(57)【要約】【課題】ズーミングの際に、ズームレンズのシフト位置に応じた変動を低減可能な投射型表示装置を提供する。【解決手段】光源からの光を色分離して光変調素子を照明し、光変調素子からの光を合成する色分離合成ユニットと、レンズを光軸方向に移動してズーミングを行うズームレンズと、色分離合成ユニットに対して、ズームレンズを光軸方向と直交するシフト方向に移動するシフトユニットと、ズームレンズのシフト位置を検出する検出手段と、ズーミングの際に、シフト方向におけるシフトユニットの駆動量を制御する制御手段とを有し、制御手段は、ズーミングの際に、シフト量が第１シフト量の場合における投射像の特定位置の第１移動量と、シフト量が第２シフト量の場合における投射像の特定位置の第２移動量との差を低減するように、シフト位置に応じてシフトユニットの駆動量を変更する。【選択図】図７
2016206508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を色分離して光変調素子を照明し、該光変調素子からの光を合成する色分離合成ユニットと、
レンズを光軸方向に移動してズーミングを行うズームレンズと、
前記色分離合成ユニットに対して、前記ズームレンズを前記光軸方向と直交するシフト方向に移動するシフトユニットと、
前記ズームレンズのシフト量を検出する検出手段と、
前記ズーミングの際に、前記シフト方向における前記シフトユニットの駆動量を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ズーミングの際に、前記シフト量が第１シフト量の場合における投射像の特定位置の第１移動量と、該シフト量が第２シフト量の場合における該投射像の該特定位置の第２移動量との差を低減するように、前記シフトユニットの前記駆動量を変更する、ことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１移動量と前記第２移動量との差を低減することにより最小画角変動を補正することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記投射像を形成するための一画素以下の精度で前記駆動量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記ズームレンズが前記投射像を拡大する場合、前記制御手段は、前記シフト量が小さくなるように前記駆動量を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記ズームレンズが前記投射像を縮小する場合、前記制御手段は、前記シフト量が大きくなるように前記駆動量を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記ズーミングの際に、前記投射像の前記特定位置である端位置における前記第１移動量と前記第２移動量との差が小さくなるように前記駆動量を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記投射像の前記端位置における前記第１移動量と前記第２移動量との差が前記ズームレンズの前記シフト量の全範囲において小さくなるように、前記駆動量を制御することを特徴とする請求項６に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記ズームレンズの前記シフト量が大きくなるほど、前記ズーミングの際における前記駆動量を増加させることを特徴する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記ズームレンズの前記シフト量がゼロの場合、前記ズーミングの際における前記駆動量をゼロにすることを特徴する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記ズーミングの際に、前記投射像の前記特定位置である端位置における前記第１移動量と前記第２移動量との差が、前記シフト量がゼロの場合における該投射像の該端位置における該差と等しくなるように、前記駆動量を制御することを特徴とする請求項９に記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記ズーミングの際に、前記投射像を拡大するほど前記駆動量を増加させることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１２】
前記ズームレンズの前記シフト量と前記シフトユニットの前記駆動量との関係を示す情報を記憶する記憶手段を更に有し、
