の各方向に延在する線分を含んだ形状を指す。そのようなものとしては、例えば、十字形状、Ｔ字形状、Ｌ字形状、長方形状（正四角形を含む）等が挙げられる。
【００１１】
本発明の光変調器の位置調整方法は、画像情報に応じて画素を点灯させることにより光を変調し、投射映像を生成する１または複数の光変調器と、光変調器からの投射映像を拡大投射する映像投射手段とを含んで構成される投射型画像表示装置を製造する際に、光変調器の取り付け位置を調整する位置調整方法であって、光変調器に、直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与え、光変調器により生成されるその投射像を映像投射手段を介して投射スクリーンに投射し、光変調器を変調光の光軸方向に移動させ、移動の度に投射スクリーンに投射された投射像の映像信号を取得し、映像信号に基づいて、投射像のコントラスト値を２軸の各方向において算出し、これら２種のコントラスト値のそれぞれが最大となる光変調器の２つの位置座標を求め、２つの位置座標の平均をもって光変調器の補正位置とし、この補正位置を基に光変調器の位置を補正するものである。
【００１２】
本発明の光変調器の位置調整装置、および、本発明の光変調器の位置調整方法では、投射型画像表示装置を製造する際の光変調器の取り付け位置調整工程において、光変調器から、直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンの像を投射させる。この投射像は、光変調器を光軸方向に移動する度に映像信号として取得される。映像信号からは、投射像の直交する２軸の各方向について、コントラスト値が最大となる光変調器の位置座標が求められる。これら２つの位置座標は、通常一致せず、液晶パネルを一方の位置座標に配置すると、投射像は、一方の方向には明瞭であるが、他方の方向にはいわゆるピンぼけの状態となり、大きなフレアが出てしまう。これは、投射レンズのフレア特性や光学系部品の品質ばらつきによるものである。フレアとは、レンズの球面収差（レンズの中心部分と周辺部分とで焦点距離が異なること）などによる像のぼけである。本発明は、この現象に着目してなされたものであり、ちょうど焦点があうような光変調器の位置（ジャストフォーカス位置）を求めるにあたり、一方向からみたコントラスト値だけを参照するのではなく、直交する２方向におけるコントラスト値を考慮するものとしている。つまり、光変調器の光軸方向の補正位置は、上記２つの位置座標の平均とされ、光変調器はこの位置に移動される。この補正位置では、直交２軸の両方向において投射画像のぼやけが平均して抑えられ、画質を最適化するような位置調整がなされる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光変調器の位置調整装置の構成を示す図であり、図２は、投射スクリーンを中心とした映像投射系の構成を表している。本実施の形態では、具体的に液晶プロジェクタを製造する場合について説明するものとし、光変調器を液晶パネル１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）としている。液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、それぞれ、Ｒ，Ｇ，Ｂ３原色の変調光を出力するためのものである。このほかには、ダイクロイックプリズム１１，投射レンズ１２が液晶プロジェクタの構成部品であり、これらは通常、パネル位置調整工程の時点ですでに一体化されている。この位置調整装置は、３枚の液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対し、（１）それぞれを投射像が最も明瞭に見える位置に調整すると共に、（２）相互間における同一画素の投射位置を一致させるように調整するものであり、調整機構２を備えた本体部１，テストパターン発生器３，スクリーン４，撮像素子６１〜６４，制御部７を備えている。なお、この位置調整装置は、位置調整後に、液晶パネル１０をダイクロイックプリズム１１に接合し、固定する機能を併せ持つようになっている。液晶パネル１０の接合は、例えば紫外線硬化型接着剤などを用い、紫外線を照射することで行われるが、ここではその具体的な構成は図示しないものとする。
【００１５】
本体部１は、調整対象である液晶パネル１０と、ダイクロイックプリズム１１，投射レンズ１２とが載置されるようになっており、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれに対して、６軸動作が可能な調整機構２が設けられている。すなわち、調整機構２はモータ等の駆動機構からなり、図３に示したように、液晶パネル１０を、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸、さらにＸ軸を回転軸とする角度ΘＹ  ，Ｙ軸を回転軸とする角度Θｘ  ，Ｚ軸を回転軸とする角度Θの６つの方向に移動させ、その位置を自在に調整できるようになっている。
【００１６】
テストパターン発生器３は、制御部７の制御下で、所定のテストパターン映像を表示させる制御信号を、液晶パネル１０に所定のタイミングで送出するようになっている。このテストパターン発生器３は、液晶パネル１０に、図４，図５に示したテストパターンを与えるようになっている。これらのテストパターンは、液晶パネル１０の４隅の所定画素に与えられ、各テストパターン像は、液晶パネル１０による映像投射範囲１３（図２参照）において、画素位置に対応する４つの領域にそれぞれ表示される。
【００１７】
図４に示した十字形状のパターン３１〜３４は、後述するフォーカス調整時に用いられるものであり、図５に示したＬ字形状のパターン４１〜４４は、後述する画素位置の調整時に用いられるものである。なお、ここでは、この図４のテストパターンが、本発明における「直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターン」の一具体例に対応している。
【００１８】
