专利名称：位置调整方法、位置调整量计算装置以及投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及光调制装置的位置调整方法、光调制装置的位置调整量计算装置以及投影仪等。
背景技术：
近年来，作为投射型图像显示装置的投影仪在高画质化及低成本化方面取得进步，并且要求在各种场合显示高品质的图像。因此，在具有例如与不同颜色光分别对应的多个液晶面板(光调制装置)的液晶投影仪上，需要高精度地调整液晶面板的安装位置，使得与各色对应的由液晶面板的调制光形成的图像在屏幕(投射面)上正确重合。因此，定量地计测液晶面板间的高精度的位置偏移量是非常重要的。例如，在专利文献1以及专利文献2中公开了这种调整光调制装置的位置的技术。在专利文献1中公开了如下的技术以针对每个颜色设置的液晶面板中的1个液晶面板的位置为基准，计算其它液晶面板位置的定量的偏移量，调整液晶面板的位置。这里，作为使偏移量定量化的方法，利用摄像机(摄像装置)拍摄测试图案来计算摄像机坐标下的测试图案的位置，采用将针对2个液晶面板分别求出的测试图案的位置差除以摄像机倍率而得到的值。另外，在专利文献2中公开了如下的技术在平铺显示多个投影仪的投射图像的图像显示装置中，进行重叠区域的几何学校正以使各投影仪的图像平滑连接。此时，为了决定几何学校正的校正参数，采用摄像机来确定2个投影仪的位置的对应关系。为了测定该对应关系，首先，根据利用摄像机拍摄在第1投影仪中显示的3个特征点(像素等)(参照专利文献2的段落0038)的结果，生成摄像机坐标与第1投影仪中的投影仪坐标的第1对应关系。接着，根据利用摄像机拍摄在第2投影仪中显示的3个特征点的结果，生成摄像机坐标与第2投影仪中的投影仪坐标的第2对应关系。然后，根据第1对应关系以及第2对应关系，生成第1投影仪中的投影仪坐标与第2投影仪中的投影仪坐标的第3对应关系。专利文献1日本特开2000-206633号公报专利文献2日本专利第3757979号公报但是，在专利文献1以及专利文献2所公开的技术中，具有摄像机设置位置的自由度变低这样的问题。因此，具有如果不能高精度地调整摄像机的设置位置则难以使液晶面板的高精度的位置偏移量定量化这样的问题。以下，针对这一点采用计算第1液晶面板以及第2液晶面板这2个液晶面板的位置偏移量的例子进行说明。图12的(A)示出采用第1液晶面板的调制光显示在屏幕上的测试图案的一例。图 12的(B)示出采用第2液晶面板的调制光显示在屏幕上的测试图案的一例。在图12的㈧中，假定测试图案具有4个特征点(显示像素)Pl P4。另外，配置特征点Pl P4，以使成为由包含该测试图案的投射图像IMGl的排列在水平方向上的2 点和排列在垂直方向上的2点形成的长方形的4角。在图12的(B)中，假定测试图案具有 1个特征点(显示像素)Q1。这里，与图12的(A)的特征点Pl P4中的左上的特征点Pl对应的像素和与图12的(B)的特征点Ql对应的像素是在各个液晶面板上相同位置的像图13的㈧示出重叠显示图12的(A)的测试图案和图12的(B)的测试图案的例子。图13的(B)示意性示出利用摄像机拍摄图13的(A)的特征点存在的区域而得到的摄影图像。例如，可利用十字分色棱镜等光合成单元来形成图13的(A)的投射图像IMG3。这里，关于特征点Pl和特征点Q1，第2液晶面板的位置相对于第1液晶面板偏移与投射图像IMG3的水平方向的偏移量Δχ = d、投射图像IMG3的垂直方向的偏移量Ay = 0对应的偏移量。因此，当利用摄像机拍摄由图13的(A)的虚线包围的区域ARO时，获得图13的(B)所示的摄影图像。由此，可通过专利文献1所公开的方法来正确地计算偏移量 Δχ、Δ y，因此，可根据偏移量Δχ、Ay来正确地调整第1液晶面板以及第2液晶面板中的任意一个液晶面板的位置。但是，在专利文献1所公开的技术中，拍摄图13的(A)的区域ARO的摄像机必须正确地设置在与屏幕正对的位置上。例如，在倾斜状态下设置摄像机时，无法正确地计算偏移量。另外，即使在通过构成投影仪的投射镜头在图像上产生变形，或者相对于屏幕倾斜地设置摄像机时，也无法正确地计算偏移量。图14示意性示出在倾斜状态下固定摄像机来拍摄图13的(A)的区域AR时的摄
