(57)【要約】【課題】  光源からの照明光を無駄なく活用できる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、光を射出する光源と、前記光を複数の光線束に分割するレンズアレイと、前記複数の光線束を重畳し、電気光学装置に照明光として照明し、照明領域を形成する重畳部と、を備える。さらに、前記照明光の光軸の方向に、前記レンズアレイを可動するレンズアレイ可動部と、画像信号のフォーマットを判別し、該判別結果に応じて、前記電気光学装置における画像光が射出される有効画像領域の大きさを決定し、前記有効画像領域と、前記照明領域と、がほぼ同程度の大きさになるように、前記レンズアレイ可動部を制御して前記照明領域の大きさを調整するコントローラと、を備える。【選択図】        図５
2005077779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン上に画像を表示させるプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出される前記照明光を、入力される画像信号に応じて変調し、画像光として射出する電気光学装置と、
前記電気光学装置から射出される前記画像光を前記スクリーンに投写して前記画像を表示する投写光学系と、
を備え、
前記照明光学系は、
光を射出する光源と、
前記光を複数の光線束に分割するレンズアレイと、
前記複数の光線束を重畳し、前記電気光学装置に前記照明光として照明し、照明領域を形成する重畳部と、
を備え、さらに、
前記照明光の光軸の方向に、前記レンズアレイを可動するレンズアレイ可動部と、
前記画像信号のフォーマットを判別し、該判別結果に応じて、前記電気光学装置における前記画像光が射出される有効画像領域の大きさを決定し、前記有効画像領域と、前記照明領域と、がほぼ同程度の大きさになるように前記レンズアレイ可動部を制御して前記照明領域の大きさを調整するコントローラと、
を備えた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、
前記電気光学装置における前記照明領域のアスペクト比を変換するための変換レンズと、
前記変換レンズを前記重畳部と前記電気光学装置との間の前記光軸上に挿入するためのレンズ挿入部と、
を備え、
前記コントローラは、前記判別結果に基づき、前記有効画像領域のアスペクト比と、前記照明領域のアスペクト比と、が異なっている場合には、前記レンズ挿入部を制御して、前記変換レンズを挿入させることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記投写光学系は、
投写表示する前記画像のズーム比を変更することができるズームレンズを備え、
前記コントローラは、前記判別結果に関わらず、前記スクリーンの特定の領域と、前記投写光学系により投写表示される前記画像と、が同程度の大きさになるように、前記ズームレンズを制御して、前記ズーム比を変更させ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、光源からの照明光を無駄なく活用できるプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクタは、光源から射出された光は、インテグレータ光学系で調整され、液晶ライトバルブに備えられる液晶パネルの表示領域全体を照明し、その照明光は、液晶ライトバルブで、入力される画像情報（画像信号）に応じて変調され、画像光として射出される。その画像光は、投写光学系を介して投写され、スクリーンに画像が表示される。
【０００３】
プロジェクタに入力される画像信号には、ＶＧＡフォーマット、ＸＧＡフォーマット、ＳＶＧＡフォーマット等で表されるコンピュータからの画像信号や、ＮＴＳＣフォーマットで表されるテレビジョン画像信号がある。液晶パネルの表示領域において、画像光が射出される領域（以下、有効画像領域と呼ぶ）の大きさは、画像信号のフォーマットに応じて、まちまちであり、液晶パネルの表示領域の大きさに比べて小さくなる場合がある。例えば、液晶パネルの表示領域の大きさが、縦６００×横８００の画素数であるとすると、ＶＧＡフォーマットやＮＴＳＣフォーマットに対応する有効画像領域の大きさは、縦４８０×横６４０の画素数であるので、その有効画像領域は、液晶パネルの表示領域より小さくなる。
【０００４】
なお、プロジェクタに関する従来技術としては、例えば、下記の特許文献１が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光源から射出される照明光は、液晶パネルの表示領域全体に照明されるので、ＶＧＡフォーマットやＮＴＳＣフォーマットの画像信号が入力された場合のように、有効画像領域が液晶パネルの表示領域に比べて小さくなる場合には、液晶パネルの表示領域における有効画像領域以外の領域にも照明されることになる。従って、その領域を照明する照明光は画像投写に寄与せず、無駄になるという問題があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解決し、光源からの照明光を無駄なく活用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】
