(57)【要約】【課題】色成分画像間の位置誤差および倍率誤差を同時に補正できるようにすること。【解決手段】画像信号処理部４は、可変ＰＬＬ部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、タイミング切換部２３およびデジタル信号処理部２４を備え、可変ＰＬＬ部２１は、入力された画像信号に対応した同期信号をもとに、投影画像の色ずれに対応して位相および周波数の少なくとも一方を補正したクロック信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部２２およびタイミング切換部２３に出力するとともに、このクロック信号に対応した同期信号を生成し、タイミング切換部２３に出力し、Ａ／Ｄ変換部２２は、可変ＰＬＬ部２１から入力されたクロック信号をサンプリングクロックとして、画像信号入力部３ａから入力されたアナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号処理部２４に出力し、可変ＰＬＬ部２１およびＡ／Ｄ変換部２２は、これらの処理を色成分画像信号毎に個別に実行する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたアナログカラー画像信号に応じた画像をスクリーンに投影するプロジェクタであって、
照明光を出射する光源手段と、
前記アナログカラー画像信号をＡ／Ｄ変換し色毎の投影画像信号を生成する信号処理手段と、
前記光源手段から出射した照明光を前記色毎の投影画像信号に基づいて変調し色毎の変調光を生成する光変調手段と、
前記光変調手段で生成された変調光をスクリーン面上に結像させて色毎の像を形成する投影手段と、
スクリーン面上に結像された前記色毎の像間の位置ズレ量に基づいて、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整するサンプリング制御手段と、
を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記色毎の像間の位置ズレ量を検出する検出手段を更に備え、
前記サンプリング制御手段は、前記検出手段の検出結果をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記検出手段は、前記光変調手段の像を撮像する撮像手段を有し、該撮像手段によって撮像した画像をもとに前記色毎の像間の位置ズレ量を検出することを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記検出手段は、前記光変調手段の像のうち前記スクリーン面の少なくとも略中央部の前記色毎の像間の位置ズレ量を検出することを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記検出手段は、前記撮像した画像をもとに前記光変調手段の像を複数の領域に分割し、該分割した複数の領域毎に前記色毎の像間の位置ズレ量を検出することを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記色毎の像間の位置ズレ量である倍率誤差および位置誤差にそれぞれ対応する前記サンプリング周波数および位相の少なくとも一方の補正量を記憶した補正量記憶テーブルを備え、
前記サンプリング制御手段は、前記検出手段の検出結果をもとに前記補正量記憶テーブルを参照して該検出結果に対応する前記補正量を取得し、該取得した補正量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記投影手段を駆動して前記光変調手段の像の投影倍率およびフォーカスの少なくとも一方を調整する投影像調整手段を備え、
前記サンプリング制御手段は、前記投影像調整手段が駆動する前記投影手段の駆動量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
入力された前記投影倍率およびフォーカスの少なくとも一方の調整量をもとに前記投影手段の駆動量を求め、該駆動量をもとに前記投影像調整手段を制御する投影像制御手段を備え、
前記サンプリング制御手段は、前記駆動量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記投影像調整手段によって駆動された前記投影手段の駆動量を検出する駆動量検出手段を備え、
前記サンプリング制御手段は、前記駆動量検出手段によって検出された前記駆動量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記駆動量に対応する前記位相および周波数の少なくとも一方の補正量を記憶した補正量記憶テーブルを備え、
前記サンプリング制御手段は、前記駆動量をもとに前記補正量記憶テーブルを参照して該駆動量に対応する前記補正量を取得し、該取得した補正量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
入力されたアナログカラー画像信号に応じた画像をスクリーンに投影するプロジェクタであって、
照明光を出射する光源手段と、
前記アナログカラー画像信号をＡ／Ｄ変換し色毎の投影画像信号を生成する信号処理手段と、
前記光源手段から出射した照明光を前記色毎の投影画像信号に基づいて変調し色毎の変調光を生成する光変調手段と、
前記光変調手段で生成された色毎の変調光をスクリーン面上に結像させて像を形成する投影手段と、
前記投影手段のズーム量およびフォーカス量の少なくとも一方を調整する調整手段と、
前記信号処理手段の前段に電気的に接続され前記アナログカラー画像信号の周波数帯域を前記色毎に制限する帯域制限手段と、
前記調整手段の調整量に応じて前記帯域制限手段のカットオフ周波数を切り替えて調整するフィルタ制御手段と、
を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１２】
前記帯域制限手段は、制限する前記周波数帯域が互いに異なる複数の周波数フィルタを有し、
前記フィルタ制御手段は、前記色毎に、前記複数の周波数フィルタから少なくとも１つの周波数フィルタを選択して前記周波数帯域を制限させる制御を行うことを特徴とする請求項１１に記載のプロジェクタ。
【請求項１３】
前記光変調手段の像を撮像する撮像手段を有し、該撮像手段によって撮像した画像をもとに前記調整量を検出する検出手段を更に備え、
前記フィルタ制御手段は、前記検出手段の検出結果をもとに、前記色毎に前記周波数帯域を制限させる制御を行うことを特徴とする請求項１１に記載のプロジェクタ。
【請求項１４】
前記調整量に対応する前記周波数帯域の制限量を記憶した制限量記憶テーブルを更に備え、
前記フィルタ制御手段は、前記検出手段の検出結果をもとに前記制限量記憶テーブルを参照して該検出結果に対応する前記制限量を取得し、該取得した制限量をもとに、前記色毎に前記周波数帯域を制限させる制御を行うことを特徴とする請求項１３に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像を表示するプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像を投影表示するプロジェクタでは、超高圧水銀ランプ等の白色光源からの光をダイクロイックミラー等によって互いに波長域の異なる３つの色成分光に分離し、液晶パネル等の光変調素子を用いて、分離した各色成分光を画像信号に対応して空間変調し、空間変調した各色成分光を合成して投射することによってカラー画像を投影表示している。通常、色成分光には、赤色光、緑色光および青色光の３原色が用いられる。
【０００３】
