(57)【要約】【課題】色収差を補正でき、製造コストを低減できるプロジェクタを提供すること。【解決手段】プロジェクタは、光源と、当該光源から射出された光束を利用して、入力する画像情報に基づく画像を形成する画像形成装置２４と、形成された画像を投射する投射レンズ３と、装置本体を制御する制御装置４とを備える。制御装置４は、投射レンズ３から投射される画像のうち、所定波長の色画像の投射位置に応じた他の波長の色画像の色収差補正値を記憶する記憶手段４６と、画像情報に応じて画像形成装置２４３を駆動させる駆動制御手段４５とを備える。駆動制御手段４５は、前記所定波長の色画像の結像位置に応じて、記憶手段４５から他の波長の色画像の色収差補正値を取得する補正値取得部４５３と、取得した色収差補正値に基づいて、画像形成装置２４で形成される前記他の波長の色画像の画像サイズを補正するサイズ補正部４５４１，４５６１とを備える。【選択図】図１
2007150816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、当該光源から射出された光束を利用して、入力する画像情報に基づく画像を形成する画像形成装置と、形成された画像を投射する投射レンズと、装置本体を制御する制御装置とを備えたプロジェクタであって、
前記制御装置は、
前記投射レンズから投射される画像のうち、所定波長の色画像の所定の結像位置に応じた他の波長の色画像の色収差補正値を記憶する記憶手段と、
前記画像情報に応じて前記画像形成装置を駆動させる駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、
前記所定の結像位置に応じて、前記記憶手段から前記他の波長の色画像の色収差補正値を取得する補正値取得部と、
取得した前記色収差補正値に基づいて、前記画像形成装置で形成される前記他の波長の色画像の画像サイズを補正するサイズ補正部とを備える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、
前記投射レンズは、前記画像形成装置で形成された画像をズームさせるズームレンズと、当該ズームレンズを保持するレンズ保持筒とを備え、
前記制御装置は、
前記ズームレンズを前記レンズ保持筒の軸方向に移動させて、前記投射レンズによって投射される画像のズーム率を調整するズーム調整手段と、
前記ズームレンズの位置を検出する位置検出手段とを備え、
前記補正値取得部は、前記記憶手段を参照して、前記位置検出手段により検出された前記ズームレンズの位置に応じた前記色収差補正値を取得することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記記憶手段には、ワイド端およびテレ端における前記ズームレンズの位置と、前記色収差補正値とが関連したルックアップテーブルを記憶するルックアップテーブル記憶部が設けられ、
前記補正値取得部は、前記ルックアップテーブルを参照して、前記ズームレンズが前記ワイド端および前記テレ端の位置にあるときのそれぞれの前記色収差補正値に基づいて、前記位置検出手段により検出された前記ズームレンズの位置に応じた前記色収差補正値を算出して取得することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光源から射出された光束を、赤、緑、青の三色の色光に分離する分離光学系を備え、
前記画像形成装置は、
それぞれの前記色光の光路上に配置され、入射光束を変調して前記画像情報に基づく赤、緑、青の色画像をそれぞれ形成する３つの光変調装置と、
前記３つの光変調装置で形成された前記各色画像を合成してカラー画像を形成する色合成光学装置とを備えて構成され、
前記サイズ補正部は、少なくとも赤色光および青色光を変調する前記光変調装置に応じて設けられ、それぞれの前記サイズ補正部は、前記色収差補正値に基づいて、赤色光を変調する前記光変調装置および青色光を変調する前記光変調装置で形成される赤色画像および青色画像の画像サイズを、緑色画像の結像位置で、当該緑色画像の画像サイズに略一致するようにサイズ補正することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
それぞれの前記光変調装置は、液晶パネルを備えて構成されてい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、光源と、当該光源から射出された光束を利用して、入力する画像情報に基づく画像を形成する画像形成装置と、形成された画像を投射する投射レンズと、装置本体を制御する制御装置とを備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、当該光源から射出された光束を利用して、入力する画像情報に基づく画像を形成する画像形成装置と、形成された画像をスクリーン等に拡大投射する投射レンズと、装置本体を制御する制御装置とを備えたプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタとして、高輝度化を実現するために、光源からの射出光束をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の色光に分離する分離光学系と、それぞれの色光ごとに入射光束を変調して画像を形成する３つの光変調装置としての液晶パネルとを備える、いわゆる３板式プロジェクタが知られている。
【０００３】