【０００８】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明のプロジェクタは、スクリーン上に画像を表示させるプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出される前記照明光を、入力される画像信号に応じて変調し、画像光として射出する電気光学装置と、
前記電気光学装置から射出される前記画像光を前記スクリーンに投写して前記画像を表示する投写光学系と、
を備え、
前記照明光学系は、
光を射出する光源と、
前記光を複数の光線束に分割するレンズアレイと、
前記複数の光線束を重畳し、前記電気光学装置に前記照明光として照明し、照明領域を形成する重畳部と、
を備え、さらに、
前記照明光の光軸の方向に、前記レンズアレイを可動するレンズアレイ可動部と、
前記画像信号のフォーマットを判別し、該判別結果に応じて、前記電気光学装置における前記画像光が射出される有効画像領域の大きさを決定し、前記有効画像領域と、前記照明領域と、がほぼ同程度の大きさになるように前記レンズアレイ可動部を制御して前記照明領域の大きさを調整するコントローラと、
を備えたことを要旨とする。
【０００９】
このようにすれば、入力される画像信号のフォーマットに応じて、レンズアレイを可動することにより、入力される画像信号に関わらず、光源から射出される照明光の照明領域と、画像信号のフォーマットに対応する有効画像領域と、をほぼ同程度の大きさとすることができ、その結果、照明光をほぼ有効画像領域にのみ照明することができるので、照明光を無駄なく活用することができる。
【００１０】
上述の本発明のプロジェクタにおいて、前記電気光学装置における前記照明領域のアスペクト比を変換するための変換レンズと、
前記変換レンズを前記重畳部と前記電気光学装置との間の前記光軸上に挿入するためのレンズ挿入部と、
を備え、
前記コントローラは、前記判別結果に基づき、前記有効画像領域のアスペクト比と、前記照明領域のアスペクト比と、が異なっている場合には、前記レンズ挿入部を制御して、前記変換レンズを挿入させてもよい。
【００１１】
このようにすれば、入力される画像信号のフォーマットに対応する有効画像領域のアスペクト比と、照明領域のアスペクト比と、が異なっている場合であっても、光源から射出される照明光の照明領域と、画像信号のフォーマットに対応する有効画像領域と、をほぼ同程度の大きさとすることができ、その結果、照明光をほぼ有効画像領域にのみ照明することができるので、照明光を無駄なく活用することができる。
【００１２】
上述の本発明のプロジェクタにおいて、前記投写光学系は、
投写表示する前記画像のズーム比を変更することができるズームレンズを備え、
前記コントローラは、前記判別結果に関わらず、前記スクリーンの特定の領域と、前記投写光学系により投写表示される前記画像と、が同程度の大きさになるように、前記ズームレンズを制御して、前記ズーム比を変更させてもよい。
【００１３】
上述のように、本発明のプロジェクタでは、入力される画像信号のフォーマットに関わらず、光源から射出された照明光がほぼ有効画像領域にのみ照明され、その有効画像領域から射出される画像光がスクリーンＳＣＲに投写表示される。従って、上記のように構成すれば、ズームレンズのズーム比を調整して、画像信号のフォーマットに関わらず、投写表示される画像の大きさをスクリーンＳＣＲの表示領域と同じ大きさにした場合には、光源からのほとんどすべての照明光は、スクリーンＳＣＲの表示領域を照明することになるため、投写表示する画像の明るさを、画像信号のフォーマットに関わらず、ほぼ一定とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．第１の実施例：
Ａ−１．プロジェクタの外観：
Ａ−２．プロジェクタの光学的構成：
Ａ−３．プロジェクタの電気的構成：
Ａ−４．インテグレータ光学系の調整：
Ａ−５．投写光学系の調整：
Ｂ．第２の実施例：
Ｃ．変形例：
【００１５】
Ａ．第１の実施例：
Ａ−１．プロジェクタの外観：
図１は、本発明の第１の実施例としてのプロジェクタ１００の外観を示す説明図である。プロジェクタ１００は、略直方体形状の筐体１１０を備えている。筐体１１０の前面からは、投写光学系６００が突出している。筐体１１０の側面には、テレビ画像入力端子１２０と、ＰＣ画像入力端子１３０とが備えられている。本実施例では、テレビ画像入力端子１２０には、ＮＴＳＣフォーマットであるテレビジョン画像信号（以下、ＮＴＳＣ信号と呼ぶ）が入力され、ＰＣ画像入力端子１３０には、コンピュータからＶＧＡフォーマットである画像信号（以下、ＶＧＡ信号と呼ぶ）若しくは、ＳＶＧＡフォーマットである画像信号（以下、ＳＶＧＡ信号と呼ぶ）が入力される。
