(57)【要約】【課題】  人間の目から見て合焦状態となる投影画像に自動でフォーカス調整できるプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタ１を構成する自動調整制御部７４２は、パターン画像情報記憶部７５１に記憶されたパターン画像情報に基づくパターン画像をＤＭＤ４２に形成させ投射レンズ４３１を介してスクリーンＳｃに拡大投射させることでスクリーンＳｃ上に投影パターン画像を生成させるパターン画像生成部７４２Ａと、撮像装置６にて撮像され緑色光透過型カラーフィルタ８にて設定された緑色光対応画像信号に基づいて投影パターン画像が合焦状態であるか否かを判定する画像解析部７４２Ｄと、投影パターン画像が合焦状態であると判定されるまでレンズ駆動部４３２を駆動して投射レンズ４３１を構成する複数のレンズの相対位置を変更させるレンズ駆動制御部７４２Ｂとを備える。【選択図】 図１
2006285016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置から射出された複数の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調して光学像を形成する光変調素子と、前記光学像をスクリーンに拡大投射して前記スクリーン上にカラー画像を形成する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記投射光学装置は、複数のレンズを有し前記複数のレンズを介して前記光学像をスクリーンに拡大投射する投射レンズと、前記スクリーンに拡大投射した投影画像のフォーカス調整を実施するために前記複数のレンズの相対位置を変更するレンズ駆動部とを備え、
前記スクリーンの投射面を撮像して所定の画像信号を出力する撮像装置と、
前記撮像装置から出力される画像信号を前記複数の色光のうち緑の波長領域の光束に対応する緑色光対応画像信号に設定する信号設定部と、
前記フォーカス調整を実施するための所定のパターン画像に関するパターン画像情報を記憶するパターン画像情報記憶部と、
前記投影画像が合焦状態となる合焦位置に前記複数のレンズの相対位置を変更する旨の自動調整情報を設定入力させる設定入力部と、
前記自動調整情報に基づいて前記投影画像が合焦状態となるまで前記レンズ駆動部を駆動して前記複数のレンズの相対位置を変更させる自動調整制御を実施する自動調整制御部とを備え、
前記自動調整制御部は、前記パターン画像情報に基づくパターン画像を前記光変調素子に形成させ前記投射レンズを介して前記スクリーンに拡大投射させることで前記スクリーン上に投影パターン画像を生成させるパターン画像生成部と、前記撮像装置にて撮像され前記信号設定部にて設定された緑色光対応画像信号に基づいて前記投影パターン画像が合焦状態であるか否かを判定する画像解析部と、前記レンズ駆動部を駆動して前記複数のレンズの相対位置を変更し前記投影パターン画像が合焦状態であると判定された合焦位置に前記複数のレンズの相対位置を位置付けるレンズ駆動制御部とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記信号設定部は、前記撮像装置および前記投射面の間に配設され、前記緑の波長領域の光束のみを透過させる緑色光透過型カラーフィルタで構成され、
前記撮像装置は、前記緑色光透過型カラーフィルタを介して前記投射面を撮像することで前記緑色光対応画像信号を出力することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記撮像装置は、前記投射面を撮像した画像を前記複数の色光毎の画像信号に変換して出力し、
前記信号設定部は、前記撮像装置から出力される前記複数の色光毎の画像信号のうち前記緑色光対応画像信号を選択して出力する信号処理部であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記パターン画像は、所定の２種類の各色成分が並列配置し、その並列方向に空間周波数が異なるパターン形状で形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調素子と、光変調素子にて形成された光学像をスクリーン上に拡大投射する投射レンズとを備えたプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタにおいて、光学像がスクリーン上において結像するように、投射レンズのうちフォーカス調整に寄与するフォーカスレンズを光軸方向に移動させて自動でフォーカス調整（自動調整制御）を実施するプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、または特許文献３参照）。
このような自動調整制御では、先ず、所定のパターン画像をスクリーンに拡大投射してスクリーン上に投影パターン画像を生成する。次に、スクリーンの投射面を撮像装置にて撮像する。そして、撮像した画像（投影パターン画像）を解析し、投影パターン画像が合焦状態となる位置にフォーカスレンズを位置付ける。
そして、上記各特許文献に記載の自動調整制御では、白および黒の各色成分が所定のパターン形状で形成された投影パターン画像が合焦状態となるようにフォーカス調整を実施している。このように白および黒のパターンを用いることで、明暗のコントラスト比を良好に認識することができ、すなわち、最適な合焦位置にフォーカスレンズを位置付けている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３５７７号公報
【特許文献２】特開平８−２９２４９６号公報
【特許文献３】特開２０００−２４１８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スクリーン上にカラーの投影画像を形成する際には、一般的に、複数の色光（例えば、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色光）を光変調素子にて変調して複数の色光で構成された各光学像を合成して投射レンズにて拡大投射することでスクリーン上にカラーの投影画像を形成している。
また、一般的な光学レンズは、波長（色）によって屈折率が異なるものである。すなわち、投射レンズの色収差の影響により、投射レンズを介した各色光（各光学像）は、各結像位置がそれぞれ異なる位置に形成されやすい。そして、上記各特許文献に記載の自動調整制御では、白および黒の各色成分を有する投影パターン画像が合焦状態となるようにフォーカス調整するため、各色光の結像位置の平均位置で合焦状態となるようにフォーカスレンズを位置付けることとなる。
一方、人間の目は、明るさが急激に変化する場所を輪郭と認識しやすい。特に、人間の目は、緑、赤、青の順に明るく感じる（緑を最も明るく感じる）性質がある。このため、各色光（各光学像）の結像位置がそれぞれ異なる位置に形成されている場合には、人間の目は、緑色光の光学像の結像位置で合焦状態となるようにフォーカスレンズを位置付けた場合に投影画像が合焦状態であると認識する。
したがって、上記各特許文献に記載の自動調整制御を実施した場合には、人間の目から見て焦点ぼけした投影画像となってしまう。
【０００５】
上述した問題は、光変調素子を単板で構成した場合、すなわち、１つの光変調素子のみで複数の色光を変調して複数の色光で構成された各光学像を形成する場合、および、光変調素子を複数（例えば、三板）で構成した場合、すなわち、複数の色光を複数の光変調素子でそれぞれ変調して複数の色光で構成された各光学像を各光変調素子で形成する場合の双方に生じることである。
また、光変調素子を複数で構成した場合には、投射レンズの色収差の影響の他、各光変調素子の配設位置の影響により上述した問題が生じることがある。