このようなプロジェクタでは、構成部品の組立誤差や加工誤差、光学系の色収差等によって、投影表示した各色成分光に対応する各色成分画像間の相対的な投影位置の誤差（以下、位置誤差）および投影倍率の誤差（以下、倍率誤差）である色ずれを生じ、たとえば表示画像の周辺部で原色の輝線を生じるなどして画質を著しく低下させるという問題がある。この問題を解決するため、光変調素子としての液晶パネルに画像を表示する際、各色成分画像を相対的にシフトして色成分間の位置誤差を補正するプロジェクタが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。このプロジェクタでは、各色成分画像を液晶パネルに表示させるための水平タイミング信号および垂直タイミング信号の移相制御を行うことによって、水平方向および垂直方向の少なくとも一方に各色成分画像を相対的にシフトし、色成分間の位置誤差を補正するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１４８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のプロジェクタでは、水平タイミング信号および垂直タイミング信号の移相制御を行っているため、色成分間の倍率誤差を補正することができないという問題があった。また、基準の色成分画像に対応するＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路によって生成した水平および垂直タイミング信号を基準信号とし、個別のＰＬＬ回路によって他の色成分画像に対する水平および垂直タイミング信号を生成しているため、各ＰＬＬ回路で生じたジッタが累積され、投影画像に生じるエッジのちらつきが増大されるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構成部品の組立誤差や光学系の色収差等によって生じる色成分画像間の位置誤差および倍率誤差を同時に補正できるようにするとともに、水平および垂直タイミング信号に蓄積されるジッタを低減させることができ、色ずれやちらつきのない鮮明な表示画像を得ることができるプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１にかかるプロジェクタは、入力されたアナログカラー画像信号に応じた画像をスクリーンに投影するプロジェクタであって、照明光を出射する光源手段と、前記アナログカラー画像信号をＡ／Ｄ変換し色毎の投影画像信号を生成する信号処理手段と、前記光源手段から出射した照明光を前記色毎の投影画像信号に基づいて変調し色毎の変調光を生成する光変調手段と、前記光変調手段で生成された変調光をスクリーン面上に結像させて色毎の像を形成する投影手段と、スクリーン面上に結像された前記色毎の像間の位置ズレ量に基づいて、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整するサンプリング制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記色毎の像間の位置ズレ量を検出する検出手段を更に備え、前記サンプリング制御手段は、前記検出手段の検出結果をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記検出手段は、前記光変調手段の像を撮像する撮像手段を有し、該撮像手段によって撮像した画像をもとに前記色毎の像間の位置ズレ量を検出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記検出手段は、前記光変調手段の像のうち前記スクリーン面の少なくとも略中央部の前記色毎の像間の位置ズレ量を検出することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記検出手段は、前記撮像した画像をもとに前記光変調手段の像を複数の領域に分割し、該分割した複数の領域毎に前記色毎の像間の位置ズレ量を検出することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記色毎の像間の位置ズレ量である倍率誤差および位置誤差にそれぞれ対応する前記サンプリング周波数および位相の少なくとも一方の補正量を記憶した補正量記憶テーブルを備え、前記サンプリング制御手段は、前記検出手段の検出結果をもとに前記補正量記憶テーブルを参照して該検出結果に対応する前記補正量を取得し、該取得した補正量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項７にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記投影手段を駆動して前記光変調手段の像の投影倍率およびフォーカスの少なくとも一方を調整する投影像調整手段を備え、前記サンプリング制御手段は、前記投影像調整手段が駆動する前記投影手段の駆動量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項８にかかるプロジェクタは、上記の発明において、入力された前記投影倍率およびフォーカスの少なくとも一方の調整量をもとに前記投影手段の駆動量を求め、該駆動量をもとに前記投影像調整手段を制御する投影像制御手段を備え、前記サンプリング制御手段は、前記駆動量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項９にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記投影像調整手段によって駆動された前記投影手段の駆動量を検出する駆動量検出手段を備え、前記サンプリング制御手段は、前記駆動量検出手段によって検出された前記駆動量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項１０にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記駆動量に対応する前記位相および周波数の少なくとも一方の補正量を記憶した補正量記憶テーブルを備え、前記サンプリング制御手段は、前記駆動量をもとに前記補正量記憶テーブルを参照して該駆動量に対応する前記補正量を取得し、該取得した補正量をもとに、前記Ａ／Ｄ変換時のサンプリング周波数および位相の少なくとも一方を前記色毎に調整することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項１１にかかるプロジェクタは、入力されたアナログカラー画像信号に応じた画像をスクリーンに投影するプロジェクタであって、照明光を出射する光源手段と、前記アナログカラー画像信号をＡ／Ｄ変換し色毎の投影画像信号を生成する信号処理手段と、前記光源手段から出射した照明光を前記色毎の投影画像信号に基づいて変調し色毎の変調光を生成する光変調手段と、前記光変調手段で生成された色毎の変調光をスクリーン面上に結像させて像を形成する投影手段と、前記投影手段のズーム量およびフォーカス量の少なくとも一方を調整する調整手段と、前記信号処理手段の前段に電気的に接続され前記アナログカラー画像信号の周波数帯域を前記色毎に制限する帯域制限手段と、前記調整手段の調整量に応じて前記帯域制限手段のカットオフ周波数を切り替えて調整するフィルタ制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項１２にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記帯域制限手段は、制限する前記周波数帯域が互いに異なる複数の周波数フィルタを有し、前記フィルタ制御手段は、前記色毎に、前記複数の周波数フィルタから少なくとも１つの周波数フィルタを選択して前記周波数帯域を制限させる制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項１３にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記光変調手段の像を撮像する撮像手段を有し、該撮像手段によって撮像した画像をもとに前記調整量を検出する検出手段を更に備え、前記フィルタ制御手段は、前記検出手段の検出結果をもとに、前記色毎に前記周波数帯域を制限させる制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項１４にかかるプロジェクタは、上記の発明において、前記調整量に対応する前記周波数帯域の制限量を記憶した制限量記憶テーブルを更に備え、前記フィルタ制御手段は、前記検出手段の検出結果をもとに前記制限量記憶テーブルを参照して該検出結果に対応する前記制限量を取得し、該取得した制限量をもとに、前記色毎に前記周波数帯域を制限させる制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかるプロジェクタによれば、構成部品の組立誤差や光学系の色収差等によって生じる色成分画像間の位置誤差および倍率誤差を同時に補正できるようにするとともに、水平および垂直タイミング信号に蓄積されるジッタを低減させることができ、色ずれやちらつきのない鮮明な表示画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかるプロジェクタの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００２３】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかるプロジェクタについて説明する。図１は、この実施の形態１にかかるプロジェクタの構成を示す模式図である。図１に示すように、この実施の形態１にかかるプロジェクタ１は、光源手段としてのランプ１４に電力を供給して発光させるランプ駆動回路２と、外部装置との間で情報通信を行う通信部３と、入力された画像信号を処理する画像信号処理部４と、光変調素子としての液晶パネルであるＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを駆動するＬＣＤ駆動部５と、各種指示情報が入力される入力部６と、各種情報を表示する表示部７と、音声情報の入出力処理を行う音声入出力部８と、各種情報を記憶する記憶部９と、プロジェクタ１によって投影された画像を撮像して検出する投影像検出部１０および投影像検出カメラ１１と、プロジェクタ１の全体の処理および動作を制御する制御部１２と、ＬＣＤによって空間変調された各色成分光を投射して画像を投影表示するプロジェクタ光学系１３とを備える。ランプ駆動回路２、通信部３、画像信号処理部４、ＬＣＤ駆動部５、入力部６、表示部７、音声入出力部８、記憶部９および投影像検出部１０は、制御部１２に電気的に接続され、制御部１２は、これらの各構成部位を制御する。