【００１６】
Ａ−２．プロジェクタの光学的構成：
図２は、本発明のプロジェクタ１００の光学系の要部を示す概略構成平面図である。プロジェクタ１００は、照明光学系２００と、色光分離光学系３００と、リレー光学系３３０と、３つの液晶ライトバルブ４００Ｒ，Ｇ，Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００と、を備えている。各光学系の構成要素は、クロスダイクロイックプリズム５００を中心に略水平方向に配置されている。なお、図２において、投写光学系６００は、簡略化して描かれている。
【００１７】
照明光学系２００から射出された光は、色光分離光学系３００において赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。分離された各色光は、液晶ライトバルブ４００Ｒ，Ｇ，Ｂにおいて画像信号に応じて変調される。なお、液晶ライトバルブ４００Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂと、その光入射面側および光射出面側に配置された偏光板４５と、を備えている。液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれｚ方向６００×ｙ方向８００画素の大きさである表示領域ＩＡを備えている。液晶ライトバルブ４００Ｒ，Ｇ，Ｂにおいて画像信号に応じて変調された３つの色光は、画像光として射出され、クロスダイクロイックプリズム５００で合成される。その合成光は、投写光学系６００によってスクリーンＳＣＲ上に投写され、この結果、画像が表示される。なお、色光分離光学系の各部の構成および機能についての詳細は、例えば、本願出願人によって開示された特開平１０−３２５９５４号公報に詳述されているので、本明細書における詳細な説明は省略する。
【００１８】
以下に、照明光学系２００について説明する。
図３は、図２の照明光学系２００を拡大して示す説明図である。この照明光学系２００は、光源装置２１０と、インテグレータ光学系２２０と、偏光変換素子２３０と、を備えている。各光学部品は、システム光軸１００ａｘを基準として配置されている。ここで、システム光軸１００ａｘは、光源装置２１０から射出される光線束の中心軸である。また、図３において、照明光学系２００が照明する照明領域ＬＡは、インテグレータ光学系２２０により、図２の液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの光入射面側の表示領域ＩＡ上に形成される。
【００１９】
光源装置２１０は、光源ランプ２１１と、回転楕円面形状の凹面を有するリフレクタ２１２と、平行化レンズ２１３と、を備えている。光源ランプ２１１は、リフレクタ２１２の回転楕円面の第１焦点近傍に配置されている。光源ランプ２１１から射出された光は、リフレクタ２１２によって反射され、反射光は、リフレクタ２１２の第２焦点に向かって集光されつつ進む。平行化レンズ２１３は、入射する集光光をシステム光軸１００ａｘにほぼ平行な光に変換する。
【００２０】
インテグレータ光学系２２０は、第１のレンズアレイ２２１と、第２のレンズアレイ２２２と、重畳レンズ２２３と、を備えている。第１のレンズアレイ２２１および第２のレンズアレイ２２２は、マトリクス状に配列された複数の小レンズ２２４，２２５をそれぞれ有している。このインテグレータ光学系２２０は、光源装置２１０から射出された光を、複数の部分光線束に分割し、その分割された部分光線束のそれぞれを液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの光入射面側の表示領域ＩＡ上に結像させる機能を有している。
具体的には、光源装置２１０から射出された略平行な光線束がインテグレータ光学系に入射されると、第１のレンズアレイ２２１で複数の部分光線束に分割され、射出される。そして、第１のレンズアレイ２２１から射出された部分光線束は、第２のレンズアレイ２２２で、部分光線束それぞれの中心軸がシステム光軸１００ａｘとほぼ平行に揃えられ、射出される。さらに、その光線束は、偏光変換素子２３０内において集光され、重畳レンズ２２３により、第１のレンズアレイ２２１の各小レンズ２２４の像を表示領域ＩＡ上に結像される。このようにして、光源装置２１０から射出された光は、インテグレータ光学系２２０で調整されて、表示領域ＩＡ上に照度分布がほぼ均一に照明される。
【００２１】