前記制御手段は、前記ズーミングの際に、前記情報に基づいて前記駆動量を決定することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記ズーミングの際に、入力画像の解像度に応じて前記駆動量を変更することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、
前記色分離合成ユニットの射出光軸からの前記ズームレンズの前記シフト量が所定量よりも大きい場合、前記ズーミングの際に前記シフトユニットを駆動し、
前記シフト量が前記所定量よりも小さい場合、前記ズーミングの際に前記シフトユニットを駆動しない、ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト位置に応じた画角変動を補正可能な投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、投射型表示装置において、ズーム機構による画角変動は、光軸から離れるに従って大きくなることはよく知られている技術である。
【０００３】
特許文献１には、ズーム位置に応じて駆動電圧を変化させて画角変動を一定にする方法が開示されている。特許文献２には、ズーム時の作動トルクを測定し、測定結果から変速機を用いて画角変動を調整する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２００１２７号公報
【特許文献２】特開２００４−７８０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年の投射型表示装置は、画角を調整するズーム機構および画像の投射位置を調整するシフト機構を有するものが増えている。そして、その投射型表示装置の設置性を高めるためにシフト機構による画像の投射位置の調整範囲が広くなってきている。画像の投射位置の調整範囲が広くなると、従来の最小画角変動の設定では、画像の位置が光軸上にある場合の最小画角変動が小さくなり過ぎる。特に、４Ｋなどの高解像度の投射型表示装置では一画素が小さい。このため、最小画角変動が小さ過ぎて、ユーザが画角変動しているか否かを判定することが困難となる。特許文献１および特許文献２の構成では、シフト機構に応じて変化する最小画角変動（ズームレンズのシフト位置に応じた変動）に対応できない。
【０００６】
そこで本発明は、ズーミングの際に、ズームレンズのシフト位置が第１シフト位置の場合における投射像の特定位置の第１移動量と、シフト位置が第２シフト位置の場合における投射像の特定位置の第２移動量との差を低減可能な投射型表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての投射型表示装置は、光源からの光を色分離して光変調素子を照明し、該光変調素子からの光を合成する色分離合成ユニットと、レンズを光軸方向に移動してズーミングを行うズームレンズと、前記色分離合成ユニットに対して、前記ズームレンズを前記光軸方向と直交するシフト方向に移動するシフトユニットと、前記ズームレンズのシフト量を検出する検出手段と、前記ズーミングの際に、前記シフト方向における前記シフトユニットの駆動量を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記ズーミングの際に、前記シフト量が第１シフト量の場合における投射像の特定位置の第１移動量と、該シフト量が第２シフト量の場合における該投射像の該特定位置の第２移動量との差を低減するように、前記シフトユニットの前記駆動量を変更する。
【０００８】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ズーミングの際に、ズームレンズのシフト量が第１シフト量の場合における投射像の特定位置の第１移動量と、シフト量が第２シフト量の場合における投射像の特定位置の第２移動量との差を低減可能な投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における投射型表示装置の外観図である。
【図２】本実施形態における投射型表示装置の構成図である。
【図３】本実施形態におけるズームレンズの分解斜視図である。
【図４】本実施形態におけるモータユニットの分解外観図である。
【図５】本実施形態におけるシフトユニットの外観図である。
【図６】本実施形態における最小画角変動補正のブロック図である。
【図７】本実施形態における最小画角変動補正のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】シフト位置が０％の場合における最小画角変動の模式図である。
