(57)【要約】【課題】  投影側光学系の波長帯域毎の合成焦点位置と表示素子の表面との間の距離を一定に保つことにより色収差を補正する色収差補正手段を備えたプロジェクタを提供する。【解決手段】  本発明のプロジェクタは、投影側光学系の波長帯域毎の合成焦点位置と表示素子の表面との間の距離を一定に保つことにより色収差を補正する色収差補正手段を備え、この色収差補正手段は、入射面と射出面とが平行とされた複数の透過板251R,251G,251Bが周方向に並設されてなる透過板ホイール251と、透過板ホイール251を回転させる透過板ホイールモータと、透過板ホイールモータを表示素子に照射された光の波長帯域に合わせて制御する透過板ホイール制御手段と、から構成されている。【選択図】    図４
2011209552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子と、
前記表示素子に照射する複数の波長帯域光を生成する光源ユニットと、
前記光源ユニットから射出された光源光を前記表示素子に導光する導光光学系と、
前記表示素子で生成された投影像を投影面に投影する投影側光学系と、を備え、
前記投影側光学系の波長帯域毎の合成焦点位置と前記表示素子の表面との間の距離を一定に保つことにより色収差を補正する色収差補正手段を有していることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記色収差補正手段は、前記表示素子と前記投影側光学系との間に配置され、かつ、複数の平行平面の透過板が周方向に並設されてなる透過板ホイールと、該透過板ホイールを回転させる透過板ホイールモータと、該透過板ホイールモータを前記光源ユニットから射出される光源光の波長帯域に合わせて制御する透過板ホイール制御手段と、から構成され、平行平面板による像点移動により前記投影側光学系の波長帯域毎の合成焦点位置を調整することにより前記色収差を補正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】
前記光源ユニットは、時分割制御されて赤色、緑色及び青色波長帯域の光源光を順次射出し、
前記透過板ホイールは、前記光源ユニットから赤色波長帯域光が射出されたときに前記投影側光学系の光軸上に配置される赤色波長用透過板と、前記光源ユニットから緑色波長帯域光が射出されたときに前記投影側光学系の光軸上に配置される緑色波長用透過板と、前記光源ユニットから青色波長帯域光が射出されたときに前記投影側光学系の光軸上に配置される青色波長用透過板と、が周方向に並設されてな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】
前記透過板ホイールは、同一の屈折率であって異なる厚みとされた透過板が周方向に並設されてなることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記各透過板は、該各透過板がないとした場合における前記光源ユニットから射出された赤色、緑色及び青色波長帯域光の焦点位置と、前記投影側光学系と、の距離が近いほど厚く形成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記透過板ホイールは、異なる屈折率の透過板が周方向に並設されてなることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記色収差補正手段は、前記投影側光学系を構成する一部の光学系を光軸方向に移動させる光学系移動手段と、前記光学系移動手段を前記光源ユニットから射出される光源光の波長帯域に合わせて制御する光学系移動制御手段と、から構成され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】
前記色収差補正手段は、前記表示素子を前記投影側光学系の光軸方向に移動させる表示素子移動手段と、前記表示素子移動手段を前記光源ユニットから射出される光源光の波長帯域に合わせて制御する表示素子移動制御手段と、から構成されることを特徴とする請求項１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、色収差を補正する機能を有したプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズなどの光学系では、同一の光学系を用いた場合であっても光の波長帯域によって焦点距離が変化してしまう色収差という現象が生じる。この現象は、同一の光学系であっても光の波長帯域によって屈折率が変化するために生じる。カメラやプロジェクタなど光学系を備えた装置では、この色収差によって撮像画像や投影画像の品質が悪化するという問題点があった。
【０００３】