スクリーン４は、４つの投射スクリーン５１〜５４と、これらを支持固定するスクリーンフレーム５からなる。投射スクリーン５１〜５４は、投射範囲１３の４隅に設置され、各テストパターンを受像するようになっている。すなわち、図４，図５のそれぞれにおける４つの領域は、そのまま投射スクリーン５１〜５４の投影面に対応したものとなっている。
【００１９】
撮像素子６１〜６４は、通常のＣＣＤカメラでよく、それぞれが投射スクリーン５１〜５４に対向して設置され、各投射スクリーン５１〜５４上の画像を撮像し、映像信号ＶＳに変換して制御部７に出力するようになっている。
【００２０】
制御部７は、入力される映像信号ＶＳを輝度データにＡ／Ｄ変換し、この輝度データに基づいて液晶パネル１０の位置ずれを検出すると共に、ずれ幅を６軸の制御成分量に換算し、制御信号ＣＳとして調整機構２のそれぞれに出力し、調整機構２が液晶パネル１０を最適な位置に移動させるように制御するものである。そのため、制御部７は、データを格納するメモリを備えたコンピュータなどで構成される。この制御部７は、調整機構２をテストパターンの種類に応じた方法で制御するが、その手順は以下において詳細に説明する。また、制御部７は、テストパターン発生器３に対し、発生させるテストパターンを切り換える制御を行うようになっている。
【００２１】
次に、この位置調整装置の動作について、図１ないし図１１を参照して説明する。図６〜図９は、この位置調整装置による光変調器の位置調整手順を示すフローチャートである。また、図９，図１０は、図４のテストパターンの投射映像のデータ解析法を説明するための図である。
【００２２】
まず、液晶パネル１０と、ダイクロイックプリズム１１，投射レンズ１２とを本体部１に設置しておくと、調整機構２が、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを初期位置に移動する（ステップＳ１）。
【００２３】
〔フォーカス調整〕
次に、各液晶パネル１０のフォーカス位置の調整を行う（図６参照）。まず、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各々を、Ｚ軸方向に所定距離だけダイクロイックプリズム１１から離す（ステップＳ２）。
【００２４】
次に、液晶パネル１０ＧをＺ軸方向に移動させながら、図４のテストパターンの像の輝度データをフォーカスデータとしてサンプリングする。テストパターン発生器３が図４のテストパターンを与えることにより、液晶パネル１０Ｇに緑色のパターン３１〜３４を投射させる（ステップＳ３）。これにより、投射スクリーン５１〜５４のそれぞれには、パターン３１〜３４の像が図４に示した配置で投影される。
【００２５】
次に、投射スクリーン５１〜５４における投射画像を、撮像素子６１〜６４が、映像信号ＶＳとして読み取る（ステップＳ４）。制御部７は、映像信号ＶＳを取り込み、輝度データに変換した後、その最大コントラスト値ＢＸ  ，ＢＹ  を算出する。図１０に示すように、パターンごとの輝度データをＸ軸方向，Ｙ軸方向のそれぞれに走査すると、平均輝度はパターン位置で最も大きくなり、最大コントラスト値ＢＸ  ，ＢＹ  をとる。最大コントラスト値ＢＸ  ，ＢＹ  は、液晶パネル１０ＧのＺ軸方向位置が焦点位置に合致した場合に、最も大きく急峻なピークとなり、焦点からずれるほど小さくなる。そこで、得られた最大コントラスト値ＢＸ  ，ＢＹ  を、Ｚ軸方向位置に対応したフォーカスデータとして、パターン３１〜３４ごとにメモリに格納する（ステップＳ５）。
【００２６】
次に、液晶パネル１０Ｇを、１ステップ分だけダイクロイックプリズム１１に近づける（ステップＳ６）。このサンプリングステップの刻みは、数ミクロン単位とする。サンプリングがまだ終了していなければ（ステップＳ７；Ｎ）、この位置で再度、投射画像の読み取りを行い（ステップＳ４）、引き続き手順に従って動作して、フォーカスデータを取得する。なお、フォーカスデータは、測定のつど、各パターンごとに格納される。
【００２７】
サンプリングを終えると（ステップＳ７；Ｙ）、制御部７は、液晶パネル１０Ｇのジャストフォーカス位置を算出する。図１１は、液晶パネル１０のＺ軸方向の位置を横軸にして、サンプリングしたフォーカスデータ、すなわち最大コントラスト値ＢＸ  ，ＢＹ  の大きさを縦軸に表したものである。最大コントラスト値ＢＸ  のＺ軸方向変化を表す曲線ＢＸＺと、最大コントラスト値ＢＹ  のＺ軸方向変化を表す曲線ＢＹＺは、それぞれ１つのピークを形成する。つまり、曲線ＢＸＺのピーク位置ＦＸ  が、Ｘ軸方向のジャストフォーカス位置であり、曲線ＢＹＺのピーク位置ＦＹ  が、Ｙ軸方向のジャストフォーカス位置である。ちなみに、これらのピーク位置ＦＸ  やピーク位置ＦＹ  が、従来のＺ軸方向の補正位置に相当する。
【００２８】
なお、図示したように、ピーク位置ＦＸ  とピーク位置ＦＹ  は通常一致しない。これは、投射レンズ１２のフレア特性や、液晶パネル１０，ダイクロイックプリズム１１，投射レンズ１２等の光学部品の品質ばらつきによるものである。例えば、液晶パネル１０をピーク位置ＦＸ  に配置すると、投射像はＸ軸方向には明瞭であるが、Ｙ軸方向にはいわゆるピンぼけの状態となり、大きなフレアが出てしまう。ピーク位置ＦＹ  に配置した場合には、その逆である。
【００２９】
そこで、ここでは、ピーク位置ＦＸ  とピーク位置ＦＹ  の平均位置ＦＰ  を、真のジャストフォーカス位置とする（ステップＳ８）。この平均位置ＦＰ  では、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の双方においてフレアの出方が平均して少なくなり、投射画像の画質を最適化することができる。
【００３０】
こうして、パターン３１〜３４に対応して、液晶パネル１０Ｇの四隅についてのジャストフォーカス位置が算出される。制御部７は、４点のジャストフォーカス位置からΘＸ  ，ΘＹ  方向のあおりとＺ軸方向の補正位置とを算出し、対応する調整機構２に制御信号ＣＳとして送出する。調整機構２は、液晶パネル１０Ｇに対して、あおりの補正とＺ軸方向の補正位置への移動を行う（ステップＳ９）。このようにして、液晶パネル１０Ｇのフォーカス調整がなされる。なお、本実施の形態では、各液晶パネル１０に対するＺ軸方向の補正位置が、本発明の「第１の補正位置」に対応している。