【００２４】
通信部３は、ビデオ信号等の映像信号入力インターフェース、あるいはＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等の外部通信用インターフェース、あるいはＩｒＤＡ規格に準拠した赤外線通信インターフェース等を用いて実現され、制御部１２からの指示をもとに外部装置との間で画像情報、音声情報等の各種情報通信を行う。通信部３は、画像信号入力部３ａを備え、この画像信号入力部３ａは、プロジェクタ１で投影表示するカラー画像情報である画像信号の入力を受け付けるとともに、入力された画像信号を画像信号処理部４に出力する。
【００２５】
画像信号処理部４は、画像信号入力部３ａから入力された画像信号を処理してＬＣＤ駆動部５に出力する。画像信号処理部４は、可変ＰＬＬ部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、タイミング切換部２３およびデジタル信号処理部２４を備える。可変ＰＬＬ部２１は、入力された画像信号に対応した同期信号をもとに、表示画像の色ずれに対応して位相および周波数の少なくとも一方を補正したクロック信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部２２およびタイミング切換部２３に出力するとともに、このクロック信号に対応した同期信号を生成し、タイミング切換部２３に出力する。Ａ／Ｄ変換部２２は、可変ＰＬＬ部２１から入力されたクロック信号をサンプリングクロックとして、画像信号入力部３ａから入力されたアナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号処理部２４に出力する。可変ＰＬＬ部２１およびＡ／Ｄ変換部２２は、これらの処理を色成分画像信号毎に個別に実行する。タイミング切換部２３は、可変ＰＬＬ部２１から入力されたクロック信号および同期信号のうち、制御部１２からの指示に対応した色成分画像信号のクロック信号および同期信号を選択し、デジタル信号処理部２４に出力する。デジタル信号処理部２４は、Ａ／Ｄ変換部２２から入力されたデジタル信号である画像信号に対し、ＩＰ（Interlace to Progressive）変換、スケーリング、色変換、キーストーン補正、アスペクト比変換等の処理を行い、処理した画像信号をクロック信号および同期信号とともにＬＣＤ駆動部５に出力する。
【００２６】
ＬＣＤ駆動部５は、赤ＬＣＤ駆動回路５Ｒ、緑ＬＣＤ駆動回路５Ｇおよび青ＬＣＤ駆動回路５Ｂを備える。これらの各ＬＣＤ駆動回路５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、デジタル信号処理部２４から入力された各色成分画像信号をもとに、赤ＬＣＤ１６Ｒ、緑ＬＣＤ１６Ｇおよび青ＬＣＤ１６Ｂを駆動する。これによって赤ＬＣＤ１６Ｒ、緑ＬＣＤ１６Ｇおよび青ＬＣＤ１６Ｂは、空間的に透過率分布を変化させ、それぞれ赤色光、緑色光および青色光である３色の色成分光を個別に空間変調する。
【００２７】
入力部６は、ボタン型、トグル型等の各種スイッチ、入力キー、タッチパネル等を用いて実現され、制御部１２が制御する各種処理および動作の指示情報の入力を受け付けるとともに、入力された指示情報を制御部１２に出力する。入力部６が受け付ける指示情報には、プロジェクタ１の起動／終了、投影表示の開始／終了、投影画像の各種補正量、投影モードの設定等の情報がある。
【００２８】
表示部７は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ表示素子等を用いて実現され、各種情報を表示する。表示部７が表示する情報には、制御部１２が制御する各種処理および動作の指示情報のメニュー、各種処理および動作の開始や完了を報知する報知情報、各種処理および動作で発生したエラーを報知するエラー情報等がある。なお、表示部７は、入力部６としてのタッチパネルをディスプレイ上に備え、入力を受け付ける指示情報に対応したメニュー表示を行うようにしてもよい。
【００２９】
音声入出力部８は、マイクロフォンおよびスピーカーを用いて実現され、外部から音声情報の入力を受け付け、入力された音声情報を制御部１２に出力するとともに、制御部１２から入力された音声情報を外部に出力する。音声入出力部８が入出力を行う情報には、投影画像に対応した音声情報等がある。さらに、音声入出力部８は、各構成部位が行う処理の開始や完了を報知する所定の報知音の出力、各種処理および動作で発生したエラーを報知する所定の警告音の出力等を行うようにしてもよい。
【００３０】
記憶部９は、所定のＯＳを起動するプログラム、処理プログラム等の各種情報が予め記憶されたＲＯＭと、各処理の各種処理パラメータ、各構成部位に入出力される各種情報等を記憶するＲＡＭとを用いて実現される。また、記憶部９は、投影表示された各色成分画像の位置誤差および倍率誤差に対応し、各クロック信号の位相および周波数の少なくとも一方の補正量を記憶した補正量記憶テーブル９ａを備える。この他、記憶部９が記憶する情報として、投影表示する画像情報、画像情報に対応した音声情報等がある。なお、記憶部９は、プロジェクタ１の製造時に発生した各色成分画像の色ずれ量を記憶するようにしてもよい。
【００３１】
投影像検出部１０は、投影像検出カメラ１１から入力された画像信号をもとに、投影表示された各色成分画像の位置誤差および倍率誤差を画像処理によって検出し、検出結果を制御部１２へ出力する。ここで、投影像検出部１０は、プロジェクタ光学系１３と画像を投影表示するスクリーンＳＣ等とによって決まる表示領域を基準とした各色成分画像の位置誤差および倍率誤差を検出するとともに、各色成分画像間の相対的な色ずれを検出する。また、投影像検出部１０は、制御部１２からの指示をもとに、投影像検出カメラ１１の処理および動作を制御する。
【００３２】
投影像検出カメラ１１は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の個体撮像素子と、被写体からの光を集光して個体撮像素子上に被写体像を結像する光学系と、個体撮像素子が撮像したアナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを用いて実現される。投影像検出カメラ１１は、投影像検出部１０からの指示をもとに、プロジェクタ１が投影した表示画像を撮像し、撮像した画像信号を投影像検出部１０に出力する。
【００３３】
制御部１２は、記憶部９が記憶する処理プログラムを実行するＣＰＵ等によって実現される。制御部１２は、サンプリング制御部１２ａおよびタイミング切換制御部１２ｂを備える。サンプリング制御部１２ａは、投影像検出部１０の検出結果を取得し、補正量記憶テーブル９ａを参照して取得した検出結果に対応する各クロック信号の位相および周波数の少なくとも一方の補正量を取得する。さらに、サンプリング制御部１２ａは、可変ＰＬＬ部２１を制御し、色成分画像信号毎に、取得した補正量をもとに位相および周波数の少なくとも一方を補正したクロック信号を生成させるとともに、Ａ／Ｄ変換部２１を制御し、生成されたクロック信号を基準にして対応する各色成分画像信号をＡ／Ｄ変換させる。タイミング切換制御部１２ｂは、タイミング切換部２３を制御し、基準とする色成分画像信号のクロック信号および同期信号を選択して出力させる。このとき、タイミング切換制御部１２ｂは、所定の色成分を常時基準として選択させるようにしてもよく、あるいは投影像検出部１０の検出結果等をもとに基準とする色成分を随時選択させるようにしてもよい。なお、サンプリング制御部１２ａは、投影像検出部１０の検出結果をもとに、所定の演算処理等によって各クロック信号の位相および周波数の少なくとも一方の補正量を求めるようにしてもよい。
【００３４】