影图像的一例。图15的㈧示意性示出利用投影仪投射的图像的变形。图15的⑶示意性示出利用摄像机拍摄图15的㈧的区域ARO而得到的摄影图像。在图15的(A)、图15的(B) 中，对与图13的(A)对应的部分标注同一符号。图16示意性示出由相对于屏幕倾斜地设置的摄像机拍摄到的区域ARO的摄影图像。在图16中，对与图13的(A)对应的部分标注同一符号。当摄像机以倾斜状态摄影时，获得相对于图13的(B)旋转的摄影图像。例如，在图14的情况下，以特征点Pl Ρ4为4角形成的长方形成为相对于图13的⑶旋转的状态。因此，需要考虑摄像机的设置状态来计算特征点Pl与特征点Ql的偏移量，有时在计算出的偏移量中产生不能忽视的误差。另外，在液晶投影仪中，液晶面板上的图像通过投射镜头显示到屏幕上。因此，在通过投射镜头显示的图像上产生变形，实际显示到屏幕上的图像如图15的(A)所示。因此， 图15的㈧的区域ARO的摄影图像例如如图15的⑶所示，以特征点Pl Ρ4为4角形成的长方形成为平行四边形。当利用专利文献1所公开的方法根据如图14、图15的(B)这样的摄影图像来计算偏移量时，有时尽管液晶面板实际上仅在水平方向上偏移，但看起来是在倾斜方向上产生液晶面板的偏移。在此情况下，具有无法计算正确的偏移量这样的问题。此时，可认为通过利用专利文献2所公开的方法来计测由摄像机的设置引起的计测误差、由投射镜头的变形引起的计测误差，可在某种程度上消除上述问题。但是，在相对于屏幕倾斜地设置摄像机时，区域ARO的摄影图像如图16所示，以特征点Pl Ρ4为4角的长方形不是平行四边形。因此，具有如下这样的问题即使利用专利文献2所公开的方法， 也无法计算正确的偏移量，无法正确地调整液晶面板的位置。
发明内容
本 发明正是鉴于以上这样的技术课题而完成的。根据本发明的几个方式，可提供与摄像装置的设置状态、图像的变形等无关，能够高精度地调整光调制装置的位置的光调制装置的位置调整方法、光调制装置的位置调整量计算装置以及投影仪等。本发明的光调制装置的位置调整方法具有以下步骤第1显示步骤，采用第1光调制装置的调制光在投射面上显示包含至少4个第1特征点的第1测试图案；第1摄影步骤， 利用摄像装置拍摄在所述第1显示步骤中显示的所述第1特征点，获得第1摄影数据；第2 显示步骤，采用第2光调制装置的调制光在所述投射面上显示包含至少1个第2特征点的第2测试图案；第2摄影步骤，利用所述摄像装置拍摄在所述第2显示步骤中显示的所述第 2特征点，获得第2摄影数据；对应关系计算步骤，根据所述第1摄影数据，计算在所述第1 光调制装置中定义的第1坐标系下与所述第1特征点对应的位置和在所述摄像装置中定义的摄像坐标系下与所述第1特征点对应的位置之间的对应关系；调整量计算步骤，根据所述对应关系以及所述第2摄影数据，计算与偏移量对应的调整量，该偏移量是所述第1坐标系下与所述第2特征点对应的位置和在所述第2光调制装置中定义的第2坐标系下与所述第2特征点对应的位置之间的偏移量；以及位置调整步骤，根据在所述调整量计算步骤中计算出的所述调整量，调整所述第1光调制装置以及所述第2光调制装置中的至少一方的位置。根据本发明，针对至少4个第1特征点求出第1坐标系与摄像坐标系的对应关系， 根据该对应关系将至少1个第2特征点的位置变换成第1坐标系。然后，根据第1坐标系下与第2特征点对应的位置和原来的第2坐标系下与第2特征点对应的位置的差，调整第1 光调制装置以及第2光调制装置中的至少一方的位置。由此，即使在摄像装置的设置状态、 图像具有变形等的情况下，也能够正确地计算偏移量。由此能够提高摄像装置的设置自由度，因此，例如能够从投射面的外侧进行接近测试图案的位置的摄影，能够通过高倍率的摄影进一步提高偏移量的计算精度。另外，根据本发明，根据摄像坐标系与第1坐标系的对应关系以及第2摄影数据， 计算第1坐标系下与第2特征点对应的位置。然后，计算第2坐标系下与第2特征点对应的位置和第1坐标系下与第2特征点对应的位置之间的偏移量。