(57)【要約】【課題】効率よくブラックマトリクスを目立たなくさせるプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタは、投写レンズを構成する組みレンズに主光軸を法線方向とする面内で平行移動可能な可動レンズと、この可動レンズの動作を制御する制御回路部とを備えている。そして、この制御回路部は、投写画像の画素が、画素ピッチの２倍以内の範囲で周期的に移動するように、可動レンズを平行移動させている。これにより、ある時間においてブラックマトリクス７２が表示されていた位置に、次の時間では画素の一部が表示されるため、投写画像を時間積分するとブラックマトリクス７２の濃さが減少し、目立たなくさせることができ、投写レンズを構成する組レンズの一部を可動レンズとしているため、光の損失や吸収を抑えることができる。したがって、効率よくブラックマトリクス７２を目立たなくさせることができる。【選択図】図４
2007206565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系から射出された光束を固定画素型の表示素子にて光変調させ、この光変調された光束を複数の光学素子を介して拡大投写させるプロジェクタであって、
前記複数の光学素子のうち少なくとも１つを前記照明光の主光軸を法線方向とする面内で移動させることで、前記投写された画像の画素位置を前記投写された画像の画素ピッチの２倍の範囲内で移動させる表示移動手段を備えた
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、
前記表示移動手段は、前記照明光の主光軸を法線方向とする面内で、前記光学素子の光学中心から所定寸法だけ離れた回転中心を回転軸として、前記光学素子を回転移動させる
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記表示移動手段は、前記光学素子を前記照明光の主光軸を法線方向とする面内で平行移動させる
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記光学素子は、前記主光軸に対して傾斜して配置することで前記画像光の光軸を偏向させ、
前記表示移動手段は、前記光学素子の傾斜方向を変更させる
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記光学素子は、前記主光軸に対して傾斜して配置することで前記画像光の光軸を偏向させ、
前記表示移動手段は、前記光学素子を前記主光軸を回転軸として前記光学素子を回転させる
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
照明光学系から射出された光束を固定画素型の表示素子にて光変調させ、この光変調された光束を複数の光学素子を介して拡大投写させるプロジェクタであって、
前記表示素子を前記照明光の主光軸を法線方向とする面内で移動させることで、前記投写された画像の画素位置を画素ピッチの２倍の範囲内で移動させる表示移動手段を備えた
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記画像信号は、右眼用画像に関する右眼画像信号と左眼用画像に関する左眼用画像信号とを有し、
前記表示移動手段は、前記右眼画像信号に基づく右眼用画像の画素位置および前記左眼画像信号に基づく左眼用画像の画素位置をそれぞれ異なる画素位置に移動させる
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記表示移動手段は、入力される画像信号の書き換え周期と略同一周期で、前記画像の画素位置を周期的に移動させる
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、画像光を拡大投写するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示素子から投写される投写画像のブラックマトリクスを目立たなくさせる装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）
【０００３】
この特許文献１に記載のものは、光源と、放物面鏡と、液晶表示素子と、投写レンズと、平行平板ガラスと、回転機構とからなる投写型液晶表示装置である。この液晶表示装置では、液晶表示素子と投写レンズとの間に配置される平行平板ガラスを回転機構により光束に回転振動させて光軸を光束に平行移動させることで、ブラックマトリクスを目立たなくさせる構成が採られている。
【０００４】
また、特許文献２に記載のものは、空間光変調素子と投写レンズとの間に平板プリズムを光軸法線に対して斜めに挿入し、フィールド毎にフレーム画素の大きさの光軸シフトを実施する表示装置であり、この光軸シフトにより投写画像の解像度を増加させている。
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−１７９２５９号公報（第４頁ないし第６頁、図１ないし図４参照）
【特許文献２】特開平１１−２９８８２９号公報（第３頁ないし第４頁、図１および図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のような特許文献１に記載のような従来の投写型液晶表示装置では、ブラックマトリクスを目立たなくさせるために、投写レンズと液晶表示素子との間に回転振動される平行平板ガラスを新たに配置させている。このため、この平行平板ガラスを光が通過する必要があるため、平行平板ガラスでの光の表面反射や吸収により光量の損失が発生するという問題がある。また、特許文献２に記載の表示装置も同様に、平板プリズムを新たに設けているため、この平板プリズムを透過する光の表面反射や吸収などにより、光量の損失が発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑み、効率よくブラックマトリクスを目立たなくさせるプロジェクタを提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るプロジェクタは、照明光学系から射出された光束を固定画素型の表示素子にて光変調させ、この光変調された光束を複数の光学素子を介して拡大投写させるプロジェクタであって、前記複数の光学素子のうち少なくとも１つを前記照明光の主光軸を法線方向とする面内で移動させることで、前記投写された画像の画素位置を前記投写された画像の画素ピッチの２倍の範囲内で移動させる表示移動手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、プロジェクタは、複数の光学素子のうち少なくとも１つを、主光軸を法線方向とする面内で移動させることで、投写された画像の画素位置を、画素ピッチの２倍以内の範囲で、照明光の主光軸を法線方向とする面内で動かす表示移動手段を備えている。これにより、投写された画像が画素ピッチの２倍以内の範囲で移動するため、ブラックマトリクスもこの移動に応じて移動する。したがって、画素を周期的に移動させることで、ある時間においてブラックマトリクスが表示された位置に、次の時間において画素の一部が表示される。よって、これらの画素を時間積分して画像を表示させると、ブラックマトリクスも色の濃さが薄くなり、目立たなくなる。また、この時、表示移動手段は、投写光学系などを構成する複数の光学素子のうちいずれかを移動させているため、従来のように新たに平行平板ガラスや平板プリズムを加える必要がない。従って、これらの平行平板ガラスや平板プリズムなどによる光の表面反射や吸収に伴う光の損失がなく、効率よくブラックマトリクスを目立たなくさせることができる。
【００１０】
本発明では、前記表示移動手段は、前記照明光の主光軸を法線方向とする面内で前記光学素子の光学中心から所定寸法だけずれた回転中心を回転軸として、前記光学素子を回転移動させることが好ましい。
ここで、光学素子としては、主光軸の軸心から所定寸法だけ離れた光学中心軸を有するものであればよく、例えば通常のレンズの光学中心が主光軸から離れた位置に設けられ、このレンズを例えば光軸を回転軸として回転させる構成としてもよく、光学中心が偏心したレンズを主光軸を回転軸として回転させる構成としてもよい。
この発明によれば、表示移動手段は、上記のような光学中心から回転軸からずれた位置に設けられる光学素子を回転させるだけの構成で、ブラックマトリクスを目立たなくさせることができる。
