JP2007057848A - 倍率色収差補正方法及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 色消しレンズを用いることなく、投射レンズ群の倍率色収差を簡易に補正することができるプロジェクタを提供する。
【解決手段】 互いに異なる複数色のカラーフィルタを周方向に配しており、回転することで白色光を前記複数色の光に色時分割するカラーホイール２と、カラーホイール２が色時分割した前記複数色の光を順次光変調するＤＭＤ５と、ＤＭＤ５が光変調した変調光を拡大投射する投射レンズ群６とを備えるプロジェクタにおいて、前記複数色のカラーフィルタ夫々に対応していて、該カラーフィルタを透過した光の波長が長い程、ＤＭＤ５と投射レンズ群６との間の光学距離を短くする複数の透光板を周方向に配した色収差補正ホイール９と、一の前記カラーフィルタを透過して光変調された光が該カラーフィルタに対応する透光板を透過するように、カラーホイール２の回転と色収差補正ホイール９の回転とを同期させる制御部８ｃとを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光変調素子、例えばＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）素子が光変調した変調光を投射する投射レンズの倍率色収差を補正する倍率色収差補正方法及び該倍率色収差補正方法を実施するためのプロジェクタに関する。

図１４は、従来のＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）単板方式のプロジェクタを示す模式図である。従来のプロジェクタは、放電ランプ１０の白色光を赤・緑・青の光に色時分割するカラーホイール２、及び色時分割された赤・緑・青の光を順次光変調する光変調素子、例えばＤＭＤ５を備えている。

ＤＭＤ５は、画像の各ドット、例えばＳＶＧＡ規格の６００×８００のドットに対応付けられた複数の微小可動ミラーを備えており、ＤＭＤ駆動部がＤＭＤ５の各ミラーを選択的に±１０度回転させることにより、入射した赤・緑・青の光を約１００倍の拡大率を有する投射レンズ群６又は投射レンズ群６外へ反射させ、スクリーン７にカラー画像を色時分割表示する（特許文献１）。

ところで、赤・緑・青の光の波長は、約４００ｎｍ〜７００ｎｍの広帯域にあり、投射レンズ群６に入射する光の屈折率は光の波長によって異なるため、投射される光の色毎に投射倍率が異なり、投射位置がずれる倍率色収差の問題が生じる。

図１５は、倍率色収差の原理を示す光路図である。投射レンズ群６の正面側にはスクリーン７が配置され、背面側にはＤＭＤ５が配されている。ＤＭＤ５の一点から放射され、投射レンズ群６に入射した赤・緑・青の光は、光の波長、つまり光の色毎に異なる角度で屈折し、スクリーン７上の異なる位置に結像する。一般に、投射レンズ群６の屈折率は、波長が短い程大きくなるため、投射レンズ群６の屈折角は青の光が一番大きく、赤の光が一番小さくなる。このため、スクリーン７上には、図１５に示すように赤色の投射像高が最大になり、青色の投射像高が最小になる。

従って、赤、緑、青の順に、投射倍率が小さくなり、スクリーン７の中心に対して、赤色の画像は、緑色の画像の外側に、青色の画像は緑色の画像の内側にずれた状態で投射される。

図１５に示した倍率色収差の問題を解決するために、従来のプロジェクタにおいては、凸レンズ及び凹レンズを組み合わせたアクロマートレンズ、光の異常分散性を有する蛍石で形成されたアポクロマートレンズ等の色消しレンズが投射レンズ群に備えられている。
特開２００４−２１２００号公報

しかしながら、色消しレンズを備えた場合であっても、赤・緑・青の３色の倍率色収差を完全には補正できず、一定の倍率色収差が残存するという問題があった。特に、ＤＭＤの画像は約１００倍の高倍率で投射されるため、残存した倍率色収差による画像の位置ずれが問題となる。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数色の光変調された変調光夫々に対応していて、投射レンズの光軸方向の光学距離が互いに異なる透光部を前記変調光の光路上に順次介装することにより、色時分割表示される画像の色毎に投射倍率を変更し、倍率色収差を補正することができる倍率色収差補正方法及び該倍率色収差補正方法を実施するためのプロジェクタを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、透過する変調光の波長が長い程、投射レンズの光軸方向の幅が短い板状の透光部（又は波長が短い程、投射レンズの光軸方向の幅が長い板状の透光部）を備えることにより、簡単な構成で投射レンズの倍率色収差を補正することができるプロジェクタを提供することにある。

更に、本発明の他の目的は、透過する変調光の波長が長い程、該変調光に対する屈折率が小さい板状の透光部（又は波長が短い程、該変調光に対する屈折率が大きい板状の透光部）を備えることにより、変調光の波長に応じて幅が異なる投光部を備える場合に比べて、投光ホイールの重心が中心線からずれる虞の低いプロジェクタを提供することにある。