そこで、この色収差を小さくするレンズとしては、アッベ数と呼ばれる逆分散率の大きな素材を用いたレンズを複数組み合わせたレンズ群とする場合のみでなく、色収差を低減するため種々の提案がなされている。例えば、特開２０１０−８８０９号公報（特許文献１）では、異常部分分散特性を有した固体材料素子と回折光学素子とを備えた光学系とし、固体材料素子を屈折光学素子の少なくとも１つの透過面に形成する構成とする提案がなされている。この提案によれば、固体材料素子や回折光学素子を適切な箇所に適切な条件で設定することで色収差の補正が可能となり、また、コンパクトな光学系を達成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カメラやプロジェクタなど光学系を備えた装置では、上記アッベ数の大きなレンズを多数組み合わせたレンズ群では、光学系の小型軽量化が困難となることがあり、小型軽量化を実現しつつ撮像画像や投影画像の品質を向上させるために色収差を補正する種々の機能を備えさせる場合がある。色収差を補正する方法として、上述したように色収差を低減する方法の提案は多々なされているが、レンズ群の構成が複雑となり、レンズ設計が困難となっていた。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、投影側光学系の波長帯域毎の合成焦点位置と表示素子の表面との間の距離を一定に保つことにより色収差を補正する色収差補正手段を備えたプロジェクタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプロジェクタは、表示素子と、前記表示素子に照射する複数の波長帯域光を生成する光源ユニットと、前記光源ユニットから射出された光源光を前記表示素子に導光する導光光学系と、前記表示素子で生成された投影像を投影面に投影する投影側光学系と、を備え、前記投影側光学系の波長帯域毎の合成焦点位置と前記表示素子の表面との間の距離を一定に保つことにより色収差を補正する色収差補正手段を有していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のプロジェクタにおいて、前記色収差補正手段は、前記表示素子と前記投影側光学系との間に配置され、かつ、複数の平行平面の透過板が周方向に並設されてなる透過板ホイールと、該透過板ホイールを回転させる透過板ホイールモータと、該透過板ホイールモータを前記光源ユニットから射出される光源光の波長帯域に合わせて制御する透過板ホイール制御手段と、から構成され、平行平面板による像点移動により前記投影側光学系の波長帯域毎の合成焦点位置を調整することにより前記色収差を補正することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明のプロジェクタにおいて、前記光源ユニットは、時分割制御されて赤色、緑色及び青色波長帯域の光源光を順次射出し、前記透過板ホイールは、前記光源ユニットから赤色波長帯域光が射出されたときに前記投影側光学系の光軸上に配置される赤色波長用透過板と、前記光源ユニットから緑色波長帯域光が射出されたときに前記投影側光学系の光軸上に配置される緑色波長用透過板と、前記光源ユニットから青色波長帯域光が射出されたときに前記投影側光学系の光軸上に配置される青色波長用透過板と、が周方向に並設されてなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のプロジェクタにおいて、前記透過板ホイールは、同一の屈折率であって異なる厚みとされた透過板が周方向に並設されてなることを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明のプロジェクタにおいて、前記各透過板は、該各透過板がないとした場合における前記光源ユニットから射出された赤色、緑色及び青色波長帯域光の焦点位置と、前記投影側光学系と、の距離が近いほど厚く形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のプロジェクタにおいて、前記透過板ホイールは、異なる屈折率の透過板が周方向に並設されてなることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明のプロジェクタにおいて、前記色収差補正手段は、前記投影側光学系を構成する一部の光学系を光軸方向に移動させる光学系移動手段と、前記光学系移動手段を前記光源ユニットから射出される光源光の波長帯域に合わせて制御する光学系移動制御手段と、から構成されることもある。
【００１４】
また、本発明のプロジェクタにおいて、前記色収差補正手段は、前記表示素子を前記投影側光学系の光軸方向に移動させる表示素子移動手段と、前記表示素子移動手段を前記光源ユニットから射出される光源光の波長帯域に合わせて制御する表示素子移動制御手段と、から構成されることもある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、投影側光学系の合成焦点位置と表示素子との光路長を光の波長帯域に合わせて変更することにより色収差を補正する色収差補正手段を備えたプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係るプロジェクタの機能回路ブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る透過板ホイールの正面模式図及び側面模式図である。
【図５】本発明の実施例に係る色収差補正手段についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について述べる。本発明を実施するための形態に係るプロジェクタ10は、表示素子51と、表示素子51に照射する複数の波長帯域光を生成する光源ユニット60と、光源ユニット60から射出された光源光を表示素子51に導光する導光光学系170と、表示素子51で生成された投影像を投影面に投影する投影側光学系220と、を備える。