【図９】シフト位置が上下方向に０％、右方向に５０％の場合における最小画角変動（補正前）の模式図である。
【図１０】シフト位置が上下方向に０％、右方向に５０％の場合における最小画角変動（補正後）模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１および図２を参照して、本実施形態における投射型表示装置（プロジェクタ）の構成について説明する。図１は、プロジェクタ５００（液晶プロジェクタ）の外観図である。図２は、プロジェクタ５００の光学構成図であり、プロジェクタ５００の筐体内の光学構成の側面図を示している。
【００１３】
図１および図２に示されるように、プロジェクタ５００は、ズームレンズ１００（光学系）、シフトユニット３００、色分離合成ユニット２００（色分離合成光学系）、照明光学系２０１、制御部４００（制御手段）、記憶部４２０（記憶手段）を有する。プロジェクタ５００の前面には、ズームレンズ１００が設けられている。ズームレンズ１００は、レンズを光軸ＯＡの方向（光軸方向）に移動してズーミングを行う。
【００１４】
プロジェクタ５００の筐体内には、光源ランプ２０９（光源）、照明光学系２０１、および、色分離合成ユニット２００を内蔵した光学ボックスが収納されている。色分離合成ユニット２００は、ダイクロイックミラー２０４、偏光ビームスプリッタ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、および、光変調素子２０６Ｒ、２０６Ｇ、２０６Ｂ（液晶パネルなどの反射型または透過型の画像表示素子）を有する。このような構成により、色分離合成ユニット２００は、光源からの光を色分離して光変調素子２０６Ｒ、２０６Ｇ、２０６Ｂを照明し、これらの光変調素子からの光を合成する。光学ボックスの光射出部２１１には、ズームレンズ１００およびシフトユニット３００が取り付けられている。ズームレンズ１００は、筐体の前面に形成された開口を通して、不図示のスクリーンや壁などの被投射面に画像を投射する。２１０は色分離合成ユニット２００の射出光軸である。
【００１５】
シフトユニット３００は、ズームレンズ１００を、ズームレンズ１００の光軸方向と直交する平面内（シフト方向）において移動可能に（シフト可能に）保持している。シフトユニット３００は、ズームレンズ１００を、光学ボックスの光射出部２１１（色分離合成ユニット２００の射出光軸２１０）に対してシフト方向（光軸直交方向）にシフトすることにより、ズームレンズ１００から投射される投射光（投射像）をシフトする。この結果、プロジェクタ５００は、画像の投射位置（投射像の位置）を調整することができる。
【００１６】
本実施形態において、ズーミングの際に、プロジェクタ５００の投射像の変動（最小画角変動）は、シフト位置（シフト量）に応じて変化する。このため制御部４００は、ズーミングの際に、シフト位置に応じて変化する投射像の変動を低減するように、シフト位置に応じてシフトユニット３００の駆動量を制御（変更）する。記憶部４２０は、ズームレンズ１００のシフト位置とシフトユニット３００の駆動量との関係を示す情報を記憶する。なお本実施形態において、シフト量とは、ズームレンズ１００の光軸ＯＡと投射像の中心とが一致する状態からの、光軸ＯＡと直交するシフト方向における移動量（光ＯＡ軸と垂直な方向の縦方向および横方向への移動量）のことである。ただし、シフト量を、シフトユニット３００を初期化した際にズームレンズ１００（またはズームレンズ１００を保持するマウント部）が戻る位置（シフトユニット３００の原点）からの、ズームレンズ１００の移動量としても構わない。
【００１７】
ズームレンズ１００がシフトユニット３００により駆動されていない状態において、色分離合成ユニット２００の射出光軸２１０は投射像の中心（ズームレンズ１００の光軸ＯＡ）と一致する。本実施形態において、この状態（射出光軸２１０と光軸ＯＡとが互いに一致する状態）を、シフト位置が０％であるという。一方、ズームレンズ１００がシフトユニット３００により移動（シフト）すると、色分離合成ユニット２００の射出光軸２１０は投射像の中心（ズームレンズ１００の光軸ＯＡ）からずれる。本実施形態において、投射像の全体領域の５０％が一方向（例えば横方向であるが、これに限定されるものではない）にシフトした状態を、シフト位置が５０％であるという。
【００１８】
次に、図３を参照して、ズームレンズ１００の構成について説明する。図３は、ズームレンズ１００の分解斜視図である。１０１、１０２、１０３は、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群をそれぞれ保持する第１鏡筒、２群鏡筒、第３鏡筒である。１０４、１０５、１０６は、第４レンズ群、第５レンズ群、第６レンズ群をそれぞれ保持する第４鏡筒、第５鏡筒、第６鏡筒である。