更にまた、本発明の他の目的は、重心が色収差補正ホイールの中心線に調心されるように色収差補正ホイールを構成することにより、色収差補正ホイールの回転のぶれを防ぐことができるプロジェクタを提供することにある。

本発明に係る倍率色収差補正方法は、回転することで白色光を複数色の光に色時分割するカラーホイールと、該カラーホイールが色時分割した前記複数色の光を順次光変調する光変調素子と、該光変調素子が光変調した変調光を拡大投射する投射レンズとを備えるプロジェクタの倍率色収差を補正する倍率色収差補正方法において、前記複数色の光変調された変調光夫々に対応していて、変調光の波長が長い（短い）程、前記投射レンズの光軸方向の光学距離が短い（長い）透光部を、各変調光が該変調光に対応した前記透光部を透過するように、前記変調光の光路上に順次介装することを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、回転することで白色光を複数色の光に色時分割するカラーホイールと、該カラーホイールが色時分割した前記複数色の光を順次光変調する光変調素子と、該光変調素子が光変調した変調光を拡大投射する投射レンズとを備えるプロジェクタにおいて、前記複数色の光変調された変調光夫々に対応していて、前記投射レンズの光軸方向の光学距離が異なる複数の透光部を、該透光部の光学距離が、色時分割された光の波長と逆傾向で順次異なるよう周方向に配した色収差補正ホイールと、前記複数色の変調光が該変調光に対応した前記透光部を透過するように、前記カラーホイール及び前記色収差補正ホイールを同期回転させる手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、前記複数の透光部が、該透光部を透過する変調光の波長が長い（短い）程、前記投射レンズの光軸方向の幅が短い（長い）板状であることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、前記複数の透光部は、該透光部を透過する変調光の波長が長い（短い）程、該変調光に対する屈折率が小さい（大きい）板状であることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、前記色収差補正ホイールは、重心が該色収差補正ホイールの中心線に調心されていることを特徴とする。

本発明にあっては、色時分割され、光変調素子で光変調された変調光は、複数色の変調光夫々に対応した透光部を透過する。透光部は、変調光の波長が短い程、投射レンズの光軸方向の光学距離が長く、又は変調光の波長が長い程、光学距離が短くなるように形成されている。
前記透光部を変調光の光路上に介装することは、透光部を介装しない状態において、光変調素子に係る像高を拡大することと等価である。特に、赤の変調光が投射される場合、緑の変調光が投射される場合に比べて、光変調素子に係る像高の拡大率はより小さく、青の変調光が投射される場合、緑の変調光が投射される場合に比べて、像高の拡大率はより大きい。従って、投射される光の波長が長い程、投射レンズで投射される画像の投射倍率は小さくなる。
他の観点によれば、前記透光部を変調光の光路上に介装することは、透光部を介装しない状態において、例えば赤の変調光が投射される場合、緑の変調光が投射される場合に比べて光変調素子を投射レンズから遠ざけ、青の変調光が投射される場合、緑の変調光が投射される場合に比べて光変調素子を投射レンズに近づけることと等価である。また、光変調素子で光変調されて投射される画像の大きさは、光変調素子が投射レンズから遠ざかる程小さくなり、また近づくほど大きくなる。従って、投射される光の波長が長い程、投射レンズで投射される画像の投射倍率は小さくなる。
一方、投射レンズの倍率色収差によれば、投射される画像の大きさは、光の波長が長い程大きい。
従って、変調光の光路上に順次介装された透光部は、倍率色収差を打ち消すように作用し、投射レンズの倍率色収差を補正する。

本発明にあっては、透光部は板状であり、透過する変調光の波長が長い程、投射レンズの光軸方向の幅が短い。投射レンズの光軸方向の幅は、投射レンズの光軸方向における透光部の光学距離に比例するため、透光部の幅が短い程、光学距離は短い。
図５に示すように、透光板９ｒ、即ち板状の透光部を投射レンズ群６の光軸Ｌ上に介装した光学系と、ＤＭＤ５、即ち光変調素子に係る像高Ｒ０を像高Ｒ１に拡大した光学系とは等価であり、ＤＭＤ５に係る像高Ｒ０の拡大率は、透光板９ｒの光学距離が長い程、長い。
他の観点によれば、透光板９ｒ、即ち板状の透光部を投射レンズ群６の光軸Ｌ上に介装した光学系と、ＤＭＤ５、即ち光変調素子を投射レンズに近づけた光学系とは等価であり、ＤＭＤ５を投射レンズ群６に近づける距離は、透光板９ｒの光学距離が長い程、長い。
従って、変調光の波長の長さによって、透光部の幅を異ならせることにより、投射される画像の大きさを調節することができ、倍率色収差を補正することができる。