すなわち、一般的な光学レンズは、物体までの距離が近いほど遠くに結像し、物体までの距離が遠いほど近くに結像するものである。このため、複数の光変調素子の各配設位置と投射レンズとの各離間距離が同一でなく僅かにずれている場合には、複数の光変調素子で形成され投射レンズを介した各色光（各光学像）は、各結像位置がそれぞれ異なる位置に形成されることとなる。したがって、上記同様に、上記各特許文献に記載の自動調整制御を実施した場合には、人間の目から見て焦点ぼけした投影画像となってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、人間の目から見て合焦状態となる投影画像に自動でフォーカス調整できるプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプロジェクタは、光源装置から射出された複数の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調して光学像を形成する光変調素子と、前記光学像をスクリーンに拡大投射して前記スクリーン上にカラー画像を形成する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記投射光学装置は、複数のレンズを有し前記複数のレンズを介して前記光学像をスクリーンに拡大投射する投射レンズと、前記スクリーンに拡大投射した投影画像のフォーカス調整を実施するために前記複数のレンズの相対位置を変更するレンズ駆動部とを備え、前記スクリーンの投射面を撮像して所定の画像信号を出力する撮像装置と、前記撮像装置から出力される画像信号を前記複数の色光のうち緑の波長領域の光束に対応する緑色光対応画像信号に設定する信号設定部と、前記フォーカス調整を実施するための所定のパターン画像に関するパターン画像情報を記憶するパターン画像情報記憶部と、前記投影画像が合焦状態となる合焦位置に前記複数のレンズの相対位置を変更する旨の自動調整情報を設定入力させる設定入力部と、前記自動調整情報に基づいて前記投影画像が合焦状態となるまで前記レンズ駆動部を駆動して前記複数のレンズの相対位置を変更させる自動調整制御を実施する自動調整制御部とを備え、前記自動調整制御部は、前記パターン画像情報に基づくパターン画像を前記光変調素子に形成させ前記投射レンズを介して前記スクリーンに拡大投射させることで前記スクリーン上に投影パターン画像を生成させるパターン画像生成部と、前記撮像装置にて撮像され前記信号設定部にて設定された緑色光対応画像信号に基づいて前記投影パターン画像が合焦状態であるか否かを判定する画像解析部と、前記レンズ駆動部を駆動して前記複数のレンズの相対位置を変更し前記投影パターン画像が合焦状態であると判定された合焦位置に前記複数のレンズの相対位置を位置付けるレンズ駆動制御部とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、プロジェクタは、撮像装置、信号設定部、設定入力部、および自動調整制御部を備え、信号設定部は、撮像装置にて撮像され自動調整制御部に出力される画像信号を光源装置から射出された複数の色光のうち緑の波長領域の光束に対応する緑色光対応画像信号に設定する。このことにより、画像解析部は、信号設定部にて設定された緑色光対応画像信号に基づいて緑の色成分を有する投影パターン画像を認識し、該緑の色成分を有する投影パターン画像が合焦状態であるか否かを判定できる。
このため、画像解析部にて判定された合焦位置に複数のレンズの相対位置を位置付けることで、例えば、投射レンズの色収差の影響により投影画像を構成する赤、緑、青の光学像の結像位置にずれが生じている場合であっても、緑の光学像の結像位置で合焦状態となるように複数のレンズの相対位置を位置付けることができる。
また、画像解析部にて判定された合焦位置に複数のレンズの相対位置を位置付けることで、例えば、光変調素子を複数で構成した場合で複数の光変調素子の各配設位置と投射レンズとの各離間距離が同一でなく僅かにずれが生じている影響により、投影画像を構成する赤、緑、青の光学像の結像位置にずれが生じている場合であっても、緑の光学像の結像位置で合焦状態となるように複数のレンズの相対位置を位置付けることができる。
したがって、緑を最も明るく感じる人間の目に合わせて投影画像を自動でフォーカス調整でき、自動調整制御により人間の目から見て合焦状態となる投影画像にフォーカス調整できる。
【０００９】
本発明のプロジェクタでは、前記信号設定部は、前記撮像装置および前記投射面の間に配設され、前記緑の波長領域の光束のみを透過させる緑色光透過型カラーフィルタで構成され、前記撮像装置は、前記緑色光透過型カラーフィルタを介して前記投射面を撮像することで前記緑色光対応画像信号を出力することが好ましい。
本発明によれば、信号設定部が緑色光透過型カラーフィルタで構成されているので、撮像装置および投射面の間に緑色光透過型カラーフィルタを配設するだけで、撮像装置から出力される画像信号を光源装置から射出された複数の色光のうち緑の波長領域の光束に対応する緑色光対応画像信号に簡単な構成で容易に設定できる。
【００１０】
本発明のプロジェクタでは、前記撮像装置は、前記投射面を撮像した画像を前記複数の色光毎の画像信号に変換して出力し、前記信号設定部は、前記撮像装置から出力される前記複数の色光毎の画像信号のうち前記緑色光対応画像信号を選択して出力する信号処理部であることが好ましい。
ここで、撮像装置としては、例えば、撮像した画像をＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換して出力する３ＣＣＤカメラ等の撮像装置を採用できる。
本発明によれば、信号設定部が信号処理部で構成され、すなわち、撮像装置から出力される複数の色光毎の各画像信号（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）のうち緑色光対応画像信号（例えば、Ｇ信号）を選択して出力する構成であるので、上述したように、緑色光透過型カラーフィルタを撮像装置および投射面の間に配設する必要がなく、プロジェクタの小型化を阻害することなく簡単な制御構造で撮像装置から出力される画像信号を緑色光対応画像信号に設定できる。
【００１１】
本発明のプロジェクタでは、前記パターン画像は、所定の２種類の各色成分が並列配置し、その並列方向に空間周波数が異なるパターン形状で形成されていることが好ましい。
本発明によれば、パターン画像が上述したパターン形状であるので、スクリーン上に生成される投影パターン画像もまた上述したパターン形状を有することとなる。そして、例えば、投影パターン画像が合焦状態でない場合には空間周波数の高い領域で各色成分の境界が不明確となり、投影パターン画像が合焦状態である場合には空間周波数の高い領域で前記境界が明確となる。このため、投影パターン画像が合焦状態であるか否かを判定する際に、空間周波数の低い領域のみで判定するよりも、空間周波数の高い領域を含めて判定することで、前記境界が明確であるか不明確であるかを判定でき、すなわち、投影パターン画像が合焦状態となる合焦位置をより高精度に判定できる。また、投影パターン画像における空間周波数の低い領域のみで投影パターン画像が合焦状態であるか否かを判定したり、投影パターン画像における空間周波数の低い領域および高い領域で投影パターン画像が合焦状態であるか否かを判定したり、状況に応じて適宜、合焦状態の判定を使い分けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
[１．第１実施形態]
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔1-1．プロジェクタの構成〕
図１は、プロジェクタ１の概略構成を示すブロック図である。
プロジェクタ１は、光源から射出される複数の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調して光学像を形成し、形成した光学像をスクリーンＳｃ（図１）上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、図１に示すように、設定入力部としての操作部２と、電源部３と、画像形成部４と、回転位置検出部５と、撮像装置６と、制御装置７と、信号設定部としての緑色光透過型カラーフィルタ８とで大略構成されている。
【００１３】
操作部２は、図示しないリモートコントローラや、プロジェクタ１に備えられたボタンやキーにより構成され、利用者による操作を認識して所定の操作信号を制御装置７に出力する。この操作部２は、図１に示すように、手動調整入力部２１と自動調整入力部２２等を備える。なお、図１では、操作部２におけるプロジェクタ１のＯＮ／ＯＦＦを実施する入力部、音量調整を実施する入力部、投影画像の画質調整を実施する入力部等の他の入力部については、図示を省略している。
手動調整入力部２１は、スクリーンＳｃに投影される投影画像のフォーカス調整を手動で調整する後述する手動調整制御を制御装置７に実施させるための入力ボタンであり、図１に示すように、ファーボタン２１１およびニアボタン２１２を備える。そして、手動調整入力部２１は、利用者によるファーボタン２１１またはニアボタン２１２の押下を認識しその押下時間に応じた操作信号を制御装置７に出力する。