また、図４に示すように、第１のレンズアレイ２２１は、サイズが同じ計４８個の小レンズ２２４を含んでいる。各小レンズ２２４は、それぞれがシステム光軸１００ａｘと直交するｙ方向およびｚ方向に平行な辺を有する略矩形形状のレンズであり、ｘ方向から見たときの外形形状は互いにほぼ等しい。各小レンズ２２４は、ｙ軸およびｚ軸に対して線対称となるように配列されている。各小レンズ２２４の外形形状は、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域のアスペクト比（縦横比）に応じてほぼ決定されている。すなわち、本実施例では、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域のアスペクト比が３：４であるので、各小レンズ２２４の外形形状のアスペクト比も３：４となっている。従って、上記の照明領域ＬＡのアスペクト比も同様に３：４となる。
【００２２】
なお、本実施例におけるインテグレータ光学系２２０は、初期状態では、照明領域ＬＡが、表示領域ＩＡとほぼ等しくなるように調整されている。一方で、第１のレンズアレイ２２１がシステム光軸１００ａｘに沿って、可動制御可能になっており、第１のレンズアレイ２２１を可動することで、照明領域ＬＡを拡大したり縮小したりする調整が可能となっているが、これについては、後述する。
また、上記の偏光変換素子２３０についての詳細は、例えば、本願出願人によって開示された特開２００２−１３９７９５号公報に詳述されているので、本明細書における詳細な説明は省略する。
【００２３】
以上のように、照明光学系２００（図２）は、色光分離光学系３００を介して、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの各表示領域ＩＡ上を照明する。
【００２４】
Ａ−３．プロジェクタの電気的構成：
図５は、プロジェクタ１００の電気的構成を示すブロック図である。なお、図５では、図２の光学系の図示は、かなり簡略化されている。
プロジェクタ１００は、主として、画像信号変換回路１０と、フォーマット判別回路２０と、液晶パネル駆動部３０と、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂと、コントローラ５０と、を備えている。
コントローラ５０は、ＣＰＵ（図示せず）およびメモリ（図示せず）を有するマイクロコンピュータであり、光源ランプ駆動部８０と、画像信号変換回路１０と、フォーマット判別回路２０と、液晶パネル駆動部３０と、モータ９５７に接続されており、それらの動作を制御する。また、コントローラ５０は、投写光学系６００と、投写ズーム操作部７５にも接続されており、投写ズーム操作部７５からの指示に基づいて、投写光学系６００を制御する。
モータ９５７は、第１のレンズアレイ２２１をシステム光軸１００ａｘに沿って可動するためのモータである。
【００２５】
光源ランプ駆動部８０は、照明光学系２００（図２）に含まれる光源ランプ２１１を駆動する。
画像信号変換回路１０は、アナログ−ディジタル変換機能やデコード機能、同期信号分離機能、画像処理機能といった種々の機能を実現する。すなわち、画像信号変換回路１０は、テレビ画像入力端子１２０から入力されたアナログ画像信号であるＮＴＳＣ信号をディジタル画像データに変換し、変換されたディジタル画像データを同期信号に同期して画像信号変換回路１０内のフレームメモリ（図示せず）に書き込み、あるいは、このフレームメモリに書き込まれたディジタル画像データを読み出す。そして、この書き込みと読み出しの処理の過程において、種々の画像処理を実行する。
【００２６】
また、画像信号変換回路１０は、ＰＣ画像入力端子１３０から入力されたディジタル画像データであるＶＧＡ信号やＳＶＧＡ信号も処理することができる。このような場合には、ディジタル画像信号とは別に同期信号が供給されるので、アナログ−ディジタル変換処理および分離処理は不要である。
【００２７】
フォーマット判別回路２０は、フォーマット判別部６０に制御されて、画像信号変換回路１０で処理された画像信号のフォーマットの判別を行う。フォーマット判別回路２０は、まず、判別を行う画像信号の有無を検出し、テレビ画像入力端子１２０から入力されたのか、ＰＣ画像入力端子１３０から入力されたのかを判別する。判別を行う画像信号が、テレビ画像入力端子１２０から入力された場合には、その画像信号がＮＴＳＣ信号であると判別する。一方、判別を行う画像信号が、ＰＣ画像入力端子１３０から入力された場合には、同期信号の種類、例えば、信号の極性、信号周波数等を調べることにより、ＶＧＡ信号であるのか、ＳＶＧＡ信号であるのかを判別する。フォーマット判別回路２０は、フォーマットの判別が終了した画像信号を、液晶パネル駆動部３０に出力する。
【００２８】