本発明にあっては、透光部は板状であり、透過する変調光の波長が長いほど、該変調光に対する屈折率が小さい。透光部の屈折率は、投射レンズの光軸方向における透光部の光学距離に比例するため、屈折率が小さい程、光学距離は短い。
図５に示すように、透光板９ｒを投射レンズ群６の光軸Ｌ上に介装した光学系と、ＤＭＤ５に係る像高Ｒ０を像高Ｒ１に拡大した光学系とは等価であり、ＤＭＤ５に係る像高Ｒ０の拡大率は、透光板９ｒの光学距離が長い程、長い。
他の観点によれば、透光板９ｒを投射レンズ群６の光軸Ｌ上に介装した光学系と、ＤＭＤ５を投射レンズ群６に近づけた光学系とは等価であり、ＤＭＤ５を投射レンズ群６に近づける距離は、透光板９ｒの光学距離が長い程、長い。
従って、変調光の波長の長さによって、透光部の屈折率を異ならせることにより、倍率色収差を補正することができる。
また、複数色の変調光夫々に対応する複数の透光部の幅を均一にしつつ、異なる屈折率を有する材質を採用することができる。透光部の幅が均一である場合、透光部を周方向に配した色収差補正ホイールの重心と、色収差補正ホイールの中心線とが一致する。

本発明にあっては、色収差補正ホイールの重心が、該色収差補正ホイールの中心線に調心されているため、色収差補正ホイールの回転ぶれが生じない。

本発明によれば、色消しレンズを用いることなく、色時分割表示される画像の色毎に投射倍率を変更し、倍率色収差を補正することができる。

本発明によれば、簡単な構成で投射レンズの倍率色収差を補正することができる。

本発明によれば、光の波長に応じて幅が異なる板状の投光部を備える場合に比べて、投光ホイールの重心が中心線からずれる虞の低い色収差補正ホイールを構成することができる。

本発明によれば、色収差補正ホイールの回転のぶれを防ぐことができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＤＬＰ単板方式のプロジェクタの模式図である。図中１は、白色光を発するキセノンランプ又は超高圧水銀ランプ等の放電ランプ１０を備えた光源であり、放電ランプ１０の発光中心が回転楕円面状の鏡面を有するリフレクタ１１の焦点に位置するようにリフレクタ１１に固定されている。放電ランプ１０の白色光は、リフレクタ１１によって反射されてカラーホイール２を透過し、ロッドインテグレータ３に入射する。

図２は、カラーホイール２の略示正面図である。カラーホイール２は、赤・緑・青の光を夫々透過する扇状のカラーフィルタ２ｒ，２ｇ，２ｂを３等配しており、カラーフィルタ２ｒ，２ｇ，２ｂの回転通回域に光源１の投光域が位置するように配置されている。カラーホイール２の周縁部の適宜箇所、例えば赤色のカラーフィルタ２ｒと青色のカラーフィルタ２ｂとの境界部分には、カラーホイール２の回転速度を制御するためのマーク２０が付されている。

カラーホイール２のロッドインテグレータ３側には、カラーホイール２に付されたマーク２０が検出域にあることを検出する反射型の第１フォトインタラプタ８１がカラーホイール２に対向配置されている。第１フォトインタラプタ８１は、発光ダイオードと、マーク２０で反射された前記発光ダイオードからの光を受光するフォトダイオードとを備えており、マーク２０が検出域にある場合、ハイレベルの信号を制御部８ｃに出力し、マーク２０が検出域外にある場合、ローレベルの信号を制御部８ｃに出力する。制御部８ｃは、カラーホイール２の回転速度を制御するためのタイマー８０ｃを備えている。

カラーホイール２の中心部には、第１モータ駆動部８ａにより回転駆動されるモータ２１の出力軸が接続されており、第１モータ駆動部８ａは、モータ２１を等速回転させる。モータ２１の回転速度は、第１フォトインタラプタ８１から出力された信号に基づいて制御部８ｃが制御する。

カラーホイール２が等速回転している場合、白色光は赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ２ｒ，２ｇ，２ｂに順次的に入射し、白色光は時系列で赤・緑・青の光に色時分割される。色時分割された光は、略長方形のロッドインテグレータ３の入射口に入射し、入射した光は、ロッドインテグレータ３の内面で反射を繰り返して均一な光となり、出射口から照明レンズ群４に入射する。