由此，除了上述效果之外， 还能够通过非常简单的处理来高精度地调整光调制装置的位置。另外，根据本发明，除了上述效果之外，还能够在相对于投射面倾斜地设置摄像装置的情况下，高精度且可靠地调整光调制装置的位置。另外，根据本发明，除了上述效果之外，还能够更高精度地调整光调制装置的位置。另外，根据本发明，针对设置于显示在投射面上的图像的多个区域分别计算调整量，采用这些调整量来调整光调制装置的位置。由此，与根据在1个区域内求出的调整量进行调整的情况相比，能够更高精度地调整光调制装置的位置。另外，本发明的光调制装置的位置调整量计算装置具有第1摄影数据取得部，其取得第1摄影数据，该第1摄影数据是由摄像装置拍摄采用第1光调制装置的调制光显示在投射面上的至少4个第1特征点而获得的；第2摄影数据取得部，其取得第2摄影数据， 该第2摄影数据是由所述摄像装置拍摄采用第2光调制装置的调制光显示在所述投射面上的至少1个第2特征点而获得的；对应关系计算部，其根据所述第1摄影数据，计算在所述第1光调制装置中定义的第1坐标系下与所述第1特征点对应的位置和在所述摄像装置中定义的摄像坐标系下与所述第1特征点对应的位置之间的对应关系；以及调整量计算部， 其根据所述对应关系以及所述第2摄影数据，计算与偏移量对应的调整量，该偏移量是所述第1坐标系下与所述第2特征点对应的位置和在所述第2光调制装置中定义的第2坐标系下与所述第2特征点对应的位置之间的偏移量。
根据本发明，针对至少4个第1特征点求出第1坐标系与摄像坐标系的对应关系， 根据该对应关系将至少1个第2特征点的位置变换成第1坐标系。然后，根据第1坐标系下与第2特征点对应的位置和原来的第2坐标系下与第2特征点对应的位置的差，调整第1 光调制装置以及第2光调制装置中的至少一方的位置。由此，即使在摄像装置的设置状态、 图像具有变形等的情况下，也能够正确地计算偏移量。由此能够提高摄像装置的设置自由度，因此，例如能够从投射面的外侧进行接近测试图案的位置的摄影，能够通过高倍率的摄影进一步提高偏移量的计算精度。另外，本发明的投影仪具有第1光调制装置；第2光调制装置；第1摄影数据取得部，其取得第1摄影数据，该第1摄影数据是由摄像装置拍摄采用所述第1光调制装置的调制光显示在投射面上的至少4个第1特征点而获得的；第2摄影数据取得部，其取得第2 摄影数据，该第2摄影数据是由所述摄像装置拍摄采用所述第2光调制装置的调制光显示在所述投射面上的至少1个第2特征点而获得的；对应关系计算部，其根据所述第1摄影数据，计算在所述第1光调制装置中定义的第1坐标系下与所述第1特征点对应的位置和在所述摄像装置中定义的摄像坐标系下与所述第1特征点对应的位置之间的对应关系；调整量计算部，其根据所述对应关系以及所述第2摄影数据，计算与偏移量对应的调整量，该偏移量是所述第1坐标系下与所述第2特征点对应的位置和在所述第2光调制装置中定义的第2坐标系下与所述第2特征点对应的位置之间的偏移量；以及位置调整机构部，其根据由所述调整量计算部计算出的调整量，调整所述第1光调制装置以及所述第2光调制装置中的至少一方的位置。根据本方式，可提供与摄像装置的设置状态、图像的变形等无关，能够高精度地调整光调制装置的位置的投影仪。另外，根据本发明，能够提高摄像装置的设置位置的自由度，除了上述效果之外， 还能够有助于投影仪的小型化。
图1是本发明的一个实施方式中的显示系统的构成例的框图。图2是示出图1的投影仪的结构的概要的图。图3是图1的位置调整装置的构成例的功能框图。图4的(A)、图4的⑶是示出本实施方式中的测试图案的一例的图。图5的(A)、图5的(B)是示出重叠显示图4的(A)的第1测试图案以及图4的 (B)的第2测试图案的例子的图。图6是示出本实施方式中的液晶面板的位置调整方法的处理的一例的图。图7是位置调整装置的处理例的流程图。
图8的(A)、图8的⑶是本实施方式的效果的说明图。图9是示意性示出本实施方式的第1变形例中的测试图案的图。图10是第1变形例中的位置调整装置的处理例的流程图。