【００３１】
次に、液晶パネル１０Ｇに対する操作と同様にして、液晶パネル１０Ｒについてフォーカス調整を行う（図７参照）。まず、液晶パネル１０Ｒにパターン３１〜３４を投射させ（ステップＳ１０）、その投射画像を撮像素子６１〜６４により映像信号として読み取り（ステップＳ１１）、映像信号を基にパターン３１〜３４に対するフォーカスデータを演算する（ステップＳ１２）。この一連の動作を液晶パネル１０ＲをＺ軸方向に移動させながら行い、Ｚ軸方向位置に対するフォーカスデータをサンプリングする（ステップＳ１３、Ｓ１４）。次に、得られたフォーカスデータより、ピーク位置ＦＸ  とピーク位置ＦＹ  の平均位置ＦＰ  であるジャストフォーカス位置を求め（ステップＳ１５）、さらに、４点のジャストフォーカス位置からΘＸ  ，ΘＹ  方向のあおりとＺ軸方向の補正位置とを得る。これらの位置補正量に応じ、調整機構２が、液晶パネル１０Ｒの位置を補正する（ステップＳ１６）。
【００３２】
次に、また同様にして、液晶パネル１０Ｂについてフォーカス調整を行う（図８参照）。液晶パネル１０Ｂにパターン３１〜３４を投射させ（ステップＳ１７）、その投射画像を撮像素子６１〜６４により映像信号として読み取り（ステップＳ１８）、映像信号を基にパターン３１〜３４に対するフォーカスデータを演算する（ステップＳ１９）。この一連の動作を液晶パネル１０ＢをＺ軸方向に移動させながら行い、Ｚ軸方向位置に対するフォーカスデータをサンプリングする（ステップＳ２０、Ｓ２１）。次に、一連のフォーカスデータより、ピーク位置ＦＸ  とピーク位置ＦＹ  の平均位置ＦＰ  であるジャストフォーカス位置を求め（ステップＳ２２）、４点のジャストフォーカス位置からΘＸ  ，ΘＹ  方向のあおりとＺ軸方向の補正位置とを得る。これらの位置補正量に応じ、調整機構２が、液晶パネル１０Ｂの位置を補正する（ステップＳ２３）。
【００３３】
〔画素位置の調整〕
次に、各液晶パネル１０の投射画像同士の画素位置を一致させるために、液晶パネル１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂの相対位置を調整する（図９参照）。すなわち、図２では投射範囲１３を中央の適正位置に描いているが、位置調整前には、液晶パネル１０からの投射範囲はこの位置からずれていたり、互いの投射像の画素位置が対応してなかったりしている。この工程では、こうした位置ずれを４つの角部のずれ量として検出する。
【００３４】
まず、テストパターン発生器３が図５のテストパターンを与えることにより、液晶パネル１０Ｇが、緑色のパターン４１〜４４を投射する（ステップＳ２４）。撮像素子６１〜６４は、パターン４１〜４４の各像を映像信号ＶＳに変換し、制御部７に入力する。制御部７は、映像信号ＶＳを輝度データに変換した後、パターン４１〜４４の各位置を割り出し、これらを基にして、投射画像がスクリーン中央に位置するようにＸ軸方向，Ｙ軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。次いで、制御部７は、これらの位置補正量を、制御信号ＣＳとして調整機構２に送出する。調整機構２は、制御信号ＣＳに応じ、液晶パネル１０Ｇの位置をＸ軸方向，Ｙ軸方向，Θ方向に調整する（ステップＳ２５）。
【００３５】
次に、液晶パネル１０Ｒの画素位置を、液晶パネル１０Ｇの画素位置に合わせる。まず、テストパターン発生器３が図５のテストパターンを与えることにより、液晶パネル１０Ｒが、赤色のパターン４１〜４４を投射する（ステップＳ２６）。
【００３６】
撮像素子６１〜６４は、投射スクリーン５１〜５４に投影されたパターン４１〜４４の各像を映像信号ＶＳに変換し、制御部７に入力する。制御部７は、映像信号ＶＳを輝度データに変換した後、パターン４１〜４４の各像の位置を割り出す。ここで、得られた赤色の像の位置が緑色の像の位置からずれていれば、そのずれに対応して液晶パネル１０Ｒが液晶パネル１０Ｇに対してずれた位置にあることが判明する。そこで、パターン４１〜４４の各像のずれ量を基にして、液晶パネル１０ＲのＸ軸方向，Ｙ軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。
【００３７】
さらに、制御部７は、これらの位置補正量を制御信号ＣＳとして調整機構２に送出し、調整機構２は、制御信号ＣＳに応じて、液晶パネル１０Ｒの位置をＸ軸方向，Ｙ軸方向，Θ方向に調整する（ステップＳ２７）。
【００３８】
次に、液晶パネル１０Ｂの画素位置を、液晶パネル１０Ｇの画素位置に合わせる。この操作も、先の液晶パネル１０Ｒの調整と同様に行う。まず、液晶パネル１０Ｂに青色のパターン４１〜４４を投射させる（ステップＳ２８）。次に、
映像信号ＶＳを基に青色のパターン４１〜４４の各像の位置を割り出し、これらの緑色の像に対するずれ量を求める。続いて、これらのずれ量を基に、液晶パネル１０ＢのＸ軸方向，Ｙ軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出し、位置補正量に応じて液晶パネル１０Ｂの位置を調整する（ステップＳ２９）。
【００３９】
次に、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの全てに図５のテストパターンを投射させ、このときの投射映像を読み取り、各色のパターン４１〜４４の投射位置を割り出し（ステップＳ３０）、各色のパターンの位置が規格内に収まっていることを確認する（ステップＳ３１）。Ｒ，Ｇ，Ｂの各パターン位置に、規格内にないものがあれば（ステップＳ４８；Ｎ）、もう一度、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｂに対し、液晶パネル１０Ｇの位置を基準とする位置合わせを行う。
