(57)【要約】【課題】スクリーンに位置ずれが生じた場合であっても、これを補償して適切なカラー画像を投射することができるプロジェクタを提供すること。【解決手段】スクリーン駆動部５４によって位置調整装置３０を適宜動作させて、スクリーン１８をカラーフィルタ１９の配列方向である横方向に移動させるとともに、画素シフト処理部５２によってプロジェクタ本体１４中の液晶表示パネル２５ａによる変調を画素単位でシフトさせるので、液晶表示パネル２５ａ上の画素位置と、スクリーン１８上の画素位置とのずれを事実上解消する位置合わせが可能になり、スクリーン１８上に適切なカラー画像を表示させることができる。【選択図】図１
2008170763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色を含む照明光を発生する光源と、前記照明光を周期的な２次元配列の画素単位で
輝度変調する光変調部と、当該光変調部を経て形成された像光を投射する投射光学系とを
有するプロジェクタ本体と、
前記プロジェクタ本体からの像光が投影されるとともに、像光の画素に対応する周期で
配列される複数色のフィルタを設けたスクリーンと、
前記スクリーンを前記フィルタの配列方向に移動させる位置調整装置と、
前記光変調部による変調を画素単位でシフトさせる画像処理装置と、
を備えるプロジェクタ。
【請求項２】
前記スクリーンは、背面投射によって表示を行う光透過性のパネルを含む請求項１記載
のプロジェクタ。
【請求項３】
前記フィルタは、赤、緑、及び青を一組として前記スクリーンの縦方向及び横方向の少
なくとも一方に一定周期で繰り返されるパターンで配列されている請求項１及び請求項２
のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記光変調部は、前記投射光学系によって投射された場合に前記フィルタの各色のパタ
ーン幅に相当する幅を有する表示画素を含む請求項３記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記位置調整装置は、前記フィルタの各色のパターン幅以下の移動量で前記スクリーン
を移動させる請求項１から請求項４のいずれか一項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、液晶表示パネル等によって形成された画像を投射レンズにてスクリーン上に
投射するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクタとして、照明光を液晶パネルで変調し、投射レンズで透過スクリー
ンに結像させた画像を透過スクリーンの反対側から観察可能にした背面投射型プロジェク
タが存在する。このような背面投射型プロジェクタにおいて、液晶パネルを１枚の白黒パ
ネルとし、透過スクリーンにおいて液晶パネルの絵素に対応する３色カラーフィルタを設
けたものが存在する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２８１１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のようにカラーフィルタを設けた透過スクリーンを用いる場合、組立時及
び使用時において透過スクリーンに位置ずれが生じる可能性がある。この場合、色のにじ
みや異なる発色が発生して適切なカラー画像が投射されなくなる。
【０００４】
そこで、本発明は、スクリーンに位置ずれが生じた場合であっても、これを補償して適
切なカラー画像を投射す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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）複数色を含む照明光を
発生する光源と、照明光を周期的な２次元配列の画素単位で輝度変調する光変調部と、当
該光変調部を経て形成された像光を投射する投射光学系とを有するプロジェクタ本体と、
（ｂ）プロジェクタ本体からの像光が投影されるとともに、像光の画素に対応する周期で
配列される複数色のフィルタを設けたスクリーンと、（ｃ）スクリーンをフィルタの配列
方向に移動させる位置調整装置と、（ｄ）光変調部による変調を画素単位でシフトさせる
画像処理装置とを備える。
【０００６】
上記プロジェクタでは、位置調整装置がスクリーンをフィルタの配列方向に移動させる
とともに、画像処理装置が光変調部による変調を画素単位でシフトさせるので、プロジェ