【００１８】
そして、プロジェクタ10は、光源ユニット60から射出された光源光の波長帯域に合わせて、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFと表示素子51との間の距離を一定に保つことにより色収差を補正する色収差補正手段を有している。
【００１９】
また、この色収差補正手段は、表示素子51と投影側光学系220との間に配置され、かつ、複数の平行平面の透過板251R,251G,251Bが周方向に並設されてなる透過板ホイール251と、透過板ホイール251を回転させる透過板ホイールモータ255と、透過板ホイールモータ255を光源ユニット60から射出される光源光の波長帯域に合わせて制御する透過板ホイール制御手段としての色収差補正回路46と、から構成される。そして、この色収差補正手段は、平行平面板による像点移動により投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFを調整することにより色収差を補正する。
【００２０】
また、本発明のプロジェクタ10における光源ユニット60は、時分割制御されて赤色、緑色及び青色波長帯域の光源光を順次射出する。そして、透過板ホイール251は、光源ユニット60から赤色波長帯域光が射出されたときに投影側光学系220の光軸上に配置される赤色波長用透過板251Rと、光源ユニット60から緑色波長帯域光が射出されたときに投影側光学系220の光軸上に配置される緑色波長用透過板251Gと、光源ユニット60から青色波長帯域光が射出されたときに投影側光学系220の光軸上に配置される青色波長用透過板251Bと、が周方向に並設されてなる。
【００２１】
さらに、透過板ホイール251は、同一の屈折率であって異なる厚みとされた透過板251R,251G,251Bが周方向に並設されてなる。そして、各透過板251R,251G,251Bは、該各透過板251R,251G,251Bがないとした場合における光源ユニット60から射出された赤色、緑色及び青色波長帯域光の焦点位置RF,GF,BFと、投影側光学系220と、の距離が近いほど厚く形成されている
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施例において、プロジェクタ10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。
【００２３】
そして、プロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。
【００２４】
また、筐体の上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニットや表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。
【００２５】
さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔18が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。
【００２６】
次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２の機能ブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成される。この制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。
【００２７】
そして、このプロジェクタ制御手段により、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。
【００２８】
また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。
【００２９】
表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源ユニット60から射出された光線束、即ち光源ユニット60の光源側光学系により所定の一面に集光された光線束を導光光学系を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、後述する投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。
【００３０】
また、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行なう。
【００３１】
そして、筐体の上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。
【００３２】
なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。
【００３３】
また、制御部38は、光源制御手段としての光源制御回路41を制御している。この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光源光が光源ユニット60から射出されるように、光源ユニット60の励起光照射装置、赤色光源装置及び青色光源装置の発光を個別に制御する。
【００３４】