液晶パネル駆動部３０は、フォーマット判別回路２０から出力された画像信号に応じて、各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂを駆動するための駆動信号を生成する。液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂは、光源ランプ２１１から射出された照明光を、液晶パネル駆動部３０から出力された駆動信号に応じて変調し、画像光として射出する。このようにして、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡには、画像光の射出される領域が、システム光軸を中心として形成される。（以下、この領域を、有効画像領域と呼ぶ。）なお、各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡに形成される有効画像領域の大きさは、画像信号のフォーマットにより決定され、ＶＧＡ信号およびＮＴＳＣ信号の場合は、ｚ方向４８０×ｙ方向６４０画素であり、ＳＶＧＡ信号の場合は、ｚ方向６００×ｙ方向８００画素である。従って、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡの大きさがｚ方向６００×ｙ方向８００画素であるので、ＶＧＡ信号およびＮＴＳＣ信号に対応する有効画像領域の大きさは、表示領域ＩＡより小さく形成され、ＳＶＧＡ信号に対応する有効画像領域の大きさは、表示領域ＩＡとほぼ同程度に形成される。また、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂは、ＲＧＢの３枚あるため、画像信号変換回路１０と、フォーマット判別回路２０、液晶パネル駆動部３０の各回路は、ＲＧＢの３色分の画像を処理する機能を有している。光源ランプ２１１の照明光の強度は、コントローラ５０によって制御可能である。
【００２９】
Ａ−４．インテグレータ光学系の調整：
（１）．第１のレンズアレイ２２１の説明
図６は、第１のレンズアレイ２２１を拡大して示す説明図である。第１のレンズアレイ２２１は、ステージ９５０に取り付けられている。ステージ９５０は、第１のレンズアレイ２２１を保持するホルダ９５１を備えている。ホルダ９５１は、テーブル９５２上に固定されている。テーブル９５２は、基台９５３上に設けられ、システム光軸１００ａｘに平行なガイドレール９５４に沿って、移動可能に設けられている。また、図６に示すように、第１のレンズアレイ２２１には、ねじ穴９５５が設けられ、そこには、ねじ９５６が挿入されている。ねじ９５６は、システム光軸１００ａｘ（ｘ方向）に平行に設けられ、一端が、ブレ防止のための軸受け９５８に接しており、他端がモータ９５７に接続されている。モータ９５７は、コントローラ５０からの制御信号を受信すると、受信した制御信号に基づいて、所定の回数、右または左回りに、ねじ９５６を回転させることができる。第１のレンズアレイ２２１は、モータ９５７が右回りに所定の回数回転すると、ガイドレール９５４に沿って、ｘ方向に回転した回数に応じた距離だけ移動し、モータ９５７が左回りに所定の回数回転すると、−ｘ方向に回転した回数に応じた距離だけ移動する。
【００３０】
（２）．第１のレンズアレイ２２１の位置と照明領域ＬＡとの関係
図７は、初期状態における、第１のレンズアレイ２２１の位置と照明領域ＬＡとの関係を示す概略図である。図７において、（ａ）は、インテグレータ光学系２２０を、ｙ方向に向かって見た図であり、（ｂ）は、インテグレータ光学系２２０をｚ方向に向かって見た図である。また、（ｃ）は、初期状態における表示領域ＩＡと照明領域ＬＡの関係図である。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第１のレンズアレイ２２１がＡ地点にあり、小レンズ２２４を通過した光線束の焦点ＦＣＳがＣ地点にあり、第１のレンズアレイ２２１の小レンズ２２４と、焦点ＦＣＳとの距離をＳ、焦点ＦＣＳと各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂとの距離をＴとする。また、図７（ａ）に示すように、ｚ方向における、第１のレンズアレイ２２１の小レンズ２２４の長さをｌｚ、照明領域ＬＡの長さをＬＡｚとする。図７（ｂ）に示すように、ｙ方向における、第１のレンズアレイ２２１の小レンズ２２４の長さをｌｙ、照明領域ＬＡの長さをＬＡｙとする。図７（ｃ）に示すように、初期状態では、表示領域ＩＡと照明領域ＬＡの大きさは、ほぼ等しくなっており、ＬＡｚは各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの画素のほぼ６００画素分の長さ、ＬＡｙはほぼ８００画素分の長さとなっている。
また、インテグレータ光学系２２０では、一般的に、ＳとＴとの比は、ｌｚとＬＡｚとの比、若しくは、ｌｙとＬＡｙとの比、にほぼ等しいという関係が成り立つ。すなわち、ｌｚおよびｌｙは、既定値であるので、Ｔが短くなると、ＬＡｚおよびＬＡｙも、短くなる。
【００３１】
（３）．第１のレンズアレイ２２１の位置の調整