自動調整入力部２２は、スクリーンＳｃに投影される投影画像のフォーカス調整を自動で調整する後述する自動調整制御を制御装置７に実施させるための入力ボタンである。そして、自動調整入力部２２は、利用者による押下を認識して自動調整情報としての操作信号を制御装置７に出力する。
【００１４】
電源部３は、外部から供給された電力をプロジェクタ１の各部に供給する。この電源部３は、図示は省略するが、外部から供給された電力をプロジェクタ１の各部に供給する主電源と、利用者による操作部２の操作により主電源がＯＦＦした状態（スタンバイ状態）において、外部から供給された電力をプロジェクタ１の制御装置７等にのみ供給するサブ電源とで構成されている。
【００１５】
画像形成部４は、制御装置７による制御の下、光学像を形成してスクリーンＳｃに拡大投射する。この画像形成部４は、図１に示すように、光源装置４１と、光変調素子としてのＤＭＤ４２と、投射光学装置４３等を備える。
光源装置４１は、制御装置７による制御の下、光束をＤＭＤ４２に向けて射出する。この光源装置４１は、光源装置本体としての光源ランプ４１１と、ランプ駆動部４１２と、カラーホイール４１３と、ホイール駆動部４１４等を備える。
光源ランプ４１１は、超高圧水銀ランプにて構成されている。なお、超高圧水銀ランプに限らず、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の他の放電発光型の光源ランプを採用してもよい。さらに、放電発光型の光源ランプに限らず、発光ダイオードや有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、シリコン発光素子等の各種自己発光素子を採用してもよい。
ランプ駆動部４１２は、制御装置７による制御の下、所定の駆動周波数にしたがって駆動信号を生成し、光源ランプ４１１を駆動する。
【００１６】
カラーホイール４１３は、光源ランプ４１１から射出される光束を赤、緑、青の波長領域の光束に変換する３つのカラーフィルタを備え、この３つのカラーフィルタを切り替えて時分割形式で異なる波長領域の光束を射出する。
【００１７】
図２は、カラーホイール４１３の構造を模式的に示す図である。具体的に、図２は、カラーホイール４１３を光軸方向から見た図である。
カラーホイール４１３は、図２に示すように、３つのカラーフィルタの切り替えを実施するため、平面視円盤形状を有し平面視中心位置を回転軸Ｂｘとして回転可能に構成されている。そして、カラーホイール４１３は、図２に示すように、その回転軸Ｂｘが光源ランプ４１１から射出される光束の照明光軸Ａｘとずれた位置に配設され、光源ランプ４１１から射出された光束はカラーホイール４１３の円盤状の輪帯部分に照射される。また、カラーホイール４１３には、図２に示すように、該カラーホイール４１３の回転方向に沿って区切られた３つの扇型の領域にそれぞれ透過型カラーフィルタ４１３Ｒ，４１３Ｇ，４１３Ｂが形成されている。ここで、透過型カラーフィルタ４１３Ｒは、赤の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射または吸収することで赤色光のみを透過させる。同様に、透過型カラーフィルタ４１３Ｇ，４１３Ｂは、それぞれ緑、青の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射または吸収することで緑色光または青色光のみを透過させる。このような透過型カラーフィルタ４１３Ｒ，４１３Ｇ，４１３Ｂは、例えば、誘電体多層膜をスパッタ等の蒸着により形成できる。
【００１８】
ホイール駆動部４１４は、一般的なモータ等で構成され、制御装置７による制御の下、回転軸Ｂｘを中心として所定の周波数でカラーホイール４１３を回転させる。
なお、図示は省略したが、光源装置４１は、カラーホイール４１３と光源ランプ４１１との間に光源ランプ４１１からの光束の面内照度分布を均一化するロッドインテグレータ等の均一照明光学系が配設されている。このような光学系の構成については、種々の一般的なプロジェクタの光学系の構成が利用可能である。
【００１９】
ＤＭＤ４２は、入射光束を反射する多数のマイクロミラーを有し、制御装置７からの駆動信号に基づいて、入射光束の反射方向をマイクロミラーの傾きを変える（オン／オフ）ことによって選択し、入射光束に対して画像情報に基づく２次元的な変調を与える。そして、入射光束は投射される画素に対応する変調光となる。
例えば、このＤＭＤ４２は、ＣＭＯＳウェハープロセスを基にマイクロマシン技術により半導体チップ上に多数の可動マイクロミラーを集積して構成される。この可動マイクロミラーは、対角軸を中心に回転し、２つの所定角度（±θ）に傾斜した双安定状態をとる。この２つの状態間で４θの大きな光偏向角が得られ、Ｓ／Ｎ比の良好な光スイッチングを実施することができる。
そして、ＤＭＤ４２に入射する光束のうち、＋２θ方向に偏向される光束（可動マイクロミラーがオン状態の時）は、投射光学装置４３により画像光として投射され、−２θ方向に偏向される光束（可動マイクロミラーがオフ状態の時）は、不要光として、図示しない光吸収部材により吸収される。
なお、このＤＭＤ４２は、例えば、ディジタル・マイクロミラー・デバイス（テキサス・インスツルメント社の商標）を採用できる。
【００２０】
投射光学装置４３は、ＤＭＤ４２から射出された画像光をスクリーンＳｃに向けて拡大投射する。この投射光学装置４３は、投射レンズ４３１と、レンズ駆動部４３２とを備える。
【００２１】
図３は、投射レンズ４３１の要部を模式的に示す図である。具体的に、図３は、投射レンズ４３１の要部を光軸方向から見た図である。
投射レンズ４３１は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。そして、投射レンズ４３１は、前記複数のレンズを介してＤＭＤ４２から射出された画像光をスクリーンＳｃに向けて拡大投射する。
前記鏡筒は、複数の部材を接続することで構成され、複数の部材にて複数のレンズを支持している。
そして、前記鏡筒を構成する前記複数の部材のうち、フォーカスリング４３１Ａは、図３に示すように、前記複数のレンズのうち投影画像のフォーカス調整に寄与するフォーカスレンズ４３１Ｂを支持する。なお、このフォーカスレンズ４３１Ｂとしては、単体のレンズで構成してもよく、あるいは、複数のレンズを有するレンズ群として構成してもよい。そして、フォーカスリング４３１Ａは、フォーカスレンズ４３１Ｂのレンズ光軸Ｏを回転中心として他の部材に対して回転可能に構成され、回転することでフォーカスレンズ４３１Ｂを他のレンズに対して光軸方向に移動させて複数のレンズの相対位置を変更し、投影画像のフォーカス調整が実施される。
具体的には、矢印Ａ１方向にフォーカスリング４３１Ａを回転させることで、投影距離が短い場合に投影画像を合焦状態に調整可能とする近端側にフォーカスレンズ４３１Ｂが他のレンズに対して移動する。また、反対に矢印Ａ２方向にフォーカスリング４３１Ａを回転させることで、投影距離が長い場合に投影画像を合焦状態に調整可能とする遠端側にフォーカスレンズ４３１Ｂが他のレンズに対して移動する。
【００２２】
レンズ駆動部４３２は、例えばパルスモータ等で構成され、制御装置７による制御の下、投射レンズ４３１のフォーカスリング４３１Ａを回転駆動し、フォーカスレンズ４３１Ｂを他のレンズに対して移動させ、前記複数のレンズの相対位置を変更する。
なお、フォーカスリング４３１Ａの回転は、レンズ駆動部４３２による駆動の他、手動にて回転自在となる構成としてもよい。
また、投射レンズ４３１は、投影画像のフォーカス調整に寄与するフォーカスレンズ４３１Ｂの他、投影画像のズーム調整に寄与するズームレンズを有する構成を採用してもよい。そして、フォーカスリング４３１Ａと略同様に、前記ズームレンズを支持するズームリングを設け、前記ズームリングを回転することで前記ズームレンズを他のレンズに対して光軸方向に移動させ、投影画像のズーム調整を実施する構成を採用してもよい。
【００２３】
回転位置検出部５は、投射レンズ４３１におけるフォーカスリング４３１Ａの回転位置、および光源装置４１におけるカラーホイール４１３の回転位置を検出する。この回転位置検出部５は、図１に示すように、フォーカス位置検出部５１と、ホイール位置検出部５２とを備える。