【００４０】
Ｒ，Ｇ，Ｂの各パターンが規格内であれば（ステップＳ３１；Ｙ）、図示しない接合手段により、各液晶パネル１０をダイクロイックプリズム１１に接合する（ステップＳ３２）。その後、調整機構２を調整前の位置に移動させ（ステップＳ３３）、動作を終了する。
【００４１】
このように本実施の形態においては、液晶パネル１０の位置調整において、図４のテストパターンを用い、そのＸ軸とＹ軸の直交２軸方向のそれぞれにおいてコントラスト最大となるピーク位置ＦＸ  ，ピーク位置ＦＹ  を求め、これらの平均位置ＦＰ  を真のジャストフォーカス位置とすることでフォーカス調整を行うようにしたので、液晶パネル１０のＺ軸方向位置は、画像のコントラストが各方向に平均して良好となるように最適化される。よって、液晶パネル１０を、鮮明な画像が得られる状態に調整することができる。
【００４２】
次に、上記実施の形態の変形例、および応用例について、実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００４３】
〔変形例〕
上記実施の形態におけるフォーカス調整工程では、各パターン像の最大コントラスト値ＢＸ  ，ＢＹ  をフォーカスデータとして求める場合について説明したが、そのほかにも、以下のようにしてフォーカスデータを求めることができる。
【００４４】
前述のように、パターン像に対してＸ軸，Ｙ軸の各方向に輝度走査すると、各方向について、パターン像の位置でピークをもつ輝度分布が得られる。この輝度分布の形状は、図１２に示したように、液晶パネル１０のＺ方向位置がジャストフォーカス位置に近づけるほど急峻となり、ジャストフォーカス位置から離すほど、なだらかとなる。そのため、ある閾値を定めるとき、閾値より大きな輝度値をとる範囲は、ジャストフォーカス位置に近いほど狭まり（幅Ｗｘ１，Ｗｙ１）、離れるほど広がる（幅Ｗｘ２，幅Ｗｙ２）。本変形例では、このことを利用して、輝度に閾値Ｂ０  を設定し、輝度値が閾値Ｂ０  より大きくなる位置幅（フレア幅）を算出してフォーカスデータとする。
【００４５】
図１３は、液晶パネル１０のＺ軸方向位置に対するＸ軸方向のフレア幅変化、およびＹ軸方向のフレア幅変化を示している。液晶パネル１０をＺ軸方向に移動させると、Ｘ軸方向のフレア幅は曲線ＷＸＺのように変化し、Ｙ軸方向のフレア幅は曲線ＷＹＺのように変化する。各方向において、ジャストフォーカス時にフレア幅は最も小さくなる。ここでは、このフレア幅最小となるＺ方向位置ＦＸ  ，ＦＹ  を、それぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向のジャストフォーカス位置として求め、その平均位置ＦＰ  を、実際のジャストフォーカス位置とする。これにより、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の平均フレアが最小となる位置を、ジャストフォーカス位置とすることができる。
【００４６】
〔応用例〕
上記実施の形態における画素位置の調整工程では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各投射像間の相対距離を基に調整するようにしたが、この相対距離に、投射レンズ１２の色収差が影響を与える。すなわち、光学材料の屈折率は波長によって異なり、ガラスの凸レンズでは、青色光の焦点距離は、赤色光の焦点距離よりも短くなる性質がある。したがって、図１４に示したように、投射レンズ１２から投射されるＲ，Ｇ，Ｂの各像では、赤色光５０Ｒによるパターン像ＰＲが最も小さく、青色光５０Ｂによるパターン像ＰＢが最も大きくなる。相対距離の実測値には、こうした色収差が含まれていることから、単に互いの像の一端を合わせる方法では互いの画素位置を正しく一致させることはできない。そこで、本応用例では、色収差を考慮して位置調整を行うものとする。
【００４７】
ただし、投射レンズ１２の製造ばらつきによっても色収差の大きさは変化するため、パターン像間の収差によるずれを予め設定することはできない。そこで、液晶パネル１０Ｇの位置調整後、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｂの補正位置を求める際に、以下の演算により最終的な調整を図る。
【００４８】
液晶パネル１０Ｇによる緑色のパターン４１〜４４の座標を（ｇｘ１  ，ｇｙ１）、（ｇｘ２  ，ｇｙ２）、（ｇｘ３  ，ｇｙ３）、（ｇｘ４  ，ｇｙ４）とし、液晶パネル１０Ｒによる赤色のパターン４１〜４４の座標を（ｒｘ１  ，ｒｙ１）、（ｒｘ２  ，ｒｙ２）、（ｒｘ３  ，ｒｙ３）、（ｒｘ４  ，ｒｙ４）とする。このとき、
（ｇｘ１  −ｒｘ１）＋（ｇｘ２  −ｒｘ２）＋（ｇｘ３  −ｒｘ３）＋（ｇｘ４  −ｒｘ４）＝０
となれば、液晶パネル１０ＲのＸ軸方向の像投射位置が、液晶パネル１０Ｇに対して平均的に中央に調整されることになる。また、
（ｇｙ１  −ｒｙ１）＋（ｇｙ２  −ｒｙ２）＋（ｇｙ３  −ｒｙ３）＋（ｇｙ４  −ｒｙ４）＝０
となれば、液晶パネル１０ＲのＹ軸方向の像投射位置が、液晶パネル１０Ｇに対して平均的に中央に調整されることになる。これにより、色収差の影響を排除して液晶パネル１０Ｒの補正位置を得ることができる。なお、液晶パネル１０Ｂに対しても、同様の演算により、色収差の影響が排除された補正位置を得ることができる。これにより、より高精度に画素位置合わせ（レジストレーション）を行うことができ、色ずれを抑えることができる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、複数の液晶パネルに対し同時にフォーカス調整と画素位置の調整とを行うようになっているが、各液晶パネルに対する基本的な操作は、第１の実施の形態と同様である。よって、第１の実施の形態と同様の構成要素については同様の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００５０】