クタの組立時や使用時において生じたスクリーンの位置ずれに起因する投射位置のずれを
補償できる。つまり、位置調整装置や画像処理装置を適宜動作させることによって、光変
調部の画素位置とスクリーンの画素位置とのずれを事実上解消する位置合わせが可能にな
り、適切なカラー画像を投射することができる。
【０００７】
本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記プロジェクタにおいて、スクリーンが背
面投射によって表示を行う光透過性のパネルを含む。この場合、プロジェクタ本体とスク
リーンとを筐体に取り付けることができるので、スクリーンの位置ずれを確実に補償しや
すくなり、プロジェクションテレビ等を実現することができる。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、フィルタすなわちカラーフィルタが、赤、緑、及び青を一
組としてスクリーンの縦方向及び横方向の少なくとも一方に一定周期で繰り返されるパタ
ーンで配列されている。この場合、例えば位置調整装置によってスクリーンを縦方向又は
横方向に移動させること等によってスクリーンの相対的な位置ずれを補償できる。
【０００９】
本発明のさらに別の態様によれば、光変調部が、投射光学系によって投射された場合に
フィルタの各色のパターン幅に相当する幅を有する表示画素を含む。この場合、例えば表
示画素における表示内容を画素単位すなわちドット単位で縦方向又は横方向にずらすこと
等によってスクリーンの位置ずれを補償できる。例えば、光変調部の表示画素が縦方向又
は横方向にマトリックス状に配列されている場合、表示画素の表示内容をドット単位で縦
方向又は横方向にずらすことでスクリーンの位置ずれを補償できる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様によれば、位置調整装置が、フィルタの各色のパターン幅以下
の移動量でスクリーンを移動させる。この場合、位置調整装置によるフィルタの移動量を
低減でき、移動による調整精度を簡易に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタの構造を説明する正面図であり
、図１（Ｂ）は、プロジェクタの側方断面図である。このプロジェクタ１０は、動画や静
止画を表示することができ、筐体であるケース１２の底部にプロジェクタ本体１４を備え
、ケース１２内の背面側上部に反射ミラー１６を備え、ケース１２前面に透過型のスクリ
ーン１８を備える。このうちスクリーン１８は、位置調整装置３０によって横方向に僅か
にスライド移動可能になっている。
【００１２】
本プロジェクタ１０において、プロジェクタ本体１４から射出された像光は、光軸ＯＡ
１に略沿って後方斜め上方に進行し、反射ミラー１６で光軸ＯＡ２方向に略沿って前面側
に折り曲げられて、スクリーン１８に入射する。
【００１３】
プロジェクタ本体１４は、略白色の照明光を発生する光源装置２１と、光源装置２１か
らの略白色の照明光によって照明される液晶ライトバルブである光変調部２５と、光変調
部２５からの像光をスクリーン１８上に背面側から投射するための投射光学系である投射
レンズ２９とを備える。プロジェクタ本体１４は、不図示の手段によってケース１２底部
に位置決めして固定されている。
【００１４】
プロジェクタ本体１４において、光源装置２１は、例えば高圧水銀ランプ等の光源と、
リフレクタ等の集光光学系とを含んで構成され、略コリメートされた照明光を射出する。
なお、光源装置２１は、図示を省略しているが、照明光を均一化するための１対のレンズ
アレイや、照明光の偏光方向を揃える偏光変換装置を備える。また、光変調部２５は、与
えられた画像信号に応じて入射した偏光光束としての照明光の偏光方向を変調する液晶表
示パネル２５ａと、これを挟むように配置される一対の偏光フィルタ２５ｂ，２５ｃとを
備え、照明光を画像情報に基づいて２次元的に輝度変調する。
【００１５】
図２（Ａ）は、光変調部２５の画素パターンを説明する拡大図である。光変調部２５す
なわち液晶表示パネル２５ａの表示領域は、縦方向及び横方向にそれぞれ等間隔でマトリ
ックス状に配列された表示画素ＰＸからなり、例示のように縦方向に同一色で横方向に赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）を一組として周期的に繰り返されるパターンで光変調を
行う。ただし、各表示画素ＰＸは、略白色の照明光を輝度変調するだけであり、後述する