フォーカス位置検出部５１は、例えばレンズ駆動部４３２のモータ軸に配設されるロータリーエンコーダ等で構成され、フォーカスリング４３１Ａの回転位置を検出する。そして、フォーカス位置検出部５１は、検出した回転位置に応じた信号を制御装置７に出力する。すなわち、フォーカス位置検出部５１によるフォーカスリング４３１Ａの回転位置の検出により、制御装置７は、フォーカスレンズ４３１Ｂの移動位置（投射レンズ４３１を構成する複数のレンズの相対位置）を認識することとなる。
【００２４】
ホイール位置検出部５２は、例えばホイール駆動部４１４のモータ軸に配設されるロータリーエンコーダ等で構成され、カラーホイール４１３の回転位置を検出する。そして、ホイール位置検出部５２は、検出した回転位置に応じた信号を制御装置７に出力する。すなわち、ホイール位置検出部５２によるカラーホイール４１３の回転位置の検出により、制御装置７は、光源ランプ４１１から射出された照明光軸Ａｘに対する透過型カラーフィルタ４１３Ｒ，４１３Ｇ，４１３Ｂの位置を認識することとなる。
なお、回転位置検出部５は、フォーカスリング４３１Ａおよびカラーホイール４１３の回転位置を検出可能に構成されていれば、上述したロータリーエンコーダをレンズ駆動部４３２およびホイール駆動部４１４におけるモータ軸以外の他の部分に配設してもよく、また、上述したロータリーエンコーダ以外の部材で構成してもよい。
【００２５】
撮像装置６は、制御装置７による制御の下、スクリーンＳｃの投射面を撮像する。すなわち、撮像装置６は、スクリーンＳｃ上に拡大投射された投影画像（後述する投影パターン画像）を撮像する。この撮像装置６は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を撮像素子としたエリアセンサを備えたＣＣＤカメラで構成され、前記投影パターン画像を撮像して前記投影パターン画像に応じた画像信号を制御装置７に出力する。
緑色光透過型カラーフィルタ８は、撮像装置６の撮像面に配設され、その構成は、上述したカラーホイール４１３の透過型カラーフィルタ４１３Ｇと同様である。そして、撮像装置６は、緑色光透過型カラーフィルタ８を介してスクリーンＳｃに拡大投射された投影画像（後述する投影パターン画像）を撮像することで、光源装置４１から射出される緑の波長領域の光束と同一の緑成分で構成された前記投影パターン画像に応じた画像信号（緑色光対応画像信号）を制御装置７に出力する。
【００２６】
制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置を備え、所定のプログラムを実行して、電源部３、画像形成部４、回転位置検出部５、および撮像装置６等を制御する。そして、制御装置７は、外部機器等から入力した画像信号に応じた画像を画像形成部４に拡大投射させるとともに、操作部２からの操作信号に応じてスクリーンＳｃの投影画像のフォーカス調整を実施する。なお、以下では、制御装置７による投影画像のフォーカス調整の制御構造を主に説明し、その他の制御構造については説明および図示を省略する。
制御装置７は、図１に示すように、信号入力部７１と、ＤＭＤ駆動制御部７２と、フレームメモリ７３と、フォーカス調整制御部７４と、記憶部７５とを備える。
信号入力部７１は、各種外部機器から出力される画像信号等を入力し、ＤＭＤ駆動制御部７２にて処理可能な画像信号に変換して出力する。そして、信号入力部７１から出力された画像信号（デジタル画像信号）は、フレームメモリ７３に一時的に記録される。
【００２７】
ＤＭＤ駆動制御部７２は、ホイール駆動部４１４およびＤＭＤ４２の動作制御を実施する。例えば、このＤＭＤ駆動制御部７２は、ホイール位置検出部５２から出力される信号に基づいてカラーホイール４１３の回転位置を認識しながら、信号入力部７１を介して入力する画像信号の同期信号に同期してカラーホイール４１３を一定周波数で回転するようにホイール駆動部４１４を駆動制御する。このことにより、カラーホイール４１３に入射した光束は、時間的に順次、赤、緑、青色の光束として透過する。さらに、ＤＭＤ駆動制御部７２は、フレームメモリ７３に順次記憶されるデジタル画像信号を適宜読み出して、読み出したデジタル画像信号に対して所定の処理を施した画像情報としての駆動信号をＤＭＤ４２に出力し、カラーホイール４１３を回転させる周波数に同期して、赤・緑・青の各画素に対応した可動マイクロミラーのオン／オフを実施する。結果として、ＤＭＤ４２から赤、緑、青の光学像が射出され、これら各光学像が時間的に混合されて画像光（カラー画像）が得られる（所謂、フィールドシーケンシャルカラー方式）。
【００２８】
フォーカス調整制御部７４は、操作部２を構成する手動調整入力部２１または自動調整入力部２２からの操作信号の入力に応じて、投射光学装置４３のレンズ駆動部４３２を駆動してスクリーンＳｃに表示された投影画像のフォーカス調整を実施する。このフォーカス調整制御部７４は、図１に示すように、手動調整制御部７４１と、自動調整制御部７４２とを備える。
手動調整制御部７４１は、利用者による操作部２を構成する手動調整入力部２１の入力操作（押下状態の継続時間）に応じた所定の制御信号をレンズ駆動部４３２に出力してレンズ駆動部４３２を駆動し、前記手動調整入力部２１の押下状態の継続時間に応じた回転角度だけフォーカスリング４３１Ａを回転させてフォーカスレンズ４３１Ｂを他のレンズに対して移動させる手動調整制御を実施する。
【００２９】
自動調整制御部７４２は、利用者による操作部２を構成する自動調整入力部２２の入力操作により、投影画像が合焦状態となるまでレンズ駆動部４３２を駆動してフォーカスリング４３１Ａを回転させてフォーカスレンズ４３１Ｂを他のレンズに対して移動させる自動調整制御を実施する。この自動調整制御部７４２は、パターン画像生成部７４２Ａと、レンズ駆動制御部７４２Ｂと、撮像駆動制御部７４２Ｃと、画像解析部７４２Ｄとを備える。
【００３０】
パターン画像生成部７４２Ａは、利用者による操作により自動調整入力部２２から出力される操作信号に応じて、ＤＭＤ駆動制御部７２に所定の制御指令を出力し、記憶部７５に記憶された後述するパターン画像情報に基づくパターン画像をＤＭＤ４２に形成させる制御をＤＭＤ駆動制御部７２に実施させる。そして、パターン画像生成部７４２Ａは、スクリーンＳｃ上に前記パターン画像に基づく投影パターン画像を生成させる。
【００３１】
レンズ駆動制御部７４２Ｂは、フォーカス位置検出部５１から出力される信号に基づくフォーカスリング４３１Ａの回転位置を認識しながら、レンズ駆動部４３２を駆動してフォーカスリング４３１Ａを所定角度毎に回転させる（フォーカスレンズ４３１Ｂの位置を光軸方向に所定移動量毎に移動させる）制御を実施する。そして、レンズ駆動制御部７４２Ｂは、レンズ駆動部４３２を駆動してフォーカスリング４３１Ａを所定角度毎に回転させる度に、撮像駆動制御部７４２Ｃに所定の信号を出力する。
【００３２】
撮像駆動制御部７４２Ｃは、レンズ駆動制御部７４２Ｂから出力される信号に応じて、撮像装置６を駆動してスクリーンＳｃに投射された投影パターン画像を撮像させる。
画像解析部７４２Ｄは、フォーカス位置検出部５１から順次出力される信号に基づくフォーカスリング４３１Ａの回転位置、および撮像装置６から順次出力される画像信号（緑色光対応画像信号）に基づく前記投影パターン画像に基づいて、投影画像が合焦状態となるフォーカスリング４３１Ａの合焦位置（回転位置）を判定する。そして、画像解析部７４２Ｄは、判定した合焦位置に応じた信号をレンズ駆動制御部７４２Ｂに出力する。
【００３３】
記憶部７５は、図１に示すように、パターン画像情報記憶部７５１と、解析情報記憶部７５２とを備える。
パターン画像情報記憶部７５１は、自動調整制御部７４２における自動調整制御を実施するためのパターン画像に関するパターン画像情報を記憶する。
図４は、パターン画像ＰＦの一例を示す図である。
パターン画像ＰＦは、図４に示すように、白Ｗの縦ラインと黒Ｂの縦ラインとが交互に配列したストライプ状の画像である。より具体的には、このパターン画像ＰＦは、図４に示すように、白Ｗの縦ラインの幅Ｗ１および黒Ｂの縦ラインの幅Ｂ１が左右両端縁に向かうにしたがって小さくなるパターン形状を有している。すなわち、白Ｗおよび黒Ｂの各色成分が並列方向に異なる空間周波数を有するパターン形状を有している。
そして、パターン画像情報記憶部７５１は、上述したパターン画像ＰＦに関するパターン画像情報として、所定位置に形成する画素の色に関する情報、および幅Ｗ１，Ｂ１に関する情報を記憶する。