【００１１】
また、本発明では、前記表示移動手段は、前記光学素子を前記照明光の主光軸を法線方向とする面内で平行移動させてもよい。
この発明によれば、表示移動手段は、光学素子を、主光軸を法線方向とする面内で平行移動させるだけの簡単な構成で容易に画像光の光軸をシフト移動させることができ、ブラックマトリクスを効率よく目立たなくさせることができる。
【００１２】
本発明では、前記光学素子は、前記主光軸に対して傾斜して配置することで前記画像光の光軸を偏向させ、前記表示移動手段は、前記光学素子の傾斜方向を変更させることも考えられる。
この発明によれば、表示移動手段は、光学素子を主光軸に対して傾斜して配置することで画像光の光軸を偏光し、さらに光学素子の傾斜方向を変更させることで、上記の発明と同様に、光束の光軸を移動させてブラックマトリクスを目立たなくさせることができる。また、表示素子を透過した後段で、例えばダイクロイックプリズムで各色の画像光が合成された後に透過する光学素子を移動させる構成にすることで、複数の光学素子を移動させる必要がなくなり、構成も簡単にできる。
【００１３】
本発明では、前記光学素子は、前記主光軸に対して傾斜して配置することで前記画像光の光軸を偏向させ、前記表示移動手段は、前記光学素子を前記主光軸を回転軸として前記光学素子を回転させることも考えられる。
この発明によれば、表示移動手段は、光学素子を主光軸に対して傾斜して配置することで画像光の光軸を偏向し、さらに主光軸を回転軸として光学素子を回転させることで、上記の発明と同様に、光束の光軸を移動させてブラックマトリクスを目立たなくさせることができる。また、光学素子を照明光の主光軸を回転軸として、この主光軸を法線とする面内で回転させているので、光学素子の傾斜方向を変更するために複雑な構成を不要にでき、かつ、少ない動力で光学素子を移動させることができる。
【００１４】
本発明に係る別のプロジェクタは、照明光学系から射出された光束を固定画素型の表示素子にて光変調させ、この光変調された光束を複数の光学素子を介して拡大投写させるプロジェクタであって、前記表示素子を前記照明光の主光軸を法線方向とする面内で移動させることで、前記投写された画像の画素位置を画素ピッチの２倍の範囲内で移動させる表示移動手段を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、プロジェクタは、表示素子を、主光軸を法線方向とする面内で移動させることで、投写された画像の画素位置を、画素ピッチの２倍以内の範囲で、照明光の主光軸を法線方向とする面内で動かす表示移動手段を備えている。これにより、投写された画像が画素ピッチの２倍以内の範囲で移動するため、ブラックマトリクスもこの移動に応じて移動する。したがって、画素を周期的に移動させることで、ある時間においてブラックマトリクスが表示された位置に、次の時間において画素の一部が表示される。よって、これらの画素を時間積分して画像を表示させると、ブラックマトリクスも色の濃さが薄くなり、目立たなくなる。また、この時、表示移動手段は、固定画素型の表示素子を移動させているため、従来のように新たに平行平板ガラスや平板プリズムを加える必要がない。従って、これらの平行平板ガラスや平板プリズムなどによる光の表面反射や吸収に伴う光の損失がなく、効率よくブラックマトリクスを目立たなくさせることができる。
【００１５】
本発明では、前記画像信号は、右眼用画像に関する右眼画像信号と左眼用画像に関する左眼用画像信号とを有し、前記表示移動手段は、前記右眼画像信号に基づく右眼用画像の画素位置および前記左眼画像信号に基づく左眼用画像の画素位置をそれぞれ異なる画素位置に移動させることが好ましい。
この発明によれば、表示移動手段は、左眼用画像および右眼用画像をそれぞれ異なる画素位置に表示させているので、立体画像を効率よく表示させることができる。
【００１６】
本発明では、前記表示移動手段は、入力される画像信号の書き換え周期と略同一周期で、前記画像の画素位置を周期的に移動させることが好ましい。
この発明によれば、画像信号の書き換え周期と画像の画素位置の移動周期とを同期させている。これにより、ある時間において、所定の画素位置に所定の画素が表示された後、次の時間において、この所定の画素位置に隣接する画素位置に次の画像信号に基づいた画素が表示される。したがって、これらの画素位置を時間積分すると、複数の画素が所定範囲内に表示されることになり、解像度を高くすることができ、さらに、ブラックマトリクスも目立たなくさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第一の実施の形態〕
以下、本発明における第一の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第一の実施の形態に係るプロジェクタの光学系の概略を模式的に示す図である。図２は、投写レンズを構成する可動レンズの動作を模式的に示す図である。図３は、可動レンズを駆動させない状態における投写画像の一部の画素近傍の概略を模式的に示す図である。
【００１８】
[プロジェクタの構成]
図１において、１は、本発明に係るプロジェクタであり、このプロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ１は、照明光学系としてのインテグレータ照明光学系２と、色分離光学系３と、リレー光学系４と、光学装置５と、投写光学系としての投写レンズ６と、光学筐体１Ａと、図示しない表示制御手段としての制御回路部と、などを備えている。光学筐体１Ａは、インテグレータ照明光学系２、色分離光学系３、リレー光学系４、および光学装置５を内部に収納している。
【００１９】
制御回路部は、例えばプロジェクタ１に形成される図示しないコネクタなどの外部入力部、電源ボタンや再生ボタンなどを構成する図示しない制御ボタン、および図示しない電源供給部などに電気的に接続されている。そして、外部入力部や制御ボタンなどから入力される操作信号を認識し、電源供給部からの電力をインテグレータ照明光学系２や、光学装置５などに供給する。また、制御回路部は、例えば外部入力部から入力された画像信号に基づいて光学装置５を制御し、画像信号に基づいた画像を投写させる制御をする。
【００２０】
インテグレータ照明光学系２は、光源から射出された光束を照明光軸直交面内における照度を均一にするための光学系である。このインテグレータ照明光学系２は、光源装置２１、第１レンズアレイ２２、第２レンズアレイ２３、偏光変換素子２４、及び重畳レンズ２５を備えて構成される。
【００２１】
光源装置２１は、光源ランプ２１１およびリフレクタ２１２を備えている。そして、光源ランプ２１１から射出された放射状の光束は、リフレクタ２１２で反射されて略平行光束とされ、外部へと射出される。本実施の形態では、光源ランプ２１１として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ２１２として、放物面鏡を採用している。なお、光源ランプ２１１としては、高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプやハロゲンランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ２１２として放物面鏡に限らず、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。
【００２２】
第１レンズアレイ２２は、照明光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。各小レンズは、光源ランプ２１１から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。
【００２３】
第２レンズアレイ２３は、第１レンズアレイ２２と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。この第２レンズアレイ２３は、重畳レンズ２５とともに、第１レンズアレイ２２の各小レンズの像を光学装置５の後述する固定画素型の表示素子としての液晶パネル５１上に結像させる機能を有する。
【００２４】