このようなプロジェクタは、光学像を投射する性質上、投射画像の色収差を補正する必要がある。すなわち、各光変調装置で同じ画像サイズで形成された画像をそのまま投射すると、各色画像の間で画像サイズのずれが生じてしまう。このため、色収差を解消する複数のレンズを組み合わせた投射レンズを用いて画像を投射するプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５０３６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、特許文献１に記載の投射レンズに用いられる色収差補正用のレンズは高価なため、投射レンズ、ひいては、プロジェクタの製造コストが増大してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、色収差を補正でき、かつ、製造コストを低減できるプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、光源と、当該光源から射出された光束を利用して、入力する画像情報に基づく画像を形成する画像形成装置と、形成された画像を投射する投射レンズと、装置本体を制御する制御装置とを備えたプロジェクタであって、前記制御装置は、前記投射レンズから投射される画像のうち、所定波長の色画像の所定の結像位置に応じた他の波長の色画像の色収差補正値を記憶する記憶手段と、前記画像情報に応じて前記画像形成装置を駆動させる駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記所定の結像位置に応じて、前記記憶手段から前記他の波長の色画像の色収差補正値を取得する補正値取得部と、取得した前記色収差補正値に基づいて、前記画像形成装置で形成される前記他の波長の色画像の画像サイズを補正するサイズ補正部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、結像位置とは、ある画像がプロジェクタの投射レンズから投射され、スクリーン等の被投射物に結像した際のプロジェクタから当該被投射物までの距離を示すものである。
本発明によれば、駆動制御手段の補正値取得部が、投射レンズから投射される所定波長の画像の所定の結像位置に応じた他の波長の色画像の色収差補正値を記憶手段から取得し、サイズ補正部が、取得した色収差補正値に基づいて、当該所定の結像位置における所定波長の色画像の画像サイズに合わせるように、他の波長の色画像の画像サイズを調整する。これによれば、他の波長の色画像との画像サイズが補正され、スクリーン等の被投射物が位置する所定の結像位置において、所定波長の色画像と他の波長の色画像とのずれを解消することができる。これにより、投射レンズの性能によって生じる色収差を補正することができ、色収差を解消できる高価なレンズが組み込まれた投射レンズの代わりに、安価な投射レンズをプロジェクタに採用することができる。従って、色収差を補正できるプロジェクタを安価に構成することができる。
【０００９】
本発明では、前記投射レンズは、前記画像形成装置で形成された画像をズームさせるズームレンズと、当該ズームレンズを保持するレンズ保持筒とを備え、前記制御装置は、前記ズームレンズを前記レンズ保持筒の軸方向に移動させて、前記投射レンズによって投射される画像のズーム率を調整するズーム調整手段と、前記ズームレンズの位置を検出する位置検出手段とを備え、前記補正値取得部は、前記記憶手段を参照して、前記位置検出手段により検出された前記ズームレンズの位置に応じた前記色収差補正値を取得することが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、ズームレンズを移動させて投射画像をズームさせた場合でも、当該投射画像の色収差を補正することができる。
すなわち、位置検出手段が、ズーム調整手段により移動するズームレンズの位置を検出し、補正値取得部が、記憶手段を参照して、ズームレンズの位置に応じた色収差補正値を取得する。これによれば、サイズ補正部による画像サイズの補正を、投射画像のズーム量に応じて行うことができる。従って、投射画像をズームさせた場合でも、当該投射画像の色収差補正を適切に行うことができる。
【００１１】
また、本発明では、前記記憶手段には、ワイド端およびテレ端における前記ズームレンズの位置と、前記色収差補正値とが関連したルックアップテーブルを記憶するルックアップテーブル記憶部が設けられ、前記補正値取得部は、前記ルックアップテーブルを参照して、前記ズームレンズが前記ワイド端および前記テレ端の位置にあるときのそれぞれの前記色収差補正値に基づいて、前記位置検出手段により検出された前記ズームレンズの位置に応じた前記色収差補正値を算出して取得することが好ましい。
【００１２】
ここで、ワイド端とは、投射画像のズームを最も広角にした場合のズームレンズの位置を示し、また、テレ端とは、投射画像のズームを最も望遠にした場合のズームレンズの位置を指している。
【００１３】
本発明によれば、ルックアップテーブル記憶部に記憶されたルックアップテーブルには、投射レンズを構成するズームレンズがワイド端にある場合、および、テレ端にある場合におけるそれぞれの色収差補正値が記憶されている。そして、色収差値取得手段は、位置検出手段で検出されたズームレンズの位置に応じた色収差補正値を、ルックアップテーブルに記憶されたそれぞれの色収差補正値に基づいて算出する。これによれば、ズームレンズの位置に応じて詳細に色収差補正値をルックアップテーブルに記憶させる必要がなくなるので、ルックアップテーブルに記憶される色収差補正値のデータ量を削減することができる。
また、例えば、ズームレンズがワイド端に位置する場合の色収差補正値と、テレ端に位置する場合の色収差補正値から、ズームレンズの位置に応じた色収差補正値の算出式を求め、当該算出式に基づいて色収差補正値を算出することにより、正確な色収差補正値を取得することができる。従って、投射画像の色収差補正を一層適切に行うことができる。
【００１４】
また、本発明では、前記光源から射出された光束を、赤、緑、青の三色の色光に分離する分離光学系を備え、前記画像形成装置は、それぞれの前記色光の光路上に配置され、入射光束を変調して前記画像情報に基づく赤、緑、青の色画像をそれぞれ形成する３つの光変調装置と、前記３つの光変調装置で形成された前記各色画像を合成してカラー画像を形成する色合成光学装置とを備えて構成され、前記サイズ補正部は、少なくとも赤色光および青色光を変調する前記光変調装置に応じて設けられ、それぞれの前記サイズ補正部は、前記色収差補正値に基づいて、赤色光を変調する前記光変調装置および青色光を変調する前記光変調装置で形成される赤色画像および青色画像の画像サイズを、緑色画像の結像位置で、当該緑色画像の画像サイズに略一致するようにサイズ補正することが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、サイズ補正部が、少なくとも赤色光を変調する光変調装置、および、青色光を変調する光変調装置に応じて設けられる。そして、それぞれのサイズ補正部が、各光変調装置で形成される赤色画像および青色画像の画像サイズを、緑色光を変調する光変調装置によって形成され、投射レンズによって投射される緑色画像の結像位置で、当該緑色画像の画像サイズに略一致するようにサイズ補正する。これによれば、緑色画像に合わせて赤色画像および青色画像の画像サイズが調整されるので、サイズ補正量を小さくすることができるほか、画像の視認性を維持することができる。
