JP2010014924A - プロジェクタ、プロジェクションシステムおよび光変調素子の位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクタが元々有する構成要素に特別な加工を施すことなく光変調素子の位置ずれの検出が可能で、かつ、投射光を遮ることのない位置に位置ずれ検出のための検出部を設置可能とする。
【解決手段】合成光学系１１４から射出される合成画像光の偏光成分のうち投射に不要な不要偏光成分を分離する偏光分離手段１１５と、分離された不要偏光成分に対応する画像データを出力するイメージセンサ１３０と、異なる色成分に対応した複数の光変調素子の位置を各光変調素子ごとに調整可能な位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂと、イメージセンサ１３０から出力される画像データに基づき各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部１５１、算出された位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂを制御する位置調整機構制御部１５２を有する光変調素子の位置調整制御装置１５０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の色成分に対応した複数の光変調素子の位置調整を可能とするプロジェクタ、プロジェクションシステムおよび光変調素子の位置調整方法に関する。

近年、プロジェクタは、高解像度化、高輝度化される傾向にある。このようなプロジェクタにおいて、高解像度化するためには光変調素子（液晶パネルとする）の画素ピッチを狭くする必要がある。そのため、複数の色成分（ＲＧＢの３つの色成分とする）に対応した３枚の液晶パネルを用いたいわゆる３板式の液晶プロジェクタにおいては、各液晶パネルの画素を合わせるためには、各液晶パネルの位置調整をきわめて高精度に行う必要がある。さらに、高輝度化により光学系からの発熱が大きくなるため、各液晶パネルの位置調整が高精度になされていたとしても、温度変化によって各液晶パネルの位置がずれてしまう問題がある。

そこで、複数の液晶パネルを用いたプロジェクタにおいて、複数の液晶パネルの位置ずれを補正するための位置調整技術は従来から種々提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特許文献１に開示された技術（第１従来技術という）は、スクリーン上の投射画像を撮像装置で撮像して、その撮像画像データに基づいて、各液晶パネルの位置ずれ方向および位置ずれ量を検出し、圧電素子などの電気微動手段によって、液晶パネルの位置調整を行うことで、液晶パネルの位置ずれを補正するというものである。

しかしながら、第１従来技術では、画像の投射中に各液晶パネルの位置ずれが生じた場合に、それをリアルタイムに調整することは検討されていない。これは、位置調整用のテスト画像ではない一般的な画像を撮像して得られた撮像データから各液晶パネルの位置ずれを検出することは困難であるためである。
一方、特許文献２に開示された技術（第２従来技術という）は、画像の投射中においてもリアルタイムに各液晶パネルの位置調整を可能としている。

特開平８−２６２５６５号公報 特開平９−１４６０６２号公報

第２従来技術は、各液晶パネルにおける画像形成領域（有効画素領域）の外側の４隅に、光を透過可能な孔（検出用孔という）を４箇所設けるとともに、各検出用孔を透過した光を検出する光検出手段を投射レンズの直前に設け、各検出用孔を透過した光（プロジェクタの光源からの光）を光検出手段で検出し、その検出結果に基づいて、圧電素子などの電気微動手段により各液晶パネルの位置を微調整するというものである。なお、４箇所の各検出用孔に対応して設けられた各光検出手段は、それぞれ複数のフォトダイオードを有し、これら複数のフォトダイオードの出力の大きさから各液晶パネルの位置ずれ方向および位置ずれ量を求め、求められた位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて微調整を行う。

このように、第２従来技術によれば、投射画像とは異なる光（プロジェクタの光源から
の光）を用いて各液晶パネルの位置ずれを検出しているので、画像の投射中においてもリアルタイムに各液晶パネルの位置調整が可能となる。

しかしながら、第２従来技術においては、従来の液晶パネルには本来存在しない孔を検出用孔としてわざわざ設ける必要があるため、液晶パネルの製造時に余計な工程を追加しなければならず、結果として、生産コストの増加や歩留まり率の低下を招きかねない。また、光検出手段は、投射レンズの直前に設けるような構造であるため、光検出手段が投射光の光路に沿って存在することとなり、光検出手段が投射画像の一部を遮ってしまう可能性もあり得る。

そこで本発明は、プロジェクタが元々有する構成要素に特別な加工を施すことなくリアルタイムな位置ずれ量の検出が可能で、かつ、投射光を遮ることのない位置に位置ずれ検出のための検出手段を設置することができるプロジェクタ、プロジェクションシステムおよび光変調素子の位置調整方法を提供することを目的とする。