偏光変換素子２４は、第２レンズアレイ２３からの光を略１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置５での光の利用効率が高められている。具体的に、偏光変換素子２４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ２５によって最終的に光学装置５の後述する液晶パネル５１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル５１を用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ２１１からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子２４を用いることにより、光源ランプ２１１から射出された光束を略１種類の偏光光に変換し、光学装置５における光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子２４は、例えば、特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００２５】
色分離光学系３は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２と、反射ミラー３３とを備える。インテグレータ照明光学系２から射出された複数の部分光束は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。
【００２６】
リレー光学系４は、入射側レンズ４１と、リレーレンズ４２と、反射ミラー４３，４４とを備える。このリレー光学系４は、色分離光学系３で分離された色光である青色光を光学装置５の後述する青色光用の液晶パネル５１まで導く機能を有している。
【００２７】
この際、色分離光学系３のダイクロイックミラー３１では、インテグレータ照明光学系２から射出された光束のうち、青色光成分と緑色光成分とは透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー３１によって反射した赤色光は、反射ミラー３３で反射し、フィールドレンズ４５を通って、後述する赤色光用の液晶パネル５１に到達する。このフィールドレンズ４５は、第２レンズアレイ２３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光、青色光用の液晶パネル５１の光入射側に設けられたフィールドレンズ４５も同様である。
【００２８】
また、ダイクロイックミラー３１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー３２によって反射し、フィールドレンズ４５を通って、後述する緑色光用の液晶パネル５１に到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー３２を透過してリレー光学系４を通り、さらにフィールドレンズ４５を通って、後述する青色光用の液晶パネル５１に到達する。
【００２９】
なお、リレー光学系４には、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。
【００３０】
光学装置５は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像（光学像）を形成し、形成したカラー画像を拡大投写する。この光学装置５は、図１に示すように、３つの固定画素型の表示素子としての液晶パネル５１（赤色光用の液晶パネルを５１Ｒ、緑色光用の液晶パネルを５１Ｇ、青色光用の液晶パネルを５１Ｂとする）と、これら液晶パネル５１の光束入射側および光束射出側にそれぞれ対向配置される入射側偏光板５２および光学変換板５３と、クロスダイクロイックプリズム５４と、を備える。そして、これらのうち、３つの液晶パネル５１、３つの光学変換板５３、およびクロスダイクロイックプリズム５４は、図示しない保持枠および保持部材により一体化されて、光学筐体１Ａに取り付けられている。
【００３１】
入射側偏光板５２は、偏光変換素子２４で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子２４で揃えられた光束の偏光軸と略同一方向（第１偏光方向）の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この入射側偏光板５２は、図示を省略するが、透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。なお、透光性基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４５に貼り付ける構成を採用してもよい。
【００３２】
液晶パネル５１は、図示は省略するが、複数の矩形状のパネル部材を敷き詰めて構成されており、これらのパネル部材に電気光学物質である液晶が密閉封入されている。そして、前記制御回路部から出力される画像信号に応じて、各パネル部材の前記液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板５２から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。また、液晶パネルの各パネル部材は、例えば格子状の配線により囲まれており、この格子状の配線部では遮光されている。これにより、液晶パネル５１に光を透過させると、図３に示すように、各パネル部材を透過して光変調された画像光により各画素７１が形成され、これらの画素７１を囲うように、配線部で遮光された部分であるブラックマトリクス７２が形成される。
【００３３】
光学変換板５３は、図示しない第１光学変換板と、図示しない第２光学変換板とから構成されている。
第１光学変換板は、前述の入射側偏光板５２と略同様の構成を有し、入射された光束のうち、所定方向（第２偏光方向）の偏光光のみを透過させ、その他の光束を吸収するものである。第２光学変換板は、液晶パネル５１から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみを透過させ、その他の光束を吸収するとともに、液晶パネル５１から射出された光束の視野角を拡大する。
【００３４】
クロスダイクロイックプリズム５４は、光学変換板５３から入射される赤色光、青色光、および緑色光を合成してカラー画像を形成し、投写レンズ６に射出する。
【００３５】
投写レンズ６は、光学筐体１Ａの一面に設けられる開口に臨んで設けられており、先端部分がプロジェクタの図示しない外装ケースから露出可能に配置されており、クロスダイクロイックプリズム５４にて形成されたカラー画像を拡大投写する。この投写レンズ６は、筒状の鏡筒内に光学素子として、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、この組レンズを構成する複数のレンズのうち１つは、図２に示すような可動レンズ６１であり、制御回路部の制御により、主光軸、すなわち画像光の投写方向を法線方向とする面内で平行移動可能に設けられている。すなわち、この可動レンズ６１の周面には、例えば図示しない駆動枠が設けられており、この駆動枠が制御回路部と電気的に接続される図示しない駆動装置により平行移動される。例えば、平行移動させるための駆動装置は、電磁石の磁力作用を利用したり、モータおよびカムを利用したりすることができる。
【００３６】
そして、この可動レンズ６１は、制御回路部の制御により、図２（Ａ）ないし（Ｄ）に示すように、主光軸の周囲を上下左右方向に周期的に平行移動する。なお、図２において、２点鎖線は、投写レンズ６内の組みレンズを構成する他の投写レンズである。この可動レンズ６１が平行移動される移動距離は微小であり、液晶パネル５１のブラックマトリクス７２を形成する配線部の投写画像の幅寸法と略同寸法だけ投写画像が移動するように、この可動レンズ６１が平行移動する。これにより、投写レンズ６から投写される画像の各画素は、図３の破線で示したような画素ピッチの２倍の範囲内、より具体的には、ブラックマトリクス７２（図３参照）の幅寸法と略同一距離だけシフト移動する。
【００３７】
[プロジェクタの動作および作用効果]
次にプロジェクタ１の動作および作用効果について図面に基づいて説明する。図４は、可動レンズを駆動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図であり、図４における（Ａ）ないし(Ｄ)は、それぞれ図２（Ａ）ないし（Ｄ）に対応している。なお、図４において、２点鎖線は、可動レンズ６１を移動させない状態における各画素の表示位置を示している。図５は、時間積分された状態の投写された画像の画素近傍を拡大表示した図である。