図８は、第１のレンズアレイ２２１の位置を、入力画像信号のフォーマットに応じて調整する場合の説明図である。図８においては、（ａ）は、インテグレータ光学系２２０を、ｙ方向に向かって見た図であり、（ｂ）は、（ａ）の液晶パネルをｘ方向に向かって見た図である。また、（ｃ）は、インテグレータ光学系２２０をｚ方向に向かって見た図であり、（ｄ）は、（ｃ）の液晶パネルをｘ方向に向かって見た図である。さらに、（ｅ）は、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡにおいて、フォーマット判別部６０で入力画像信号がＶＧＡ信号若しくはＮＴＳＣ信号である判定された場合の照明領域ＬＡの説明図であり、（ｆ）は、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡにおいて、フォーマット判別部６０で入力画像信号がＳＶＧＡ信号である判定された場合の照明領域ＬＡの説明図である。
【００３２】
フォーマット判別部６０で、入力画像信号がＶＧＡ信号若しくはＮＴＳＣ信号であると判別されると、上記したように、各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡには、システム光軸１００ａｘを中心としてＶＧＡ信号若しくはＮＴＳＣ信号に対応する、ｚ方向４８０×ｙ方向６４０画素の大きさの有効画像領域が形成される。この時、初期状態等で、第１のレンズアレイ２２１がＡ地点にあると、コントローラ５０は、モータ９５７を制御して、ｘ方向に第１のレンズアレイ２２１をΔａだけ移動させ、Ｂ地点に移動させる。第１のレンズアレイ２２１がＢ地点に移動すると、Ｃ地点にある焦点ＦＣＳも同様にΔａ移動して、Ｄ地点に移動する（図８（ａ）、（ｃ））。移動後、Ｓは変化せず、ＴはＴ１となって短くなるので、その結果、図８（ｅ）に示すように、照明領域ＬＡはＶＧＡ信号若しくはＮＴＳＣ信号に対応する有効画像領域の大きさと同程度に縮小される。フォーマット判別部６０で、入力画像信号がＶＧＡ信号若しくはＮＴＳＣ信号であると判別された場合に、第１のレンズアレイ２２１が既にＢ地点にある時は、コントローラ５０は、第１のレンズアレイ２２１を移動させない。
【００３３】
フォーマット判別部６０で、入力画像信号がＳＶＧＡ信号であると判別されると、上記したように、各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡには、システム光軸１００ａｘを中心としてＳＶＧＡ信号に対応する、ｚ方向６００×ｙ方向８００画素の大きさの画像が形成される。この時、第１のレンズアレイ２２１がＢ地点にあると、コントローラ５０は、モータ９５７を制御して、−ｘ方向に第１のレンズアレイ２２１をΔａだけ移動させ、Ａ地点に移動させる。第１のレンズアレイ２２１がＡ地点に移動すると、Ｄ地点にある焦点ＦＣＳも同様にΔａ移動して、Ｃ地点に移動する（図８（ａ）、（ｃ））。移動後、Ｓは変化せず、Ｔ１はＴとなって長くなるので、その結果、図８（ｆ）に示すように、照明領域ＬＡはＳＶＧＡ信号に対応する有効画像領域の大きさ、つまり表示領域ＩＡと同程度に拡大される。フォーマット判別部６０で、入力画像信号がＳＶＧＡ信号であると判別された場合に、第１のレンズアレイ２２１が既にＡ地点にある時は、コントローラ５０は、第１のレンズアレイ２２１を移動させない。
【００３４】
なお、Δａの大きさは、Ｓ，Ｔ（Ｔ１），ｌｚおよびＬＡｚ、または、Ｓ，Ｔ（Ｔ１），ｌｙおよび、ＬＡｙにより決定する。
【００３５】
Ａ−５．投写光学系の調整：
本実施例の投写光学系６００は、フォーカスレンズ（図示せず）と変倍レンズ（図示せず）とを備えるズームレンズである。このズームレンズは、ユーザが投写ズーム操作部７５を操作すると、コントローラ５０は、ユーザの操作に基づいて、ズームレンズの変倍レンズの配置を調整してズーム比を変更し、フォーカスレンズの配置を調整しスクリーンＳＣＲに焦点を合わせることができる。
【００３６】
上記したように、プロジェクタ１００に入力された画像信号がフォーマット判別部６０で、ＶＧＡ信号、若しくは、ＮＴＳＣ信号と判別されると、各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡには、その表示領域ＩＡより小さい有効画像領域が形成される。また、フォーマット判別部６０で、ＳＶＧＡ信号と判別されると、各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡには、その表示領域ＩＡの大きさと同程度の大きさの有効画像領域が形成される。従って、ズームレンズのズーム比が一定であるとすると、プロジェクタ１００に入力された画像信号が、フォーマット判別部６０で、ＶＧＡ信号、若しくは、ＮＴＳＣ信号と判別された場合と、ＳＶＧＡ信号と判別された場合では、スクリーンＳＣＲに投写表示される画像の大きさは、異なってしまう。
そこで、上記のように、スクリーンＳＣＲに投写表示される画像の大きさが異なる場合には、ユーザは、投写ズーム操作部７５を操作して、その画像の大きさが同じになるように、ズームレンズのズーム比を調整する。これにより、プロジェクタ１００に入力される画像信号に関わらず、スクリーンＳＣＲの表示領域に同じ大きさで画像を投写表示することができる。
【００３７】