图11是示出本实施方式的第2变形例中的投影仪的构成例的概要的图。图12的(A)、图12的⑶是示出测试图案的一例的图。图13是示出重叠显示图12的(A)的测试图案和图12的(B)的测试图案的例子的图。图14是示意性示出以倾斜状态固定摄像机来拍摄图13的(A)的区域时的摄影图像的一例的图。图15的(A)是示意性示出利用投影仪投射出的图像的变形的图。图15的(B)是示意性示出利用摄像机拍摄图15的(A)而得到的摄影图像的图。图16是示意性示出利用相对于屏幕倾斜设置的摄像机拍摄到的区域的摄影图像的图。符号说明10. · ·显示系统，100,700. · ·投影仪，110. · ·光源，112、114. · ·组合透镜，116...偏振变换元件，118...重叠透镜，120G. · · G用双色镜，120R...R用双色镜，122··.反射镜，124G. · · G 用场镜，124R. · · R 用场镜，130B. · · B用液晶面板，130G. · · G用液晶面板，130R. . . R用液晶面板，140...转换光学系统，142、144、146. · ·转换透镜，148、150. · ·反射镜，160. · ·十字分色棱镜，170,790. · ·投射镜头，180、182...位置调整机构部，200...位置调整装置，210...摄影数据取得部，212...第1摄影数据取得部，214...第2摄影数据取得部，220...对应关系计算部，230...位置计算部， 240...偏移量计算部，250...调整量计算部，260...位置调整部，300. · ·摄像机，710...第1图像形成单元，720. .第2图像形成单元，780. · ·偏振合成棱镜，PlO P13、Q10. · ·特征点，SCR. · ·屏幕。
具体实施例方式以下，采用附图来详细说明本发明的实施方式。此外，以下说明的实施方式并非不当地限定权利要求书所述的本发明的内容。另外，以下说明的结构并非都是为了解决本发明的课题所必须的构成要件。以下，说明调整光调制装置的位置以使采用2个光调制装置的调制光而形成的各个图像完全重叠的例子，但本发明不限于此。图1示出本发明的一个实施方式中的显示系统的构成例的框图。图1示意性示出从上侧观察作为投射面的屏幕而得到的图。
图2示出图1的投影仪100的结构的概要。图2以采用液晶面板作为光调制装置的3板式液晶投影仪为例进行说明。此外，在图2中，对与图1相同的部分标注同一符号， 并适当省略说明。 显示系统10包含投影仪100、位置调整装置200和摄像机(摄影装置)300。投影仪100将与由未图示的图像数据生成装置生成的图像数据对应的图像投射到屏幕SCR上。 摄像机300对投射到屏幕SCR(投射面)上的投影仪100的测试图案的图像进行拍摄。位置调整装置200进行如下的控制根据针对每个颜色生成的图像数据来调整用于调制来自光源的光的液晶面板的位置。此时，位置调整装置200进行如下的控制根据作为基准的由液晶面板形成的测试图案的摄影图像和调整对象的由液晶面板形成的测试图案的摄影图像， 对调整对象的液晶面板的位置进行调整。此外，在图1中，将位置调整装置200设置在投影仪100的外部，但投影仪100也可以具有内置位置调整装置200以及摄像机300中的至少一个的结构。如图2所示，投影仪100包含光源110、一对组合透镜112、114、偏振变换元件116、 重叠透镜118、R用双色镜120R、G用双色镜120G和反射镜122。而且，投影仪100包含R 用场镜124R、G用场镜124G、R用液晶面板130R(第2光调制装置)、G用液晶面板130G (第 1光调制装置)和B用液晶面板130B。另外，投影仪100包含转换光学系统140、十字分色棱镜160、投射镜头170和位置调整机构部180、182。用作R用液晶面板130R、G用液晶面板130G以及B用液晶面板130B的液晶面板是透射型的液晶显示装置。转换光学系统140 包含转换透镜142、144、146和反射镜148、150。光源110例如由超高压水银灯构成，至少射出包含R分量的光、G分量的光、B分量的光在内的光。组合透镜112具有用于将来自光源110的光分割成多个部分光的多个小透镜。组合透镜114具有与组合透镜112的多个小透镜对应的多个小透镜。