ここで用いる位置調整装置は、テストパターン発生器３が、液晶パネル１０に図１５のテストパターンを与えるほか、フォーカス調整時には図１６のテストパターン、画素位置の調整時には図１７のテストパターンをそれぞれ与えること、および、制御部７が図１５〜図１７のテストパターンに応じた演算処理を行い、複数の液晶パネル１０の位置を同時に補正するように制御を行うことを除けば、上記第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００５１】
すなわち、テストパターン発生器３は、図１５，図１６，図１７に示した３種類のテストパターンを液晶パネル１０に与えるようになっている。図１５に示したパターン２１〜２４は、各液晶パネル１０に順に与えられるものであり、その輪郭（テストパターン内の点灯画素と、その外側の非点灯画素による境界）を指標に、液晶パネル１０のＸＹ平面上の位置を粗調整する際に用いられる。
【００５２】
図１６に示したテストパターンは、フォーカス調整時に用いられ、実際には、液晶パネル１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂのそれぞれに与えられる図１８，図１９，図２０の各パターンが重ね合わせられた状態を表したものである。図１８〜図２０の各パターンは互いに異なる画素領域に配されており、液晶パネル１０ＲにパターンＲ３１〜Ｒ３４を、液晶パネル１０ＧにパターンＧ３１〜Ｇ３４を、液晶パネル１０ＢにパターンＢ３１〜Ｂ３４を同時に与えると、投射スクリーン５１〜５４の上でこれらが合成され、図１６のような投射像が表示されるようになっている。
【００５３】
また、図１６のテストパターンにおいては、液晶パネル１０の位置ずれによってパターン像同士が重なり合い、干渉することを防ぐために、パターン間距離が予め画素位置上で規定されている。図２１は、その一例を右上領域のパターンで代表的に表したものである。パターンＲ３１とパターンＧ３１は、オフセットＤ１により左右に間隔が規定され、パターンＧ３１とパターンＢ３１は、オフセットＤ２により上下に間隔が規定されている。さらに、これらのパターンＲ３１，Ｇ３１，Ｂ３１を正三角形の各頂点に配置するようにすれば、互いの距離が等しくなり、より効果的にパターン同士の干渉を回避することができる。なお、ここでは、図１６のテストパターンが、本発明における「直交する２軸の各方向成分を有する形状をなし」たテストパターンの一具体例に対応している。
【００５４】
図１７に示したテストパターンは、画素位置の調整（レジストレーション）時に用いられるものである。図１７のテストパターンも、図１６のテストパターンのように、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０ＢのそれぞれにパターンＲ４１〜Ｒ４４，パターンＲ４１〜Ｒ４４，パターンＲ４１〜Ｒ４４を同時に与えることにより発生するものである。この図１７のテストパターンにおいても、パターン同士の距離は画素位置によって相対的に規定されている。図２２は、その一例を右上領域のパターンで代表的に表したものである。パターンＲ４１は、パターンＧ４１に対し、オフセットＷ１１によりＸ軸方向の距離が規定され、オフセットＷ１２によりＹ軸方向の距離が規定されている。パターンＢ４１は、パターンＧ４１に対し、オフセットＷ２１によりＸ軸方向の距離が規定され、オフセットＷ２２によりＹ軸方向の距離が規定されている。
【００５５】
次に、この位置調整装置の動作について、さらに図２３〜図２７を参照して説明する。図２３〜図２６は、この位置調整装置による光変調器の位置調整手順を示すフローチャートである。図２７は、図１６のテストパターンの投射像に対するデータ処理法を説明するための図である。
【００５６】
まず、液晶パネル１０と、ダイクロイックプリズム１１，投射レンズ１２とを本体部１に設置しておくと、調整機構２が、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを初期位置に移動する（ステップＳ１）。
【００５７】
〔粗調整〕
次に、各液晶パネル１０の位置の粗調整を行う。まず、テストパターン発生器３は、液晶パネル１０Ｇに対して図１５のテストパターンを与える。これにより、液晶パネル１０Ｇが、緑色のパターン２１〜２４を投射する（ステップＳ２）。
【００５８】
パターン２１〜２４は、それぞれ、投射スクリーン５１〜５４に向けて投射され、一方では、投射スクリーン５１〜５４の上の各画像を撮像素子６１〜６４が撮像し、映像信号ＶＳとして制御部７に入力する（ステップＳ３）。制御部７は、映像信号ＶＳから輝度データを得、これを基に、パターン２１〜２４について、その輪郭が投射スクリーン５１〜５４の所定位置に投影されているか否かを判別する（ステップＳ４）。ここで、パターン２１〜２４は、まとまった画素領域を表示しているために明るく、焦点が合わずに多少像がぼやけていたとしても、ある程度輪郭を判別することが可能である。こうして、液晶パネル１０Ｇについて精度の粗い位置識別が行われる。
【００５９】
パターン２１〜２４の輪郭が所定位置に投影されていなかった場合（ステップＳ４；Ｎ）、制御部７は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向およびΘ方向における位置ずれ量を算出し、制御信号として調整機構２に出力する。調整機構２は、制御信号に応じて液晶パネル１０ＧをＸ軸方向，Ｙ軸方向およびΘ方向に移動し、その位置を調整する（ステップＳ５）。その後、再び投射スクリーン５１〜５４の上の画像を撮像素子６１〜６４により読み取り（ステップＳ３）、上記した一連の動作を行う。
【００６０】
パターン２１〜２４の輪郭が所定位置に投影されていた場合（ステップＳ４；Ｙ）には、テストパターン発生器３は、制御部７の制御に基づき、図１５のテストパターンを液晶パネル１０Ｒに与える。これにより、液晶パネル１０Ｒが赤色のパターン２１〜２４を投射する（ステップＳ６）。
【００６１】