スクリーン１８と協働することによって色変調を行うことができる。
【００１６】
図１に戻って、投射レンズ２９は、光変調部２５で形成された像光を適当な拡大率でス
クリーン１８上に投射する。この投射レンズ２９は、ミラー又はプリズムを内蔵しており
、水平方向に略沿って入射した像光を反射ミラー１６に向かう光軸ＯＡ１の方向に折り曲
げて射出する。
【００１７】
反射ミラー１６は、台形の平面ミラーであり、不図示の手段によってケース１２内に位
置決めして固定されている。この反射ミラー１６により、プロジェクタ本体１４からの像
光があたかもスクリーン１８の中央の後方から投射されたかのような画像表示が可能にな
る。
【００１８】
スクリーン１８は、パネル１８ａと、フィルタ層１８ｂとを備える。パネル１８ａは、
フィルタ層１８ｂを支持するための基板となっており、ガラスやプラスチック等の光透過
性の材料によって形成される。このパネル１８ａは、透明とすることもできるが、拡散材
を分散させた材料とすることもできる。フィルタ層１８ｂは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び
青（Ｂ）を一組として繰り返されるパターンからなるカラー表示用のフィルタである。フ
ィルタ層１８ｂは、透過性の顔料等をパネル１８ａ上にパターニングしたものであり、イ
ンクジェットやフォトリソグラフィ法等を用いて形成される。
【００１９】
図２（Ｂ）は、フィルタ層１８ｂのフィルタパターンを説明する拡大図である。このフ
ィルタ層１８ｂを構成する要素としての各カラーフィルタ１９は、パネル１８ａに沿った
縦方向に延び、パネル１８ａに沿った横方向に同一の幅を有するストライプであり、赤（
Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）を一組として横方向に一定周期で繰り返されるように配列
されている。
【００２０】
なお、スクリーン１８は、例えば周囲の４辺に保持用の支持枠を設けることができる。
また、スクリーン１８は、フィルタ層１８ｂ側にフレネルレンズシートやレンチキュラレ
ンズシートをさらに積層したものとすることができ、この場合、視野角に偏りの少ないよ
り均一な明るさの画像を投射することができる。
【００２１】
位置調整装置３０は、スクリーン１８を横方向に微動させるためのものであり、一対の
スライドガイド３１，３２と、スライド駆動装置３３とを備える。各スライドガイド３１
，３２は、スクリーン１８の上下端をそれぞれ保持して案内するガイド溝を有し、スクリ
ーン１８をその面に沿って水平方向に滑らかに移動可能にしている。スライド駆動装置３
３は、詳細を省略するが、モータと、モータの回転運動を直線運動に変換する伝達機構と
を有している。スライド駆動装置３３を適宜動作させることにより、カラーフィルタ１９
の幅単位以下の限られた範囲内であるが、スクリーン１８を任意の位置に精密に微動させ
ることができる。このように、スクリーン１８の可動範囲を制限することで、 位置調整
装置３０の構造を簡素化でき、スクリーン１８の位置調整に要する時間も短縮できる。
【００２２】
図３は、図１のプロジェクタ１０に内蔵されている信号処理回路の一部を概念的に説明
するブロック図である。この信号処理回路は、ビデオ信号等の外部画像信号が入力される
画像補正部５１と、画像補正部５１から出力された画像信号に対して横方向への画素シフ
ト処理を行う画素シフト処理部５２と、スライド駆動装置３３を適宜動作させて位置調整
装置３０を横方向に微動させるスクリーン駆動部５４と、これらの動作を統括的に制御す
る制御部５７とを備える。なお、画像補正部５１及び画素シフト処理部５２は、画像信号
に対して必要な処理を施すための画像処理装置として機能している。
【００２３】
以上の信号処理回路のうち、画像補正部５１は、入力された外部画像信号に対して適宜
補正処理を行う。すなわち、画像補正部５１は、制御部５７からの指令に基づいて、外部
画像信号に対して色補正や歪補正等の各種画像処理を行う。
【００２４】
画素シフト処理部５２は、光変調部２５すなわち液晶表示パネル２５ａによる変調を画
素単位でシフトさせる回路部分である。つまり、画素シフト処理部５２は、光変調部２５
に書き込む画像情報を横方向にずらすことによって、光変調部２５を構成する各表示画素
ＰＸに対する表示状態を画素単位で１以上シフトさせる。これにより、スクリーン１８上
の画像が左右の横方向に１画素分すなわち１ドット分以上ディスクリートに移動する。こ