重叠透镜118在液晶面板上重叠从组合透镜112的多个小透镜射出的部分光。偏振变换元件116具有偏振分束器阵列和λ /2板，将来自光源110的光大致变换成一种偏振光。偏振分束器阵列具有如下的构造交替地排列将由组合透镜112分割后的部分光分离成P偏振和s偏振的偏振分离膜以及改变由偏振分离膜反射后的光的朝向的反射膜。由偏振分离膜分离后的2种偏振光利用λ/2板使偏振方向一致。将通过该偏振变换元件116大致变换成一种偏振光后的光照射到重叠透镜118。来自重叠透镜118的光入射到R用双色镜120R。R用双色镜120R具有反射R分量的光使G分量以及B分量的光透射的功能。透射R用双色镜120R后的光照射到G用双色镜120G，由R用双色镜120R反射后的光由反射镜122反射，导入到R用场镜124R。G用双色镜120G具有反射G分量的光使B分量的光透射的功能。透射G用双色镜120G后的光入射到转换光学系统140，由G用双色镜120G反射后的光导入到G用场镜124G。在转换光学系统140中，为了使透射G用双色镜120G后的B分量光的光路长与其它的R分量以及G分量的光的光路长之间的差异尽量小，采用转换透镜142、144、146来校正光路长的差异。透射转换透镜142后的光由反射镜148导入到转换透镜144。透射转换透镜144后的光由反射镜150导入到转换透镜146。透射转换透镜146后的光照射到B用液晶面板130Β。照射到R用场镜124R的光被变换成平行光入射到R用液晶面板130R。R用液晶面板130R作为光调制装置发挥功能，透射率(通过率、调制率)根据R用图像数据进行变化。因此，根据R用图像数据调制入射到R用液晶面板130R的光，调制后的光入射到十字分色棱镜160。照射到G用场镜124G的光被变换成平行光入射到G用液晶面板130G。G用液晶面板130G作为光调制装置发挥功能，透射率根据G用图像数据进行变化。因此，根据G 用图像数据调制入射到G用液晶面板130G的光，调制后的光入射到十字分色棱镜160。被照射由转换透镜142、144、146变换成平行光的光的B用液晶面板130B作为光调制装置发挥功能，透射率根据B用图像数据进行变化。因此，根据B用图像数据调制入射到B用液晶面板130B的光，调制后的光入射到十字分色棱镜160。R用液晶面板130R、G用液晶面板130G以及B用液晶面板130B分别具有同样的结构。各液晶面板将作为电光物质的液晶密闭封入一对透明的玻璃基板，例如将聚硅薄膜晶体管作为开关元件，与各色的图像数据对应地调制各色光的通过率。十字分色棱镜160具有将来自R用液晶面板130R、G用液晶面板130G以及B用液晶面板130B的入射光合成后的合成光作为出射光输出的功能。投射镜头170是使输出图像在屏幕SCR上放大成像的镜头。 在本实施方式中，以G用液晶面板130G的位置为基准，调整R用液晶面板130R或 B用液晶面板130B的位置。因此，位置调整机构部180根据来自位置调整装置200的调整控制信号，调整R用液晶面板130R的位置。另外，位置调整机构部182根据来自位置调整装置200的调整控制信号，调整B用液晶面板130B的位置。这样的位置调整机构部180、 182分别具有带致动器的光学载物台，固定设置与该光学载物台对应的液晶面板。在此情况下，构成为各光学载物台可在与各光轴正交的平面上在水平方向以及垂直方向移动，由此， 能够利用与其移动量对应的调整控制信号，调整液晶面板的位置。图3示出图1的位置调整装置200的构成例的功能框图。图4的(A)、图4的⑶示出本实施方式中的测试图案的一例。图4的㈧示意性示出作为调整基准的由G用液晶面板130G的调制光形成的第1测试图案的一例。图4的 (B)示意性示出作为调整对象的由液晶面板的调制光形成的第2测试图案的一例。图5的(A)、图5的⑶示出重叠显示图4的(A)的第1测试图案以及图4的(B) 的第2测试图案的例子。位置调整装置200包含摄影数据取得部210、对应关系计算部220、位置计算部 230、偏移量计算部240、调整量计算部250和位置调整部260。摄影数据取得部210包含第 1摄影数据取得部212和第2摄影数据取得部214。