プロジェクタ光学系１３は、ＬＣＤ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂのそれぞれによって空間変調された各色成分光を投射し、ＬＣＤ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの像を重ね合わせて投影表示する。プロジェクタ光学系１３では、白色ランプ１４が、複数の色成分光を有した多色光としての白色光を射出する。白色ランプ１４には、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。コールドミラーＣＭは、白色ランプ１４から白色光とともに射出した赤外線を透過し、白色光を反射する。ダイクロイックミラーＤＭ１は、コールドミラーＣＭが反射した白色光のうち、青色光を反射し、青色光以外の光を透過させる。全反射ミラーＴＭ１は、ダイクロイックミラーＤＭ１からの青色光を反射し、コンデンサレンズ１５Ｂは、この青色光を集光してＬＣＤ１６Ｂを照明する。ＬＣＤ１６Ｂは、青ＬＣＤ駆動回路５Ｂからの信号をもとに、青色成分の画像信号に対応した空間的な透過率分布を形成し、コンデンサレンズ１５Ｂによって照明された青色光を透過させるとともに空間変調する。
【００３５】
ダイクロイックミラーＤＭ２は、ダイクロイックミラーDM1を透過した青色光以外の光のうち、緑色光を反射し、残りの赤色光を透過させる。コンデンサレンズ１５Gは、ダイクロイックミラーDM２が反射した緑色光を集光してＬＣＤ１６Ｇを照明し、ＬＣＤ１６Ｇは、緑ＬＣＤ駆動回路５Ｇからの信号をもとに、緑色成分の画像信号に対応した空間的な透過率分布を形成し、コンデンサレンズ１５Ｇによって照明された緑色光を透過させるとともに空間変調する。コンデンサレンズ１５Ｒは、ダイクロイックミラーDM２が透過した赤色光を集光してＬＣＤ１６Ｒを照明し、ＬＣＤ１６Ｒは、赤ＬＣＤ駆動回路５Ｒからの信号をもとに、赤色成分の画像信号に対応した空間的な透過率分布を形成し、コンデンサレンズ１５Ｒによって照明された赤色光を透過させるとともに空間変調する。全反射ミラーＴＭ２は、ＬＣＤ１６Ｒを透過した赤色光を反射する。
【００３６】
ダイクロイックミラーＤＭ３は、ＬＣＤ１６Ｂからの青色光を透過し、ＬＣＤ１６Ｇからの緑色光を反射して同軸に合成し、ダイクロイックミラーＤＭ４は、この合成された青色光および緑色光を透過し、全反射ミラーＴＭ２からの赤色光を反射して同軸に合成する。投影レンズ１７は、ダイクロイックミラーＤＭ４によって合成された赤色光、緑色光および青色光である各色成分光をスクリーンＳＣに投射および集光して、表示領域ＤＡ内にＬＣＤ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの像を重ね合わせて投影表示する。なお、各ＬＣＤ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが空間変調可能な有効領域は、所望の表示領域ＤＡに対応する領域にマージンを加えた領域とすることが望ましい。また、スクリーンＳＣは、ユーザーが任意に設定可能であり、投影像を映しだせるものであれば特に限定されるものではない。
【００３７】
つぎに、画像信号処理部４について説明する。図２は、画像信号処理部４の構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像信号処理部４は、赤色、緑色および青色成分の各色成分画像信号に対応する可変ＰＬＬ部２１としての可変ＰＬＬ２１Ｒ，２１Ｇ，２１ＢおよびＡ／Ｄ変換部２２としてのＡ／Ｄ変換器２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを備える。また、タイミング切換部２３は、各可変ＰＬＬ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから出力される水平同期信号およびクロック信号のうち、１つの水平同期信号を選択する同期信号セレクタ２３ａと、１つのクロック信号を選択するクロック信号セレクタ２３ｂとを備える。
【００３８】
可変ＰＬＬ２１Ｒは、入力された２つの信号の位相差に対応した差分信号を出力する位相比較器２１Ｒａと、ループフィルタとしての低域フィルタであるＬＰＦ（Low-Pass Filter）２１Ｒｂと、入力電圧に対応して発振周波数を変化させる電圧制御発振器であるＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）２１Ｒｃと、入力された信号を可変の分周比Ｎｒで１／Ｎｒに分周する可変分周器２１Ｒｄと、入力された信号を可変の移相量φｒだけ移相する可変遅延器２１Ｒｅとを備える。分周比Ｎｒおよび移相量φｒは、サンプリング制御部１２ａからのサンプリング制御信号ＲＣＳをもとに設定される。
【００３９】
可変ＰＬＬ２１Ｒでは、画像信号に対応し、画像信号入力部３ａから同期分離して出力された水平同期信号ＨＳ０と、ＶＣＯ２１Ｒｃが発振し、可変分周器２１Ｒｄによって分周された信号とが、位相比較器２１Ｒａに入力される。位相比較器２１Ｒａは、これら２つの信号の位相差に対応した差分信号であるパルス信号をＬＰＦ２１Ｒｂに出力し、ＬＰＦ２１Ｒｂは、このパルス信号を直流信号に変換してＶＣＯ２１Ｒｃに出力し、ＶＣＯ２１Ｒｃは、入力された直流信号の電圧が一定となるように発振周波数を変化させる。ＶＣＯ２１Ｒｃへの入力電圧が一定となったとき、位相比較器２１Ｒａでの位相差は０となり、ＶＣＯ２１Ｒｃは、水平同期信号ＨＳ０と位相同期し周波数がＮｒ倍であるクロック信号を発振する。さらに、ＶＣＯ２１Ｒｃは、発振したクロック信号の一部を可変遅延器２１Ｒｅに出力し、可変遅延器２１Ｒｅは、入力されたクロック信号の位相を移相量φｒだけ変化させる。これによって、水平同期信号ＨＳ０に対し移相量φｒだけ移相し周波数がＮｒ倍であるクロック信号が生成される。可変遅延器２１Ｒｅは、このクロック信号をサンプリングクロックＲＳＣとしてＡ／Ｄ変換器２２Ｒに出力するとともに、クロック信号ＲＣＫとしてクロックセレクタ２３ｂに出力する。また、可変分周器２１Ｒｄは、ＶＣＯ２１Ｒｃからのクロック信号を分周した信号の一部を水平同期信号ＲＨＳとして同期信号セレクタ２３ａに出力する。
【００４０】
同様に、可変ＰＬＬ２１Ｇは、位相比較器２１Ｇａ、ＬＰＦ２１Ｇｂ、ＶＣＯ２１Ｇｃ、可変分周器２１Ｇｄおよび可変遅延器２１Ｇｅを備え、可変分周器２１Ｇｄの分周比Ｎｇおよび可変遅延器２１Ｇｅの移相量φｇは、サンプリング制御信号ＧＣＳをもとに設定される。可変ＰＬＬ２１Ｇは、水平同期信号ＨＳ０に対し移相量φｇだけ移相し周波数がＮｇ倍であるクロック信号を生成し、サンプリングクロックＧＳＣとしてＡ／Ｄ変換器２２Ｇに出力するとともに、クロック信号ＧＣＫとしてクロックセレクタ２３ｂに出力する。また、可変ＰＬＬ２１Ｇは、水平同期信号ＧＨＳを同期信号セレクタ２３ａに出力する。さらに同様に、可変ＰＬＬ２１Ｂは、位相比較器２１Ｂａ、ＬＰＦ２１Ｂｂ、ＶＣＯ２１Ｂｃ、可変分周器２１Ｂｄおよび可変遅延器２１Ｂｅを備え、可変分周器２１Ｂｄの分周比Ｎｂおよび可変遅延器２１Ｂｅの移相量φｂは、サンプリング制御信号ＢＣＳをもとに設定される。可変ＰＬＬ２１Ｂは、水平同期信号ＨＳ０に対し移相量φｂだけ移相し周波数がＮｂ倍であるクロック信号を生成し、サンプリングクロックＢＳＣとしてＡ／Ｄ変換器２２Ｂに出力するとともに、クロック信号ＢＣＫとしてクロックセレクタ２３ｂに出力する。また、可変ＰＬＬ２１Ｂは、水平同期信号ＢＨＳを同期信号セレクタ２３ａに出力する。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換器２２Ｒは、サンプリングクロックＲＳＣを基準として、画像信号入力部３ａから入力された赤色成分のアナログ画像信号である赤画像信号ＲＡＳをＡ／Ｄ変換し、変換した赤画像信号ＲＤＳをデジタル信号処理部２４に出力する。このとき、サンプリング制御部１２ａは、サンプリング制御信号ＲＣＳによって分周比Ｎｒおよび移相量φｒを設定変更し、サンプリングクロックＲＳＣの位相および周波数を変化させることによって、Ａ／Ｄ変換器２２Ｒによるサンプリング開始点およびサンプリング周波数を調整することができる。
【００４２】
同様に、Ａ／Ｄ変換器２２Ｇは、サンプリングクロックＧＳＣを基準として緑色成分のアナログ画像信号である緑画像信号ＧＡＳをＡ／Ｄ変換し、変換した緑画像信号ＧＤＳをデジタル信号処理部２４に出力する。さらに同様に、Ａ／Ｄ変換器２２Ｂは、サンプリングクロックＢＳＣを基準として青色成分のアナログ画像信号である青画像信号ＢＡＳをＡ／Ｄ変換し、変換した青画像信号ＢＤＳをデジタル信号処理部２４に出力する。サンプリング制御部１２ａは、サンプリング制御信号ＧＣＳ，ＢＣＳによって、分周比Ｎｇ，Ｎｂおよび移相量φｇ，φｂを設定変更し、サンプリングクロックＧＳＣ，ＢＳＣの位相および周波数を変化させることによって、Ａ／Ｄ変換器２２Ｇ，２２Ｂによるサンプリング開始点およびサンプリング周波数を調整することができる。