【００３８】
プロジェクタ１を駆動させると、先ず、制御回路部はインテグレータ照明光学系２の光源装置２１を駆動させ、照明光を主光軸に沿って射出させる。そして、インテグレータ照明光学系２から射出された光は、色分離光学系３およびリレー光学系４により、赤色光、青色光、および緑色光の三色に分離され、光学装置５の液晶パネル５１に入射する。
ここで、制御回路部は、入力された画像信号に応じて適宜液晶パネル５１の各パネル部材の液晶の配向状態を変化させる。そして、液晶パネル５１にて光変調された光は、クロスダイクロイックプリズム５４に入射する。このクロスダイクロイックプリズム５４では、各色の液晶パネル５１から入射される各色光を合成して画像光を生成し、投写レンズ６に射出する。
【００３９】
また、制御回路部は、駆動装置を制御し、投写レンズ６の組みレンズを構成する可動レンズ６１を図２（Ａ）ないし（Ｄ）のように、主光軸を法線方向とする面内で平行移動させる。このため、この可動レンズ６１にて画像光の光軸をシフト移動させることができ、投写レンズ６から投写される画像は、図４に示すように、可動レンズ６１の移動方向に応じて平行移動されて表示される。すなわち、可動レンズ６１を、図２（Ａ）に示すように、＋Ｚ方向、＋Ｘ方向に移動させた状態では、可動レンズ６１から射出される画像光の光軸も＋Ｚ方向、＋Ｘ方向にシフト移動され、投写される画像も、図４（Ａ）に示すように、＋Ｚ方向、＋Ｘ方向に移動する。この状態から可動レンズ６１を、図２（Ｂ）に示すように、−Ｚ方向に移動させると、可動レンズ６１から射出される画像光の光軸も−Ｚ方向にシフト移動され、投写される画像も図４（Ｂ）に示すように、−Ｚ方向に移動する。さらに、この状態から可動レンズ６１を、図２（Ｃ）に示すように、−Ｘ方向に移動させると、可動レンズ６１から射出される画像光の光軸も−Ｘ方向にシフト移動され、投写される画像も図４（Ｃ）に示すように、−Ｘ方向に移動する。さらに、この状態から可動レンズ６１を、図２（Ｄ）に示すように、＋Ｚ方向に移動させると、可動レンズ６１から射出される画像光の光軸も＋Ｚ方向にシフト移動され、投写される画像も図４（Ｂ）に示すように、＋Ｚ方向に移動する。そして、この状態からさらに可動レンズ６１を＋Ｘ方向に移動されると、再び図２（Ａ）に示す状態となり、投写される画像も図４（Ａ）に示すように、＋Ｘ方向に移動する。
【００４０】
ここで、投写される画像の各画素は、投写される画像においてブラックマトリクス７２の幅寸法と略同一寸法だけ移動する。また、可動レンズ６１は、例えば６０Ｈｚ以上の移動周期にて周期的に移動する。このため、投写される画像を時間積分すると、図５に示すように、ブラックマトリクス７２の濃さが薄くなって目立たない画像を表示させることができる。
【００４１】
そして、本第一の実施の形態のプロジェクタ１では、可動レンズ６１は、投写レンズ６を構成する組レンズのうちの一部を構成するレンズである。このため、画像光の光軸をシフト移動させるために特別な光学部材が不要であり、部品点数の増大を抑えて構成を簡単にすることができ、また、光の損失も抑えることができるため、効率よくブラックマトリクス７２を解消して目立たなくさせることができる。
【００４２】
〔第二の実施の形態〕
次に、本発明の第二の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、前記第一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。図６（Ａ）は、第二の実施の形態における可動レンズの概略を模式的に示す側面図であり、図６（Ｂ）は、第二の実施の形態における可動レンズの概略を模式的に示す平面図である。図７は、第二の実施の形態における可動レンズの動作を模式的に示す図である。図８は、第二の実施の形態における可動レンズの他の例の概略を模式的に示す側面図である。
【００４３】
[プロジェクタの構成]
第二の実施の形態のプロジェクタ１は、上記第一の実施の形態のプロジェクタ１における投写レンズ６の可動レンズ６１の駆動形態を変形したものである。したがって、第二の実施の形態の説明に当たり、インテグレータ照明光学系２、色分離光学系３、リレー光学系４、光学装置５、光学筐体１Ａ、および制御回路部は、第一の実施の形態と同様の構成であるため、その説明は簡略または省略する。
【００４４】
第二の実施の形態における光学装置５の液晶パネル５１は、複数の正方形状のパネル部材を敷き詰めて構成されている。そして、これらのパネル部材には、第一の実施の形態と同様に、電気光学物質である液晶が密閉封入されており、各パネル部材の周囲は、格子状の配線により囲まれている。
【００４５】
また、投写レンズ６は、第一の実施の形態と同様に、複数のレンズを備えた組レンズにより構成されている。そして、組レンズは、制御回路部の制御により移動可能な可動レンズ６２を備えている。
【００４６】
この可動レンズ６２は、図６に示すように、光学中心６２Ａがレンズの中心位置である回転中心６２Ｂからずれた偏心レンズである。そして、可動レンズ６２は、制御回路部の制御により、レンズの回転中心６２Ｂを回転軸として、図７に示すように、主光軸を法線方向とする面内で回転駆動する。なお、可動レンズ６２としては、上記のような偏心レンズに限らず、例えば図８に示すような、光学中心６２Ａが可動レンズ６２の回転中心からずれている構成であれば、光学中心６２Ａがレンズ中心位置に設けられる通常のレンズを用いてもよい。なお、回転駆動させる方法としては、モータ、ギアなどを利用する方法が挙げられる。
ここで、可動レンズ６２の光学中心６２Ａは、回転中心６２Ｂから所定の寸法だけ離れているが、その寸法は、液晶パネル５１のブラックマトリクス７２を形成する配線部の投写画像の厚み寸法と略同寸法だけ投写画像が移動するように設定されている。これにより、この可動レンズ６２を回転駆動させると、投写される画像の画素が、ブラックマトリクス７２の幅寸法と略同一距離だけシフト移動して表示される。つまり、投写レンズ６から投写される画像の各画素は、投写される画像における画素ピッチの２倍の範囲内でシフト移動する。
【００４７】
[プロジェクタの動作および作用効果]
上記のような第二の実施の形態のプロジェクタ１の動作および作用効果について図面に基づいて説明する。図９は、第二の実施の形態における可動レンズを駆動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図であり、図９における（Ａ）ないし(Ｄ)は、それぞれ図７における（Ａ）ないし（Ｄ）に対応している。図１０は、第二の実施の形態における時間積分された状態の投写された画像の画素近傍を拡大表示した図である。
【００４８】
第二の実施の形態のプロジェクタ１は、第一の実施の形態のプロジェクタ１と略同様の動作を実施する。すなわち、プロジェクタ１の制御回路部は、先ず、インテグレータ照明光学系２の光源装置２１を駆動させ、照明光を主光軸に沿って射出させる。また制御回路部は、たとえば外部入力部から入力された画像信号に基づいて、液晶パネル５１の液晶配向状態を変更する。これにより、インテグレータ照明光学系２から射出された光を液晶パネル５１にて光変調させ、光変調された光をクロスダイクロイックプリズム５４にて合成して画像光を生成する。
【００４９】
また、制御回路部は、投写レンズ６の可動レンズ６２を、図７に示すように、主光軸を法線方向とする面内で回転駆動させる。これにより、可動レンズ６２にて画像光の光軸をシフト移動させることができ、図９に示すように、可動レンズ６２の回転状態に応じて、投写画像の各画素を移動させることができる。すなわち、図７（Ａ）に示すように、光学中心６２Ａが＋Ｚ方向に来るように可動レンズ６２を回転させると、画像光の光軸も＋Ｚ方向に移動され、図９（Ａ）に示すように、投写画像の各画素も＋Ｚ方向に移動する。この状態から、図７（Ｂ）に示すように、光学中心６２Ａが＋Ｘ方向に移動するように可動レンズ６２を回転させると、可動レンズ６２から射出される画像光の光軸も＋Ｘ方向にシフト移動され、投写される画像も図９（Ｂ）に示すように、＋Ｘ方向に移動する。さらに、この状態から、図７（Ｃ）に示すように、光学中心６２Ａが−Ｚ方向に移動するように可動レンズ６２を回転させると、可動レンズ６２から射出される画像光の光軸も−Ｚ方向にシフト移動され、投写される画像も図９（Ｃ）に示すように、−Ｚ方向に移動する。さらに、この状態から、図７（Ｄ）に示すように、光学中心６２Ａが―Ｘ方向に移動するように可動レンズ６２を回転させると、可動レンズ６２から射出される画像光の光軸も−Ｘ方向にシフト移動され、投写される画像も図９（Ｄ）に示すように、−Ｘ方向に移動する。そして、この状態からさらに可動レンズ６２の光学中心６２Ａが＋Ｚ方向に移動するように可動レンズ６２を回転させると、再び図７（Ａ）に示す状態となり、投写される画像も図９（Ａ）に示すように、＋Ｚ方向に移動する。