なお、パターン画像としては、図４に示すパターン画像ＰＦの他、その他のパターン形状で形成されたパターン画像、例えば、白Ｗおよび黒Ｂが横方向に延出し各横ラインが交互に配列したストライプ状の画像等を採用してもよい。
解析情報記憶部７５２は、画像解析部７４２Ｄから出力される情報を順次、記憶する。
【００３４】
〔1-2．プロジェクタにおける自動調整制御〕
次に、上述したプロジェクタ１における投影画像の自動調整制御について説明する。
図５は、自動調整制御部７４２による自動調整制御を説明するフローチャートである。
先ず、自動調整制御部７４２は、自動調整入力部２２からの操作信号を入力したか否か、すなわち、利用者により自動調整入力部２２が操作されたか否かを常時監視する（処理Ｓ１）。
【００３５】
処理Ｓ１において、自動調整制御部７４２は、「Ｙ」と判定した場合、すなわち、利用者により自動調整入力部２２が操作されたと判定した場合には、図示しないメモリから所定のプログラムを読み出し、以下の処理を実施する。
パターン画像生成部７４２Ａは、ＤＭＤ駆動制御部７２に所定の制御指令を出力し、スクリーンＳｃ上に白および黒の各色成分が所定のパターン形状で形成された投影パターン画像を生成させる（処理Ｓ２）。
具体的に、先ず、ＤＭＤ駆動制御部７２は、ホイール位置検出部５２から出力される信号に基づくカラーホイール４１３の回転位置を認識する。
次に、ＤＭＤ駆動制御部７２は、認識したカラーホイール４１３の回転位置に基づいてホイール駆動部４１４を駆動してカラーホイール４１３を一定周波数で回転させる。また、ＤＭＤ駆動制御部７２は、パターン画像情報記憶部７５１に記憶されたパターン画像情報を読み出して、読み出したパターン画像情報に基づく各画素に対応した可動マイクロミラーをオンし、ＤＭＤ４２にパターン画像を形成させる。ＤＭＤ４２に形成されたパターン画像は、投射レンズ４３１を介してスクリーンＳｃに拡大投射され、スクリーンＳｃ上に投影パターン画像が生成される。
【００３６】
図６は、スクリーンＳｃ上に生成された投影パターン画像を示す図である。
処理Ｓ２により生成された投影パターン画像ＰＦＰは、図６に示すように、パターン画像ＰＦ（図４）と同様に、白Ｗの縦ラインと黒Ｂの縦ラインとが交互に配列したストライプ形状を有し、白Ｗの縦ラインの幅Ｗ１および黒Ｂの縦ラインの幅Ｂ１が左右両端縁に向かうにしたがって小さくなるパターン形状を有している。
【００３７】
処理Ｓ２の後、レンズ駆動制御部７４２Ｂは、所定の制御信号をレンズ駆動部４３２に出力し、所定角度毎にフォーカスリング４３１Ａを回転させてフォーカスレンズ４３１Ｂの位置を移動する（処理Ｓ３）。そして、レンズ駆動制御部７４２Ｂは、撮像駆動制御部７４２Ｃに所定の信号を出力する。
処理Ｓ３の後、撮像駆動制御部７４２Ｃは、レンズ駆動制御部７４２Ｂから出力される信号に応じて、撮像装置６を駆動してスクリーンＳｃ上に生成された投影パターン画像ＰＦＰを撮像させる（処理Ｓ４）。
具体的に、撮像装置６は、緑色光透過型カラーフィルタ８を介してスクリーンＳｃ上に生成された投影パターン画像ＰＦＰを撮像する（処理Ｓ４Ａ）。
処理Ｓ４Ａの後、撮像装置６は、緑成分で構成された投影パターン画像ＰＦＰに応じた画像信号（緑色光対応画像信号）を制御装置７に出力する（処理Ｓ４Ｂ）。
【００３８】
処理Ｓ４の後、画像解析部７４２Ｄは、撮像装置６から出力される信号（緑色光対応画像信号）に基づいて、緑成分で構成された（白Ｗが緑成分となった）投影パターン画像ＰＦＰを認識し、投影パターン画像ＰＦＰの解析を実施する（処理Ｓ５）。
画像解析部７４２Ｄは、例えば、以下のように、投影パターン画像ＰＦＰの解析を実施する。
【００３９】
図７は、投影パターン画像ＰＦＰの解析方法の一例を示す図である。なお、図７において、横軸は投影パターン画像ＰＦＰの水平方向の位置を示し、縦軸は輝度値を示している。また、図７では、投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態である場合を示している。
先ず、画像解析部７４２Ｄは、図７に示すように、認識した投影パターン画像ＰＦＰにおける水平方向の輝度値を測定する。そして、画像解析部７４２Ｄは、図７に示すように、緑の色成分に対応する部分Ｇ２の各輝度値を積算して緑の総輝度値を算出する。また、画像解析部７４２Ｄは、図７に示すように、黒の色成分に対応する部分Ｂ２の各輝度値を積算して黒の総輝度値を算出する。そして、画像解析部７４２Ｄは、前記緑の総輝度値と前記黒の総輝度値との差をとることで、投影パターン画像ＰＦＰのコントラスト値を算出する。
この後、画像解析部７４２Ｄは、フォーカス位置検出部５１から出力される信号に基づくフォーカスリング４３１Ａの回転位置と、算出したコントラスト値とを関連付けた解析情報を解析情報記憶部７５２に記憶させる。
なお、画像解析部７４２Ｄにおける投影パターン画像ＰＦＰの解析は、上述した方法に限らず、その他の方法を採用してもよい。
【００４０】
処理Ｓ５の後、画像解析部７４２Ｄは、解析情報記憶部７５２に記憶された解析情報を読み出し、投影パターン画像ＰＦＰの合焦位置を判定可能か否かを判定する（処理Ｓ６）。
具体的に、処理Ｓ６では、画像解析部７４２Ｄは、解析情報記憶部７５２に記憶された解析情報に基づいて、フォーカスリング４３１Ａの回転位置に対する算出したコントラスト値の関係を認識し、コントラスト値が最大値となるピークが生成されたか否かを判定する。
【００４１】
処理Ｓ６において、画像解析部７４２Ｄは、「Ｎ」と判定した場合、すなわち、投影パターン画像ＰＦＰの合焦位置を判定可能ではないと判定した場合には、再度、処理Ｓ３に戻り、処理Ｓ３〜Ｓ５を実施して、所定のフォーカスリング４３１Ａの回転位置での投影パターン画像ＰＦＰを解析して解析情報を解析情報記憶部７５２に記憶させる。すなわち、処理Ｓ６において、画像解析部７４２Ｄが投影パターン画像ＰＦＰの合焦位置を判定可能であると判定するまで、処理Ｓ３〜Ｓ５を繰り返し実施する。
なお、上述した処理Ｓ３〜Ｓ５を繰り返し実施している際に、例えば、フォーカスリング４３１Ａを矢印Ａ１方向（図３）に回転させ、設計上の制限位置（フォーカスリング４３１Ａを矢印Ａ１方向にこれ以上回転できない位置）に達した場合には、レンズ駆動制御部７４２Ｂは、所定の制御信号をレンズ駆動部４３２に出力し、フォーカスリング４３１Ａの回転方向を矢印Ａ１から矢印Ａ２方向（図３）に反転させる制御を実施する。また、同様に、フォーカスリング４３１Ａを矢印Ａ２方向に回転させ、設計上の制限位置（フォーカスリング４３１Ａを矢印Ａ２方向にこれ以上回転できない位置）に達した場合には、レンズ駆動制御部７４２Ｂは、所定の制御信号をレンズ駆動部４３２に出力し、フォーカスリング４３１Ａの回転方向を矢印Ａ２から矢印Ａ１方向に反転させる制御を実施する。
【００４２】
そして、処理Ｓ３〜Ｓ５を繰り返し実施した結果、処理Ｓ６において画像解析部７４２Ｄが「Ｙ」と判定した場合、すなわち、投影パターン画像ＰＦＰの合焦位置を判定可能であると判定した場合には、画像解析部７４２Ｄは、投影パターン画像ＰＦＰの合焦位置を判定する（処理Ｓ７）。
具体的に、画像解析部７４２Ｄは、解析情報記憶部７５２に記憶された解析情報に基づいて、フォーカスリング４３１Ａの回転位置に対するコントラスト値の関係において、コントラスト値が最大となるピーク位置に対応するフォーカスリング４３１Ａの回転位置を合焦位置として判定する。
そして、画像解析部７４２Ｄは、判定した合焦位置に応じた信号をレンズ駆動制御部７４２Ｂに出力する。
【００４３】
処理Ｓ７の後、レンズ駆動制御部７４２Ｂは、画像解析部７４２Ｄから出力された信号に基づいて、合焦位置を認識し、レンズ駆動部４３２を駆動してフォーカスリング４３１Ａの回転位置が前記合焦位置となるように回転させてフォーカスレンズ４３１Ｂを投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態となる位置に移動させる（処理Ｓ８）。
【００４４】
以上説明した第１実施形態では、以下の効果がある。
図８は、第１実施形態における効果を説明するための図である。