【００１６】
すなわち、緑色画像の結像位置に比べて、赤色光の結像位置はプロジェクタから近くなり、青色光の結像位置は遠くなる。このため、緑色画像の結像位置においては、当該緑色画像に対して、赤色画像は大きく、また、青色画像は小さく形成される。これに対し、各サイズ補正部が、色収差補正値に基づいて、緑色画像の画像サイズを基準として、赤色画像および青色画像の画像サイズを補正することにより、赤色画像および青色画像の画像サイズの補正量を小さくすることができる。
また、人間の目にとって輪郭等を視認しやすい緑色画像の画像サイズを補正せず、視認しにくい赤色画像および青色画像の画像サイズを補正することにより、全体としての画像の視認性を維持することができる。
【００１７】
本発明では、それぞれの前記光変調装置は、液晶パネルを備えて構成されていることが好ましい。
本発明によれば、光源から射出された光束を、３色の色光に分離した後、それぞれの色画像を形成する液晶パネルに照射するので、カラーフィルタ等による各色光の光量低下を低減することができ、画像形成における光利用率を向上することができる。
すなわち、光変調装置として１つの液晶パネルを備える、いわゆる単板式プロジェクタでは、不要な波長の光束が液晶素子を透過しないようにカラーフィルタ等で当該光束の透過を規制する必要がある。これに対し、３つの液晶パネルを有する、いわゆる３板式プロジェクタでは、このようなカラーフィルタを設ける必要がないので、光利用率を向上することができる。従って、投射画像の高輝度化を図ることができる。
さらに、３つの光変調装置により画像形成が行われるので、それぞれの光変調装置の液晶パネルの解像度を上げても、１つの液晶パネルの場合に比べて、各液晶パネルの大型化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（１）プロジェクタ１の構成
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１の構成を示すブロック図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を変調して、入力する画像情報に基づく画像を形成し、当該画像を投射レンズによりスクリーン等に拡大投射するものである。
このプロジェクタ１は、図１に示すように、光学像を形成する光学装置２（図１では、液晶パネルのみ図示）と、形成された光学像を拡大投射する投射レンズ３と、装置全体を制御する制御装置４とを備えている。また、これらの他に、プロジェクタ１は、操作パネル５、リモコンインターフェース（以下、「リモコンＩＦ」と略す場合がある）６およびズーム用モータ７を備えている。
【００１９】
このうち、投射レンズ３は、光学装置２で形成されたカラー画像を図示しないスクリーン等の被投射物に拡大投射するものである。この投射レンズ３は、詳しい図示を省略したが、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成され、これら複数のレンズは、レンズ保持筒３１（図２参照）内に収納されている。
この投射レンズ３を構成する複数のレンズには、投射画像のズームを行うズームレンズが含まれており、当該ズームレンズをレンズ保持筒３１の軸方向に移動させることにより、投射画像の拡大または縮小を行うことができる。
【００２０】
操作パネル５は、詳しい図示を省略したが、電源のオン／オフを行う電源キーや、投射レンズ３による光学ズームを実行させるズームキー等の各種キーが配設されたパネルである。この操作パネル５は、プロジェクタ１の外面に露出して設けられ、当該操作パネル５に設けられたキーが入力されると、当該キーに応じた制御信号を制御装置４に出力する。
また、リモコンＩＦ６は、外部機器としてのリモコン９から赤外線信号を受信して、当該赤外線信号をデジタル信号に変換し、制御信号として制御装置４に出力する。なお、リモコン９には、操作パネル５と同様のキーが配設されている。
ズーム用モータ７は、後述する制御装置４の制御下で、投射レンズ３のズームレンズをレンズ保持筒３１の軸方向に移動させる。このズーム用モータ７によって移動されるズームレンズの位置は、後述する制御装置４の位置検出手段４３によって検出される。このようなズーム用モータ７としては、ステッピングモータ等を採用することができる。
【００２１】
（２）光学装置２の構成
図２は、光学装置２の構成を示す模式図である。
光学装置２は、制御装置４による制御下で、入力する画像情報に応じた光学像を形成する。
この光学装置２は、図２に示すように、インテグレータ照明光学系２１、色分離光学系２２、リレー光学系２３、電気光学装置２４と、これら各光学系２１〜２４を内部の所定位置に収納配置する光学部品用筐体２５とを備えている。
【００２２】
インテグレータ照明光学系２１は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系である。このインテグレータ照明光学系２１は、光源装置２１１と、第１レンズアレイ２１２と、第２レンズアレイ２１３と、偏光変換素子２１４と、重畳レンズ２１５と、反射ミラー２１６とを備える。
【００２３】
光源装置２１１は、光源ランプ２１１Ａから射出された光束を一定方向に揃えて射出し、電気光学装置２４を照明するものである。この光源装置２１１は、光源ランプ２１１Ａ、リフレクタ２１１Ｂおよび平行化凹レンズ２１１Ｃを備えている。そして、光源ランプ２１１Ａから放射された光束は、リフレクタ２１１Ｂにより装置前方側に収束光として射出され、平行化凹レンズ２１１Ｃによって平行化され、第１レンズアレイ２１２に射出される。