【００５０】
ここで、投写される画像の各画素は、投写される画像におけるブラックマトリクス７２の像の幅寸法と略同一寸法だけ移動する。また、可動レンズ６２は、例えば６０Ｈｚ以上の移動周期にて周期的に移動する。このため、投写される画像を時間積分すると、図１０に示すように、ブラックマトリクス７２が目立たない画像を表示させることができる。
【００５１】
そして、上記のように、可動レンズ６２を回転駆動させる構成では、可動レンズ６２を面内で平行に移動させる構成に比べて駆動力を少なくできる。したがって、効率よくブラックマトリクス７２を目立たなくさせることができる。
【００５２】
〔第三の実施の形態〕
次に、本発明の第三の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１１は、第三の実施の形態における光学装置を構成する液晶パネル、およびその動作を模式的に示す図である。
【００５３】
[プロジェクタの構成]
第三の実施の形態のプロジェクタ１は、上記第一および第二の実施の形態のプロジェクタ１における液晶パネル５１を変形したものである。したがって、第三の実施の形態の説明に当たり、インテグレータ照明光学系２、色分離光学系３、リレー光学系４、光学装置５、投写レンズ６、光学筐体１Ａ、および制御回路部は、その説明は簡略または省略する。
【００５４】
第三の実施の形態のプロジェクタ１における光学装置５は、固定画素型表示素子としての液晶パネル５１Ａと、この液晶パネル５１Ａの光束入射側および光束射出側にそれぞれ対向配置される入射側偏光板５２および光学変換板５３と、クロスダイクロイックプリズム５４と、を備える。なお、入射側偏光板５２、光学変換板５３、およびクロスダイクロイックプリズム５４は、第一および第二の実施の形態と同様の構成であり、その説明は省略する。
【００５５】
液晶パネル５１Ａは、図１１に示すように、主光軸を法線方向とする面内で平行移動可能に設けられている。具体的には、液晶パネル５１Ａは、例えば複数の圧電素子を介して光学装置５を保持する保持枠に取り付けられ、制御回路部により圧電素子に印加する電圧を制御することにより、主光軸を法線方向とする面内で平行移動可能に設けられている。図１１において、２点鎖線は、第一の実施の形態や第二の実施の形態のように液晶パネルが移動しない構成での益鳥パネルの位置を比較として示したものである。なお、平行移動を可能にする方法としては、圧電素子以外に電磁石の磁力作用を利用したり、モータおよびカムを利用したりしてもよい。
【００５６】
ここで、液晶パネル５１Ａの移動距離は、液晶パネル５１Ａのブラックマトリクス７２を形成する格子状の配線部の厚み寸法と略同寸法であり、これにより、投写レンズ６から投写される画像の各画素も、ブラックマトリクス７２の幅寸法と略同一寸法だけシフト移動する。これにより、投写レンズ６から投射される画像の各画素は、投写される画像における画素ピッチの２倍の範囲内でシフト移動する。
【００５７】
［プロジェクタの動作と作用効果］
上記のような第三の実施の形態のプロジェクタ１の動作および作用効果について図面に基づいて説明する。
【００５８】
第三の実施の形態のプロジェクタ１の制御回路部は、先ず、インテグレータ照明光学系２の光源装置２１を駆動させ、照明光を主光軸に沿って射出させる。また制御回路部は、たとえば外部入力部から入力された画像信号に基づいて、液晶パネル５１Ａの液晶配向状態を変更する。これにより、インテグレータ照明光学系２から射出された光を液晶パネル５１Ａにて光変調させ、光変調された光をクロスダイクロイックプリズム５４にて合成して画像光を生成する。
【００５９】
また、制御回路部は、この液晶パネル５１Ａを、図１１に示すように、主光軸を法線方向とする面内で平行移動させる。そして、液晶パネル５１Ａを透過する画像光の光軸をシフト移動させることができ、図４に示すように、投写画像の各画素を移動させることができる。すなわち、液晶パネル５１Ａを、図１１（Ａ）に示すように、−Ｚ方向、−Ｘ方向に移動された状態では、液晶パネル５１Ａから射出される光束の光軸も−Ｚ方向、−Ｘ方向にシフト移動され、投写レンズ６により像が反転して投写される画像も、図４（Ａ）に示すように、＋Ｚ方向、＋Ｘ方向に移動する。この状態から液晶パネル５１Ａを、図１１（Ｂ）に示すように、＋Ｚ方向に移動されると、液晶パネル５１Ａから射出される光束の光軸も＋Ｚ方向にシフト移動され、投写レンズ６により像が反転して投写される画像も図４（Ｂ）に示すように、−Ｚ方向に移動する。さらに、この状態から液晶パネル５１Ａを、図１１（Ｃ）に示すように、＋Ｘ方向に移動されると、液晶パネル５１Ａから射出される光束の光軸も＋Ｘ方向にシフト移動され、投写レンズ６により像が反転して投写される画像も図４（Ｃ）に示すように、−Ｘ方向に移動する。さらに、この状態から液晶パネル５１Ａが図１１（Ｄ）に示すように、−Ｚ方向に移動されると、液晶パネル５１Ａから射出される光束の光軸も−Ｚ方向にシフト移動され、投写レンズ６により像が反転して投写される画像も図４（Ｄ）に示すように、＋Ｚ方向に移動する。そして、この状態からさらに液晶パネル５１Ａが−Ｘ方向に移動されると、再び図１１（Ａ）に示す状態となり、投写レンズ６により像が反転して投写される画像も図４（Ａ）に示すように、＋Ｘ方向に移動する。なお、図１１では、液晶パネル５１Ａが図１において液晶パネル５１Ｇと同じ位置に配置されていることを前提としているが、液晶パネル５１Ａが図１において液晶パネル５１Ｂや液晶パネル５１Ｒと同じ場所に配置される場合には、クロスダイクロイックプリズム５４の反射面で像の移動する方向がさらに反転して画像が投写される。したがって、３つの液晶パネル５１の投写画像において移動方向が全て揃うように、３つの液晶パネル５１において平行移動の方向がそれぞれ最適化されている。
【００６０】
ここで、液晶パネル５１Ａは、液晶パネル５１Ａのブラックマトリクス７２を形成する格子状の配線部の厚み寸法と略同寸法だけ平行移動される。このため、投写される画像の各画素は、ブラックマトリクス７２の幅寸法と略同一寸法だけ移動する。また、液晶パネル５１Ａは、例えば６０Ｈｚ以上の移動周期にて周期的に移動する。このため、投写される画像を時間積分すると、図５に示すように、ブラックマトリクス７２の濃さが薄くなって目立たない画像を表示させることができる。
【００６１】
〔第四の実施の形態〕
次に、本発明の第四の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１２は、第四の実施の形態における投写レンズを構成する可動レンズ、およびその動作概略を模式的に示す図である。
【００６２】
第四の実施の形態のプロジェクタ１は、上記第一の実施の形態のプロジェクタ１における投写レンズ６の可動レンズ６１の移動距離、および移動周期を変形したものである。したがって、第四の実施の形態の説明に当たり、他の構成、すなわちインテグレータ照明光学系２、色分離光学系３、リレー光学系４、光学装置５、光学筐体１Ａの説明は、簡略もしくは省略する。
【００６３】
第四の実施の形態のプロジェクタ１の投写レンズ６は、第一の実施の形態と同様に、複数のレンズを備えた組レンズにより構成されている。そして、この組レンズは、制御回路の制御により平行移動可能な可動レンズ６３を備えている。平行移動させるための駆動装置は、電磁石の磁力作用を利用したり、モータおよびカムを利用したりすることができる。
【００６４】
この可動レンズ６３は、制御回路部の制御により、図１２に示すように、主光軸を法線方向とする面内にて平行移動される。なお、図１２において、２点鎖線は、組レンズを構成する他の投写レンズである。ここで、可動レンズ６３の移動距離は、投写された液晶パネル５１の画素の像における縦横のピッチと略同一寸法だけ投写画像が移動するように設定されている。これにより、投写レンズから投写される画像は、画素ピッチの縦横寸法だけシフト移動される。つまり、投写レンズ６から投写される画像の各画素は、画素ピッチの２倍の範囲内で投写画像がシフト移動する。