第1摄影数据取得部212取得利用摄像机300拍摄屏幕SCR上的图4的(A)所示的第1测试图案的图像IMGl而得到的第1摄影数据。采用作为基准的G用液晶面板130G 的调制光来形成图像IMG1。第1测试图案如图4的㈧所示，在图像IMGl内具有至少4个特征点(显示像素、第1特征点)P10 P13。第1测试图案优选包含如下的特征点PlO P13，该特征点PlO P13被配置成任何3点的组合在屏幕SCR中都不存在于一条直线上。 在G用液晶面板130G的光调制面上定义的面板坐标系中，预先识别特征点PlO P13的位置。此外，特征点PlO P13各自的位置如图4的㈧所示不限于由1个像素确定，可以由多个像素的重心位置来特定，或者利用十字状或X字状的交叉位置来确定，不受特征点的形状限定。
第2摄影数据取得部214取得利用摄像机300拍摄屏幕SCR上的图4的(B)所示的第2显示测试图案的图像IMG2而得到的第2摄影数据。采用作为调整对象的液晶面板 (例如R用液晶面板130R、B用液晶面板130B)的调制光来形成图像IMG2。第2测试图案如图4的(B)所示，在图像IMG2内具有至少1个特征点(显示像素、第2特征点)Q10。例如在R用液晶面板130R或B用液晶面板130B上定义的面板坐标系中，预先识别特征点QlO 的位置。如图5的(A)所示，在屏幕SCR上显示特征点Q10，使其配置在连接特征点PlO P13而形成的区域ARl内。或者，如图5的(B)所示，在屏幕SCR上显示特征点Q10，使其配置在连接特征点PlO P13而形成的区域AR2的外侧即区域AR2的附近。这样，能够更高精度地调整液晶面板的位置。对应关系计算部220根据由第1摄影数据取得部212取得的第1摄影数据，计算第1面板坐标系(第1坐标系)下与特征点Pio P13对应的位置和摄像机坐标系下与特征点PlO P13对应的位置之间的对应关系。在G用液晶面板130G中定义第1面板坐标
系位置计算部230根据由对应关系计算部220计算出的对应关系以及由第2摄影数据取得部214取得的第2摄影数据，计算第1面板坐标系下与特征点QlO对应的位置。艮口， 位置计算部230根据摄像机坐标系下与特征点QlO对应的位置和第1面板坐标系与摄像机坐标系的对应关系，计算第1面板坐标系下与特征点QlO对应的位置。偏移量计算部240计算第2面板坐标系(第2坐标系)下与特征点QlO对应的位置和由位置计算部230计算出的第1面板坐标系下与特征点QlO对应的位置之间的偏移量。在R用液晶面板130R或B用液晶面板130B中定义第2面板坐标系。调整量计算部250计算与由偏移量计算部240计算出的偏移量对应的调整量。位置调整部260进行以下的控制根据由调整量计算部250计算出的调整量，调整R用液晶面板130R或B用液晶面板130B的位置。此外，在本实施方式中，说明以G用液晶面板130G的位置为基准调整R用液晶面板130R或B用液晶面板130B的位置的例子，但不限于此。例如，位置调整部260也可以进行调整G用液晶面板130G、R用液晶面板130R以及B用液晶面板130B中的至少1个液晶面板的位置的控制。以下，说明以G用液晶面板130G的位置为基准调整R用液晶面板130R 的位置的处理例，但是，以G用液晶面板130G的位置为基准调整B用液晶面板130B的位置的处理也是同样的。图6示出本实施方式中的液晶面板的位置调整方法的处理的一例。首先，例如通过位置调整装置200的控制，投影仪100将图4的(A)所示的具有特征点PlO P13的第1测试图案显示到屏幕SCR上(步骤S10、第1显示步骤)。在该步骤 SlO中，采用由G用液晶面板130G调制后的调制光，显示具有特征点PlO P13的第1测试图案。接着，例如通过位置调整装置200的控制，利用摄像机300拍摄显示在屏幕SCR上的特征点PlO P13(步骤S12、第1摄影步骤)。位置调整装置200将利用摄像机300拍摄到的摄影数据作为第1摄影数据取入。接着，例如通过位置调整装置200的控制，投影仪100将图4的(B)所示的具有特征点QlO的第2测试图案显示到屏幕SCR上(步骤S14、第2显示步骤)。