照明レンズ群４は、コンデンサレンズ４ａ及びリレーレンズ４ｂからなり、白色光をＤＭＤ５（光変調素子）に入射させる。ＤＭＤ５は、画像データに係る画像の各ドット、例えばＳＶＧＡ規格の６００×８００のドットに対応付けられた複数の微小可動ミラーを備えている。図示しないＤＭＤ駆動部は、色時分割された赤・緑・青の光が、投射レンズ群６へ又は投射レンズ群６外へ選択的に反射するように、各微小可動ミラーを選択的に±１０度回転させる。ＤＭＤ５に入射した光は、ＤＭＤ５の微小可動ミラーにより光変調、即ち反射され、光変調された変調光は、色収差補正ホイール９を透過して、投射レンズ群６に入射する。

図３は、投光ホイールの略示正面図である。色収差補正ホイール９は、カラーホイール２のカラーフィルタ２ｒ，２ｇ，２ｂに対応する扇状の透光板９ｒ，９ｇ，９ｂを３等配しており、透光板９ｒ，９ｇ，９ｂの回転通回域に変調光の光路が位置するように配置されている。色収差補正ホイール９の周縁部の適宜箇所、例えば赤の変調光に対応した透光板９ｒと青の変調光に対応した透光板９ｂとの境界部分には、色収差補正ホイール９の回転速度を制御し、対応するカラーフィルタ２ｒ，２ｇ，２ｂ及び透光板９ｒ，９ｇ，９ｂが変調光の光路上に位置するようにするためのマーク９０が設けられている。

赤の変調光に対応した透光板９ｒの屈折率ｎＲは、緑の変調光に対応した透光板９ｇの屈折率に比べて小さく、緑の変調光に対応した透光板９ｇの屈折率ｎＧは、青の変調光に対応した透光板９ｂの屈折率ｎＢに比べて小さい。また、投射レンズ群６の光軸Ｌ方向における透光板９ｒ，９ｇ，９ｂの幅は等しい。

色収差補正ホイール９の周縁部のＤＭＤ５側には、色収差補正ホイール９に設けられたマーク９０が検出域にあることを検出する反射型の第２フォトインタラプタ８２が対向配置されている。第２フォトインタラプタ８２は、マーク９０が検出域にある場合、ハイレベルの信号を制御部８ｃに出力し、マーク９０が検出域外に有る場合、ローレベルの信号を制御部８ｃに出力する。

色収差補正ホイール９の中心部には、第２モータ駆動部８ｂにより回転駆動されるモータ９１の出力軸が接続されており、第２モータ駆動部８ｂは、モータ９１を等速回転させる。モータ９１の回転速度は、第２フォトインタラプタ８２から出力された信号に基づいて制御部８ｃが制御する。

投射レンズ群６は、ＤＭＤ５側からスクリーン７側へ、両凸レンズの第４レンズ６ｅ、絞り６ｄ、平凹レンズの第３レンズ６ｃ、両凸レンズの第２レンズ６ｂ、及びメニスカスレンズの第１レンズ６ａを順に配しており、ＤＭＤ５の像をスクリーン７に拡大して打ち上げ投射する。

図４は、各透光板９ｒ、９ｇ、９ｂを透過する赤・緑・青の変調光の光路を示す光路図、図５は、透光板９ｒ、９ｇ、９ｂをＤＭＤ５と投射レンズ群６との間に介装した光学系と等価な光学系を示す光路図である。ＤＭＤ５の一点から放射されて透光板９ｒに入射角θｉで入射した赤の変調光は、スネルの法則に従って屈折角θＲで屈折し、屈折した変調光は更に屈折角θｉで出射する。従って、ＤＭＤ５の一点から放射されて透光板９ｒを透過する変調光の光路は、透光板９ｒを透過することで平行移動する。

透光板９ｒを透過して投射レンズ群６に入射する変調光は、図５中、細線で示すように、透光板９ｒで屈折して投射レンズ群６に入射する。従って、透光板９ｒを介装した光学系と、透光板９ｒを介装せずにＤＭＤ５に係る像高Ｒ０を像高Ｒ１に拡大した光学系とは等価である。ＤＭＤ５の像高Ｒ０が拡大された場合、透光板９ｒを介装しない場合の投射像高Ｒ０’はＲ１’に拡大される。つまり、投射倍率が大きくなる。

同様に、緑及び青の変調光は、屈折率ｎＧ及びｎＢの透光板９ｇ及び透光板９ｂを透過することにより、ＤＭＤ５の像高Ｒ０が拡大される。透光板９ｒ，９ｇ，９ｂの屈折率は、ｎＲ＜ｎＧ＜ｎＢの関係にあるため、透光板９ｒ，９ｇ，９ｂを介装することで拡大された像高をＲ１，Ｇ１，Ｂ１とした場合、Ｒ１＜Ｇ１＜Ｂ１の関係にある。