また可動レンズ６３は、制御回路の制御により、画像信号の切り替え周期、すなわちフレームレートと略同一周期となる速度で周期的に移動される。例えば、制御回路部に外部入力部からフレームレートが例えば６０ｆｐｓ（frame per second）の動画の画像信号が入力されると、可動レンズ６３は、６０Ｈｚの周期で移動される。
【００６５】
[プロジェクタの動作および作用効果]
上記のような第四の実施の形態のプロジェクタ１の動作および作用効果について図面に基づいて説明する。図１３は、第四の実施の形態における液晶パネルを平行移動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図であり、図１３における（Ａ）ないし(Ｄ)は、それぞれ図１２における（Ａ）ないし（Ｄ）に対応している。図１４は、第四の実施の形態における時間積分された状態の投写された画像の画素近傍を拡大表示した図である。
【００６６】
第四の実施の形態のプロジェクタ１では、制御回路部は、先ず、インテグレータ照明光学系２の光源装置２１を駆動させ、照明光を主光軸に沿って射出させる。また制御回路部は、たとえば外部入力部から入力された画像信号に基づいて、液晶パネル５１の液晶配向状態を変更する。これにより、インテグレータ照明光学系２から射出された光を液晶パネル５１Ａにて光変調させ、光変調された光をクロスダイクロイックプリズム５４にて合成して画像光を生成する。
【００６７】
また、制御回路部は、可動レンズ６３を、図１２に示すように、主光軸を法線方向とする面内で平行移動させる。これにより、可動レンズ６３から射出される画像光の光軸をシフト移動させることができ、図１３に示すように、投写画像の各画素を移動させることができる。すなわち、可動レンズ６３を、図１２（Ａ）に示すように、＋Ｚ方向、＋Ｘ方向に移動させた状態では、可動レンズ６３から射出される画像光の光軸も＋Ｚ方向、＋Ｘ方向にシフト移動され、投写される画像も、図１３（Ａ）に示すように、＋Ｚ方向、＋Ｘ方向に移動する。この状態から可動レンズ６３を、図１２（Ｂ）に示すように、−Ｚ方向に移動させると、可動レンズ６３から射出される画像光の光軸も−Ｚ方向にシフト移動され、投写される画像も図１３（Ｂ）に示すように、−Ｚ方向に移動する。さらに、この状態から可動レンズ６３を、図１２（Ｃ）に示すように、−Ｘ方向に移動させると、可動レンズ６３から射出される画像光の光軸も−Ｘ方向にシフト移動され、投写される画像も図１３（Ｃ）に示すように、−Ｘ方向に移動する。さらに、この状態から可動レンズ６３を、図１２（Ｄ）に示すように、＋Ｚ方向に移動させると、可動レンズ６３から射出される画像光の光軸も＋Ｚ方向にシフト移動され、投写される画像も図１３（Ｄ）に示すように、＋Ｚ方向に移動する。そして、この状態からさらに、可動レンズ６３を＋Ｘ方向に移動させると、再び図１２（Ａ）に示す状態となり、投写される画像も図１３（Ａ）に示すように、＋Ｘ方向に移動する。
【００６８】
ここで、投写される画像の各画素は、投写される画像における画素ピッチと略同一寸法だけ移動される。また、可動レンズ６３は、制御回路部の制御により、画像信号の切り替え周期であるフレームレートと同期して周期的に移動される。このため、投写される画像を時間積分すると、図１４に示すように、図１３（Ａ）ないし（Ｄ）にて表示される画素がそれぞれの画素位置で表示され、仮想的に画像の解像度を４倍に向上させることができる。また、隣接する画素位置に表示される画素によりブラックマトリックスが薄くなり目立たなくさせることができる。なお、図１４において、破線は、可動レンズ６３が投写レンズ６内の組レンズを構成する他の光学レンズと光学中心が同軸上に配置された場合における画素の像を参考に示したものである。
【００６９】
〔第五の実施の形態〕
次に、本発明の第五の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、前記実施の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。図１５（Ａ）は、第五の実施の形態における可動レンズの概略を模式的に示す側面図であり、（Ｂ）は、可動レンズの概略を模式的に示す平面図である。図１６は、第五の実施の形態における可動レンズの動作を模式的に示す図である。
【００７０】
[プロジェクタの構成]
第五の実施の形態のプロジェクタ１は、上記第二の実施の形態のプロジェクタ１における投写レンズ６の可動レンズ６２を変形したものである。
【００７１】
第五の実施の形態の投写レンズ６は、複数のレンズを備えた組レンズにより構成されている。そして、組レンズは、制御回路部の制御により回転駆動可能な可動レンズ６４を備えている。
【００７２】
この可動レンズ６４は、図１５に示すように、光学中心６４Ａがレンズの中心位置である回転中心６４Ｂからずれた偏心レンズである。そして、可動レンズ６４は、制御回路部の制御により、レンズの回転中心６４Ｂを回転軸として、図１６に示すように、主光軸を法線方向とする面内で回転駆動する。なお、可動レンズ６４としては、上記のような偏心レンズに限らず、光学中心６４Ａが可動レンズ６４の回転中心からずれている構成であればよい。
ここで、可動レンズ６４の光学中心６４Ａは、回転中心６４Ｂから所定寸法だけ離れているが、その寸法は、液晶パネル５１の画素の像における画素ピッチと略同寸法だけ投写画像が移動するように設定されている。これにより、この可動レンズ６４を回転駆動させると、投写される画像の画素が、一画素ピッチと略同一距離だけシフト移動して表示される。これにより、投写レンズ６から投写される画像の各画素は、投写される画像における画素ピッチの２倍の範囲内でシフト移動する。
また可動レンズ６４は、制御回路の制御により、画像信号の切り替え周期、すなわちフレームレートと略同一周期となる速度で周期的に移動される。例えば、制御回路部に外部入力部からフレームレートが例えば６０ｆｐｓ（frame per second）の動画の画像信号が入力されると、可動レンズ６４は、６０Ｈｚの周期で例えば９０度ずつ回転駆動される。なお、回転駆動させる方法としては、モータ、ギアなどを利用する方法がある。
【００７３】
[プロジェクタの動作および作用効果]
上記のような第五の実施の形態のプロジェクタ１の動作および作用効果について図面に基づいて説明する。図１７は、第五の実施の形態における可動レンズを駆動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図であり、図１７における（Ａ）ないし(Ｄ)は、それぞれ図１６における（Ａ）ないし（Ｄ）に対応している。図１８は、第五の実施の形態における時間積分された状態の投写された画像の画素近傍を拡大表示した図である。
【００７４】
第五の実施の形態のプロジェクタ１では、制御回路部は、先ず、インテグレータ照明光学系２の光源装置２１を駆動させ、照明光を主光軸に沿って射出させる。また制御回路部は、たとえば外部入力部から入力された画像信号に基づいて、液晶パネル５１の液晶配向状態を変更する。これにより、インテグレータ照明光学系２から射出された光を液晶パネル５１にて光変調させ、光変調された光をクロスダイクロイックプリズム５４にて合成して画像光を生成する。
【００７５】
また、制御回路部は、投写レンズ６の可動レンズ６４を、図１６に示すように、主光軸を法線方向とする面内で回転駆動させる。これにより、可動レンズ６４にて画像光の光軸をシフト移動させることができ、図１７に示すように、可動レンズ６４の回転状態に応じて、投写画像の各画素を移動させることができる。すなわち、図１６（Ａ）に示すように、光学中心６４Ａが＋Ｚ方向、かつ＋Ｘ方向に来るように可動レンズ６４を回転させると、画像光の光軸も＋Ｚ方向、かつ＋Ｘ方向にシフト移動され、図１７（Ａ）に示すように、投写画像の各画素も＋Ｚ方向、かつ＋Ｘ方向に移動する。この状態から、図１６（Ｂ）に示すように、光学中心６４Ａが−Ｚ方向、かつ＋Ｘ方向に移動するように可動レンズ６４を回転させると、可動レンズ６４から射出される画像光の光軸も−Ｚ方向、かつ＋Ｘ方向にシフト移動され、投写される画像も図１７（Ｂ）に示すように、−Ｚ方向、かつ＋Ｘ方向に移動する。さらに、この状態から、図１６（Ｃ）に示すように、光学中心６４Ａが−Ｚ方向、かつ−Ｘ方向に移動するように可動レンズ６４を回転させると、可動レンズ６４から射出される画像光の光軸も−Ｚ方向、かつ−Ｘ方向にシフト移動され、投写される画像も図１７（Ｃ）に示すように、−Ｚ方向、かつ−Ｘ方向に移動する。さらに、この状態から、図１６（Ｄ）に示すように、光学中心６４Ａが＋Ｚ方向、かつ―Ｘ方向に移動するように可動レンズ６４を回転させると、可動レンズ６４から射出される画像光の光軸も＋Ｚ方向、かつ―Ｘ方向にシフト移動され、投写される画像も図１７（Ｄ）に示すように、＋Ｚ方向、かつ―Ｘ方向に移動する。そして、この状態からさらに可動レンズ６４の光学中心６４Ａが＋Ｚ方向、かつ＋Ｘ方向に移動するように可動レンズ６４を回転させると、再び図１６（Ａ）に示す状態となり、投写される画像も図１７（Ａ）に示すように、＋Ｚ方向に移動する。