この液晶パネル１０Ｒの位置の粗調整も、上述した液晶パネル１０Ｇの場合と同様の手順で行われる（ステップＳ７〜Ｓ９）。こうして、液晶パネル１０Ｒの粗調整が済むと（ステップＳ８；Ｙ）、次に、液晶パネル１０Ｂについて粗調整を行う。その手順は、上述した液晶パネル１０Ｒの場合と同様である（ステップＳ１０〜Ｓ１３）。
【００６２】
〔フォーカス調整〕
次に、各液晶パネル１０の焦点位置の調整を行う。この過程では、テストパターン発生器３は、液晶パネル１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂのそれぞれに、図１８，図１９，図２０のテストパターンを与える。
【００６３】
まず、テストパターン発生器３が図１８のテストパターンを与えることにより、液晶パネル１０Ｇが、緑色のパターンＧ３１〜Ｇ３４を投射する（ステップＳ１４）。次いで、撮像素子６１〜６４によって、投射スクリーン５１〜５４におけるパターンＧ３１〜Ｇ３４の各像が、映像信号ＶＳとして制御部７に取り込まれる。制御部７は、映像信号ＶＳを輝度データに変換した後、パターンＧ３１〜Ｇ３４それぞれの位置を割り出し、これらを位置データとしてメモリに格納する（ステップＳ１５）。
【００６４】
この動作を、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇに対しても同様に行う。その際、液晶パネル１０Ｒには図１９のテストパターンを与え、赤色のパターンＲ３１〜Ｒ３４を投射させ、その位置をメモリに記憶する（ステップＳ１６，ステップＳ１７）。液晶パネル１０Ｂには図２０のテストパターンを与え、青色のパターンＢ３１〜Ｂ３４を投射させ、その位置をメモリに記憶する（ステップＳ１８，ステップＳ１９）。
【００６５】
次に、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各々を、Ｚ軸方向に所定距離だけダイクロイックプリズム１１から離す（ステップＳ２０〜Ｓ２２）。次に、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれに図１８〜図２０の各テストパターンを一斉に与え、パターンＲ３１〜Ｒ３４，パターンＧ３１〜Ｇ３４，パターンＢ３１〜Ｂ３４を投射させる（ステップＳ２３〜Ｓ２５）。これにより、投射スクリーン５１〜５４には、各パターン像が図１６に示した配置で投影される。
【００６６】
次に、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各々をＺ軸方向に同時に移動させながら、各パターンの輝度データをフォーカスデータとしてサンプリングする。このとき、投射スクリーン５１〜５４における投射画像は、図１６のようになっており、これらを、撮像素子６１〜６４が映像信号ＶＳとして読み取る（ステップＳ２６）。
【００６７】
制御部７は、映像信号ＶＳを取り込み、輝度データに変換した後、この図１６のテストパターンに対応する輝度データから、各パターンごとの輝度データを分離抽出する（ステップＳ２７）。図２７は、その様子を投射スクリーン５１における投射画像を例にとって表したものである。この投射画像に対応した輝度データから、パターンＲ３１，Ｇ３１，Ｂ３１を中心とする微小領域Ａ１〜Ａ３に対応する輝度データを抽出し、それぞれ別々にメモリに格納する。微小領域Ａ１〜Ａ３は、先にメモリに格納されたパターンＲ３１，Ｇ３１，Ｂ３１の位置データを基に、各パターンの輝度データが互いに干渉しないサイズに設定する。こうして、撮像して得た一の輝度データから、パターンＲ３１，Ｇ３１，Ｂ３１の３種類の輝度データが得られる。
【００６８】
次に、制御部７は、各パターンごとに、最大コントラスト値ＢＸ  ，ＢＹ  を算出し、これらをＺ軸方向位置に対応したフォーカスデータとしてメモリに格納する（ステップＳ２８〜Ｓ３０）。
【００６９】
次に、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれを、１ステップ分だけ、ダイクロイックプリズム１１に近づける（ステップＳ３１〜Ｓ３３）。サンプリングがまだ終了していなければ（ステップＳ３４；Ｎ）、この位置で再度、投射画像の読み取りを行い（ステップＳ２６）、フォーカスデータを取得する。
【００７０】
サンプリングを終えると（ステップＳ３４；Ｙ）、制御部７は、各パターンについて、ピーク位置ＦＸ  とピーク位置ＦＹ  の平均位置ＦＰ  を取り、真のジャストフォーカス位置を算出する（ステップＳ３５〜Ｓ３７）。
【００７１】
こうして、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各々について四隅のジャストフォーカス位置が算出される。制御部７は、各液晶パネル１０について、４点のジャストフォーカス位置からΘＸ  ，ΘＹ  方向のあおりとＺ軸方向の補正位置とを算出し、対応する調整機構２に制御信号ＣＳとして送出する。調整機構２は、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対し同時に、あおりの補正とＺ軸方向の補正位置への移動とを行う（ステップＳ３８〜Ｓ４０）。
【００７２】
〔画素位置の調整〕
次に、各液晶パネル１０の相対位置を調整する（レジストレーション）。この工程では、テストパターン発生器３は、液晶パネル１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂに対し、図１７のテストパターンのうち末尾の符号が一致するパターンを与える。
【００７３】
まず、テストパターン発生器３がパターンＧ４１〜Ｇ４４を与えることにより、液晶パネル１０Ｇが、緑色のパターンＧ４１〜Ｇ４４を投射する（ステップＳ４１）。撮像素子６１〜６４は、パターンＧ４１〜Ｇ４４の各像を映像信号ＶＳに変換し、制御部７に入力する。制御部７は、映像信号ＶＳを輝度データに変換した後、パターンＧ４１〜Ｇ４４の各位置を割り出す。さらには、これらを基に、投射画像がスクリーン中央に位置するようにＸ軸方向，Ｙ軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。次いで、制御部７は、これらの位置補正量を、制御信号ＣＳとして調整機構２に送出する。調整機構２は、制御信号ＣＳに応じ、液晶パネル１０Ｇの位置をＸ軸方向，Ｙ軸方向、およびΘ方向に調整する（ステップＳ４２）。