【００４３】
同期信号セレクタ２３ａは、タイミング切換制御部１２ｂからの指示をもとに、水平同期信号ＲＨＳ，ＧＨＳ，ＢＨＳから１つの水平同期信号を選択し、水平同期信号ＨＳ１としてデジタル信号処理部２４に出力する。同様に、クロック信号セレクタ２３ｂは、タイミング切換制御部１２ｂからの指示をもとに、クロック信号ＲＣＫ，ＧＣＫ，ＢＣＫから１つのクロック信号を選択し、クロック信号ＣＫ１としてデジタル信号処理部２４に出力する。デジタル信号処理部２４は、水平同期信号ＨＳ１およびクロック信号ＣＫ１を基準に赤、緑および青画像信号ＲＤＳ，ＧＤＳ，ＢＤＳを処理し、処理した画像信号を水平同期信号ＨＳ１およびクロック信号ＣＫ１とともにＬＤＣ駆動部５に出力する。ここで、タイミング切換制御部１２ｂは、通常、同期信号セレクタ２３ａおよびクロック信号セレクタ２３ｂに基準とする色成分を指示し、この色成分に対応する水平同期信号およびクロック信号を選択出力させることによって、デジタル信号処理部４およびＬＣＤ駆動部５にこの色成分を基準とした処理を行わせるようにしている。
【００４４】
このように、画像信号処理部４は、赤色、緑色および青色成分の各色成分画像信号に対し、それぞれ可変ＰＬＬ２１Ｒ，２１Ｇ，２１ＢによってサンプリングクロックＲＳＣ，ＧＳＣ，ＢＳＣを生成し、さらに各サンプリングクロックＲＳＣ，ＧＳＣ，ＢＳＣの位相および周波数をサンプリング制御信号ＲＣＳ，ＧＣＳ，ＢＣＳによって個別に変更できるようにしているため、色成分画像信号毎にＡ／Ｄ変換するサンプリング開始点およびサンプリング周波数を調整することができる。また、画像信号処理部４は、可変ＰＬＬ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂのそれぞれで水平同期信号ＨＳ０を基準信号として水平同期信号ＲＨＳ，ＧＨＳ，ＢＨＳを生成するようにしているため、ＰＬＬ回路で生じるジッタを累積させることがなく、水平同期信号ＲＨＳ，ＧＨＳ，ＢＨＳに蓄積されるジッタを低減させることができる。
【００４５】
ここで、サンプリングクロックＲＳＣ，ＧＳＣ，ＢＳＣの周波数は、それぞれ整数である分周比Ｎｒ，Ｎｇ，Ｎｂを増減して調整されるため、基準とする水平同期信号ＨＳ０の周波数を単位量として調整される。たとえば、解像度がＸＧＡ（１０２４ピクセル×７６８ライン）、ノンインターレース時のフレームレートが６０Hｚ、水平同期信号の周波数が４８．５ｋＨｚである画像信号では、初期値としてＶＣＯ２１Ｒｃの発振周波数を６５ＭＨｚ、可変分周器２１Ｒｄの分周比をＮｒ＝１３４０に設定し、この分周比Ｎｒを１ずつ増減させることによって、サンプリングクロックＲＳＣの周波数を４８．５ｋＨｚ単位、すなわち、ＶＣＯ２１Ｒｃの発振周波数の約１／１３４０の大きさの周波数を単位量として調整することができる。なお、一層微細に周波数を調整できるようにするため、たとえば、画像信号入力部３ａから各位相比較器２１Ｒａ，２１Ｇａ，２１Ｂａまでの間に分周比がＭである分周器を配置し、各位相比較器２１Ｒａ，２１Ｇａ，２１Ｂａに入力される水平同期信号ＨＳ０を１／Ｍに分周することによって、調整可能な周波数の単位量を１／Ｍ倍するようにしてもよい。ただし、この場合、水平同期信号ＲＨＳ，ＧＨＳ，ＢＨＳは、可変分周器２１Ｒｄ，２１Ｇｄ，２１Ｂｄからの出力をＭ倍周して出力する必要がある。
【００４６】
また、可変遅延器２１Ｒｅ，２１Ｇｅ，２１Ｂｅは、それぞれＶＣＯ２１Ｒｃ，２１Ｇｃ，２１Ｂｃから入力されるクロック信号に対し、たとえば、Ｄフリップフロップ回路によってＮ逓倍した正および反転クロックの少なくとも一方のクロック信号でラッチを掛けるようにしてもよく、あるいは、遅延タップを多段階設けて遅延量を選択するようにしてもよい。
【００４７】
なお、画像信号処理部４では、各色成分画像信号に対し可変ＰＬＬ２１Ｒ，２１Ｇ，２１ＢおよびＡ／Ｄ変換器２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを個別に設けるようにしたが、たとえば、１組の可変ＰＬＬおよびＡ／Ｄ変換器によって各色成分画像信号を時分割的に順次処理するようにしてもよい。
【００４８】
また、画像信号処理部４では、水平同期信号ＨＳ０を基準信号としてサンプリングクロックＲＳＣ，ＧＳＣ，ＢＳＣを生成し、各色成分画像信号の水平方向のサンプリング開始点およびサンプリング周波数を調整できるようにしたが、さらに、画像信号入力部３ａから出力される垂直同期信号ＶＳ０を基準信号としてサンプリングクロックを生成し、各色成分画像信号の垂直方向のサンプリング開始点およびサンプリング周波数を調整できるようにしてもよい。
【００４９】
つぎに、サンプリングクロックの位相および周波数と、投影表示する画像との関係について説明する。図３−１〜図３−３は、Ａ／Ｄ変換する画像信号、サンプリングクロックおよび投影画像との関係を示す模式図である。投影画像は、所定間隔離れた垂直方向の２本線の画像を示し、画像信号は、この投影画像の任意の走査線に対応するアナログ信号を示している。図３−１に示すように、周波数がｆ０であるサンプリングクロックによって画像信号をＡ／Ｄ変換した基準画像を得た状態から、たとえば、サンプリングクロックの位相を遅らせ、２本線のサンプリング点を時点ｔ１からｔ３、および時点ｔ２からｔ４にそれぞれ早めた場合、図３−２に示すように、投影画像上で２本線を基準画像に対し右方向にシフトさせることができる。一方、サンプリングクロックの周波数をｆ０からｆ１に増加させ、２本線のサンプリング間隔を期間Ｔ０（＝ｔ２−ｔ１）から期間Ｔ１（＝ｔ６―ｔ５）に減少させた場合、図３−３に示すように、投影画像上で２本線の間隔を基準画像に対し水平方向に拡大することができる。すなわち、この場合、投影画像の左端を基準に水平方向の倍率を拡大させることができる。また、サンプリングクロックの位相を進めて投影画像を左方向にシフトさせることも可能であり、サンプリングクロックの周波数を減少させて水平方向の倍率を縮小させることも可能である。このように、Ａ／Ｄ変換で基準とするサンプリングクロックの位相および周波数を変化させることによって、それぞれ投影画像の水平方向の位置および倍率を調整することができる。
【００５０】
このプロジェクタ１では、画像信号処理部４によって色成分画像信号毎に個別にサンプリングクロックの位相および周波数を変化させることができるため、投影画像の位置および倍率の調整を色成分毎に行うことができる。図４−１および図４−２は、サンプリングクロックの位相および周波数を調整して投影画像に生じた色ずれを補正する一例を示す模式図である。プロジェクタ光学系１３の組立誤差、色収差等によって投影画像に色ずれが生じた場合、たとえば図４−１に示すように、緑色および青色成分のＧＢ画像に対し、赤色成分のＲ画像は位置および倍率がずれた状態で投影される。この場合、図４−２に示すように、緑色および青色成分のサンプリングクロック（ＧＢ）に対し、赤色成分のサンプリングクロック（Ｒ）の位相を進ませるとともに周波数をｆ０からｆ２に減少させ、対応するサンプリング間隔を期間Ｔ０（＝ｔ２−ｔ１）から期間Ｔ２（＝ｔ８−ｔ７）に変更させることによって、投影画像上でＲ画像を左方向にシフトし、水平方向の倍率を縮小させることができ、ＧＢ画像に対するＲ画像の色ずれを補正することができる。
【００５１】
この補正する色ずれ量は、投影像検出カメラ１１が撮像した画像をもとに投影像検出部１０が検出し、この検出結果をもとにサンプリング制御部１２ａが補正量記憶テーブル９ａを参照して対応する補正量を取得する。補正量記憶テーブル９ａが記憶する補正量は各色成分画像間の相対的な色ずれ量に対応した分周比および移相量であって、サンプリング制御部１２ａは、補正すべき色成分画像に対応する可変ＰＬＬに対し取得した分周比および移相量を設定させることによって、サンプリングクロックの位相および周波数を変更し、投影画像の色ずれを補正する。サンプリング制御部１２ａは、投影像検出部１０によって検出される投影像の色ずれが所定値以下あるいは極小値となるまで、この色ずれの補正制御を繰り返す。なお、補正量記憶テーブル９ａは、プロジェクタ光学系１３による投影画像の表示領域ＤＡを基準とした各色成分画像の絶対的な色ずれ量に対応する分周比および移相量の補正量を記憶するようにしてもよく、この場合、投影像検出部１０は、表示領域ＤＡに対する各色成分画像の位置および倍率を検出するようにすればよい。
【００５２】