さらに、制御部38は、色収差補正回路46を制御している。この色収差補正回路46は、光源ユニット60から射出される光線束の波長帯域に合わせて、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置と表示素子51との間の距離を一定に保つよう調整することにより色収差を補正する。つまり、色収差補正回路46は、光源ユニット60から射出される光線束の波長帯域に合わせて、後述する透過板ホイール251を回転駆動する透過板ホイールモータ255を制御する。
【００３５】
また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源ユニット60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。
【００３６】
次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源ユニット60を備えている。
【００３７】
さらに、プロジェクタ10は、光源ユニット60とプロジェクタ筐体の左側パネル15との間に光学系ユニット160を備えている。なお、光源ユニット60や光学系ユニット160の上方、つまり、光源ユニット60や光学系ユニット160と上述した上面パネル11との間には、図示しないがＣＰＵ等を備えた主制御回路基板が配置されている。
【００３８】
光源ユニット60は、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される励起光源装置70と、この励起光源装置70から射出される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光装置100と、励起光源装置70と蛍光発光装置100との間に配置される赤色光源装置120と、蛍光発光装置100からの射出光や赤色光源装置120からの射出光の光軸が同一の光軸となるように変換する光源側光学系140と、を備える。
【００３９】
励起光源装置70は、青色レーザ発光器とする複数の励起光源71と、励起光源71からの射出光を平行光に変換するコリメータレンズ73と、コリメータレンズ73を透過した光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する反射ミラー群75と、反射ミラー群75で反射した励起光源71からの射出光を集光する集光レンズと、を備え、励起光源71と右側パネル14との間にはヒートシンク81が配置されている。
【００４０】
そして、励起光源装置70のヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81によって励起光源71が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75や集光レンズが冷却される。
【００４１】
蛍光発光装置100は、正面パネル12と平行になるよう、つまり、励起光源装置70から射出され反射ミラー群75で光軸を変換された光線束の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を回転駆動するホイールモータ110と、蛍光ホイール101から背面パネル13方向に射出される光線束を集光する集光レンズ群と、蛍光ホイール101から正面パネル12方向に射出される光線束を集光する集光レンズと、を備える。
【００４２】
この蛍光ホイール101は、励起光源装置70からの射出光を励起光として緑色波長帯域の蛍光光を射出する緑色蛍光発光領域と、励起光源装置70からの射出光を拡散透過する拡散透過領域と、が周方向に並設されてなる。また、緑色蛍光発光領域における蛍光ホイール101の背面パネル13側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されており、このミラー加工された表面に帯状の緑色蛍光体層が敷設されている。さらに、拡散透過領域における蛍光ホイール101の表面は、サンドブラスト等によって微細凹凸が形成されている。
【００４３】
そして、蛍光ホイール101の緑色蛍光体層に照射された励起光源装置70からの射出光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光は、直接背面パネル13側へ、あるいは、蛍光ホイール101の表面で反射した後に背面パネル13側へ射出され、集光レンズ群に入射する。また、蛍光ホイール101の拡散透過領域に照射された励起光源装置70からの射出光は、微細凹凸によって拡散された拡散透過光として集光レンズに入射する。なお、ホイールモータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光ホイール101が冷却される。
【００４４】
赤色光源装置120は、励起光源71と光軸が平行となるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの射出光を集光する集光レンズ群と、を備える。そして、この赤色光源装置120は、励起光源装置70からの射出光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。また、赤色光源121は、赤色発光ダイオード等の固体発光素子とされている。さらに、赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。
【００４５】