在该步骤S14中， 采用由R用液晶面板130R调制后的调制光，显示具有特征点QlO的第2测试图案。另外，在重叠显示第1测试图案和第2测试图案时，如图5的(A)或图5的(B)所示显示第2测试图案，使得特征点QlO配置在连接特征点PlO P13而形成的区域内或该区域附近。接着，例如通过位置调整装置200的控制，利用摄像机300拍摄显示在屏幕SCR上的特征点QlO (步骤S16、第2摄影步骤)。位置调整装置200将利用摄像机300拍摄到的摄影数据作为第2 摄影数据取入。此外，固定摄像机300的设置位置，使步骤S12中在拍摄时的摄像机300的位置与步骤S16中在拍摄时的摄像机300的位置成为相同的位置。然后，位置调整装置200根据在步骤S12中拍摄到的第1摄影数据，计算G用液晶面板130G中的第1面板坐标系与摄像机300中的摄像机坐标系的对应关系(步骤S18、对应关系计算步骤)。然后，位置调整装置200计算与偏移量对应的调整量，该偏移量是R用液晶面板130R的第2面板坐标系下与特征点QlO对应的位置和第1面板坐标系下与特征点QlO对应的位置之间的偏移 量(步骤S20、调整量计算步骤)。在该步骤S20中，采用计算出的第1面板坐标系与摄像机坐标系的对应关系以及第2摄影数据。接着，位置调整装置200根据在步骤S20中计算出的调整量，调整R用液晶面板 130R的位置(步骤S22、位置调整步骤)，结束一连串的处理(结束)。接着，具体说明位置调整装置200进行的位置调整处理。图7示出位置调整装置200的处理例的流程图。位置调整装置200由 ASIC (Application Specific Integrated Circuit 专用集成电路)或专用硬件构成，与图 3的各部对应的硬件可执行与图7的各个步骤对应的处理。或者，位置调整装置200也可以由中央运算处理装置(Central Processing Unit 以下称为CPU)、只读存储器(Readonly Memory 以下称为ROM)或随机存取存储器(Random Access Memory 以下称为RAM)构成。 在此情况下，通过读入ROM或RAM中存储的程序的CPU执行与该程序对应的处理，位置调整装置200执行与图7的各个步骤对应的处理。位置调整装置200在第1摄影数据取得部212中，取得在步骤S12中拍摄到的图4 的(A)的图像的摄影数据即第1摄影数据(步骤S30、第1摄影数据取得步骤)。接着，位置调整装置200在第2摄影数据取得部214中，取得在步骤S16中拍摄到的图4的(B)的图像的摄影数据即第2摄影数据(步骤S32、第2摄影数据取得步骤)。接着，位置调整装置200在对应关系计算部220中，根据在步骤S30中取得的第1摄影数据，计算第1面板坐标系与摄像机坐标系的对应关系(步骤S34、对应关系计算步骤)。这里，在第1面板坐标系中，将特征点PlO的位置设为(X1P1，Y1P1)，将特征点Pll 的位置设为(Χ2Ρ1，Υ2Ρ1)，将特征点Ρ12的位置设为(Χ3Ρ1，Υ3Ρ1)，将特征点Ρ13的位置设为(Χ4Ρ1，Υ4Ρ1)。对应关系计算部220根据第1摄影数据，计算摄像机坐标系下与特征点 PlO Ρ13对应的位置。此时，根据第1摄影数据，通过重心的计算、亮度峰值的检测等来计算摄像机坐标系下的特征点Pio Ρ13的位置。结果，在摄像机坐标系中，求出与特征点 PlO对应的位置(X1CAM，YlCAM)、与特征点Pll对应的位置(X2CAM，Y2CAM)、与特征点P12 对应的位置(X3CAM，Y3CAM)、与特征点P13对应的位置(X4CAM，Y4CAM)。由此，第1面板坐标系的位置(X1P1，Y1P1) (X4P1，Y4P1)分别与摄像机坐标系的位置(X1CAM，Y1CAM) (X4CAM, Y4CAM)对应。在本实施方式中，如以下的式⑴、式(2)所示定义将摄像机坐标系的位置(XCAM， YCAM)坐标变换成第1面板坐标系的位置(XP1，YPl)的坐标变换式。对应关系计算部220通过计算这些式子中的参数a h，将用参数a h确定的坐标变换式作为上述对应关系进行计算。.