【００２４】
第１レンズアレイ２１２は、光源装置２１１から射出された光束を複数の部分光束に分割するものであり、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成されている。
第２レンズアレイ２１３は、前述した第１レンズアレイ２１２により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ２１２と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成されている。
【００２５】
偏光変換素子２１４は、第１レンズアレイ２１２により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃え、後述する電気光学装置２４で利用する光源光の利用率を向上させるものである。
重畳レンズ２１５は、第１レンズアレイ２１２、第２レンズアレイ２１３、および偏光変換素子２１４を経た複数の部分光束を集光して、当該光束を電気光学装置２４を構成する後述する液晶パネル２４３の画像形成領域上に重畳させる。この重畳レンズ２１５から射出された光束は、反射ミラー２１６で曲折されて色分離光学系２２に射出される。
【００２６】
色分離光学系２２は、２枚のダイクロイックミラー２２１，２２２と、反射ミラー２２３とを備え、ダイクロイックミラー２２１，２２２によりインテグレータ照明光学系２１から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー２２１，２２２は、基板上に、所定の波長領域の光束を反射し、他の波長の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。これらのうち、光路前段に配置されるダイクロイックミラー２２１は、赤色光を透過し、その他の色光を反射する。また、光路後段に配置されるダイクロイックミラー２２２は、緑色光を反射し、青色光を透過する。
【００２７】
リレー光学系２３は、入射側レンズ２３１、リレーレンズ２３３および反射ミラー２３２，２３４を備え、色分離光学系２２を構成するダイクロイックミラー２２２を透過した青色光を電気光学装置２４まで導く機能を有している。ここで、青色光の光路にリレー光学系２３が設けられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。なお、本実施形態においては、青色光の光路長を長くする構成としているが、例えば、赤色光の光路長を長くする構成としてもよい。このような場合、赤色光の光路上にリレー光学系２３を配置すればよい。
【００２８】
前述したダイクロイックミラー２２１により分離された赤色光は、反射ミラー２２３により曲折された後、フィールドレンズ２４１を介して電気光学装置２４に供給される。また、ダイクロイックミラー２２２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ２４１を介して電気光学装置２４に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系２３を構成するレンズ２３１，２３３および反射ミラー２３２，２３４により集光、曲折されてフィールドレンズ２４１を介して電気光学装置２４に供給される。なお、電気光学装置２４の各色光の光路前段に設けられたフィールドレンズ２４１は、第２レンズアレイ２１３から射出された各部分光束を、照明光軸Ａに対して平行な光束に変換する。
【００２９】
電気光学装置２４は、後述する制御装置４による制御下で、入射した光束を変調してカラー画像を形成する画像形成装置である。
電気光学装置２４は、３つの入射側偏光板２４２と、３つの液晶パネル２４３（赤色光側の液晶パネルを２４３Ｒ、緑色光側の液晶パネルを２４３Ｇ、青色光側の液晶パネルを２４３Ｂとする）と、３つの射出側偏光板２４４と、クロスダイクロイックプリズム２４５とを備える。そして、入射側偏光板２４２、液晶パネル２４３および射出側偏光板２４４によって入射する各色光の光変調が行われる。
【００３０】
入射側偏光板２４２は、色分離光学系２２で分離された各色光が入射され、入射された光束のうち、一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。
射出側偏光板２４４は、入射側偏光板２４２と同様の構成とされ、液晶パネル２４３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。
そして、これらの入射側偏光板２４２および射出側偏光板２４４は、入射光を透過させる偏光軸の方向が互いに直交するように設定されている。
【００３１】
液晶パネル２４３は、本発明の光変調装置に相当し、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）をスイッチング素子として有している。そして、液晶パネル２４３は、後述する制御装置４により与えられた駆動信号にしたがって、入射側偏光板２４２から射出された偏光光束の偏光方向を変調して画像を形成する。なお、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）を用いた液晶パネルを採用することもできる。
クロスダイクロイックプリズム２４５は、本発明の色合成光学装置に相当し、射出側偏光板２４４から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する。
【００３２】
（３）制御装置４の構成
制御装置４は、光学装置２の光源装置２１１の発光、および、液晶パネル２４３の駆動を含む装置全体の駆動制御を行う回路基板として構成されている。この制御装置４は、図１に示すように、ズーム調整手段４１、モータドライバ４２、位置検出手段４３、画像処理手段４４、駆動制御手段４５および記憶手段４６を備えて構成されている。
【００３３】
ズーム調整手段４１は、操作パネル５およびリモコンＩＦ６から入力する制御信号に応じて、モータドライバ４２を介してズーム用モータ７の駆動制御を行う。すなわち、ズーム調整手段４１の制御下でズーム用モータ７が駆動することで、投射レンズ３のズームレンズが移動して、投射画像の拡大／縮小が行われる。