そして、光源側光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる反射ミラー、ダイクロイックミラー等からなる。具体的には、励起光源装置70から射出される青色波長帯域光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光と、が交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸をプロジェクタの左側面方向に９０度変換するダイクロイックミラーが配置されている。
【００４６】
また、蛍光ホイール101を拡散透過した青色波長帯域光の光軸上には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸をプロジェクタ筐体の左側面方向に９０度変換する反射ミラーが配置されている。さらに、この反射ミラーで反射した青色波長帯域光の光軸上であって光学系ユニット160の近傍には、この青色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する反射ミラーが配置されている。
【００４７】
また、赤色及び青色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射するダイクロイックミラーを透過した赤色波長帯域光の光軸及びこの光軸と一致するようにこのダイクロイックミラーにより反射された緑色波長帯域光の光軸と、青色波長帯域光を背面パネル13方向に９０度変換する反射ミラーで反射した青色波長帯域光の光軸と、が交差する位置には、青色波長帯域光を透過し、赤色及び緑色波長帯域光を反射してこれら赤色及び緑色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換するダイクロイックミラーが配置されている。そして、ダイクロイックミラーや反射ミラーの間には、夫々集光レンズが配置され、ライトトンネル175の入射面近傍には、光源光を集光する集光レンズが配置されている。
【００４８】
光学系ユニット160は、励起光源装置70の左側方に位置する照明側ブロック161と、プロジェクタ筐体の背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍に位置する画像生成ブロック165と、光源側光学系140と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック168と、の３つのブロックによって略コの字状に構成されている。
【００４９】
この照明側ブロック161は、光源ユニット60から射出された光源光を画像生成ブロック165が備える表示素子51に導光する導光光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する導光光学系170としては、光源ユニット60から射出された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175や、ライトトンネル175から射出された光を集光する集光レンズ、ライトトンネル175から射出された光線束の光軸を画像生成ブロック165方向に変換する反射ミラーがある。
【００５０】
画像生成ブロック165は、導光光学系170として、反射ミラーで反射した光源光の拡散角度を抑える集光レンズと、この集光レンズを透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、照射ミラー185で反射した光源光を表示素子51方向に屈折させるコンデンサレンズ195と、を備えている。さらに、画像生成ブロック165は、カバーガラスが表面に配置された表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51と背面パネル13との間には表示素子51を冷却するためのヒートシンク190が配置されて、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。
【００５１】
投影側ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光を投影面に放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。
【００５２】
また、画像生成ブロック165と投影側ブロック168との間、つまり、表示素子51と投影側光学系220を構成するレンズ群との間には、色収差補正手段として機能する透過板ホイール251と、この透過板ホイール251を回転させる透過板ホイールモータ255と、が配置されている。この透過板ホイール251は、投影側光学系220の光軸上にホイール面が位置するよう配置され、また、透過板ホイールモータ255は、投影側光学系220を透過する光線束の光路を妨げることがないように配置されている。
【００５３】
以下、このような構成とされた本実施例のプロジェクタ10における色収差補正手段について具体的に述べる。図４は、本実施例の透過板ホイール251の正面模式図及び側面模式図である。本実施例のプロジェクタ10における色収差補正手段は、透過板ホイール251と、透過板ホイール251を回転駆動する透過板ホイールモータ255と、この透過板ホイールモータ255を制御する透過板ホイール制御手段（色収差補正回路46）と、から構成される。