【００１９】
１０７は、鏡筒本体としての固定筒である。固定筒１０７には、光軸方向に延びるように直進溝部１０７Ａが形成されている。固定筒１０７の光軸方向における後端部（第６鏡筒１０６側の端部）の位置には、前述の光学ボックスにビス止めされるマウント部１０７Ｂ（フランジ部）が形成されている。１０８は、固定筒１０７の内周のうちマウント部１０７Ｂよりも前側（第１鏡筒１０１側）の領域に配置され、光軸ＯＡの周り（光軸周り）に回転するカム環（第１の回転環）である。カム環１０８には、カム溝部１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃが形成されている。１１０は、固定筒１０７の外周のうちマウント部１０７Ｂよりも前側（第１鏡筒１０１側）の領域に配置され、光軸周りに回転するフォーカス環（第２の回転環）である。
【００２０】
１０９は、第１〜第５鏡筒１０１〜１０５にそれぞれビスで取り付けられるカムフォロアである。カムフォロア１０９が取り付けられた第１鏡筒１０１は、固定筒１０７の端部（第１鏡筒１０１側）において、カムフォロア１０９を介して固定される。カムフォロア１０９が取り付けられた第２鏡筒１０２は、フォーカス環１１０に形成されたカム溝に係合する。カムフォロア１０９が取り付けられた第３〜第５鏡筒１０３〜１０５は、それぞれ、カム環１０８に形成されたカム溝に係合する。１１１は、カム環１０８の第１鏡筒１０１側に取り付けられた、ギア部を有するズーム環である。
【００２１】
１１２は、モータユニット（アクチュエータ）である。モータユニット１１２は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、または、振動型モータなどのモータ本体を有する。またモータユニット１１２は、モータ本体の回転を減速して出力する減速ギアボックスと、モータ本体の駆動を回転角として表すためのパルス板と、回転角の検出結果をパルス信号として出力するためのフォトインタラプタを保持した基板とを含む。モータユニット１１２は、フォーカス駆動源およびズーム駆動源である。
【００２２】
１１４は、フォーカス環１１０が光軸周りに回転した際の焦点位置の基準を検出するスイッチである。１１３は、モータユニット１１２およびスイッチ１１４を保持する保持部材である。モータユニット１１２およびスイッチ１１４は、ビスにより保持部材１１３に固定される。保持部材１１３は、ビスにより固定筒１０７に固定される。
【００２３】
第２鏡筒１０２は、フォーカスレンズとしての第２レンズ群を保持する。ここで、フォーカシングを行うためのフォーカス駆動機構について説明する。第２鏡筒１０２の外周における周方向１２０°毎の３箇所には、カムフォロア１０９が取り付けられている。第２鏡筒１０２に設けられたカムフォロア１０９は、固定筒１０７に光軸方向に延びるように形成された直進溝部１０７Ａに係合する。さらにカムフォロア１０９は、フォーカス環１１０に形成されたカム溝部にも係合する。
【００２４】
フォーカス環１１０は、固定筒１０７に対してバヨネット結合構造などにより、光軸方向への移動が阻止された状態で光軸周りに回転可能である。フォーカス環１１０と噛み合ったモータユニット１１２を駆動すると、フォーカス環１１０が回転駆動される。フォーカス環１１０が回転すると、フォーカス環１１０のカム溝部とカムフォロア１０９との係合により、第２鏡筒１０２が光軸方向に移動する。これにより、電動フォーカス駆動が行われる。
【００２５】
第６鏡筒１０６は、第６レンズ群としてのリレー系レンズを保持し、固定筒１０７の後端部にスラスト方向からビス（不図示）により固定される。第２鏡筒１０２、第３鏡筒１０３、第４鏡筒１０４、および、第５鏡筒１０５は、それぞれ、第２〜第５レンズ群としての変倍系レンズを保持する。第２鏡筒１０２，第３鏡筒１０３，第４鏡筒１０４および第５鏡筒１０５が光軸方向に移動することで、変倍（ズーミング）が行われる。
【００２６】
ここで、ズーミングを行うためのズーム駆動機構について説明する。第２鏡筒１０２、第３鏡筒１０３、第４鏡筒１０４、および、第５鏡筒１０５のそれぞれの外周における周方向１２０°毎の３箇所には、カムフォロア１０９が取り付けられている。第２〜第４鏡筒１０２〜１０４のそれぞれに設けられたカムフォロア１０９は、光軸方向に延びるように固定筒１０７に形成された直進溝部１０７Ａに係合する。さらに、カムフォロア１０９は、カム環１０８に形成されたカム溝部１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃにも係合する。