以上のように、本発明の第１の実施例のプロジェクタ１００では、入力される画像信号のフォーマットに応じて、上記のように第１のレンズアレイ２２１を可動することにより、入力される画像信号が、ＶＧＡ信号、ＮＴＳＣ信号、または、ＳＶＧＡ信号のいずれの場合であっても、液晶パネルの表示領域ＩＡにおいて、光源から射出される照明光の照明領域ＬＡと、上記の画像信号のフォーマットに対応する有効画像領域と、をほぼ同程度の大きさとすることができ、その結果、照明光をほぼ有効画像領域にのみ照明することができるので、照明光を無駄なく活用することができる。
また、プロジェクタ１００に入力される画像信号のフォーマットに関わらず、光源から射出された照明光がほぼ有効画像領域にのみ照明され、その有効画像領域から射出される画像光がスクリーンＳＣＲに投写表示される。従って、上述のごとく、ズームレンズのズーム比を調整して、画像信号のフォーマットに関わらず、投写表示される画像の大きさをスクリーンＳＣＲの表示領域と同じ大きさにした場合には、光源からのほとんどすべての照明光は、スクリーンＳＣＲの表示領域を照明することになるため、投写表示する画像の明るさを、画像信号のフォーマットに関わらず、ほぼ一定とすることができる。
【００３８】
また、本実施例における第１のレンズアレイ２２１が、請求項におけるレンズアレイに相当し、本実施例における重畳レンズ２２３が、請求項の重畳部に相当し、本実施例における液晶ライトバルブ４００Ｒ，Ｇ，Ｂが、請求項における電気光学装置に相当する。
【００３９】
Ｂ．第２の実施例：
次に、本発明における第２の実施例を説明する。本発明の第２の実施例におけるプロジェクタは、第１の実施例のプロジェクタ１００と基本的に同様の構成となっている。従って、それらの構成および動作についての説明は省略し、第１の実施例のプロジェクタ１００とは異なる部分の構成および動作について説明する。
【００４０】
本発明の第２の実施例におけるプロジェクタは、プロジェクタ１００の構成要素に加えて、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂにおける照明領域ＬＡのアスペクト比を変換するシリンドリカルレンズ若しくはアナモフィックレンズ（図示せず）と、そのレンズを、重畳レンズ２２３と液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂとの間のシステム光軸１００ａｘ上に挿入するためのレンズ挿入部（図示せず）と、入力画像信号の画像の調整を行う画像調整部（図示せず）と、を備えている。また、コントローラ５０は、フォーマット判別部６０の判別結果に基づき、有効画像領域のアスペクト比と、照明領域ＬＡのアスペクト比と、が異なっている場合には、レンズ挿入部を制御して、シリンドリカルレンズ若しくはアナモフィックレンズを重畳レンズ２２３と各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂとの間のシステム光軸１００ａｘ上に挿入する。
【００４１】
例えば、テレビ画像入力端子１２０に、アスペクト比が９：１６のハイビジョン信号が入力された場合、入力されたハイビジョン信号は、各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂにおける有効画像領域のｙ方向の長さが、表示領域ＩＡのｙ方向の長さに合うように画像調整部で調整される。また、入力された画像信号がフォーマット判別部６０で、ハイビジョン信号であると判別されると、コントローラ５０は、レンズ挿入部を制御し、照明光が入射する各液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの入射面の手前に、シリンドリカルレンズ若しくはアナモフィックレンズを挿入して、照明領域ＬＡのアスペクト比をｚ方向：ｙ方向＝９：１６、となるようにする。さらに、コントローラ５０は、モータ９５７を制御して、第１のレンズアレイ２２１を可動し、照明領域ＬＡの大きさと、上記のように画像調整部で調整されたハイビジョン信号に対応する有効画像領域の大きさと、がほぼ同程度になるように調整する。
【００４２】
以上のように、本発明の第２の実施例のプロジェクタでは、ハイビジョン信号など、有効画像領域のアスペクト比が、９：１６である画像信号がプロジェクタに入力された場合であっても、液晶パネルの表示領域ＩＡにおいて、光源から射出される照明光の照明領域ＬＡと、上記の画像信号のフォーマットに対応する有効画像領域と、をほぼ同程度の大きさとすることができ、その結果、照明光をほぼ有効画像領域にのみ照明することができるので、照明光を無駄なく活用することができる。
【００４３】
Ｃ．変形例：
なお、本発明では、上記した実施の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て実施することが可能である。
【００４４】