従って、透光板９ｒ，９ｇ，９ｂを夫々赤・緑・青の変調光が透過することにより、各色の画像の投射倍率が大きくなるが、青色画像の投射倍率の増加率は、緑色画像に比べて大きく、緑色画像の投射倍率の増加率は、赤色画像の投射倍率の増加率に比べて大きい。
一方、投射レンズ群６の倍率色収差によれば、赤色画像は、緑色画像に比べて大きく投射され、緑色画像は、青色画像に比べて大き投射される。
従って、ＤＭＤ５と投射レンズ群６との間に介装される透光板９ｒ，９ｇ，９ｂは、倍率色収差を補正することができる。

他の観点によれば、透光板９ｒの光軸Ｌ方向の幅をｄとした場合、一般に透光板９ｒを幅がｄ／ｎＲの空気に置きかえた光学系として考えることができる。従って、ＤＭＤ５と投射レンズ群６との距離をｄ−ｄ／ｎＲ＝（１−１／ｎＲ）・ｄ＝ΔＬＲだけ短くした光学系、つまりＤＭＤ５をΔＬＲだけ投射レンズ群６に近づけた光学系と、透光板９ｒを介装した光学系とは等価である。ＤＭＤ５が投射レンズ群６に近づいた場合、投射倍率は大きくなる。

同様に、緑の変調光は、屈折率ｎＧの透光板９ｇを透過することにより、ＤＭＤ５と投射レンズ群６との距離がΔＬＧ＝（１−１／ｎＧ）・ｄ短くなり、青の変調光は、屈折率ｎＢの透光板９ｂを透過することにより、ＤＭＤ５と投射レンズ群６との距離がΔＬＢ＝（１−１／ｎＢ）・ｄ短くなる。透光板９ｒ，９ｇ，９ｂの屈折率は、ｎＲ＜ｎＧ＜ｎＢの関係にあるため、短縮されるＤＭＤ５と投射レンズ群６との距離は、ΔＬＲ＜ΔＬＧ＜ΔＬＢの関係にある。従って、各色の変調光の前記距離は、夫々ΔＬＲ、ΔＬＧ、ΔＬＢ短くなるため、赤＞緑＞青の順に長くなる。

従って、透光板９ｒ，９ｇ，９ｂを夫々赤・緑・青の変調光が透過することにより、各色の画像の投射倍率が大きくなるが、青色画像の投射倍率の増加率は、緑色画像に比べて大きく、緑色画像の投射倍率の増加率は、赤色画像の投射倍率の増加率に比べて大きい。
一方、投射レンズ群６の倍率色収差によれば、赤色画像は、緑色画像に比べて大きく投射され、緑色画像は、青色画像に比べて大き投射される。
従って、ＤＭＤ５と投射レンズ群６との間に介装される透光板９ｒ，９ｇ，９ｂは、倍率色収差を補正することができる。

図６は、モータの回転制御に係る制御部８ｃの処理手順を示すフローチャートである。図示しない電源ボタンがオンになった場合、制御部８ｃは、タイマー８０ｃを動作させて計時を開始する（ステップＳ１）。

次いで、制御部８ｃは、第１フォトインタラプタ８１及び第２フォトインタラプタ８２からハイレベルの信号を取得した時間をタイマー８０ｃによって特定する（ステップＳ２）。そして、制御部８ｃは、第１フォトインタラプタ８１からハイレベルの信号を取得した時間に基づいて、カラーホイール２の回転速度ω１を算出し（ステップＳ３）、算出した回転速度ω１と目標回転速度ω０との偏差（ω０−ω１）に基づいて、カラーホイール２の回転速度を目標回転速度ω０に一致させるように回転速度ω１を制御する制御信号を第１モータ駆動部８ａに出力する（ステップＳ４）。
つまり、算出した回転速度ω１が目標回転速度ω０より小さい場合、モータ２１の回転速度を上げ、算出した回転速度ω１が目標回転速度ω０よりも大きい場合、回転速度を下げる制御信号を第１モータ駆動部８ａに出力する。

同様に、第２フォトインタラプタ８２からハイレベルの信号を取得した時間に基づいて、色収差補正ホイール９の回転速度ω２を算出し（ステップＳ５）、算出した回転速度ω２と目標回転速度ω０との偏差（ω０−ω２）に基づいて、色収差補正ホイール９の回転速度を目標回転速度ω０に一致させるようにモータ９１の回転速度ω２を制御する制御信号を第２モータ駆動部８ｂに出力する（ステップＳ６）。

次いで、第１フォトインタラプタ８１からハイレベルの信号を取得した時間と、第２フォトインタラプタ８２からハイレベルの信号を取得した時間との時間差、つまりカラーホイール２と色収差補正ホイール９との位相差に基づいて、カラーホイール２と色収差補正ホイール９との位相が一致するように、回転速度ω２を制御する制御信号を第２モータ駆動部８ｂに出力し（ステップＳ７）、処理を終える。制御部８ｃは、以上の処理を定期的に実行する。