位置検出手段４３は、投射レンズ３のズームレンズの位置を検出する。具体的に、位置検出手段４３は、ワイド端（投射画像を最も広角にした場合のズームレンズの位置）からテレ端（投射画像を最も望遠にした場合のズームレンズの位置）までの範囲におけるワイド端からのズームレンズの位置を検出する。そして、位置検出手段４３は、検出したズームレンズの位置を示す位置情報を、後述する駆動制御手段４５に出力する。
【００３４】
画像処理手段４４は、外部から入力する画像情報をデジタル処理して、当該画像情報から赤色成分（Ｒ成分）、緑色成分（Ｇ成分）および青色成分（Ｂ成分）の画像情報を分離する。そして、画像処理手段４４は、これら各成分の画像情報を駆動制御手段４５に出力する。
【００３５】
駆動制御手段４５は、画像処理手段４４から入力する各成分の画像情報に応じて光学装置２の各液晶パネル２４３Ｒ，２４３Ｇ，２４３Ｂを駆動させて、当該画像情報に応じた画像を形成させる。この駆動制御手段４５は、位置検出手段４３によって検出されたズームレンズの位置に応じて、各液晶パネル２４３で形成される各色画像のうち、投射画像の結像位置に応じて、緑色画像（Ｇ画像）の投射領域に一致するように、赤色画像（Ｒ画像）および青色画像（Ｂ画像）の画像サイズを調整して、投射画像の色収差を行う。
【００３６】
図３は、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像の相対位置を示す図である。具体的に、図３（Ａ）は、スクリーンに投射された色収差補正前のＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像の相対位置を示す図である。図３（Ｂ）は、投射レンズ３により投射される色収差補正後のＲ画像、Ｇ画像およびＧ画像の相対位置を示す図であり、クロスダイクロイックプリズム２４５により合成された後で、投射レンズ３により投射される前の形成画像における各色画像の相対位置を示している。図３（Ｃ）は、スクリーンに投射された色収差補正後の各色画像の相対位置を示す図である。なお、図３において、Ｃは光学中心を示している。
図４は、ズームレンズがワイド端およびテレ端に位置した際のＧ画像に対するＲ画像およびＢ画像の画素のずれを示す図である。なお、図４においては、「＋」の数値は、当該数値の画素分だけＧ画像に対して外側に拡大することを意味し、「−」の数値は、当該数値の画素分だけＧ画像に対して内側に縮小することを意味する。
【００３７】
ここで、投射画像における色収差について説明する。
Ｇ画像の結像位置に合わせて投射レンズ３からスクリーン（図示省略）上に投射された投射画像においては、色収差を補正しない場合、図３（Ａ）に示すように、Ｇ画像の投射領域（実線）に対して、Ｒ画像の投射領域（１点鎖線）は外側に、Ｂ画像の投射領域（２点鎖線）は内側に形成されるため、ＲＧＢの各色画像の投射領域が一致しない。
具体的には、図４に示すように、ズームレンズがワイド端に位置する場合、Ｇ画像の投射領域に対して、Ｒ画像の投射領域は、左上で２．２画素、右上で２．５画素、左下で０．５画素、右下で０．３画素分だけ光学中心Ｃから見て外側に広がり、Ｂ画像の投射領域は、左上で１．３画素、右上で１．２画素、左下で０．３画素、右下で０．５画素分だけ内側に縮まる。一方、ズームレンズがテレ端に位置する場合、Ｇ画像の投射領域に対して、Ｒ画像の投射領域は、左上で３．２画素、右上で３．３画素、左下で０．８画素、右下で０．５画素分だけ光学中心Ｃから見て外側に広がり、Ｂ画像の投射領域は、左上で２．１画素、右上で２．５画素、左下で０．８画素、右下で１．２画素分だけ内側に縮まる。
【００３８】
このため、一般的には、波長ごとに屈折率を変えて色収差を補正するレンズを用いるが、このようなレンズは高価であり、投射レンズひいてはプロジェクタの製造コストを増加させる一因となっている。
これに対し、本実施形態のプロジェクタ１では、駆動制御手段４５が、後述する記憶手段４６に記憶された色収差補正値に基づいて、各液晶パネル２４３の駆動制御を行い、図３（Ｂ）に示すように、液晶パネル２４３Ｇで形成されるＧ画像（実線）に対して、液晶パネル２４３Ｂで形成されるＢ画像（２点鎖線）を大きく、また、液晶パネル２４３Ｒで形成されるＲ画像（１点鎖線）を小さく形成する。これにより、図３（Ｃ）に示すように、ＲＧＢの各色画像が投射レンズ３によってスクリーンに投射された際に、これら各色画像の投射領域（実線）が一致し、色収差が解消する。
【００３９】
ここで、先に、記憶手段４６について説明する。
記憶手段４６は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリによって構成され、プロジェクタ１の駆動制御を行うための各種データが記憶されている。このような記憶手段４６には、図１に示すように、ルックアップテーブル記憶部（以下、「ＬＵＴ記憶部」と略す場合がある）４６１が設けられている。
【００４０】
図５は、ズームレンズの位置と色収差補正値とが関連付けられたルックアップテーブルを示す図である。なお、図５においては、「＋」の数値は、当該数値の画素分だけＧ画像に対して外側に拡大することを意味し、「−」の数値は、当該数値の画素分だけＧ画像に対して内側に縮小することを意味する。
ＬＵＴ記憶部４６１は、投射レンズ３を構成するズームレンズの位置と、当該位置に応じた色収差補正値とが関連付けられたルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」と略す場合がある）を記憶する。このＬＵＴは、図５に示すように、ズームレンズがワイド端およびテレ端に位置する場合のＧ画像に対するＲ画像用およびＢ画像用の色収差補正値が設定されている。このＬＵＴに設定されたＲ画像用およびＢ画像用の各色収差補正値は、図４の色収差値に対応するように設定されている。
【００４１】
すなわち、ＬＵＴには、ズームレンズがワイド端およびテレ端に位置する際のＲ画像およびＢ画像の色収差補正値が画素単位で記憶されている。