さらに、このプロジェクタ１では、表示領域ＤＡを複数の領域に分割し、分割した領域毎に投影画像の色ずれを補正することができる。図５−１〜図５−３は、表示領域ＤＡを３つの領域に分割し、分割した領域毎に投影画像上の色ずれを補正する一例を示す図である。図５−１に示すように、緑色および青色成分のＧＢ画像に対して赤色成分のＲ画像が色ずれを生じている場合、投影像検出部１０は、表示領域ＤＡを水平方向に３分割した左領域ＬＡ、中領域ＣＡおよび右領域ＲＡの各領域について色ずれ量を検出する。このとき、投影像検出部１０は、色ずれ量とともに各領域の水平方向の開始点および終了点を検出し、検出した各情報を制御部１１に出力する。その後、サンプリング制御部１２ａは、投影像検出部１０の検出結果をもとに補正量記憶テーブル９ａを参照し、領域毎かつ色成分画像毎にサンプリングクロックの位相および周波数を調整して投影画像の色ずれを補正する。
【００５３】
具体的には、たとえば図５−２に示すように、投影像検出部１０から取得した各領域ＬＡ，ＣＡ，ＲＡの開始点および終了点の情報をもとに、サンプリング制御部１２ａは、まず各領域のアクティブ信号を生成する。つづいて、サンプリング制御部１２ａは、このアクティブ信号と補正量記憶テーブル９ａから取得した各領域の補正量とをもとに可変ＰＬＬ２１Ｒを制御し、可変ＰＬＬ２１Ｒは、ＬＡ領域のＲ画像信号に対して位相および周波数をそれぞれ初期値から（−α）および（−β２）変化させたクロック信号を生成し、ＣＡおよびＲＡ領域に対してアクティブ信号によりクロック信号にマスクをかける。同様に、可変ＰＬＬ２１Ｒは、ＣＡ領域のＲ画像に対して位相を初期値から変えず周波数を初期値から（−β１）変化させたクロック信号を生成し、ＲＡおよびＬＡ領域に対してアクティブ信号によりクロック信号にマスクをかけ、ＬＡ領域のＲ画像に対して位相および周波数をそれぞれ初期値から（＋α）および（−β２）変化させたクロック信号を生成し、ＬＡおよびＣＡ領域に対してアクティブ信号によりクロック信号にマスクをかける。その後、可変ＰＬＬ２１Ｒは、これら３つのクロック信号を合成して領域毎に異なる位相および周波数を有したサンプリングクロックＲＳＣを生成する。このサンプリングクロックＲＳＣを基準にＡ／Ｄ変換器２２Ｒが赤画像信号ＲＡＳをサンプリングすることによって、投影画像上の左領域ＬＡでは、Ｒ画像が全体的に右方向にシフトするとともに倍率が縮小され、中領域ＣＡでは、Ｒ画像の中心位置が不動で倍率が縮小され、右領域ＲＡでは、Ｒ画像が全体的に左方向にシフトするとともに倍率が縮小される。この結果、図５−３に示すように、各領域でＧＢ画像に対してＲ画像の位置および倍率が補正され、すべての色成分画像が重なった色ずれのないＲＧＢ画像が投影表示される。なお、この場合、ＧＢ画像に対するサンプリングクロックは、位相および周波数とも初期値から不変であり、すべての領域に対して共通である。
【００５４】
なお、図５−１〜図５−３では、表示領域ＤＡを３分割して領域毎に色ずれを補正するようにしたが、２分割または４分割以上にして補正するようにしてもよい。
【００５５】
また、この実施の形態１では、投影画像の色ずれの補正について、水平方向の位置誤差および倍率倍率を補正できるようにしたが、さらに、垂直方向の位置誤差および倍率誤差を補正することもできる。この場合、可変ＰＬＬ部２１は、画像信号入力部３ａから出力される垂直同期信号ＶＳ０を基準信号としてサンプリングクロックを生成し、各色成分画像信号の垂直方向のサンプリング開始点およびサンプリング周波数を調整できるようにすればよい。また、この場合、表示領域ＤＡを垂直方向に複数の領域に分割し、分割した領域毎に垂直方向の色ずれを補正するようにしてもよく、水平方向および垂直方向に同時に複数の領域に分割し、分割した領域毎に各方向の色ずれを補正するようにしてもよい。
【００５６】
以上説明したこの実施の形態１にかかるプロジェクタ１では、赤色、緑色および青色成分の各色成分画像信号に対し、個別の可変ＰＬＬ回路を用いてサンプリングクロックを生成し、各サンプリングクロックの位相および周波数を個別に変更できるようにしているため、色成分画像信号毎にサンプリング開始点およびサンプリング周期を調整することができ、これによって、投影画像上の色成分画像間の位置誤差および倍率誤差を同時に補正することができる。さらに、投影画像の表示領域を複数の領域に分割し、分割した領域毎に色ずれを補正することができる。また、入力された画像信号の水平および垂直同期信号を基準信号として各色成分画像信号に対応するサンプリングクロックを生成するようにしているため、ＰＬＬ回路で生じるジッタを累積させることがなく、投影画像の水平および垂直同期信号に蓄積されるジッタを低減させることができる。
【００５７】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、投影像検出カメラ１１および投影像検出部１０によって投影画像の色ずれを検出し、この検出した色ずれ量をもとにサンプリングクロックの位相および周波数を調整して投影画像の色ずれを補正するようにしていたが、この実施の形態２では、さらに投影レンズのズーム位置、フォーカス位置および開口数を参照して色ずれを補正するようにしている。
【００５８】
図６は、本発明の実施の形態２にかかるプロジェクタの構成を示す模式図である。図６に示すように、この実施の形態２にかかるプロジェクタ３１は、プロジェクタ１が備えた記憶部９、制御部１２およびプロジェクタ光学系１３のそれぞれに代えて、記憶部３９、制御部４２およびプロジェクタ光学系４３を備えるとともに、新たに投影レンズ駆動部４８を備える。記憶部３９は、記憶部９ａに代えて記憶部３９ａを備え、制御部４２は、サンプリング制御部１２ａに代えてサンプリング制御部４２ａを備えるとともに、さらに投影レンズ制御部４２ｃを備える。プロジェクタ光学系４３は、投影レンズ１７に代えて投影レンズ４７を備え、投影レンズ４７の各部を駆動する投影レンズ駆動部４８は、ズーム駆動部４８ａ、フォーカス駆動部４８ｂおよび開口絞り駆動部４８ｃを備える。その他の構成は、プロジェクタ１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００５９】
投影レンズ４７は、レンズ４７ａ〜４７ｄによってズームレンズとして構成されている。レンズ４７ｂ，４７ｃは、ズーム駆動部４８ａによって光軸方向に個別に駆動され、投影レンズ４７の焦点距離および投影画像の投影倍率を連続的に変化させる。レンズ４７ｄは、フォーカス駆動部４８ｂによって光軸方向に駆動され、投影レンズ４７の投影画像に対するフォーカスを変化させる。また、投影レンズ４７は、内部に開口絞りＡＳを備え、この開口絞りＡＳは、開口絞り駆動部４８ｃによって絞り径を変化させ、投影レンズ４７のＬＣＤ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂおよび投影画像に対する開口数を変化させる。ズーム駆動部４８ａ、フォーカス駆動部４８ｂおよび開口絞り駆動部４８ｃは、圧電素子、ボイスコイルモーター、ステッピングモーター等を用いて実現され、入力部６等から入力されたズーム、フォーカスおよび開口数の各設定情報に基づいた投影レンズ制御部４２ｃからの指示情報にしたがって、対応するレンズ４７ｂ〜４７ｄまたは開口絞りＡＳを駆動させる。なお、図６では、レンズ４７ａ〜４７ｄを単レンズとして示したが、この例に限定されず、たとえば、それぞれ複数のレンズ群によって構成するようにしてもよい。また、ズーム駆動部４８ａおよびフォーカス駆動部４８ｂは、さらに多くのレンズまたはレンズ群を駆動するようにしてもよく、たとえば、フォーカス駆動部４８ｂは、投影レンズ４７の全体を光軸方向に駆動するようにしてもよい。
【００６０】
このプロジェクタ３１では、サンプリング制御部４２ａが、投影レンズ４７のズーム、フォーカスおよび開口数の設定情報を取得し、取得した各設定情報をもとに補正量記憶テーブル３９ａを参照する。補正量記憶テーブル３９ａは、補正量記憶テーブル９ａが記憶した補正量の情報に加え、投影レンズ４７のズーム位置、フォーカス位置および開口数に応じて発生する投影画像の色ずれに対する補正量である可変ＰＬＬ部２１の分周比および移相量を記憶している。サンプリング制御部４２ａは、取得したズーム、フォーカスおよび開口数の設定情報に対応する補正量を補正量記憶テーブル３９ａから取得し、取得した補正量をもとに可変ＰＬＬ部２１を制御して色成分画像信号毎にサンプリングクロックを生成し、投影画像の色ずれを補正する。ここで、サンプリング制御部４２ａは、入力部６等から入力されるズーム、フォーカスおよび開口数の各設定情報をもとにレンズ４７ｂ，４７ｃ，４７ｄおよび開口絞りＡＳの駆動量を求め、この各駆動量から投影レンズ４７のズーム位置、フォーカス位置および開口数を取得する。なお、補正量記憶テーブル３９ａが記憶する補正量は、たとえば、プロジェクタ３１の製造段階で予め測定し求めることができる。
【００６１】