【００７６】
ここで、投写される画像の各画素は、画素ピッチと略同一寸法だけ移動される。可動レンズ６３は、制御回路部の制御により、画像信号の切り替え周期であるフレームレートと同期して周期的に移動される。このため、投写される画像を時間積分すると、図１８に示すように、図１７（Ａ）ないし（Ｄ）にて表示される画素がそれぞれの画素位置で表示され、仮想的に画像の解像度を４倍に向上させることができる。また、隣接する画素位置に表示される画素によりブラックマトリックスが薄くなり目立たなくさせることができる。なお、図１８において、破線は、可動レンズ６３が投写レンズ６内の組レンズを構成する他の光学レンズと光学中心が同軸上に配置された場合における画素の像を参考に示したものである。
【００７７】
また、可動レンズ６４を回転駆動させる構成では、可動レンズ６４を面内で平行に移動させる構成に比べて駆動力を少なくできる。したがって、効率よくブラックマトリクス７２を目立たなくさせることができる。
【００７８】
〔第六の実施の形態〕
次に、本発明の第六の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１９は、第六の実施の形態における光学装置を構成する液晶パネル、およびこの液晶パネルの動作を模式的に示す図である。
【００７９】
[プロジェクタの構成]
第六の実施の形態のプロジェクタ１は、上記第三の実施の形態のプロジェクタ１における液晶パネル５１Ａを変形したものである。
【００８０】
この第六の実施の形態のプロジェクタ１における光学装置５の固定画素型表示素子としての液晶パネル５１Ｃは、図１９に示すように、主光軸を法線方向とする面内で平行移動可能に設けられている。具体的には、この液晶パネル５１Ｃは、例えば制御回路部の制御により駆動される駆動機構に保持され、駆動機構が駆動することで所定の方向に平行移動される。
ここで、液晶パネル５１Ｃの移動距離は、液晶パネル５１Ｃのパネル部材の縦横寸法と略同寸法であり、これにより、投写レンズ６から投写される画像の各画素も、画素ピッチと略同一寸法だけシフト移動する。つまり、投写レンズ６から投写される画像の各画素は、画素ピッチの２倍の範囲内で投写画像がシフト移動する。
また、液晶パネル５１Ｃは、制御回路の制御により、画像信号の切り替え周期、すなわちフレームレートと略同一周期となる速度で周期的に移動される。例えば、制御回路部に外部入力部からフレームレートが例えば６０ｆｐｓ（frame per second）の動画の画像信号が入力されると、可動レンズ６４は、６０Ｈｚの周期で平行移動される。
なお、図１９において、２点鎖線は、第一の実施の形態や第二の実施の形態のように液晶パネル５１を移動しない構成での液晶パネル５１の位置を比較として示したものである。なお、平行移動を可能にする方法としては、電磁石の磁力作用を利用したり、モータおよびカムを利用したり、圧電素子を利用したりしてもよい。
【００８１】
［プロジェクタの動作と作用効果］
上記のような第六の実施の形態のプロジェクタ１の動作および作用効果について図面に基づいて説明する。
【００８２】
第六の実施の形態のプロジェクタ１では、制御回路部は、先ず、インテグレータ照明光学系２の光源装置２１を駆動させ、照明光を主光軸に沿って射出させる。また制御回路部は、たとえば外部入力部から入力された画像信号に基づいて、液晶パネル５１の液晶配向状態を変更する。これにより、インテグレータ照明光学系２から射出された光を液晶パネル５１Ｃにて光変調させ、光変調された光をクロスダイクロイックプリズム５４にて合成して画像光を生成する。
【００８３】
また、制御回路部は、この液晶パネル５１Ｃを、図１９に示すように、主光軸を法線方向とする面内で平行移動させる。これにより、液晶パネル５１Ｃを透過する画像光の光軸をシフト移動させることができ、図１３に示すように、投写画像の各画素を移動させることができる。すなわち、液晶パネル５１Ｃを、図１９（Ａ）に示すように、−Ｚ方向、−Ｘ方向に移動された状態では、液晶パネル５１Ｃから射出される光束の光軸も−Ｚ方向、−Ｘ方向にシフト移動され、投写レンズ６により像が反転して投写される画像も、図１３（Ａ）に示すように、＋Ｚ方向、＋Ｘ方向に移動する。この状態から液晶パネル５１Ｃを、図１９（Ｂ）に示すように、＋Ｚ方向に移動されると、液晶パネル５１Ｃから射出される光束の光軸も＋Ｚ方向にシフト移動され、投写レンズ６により像が反転して投写される画像も図１３（Ｂ）に示すように、−Ｚ方向に移動する。さらに、この状態から液晶パネル５１Ｃを、図１９（Ｃ）に示すように、＋Ｘ方向に移動されると、液晶パネル５１Ｃから射出される光束の光軸も＋Ｘ方向にシフト移動され、投写レンズ６により像が反転して投写される画像も図１３（Ｃ）に示すように、−Ｘ方向に移動する。さらに、この状態から液晶パネル５１Ｃが図１９（Ｄ）に示すように、−Ｚ方向に移動されると、液晶パネル５１Ｃから射出される光束の光軸も−Ｚ方向にシフト移動され、投写レンズ６により像が反転して投写される画像も図１３（Ｄ）に示すように、＋Ｚ方向に移動する。そして、この状態からさらに液晶パネル５１Ｃが−Ｘ方向に移動されると、再び図１９（Ａ）に示す状態となり、投写される画像も図１３（Ａ）に示すように、＋Ｘ方向に移動する。なお、図１９では、液晶パネル５１Ｃが図１において液晶パネル５１Ｇと同じ位置に配置されていることを前提としているが、液晶パネル５１Ｃが図１において液晶パネル５１Ｂや液晶パネル５１Ｒと同じ場所に配置される場合には、クロスダイクロイックプリズム５４の反射面で像の移動する方向が更に反転して画像が投写される。したがって、３つの液晶パネルの投写画像において移動方向が全て揃うように、３つの液晶パネルにおいて平行移動の方向がそれぞれ最適化されている。
【００８４】
ここで、液晶パネル５１Ｃは、上記したように液晶パネル５１Ｃのパネル部材の縦横寸法と略同寸法だけ平行移動される。このため、投写される画像を時間積分すると、図１４に示すように、図１３（Ａ）ないし（Ｄ）にて表示される画素がそれぞれの画素位置で表示され、仮想的に画像の解像度を４倍に向上させることができる。また、隣接する画素位置に表示される画素によりブラックマトリックスが薄くなり目立たなくさせることができる。
【００８５】
〔第七の実施の形態〕
次に、本発明の第七の実施の形態のプロジェクタ１を図面に基づいて説明する。図２０は、第七の実施の形態における投写レンズを構成する可動レンズ、およびその動作を模式的に示す図である。図２１は、第七の実施の形態における投写レンズを構成する可動レンズの他の例を模式的に示す図である。
【００８６】
この第七の実施の形態のプロジェクタ１は、上記第一の実施の形態と略同様の構成であり、投写レンズ６の組みレンズの一部を構成する可動レンズ６１を変形させたものである。
【００８７】
第七の実施の形態のプロジェクタ１における投写レンズ６の可動レンズ６５は、図２０に示すように、主光軸に対して所定角度で傾斜して設けられている。そして、この可動レンズ６５は、制御回路部の制御により、図２０（Ａ）ないし（Ｄ）に示すように、傾斜角度が周期的に変更される。これにより、可動レンズ６５に入射した画像光は光軸が偏向されて射出される。この場合、図２０に示すように、可動レンズ６５の傾斜角度を周期的に変更させる方法は、可動レンズ６５の４隅にモータとカムとを配置したり、電磁石による磁力作用を利用したりする方法がある。
【００８８】
また、可動レンズ６５を図２１に示すように、主光軸を回転軸として回転させることで、可動レンズ６５の傾斜角度を周期的に変更する構成としてもよい。この場合、図２１のように回転させることで可動レンズ６５の傾斜角度を周期的に変更させる方法としては、モータ、ギアなどを利用する方法がある。
【００８９】
いずれの場合でも、可動レンズ６５の傾斜角度を、投写された画像の画素が、画素ピッチの２倍範囲以内に移動するように設定することで、上記実施の形態のようにブラックマトリクス７２を目立たなくさせることができる。また、仮想的に画像の解像度を４倍に向上させることも可能になる。