【００５４】
そして、透過板ホイール251は、図４（ａ）に示すように、赤色波長帯域光を透過させる扇形の赤色波長用透過板251Rと、緑色波長帯域光を透過させる扇形の緑色波長用透過板251Gと、青色波長帯域光を透過させる扇形の青色波長用透過板251Bと、が周方向に並設されてなる。また、透過板ホイール251の中心部には、透過板ホイールモータ255の回転軸が軸装される開口が形成されている。
【００５５】
また、赤色波長用透過板251R、緑色波長用透過板251G及び青色波長用透過板251Bは、同一の屈折率とされた光学ガラス又は光学樹脂などの光学部材で形成され、入射面と射出面とが平行とされた平行平面な透過板であり、図４（ｂ）に示すように、夫々が異なる厚みとされている。具体的には、赤色波長用透過板251Rが最も薄く、青色波長用透過板251Bが最も厚く形成されている。
【００５６】
そして、この透過板ホイール251は、光源ユニット60から射出された光源光の波長帯域に合わせて回転を制御されている。つまり、色収差補正回路46は、赤色波長帯域光が表示素子51に照射された場合には投影側光学系220の光軸上に赤色波長用透過板251Rが位置し、緑色波長帯域光が表示素子51に照射された場合には投影側光学系220の光軸上に緑色波長用透過板251Gが位置し、青色波長帯域光が表示素子51に照射された場合には投影側光学系220の光軸上に青色波長用透過板251Bが位置するように、透過板ホイールモータ255を制御している。
【００５７】
このように投影側光学系220を透過する光線束の波長帯域に合わせて異なる透過板を光軸上に位置させるのは、平行平面の透過板によって発生する像点を移動させて色収差を補正するためである。この平行平面の透過板を用いた像点移動により、図５（ａ）に示すように、平行平面の透過板を光路上に配置した場合、透過板を配置していない場合の焦点位置F'と比較して焦点位置Fが変化する。したがって、図５（ｂ）に示すような、色収差によって生じる焦点位置のズレを、透過板ホイール251の周方向に異なる厚みの平行平面透過板を並設し、波長帯域に合わせて光軸上に配置する透過板を変更することで補正することができる。
【００５８】
つまり、図５（ｂ）に示すように、各波長帯域光の焦点位置BF,GF,RFが投影側光学系220側から近い順に、青色焦点位置BF、緑色焦点位置GF、赤色焦点位置RFとなるとき、光源ユニット60から赤色波長帯域の光源光が射出された場合には、図５（ｃ）に示すように、最も薄い赤色波長用透過板251Rを投影側光学系220の光軸上に位置させ、光源ユニット60から緑色波長帯域の光源光が射出された場合には、図５（ｄ）に示すように、赤色波長用透過板251Rよりも厚い緑色波長用透過板251Gを投影側光学系220の光軸上に位置させ、光源ユニット60から青色波長帯域の光源光が射出された場合には、図５（ｅ）に示すように、最も厚い青色波長用透過板251Bを投影側光学系220の光軸上に位置させることにより、投影側光学系220のｄ線の合成焦点位置dFを変更し、各波長帯域光の合成焦点位置RF,GF,BFが同位置に位置するように補正している。
【００５９】
なお、一般的に、赤色波長帯域は、約６２５ｎｍから７４０ｎｍ、緑色波長帯域は、５００ｎｍから５６５ｎｍであり、青色波長帯域は、４５０ｎｍから４８５ｎｍであり、ｄ線は、５８７．６ｎｍである。
【００６０】
そして、このように透過板ホイール251を制御することにより、赤色焦点位置RF、緑色焦点位置GF、青色焦点位置BFを同位置に位置するように補正することにより、表示素子51の表面と各合成焦点位置RF,GF,BFとの間の距離を一定にすることができ、色収差を補正することができる。なお、図４及び図５において、色収差による焦点位置のズレや、赤色波長用透過板251R、緑色波長用透過板251G、青色波長用透過板251Bの厚みの差は、説明のために誇張して描いており、実際の差は僅かとなる。
【００６１】
本実施例のプロジェクタ10によれば、投影側光学系220のｄ線の合成焦点位置dFを光源ユニット60から射出される光線束の波長帯域に合わせて変更し、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFを一致させることにより、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFと表示素子51の表面と間の距離を一定に保つことができ、これにより色収差を無くすことができるため、高品質な画像の投影が可能となる。
【００６２】
また、本実施例のプロジェクタ10では、色収差補正手段を、透過板ホイール251と、透過板ホイールモータ255と、透過板ホイールモータ255を制御する透過板ホイール制御手段と、から構成している。これにより、従来のプロジェクタが備える投影側光学系220と表示素子51との間に新たに透過板ホイール251を配置するだけで色収差を無くすことができ、容易に色収差補正を実現できる。
【００６３】
そして、透過板ホイール251を、赤色波長帯域光に対応する赤色波長用透過板251Rと、緑色波長帯域光に対応する緑色波長用透過板251Gと、青色波長帯域光に対応する青色波長用透過板251Bと、を周方向に並設して形成することにより、光の三原色である赤色、緑色、青色の波長帯域光に関して色収差を補正できるため、高画質なカラー画像を投影できることとなる。
【００６４】