のような移動量は、プロジェクタ本体１４の姿勢の調整不足等によって残った、投射像と
スクリーン１８との位置ずれに対応するものになっている。
【００２５】
スクリーン駆動部５４は、スライド駆動装置３３の動作状態を制御することよって、ス
クリーン１８をカラーフィルタ１９のパターン幅以下の範囲内で左右の横方向に移動させ
る。このような移動量は、画素シフト処理部５２による位置ずれ補正後に残った、投射像
とスクリーン１８との画素単位以下すなわちドット単位以下の位置ずれに対応するものに
なっている。
【００２６】
制御部５７は、画像補正部５１の動作状態を制御してスクリーン１８上に投射される画
像に対して色補正、歪補正等を行うことができる。また、制御部５７は、画素シフト処理
部５２の動作状態を制御してスクリーン１８上の投射画像を横方向にドット単位でステッ
プ状にシフトさせる。さらに、制御部５７は、スクリーン駆動部５４の動作状態を制御し
てスクリーン１８を横方向に１ドット幅以下で連続的にシフトさせる。このように、画素
シフト処理部５２の動作と、スクリーン駆動部５４の動作とを組み合わせることにより、
プロジェクタ本体１４による投射像と、スクリーン１８のフィルタ層１８ｂとの相対的に
な位置ずれを略完全に打ち消すことができる。
【００２７】
図４は、画素シフト処理部５２やスクリーン駆動部５４の動作の一例を説明する図であ
る。図４（Ａ）は、スクリーン１８のフィルタ層１８ｂのカラーパターンを示し、図４（
Ｂ）は、スクリーン１８に入射する投射像のパターンを示す。この場合、投射像の赤パタ
ーンは、１．３画素分に対応する１．３ドット幅だけ右側にずれている。このままの画像
を表示させた場合、色のにじみや色の変換が生じて正確な画像が表示されなくなる。なお
、スクリーン１８が６５インチサイズ（１６：９）であるとすると、スクリーン１８の横
幅は１２５４ｍｍとなる。カラー画像の描画単位を１９２０とすると、１９２０×３ドッ
トが横方向に配列されることになるので、１ドット幅すなわちパターン幅は、約０．２２
ｍｍとなる。つまり、投射像の各色のパターンは、約０．３ｍｍ程度ずれていることにな
る。
【００２８】
図４（Ｃ）は、制御部５７の制御下でスクリーン駆動部５４を動作させた状態を示す。
つまり、スクリーン駆動部５４によってスライド駆動装置３３を適宜動作させ、スクリー
ン１８を横方向に連続的にシフトすなわちスライド移動させる。具体的には、位置ずれ量
のうち１ドット幅以下の成分である０．３ドット幅だけスクリーン１８を右側に移動させ
ている。
【００２９】
図４（Ｄ）は、制御部５７の制御下で画素シフト処理部５２を動作させた状態を示す。
つまり、画素シフト処理部５２によって液晶表示パネル２５ａを適宜動作させ、プロジェ
クタ本体１４による投射像を横方向にドット単位でステップ状にシフトさせる。具体的に
は、位置ずれ量のうち１ドット幅以上の成分である１ドット幅だけ投射像を左側に移動さ
せている。なお、図の例では、赤色像を１ドット幅だけ左側に移動させることを明示して
いるが、他の色の像も１ドット幅だけ左側に移動させることになる。結果的に、プロジェ
クタ本体１４による投射像と、スクリーン１８のフィルタ層１８ｂとの位置ずれを打ち消
す位置ずれ補償が実行される。
【００３０】
なお、以上の説明は、投射像がスクリーン１８上の対応する位置に対して１．３ドット
幅だけ右側にずれているものとしたが、投射像がスクリーン１８上の対応する位置に対し
て１．３ドット幅だけ左側にずれている場合もある。この場合、スクリーン駆動部５４等
の動作によって、０．７ドット幅だけスクリーン１８を右側に移動させる。さらに、画素
シフト処理部５２等の動作によって、２ドット幅だけ投射像を右側に移動させる。これに
より、プロジェクタ本体１４による投射像と、スクリーン１８のフィルタ層１８ｂとの位
置ずれを打ち消す位置ずれ補償が実行される。
【００３１】
以上の説明は例示であり、投射像がスクリーン１８上の対応する位置に対して様々な位
置ずれ量（すなわち位置ずれドット幅）になっていても、画素シフト処理部５２等を適宜
動作させることによって、位置ずれドット幅の整数成分に対応するシフトを行い、スクリ
ーン駆動部５４等を適宜動作させることによって、位置ずれドット幅の少数成分に対応す
るシフトを行い、全体として投射像とスクリーン１８との横方向の相対的な位置ずれを補
正することができる。
【００３２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態のプロジェクタ１０では、スクリーン駆動