また、補正量記憶テーブル３９ａは、投影レンズ４７のズーム位置、フォーカス位置および開口数に対応する投影画像の色ずれ量を予め記憶し、サンプリング制御部４２ａは、ズーム、フォーカスおよび開口数の設定情報に対応する色ずれ量を補正量記憶テーブル３９ａから取得し、取得した色ずれ量と投影像検出部１０が検出した色ずれ量との差を求め、この色ずれ量の差が所定の閾値より大きい場合、投影レンズ４７のズーム、フォーカスおよび開口数の再調整を行うようにし、色ずれ量の差が所定の閾値よりも小さくなるまでこの調整を繰り返すようにしてもよい。色ずれ量の差が所定の閾値よりも小さくなった場合、サンプリング制御部４２ａは、投影像検出部１０が検出した色ずれ量をもとに、可変ＰＬＬ部２１を制御して色成分画像信号毎にサンプリングクロックを生成し、投影画像の色ずれを補正することによって、投影レンズ４７のズーム位置、フォーカス位置および開口数に対応して最適な色ずれ補正を行うことができる。
【００６２】
なお、プロジェクタ３１では、投影レンズ駆動部４８を備え、投影レンズ４７のズーム位置、フォーカス位置および開口数を自動設定できるようにしたが、たとえば、図７に示すプロジェクタ５１のように、投影レンズ４７のズーム位置、フォーカス位置および開口数を手動設定し、この手動設定時に駆動した投影レンズ４７の各部の駆動量を投影レンズ検出部６８によって検出するようにしてもよい。ここで、投影レンズ検出部６８は、ズーム位置を設定するレンズ４７ｂ、４７ｃの駆動量、フォーカス位置を設定するレンズ４７ｄの駆動量および開口数を設定する開口絞りＡＳの駆動量を、それぞれズーム検出部６８ａ、フォーカス検出部６８ｂおよび開口絞り検出部６８ｃによって検出し、検出した各駆動量を制御部６２に出力する。制御部６２は、サンプリング制御部４２ａに代えてサンプリング制御部６２ａを備え、サンプリング制御部６２ａは、投影レンズ検出部６８から出力された投影レンズ４７の各部の駆動量を取得して、この取得した各駆動量から投影レンズ４７のズーム位置、フォーカス位置および開口数を求め、その後、サンプリング制御部４２ａと同様に動作して投影画像の色ずれを補正する。なお、投影レンズ駆動部４８，６８を同時に備え、投影レンズ４７のズーム位置、フォーカス位置および開口数の自動設定と手動設定との両方に対応できるようにしてもよい。
【００６３】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、投影像検出カメラ１１および投影像検出部１０によって投影画像の色ずれを検出し、検出した色ずれ量をもとにサンプリングクロックの位相および周波数を調整して色ずれを補正するようにしていたが、この実施の形態３では、投影画像の色成分毎のぼけを検出し、検出したぼけ量をもとにＡ／Ｄ変換する各色成分画像信号の周波数帯域を制限して、投影画像のぼけ量を調整するようにしている。
【００６４】
図８は、本発明の実施の形態３にかかるプロジェクタの構成を示す模式図である。図８に示すように、この実施の形態３にかかるプロジェクタ７１は、プロジェクタ１が備えた画像信号処理部４、記憶部９、投影像検出部１０および制御部１２のそれぞれに代えて、画像信号処理部７４、記憶部７９、投影像検出部８０および制御部８２を備える。画像信号処理部７４は、タイミング切換部２３を削除し、新たにフィルタ切換部２５を備え、記憶部７９は、記憶部９ａに代えて記憶部７９ａを備え、制御部８２は、サンプリング制御部１２ａおよびタイミング切換制御部１２ｂを削除し、新たにフィルタ切換制御部８２ｄを備える。その他の構成は、プロジェクタ１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００６５】
投影像検出部８０は、投影像検出カメラ１１が撮像した画像をもとに投影画像の色成分毎のぼけ量を検出する。フィルタ選択テーブル７９ａは、投影画像のぼけ量と、フィルタ切換部２５が有する複数のフィルタのカットオフ周波数との対応関係を記憶している。フィルタ切換部２５は、たとえば図９に示すように、赤色、緑色および青色成分の画像信号に対応し、それぞれフィルタ切換部２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを備える。さらに、この各フィルタ切換部はカットオフ周波数が異なる複数のローパスフィルタを有しており、フィルタ切換部２５ＲはＲフィルタ２５Ｒ−１〜２５Ｒ−ｉ、フィルタ切換部２５ＧはＧフィルタ２５Ｇ−１〜２５Ｇ−ｊ、フィルタ切換部２５ＢはＢフィルタ２５Ｇ−１〜２５Ｂ−ｋをそれぞれ有する。一般に、信号のＡ／Ｄ変換を行う場合、サンプリングによる折り返し歪を防止するため、入力信号のうちサンプリング周波数の１／２の周波数であるナイキスト周波数以上の高周波成分を遮断するローパスフィルタがＡ／Ｄ変換器の前段に配置される。これと同様に、フィルタ切換部２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、それぞれ赤、緑および青画像信号ＲＡＳ，ＧＡＳ，ＢＡＳのナイキスト周波数以上の高周波成分を遮断するローパスフィルタとしてＡ／Ｄ変換機２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの前段に配置されている。Ｒフィルタ２５Ｒ−１〜２５Ｒ−ｉ、Ｇフィルタ２５Ｇ−１〜２５Ｇ−ｊおよびＢフィルタ２５Ｇ−１〜２５Ｂ−ｋは、それぞれフィルタ切換制御部８２ｄからのフィルタ切換信号ＲＦＣ，ＧＦＣ，ＢＦＣによって選択切換される。
【００６６】
ここで、画像信号をフィルタリングするローパスフィルタのカットオフ周波数と、フィルタリングした画像信号をもとに投影表示される投影画像との関係について説明する。図１０は、カットオフ周波数をパラメータとして、ローパスフィルタ通過後の画像信号と、この画像信号をもとに表示される投影画像との関係を示した模式図である。図１０に示すように、カットオフ周波数がｆｃ１からｆｃ４まで段階的に増加し、これにともなってローパスフィルタを通過する高周波成分が多くなるにしたがって、ローパスフィルタを通過した画像信号の波形の鈍りと、投影画像としての縦縞の線像に生じるぼけ量とが減少し、細く鮮明な線像が表示されるようになる。すなわち、この特性を利用し、折り返し歪が生じない範囲でカットオフ周波数を調整することによって、投影画像に生じるぼけを補正して投影画像を鮮明にすることができる。また逆に、投影画像に生じるぼけを増大させて故意に投影画像をぼやかすこともできる。さらに、カットオフ周波数を色成分画像信号毎に調整することによって、投影画像のぼけを色成分毎に調整することができる。
【００６７】
フィルタ切換部８２ｄは、たとえば、投影像検出部８０が検出した投影画像の色成分毎のぼけ量を取得し、フィルタ選択テーブル７９ａを参照し、取得したぼけ量を補正するために最適なローパスフィルタの選択情報を取得し、この取得した選択情報をもとにフィルタ切換部２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂにそれぞれローパスフィルタを選択設定させ、Ａ／Ｄ変換する各色成分画像信号の周波数帯域を制限する制御を行う。このような投影画像のぼけの補正は、投影レンズ１７のフォーカス調整で十分に調整しきれずに投影画像にぼけが残存した場合の補正として効果的である。また、フィルタ切換部８２ｄは、投影像検出部８０から投影画像の色ずれ量を取得し、色ずれ量に対応したローパスフィルタの選択情報をフィルタ選択テーブル７９ａから取得し、この取得した選択情報をもとにフィルタ切換部２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂにローパスフィルタを選択設定させるようにしてもよい。これによって、フィルタ切換部８２ｄは、たとえば、投影レンズ１７のフォーカス調整によって発生した投影画像のわずかな色ずれをぼかして目立たなくさせることができる。
【００６８】
なお、図９に示したように、フィルタ切換部２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、それぞれカットオフ周波数が異なる複数のローパスフィルタを有し、フィルタ切換制御部８２ｄからの指示をもとに選択設定するように構成したが、たとえば、それぞれカットオフ周波数が可変なローパスフィルタを用い、フィルタ切換制御部８２ｄからの指示をもとにカットオフ周波数を設定するようにしてもよい。
【００６９】
また、入力信号をカットオフ周波数付近で急激に減衰させるために生じるリンギングの影響を避けるため、フィルタ切換部２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂで設定するローパスフィルタのカットオフ周波数は、所望の遮断周波数に対してマージンをもたせた周波数に設定することが望ましい。
【００７０】