【００７４】
次いで、テストパターン発生器３がテストパターンを与えることにより、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｂもそれぞれに、赤色のパターンＲ４１〜Ｒ４４と、青色のパターンＢ４１〜Ｂ４４とを投射する（ステップＳ４３，Ｓ４４）。このとき、投射スクリーン５１〜５４には図１７のテストパターンが投影されており、撮像素子６１〜６４は、各パターンの像を一括して映像信号ＶＳに変換し、制御部７に入力する。
【００７５】
制御部７は、映像信号ＶＳを輝度データに変換した後、パターンＲ４１〜Ｒ４４の各位置を割り出す。パターンＲ４１〜Ｒ４４のパターンＧ４１〜Ｇ４４に対する相対位置は、既に図２２のように画素位置により規定されており、投射像が規定した相対位置からずれていれば、そのずれに対応して、液晶パネル１０Ｒが液晶パネル１０Ｇに対してずれた位置にあることが判明する。そこで、規定した相対位置（オフセットＷ１１，Ｗ１２）を基にしたパターンＲ４１〜Ｒ４４のずれ量から、液晶パネル１０ＲのＸ軸方向，Ｙ軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。
【００７６】
制御部７はまた、パターンＢ４１〜Ｂ４４についてもパターンＲ４１〜Ｒ４４と同様に演算を行い、図２２に示した相対位置（オフセットＷ２１，Ｗ２２）を基にしたパターンＢ４１〜Ｂ４４のずれ量から、液晶パネル１０ＢのＸ軸方向，Ｙ軸方向およびΘ方向の位置補正量を算出する。
【００７７】
制御部７は、これらの位置補正量を制御信号ＣＳとして調整機構２に送出し、調整機構２は、制御信号ＣＳに応じて、液晶パネル１０Ｒ、液晶パネル１０Ｂの位置をＸ軸方向，Ｙ軸方向，Θ方向に調整する（ステップＳ４５，Ｓ４６）。
【００７８】
次に、投射映像を再度読み取り、パターンＲ４１〜Ｒ４４、パターンＧ４１〜Ｇ４４、およびパターンＢ４１〜Ｂ４４の投射位置を割り出し（ステップＳ４７）、各パターンの画素位置が規格内であることを確認する（ステップＳ４８）。Ｒ，Ｇ，Ｂの各パターンが規格内でなければ（ステップＳ４８；Ｎ）、もう一度、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｂに対し、液晶パネル１０Ｇの位置を基準とする位置合わせを行う。
【００７９】
Ｒ，Ｇ，Ｂの各パターンが規格内であれば（ステップＳ４８；Ｙ）、図示しない接合手段により、各液晶パネル１０をダイクロイックプリズム１１に接合する（ステップＳ４９）。その後、調整機構２を調整前の位置に移動させ（ステップＳ５０）、動作を終了する。
【００８０】
このように本実施の形態においては、液晶パネル１０の位置調整において、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに、互いに異なる画素領域に配されたパターンを同時に投射させることにより、投射スクリーン５１〜５４に液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの投射像を互いに重なり合わないように投影し、撮像素子６１〜６４がＲ，Ｇ，Ｂの各投射像を一画像として同時一括して映像信号ＶＳに変換するようにしたので、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの位置情報が一時に取得される。Ｒ，Ｇ，Ｂの各投射像は、重なり合わないように配置されているので、互いに他の色成分の干渉を受けずに済む。さらに、フォーカス調整工程では、映像信号ＶＳからパターン像ごとにデータを分離抽出し、これらを基にして各液晶パネル１０に対する位置補正量を求めるものとし、画素位置の調整工程では、映像信号ＶＳからパターン像同士の相対距離を検出し、相対距離により位置合わせを行うものとしたので、フォーカス調整と画素位置の調整の双方において、液晶パネル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対する位置情報の取得、位置補正量の演算および位置調整を同時に行うことができる。よって、上記第１の実施の形態の効果に加えて、従来の装置から大きな改変を伴うことなく液晶パネルの位置調整にかかる時間を短縮し、効率よく液晶プロジェクタを製造することができるという効果を奏する。
【００８１】
また、フォーカス調整工程では、パターン像ごとのデータを、一画像信号から分離抽出して得るようにしたので、各パターン像のデータが示す領域、すなわち画像処理範囲が従来よりも狭くなり、制御部７における演算処理時間が短縮される。そのため、調整所要時間を削減することができる。
【００８２】
加えて、フォーカス調整に図１６に示した十字形状のテストパターンを用いるだけでなく、粗調整，フォーカス調整および画素位置調整の各工程ごとに図１５，図１６および図１７のテストパターンを使い分けるようにしたので、それぞれの工程の目的に即した形状のテストパターンが選択され、液晶パネル１０に対し、最適な位置補正を行うことができる。
【００８３】
なお、本発明は、上記実施の形態および変形例、応用例には限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、「直交する２軸の各方向成分を有する形状」のテストパターンとして十字形状のみを例示したが、そのほか、Ｔ字形状、Ｌ字形状等の該当する形状であってよいのは勿論である。また、変形例と応用例は、第２の実施の形態に適用することも可能であり、それぞれ個別に適用するだけでなく、組み合わせて適用するようにしてもよい。
【００８４】