权利要求
1.一种光调制装置的位置调整方法，其特征在于，该光调制装置的位置调整方法具有以下步骤第1显示步骤，采用第1光调制装置的调制光在投射面上显示包含至少4个第1特征点的第1测试图案；第1摄影步骤，利用摄像装置拍摄在所述第1显示步骤中显示的所述第1特征点，获得第1摄影数据；第2显示步骤，采用第2光调制装置的调制光在所述投射面上显示包含至少1个第2 特征点的第2测试图案；第2摄影步骤，利用所述摄像装置拍摄在所述第2显示步骤中显示的所述第2特征点， 获得第2摄影数据；对应关系计算步骤，根据所述第1摄影数据，计算在所述第1光调制装置中定义的第 1坐标系下与所述第1特征点对应的位置和在所述摄像装置中定义的摄像坐标系下与所述第1特征点对应的位置之间的对应关系；调整量计算步骤，根据所述对应关系以及所述第2摄影数据，计算与偏移量对应的调整量，该偏移量是所述第1坐标系下与所述第2特征点对应的位置和在所述第2光调制装置中定义的第2坐标系下与所述第2特征点对应的位置之间的偏移量；以及位置调整步骤，根据在所述调整量计算步骤中计算出的所述调整量，调整所述第1光调制装置以及所述第2光调制装置中的至少一方的位置。
2.根据权利要求1所述的光调制装置的位置调整方法，其特征在于，该光调制装置的位置调整方法具有以下步骤位置计算步骤，根据所述对应关系以及所述第2摄影数据，计算所述第1坐标系下与所述第2特征点对应的位置；以及偏移量计算步骤，计算所述第2坐标系下与所述第2特征点对应的位置和在所述位置计算步骤中计算出的所述第1坐标系下与所述第2特征点对应的位置之间的偏移量，在所述调整量计算步骤中，计算与在所述偏移量计算步骤中计算出的所述偏移量对应的调整量。
3.根据权利要求1或2所述的光调制装置的位置调整方法，其特征在于，所述第1显示步骤显示具有如下配置的所述第1特征点的所述第1测试图案，该第1特征点被配置成任何3点的组合在所述投射面上都不存在于一条直线上。
4.根据权利要求1 3中的任意一项所述的光调制装置的位置调整方法，其特征在于， 所述第2显示步骤显示具有如下配置的所述第2特征点的所述第2测试图案，该第2特征点被配置在连接所述第1特征点而形成的区域内或该区域的附近。
5.根据权利要求1 4中的任意一项所述的光调制装置的位置调整方法，其特征在于， 按照所述投射面上的多个区域求出所述调整量，根据多个调整量来调整所述第1光调制装置以及所述第2光调制装置中的至少一方的位置。
6.一种光调制装置的位置调整量计算装置，其特征在于，该光调制装置的位置调整量计算装置具有第1摄影数据取得部，其取得第1摄影数据，该第1摄影数据是由摄像装置拍摄采用第 1光调制装置的调制光显示在投射面上的至少4个第1特征点而获得的；第2摄影数据取得部，其取得第2摄影数据，该第2摄影数据是由所述摄像装置拍摄采用第2光调制装置的调制光显示在所述投射面上的至少1个第2特征点而获得的；对应关系计算部，其根据所述第1摄影数据，计算在所述第1光调制装置中定义的第 1坐标系下与所述第1特征点对应的位置和在所述摄像装置中定义的摄像坐标系下与所述第1特征点对应的位置之间的对应关系；以及调整量计算部，其根据所述对应关系以及所述第2摄影数据，计算与偏移量对应的调整量，该偏移量是所述第1坐标系下与所述第2特征点对应的位置和在所述第2光调制装置中定义的第2坐标系下与所述第2特征点对应的位置之间的偏移量。
7.一种投影仪，其特征在于，该投影仪具有 第1光调制装置；第2光调制装置；第1摄影数据取得部，其取得第1摄影数据，该第1摄影数据是由摄像装置拍摄采用所述第1光调制装置的调制光显示在投射面上的至少4个第1特征点而获得的；第2摄影数据取得部，其取得第2摄影数据，该第2摄影数据是由所述摄像装置拍摄采用所述第2光调制装置的调制光显示在所述投射面上的至少1个第2特征点而获得的；对应关系计算部，其根据所述第1摄影数据，计算在所述第1光调制装置中定义的第 1坐标系下与所述第1特征点对应的位置和在所述摄像装置中定义的摄像坐标系下与所述第1特征点对应的位置之间的对应关系；调整量计算部，其根据所述对应关系以及所述第2摄影数据，计算与偏移量对应的调整量，该偏移量是所述第1坐标系下与所述第2特征点对应的位置和在所述第2光调制装置中定义的第2坐标系下与所述第2特征点对应的位置之间的偏移量；以及位置调整机构部，其根据由所述调整量计算部计算出的调整量，调整所述第1光调制装置以及所述第2光调制装置中的至少一方的位置。
8.根据权利要求7所述的投影仪，其特征在于，该投影仪包含拍摄所述第1特征点以及所述第2特征点的所述摄像装置。
全文摘要
本发明提供一种光调制装置的位置调整方法、位置调整量计算装置以及投影仪，光调制装置的位置调整方法具有以下步骤第1摄影步骤，利用摄像装置拍摄采用第1光调制装置的调制光显示的第1特征点来获得第1摄影数据；第2摄影步骤，利用上述摄像装置拍摄采用第2光调制装置的调制光显示的第2特征点来获得第2摄影数据；调整量计算步骤，根据上述第1摄影数据以及上述第2摄影数据来计算调整量；以及位置调整步骤，根据在上述调整量计算步骤中计算出的上述调整量，调整上述第1光调制装置以及上述第2光调制装置中的至少一方的位置。
文档编号H04N9/31GK102263919SQ201110135049
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月24日 优先权日2010年5月25日
发明者吉泽孝一 申请人:精工爱普生株式会社