本発明のプロジェクタは、それぞれ異なる色成分に対応した複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子から射出される各画像光を合成して合成画像光を射出する合成光学系と、前記合成画像光を投射面に投射する投射光学系とを有するプロジェクタであって、前記合成光学系から射出される合成画像光の偏光成分のうち投射に不要な不要偏光成分を分離する偏光分離手段と、前記分離された不要偏光成分を受光し、前記受光した不要偏光成分に対応する画像データを出力するイメージセンサと、前記各光変調素子の位置を各光変調素子ごとに調整可能な位置調整機構と、前記イメージセンサから出力される画像データに基づいて前記各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部、前記位置ずれ算出部により算出された位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて前記位置調整機構を制御する位置調整機構制御部を有する光変調素子の位置調整制御装置とを有することを特徴とする。

本発明のプロジェクタによれば、光変調素子に位置検出用の孔を設けるなどプロジェクタが元々有する光学的構成要素そのものに特別な加工を施す必要がなく、プロジェクタが元々有する光学的構成要素を最大限利用して光変調素子の位置調整機構を組み込むことができる。

また、位置調整機構を制御する光変調素子の位置調整制御装置も、プロジェクタが元々有する画像処理装置に位置調整に必要な演算機能を追加するだけで実現することができる。また、イメージセンサは、偏光分離手段によって分離された不要偏光成分を検出するものであるため、投射画像の光路から外れた位置に設置することができる。これにより、位置ずれ検出のための検出部としてのイメージセンサが投射画像を遮ってしまうといった不具合を確実に防止することができる。

また、本発明においては、合成光学系から射出される合成画像光の不要偏光成分を分離し、分離した不要偏光成分をイメージセンサで受光するような構成としている。このため、偏光分離手段およびイメージセンサはそれぞれ１つずつ設ければよいので、プロジェクタの光学系を簡素化することができる。

本発明のプロジェクタにおいて、前記偏光分離手段は、前記合成光学系と前記投射光学系との間に設けられることが好ましい。
このように、偏光分離手段を合成光学系と前記投射光学系との間に設けることにより、合成光学系から射出される合成画像光の偏光成分のうち投射に不要な不要偏光成分を分離させることができる。

本発明のプロジェクタにおいて、前記偏光分離手段は、前記合成画像光の光軸に直交する方向に前記不要偏光成分を分離することが好ましい。
このような偏光分離手段を用いることによって、投射画像の光路から外れた位置にイメージセンサを設置することができ、イメージセンサが投射のための画像光の一部を遮ってしまうといった不具合を防止することができる。なお、偏光分離手段としては、偏光ビームスプリッタなどを例示することができる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記イメージセンサの受光面側には、前記不要偏光成分に含まれる前記複数の色成分を各色成分に分離可能な色成分分離手段が設けられることが好ましい。
このような色成分分離手段をイメージセンサの受光面側に設けることによって、イメージセンサでは、合成画像光から分離された不要偏光成分から各色成分に対応した画像光を受光することができ、それによって、各色成分に対応した画像データを出力することができる。

本発明のプロジェクタにおいて、前記位置ずれ算出部は、前記位置ずれ方向および位置ずれ量を各光変調素子の相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量として算出し、前記位置調整機構制御部は、前記算出された相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量を補正するように前記位置調整機構を制御することが好ましい。

このように、各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を、各光変調素子の相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量として算出し、算出された相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量を補正するように前記位置調整機構を制御すればよいので、プロジェクタの製造段階における調整工程などで、各光変調素子の位置調整などを高精度に行う必要がなくなり、生産性の向上に寄与できる。

本発明のプロジェクタにおいて、前記位置ずれ算出部は、前記イメージセンサから出力される画像データのうち、前記各光変調素子の画像形成領域の外側に存在する非画像形成領域に対応する画像データから前記非画像形成領域のエッジ位置を検出し、検出されたエッジ位置に基づいて前記位置ずれ方向および位置ずれ量を算出することが好ましい。

このように、非画像形成領域のエッジ位置に基づいて位置ずれ方向および位置ずれ量を算出することにより、各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を高精度に算出することができる。

また、非画像形成領域に対応する画像データを用いて位置ずれ方向および位置ずれ量を算出することにより、画像の投射中においても投射画像に影響与えることなく各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を検出することができ、検出された位置ずれ方向および位置ずれ量に対する位置ずれ補正を行うことができる。したがって、位置ずれ補正のためのテスト画像などを投射する必要がなくなり、画像の投射中に光変調素子の位置ずれが生じた場合であっても、リアルタイムに補正することができる。

本発明のプロジェクタにおいて、前記イメージセンサは、前記非画像形成領域の全体を含む領域の不要偏光成分を受光可能となるように光検出素子が配置されていることが好ましい。
これにより、非画像形成領域全体に対応する画像データを得ることができ、このような画像データを用いて非画像形成領域のエッジ位置を算出することにより、非画像形成領域のエッジ位置をより高精度に算出することができる。