投射レンズ４３１での屈折率は、波長（色）によって異なる。例えば、緑の波長領域における投射レンズ４３１での屈折率に対して、青の波長領域における投射レンズ４３１での屈折率は大きいものとなる。また、赤の波長領域における投射レンズ４３１での屈折率に対して、緑の波長領域における投射レンズ４３１での屈折率は大きいものとなる。このため、図８に示すように、投射レンズ４３１の投射方向に、青色光の光学像の結像位置ＢＦ、緑色光の光学像の結像位置ＧＦ、赤色光の光学像の結像位置ＲＦがこの順で形成される。そして、例えば、白および黒の各色成分が所定のパターン形状で形成された投影パターン画像を撮像して、該撮像した画像（白および黒の各色成分で構成された投影パターン画像）が合焦状態となるように自動でフォーカス調整した場合には、各色光の結像位置の平均位置ＡＶＦで合焦状態となるようにフォーカスレンズ４３１Ｂを位置付けることとなる。
しかしながら、人間の目は、緑、赤、青の順に明るく感じる性質があるため、緑色光の結像位置ＧＦで合焦状態となるようにフォーカスレンズ４３１Ｂの位置を移動した場合に投影画像が合焦状態であると認識する。このため、白および黒の各色成分で構成された投影パターン画像が合焦状態となるように自動でフォーカス調整した場合には、人間の目から見て焦点ぼけした投影画像となってしまう。
【００４５】
本実施形態では、プロジェクタ１は、緑色光透過型カラーフィルタ８を備えているので、撮像装置６が緑色光透過型カラーフィルタ８を介して白および黒の各色成分で構成された投影パターン画像ＰＦＰを撮像した場合には、緑成分で構成された投影パターン画像ＰＦＰに応じた画像信号（緑色光対応画像信号）を制御装置７に出力することとなる。このことにより、画像解析部７４２Ｄは、撮像装置６から出力された画像信号（緑色光対応画像信号）に基づいて緑の色成分で構成された投影パターン画像ＰＦＰを認識し、該緑の色成分で構成された投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態であるか否かを判定できる。
このため、画像解析部７４２Ｄにて判定された合焦位置にフォーカスレンズ４３１Ｂの位置を位置付けることで、投射レンズ４３１の色収差の影響により投影画像を構成する赤、緑、青の光学像の結像位置ＲＦ，ＧＦ，ＢＦにずれが生じている場合であっても、緑の光学像の結像位置ＧＦで合焦状態となるようにフォーカスレンズ４３１Ｂを位置付けることができる。
したがって、緑を最も明るく感じる人間の目に合わせて投影画像を自動でフォーカス調整でき、自動調整制御により人間の目から見て合焦状態となる投影画像にフォーカス調整できる。
【００４６】
ここで、信号設定部として緑色光透過型カラーフィルタ８を採用しているので、撮像装置６およびスクリーンＳｃの投射面の間に緑色光透過型カラーフィルタ８を配設するだけで、撮像装置６から出力される画像信号を光源装置４１から射出された緑の波長領域の光束に対応する緑色光対応画像信号に簡単な構成で容易に設定できる。
また、光変調素子がＤＭＤ４２で構成され、すなわち、単板式のプロジェクタ１であるので、例えば、光変調素子が３つで構成されて、すなわち、三板式のプロジェクタで構成した場合と比較して、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光に対応する各光学像の結像位置ＲＦ，ＧＦ，ＢＦを同一とするために各光変調素子の各配設位置と投射レンズ４３１との各離間距離を考慮して各光変調素子を配設する必要がなく、ＤＭＤ４２の配設を容易に実施でき、プロジェクタ１の製造を容易に実施できる。
【００４７】
さらに、パターン画像ＰＦが白Ｗの縦ラインと黒Ｂの縦ラインとが交互に配列したストライプ形状を有し、白Ｗの縦ラインの幅Ｗ１および黒Ｂの縦ラインの幅Ｂ１が左右両端縁に向かうにしたがって小さくなるパターン形状を有しているので、スクリーンＳｃ上に生成される投影パターン画像ＰＦＰもまた上述したパターン形状を有することとなる。そして、画像解析部７４２Ｄは、撮像装置６から出力された画像信号（緑色光対応画像信号）に基づいて緑の色成分で構成された投影パターン画像ＰＦＰにおける水平方向の輝度値を測定し、緑の色成分に対応する部分Ｇ２および黒の色成分に対応する部分Ｂ２の各総輝度値を算出し、各総輝度値の差をとることで投影パターン画像ＰＦＰのコントラスト値を算出する。投影パターン画像ＰＦＰが上述したパターン形状で形成されているので、例えば、投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態でない場合には幅Ｗ１，Ｂ１の狭い領域で緑の色成分と黒の色成分との境界が不明確となり、投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態である場合には幅Ｗ１，Ｂ１の狭い領域で前記境界が明確となる。このため、画像解析部７４２Ｄは、フォーカスレンズ４３１Ｂの位置を移動させた場合での投影パターン画像ＰＦＰのコントラスト値の変化を確実に認識でき、幅Ｗ１，Ｂ１の広い領域でのみ投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態であるか否かを判定するよりも、投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態となる合焦位置をより高精度に判定できる。また、画像解析部７４２Ｄに対して、投影パターン画像ＰＦＰにおける幅Ｗ１，Ｂ１の広い領域のみで投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態であるか否かを判定させたり、投影パターン画像ＰＦＰにおける幅Ｗ１，Ｂ１の広い領域および狭い領域で投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態であるか否かを判定させたり、状況に応じて適宜、合焦状態の判定を変更させることも可能となり、利便性の向上が図れる。
【００４８】
[２．第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
〔2-1．プロジェクタの構成〕
図９は、第２実施形態におけるプロジェクタ１´の概略構成を示すブロック図である。
前記第１実施形態では、光変調素子としてＤＭＤ４２を用い、すなわち、１つのみの光変調素子（単板式）でプロジェクタ１が構成されている。また、信号設定部として緑色光透過型カラーフィルタ８を採用している。
これに対して第２実施形態では、図９に示すように、光変調素子として３つのＲ色光用液晶ライトバルブ４２Ｒ、Ｇ色光用液晶ライトバルブ４２Ｇ、およびＢ色光用液晶ライトバルブ４２Ｂで構成される液晶ライトバルブ４２´を用い、すなわち、３つの光変調素子（三板式）でプロジェクタ１´が構成されている。また、これに伴い、光源装置４１´および制御装置７´の構成が前記第１実施形態と異なる。さらに、撮像装置６´を３ＣＣＤカメラで構成し、信号設定部として信号処理部８´を採用している。光変調素子、光源装置４１´、制御装置７´、撮像装置６´、および信号設定部以外の構成は、前記第１実施形態と同様のものとする。
【００４９】
光源装置４１´は、前記第１実施形態で説明した光源ランプ４１１およびランプ駆動部４１２を備えたものである。ここで、図示は省略したが、この光源装置４１´は、光源ランプ４１１から射出された光束をＲ，Ｇ，Ｂの３色の光に分離する色光分離光学系を備えている。そして、前記色光分離光学系により、光源ランプ４１１から射出された光束がＲ，Ｇ，Ｂの３色の色光に分離されて、各色光が３つの各液晶ライトバルブ４２´に照射される。このような光学系の構成については、種々の一般的なプロジェクタの光学系の構成が利用可能である。なお、前記色光分離光学系を用いずに光源装置４１´からＲ，Ｇ，Ｂの３色の各色光を射出する構成としては、例えば、光源ランプ４１１として、Ｒ色光を射出する自己発光素子等のＲ色光用光源、Ｇ色光を射出する自己発光素子等のＧ色光用光源、およびＢ色光を射出する自己発光素子等のＢ色光用光源の３つで構成し、各光源から射出された各色光を３つの各液晶ライトバルブ４２´に照射する。
また、プロジェクタ１´では、前記第１実施形態で説明したカラーホイール４１３およびホイール駆動部４１４を省略しているので、これに伴い、前記第１実施形態で説明したホイール位置検出部５２も省略している。
【００５０】
３つの各液晶ライトバルブ４２´は、透過型の液晶パネルであり、制御装置７´からの駆動信号に基づいて、液晶セル（図示略）に封入された液晶分子の配列を変化させ、光源装置４１´から射出された光束を、透過若しくは遮断することにより画像情報に応じた各光学像を投射光学装置４３に射出する。そして、Ｒ色光用液晶ライトバルブ４２Ｒは、光源装置４１´から射出されたＲ色光を画像情報に応じて変調してＲ色光の光学像を形成する。Ｇ色光用液晶ライトバルブ４２Ｇは、光源装置４１´から射出されたＧ色光を画像情報に応じて変調してＧ色光の光学像を形成する。Ｂ色光用液晶ライトバルブ４２Ｂは、光源装置４１´から射出されたＢ色光を画像情報に応じて変調してＢ色光の光学像を形成する。