【００２７】
カム環１０８の端部（第１鏡筒１０１側）には、カム環１０８と一体的に回転可能なズーム環１１１が取り付けられている。カム環１０８は、固定筒１０７に対してバヨネット結合構造などにより光軸方向への移動が阻止された状態で光軸周りに回転可能である。ズーム環１１１と噛み合ったモータユニット１１２を駆動すると、ズーム環１１１が回転駆動される。ズーム環１１１が回転すると、ズーム環１１１と一体的にカム環１０８が固定筒１０７に対して光軸周りに定位置回転する。カム環１０８が回転すると、カム溝部１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃとカムフォロア１０９との係合により、第２〜第４鏡筒１０２〜１０４が光軸方向に移動する。これにより、電動ズーム駆動が行われる。
【００２８】
次に、図４を参照して、モータユニット１１２の構成について説明する。図４は、モータユニット１１２の分解外観図である。モータユニット１１２は、モータ本体１１２Ａ、および、モータ本体１１２Ａの回転を減速して出力する減速ギアボックス１１２Ｂを有する。またモータユニット１１２は、モータ本体１１２Ａの駆動を回転角で表すためのパルス板１１２Ｃ、および、回転角をパルス信号として検出するためのフォトインタラプタを保持する基板１１２Ｄを有する。
【００２９】
モータ本体１１２Ａの出力ギアと減速ギアボックス１１２Ｂの入力ギアは、互いに噛み合って取り付けられている。これにより、モータ本体１１２Ａの出力トルクおよび回転速度は、減速ギアボックス１１２Ｂにより意図する出力トルクおよび回転速度に変換され、フォーカス環１１０およびズーム環１１１と噛み合っている減速ギアボックス１１２Ｂの出力ギアへ伝達される。また、モータ本体１１２Ａの出力軸には、円板形状で周方向に一定の位相毎に切り欠きを有するパルス板１１２Ｃが取り付けられている。モータ本体１１２Ａが駆動すると、パルス板１１２Ｃも回転する。このため、パルス板１１２Ｃの切り欠きを有する径の任意１点を見ると、切り欠きの有無によりモータ本体１１２Ａの回転角を検出することができる。減速ギアボックス１１２Ｂには、切り欠きの有無を読み取り可能なフォトインタラプタを有する基板１１２Ｄが取り付けられている。基板１１２Ｄは、切り欠きの有無をパルス信号として出力する。
【００３０】
本実施形態のズームレンズ１００は、フォトインタラプタが取り付けられた基板１１２Ｄの出力から焦点位置の相対値を検出し、点灯の度にスイッチ１１４が作動するまで焦点位置を移動することにより、焦点位置の基準を検出する。焦点位置の基準と焦点位置の相対値とを組み合わせることにより、略絶対値として焦点位置を検出することができる。また、点灯の度に焦点位置の基準を検出すること、バックラッシュなどの焦点位置調整の誤差をリセットするため、完全な焦点位置の絶対値を検出することができない場合でも焦点位置が深度を外れることはない。また、図３に示されるボリュームエンコーダ１１５は、４群鏡筒１０４の保持するカムフォロア１０９に係合している。ボリュームエンコーダ１１５は、ズーミングの際における４群鏡筒１０４の絶対位置（ズーム位置の絶対位置）を検出することができる。
【００３１】
次に、図５を参照して、シフトユニット３００の構成について説明する。図５は、シフトユニット３００の外観図である。シフトユニット３００は、プロジェクタ５００の本体に取り付けられて固定される固定板３７０、および、固定板３７０に対して上下方向（Ｙ方向）にシフトする第１のシフト板３７１と、左右方向（Ｘ方向）にシフトする第２のシフト板３７２を有する。第１のシフト板３７１および第２のシフト板３７２には、ズームレンズ１００を差し込む開口部３７３、３７４がそれぞれ設けられている。ズームレンズ１００は、第２のシフト板３７２に取り付けられる。
【００３２】
第１のシフト板３７１には、上下方向に沿って長穴３７６が形成されている。長穴３７６には、固定板３７０に形成された軸３７５が挿通されている。このように第１のシフト板３７１は、固定板３７０に対して上下方向にシフト可能であるように保持されている。第２のシフト板３７２には、左右方向に沿って長穴３７８が形成されている。長穴３７６には、第１のシフト板３７１に設けられた軸３７７が挿通されている。このように第２のシフト板３７２は、固定板３７０に対して左右方向にシフト可能であるように保持されている。以上のとおり、シフトユニット３００は、ズームレンズ１００を光軸ＯＡに対して直交する平面内（光軸直交方向）でシフト可能（移動可能）なように保持される。
【００３３】