具体的に、ズームレンズがワイド端に位置する場合には、図４において示したように、Ｇ画像の結像位置に投射距離を合わせた場合、当該Ｇ画像の投射領域に対して、Ｒ画像の投射領域は、左上、右上、左下および右下で、それぞれ２．２画素、２．５画素、０．５画素および０．３画素分だけ拡大してしまう。このようなずれを補正するために、Ｇ画像の投射領域に合わせてＲ画像の投射領域を縮めるように、Ｒ画像の左上、右上、左下および右下に対して、それぞれ−２．２画素、−２．５画素、−０．５画素および−０．３画素が、Ｒ画像用の色収差補正値として設定されている。また、同様に、Ｇ画像の投射領域に合わせてＢ画像の投射領域を拡げるように、Ｂ画像の左上、右上、左下および右下に対して、それぞれ＋１．３画素、＋１．２画素、＋０．３画素および＋０．５画素が、Ｂ画像用の色収差補正値として設定されている。
【００４２】
また、ズームレンズがテレ端に位置している場合には、図４において示したように、Ｇ画像の投射領域に対して、Ｒ画像の投射領域は、左上、右上、左下および右下で、それぞれ３．２画素、３．３画素、０．８画素および０．５画素分だけ拡大してしまう。このようなずれを補正するために、Ｇ画像の投射領域に合わせてＲ画像の投射領域を縮めるように、Ｒ画像の左上、右上、左下および右下に対して、それぞれ−３．２画素、−３．３画素、−０．８画素および−０．５画素が、Ｒ画像用の色収差補正値として設定されている。また、同様に、Ｇ画像の投射領域に合わせてＢ画像の投射領域を拡げるように、Ｂ画像の左上、右上、左下および右下に対して、それぞれ＋２．１画素、＋２．５画素、＋０．８画素および＋１．２画素が、Ｂ画像用の色収差補正値として設定されている。
このようなＬＵＴは、プロジェクタ１に組み込まれる投射レンズ３に合わせて設定してもよく、また、光学的に標準的な投射レンズに合わせて設定してもよい。
【００４３】
このようなＬＵＴに基づいて形成画像の色収差補正を行う駆動制御手段４５は、レンズ位置取得部４５１、変位判定部４５２、補正値取得部４５３、Ｒパネル駆動制御部４５４、Ｇパネル駆動制御部４５５およびＢパネル駆動制御部４５６を備えて構成されている。
レンズ位置取得部４５１は、位置検出手段４３からズームレンズの位置を取得して、変位判定部４５２に出力する。
変位判定部４５２は、レンズ位置取得部４５１から入力するズームレンズの位置情報から、当該ズームレンズの変位が生じたか否かを判定する。ここで、変位判定部４５２は、レンズ位置が変更されたと判定した場合には、補正値取得部４５３により、色収差補正値を新たに取得させる。
【００４４】
補正値取得部４５３は、ＬＵＴ記憶部４６１に記憶されたＬＵＴに基づいて、ズームレンズの位置に応じた色収差補正値を取得する。そして、補正値取得部４５３は、取得したＲ画像用の色収差補正値をＲパネル駆動制御部４５４に、Ｂ画像用の色収差補正値をＢパネル駆動制御部４５６に、それぞれ出力する。
具体的に、補正値取得部４５３は、ＬＵＴに設定されたズームレンズのワイド端およびテレ端のときの色収差補正値から、ズームレンズの位置による色収差補正値の算出式を求め、当該算出式から現在のズームレンズの位置における各色収差補正値を取得する。
【００４５】
すなわち、左上、右上、左下および右下のＲ画像の色収差補正値を、それぞれＲＬＵ、ＲＲＵ、ＲＬＤ、ＲＲＤとし、ワイド端からテレ端までのレンズ移動可能量（距離）をｍとし、さらに、ワイド端からの現在のズームレンズの距離をｎとすると、補正値取得部４５３は、ＬＵＴに記憶されたズームレンズのワイド端およびテレ端時のＲ画像用の色収差補正値から、以下に示すＲ画像用の色収差補正値の算出式（１）〜（４）を求める。
【００４６】
【数１】
2007150816.tif 000003
【００４７】
また、同様に、左上、右上、左下および右下のＢ画像の色収差補正値を、それぞれＢＬＵ、ＢＲＵ、ＢＬＤ、ＢＲＤとすると、補正値取得部４５３は、ＬＵＴに記憶されたズームレンズのワイド端およびテレ端時のＢ画像用の色収差補正値から、以下に示すＢ画像用の色収差補正値の算出式（５）〜（８）を求める。
【００４８】
【数２】
2007150816.tif 000004
【００４９】
そして、補正値取得部４５３は、レンズ位置取得部４５１で取得したズームレンズの位置、すなわち、ワイド端からテレ端までのレンズ移動可能量、および、現在のズームレンズのワイド端からの距離に基づいて、前記（１）〜（８）の算出式からＲ画像用およびＢ画像用の色収差補正値を算出、取得する。
【００５０】
Ｒパネル駆動制御部４５４、Ｇパネル駆動制御部４５５およびＢパネル駆動制御部４５６は、それぞれ対応する液晶パネル２４３Ｒ，２４３Ｇ，２４３Ｂの駆動を制御して、各色画像を形成させる。
このうち、Ｒパネル駆動制御部４５４は、サイズ補正部４５４１およびパネルドライバ４５４２を備えて構成されている。
【００５１】
サイズ補正部４５４１は、補正値取得部４５３で取得したＲ画像用の色収差補正値に基づくサイズの画像を、画像処理手段４４から入力する画像情報に応じて生成し、当該生成した画像の画像情報をパネルドライバ４５４２に出力する。
ここで、サイズ補正部４５４１が画像サイズの補正を行う場合、液晶パネル２４３Ｒの画素単位の画像サイズ補正しか行うことができない。すなわち、色収差補正値の小数点以下の値のサイズ変更を行うことができない。従って、本実施形態では、色収差補正値が小数を含む値である場合、サイズ補正部４５４１は、入力した色収差補正値を四捨五入して、得られた四捨五入後の色収差補正値に基づいて形成画像のサイズ変更を行う。
パネルドライバ４５４２は、サイズ補正部４５４１から入力する画像情報に応じて液晶パネル２４３Ｒを駆動して、当該画像情報に応じた画像を形成する。
【００５２】
Ｇパネル駆動制御部４５５およびＢパネル駆動制御部４５６は、Ｒパネル駆動制御部４５４と同様に、それぞれサイズ補正部４５５１，４５６１およびパネルドライバ４５５２，４５６２を備えて構成されている。なお、これらサイズ補正部４５５１，４５６１およびパネルドライバ４５５２，４５６２の動作は、Ｒパネル駆動制御部４５４のサイズ補正部４５４１およびパネルドライバ４５４２とほぼ同じである。しかしながら、Ｒ画像およびＢ画像がＧ画像を基準としてサイズ補正されるため、Ｇパネル駆動制御部４５５のサイズ補正部４５５１は、色収差補正に関する画像サイズの補正を行わない。