また、透過板ホイール251を、同一の屈折率であって厚みが異なる透過板251R,251G,251Bを用いて形成することにより、アッベ数の大きなレンズを組み合わせるといった色収差の補正が必要ないため、安価で小型のプロジェクタ10を提供できる。
【００６５】
なお、本実施例は、投影側光学系220が正レンズ１枚の構成で有るときの一例であり、この場合は透過板251R,251G,251Bを用いる前の状態での焦点位置RF,GF,BFが投影側光学系220に近い順に、BF,GF,RFとなり、各透過板251R,251G,251Bの屈折率を等しくし、緑色波長用透過板251Gを赤色波長用透過板251Rよりも厚く形成し、青色波長用透過板251Bを緑色波長用透過板251Gよりも厚く形成することにより、平行平面の透過板によって発生する像点移動を利用して色収差の補正を実現しているが、投影側光学系220として複数枚のレンズを組み合わせて各種収差を補正したものである場合、レンズ設計時の収差補正の考え方によって、もちろん前述の焦点位置RF,GF,BFの順番は変わることとなる。
【００６６】
例えば、透過板251R,251G,251Bを用いる前の状態での焦点位置の順番が、投影側光学系220に近い順にRF,GF,BFとなれば、各透過板251R,251G,251Bの屈折率が等しい場合、緑色波長用透過板251Gを青色波長用透過板251Bよりも厚く形成し、赤色波長用透過板251Rを緑色波長用透過板251Gよりも厚く形成することにより、同様に色収差の補正を実現できる。
【００６７】
すなわち、透過板の屈折率が同一の場合、透過板を用いる前の状態での焦点位置の順番が投影側光学系220から近い順に、それぞれの透過板251R,251G,251Bの厚さが厚くなるように各透過板は形成される。
【００６８】
なお、上述した実施例においては、透過板ホイール251の各透過板251R,251G,251Bの厚みを変えることで色収差を補正することとしているが、各透過板251R,251G,251Bを夫々屈折率の異なる光学ガラス又は光学樹脂によって形成し、色収差を補正する構成とすることもできる。つまり、ガラスや樹脂等の透過板における屈折率が大きい場合、透過板の厚さが同一であっても光路長が長くなるため、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFが同位置となるように、各透過板251R,251G,251Bの材料を変更することで色収差を補正できる。
【００６９】
このように、屈折率の異なる材料によって生成された各透過板251R,251G,251Bを周方向に並設して透過板ホイール251を形成し、光源ユニット60から射出された光源光の波長帯域によって透過板ホイール251を制御することにより、上述した実施例と同様に色収差を補正することができる。
【００７０】
また、上述した実施例では、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFを同位置に位置させるため、複数の透過板251R,251G,251Bを備えた透過板ホイール251を用いているが、透過板や投影側光学系220を構成するレンズに音響光学素子や電気光学素子を用い、これらの音響光学素子や電気光学素子の屈折率を光源ユニット60から射出された光源光の波長帯域に合わせて変化させることにより、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFを同位置に位置させる構成とすることもできる。
【００７１】
次に、色収差を補正する方法として他の実施例を述べる。上述したように、色収差の補正は、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFと表示素子51の表面との間の距離を一定に保つことにより実現できる。そこで、他の実施例に係るプロジェクタ10は、投影側光学系220を構成する一部の光学系を光軸方向に移動させる光学系移動手段と、この光学系移動手段を制御する光学系移動制御手段と、からなる色収差補正手段を備えている。
【００７２】
そして、光学系移動制御手段は、光源ユニット60から射出された光源光の波長帯域に合わせて光学系移動手段を制御する。つまり、光学系移動制御手段は、光源ユニット60から射出された光源光の波長帯域に合わせて、投影側光学系220を構成する一部の光学系を光軸方向に移動させることにより、赤色焦点位置RFと、緑色焦点位置GFと、青色焦点位置BFと、を同位置に位置させ、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFと表示素子51の表面との間の距離を一定に保つ。
【００７３】
このように、投影側光学系220を構成する一部の光学系を光軸方向に移動可能とし、表示素子51に照射された光線束の波長帯域に合わせて投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFが同位置に位置させることで、色収差によって画質が悪化することを防止でき、高品質な画像の投影が可能なプロジェクタ10を提供できることとなる。
【００７４】
次に、色収差を補正する方法としてさらに異なる実施例を述べる。本実施例のプロジェクタ10は、表示素子51を投影側光学系220の光軸方向に移動させる表示素子移動手段と、この表示素子移動手段を制御する表示素子移動制御手段と、を備えている。そして、この表示素子移動制御手段は、光源ユニット60から射出された光源光の波長帯域に合わせて表示素子移動手段を制御している。