【００９０】
〔第八の実施の形態〕
次に、本発明の第八の実施の形態に係るプロジェクタ１を図面に基づいて説明する。図２２は、第八の実施の形態における投写レンズ、および投写レンズの動作を模式的に示す図である。図２３は、第八の実施の形態における可動レンズを駆動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図である。
【００９１】
本第八の実施の形態のプロジェクタ１は、第一の実施の形態と略同様の構成であり、投写レンズ６の組みレンズを構成する可動レンズ６１を変形したものである。すなわち、第八の実施の形態の可動レンズ６５は、図２２に示すように、Ｘ方向のみ平行移動可能に設けられている。
【００９２】
また、制御回路部は、例えば外部入力部より左眼にて視認する左眼用画像信号、および右眼にて視認する右眼用画像信号が交互に切り換えられる立体画像信号を認識し、この立体画像信号の切り替え周期と同期して可動レンズ６５を周期的に移動させる。これにより、図２３に示すように、左眼用画像信号に基づいた画像を左側画素位置７４に表示させ、右眼用画像信号に基づいた画像を右側画素位置７５に表示させる。
【００９３】
このような第八の実施の形態のプロジェクタ１では、左眼用画像と右眼用画像をそれぞれ独立した画素位置に表示させることができるため、これらの画像を時間積分することで立体画像を表示させることができる。また、左眼用画像の各画素の周囲に生じるブラックマトリクス７２は、右眼用画像の各画素により薄められ、右眼用画像の各画素の周囲に生じるブラックマトリクス７２も左眼用画像の各画素により薄められるため、ブラックマトリクス７２も目立たなくさせることができる。さらに、上記のように左側画素位置７４に左眼用画像信号に基づいた画像、右側画素位置７５に右眼用画像信号に基づいた画像を表示させることができるので、立体画像をも表示させることができる。
【００９４】
[実施の形態の変形例]
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。
【００９５】
例えば、第一および第三の実施の形態において、制御回路部は、可動レンズ６１，６２または液晶パネル５１Ａを移動させて、投写される画像をブラックマトリクス７２の幅寸法と略同一寸法だけシフト移動させる構成を示したが、これに限らない。例えば、投写される画像の移動寸法としては、画素ピッチの２倍以内の範囲であればよく、この範囲内で移動させることで、ブラックマトリクス７２を効率よく目立たなくさせることができる。なお、画素ピッチの２倍以内の範囲内であれば、隣り合う画素同士の像の位置関係で時間積分しても完全に重なって見えることが無いので、隣り合う画素同士が干渉の影響画少なくして効果を出せる。また、第一の実施の形態における図３のように、縦横で画素ピッチが異なる場合は、縦横それぞれ２倍の画素ピッチ範囲内を考えればよい。
【００９６】
また、また、第四ないし第六の実施の形態において、制御回路部は、可動レンズ６３，６４または液晶パネル５１Ｃを画像信号の切り替え周期と同期して周期的に移動させる構成としたが、これに限定されない。例えば、画像信号の切り替え周期を同期せず、第一ないし第三の実施の形態と同様の周期で移動させる構成としてもよい。この場合でも、投写画像の解像度を仮想的に向上させることができ、ブラックマトリクス７２も目立たなくさせることができる。
【００９７】
さらに、上記第一ないし第六の実施の形態において、２次元（ＸＺ面）での表示画像の動作を説明したが、これに限定されず、例えば第八の実施の形態のように、１次元内で移動させる構成としてもよい。
【００９８】
そして、上記実施の形態において、液晶パネル５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１ＣがＲＧＢの各色に対応して３つ設けられる構成としたが、これに限定されず、例えば３つ以上の液晶パネルが設けられる構成としてもよい。
【００９９】
また、表示画像が投写されるスクリーンについて、透過型や反射型のいずれの構成を用いてもよい。
【０１００】
さらに、上記第一、第二、第四、第五、第七、および第八の実施の形態において、投写レンズ６を構成する組レンズのうちいずれか１つが可動レンズ６１，６２，６３，６４，６５である例を示したが、これに限定されない。例えば、組レンズを構成する複数のレンズを可動レンズとしてもよい。
【０１０１】
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およ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。同時に、光学系や表示素子の種類に関しても本発明を逸脱しない範囲で変更することができる。
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若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】
【０１０２】
本発明は、画像光をスクリーンに投写させるプロジェクタに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るプロジェクタの光学系の概略を模式的に示す図。
【図２】第一の実施の形態における投写レンズを構成する可動レンズ、およびその動作を模式的に示す図。
【図３】可動レンズを駆動させない状態における投写画像の一部の画素近傍を拡大した図。
【図４】可動レンズを駆動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図。
【図５】時間積分された状態の投写された画像の画素近傍を拡大表示した図。
【図６】（Ａ）は、第二の実施の形態における可動レンズの概略を模式的に示す側面図、（Ｂ）は、可動レンズの概略を模式的に示す平面図。
【図７】第二の実施の形態における可動レンズの動作を模式的に示す図。
【図８】第二の実施の形態における可動レンズの他の例の概略を模式的に示す側面図。
【図９】第二の実施の形態における可動レンズを駆動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図。
【図１０】第二の実施の形態における時間積分された状態の投写された画像の画素近傍を拡大表示した図。
【図１１】第三の実施の形態における光学装置を構成する液晶パネル、およびその動作を模式的に示す図。
【図１２】第四の実施の形態における投写レンズを構成する可動レンズ、およびその動作を模式的に示す図。
【図１３】第四の実施の形態における液晶パネルを平行移動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図。
【図１４】第四の実施の形態における時間積分された状態の投写された画像の画素近傍を拡大表示した図。
【図１５】（Ａ）は、第五の実施の形態における可動レンズの概略を模式的に示す側面図、(Ｂ)は、可動レンズの概略を模式的に示す平面図。
【図１６】第五の実施の形態における可動レンズの動作を模式的に示す図。
【図１７】第五の実施の形態における可動レンズを駆動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図。
【図１８】第五の実施の形態における時間積分された状態の投写された画像の画素近傍を拡大表示した図。
【図１９】第六の実施の形態における光学装置を構成する液晶パネル、およびこの液晶パネルの動作を模式的に示す図。
【図２０】第七の実施の形態における投写レンズを構成する可動レンズ、およびその動作を模式的に示す図。
【図２１】第七の実施の形態における投写レンズを構成する可動レンズの他の例を模式的に示す図。
【図２２】第八の実施の形態における投写レンズ、および投写レンズの動作を模式的に示す図。
【図２３】第八の実施の形態における可動レンズを駆動させた際の画素の表示位置を模式的に示す図。
【符号の説明】
【０１０４】
１…プロジェクタ、２…照明光学系としてのインテグレータ照明光学系、６…投写光学系としての投写レンズ、５１，５１Ａ，５１Ｂ…固定画素型の表示素子としての液晶パネル、６１，６２，６３，６４，６５…光学素子としての可動レンズ。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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