【００５３】
（４）色収差補正処理
図６は、色収差補正処理の処理フローを示す図である。
プロジェクタ１では、色収差補正処理を実行して、前述の制御装置４により、各液晶パネルで形成される色画像の画像サイズを調整することによって、投射画像の色収差を補正する。
この色収差補正処理では、図６に示すように、まず、駆動制御手段４５のレンズ位置取得部４５１が、位置検出手段４３により、投射レンズ３のズームレンズの位置を取得する（レンズ位置取得ステップＳ１）。この取得されたズームレンズの位置情報は、レンズ位置取得部４５１から変位判定部４５２に出力される。
【００５４】
変位判定部４５２は、ズームレンズが変位したか否かを判定する（変位判定ステップＳ２）。ここで、変位判定部４５２は、入力したズームレンズの位置情報から、現在のズームレンズの位置がそれまで入力していた位置情報に基づくズームレンズの位置と同じ場合には、ステップＳ１に戻り、レンズ位置取得部４５１によるズームレンズの位置の取得を再度実行させて、ズームレンズの変位の有無を監視する。
一方、変位判定部４５２が、ズームレンズに変位が生じたと判定した場合には、当該変位判定部４５２は、ズームレンズの位置情報を補正値取得部４５３に出力する。
【００５５】
補正値取得部４５３は、記憶手段４６のＬＵＴ記憶部４６１に記憶されたＬＵＴを参照して、前述の色収差補正値の算出式（１）〜（８）を求める。そして、補正値取得部４５３は、当該算出式（１）〜（８）に基づいて、現在のズームレンズの位置に応じたＲ画像用およびＢ画像用の色収差補正値を取得する（補正値取得ステップＳ３）。そして、補正値取得部４５３は、取得した色収差補正値をＲパネル駆動制御部４５４およびＢパネル駆動制御部４５５のサイズ補正部４５４１，４５６１に出力する。
なお、補正値取得部４５３は、一度求めた上記算出式（１）〜（８）を記憶手段４６に記憶させ、新たにズームレンズの位置情報が変位判定部４５２から入力した場合は、当該記憶させた算出式（１）〜（８）を用いて、Ｒ画像用およびＢ画像用の色収差補正値を算出、取得する。
【００５６】
Ｒパネル駆動制御部４５４、Ｇパネル駆動制御部４５５およびＢパネル駆動制御部４５６のサイズ補正部４５４１，４５５１，４５６１は、それぞれ画像処理手段４４から入力する画像情報に係るＲＧＢの各色画像のサイズを調整する。ここで、Ｒパネル駆動制御部４５４およびＢパネル駆動制御部４５６のサイズ補正部４５４１，４５６１は、補正値取得部４５３から入力するＲ画像用の色収差補正値、および、Ｂ画像用の色収差補正値に基づいて、形成画像のサイズをさらに補正する（画像サイズ補正ステップＳ４）。
【００５７】
そして、各サイズ補正部４５４１，４５５１，４５６１は、パネルドライバ４５４２，４５５２，４５６２を介して、各液晶パネル２４３Ｒ，２４３Ｇ，２４３Ｂを駆動させて、各色画像を形成する（画像形成ステップＳ５）。これにより形成された各色画像は、クロスダイクロイックプリズム２４５にて合成される。そして、合成されたカラー画像は、投射レンズ３によってスクリーン上に投射され、色収差が補正されたカラー画像が形成される。
【００５８】
以上のような、本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果を奏することができる。
すなわち、投射画像の色収差を、記憶手段４６のＬＵＴ記憶部４６１に記憶されたＬＵＴの色収差補正値に基づいて、液晶パネル２４３Ｒ，２４３Ｇ，２４３Ｂにて形成される各色画像の画像サイズを調整することにより解消することができる。これによれば、投射レンズ３に色収差補正可能な高価なレンズを採用しなくても、投射画像の色収差を補正することができる。従って、投射レンズ３ひいてはプロジェクタ１の製造コストを低減することができる。
【００５９】
また、位置検出手段４３により検出したズームレンズの位置に応じた色収差補正値を、補正値取得部４５３がＬＵＴを参照して取得するので、投射画像のズーム量に応じて画像サイズの補正を行うことができる。従って、投射画像をズームさせた場合でも、当該投射画像の結像位置に応じた色収差補正を適切に行うことができる。
【００６０】
さらに、補正値取得部４５３は、ＬＵＴ記憶部に記憶されたＬＵＴから、ズームレンズがワイド端およびテレ端に位置する場合の色収差補正値を取得し、当該色収差補正値から色収差補正値の算出式（１）〜（８）を算出する。そして、補正値取得部４５３は、当該算出式に基づいて、レンズ位置取得部４５１により取得されたズームレンズの位置に応じたＲ画像およびＧ画像の色収差補正値を取得する。
これによれば、全てのズームレンズの位置に応じた色収差補正値をＬＵＴに設定する必要がなくなるので、当該ＬＵＴに設定するデータ量を少なくすることができる。
また、補正値取得部４５３が、上記算出式（１）〜（８）から色収差補正値を算出して取得することにより、詳細な色収差補正値を取得することができる。従って、投射画像の適切な色収差補正を行うことができる。
【００６１】
また、ＲＧＢの色光ごとに設けられた液晶パネル２４３Ｒ，２４３Ｇ，２４３Ｂのそれぞれに対応してサイズ補正部４５４１，４５５１，４５６１が設けられ、サイズ補正部４５４１，４５６１は、画像投射位置におけるＧ画像の画像サイズに合わせるように、液晶パネル２４３Ｒ，２４３Ｂで形成されるＲ画像およびＢ画像の画像サイズを補正する。これによれば、Ｒ画像およびＢ画像のサイズ補正量を小さくすることができるほか、人間の目で視認性のよいＧ画像を基準とするので、高い画像視認性を維持することができる。
【００６２】
さらに、ＲＧＢの色光ごとに液晶パネル２４３Ｒ，２４３Ｇ，２４３Ｂを設け、当該液晶パネル２４３Ｒ，２４３Ｇ，２４３Ｂで形成されたＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像をクロスダイクロイックプリズム２４５にて合成するので、１つの液晶パネルで画像を形成する場合に比べ、電気光学装置２４の光利用率を向上することができる。従って、投射画像の高輝度化を実現することができる。
また、各液晶パネルの各画素の間隔を小さくすることができるので、１つの液晶パネルで構成する場合に比べ、同じ解像度を実現する場合に、各液晶パネルの大きさを小さくすることができる。