次に、シフトユニット３００の駆動（シフト駆動）について説明する。固定板３７０には、第１のシフト板３７１を上下方向にシフトするための第１のモータ３７９が、モータ保持板金（不図示）により取り付けられている。第１のモータ３７９の回転は、第１の歯車機構３８０を介して所定の回転数に減速され、第１の送りねじ軸３８１へ伝達される。第１の送りねじ軸３８１には、ねじ部が形成されている。第１の送りねじ軸３８１のねじ部には、第１のナット部材３８２が螺合している。第１のナット部材３８２は、第１のシフト板３７１に設けられた第１の座部３８３に嵌入される。第１のモータ３７９が駆動すると、第１の送りねじ軸３８１が回転し、第１のナット部材３８２は第１の座部３８３に当接した状態で上下方向にシフトする。従って、第１のシフト板３７１は、第１のナット部材３８２の移動方向と同一方向にシフトする。
【００３４】
また第１のシフト板３７１には、第２のシフト板３７２を左右方向にシフトするための第２のモータ３８４がモータ保持板金（不図示）により取り付けられている。第２のモータ３８４の回転は、第２の歯車機構３８５を介して所定の回転数に減速され、第２の送りねじ軸３８６へ伝達される。第２の送りねじ軸３８６には、ねじ部が形成されている。第２の送りねじ軸３８６のねじ部には、第２のナット部材３８７が螺合している。第２のナット部材３８７は、第２のシフト板３７２に設けられた第２の座部３８８に嵌入される。第２のモータ３８４が駆動すると、第２の送りねじ軸３８６が回転し、第２のナット部材３８７は第２の座部３８８に当接した状態で左右方向にシフトする。従って、第２のシフト板３７２は、第２のナット部材３８７の移動方向と同一方向にシフトする。
【００３５】
固定板３７０には、第１のボリュームエンコーダ３８９が第１のエンコーダ保持板金３９０により取り付けられており、第１のシフト板３７１の上下方向の絶対位置を検出する。また、第１のシフト板３７１には、第２のボリュームエンコーダ３９１が第２のエンコーダ保持板金３９２により取り付けられており、第２のシフト板３７２の左右方向の絶対位置を検出する。第１のボリュームエンコーダ３８９および第２のボリュームエンコーダ３９１は、ズームレンズ１００のシフト位置すなわちシフト量（ズームレンズ１００の光軸ＯＡと直交する方向におけるズームレンズ１００の基準位置からの変位量）を検出する検出手段である。このような構成により、シフトユニット３００は、ズームレンズ１００のシフト位置（シフト量）を検出することができる。
【００３６】
次に、図６および図７を参照して、ズーミングの際に、ズームレンズ１００のシフト位置に応じた変動（シフト位置に応じて変化する一画素以下のずれ量）を低減する（最小画角変動補正を行う）ための機構について説明する。図６は、本実施形態における最小画角変動補正のブロック図である。図７は、最小画角変動補正のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【００３７】
まず、図７のステップＳ１０１において、制御部４００（制御手段）は、第１および第２のボリュームエンコーダ３８９、３９１（検出手段）から得られた情報（シフト位置情報）に基づいて、ズームレンズ１００の位置（シフト位置）を決定する。続いてステップＳ１０２において、制御部４００は、シフトユニット３００の駆動量（最小画角変動補正量）を決定する。このとき制御部４００は、シフトユニット３００の駆動量（最小画角変動補正量）を、シフトユニット３００のシフト位置毎の変動（最小画角変動）の実測値またはシミュレーションから算出されたテーブルから選択する。または、制御部４００は、シフトユニット３００の駆動量を、第１のボリュームエンコーダ３８９および第２のボリュームエンコーダ３９１による計測値をパラメータとする関数から求めてもよい。
【００３８】
図６に示されるように、制御部４００は、一画素以下であって、ユーザが画角変動を認識可能な変動（最小画角変動）を目標最小画角変動として決定する。制御部４００（換算部）は、決定された目標最小画角変動をズームおよびシフトのパルス数に換算する。また制御部４００（変換部）は、パルス数をズームおよびシフトの電流印加時間に変換する。制御部４００は、その電流印加時間だけモータユニット１１２（ズームモータユニット）に電流を印加する。これにより、制御部４００は、ズーム環１１１（カム機構）を介してズームレンズ１００を構成する第２鏡筒１０２、第３鏡筒１０３、第４鏡筒１０４、および、第５鏡筒１０５を移動してズーミング（画角変動）を行う。また制御部４００は、その電流印加時間だけ第１のモータ３７９または第２のモータ３８４（シフトモータユニット）に電流を印加し、第１のシフト板３７１または第２のシフト板３７２を移動させる。この結果、画角変動が補正され、決定された目標最小画角変動だけズームレンズ１００を移動させることができる。