以下、投射レンズ群６及び透光板９ｒ、９ｇ、９ｂの構成を具体的に説明する。
投射レンズ群６は、下記表１に示した第１レンズ６ａ、第２レンズ６ｂ、絞り６ｃ、第３レンズ６ｄ、及び第４レンズ６ｅを備えている。

表１に示すように、面１は、スクリーン７の面を、面２は、第１レンズ６ａのスクリーン７側の面を、面３は、第１レンズ６ａのＤＭＤ５側の面を示している。同様に面４、５は、第２レンズ６ｂの各面を、面６、７は第３レンズ６ｃの各面を、面８は絞り６ｄを、面９、１０は第４レンズ６ｅの各面を示している。また、面１１、１２は、透光板９ｒ、９ｇ、９ｂの各面を示している。そして、各レンズ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｅは、表１に示した硝材からなり、所定の曲率半径を有している。また、各面は、表１に示したような間隔を有している。

また、透光板９ｒ，９ｇ，９ｂは、夫々１ｍｍの幅を有し、屈折率ｎＲ＝１．４８１００、ｎＧ＝１．５２０００、ｎＢ＝１．５６５００を有している。

このように構成される実施の形態１に係るプロジェクタにあっては、色消しレンズを用いることなく、カラーホイール２によって色時分割表示される画像の色毎に投射倍率を変更し、倍率色収差を補正することができる。

図７は、ＤＭＤ５と投射レンズ群６との間に透光板９ｒを介装した場合の光路を示す光路図であり、図８は、透光板９ｒ，９ｇ，９ｂの介装により投射レンズ群６の倍率色収差を補正した場合の赤・緑・青の変調光の光路を示す光路図である。

図７中、太線で描かれた光路は、ＤＭＤ５の一点から放射され、透光板９ｒを透過し、投射レンズ群６に入射する変調光の光路である。細線で描かれた光路は、透光板９ｒを取り除いた場合に、ＤＭＤ５の前記一点から放射され、投射レンズ群６に入射する変調光の光路である。

透光板９ｒを透過してスクリーン７に投射される画像の大きさは、透光板９ｒを透過しない場合に比べて大きい。従って、透光板９ｒを介装することで、投射レンズ群６の投射倍率を大きくすることができる。

また、図８に示すように、透光板９ｒ及び透光板９ｇによって、赤・緑の変調光が投射レンズ群６の異なる箇所に入射して、緑色画像は、赤色画像に比べて投射倍率の増加率が大きくなり、赤と緑の変調光に対する倍率色収差が補正される。

更に、透光板９ｇ及び透光板９ｂによって、緑・青の変調光が投射レンズ群６の異なる箇所に入射して、青色画像は、緑色画像に比べて投射倍率の増加率が大きくなり、緑と青の変調光に対する倍率色収差が補正される。

より具体的には、ＤＭＤ５に係る像高を１０．６７０ｍｍとした場合、透光板９ｒ，９ｇ，９ｂを介装しないとき、投射される赤色の投射像高１０７１．３３１０８ｍｍ、緑色の投射像高は、１０７０．７４３３２ｍｍ、青色の投射像高は、１０７０．０９８９６ｍｍとなる。従って、緑色の像高に対する赤色、青色の収差は夫々、０．５８７７６ｍｍ、−０．６４４３６ｍｍになる。

ところが、透光板９ｒ，９ｇ，９ｂを介装した場合、投射される赤色の投射像高１０８２．４１２２９ｍｍ、緑色の投射像高は、１０８２．４０９９３ｍｍ、青色の投射像高は、１０８２．４０４０４ｍｍとなる。従って、緑色の投射像高に対する赤色、青色の収差は夫々、０．００２３６ｍｍ、−０．００５８８ｍｍになり、倍率色収差が補正される。

また、実施の形態１に係るプロジェクタにあっては、透光板９ｒ，９ｇ，９ｂの光軸Ｌ方向の幅及び正面視の形状が同じであるため、各透光板９ｒ，９ｇ，９ｂを周方向に３等配した色収差補正ホイール９の重心は、色収差補正ホイール９の中心線に一致するため、回転ぶれの生じる虞が低い。