部５４によって位置調整装置３０を適宜動作させて、スクリーン１８をカラーフィルタ１
９の配列方向である横方向に移動させるとともに、画素シフト処理部５２によってプロジ
ェクタ本体１４中の液晶表示パネル２５ａによる変調を画素単位で同様の横方向にシフト
させるので、プロジェクタ１０の組立時や使用時において生じたスクリーン１８の位置ず
れに起因する投射位置のずれを補償できる。つまり、位置調整装置３０や画素シフト処理
部５２を適宜動作させることによって、液晶表示パネル２５ａ上の画素位置と、スクリー
ン１８上の画素位置との相対的ずれを事実上解消する位置合わせが可能になり、スクリー
ン１８上に適切なカラー画像を表示させることができる。
【００３３】
以上、実施形態に即してこの発明を説明したが、この発明は、上記実施形態に限られる
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可
能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３４】
上記実施形態では、スクリーン１８のカラーフィルタ１９を横方向に周期的に配列され
るものとしたが、カラーフィルタ１９を縦方向に周期的に配列するものとできる。この場
合、位置調整装置３０は、スクリーン駆動部５４に駆動されてスクリーン１８を縦方向に
スライド移動させるものとなり、画素シフト処理部５２は、液晶表示パネル２５ａによる
変調を画素単位で縦方向にシフトさせることになる。さらに、カラーフィルタ１９を縦方
向及び横方向に周期的に配列されるもとすることもできる。この場合、位置調整装置３０
は、スクリーン駆動部５４に駆動されてスクリーン１８を縦方向及び横方向にスライド移
動させるものとなり、画素シフト処理部５２は、液晶表示パネル２５ａによる変調を画素
単位で縦方向及び横方向にシフトさせることになる。
【００３５】
また、上記実施形態において、液晶表示パネル２５ａを回転可能にして、スクリーン１
８に対する投射画像の傾き調整が可能な装置とできる。
【００３６】
また、上記実施形態では、光変調部２５が透過型の液晶表示パネル２５ａからなるもの
としているが、反射型の液晶表示パネルであっても、同様の使用方法が可能である。
【００３７】
また、光変調部２５において、液晶表示パネル２５ａに代えて、デジタル・マイクロミ
ラー・デバイスを用いることもできる。
【００３８】
また、上記実施形態では、光源装置２１を高圧水銀ランプ等で構成したが、光源装置２
１をＬＥＤ等の固体発光素子で構成することもできる。
【００３９】
また、上記実施形態では、リア投射型のテレビ等として好適なプロジェクタ１０を例示
したが、本発明は、リア投射型の表示部を有する遊技機にも適用可能である。
【００４０】
また、上記実施形態では、投射画像を観察する側とは反対の側から投射するリア投射型
プロジェクタについて説明したが、本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロン
ト投射型プロジェクタに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態に係るプロジェクタの正面図及び側面図である。
【図２】（Ａ）は、光変調部の画素パターンを説明する拡大図であり、（Ｂ）は、フィルタ層のフィルタパターンを説明する拡大図である。
【図３】図１の装置に内蔵されている信号処理回路のブロック図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態の動作の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…プロジェクタ、  １２…ケース、  １４…プロジェクタ本体、  １６…反射ミラ
ー、  １８…スクリーン、  １８ａ…パネル、  １８ｂ…フィルタ層、  １９…カラーフ
ィルタ、  ２１…光源装置、  ２５…光変調部、  ２５ａ…液晶表示パネル、  ２５ｂ，
２５ｃ…偏光フィルタ、  ２９…投射レンズ、  ３０…位置調整装置、  ３１，３２…ス
ライドガイド、  ３３…スライド駆動装置、  ５１…画像補正部、  ５２…画素シフト処
理部、  ５４…スクリーン駆動部、  ５７…制御部、  ＯＡ１…光軸、  ＯＡ２…光軸、
ＰＸ…表示画素
【図１】
2008170763.tif 000003
【図２】
2008170763.tif 000004
【図３】
2008170763.tif 000005
【図４】
2008170763.tif 000006