上記実施例では、表示領域ＩＡが、ｚ方向６００×ｙ方向８００画素の液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂを用いているが、本発明は、これに限られるものではない。液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂよりも表示領域ＩＡが、小さい若しくは大きい液晶パネルを用いてもよい。例えば、ｚ方向１０２４×ｙ方向１２８０画素の表示領域を備えた液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂを用いてもよい。この場合において、プロジェクタ１００に、ＳＶＧＡ信号が入力される場合には、第１のレンズアレイ２２１を可動させて、液晶パネルの表示領域ＩＡのＳＶＧＡ信号に対応する有効画像領域（ｚ方向６００×ｙ方向８００画素）にのみ、照明光を照明するようにしてもよい。
【００４５】
上記実施例のプロジェクタ１００は、リアプロジェクタでもよい。リアプロジェクタの場合、投写光学系６００とスクリーンＳＣＲとの距離が一定であるので、投写表示される画像の大きさをスクリーンＳＣＲの表示領域と同じ大きさにするための投写光学系６００におけるズームレンズのズーム比は、画像信号のフォーマット毎に、それぞれ、一定の値に決定される。従って、コントローラ５０は、フォーマット判別部６０の判別結果に基づいて、入力された画像信号のフォーマットについて決定されたズーム比となるように、ズームレンズを制御して、ズーム比を変更させることにより、画像信号のフォーマットに関わらず、投写表示される画像の大きさをスクリーンＳＣＲの表示領域と、ほぼ同程度の大きさにすることができる。このようにすれば、リアプロジェクタに入力される画像信号のフォーマットに関わらず、光源からのほとんどすべての照明光は、スクリーンＳＣＲの表示領域を照明することになるため、投写表示する画像の明るさを、画像信号のフォーマットに関わらず、ほぼ一定とすることができる。
【００４６】
上記実施例では、ＰＣ画像入力端子１３０に、コンピュータからＳＶＧＡフォーマットである画像信号やＶＧＡフォーマットである画像信号が入力されているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ＰＣ画像入力端子１３０には、ＣＧＡフォーマット、ＸＧＡフォーマットやＳＸＧＡフォーマットの画像信号などが入力されてもよい。例えば、ＣＧＡフォーマットの画像信号が入力された場合には、ＶＧＡ信号の場合と同様に、インテグレータ光学系２２０の調整を行って、液晶パネル４０Ｒ，Ｇ，Ｂの表示領域ＩＡにおいて、その画像信号に対応する有効画像領域に照明領域ＬＡを調整するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例としてのプロジェクタ１００の外観を示す説明図である。
【図２】本発明のロジェクタ１００の光学系の要部を示す概略構成平面図である。
【図３】図２の照明光学系２００を拡大して示す説明図である。
【図４】第１のレンズアレイ２２１の正面図である。
【図５】プロジェクタ１００の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】第１のレンズアレイ２２１を拡大して示す説明図である。
【図７】初期状態における第１のレンズアレイ２２１の位置と照明領域ＬＡとの関係を示す概略図である。
【図８】第１のレンズアレイ２２１の位置を入力画像信号のフォーマットに応じて調整する場合の説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０...画像信号変換回路
２０...フォーマット判別回路
３０...液晶パネル駆動部
４０Ｒ，Ｇ，Ｂ...液晶パネル
５０...コントローラ
６０...フォーマット判別部
７０...投写光学系調整部
７５...操作部
８０...光源ランプ駆動部
１００...プロジェクタ
１００ａｘ...システム光軸
１１０...筐体
１２０...テレビ画像入力端子
２００...照明光学系
２００...照明光学系
２１０...光源装置
２１１...光源ランプ
２１２...リフレクタ
２１３...平行化レンズ
２２１...第１のレンズアレイ
２２２...第２のレンズアレイ
２２３...重畳レンズ
２２４，２２５...小レンズ
２２０...インテグレータ光学系
２３０...偏光変換素子
３００...色光分離光学系
３３０...リレー光学系
４００Ｒ，Ｇ，Ｂ...液晶ライトバルブ
５００...クロスダイクロイックプリズム
６００...投写光学系
９５０...ステージ
９５１...ホルダ
９５２...テーブル
９５３...基台
９５４...ガイドレール
９５５...ねじ穴
９５６...ねじ
９５７...モータ
ＩＡ...表示領域
ＬＡ...照明領域
ＳＣＲ...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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