【００５１】
なお、図９では図示は省略したが、各液晶ライトバルブ４２´と投射レンズ４３１との間には、各液晶ライトバルブ４２´にて形成された各色光の光学像を合成してカラー画像を表す画像光を生成する合成光学系を有している。
図１０は、合成光学系の構造の一例を示す図である。
図１０に示す例では、合成光学系としてクロスダイクロイックプリズム４４を用いている。
このクロスダイクロイックプリズム４４は、図１０に示すように、４つの直角プリズム４４１を貼り合わせた平面視略正方形状をなす。このクロスダイクロイックプリズム４４の各光束入射側端面４４２に対向するように、各液晶ライトバルブ４２´が配設される。また、クロスダイクロイックプリズム４４の光束射出側端面４４３に対向するように、投射レンズ４３１が配設される。そして、直角プリズム４４１同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜４４４Ａ，４４４Ｂが形成されている。誘電体多層膜４４４Ａは、液晶ライトバルブ４２Ｒから射出された光束を反射し、液晶ライトバルブ４２Ｇから射出された光束を透過する。また、誘電体多層膜４４４Ｂは、液晶ライトバルブ４２Ｂから射出された光束を反射し、液晶ライトバルブ４２Ｇから射出された光束を透過する。このようにして、各液晶ライトバルブ４２´から射出された３つの色光の各画像光が合成される。
なお、合成光学系としては、クロスダイクロイックプリズム４４の他、例えば、所定の波長領域の光束を透過若しくは反射し、他の波長流域の光束を反射若しくは透過するダイクロイックミラー等を複数組み合わせることで、合成光学系を構成してもよい。このような光学系の構成については、種々の一般的なプロジェクタの光学系の構成が利用可能である。
【００５２】
制御装置７´は、図９に示すように、前記第１実施形態で説明した信号入力部７１、フレームメモリ７３、および記憶部７５の他、液晶パネル駆動制御部７２´とフォーカス調整制御部７４´とを備える。
液晶パネル駆動制御部７２´は、信号入力部７１から出力されフレームメモリ７３に順次記憶されるデジタル画像信号を適宜読み出して、読み出したデジタル画像信号に対して所定の処理を施し、処理を施した画像に対応する画像情報としての駆動信号を各液晶ライトバルブ４２´に出力して光学像をそれぞれ形成させる。この液晶パネル駆動制御部７２´における前記所定の処理としては、例えば、拡大・縮小等の画像サイズ調整処理、台形歪補正処理、画質調整処理、ガンマ補正処理等がある。これらの各処理は、周知の技術であるので詳細な説明は省略する。
【００５３】
フォーカス調整制御部７４´は、図９に示すように、前記第１実施形態で説明した手動調整制御部７４１の他、自動調整制御部７４２´を備える。
自動調整制御部７４２´は、図９に示すように、前記第１実施形態で説明したレンズ駆動制御部７４２Ｂ、撮像駆動制御部７４２Ｃ、および画像解析部７４２Ｄの他、パターン画像生成部７４２Ａ´を備える。
パターン画像生成部７４２Ａ´は、利用者による操作により自動調整入力部２２から出力される操作信号に応じて、液晶パネル駆動制御部７２´に所定の制御指令を出力し、記憶部７５に記憶されたパターン画像情報に基づくパターン画像を各液晶ライトバルブ４２´に形成させる制御を液晶パネル駆動制御部７２´に実施させる。そして、パターン画像生成部７４２Ａ´は、スクリーンＳｃ上に白および黒の色成分が所定のパターン形状で形成された投影パターン画像ＰＦＰを生成させる。
【００５４】
図１１は、撮像装置６´の構造を模式的に示す図である。
撮像装置６´は、３ＣＣＤカメラで構成され、図１１に示すように、外部からの光束を内部に集光する集光レンズ６１と、この集光レンズ６１のバックフォーカス位置に配置された撮像部６２とを備えて構成されている。
このうち、撮像部６２は、集光レンズ６１のバックフォーカス位置に形成された画像平面６２１と、この画像平面６２１上の画素を赤、青、緑の３色に分解するダイクロイックプリズム６２２と、このダイクロイックプリズム６２２の光束射出側端面に設置され、射出されるそれぞれの色光が結像する３つのＣＣＤ６２３（赤色光を検出するＣＣＤを６２３Ｒ、緑色光を検出するＣＣＤを６２３Ｇ、青色光を検出するＣＣＤを６２３Ｂとする）とを備えている。なお、撮像部６２は、上述した構成に限らず、例えば、図１２に示すような構成でもよい。
図１２に示す例では、ダイクロイックプリズム６２２は、３体のプリズムで構成される。これら３体の間には、青色光反射膜および緑色光反射膜が形成されている。これにより、入射した光束は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光に分解される。また、ここでは、３体のプリズムの間に青色光反射膜および緑色光反射膜が形成されているが、これに限らず、その他、青色光反射膜および赤色光反射膜、または、赤色光反射膜および緑色光反射膜が形成された構成であってもよい。
そして、３つのＣＣＤ６２３Ｒ，６２３Ｇ，６２３Ｂは、撮像した画像を色光毎の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）に変換して出力する。
【００５５】
信号処理部８´は、制御装置７´内部に搭載され、撮像装置６´から出力される各画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）のうち、光源装置４１´から射出される緑の波長領域の光束に対応する画像信号であるＧ信号（緑色光対応画像信号）を選択して、このＧ信号のみを画像解析部７４２Ｄに出力する信号処理回路で構成される。
【００５６】
〔2-2．プロジェクタにおける自動調整制御〕
次に、上述したプロジェクタ１´における投影画像の自動調整制御について説明する。
図１３は、自動調整制御部７４２´による自動調整制御を説明するフローチャートである。
なお、本実施形態の自動調整制御は、前記第１実施形態で説明した投影パターン画像ＰＦＰの生成処理（Ｓ２）、および投影パターン画像ＰＦＰの撮像処理（Ｓ４）が異なるのみであり、以下では、投影パターン画像ＰＦＰの生成処理（Ｓ２１）および投影パターン画像ＰＦＰの撮像処理（Ｓ４１）のみを説明する。その他の処理Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５〜Ｓ８は、前記第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
処理Ｓ２１において、パターン画像生成部７４２Ａ´は、液晶パネル駆動制御部７２´に所定の制御指令を出力し、スクリーンＳｃ上に白および黒の各色成分が所定のパターン形状で形成された投影パターン画像ＰＦＰ（図６）を生成させる。
具体的に、液晶パネル駆動制御部７２´は、パターン画像情報記憶部７５１に記憶されたパターン画像情報を読み出し、パターン画像情報に基づくパターン画像を各液晶ライトバルブ４２´に形成させる。そして、各液晶ライトバルブ４２´にて形成された各色光のパターン画像は、前記合成光学系にて合成されてカラーのパターン画像となり、投射レンズ４３１を介してスクリーンＳｃに拡大投射され、スクリーンＳｃ上に投影パターン画像ＰＦＰ（図６）が生成される。
【００５７】
また、処理Ｓ４１では、撮像駆動制御部７４２Ｃは、処理Ｓ３においてレンズ駆動制御部７４２Ｂから出力される信号に応じて、撮像装置６´を駆動してスクリーンＳｃ上に生成された投影パターン画像ＰＦＰを撮像させる。
具体的に、撮像装置６´は、スクリーンＳｃ上に生成された白および黒の各色成分が所定のパターン形状で形成された投影パターン画像ＰＦＰを撮像する（処理Ｓ４１Ａ）。そして、撮像装置６´の各ＣＣＤ６２３Ｒ，６２３Ｇ，６２３Ｂは、撮像した投影パターン画像ＰＦＰを色光毎の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）に変換して出力する。
処理Ｓ４１Ａの後、信号処理部８´は、撮像装置６´から出力される各画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）のうち、Ｇ信号（緑色光対応画像信号）を選択して、このＧ信号のみを画像解析部７４２Ｄに出力する（処理Ｓ４１Ｂ）。