【００７５】
つまり、表示素子移動制御手段は、光源ユニット60から射出された光源光の波長帯域に合わせて、表示素子51を投影側光学系220の光軸方向に移動させることにより、赤色焦点位置RFと表示素子51の表面との距離、緑色焦点位置GFと表示素子51の表面との距離、青色焦点位置BFと表示素子51の表面との距離、を一定に保つ。
【００７６】
このように、表示素子51を投影側光学系220の光軸方向に移動可能とし、光源ユニット60から射出された光源光の波長帯域に合わせて、表示素子51を投影側光学系220の光軸方向に移動させることにより、上述した各実施例と同様に色収差によって画質が悪化することを防止でき、高品質な画像の投影が可能なプロジェクタ10を提供できることとなる。
【００７７】
なお、光学系移動手段や表示素子移動手段としては、マイクロアクチュエータやナノアクチュエータを用いることができる。また、このマイクロアクチュエータやナノアクチュエータとしては、静電型、電磁型、熱型、圧電型、ＳＭＡ型などあらゆるアクチュエータを用いることができる。
【００７８】
さらに、本発明は、投影側光学系220の波長帯域毎の合成焦点位置RF,GF,BFと表示素子51の表面との間の距離を一定に保つことで色収差を補正する色収差補正手段を備えて、光源ユニット60から射出される光源光の波長帯域に合わせて色収差を補正することを特徴としており、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
10   プロジェクタ                        11   上面パネル
12   正面パネル                          13   背面パネル
14   右側パネル                          15   左側パネル
17   排気孔                              18   吸気孔
19   レンズカバー                        20   各種端子
21   入出力コネクタ部                    22   入出力インターフェース
23   画像変換部                          24   表示エンコーダ
25   ビデオＲＡＭ                        26   表示駆動部
31   画像圧縮伸長部                      32   メモリカード
35   Ｉｒ受信部                          36   Ｉｒ処理部
37   キー／インジケータ部                38   制御部
41   光源制御回路                        43   冷却ファン駆動制御回路
45   レンズモータ                        46   色収差補正回路
47   音声処理部                          48   スピーカ
51   表示素子                            60   光源ユニット
70   励起光源装置                        71   励起光源
73   コリメータレンズ                    75   反射ミラー群
81   ヒートシンク
100  蛍光発光装置                        101  蛍光ホイール
110  ホイールモータ                      120  赤色光源装置
121  赤色光源                            130  ヒートシンク
140  光源側光学系                        160  光学系ユニット
161  照明側ブロック                      165  画像生成ブロック
168  投影側ブロック                      170  導光光学系
175  ライトトンネル                      185  照射ミラー
190  ヒートシンク                        195  コンデンサレンズ
220  投影側光学系                        225  固定レンズ群
235  可動レンズ群                        241  制御回路基板
251  透過板ホイール                      251R 赤色波長用透過板
251G 緑色波長用透過板                    251B 青色波長用透過板
255  透過板ホイールモータ                261  冷却ファン
dF   ｄ線の合成焦点位置                  RF   赤色合成焦点位置
BF   青色合成焦点位置                    GF   緑色合成焦点位置
【図１】
2011209552.tif 000003
【図２】
2011209552.tif 000004
【図３】
2011209552.tif 000005
【図４】
2011209552.tif 000006
【図５】
2011209552.tif 000007