【００６３】
（５）実施形態の変形
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。
前記実施形態では、移動量検出部が、投射レンズ３を構成するズームレンズの位置を検出するとしたが、本発明では、ズーム調整手段４１からのモータドライバ４２に出力される制御信号、または、操作パネル５およびリモコンＩＦ６から入力する制御信号を検出して、ズームレンズの位置を算出するようにしてもよい。
【００６４】
前記実施形態では、補正値取得部４５３は、ＬＵＴ記憶部４６１に記憶された上記式（１）〜（８）により、Ｒ画像およびＢ画像の色収差補正値を算出するとしたが、本発明は、これら式に限定されるものではなく、プロジェクタ１に採用される投射レンズ３に応じて適宜設定することができる。また、補正値取得部４５３は、ズームレンズの位置に応じた色収差補正値を上記式（１）〜（８）から算出するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、ＬＵＴ記憶部４６１には、ズームレンズの位置に応じた色収差補正値が予め記憶され、補正値取得部４５３が、ＬＵＴ記憶部４６１に記憶されたＬＵＴを参照して、ズームレンズの位置に応じた色収差補正値を取得する構成としてもよい。
【００６５】
前記実施形態では、投射位置におけるＧ画像の画像サイズを基準として、Ｒ画像およびＢ画像の画像サイズを補正したが、本発明はこれに限らず、Ｒ画像またはＢ画像を基準としてもよい。また、他の波長の色画像を基準としてもよい。
なお、Ｇ画像を基準とすれば、前述のように、Ｒ画像およびＢ画像のサイズ補正量を小さくすることができるほか、投射画像の高い視認性を維持することができる。
【００６６】
前記実施形態では、光学装置２が平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
また、前記実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル２４３を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
さらに、前記実施形態では、３つの液晶パネル２４３（２４３Ｒ、２４３Ｇ、２４３Ｂ）を用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、２つ、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
【００６７】
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネル２４３を備えたプロジェクタ１を例示したが、入射光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶層以外の光変調装置を用いたプロジェクタにも、本発明を適用することも可能である。このような光変調装置を用いた場合、光束入射側および光束射出側の偏光板２４２，２４４は、省略することができる。
【００６８】
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から画像投射を行なうフロントタイプのプロジェクタ１のみを例示したが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から画像投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
なお、フロントタイプのプロジェクタでは、装置本体から投射画像の結像位置までの距離が長くなり、投射画像の色収差が顕著に表れる場合があるので、本発明を採用することにより、投射画像の色収差を好適に補正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、形成された光学像をスクリーン等に拡大投射するプロジェクタに好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタの構成を示すブロック図。
【図２】前記実施形態における光学装置の光学系を示す模式図。
【図３】（Ａ）前記実施形態における投射位置での色収差補正前のＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像の相対位置を示す図。（Ｂ）前記実施形態における画像形成時での色収差補正後のＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像の相対位置を示す図。（Ｃ）前記実施形態における結像位置での色収差補正後のＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像の相対位置を示す図。
【図４】前記実施形態におけるワイド端およびテレ端でのＧ画像に対するＲ画像およびＢ画像の画素のずれを示す図。
【図５】前記実施形態におけるズームレンズの位置とＲ画像およびＢ画像の色収差補正値とが対応したルックアップテーブルを示す図。
【図６】前記実施形態における色収差補正処理の処理フローを示す図。
【符号の説明】
【００７１】
１…プロジェクタ、３…投射レンズ、４…制御装置、２２…分離光学系、２４…電気光学装置（画像形成装置）、３１…レンズ保持筒、４１…ズーム調整手段、４３…位置検出手段、４５…駆動制御手段、４６…記憶手段、２１１…光源装置（光源）、２４３（２４３Ｒ，２４３Ｇ，２４３Ｂ）…液晶パネル（光変調装置）、２４５…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、４５３…補正値取得部、４６１…ルックアップテーブル記憶部、４５４１，４５６１…サイズ補正部。
【図１】
2007150816.tif 000005
【図２】
2007150816.tif 000006
【図３】
2007150816.tif 000007
【図４】
2007150816.tif 000008
【図５】
2007150816.tif 000009
【図６】
2007150816.tif 000010