更に、色消しレンズを用いず、板状の透光板９ｒ，９ｇ，９ｂによって投射レンズ群６の倍率色収差を補正するため、低コストで倍率色収差を補正可能なプロジェクタを構成することができる。
なお、実施の形態１にあっては、制御部がカラーホイールと色収差補正ホイールとの回転同期をとるように制御しているが、カラーホイールと色収差補正ホイールとが同期回転するように、歯車でカラーホイールと色収差補正ホイールとを連結させても良い。
また、各透光板を別体で形成して周方向に配した色収差補正ホイールを用いているが、製造される複数の投射レンズの倍率色収差の大きさが一定の場合、各透光板を一体形成した色収差補正ホイールを用いても良い。一体形成した場合、プロジェクタの製造コストを抑えることができる。
更に、実施の形態１に係るプロジェクタは、リア型のみならず、フロント型に適用しても良い。

（実施の形態２）
実施の形態２に係るプロジェクタは、実施の形態１に係るプロジェクタと同様の光源１、カラーホイール２、ロッドインテグレータ３、照明レンズ群４、ＤＭＤ５、色収差補正ホイール１０９、及び投射レンズ群６を備えている。

図９は、実施の形態２に係る色収差補正ホイール１０９を示す略示正面図である。色収差補正ホイール１０９は、実施の形態１の色収差補正ホイール９と同様に、カラーフィルタ２ｒ，２ｇ，２ｂ夫々に対応した透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂを周方向に３等配している。また、赤の変調光に対応する透光板１０９ｒと青の変調光に対応する透光板１０９ｂとの境界部分には、色収差補正ホイール１０９の回転速度を制御するためのマーク１９０が付されている。

図１０は、図９のX−X線断面図、図１１は、図９のXI―XI線断面図である。透光板１０９ｒの光軸Ｌ方向の幅ｄＲは、透光板１０９ｇの幅ｄＧより短く、透光板１０９ｇの光軸Ｌ方向の幅ｄＧは、透光板１０９ｂの幅ｄＢより短い。
また、透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂの屈折率は、ｎＲ≒ｎＧ≒ｎＢ≒ｎの関係を満たしている。

より具体的には、投射レンズ群が上記表１のような構成である場合、透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂの幅ｄＲ，ｄＧ，ｄＢを夫々、０．９５４００ｍｍ、１．０００００ｍｍ、１．０５０００ｍｍとする。なお、透光板１０９ｒ、１０９ｇ，１０９ｂの屈折率ｎＲ，ｎＧ，ｎＢは、夫々１．５１４３２，１．５１８７２、１．５２２８２である。

透光板１０９ｒ及び透光板１０９ｇ側の回転軸１９２の周縁部には、色収差補正ホイール１０９の重心を色収差補正ホイール１０９の中心線に調心する錘１９１ｒ、１９１ｇが設けられている。

錘１９１ｒは、錘１９１ｒ及び透光板１０９ｒの回転軸１９２におけるモーメントと、透光板１０９ｂのモーメントを等しくする質量を有しており、錘１９１ｇは、錘１９１ｇ及び透光板１０９ｇのモーメントと、透光板１０９ｂのモーメントとを等しくする質量を有している。

図１２は、各透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂを透過する赤・緑・青の変調光の光路を示す光路図である。ＤＭＤ５の一点から放射されて透光板１０９ｒに入射した赤・緑・青の変調光は、スネルの法則に従って屈折し、屈折した変調光は更に屈折して出射する。従って、ＤＭＤ５の一点から放射されて透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂを透過する赤・緑・青の変調光の光路は、平行移動する。

赤・緑・青の変調光が各透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂを透過した場合、実施の形態１と同様に、ＤＭＤ５に係る像高は、赤＜緑＜青の順で大きく拡大される。

他の観点によれば、赤・緑・青の変調光に対するＤＭＤ５と投射レンズ群６との距離がΔＬＲ＝（１−１／ｎＲ）・ｄＲ＜ΔＬＧ＝（１−１／ｎＧ）・ｄＧ＜ΔＬＢ＝（１−１／ｎＢ）・ｄＢ短くなる。従って、各色の前記距離は、夫々ΔＬＲ、ΔＬＧ、ΔＬＢ短くなるため、各色の前記距離は、赤＞緑＞青の順に長い。

図１３は、透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂの介装により投射レンズ群６の倍率色収差を補正した場合の赤・緑・青の変調光の光路を示す光路図である。
実施の形態１と同様に、透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂによって、赤・緑・青の変調光が投射レンズ群６の異なる箇所に入射して、緑色画像は、赤色画像に比べて投射倍率の増加率が大きく、赤と緑の変調光に対する倍率色収差が補正され、青色画像は、緑色画像に比べて投射倍率の増加率が大きく、緑と青の変調光に対する倍率色収差が補正される。

実施の形態２に係るプロジェクタにあっては、色消しレンズを用いることなく、カラーホイール２によって色時分割表示される画像の色毎に投射倍率を変更し、倍率色収差を補正することができる。