【００３９】
ボリュームエンコーダ１１５（ズームボリュームエンコーダ）は、モータユニット１１２の回転量を検出する（パルス数をカウントする）。また第１のボリュームエンコーダ３８９または第２のボリュームエンコーダ３９１（シフトボリュームエンコーダ）は、第１のモータ３７９または第２のモータ３８４の回転量を検出する（パルス数をカウントする）。これにより、制御部４００は、実際の最小画角変動と目標最小画角変動との誤差をフィードバックし、実際の最小画角変動を補正することができる。このような構成により、制御部４００は、確実に最小画角変動が目標最小画角変動となるように第１のシフト板３７１または第２のシフト板３７２（シフト機構）を移動（シフト）させることが可能となる。
【００４０】
次に、図８乃至図１０を参照して、本実施形態における最小画角変動補正の結果について説明する。図８は、ズームレンズ１００のシフト位置が上下方向（縦方向）および左右方向（横方向）のそれぞれにおいて０％である場合（第１シフト量）の最小画角変動を示す模式図である。図９は、シフト位置が上下方向において０％、右方向において５０％である場合（第２シフト量）の最小画角変動を示す模式図であり、本実施形態の補正前の状態を示している。図１０は、シフト位置が上下方向において０％、右方向において５０％である場合（第２シフト量）の最小画角変動を示す模式図であり、本実施形態の補正後の状態を示している。
【００４１】
図８乃至図１０は、それぞれ、一マスの四角を一画素として、投射像の一部（投射像の中心に対して右上の縦３画素×横５画素）を示している。また図８乃至図１０は、それぞれ、テレ（Ｔ）側からワイド（Ｗ）側へ投射像を拡大するようにズーミングを行う場合を示している。なお図８乃至図１０は、わかりやすくするため、拡大後の投射像を、拡大前の投射像と比較して顕著に大きくして示しているが、実際には、拡大後の投射像は、拡大前の投射像を一画素の領域の範囲内で（一画素以下の変動量だけ）拡大した像である。また、シフト位置が０％とは、シフトユニット３００によりズームレンズ１００がシフト（移動）していない状態、すなわちズームレンズ１００が基準位置にある状態を示す。シフト位置が５０％とは、ズームレンズ１００が投射像の全体領域の５０％だけ基準位置から右方向（横方向）にシフトした状態を示す。
【００４２】
図８乃至図１０において、シフト位置が上下左右に０％の場合（第１シフト量）における投射像の右端位置の変動（最小画角変動）をα（第１移動量）とする。変動αは、一画素以下であって、かつユーザが画角変動を認識可能な量である。図８乃至図１０において変動αが一画素以下となっていないのは、前述のように理解を容易にするためである。図９において、シフト位置が上下方向に０％、右方向に５０％の場合（第２シフト量）における投射像の右端位置の変動（最小画角変動）をβ（第２移動量）とする。このとき、α≪βとなり、シフト位置が上下方向に０％、右方向に５０％の場合、スタックやマルチ投影を行った際に画角を揃えることは極めて困難である。
【００４３】
そこで本実施形態では、変動β（第２移動量）を変動β´（第３移動量）と変更するように、シフトユニット３００を移動させる。好ましくは、β´＝αと変更する（第３移動量と第１移動量とを等しくする）ことにより、シフト位置が上下方向に０％、右方向に５０％の場合において、スタックやマルチ投影を行った際にも良好に画角を揃えることが可能となる。一方、図９中の変動βを、一画素以下であって、かつユーザが画角変動を認識可能な量に設定すると（すなわち変動βを駆動量として設定すると）、変動αが小さくなり過ぎ、ユーザが画角変動を認識することが困難になる。本実施形態によれば、シフトユニット３００（シフト機構）によりズームレンズ１００がシフト移動した場合でも、常に良好な変動（最小画角変動）が可能なプロジェクタ５００を提供することができる。本実施形態は、特に、投射像のシフト範囲が広い場合や入力画像の解像度が高い場合に効果的である。
【００４４】
このように本実施形態において、制御手段（制御部４００）は、ズーミングの際に、ズームレンズ１００のシフト量（シフト位置）に応じてシフトユニット３００の駆動量を変更する。すなわち制御手段は、シフト量が第１シフト量の場合における投射像の特定位置の第１移動量と、シフト量が第２シフト量の場合における投射像の特定位置の第２移動量との差を低減するように、シフトユニット３００の駆動量を変更する。ここで、投射像の特定位置とは、投射像中の任意の位置（基準位置）であり、例えば投射像の端部または中心部であるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、制御手段は、第１移動量と第２移動量との差を低減することにより最小画角変動を補正する。また好ましくは、制御手段は、投射像を形成するための一画素以下の精度で駆動量を制御する。