そして、処理Ｓ５において、画像解析部７４２Ｄは、信号処理部８´から出力されるＧ信号に基づいて、緑成分で構成された投影パターン画像ＰＦＰを認識し、投影パターン画像ＰＦＰの解析を実施する。
【００５８】
以上説明した第２実施形態では、前記第１実施形態と略同様の効果の他、以下の効果がある。
図１４は、第２実施形態における効果を説明するための図である。
一般的な光学レンズは、物体までの距離が近いほど遠くに結像し、物体までの距離が遠いほど近くに結像するものである。このため、図１４に示すように、Ｒ色光用液晶ライトバルブ４２Ｒと投射レンズ４３１との離間距離ＲＬ（ＲＬ１＋Ｌ０）、Ｇ色光用液晶ライトバルブ４２Ｇと投射レンズ４３１との離間距離ＧＬ（ＧＬ１＋Ｌ０）、およびＢ色光用液晶ライトバルブ４２Ｂと投射レンズ４３１との離間距離ＢＬ（ＢＬ１＋Ｌ０）が、離間距離ＧＬ，ＢＬ，ＲＬの順に長くなっている場合（離間距離ＲＬが最も長くなっている場合）には、各液晶ライトバルブ４２´で形成され投射レンズ４３１を介した３つの色光の各光学像は、投射レンズ４３１の投射方向に、赤色光の光学像の結像位置ＲＦ、青色光の結像位置ＢＦ、緑色光の光学像の結像位置ＧＦがこの順で形成される。そして、例えば、白および黒の各色成分が所定のパターン形状で形成された投影パターン画像を撮像して、該撮像した画像（白および黒の各色成分で構成された投影パターン画像）が合焦状態となるように自動でフォーカス調整した場合には、前記第1実施形態で説明した図８と同様に、各色光の結像位置の平均位置ＡＶＦで合焦状態となるようにフォーカスレンズ４３１Ｂを位置付けることとなる。
【００５９】
本実施形態では、撮像装置６´が３ＣＣＤカメラで構成され、信号設定部として信号処理部８´を採用しているので、信号処理部８´が撮像装置６´から出力される色光毎の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）のうち光源装置４１´から射出される緑の波長領域の光束に対応するＧ信号（緑色光対応画像信号）を選択して画像解析部７４２Ｄに出力する。このことにより、画像解析部７４２Ｄは、前記第１実施形態と略同様に、信号処理部８´から出力されたＧ信号（緑色光対応画像信号）に基づいて緑の色成分で構成された投影パターン画像ＰＦＰを認識し、該緑の色成分で構成された投影パターン画像ＰＦＰが合焦状態であるか否かを判定できる。
このため、投射レンズ４３１の色収差の影響および／または各液晶ライトバルブ４２´の各配設位置と投射レンズ４３１の各離間距離ＲＬ，ＧＬ，ＢＬにずれが生じている影響により、投影画像を構成する赤、緑、青の光学像の各結像位置ＲＦ，ＧＦ，ＢＦにずれが生じている場合であっても、前記第1実施形態と同様に、緑の光学像の結像位置ＧＦで合焦状態となるようにフォーカスレンズ４３１Ｂを位置付けることができる。
したがって、光変調素子として３つの液晶ライトバルブ４２´を採用した構成であっても、緑を最も明るく感じる人間の目に合わせて投影画像を自動でフォーカス調整でき、自動調整制御により人間の目から見て合焦状態となる投影画像にフォーカス調整できる。
【００６０】
ここで、信号設定部として信号処理部８´を採用し、すなわち、撮像装置６´から出力される色光毎の各画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）のうちＧ信号（緑色光対応画像信号）を選択して出力する構成であるので、前記第１実施形態で説明したように、緑色光透過型カラーフィルタ８を撮像装置６およびスクリーンＳｃの投射面の間に配設する必要がなく、プロジェクタ１´の小型化を阻害することなく簡単な制御構造で撮像装置６´から出力される画像信号をＧ信号（緑色光対応画像信号）に設定できる。
【００６１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記第１実施形態では、撮像装置６をＣＣＤカメラで構成したが、これに限らず、スクリーンＳｃの投射面（投影パターン画像ＰＦＰ）を撮像できれば、その他の構成、例えば、前記第２実施形態で説明した３ＣＣＤカメラや、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）センサ等を採用してもよい。
前記第２実施形態では、撮像装置６´を３ＣＣＤカメラで構成したが、これに限らず、前記第１実施形態で説明した撮像装置６（ＣＣＤカメラ）で構成し、該ＣＣＤカメラの画素毎にＲＧＢやＹＭＣのカラーフィルムを取り付けたものを採用してもよい。このような構成では、信号処理部８´を、ＣＣＤカメラで検出された画素毎のＲＧＢやＹＭＣを含む画像信号のうち、Ｇの色光に対応する成分（緑色光対応画像信号）を抽出して、この緑色光対応画像信号を画像解析部７４２Ｄに出力する信号処理回路で構成する。
前記第１実施形態では、カラーホイール４１３は、回転方向に３つの扇型の領域に区切られていたが、透過型カラーフィルタ４１３Ｒ，４１３Ｇ，４１３Ｂの他、入射光束を透過する透光領域を有する４つの領域に区切った構成を採用してもよい。このような透光領域を設けることにより、投影画像中の輝度を上げることができ、投影画像の明るさを確保できる。
前記第１実施形態では、光変調素子としてＤＭＤ４２を採用したが、ＤＭＤ４２に替えて前記第２実施形態で説明した液晶ライトバルブ４２´を１つのみ採用する構成としてもよい。
前記第２実施形態では、光変調素子として透過型の液晶パネル（液晶ライトバルブ４２´）を採用していたが、これに限らず、反射型の液晶パネルを採用してもよい。
前記第２実施形態では、信号設定部として信号処理部８´を採用していたが、これに限らず、例えば、撮像装置６´を構成する３つのＣＣＤ６２３Ｒ，６２３Ｇ，６２３Ｂのうち、ＣＣＤ６２３Ｇのみを駆動させる制御を撮像駆動制御部７４２Ｃに実施させる信号設定部を採用してもよい。
【００６２】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のプロジェクタは、人間の目から見て合焦状態となる投影画像に自動でフォーカス調整できるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクタの概略構成を示すブロック図。
【図２】前記実施形態におけるカラーホイールの構造を模式的に示す図。
【図３】前記実施形態における投射レンズの要部を模式的に示す図。
【図４】前記実施形態におけるパターン画像の一例を示す図。
【図５】前記実施形態における自動調整制御部による自動調整制御を説明するフローチャート。
【図６】前記実施形態におけるスクリーン上に生成された投影パターン画像を示す図。
【図７】前記実施形態における投影パターン画像の解析方法の一例を示す図。
【図８】前記実施形態における効果を説明するための図。
【図９】第２実施形態におけるプロジェクタの概略構成を示すブロック図。
【図１０】前記実施形態における合成光学系の構造の一例を示す図。
【図１１】前記実施形態における撮像装置の構造を模式的に示す図。
【図１２】前記実施形態の変形例を示す図。
【図１３】前記実施形態における自動調整制御部による自動調整制御を説明するフローチャート。
【図１４】前記実施形態における効果を説明するための図。
【符号の説明】
【００６５】
１，１´・・・プロジェクタ、２・・・操作部（設定入力部）、６，６´・・・撮像装置、８・・・緑色光透過型カラーフィルタ（信号設定部）、８´・・・信号処理部（信号設定部）、４１，４１´・・・光源装置、４２・・・ＤＭＤ（光変調素子）、４２´，４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶ライトバルブ（光変調素子）、４３・・・投射光学装置、４３１・・・投射レンズ、４３２・・・レンズ駆動部、７４２，７４２´・・・自動調整制御部、７４２Ａ，７４２Ａ´・・・パターン画像生成部、７４２Ｂ・・・レンズ駆動制御部、７４２Ｄ・・・画像解析部、７５１・・・パターン画像情報記憶部、ＰＦ・・・パターン画像、ＰＦＰ・・・投影パターン画像、Ｓｃ・・・スクリーン。
【図１】
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【図２】
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【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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