より具体的には、ＤＭＤ５に係る像高を１０．６７０ｍｍとした場合、透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂを介装したとき、投射される赤色の投射像高１０８２．３８５８８ｍｍ、緑色の投射像高は、１０８２．３９０８１ｍｍ、青色の投射像高は、１０８２．３８５６８ｍｍとなる。従って、緑色の像高に対する赤色、青色の収差は夫々、−０．００４９４ｍｍ、−０．００５１３ｍｍになり、倍率色収差が補正される。

また、錘１９１ｒ，１９１ｇによって、色収差補正ホイール１０９の重心を色収差補正ホイール１０９の中心線に合わせることができるため、色収差補正ホイール１０９の回転ぶれをふせぐことができる。

更に、赤・緑・青夫々の倍率色収差に応じた屈折率を有する透光板９ｒ，９ｇ，９ｂを用意する必要は無く、倍率色収差の大きさによって幅の異なる透光板１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂを用意するのみで、倍率色収差を補正することができるため、実施の形態１に係るプロジェクタに比べて、より簡易に倍率色収差を補正することができる。

実施の形態２に係るプロジェクタの色収差補正ホイール１０９以外の他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係るプロジェクタと同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。

本発明の実施の形態に係るＤＬＰ単板方式のプロジェクタの模式図である。 カラーホイールの略示正面図である。 投光ホイールの略示正面図である。 各透光板を透過する赤・緑・青の変調光の光路を示す光路図である。 透光板をＤＭＤと投射レンズ群との間に介装した光学系と等価な光学系を示す光路図である。 モータの回転制御に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。 ＤＭＤと投射レンズ群との間に透光板を介装した場合の光路を示す光路図である。 透光板の介装により投射レンズ群の倍率色収差を補正した場合の赤・緑・青の変調光の光路を示す光路図である。 実施の形態２に係る色収差補正ホイールを示す略示正面図である。 図９のX−X線断面図である。 図９のXI―XI線断面図である。 各透光板を透過する赤・緑・青の変調光の光路を示す光路図である。 透光板の介装により投射レンズ群の倍率色収差を補正した場合の赤・緑・青の変調光の光路を示す光路図である。 従来のＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）単板方式のプロジェクタを示す模式図である。 倍率色収差の原理を示す光路図である。

符号の説明

１ 光源
１０ 放電ランプ
１１ リフレクタ
２ カラーホイール
２ｒ，２ｇ，２ｂ カラーフィルタ
３ ロッドインテグレータ
４ 照明レンズ群
５ ＤＭＤ
６ 投射レンズ群
７ スクリーン
８ａ 第１モータ駆動部
８ｂ 第２モータ駆動部
８ｃ 制御部
９ 色収差補正ホイール
９ｒ，９ｇ，９ｂ 透光板
２１、９１ モータ
２０、９０ マーク
８０ｃ タイマー
８１ 第１フォトインタラプタ
８２ 第２フォトインタラプタ
１９１ｒ，１８１ｇ 錘
１９２ 回転軸

Claims (5)

1. 回転することで白色光を複数色の光に色時分割するカラーホイールと、該カラーホイールが色時分割した前記複数色の光を順次光変調する光変調素子と、該光変調素子が光変調した変調光を拡大投射する投射レンズとを備えるプロジェクタの倍率色収差を補正する倍率色収差補正方法において、
   前記複数色の光変調された変調光夫々に対応していて、変調光の波長が長い（短い）程、前記投射レンズの光軸方向の光学距離が短い（長い）透光部を、各変調光が該変調光に対応した前記透光部を透過するように、前記変調光の光路上に順次介装する
   ことを特徴とする倍率色収差補正方法。
2. 回転することで白色光を複数色の光に色時分割するカラーホイールと、該カラーホイールが色時分割した前記複数色の光を順次光変調する光変調素子と、該光変調素子が光変調した変調光を拡大投射する投射レンズとを備えるプロジェクタにおいて、
   前記複数色の光変調された変調光夫々に対応していて、前記投射レンズの光軸方向の光学距離が異なる複数の透光部を、該透光部の光学距離が、色時分割された光の波長と逆傾向で順次異なるよう周方向に配した色収差補正ホイールと、
   前記複数色の変調光が該変調光に対応した前記透光部を透過するように、前記カラーホイール及び前記色収差補正ホイールを同期回転させる手段と
   を備えることを特徴とするプロジェクタ。
3. 前記複数の透光部は、
   該透光部を透過する変調光の波長が長い（短い）程、前記投射レンズの光軸方向の幅が短い（長い）板状である
   ことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記複数の透光部は、
   該透光部を透過する変調光の波長が長い（短い）程、該変調光に対する屈折率が小さい（大きい）板状である
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記色収差補正ホイールは、
   重心が該色収差補正ホイールの中心線に調心されている
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一つに記載のプロジェクタ。

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