さらに、上記実施の形態では、液晶プロジェクタを製造する場合について説明したが、これはあくまで一例であって、液晶パネル以外の光変調器で構成されるプロジェクタを製造する場合にも適用できる。プロジェクタの構成も、３板方式だけでなく単板方式であってもよく、また、上記実施の形態では、正対するスクリーンに向かって映像を投射するフロント投射方式の場合について説明したが、ミラーを用いてスクリーン裏側に映像を投射するリア投射方式などであってもよい。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の位置調整装置および本発明の位置調整方法によれば、投射型画像表示装置を製造する際の光変調器の取り付け位置調整において、光変調器に、直交する２軸の各方向成分を有する形状のテストパターンを与え、光変調器により生成される投射像を、映像投射手段を介して投射スクリーンに投射し、光変調器を変調光の光軸方向に移動させ、移動の度に投射スクリーンに投射された投射像の映像信号を取得し、映像信号に基づいて、投射像のコントラスト値を２軸の各方向において算出し、これら２種のコントラスト値のそれぞれが最大となる光変調器の２つの位置座標を求め、２つの位置座標の平均をもって光変調器の補正位置とし、この補正位置を基に光変調器の位置を補正するようにしたので、投射映像は、直交２軸の両方向においてぼやけが平均して抑えられる。その結果、最適なフォーカス調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る位置調整装置の構成図である。
【図２】図１に示した位置調整装置の映像投射系の構成図である。
【図３】図１に示した調整機構による液晶パネルの位置調整方向を表す図である。
【図４】第１の実施の形態において、図１に示したテストパターン発生器がフォーカス調整時に液晶パネルに与えるテストパターンを表す図である。
【図５】第１の実施の形態において、図１に示したテストパターン発生器が画素位置の調整時に液晶パネルに与えるテストパターンを表す図である。
【図６】第１の実施の形態における光変調器の位置調整手順のフローチャートである。
【図７】図１２に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図８】図７に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図９】図８に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図１０】フォーカス調整時に図４のテストパターン像に適用される解析手法を説明するための図である。
【図１１】図１０に続く解析手順を説明するための図である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例に係る投射映像のデータ解析法を説明するための図である。
【図１３】図１２に続く解析手順を説明するための図である。
【図１４】第１の実施の形態の応用例に係る画素位置の調整時における色収差の説明図である。
【図１５】第２の実施の形態において、図１に示したテストパターン発生器が粗調整時に液晶パネルに与えるテストパターンを表す図である。
【図１６】第２の実施の形態において、図１に示したテストパターン発生器がフォーカス調整時に液晶パネルに与えるテストパターンの図である。
【図１７】第２の実施の形態において、図１に示したテストパターン発生器が画素位置の調整時に液晶パネルに与えるテストパターンの図である。
【図１８】図１６に示したテストパターンのうち緑色の投影パターンのみ表す図である。
【図１９】図１６に示したテストパターンのうち赤色の投影パターンのみ表す図である。
【図２０】図１６に示したテストパターンのうち青色の投影パターンのみ表す図である。
【図２１】図１６に示したテストパターンの各色のパターン間の位置関係を説明するための図である。
【図２２】図１７に示したテストパターンの各色のパターン間の位置関係を説明するための図である。
【図２３】第２の実施の形態における光変調器の位置調整手順のフローチャートである。
【図２４】図２３に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図２５】図２４に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図２６】図２５に続く位置調整手順のフローチャートである。
【図２７】図１６のテストパターンの投射像に対するデータ処理法を説明するための図である。
【図２８】一般的な液晶プロジェクタの要部構成図である。
【図２９】従来の位置調整装置の概略構成図である。
【図３０】特許文献１に開示された従来の位置調整方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１…本体部、２…調整機構、３…テストパターン発生器、４…スクリーン、５…スクリーンフレーム、５１〜５４…投射スクリーン、６１〜６４…撮像素子、７…制御部、１０，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…液晶パネル、１１…ダイクロイックプリズム、１２…投射レンズ、１３…投射範囲、２１〜２４，３１〜３４，Ｒ３１〜Ｒ３４，Ｇ３１〜Ｇ３４，Ｂ３１〜Ｂ３４，４１〜４４，Ｒ４１〜Ｒ４４，Ｇ４１〜Ｇ４４，Ｂ４１〜Ｂ４４…パターン、ＶＳ…映像信号、ＣＳ…制御信号、Ｄ１，Ｄ２，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２…オフセット、Ａ１〜Ａ３…微小領域、ＢＸ  …Ｘ軸方向の最大コントラスト値、ＢＹ  …Ｙ軸方向の最大コントラスト値、ＦＸ  …Ｘ軸方向のピーク位置（ジャストフォーカス位置）、ＦＹ  …Ｙ軸方向のピーク位置（ジャストフォーカス位置）、ＦＰ  …真のジャストフォーカス位置、Ｗｘ１，Ｗｘ２，Ｗｙ１，Ｗｙ２…フレア幅。
【図１】
2004221716.tif 000003
【図２】
2004221716.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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