ところで、プロジェクタ７１では、投影画像の色成分毎のぼけを検出し、検出したぼけ量をもとにＡ／Ｄ変換する各色成分画像信号の周波数帯域を制限して、投影画像のぼけ量を調整するようにしたが、さらに、投影画像の色ずれを検出し、検出した色ずれ量をもとにサンプリングクロックの位相および周波数を調整して色ずれを補正するようにしてもよく、たとえば、図１１に示すプロジェクタ１０１のように構成してもよい。このプロジェクタ１０１は、上述したプロジェクタ３１，７１を複合した構成および機能を備え、同一構成部分には同一符号を付している。ただし、画像信号処理部４，７４を画像信号処理部１０４に、記憶部３９，７９を記憶部１０９に、投影像検出部１０，８０を投影像検出部１１０に、制御部４２，８２を制御部１１２にそれぞれ統合して置き換えている。また、投影像検出部１１０が備える像ずれ検出部１１０ａは投影像検出部１０に対応し、像ぼけ検出部１１０ｂは投影像検出部８０に対応する。このプロジェクタ１０１によって、プロジェクタ光学系４３で発生した組立誤差、色収差等による投影画像の色ずれが補正できるとともに、投影レンズ４７のフォーカス位置、ズーム位置および開口数の各設定等によって発生もしくは残存した投影画像のぼけを補正することができるようになる。
【００７１】
なお、上述した実施の形態１〜３で示したプロジェクタ１，３１，５１，７１，１０１では、光変調素子としてＬＣＤを用いたが、これに代えて、たとえば、反射型液晶素子であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）、多数の微少ミラーを一体に形成したＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を用いるようにしてもよい。
【００７２】
また、プロジェクタ１，３１，５１，７１，１０１では、赤色光、緑色光および青色光である色成分光を射出する光源として白色ランプ１４を用いたが、たとえば、赤色光、緑色光および青色光を発光するＬＥＤを用いるようにしてもよく、さらに白色光を発光するＬＥＤを備えるようにしてもよい。この場合、各色成分のＬＥＤ光源として、複数のＬＥＤを配列し一体構成したＬＥＤアレイを用いるようにしてもよい。また、色成分光として赤色光、緑色光および青色光を用いたが、この他の色の光を色成分光に用いるようにしてもよい。
【００７３】
なお、プロジェクタ１，３１，５１，７１，１０１では、投影表示する画像情報および画像情報に対応する音声情報等を通信部３から取得するようにしていたが、たとえば、各種フラッシュメモリ等からなる携帯型情報記憶媒体を電気的に接続可能な機構をさらに備え、この携帯型記憶媒体から画像情報および音声情報等を取得するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるプロジェクタの構成を示す模式図である。
【図２】図１に示した画像信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３−１】Ａ／Ｄ変換する画像信号、サンプリングクロックおよび投影画像との関係を示す模式図である。
【図３−２】図３−１に示したサンプリングクロックの位相を変化させ、投影画像の位置調整を行った状態を示す図である。
【図３−３】図３−１に示したサンプリングクロックの周波数を変化させ、投影画像の倍率調整を行った状態を示す図である。
【図４−１】Ａ／Ｄ変換する画像信号、サンプリングクロックおよび投影画像との関係であって、投影画像に色ずれが生じた状態を示す模式図である。
【図４−２】図４−１に示したサンプリングクロックの位相および周波数を変化させ、投影画像の色ずれを補正した状態を示す図である。
【図５−１】色ずれが生じた投影画像を示す図である。
【図５−２】図５−１に示した投影画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に色ずれを補正する処理の一例を示す図である。
【図５−３】図５−２に示した補正処理によって色ずれを補正した結果の投影画像を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかるプロジェクタの構成を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかるプロジェクタの変形構成を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態３にかかるプロジェクタの構成を示す模式図である。
【図９】図８に示したフィルタ切換部の構成を示すブロック図である。
【図１０】画像信号に対するカットオフ周波数をパラメータとして、ローパスフィルタ通過後の画像信号と投影画像との関係を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態３にかかるプロジェクタの変形構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７５】
１，３１，５１，７１，１０１    プロジェクタ
２    ランプ駆動回路
３    通信部
３ａ    画像信号入力部
４，７４，１０４    画像信号処理部
５    ＬＣＤ駆動部
５Ｒ    赤ＬＣＤ駆動回路
５Ｇ    緑ＬＣＤ駆動回路
５Ｂ    青ＬＣＤ駆動回路
６    入力部
７    表示部
８    音声入出力部
９，３９，７９，１０９    記憶部
９ａ    補正量記憶テーブル
１０，８０，１１０    投影像検出部
１１    投影像検出カメラ
１２，４２，６２，８２，１１２    制御部
１２ａ，４２ａ，６２ａ    サンプリング制御部
１２ｂ    タイミング切換制御部
１３，４３    プロジェクタ光学系
１４    白色ランプ
１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ    コンデンサレンズ
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ    ＬＣＤ
１７，４７    投影レンズ
２１    可変ＰＬＬ部
２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ    可変ＰＬＬ
２１Ｒａ，２１Ｇａ，２１Ｂａ    位相比較器
２１Ｒｂ，２１Ｇｂ，２１Ｂｂ    ＬＰＦ
２１Ｒｃ，２１Ｇｃ，２１Ｂｃ    ＶＣＯ
２１Ｒｄ，２１Ｇｄ，２１Ｂｄ    可変分周器
２１Ｒｅ，２１Ｇｅ，２１Ｂｅ    可変遅延器
２２    Ａ／Ｄ変換部
２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ    Ａ／Ｄ変換器
２３    タイミング切換部
２３ａ    同期信号セレクタ
２３ｂ    クロック信号セレクタ
２４    デジタル信号処理部
２５，２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ    フィルタ切換部
２５Ｒ−１〜２５Ｒ−ｉ    Ｒフィルタ
２５Ｇ−１〜２５Ｇ−ｊ    Ｇフィルタ
２５Ｂ−１〜２５Ｂ−ｋ    Ｂフィルタ
３９ａ    補正量記憶テーブル
４２ｃ    投影レンズ制御部
４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ    レンズ
４８    投影レンズ駆動部
４８ａ    ズーム駆動部
４８ｂ    フォーカス駆動部
４８ｃ    開口絞り駆動部
６８    投影レンズ検出部
６８ａ    ズーム検出部
６８ｂ    フォーカス検出部
６８ｃ    開口絞り検出部
７９ａ    フィルタ選択テーブル
８２ｄ    フィルタ切換制御部
１１０ａ    像ずれ検出部
１１０ｂ    像ぼけ検出部
ＡＳ    開口絞り
ＢＡＳ，ＢＤＳ    青画像信号
ＣＫ１，ＲＣＫ，ＧＣＫ，ＢＣＫ    クロック信号
ＣＭ    コールドミラー
ＤＡ    表示領域
ＤＭ１，ＤＭ２，ＤＭ３，ＤＭ４    ダイクロイックミラー
ＧＡＳ，ＧＤＳ    緑画像信号
ＨＳ０，ＨＳ１，ＲＨＳ，ＧＨＳ，ＢＨＳ    水平同期信号
ＲＡＳ，ＲＤＳ    赤画像信号
ＲＣＳ，ＧＣＳ，ＢＣＳ    サンプリング制御信号
ＲＦＣ，ＧＦＣ，ＢＦＣ    フィルタ切換信号
ＳＣ    スクリーン
ＴＭ１，ＴＭ２    全反射ミラー
ＶＳ０    垂直同期信号
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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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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