【００４５】
好ましくは、ズームレンズ１００が投射像を拡大する場合、制御手段は、ズームレンズ１００のシフト量が小さくなるように駆動量を制御する。また好ましくは、ズームレンズ１００が投射像を縮小する場合、制御手段は、ズームレンズ１００のシフト量が大きくなるように駆動量を制御する。
【００４６】
好ましくは、制御手段は、ズーミングの際に、投射像の特定位置である端位置（投射像の右端、左端、上端、下端のいずれか）における第１移動量と第２移動量との差が小さくなるように駆動量を制御する。ここで、端位置とは、例えば投射像の右端位置であるが、これに限定されるものではなく、左端位置、上端位置、または、下端位置であってもよい。より好ましくは、制御手段は、投射像の端位置における差がズームレンズ１００のシフト量の全範囲において小さくなるように、駆動量を制御する。また好ましくは、制御手段は、ズームレンズ１００のシフト量が大きくなるほど、ズーミングの際における駆動量を増加させる。また好ましくは、制御手段は、ズームレンズ１００のシフト量がゼロの場合、ズーミングの際における駆動量をゼロにする。より好ましくは、制御手段は、ズーミングの際に、投射像の端位置における第１移動量と第２移動量との差が、シフト量がゼロの場合における投射像の端位置の差と等しくなるように、駆動量を制御する。また好ましくは、制御手段は、ズーミングの際に、投射像を拡大するほど駆動量を増加させる。
【００４７】
好ましくは、投射型表示装置は、ズームレンズ１００のシフト量（シフト位置）とシフトユニット３００の駆動量との関係を示す情報を記憶する記憶手段（記憶部４２０）を有する。そして制御手段は、ズーミングの際に、その情報に基づいて駆動量を決定する。また好ましくは、制御手段は、ズーミングの際に、入力画像の解像度に応じて駆動量を変更する。また好ましくは、制御手段は、色分離合成ユニット２００の射出光軸２１０からのズームレンズ１００のシフト量が所定量よりも大きい場合、ズーミングの際にシフトユニット３００を駆動する。一方、制御手段は、シフト量が所定量よりも小さい場合、ズーミングの際にシフトユニット３００を駆動しない。このとき所定量として設定される閾値は、例えば、シフト位置が３０％〜５０％となるシフト量であるが、これに限定されるものではない。
【００４８】
本実施形態の投射型表示装置によれば、投射像のシフト位置調整範囲が広い場合や入力画像の解像度が高い場合でも、一画素以下であってかつユーザが認識可能な最小画角変動を保ち、常に良好にスタックやマルチ投影時の画角を揃えることができる。このため、ズーミングの際に、ズームレンズのシフト位置が第１シフト位置の場合における投射像の特定位置の第１移動量と、シフト位置が第２シフト位置の場合における投射像の特定位置の第２移動量との差を低減可能な投射型表示装置を提供することができる。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５０】
例えば、本実施形態では光変調素子として、反射型液晶パネルや透過型液晶パネルなどの表示素子を用いているが、これに代えてデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いてもよい。また、フォーカシングの駆動時間の測定にボリュームエンコーダを用い、ズーミングおよびシフトの駆動時間の測定にパルス板とフォトインタラプタとを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１００  ズームレンズ
３００  シフトユニット
３８９  第１のボリュームエンコーダ（検出手段）
３９１  第２のボリュームエンコーダ（検出手段）
４００  制御部（制御手段）
５００  プロジェクタ（投射型表示装置）
【図２】
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【図１】
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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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