本発明のプロジェクタにおいて、前記イメージセンサは、前記非画像形成領域の特定部分の不要偏光成分を受光可能となるように光検出素子が配置されていることもまた好ましい。

イメージセンサをこのような構成とすることによっても、非画像形成領域のエッジ位置を適切に検出することは可能である。また、イメージセンサをこのような構成とすることにより、光検出素子の数量を大幅に削減することできるので、イメージセンサを安価なものとすることができる。また、出力される画像データのデータ量も削減されるので、非画像形成領域のエッジ位置の検出に必要な演算量の削減も可能となる。なお、非画像形成領域のうちの特定部分としては、例えば、非画像形成領域の「かど部」を含むその周辺の領域とすることが好ましい。

本発明のプロジェクタにおいて、前記位置調整機構は、前記各光変調素子から出力される画像光の光軸に直交する平面上において縦方向および横方向へ当該光変調素子の移動を可能とするとともに前記平面上において前記画像光の光軸を中心に時計方向および反時計方向へ当該光変調素子の回転を可能とする機構を有することが好ましい。

位置調整機構がこのような機構を有することにより、各光変調素子を光軸に直交する平面上において縦方向および横方向に所定量だけ移動させることができるとともに、当該平面上において画像光の光軸を中心に時計計方向および反時計方向に所定角度だけ回転させることができる。これにより、位置ずれ算出部で算出された位置ずれ方向および位置すれ量に基づいて各光変調素子の位置ずれを適切に補正することができる。

本発明のプロジェクションシステムは、それぞれ異なる色成分に対応した複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子から射出される各画像光を合成して合成画像光を射出する合成光学系と、前記合成画像光を投射面に投射する投射光学系とを有するプロジェクタと、前記各光変調素子の位置調整制御を行う光変調素子の位置調整制御装置とを有するプロジェクションシステムであって、前記プロジェクタは、前記合成光学系から射出される合成画像光の偏光成分のうち投射に不要な不要偏光成分を分離する偏光分離手段と、前記分離された不要偏光成分を受光し、前記受光した不要偏光成分に対応する画像データを出力するイメージセンサと、前記各光変調素子の位置を各光変調素子ごとに調整可能な位置調整機構とを有し、前記光変調素子の位置調整制御装置は、前記イメージセンサから出力される画像データに基づいて前記各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部と、前記位置ずれ算出部により算出された位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて前記位置調整機構を制御する位置調整機構制御部とを有することを特徴する。

これは、光変調素子の位置調整制御装置をプロジェクタとは別に設けた場合であり、光変調素子の位置調整制御装置が有する機能をパーソナルコンピュータなどの情報処理装置に組み込んだ場合などを例示することができる。このように、プロジェクタと光変調素子の位置調整制御装置とによってプロジェクションシステムを構成した場合であっても、本発明のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。なお、本発明のプロジェクションシステムにおいても、前記本発明のプロジェクタが有するそれぞれの特徴を有することが好ましい。

本発明の光変調素子の位置調整方法は、それぞれ異なる色成分に対応した複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子から射出される各画像光を合成して合成画像光を射出する合成光学系と、前記合成画像光を投射面に投射する投射光学系と、前記合成光学系から射出される合成画像光の偏光成分のうち投射に不要な不要偏光成分を分離する偏光分離手段と、前記分離された不要偏光成分を検出し、前記検出された不要偏光成分
に対応する画像データを出力するイメージセンサと、前記各光変調素子の位置を各光変調素子ごとに調整可能な光変調素子の位置調整機構とを有するプロジェクタにおいて前記各光変調素子の位置調整を行う光変調素子の位置調整方法であって、前記イメージセンサから出力される画像データに基づいて前記各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を算出するステップと、前記位置ずれ算出部により算出された位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて前記位置調整機構を制御するステップとを有することを特徴とする。

このような位置調整方法によって各光変調素子の位置調整を行うことにより、各光変調素子の位置調整を適切かつ高精度に行うことができる。なお、本発明の光変調素子の位置調整方法においても、前記本発明のプロジェクタが有するそれぞれの特徴を有することが好ましい。

以下、本発明の実施形態について説明する。

[実施形態１]
図１は実施形態１に係るプロジェクタの構成を示す図である。実施形態１に係るプロジェクタ（プロジェクタＰＪ１とする）は、図１に示すように、光源１０１、インテグレータレンズ１０２、偏光変換素子１０３、レンズ１０４〜１０６、第１ダイクロイックミラー１０７、第２ダイクロイックミラー１０８、反射ミラー１０９〜１１１、一方の偏光方向（Ｐ偏光またはＳ偏光）の光を透過させて他方の偏光方向（Ｓ偏光又はＰ偏光）の光を吸収する偏光板１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ、偏光方向をＰ偏光からＳ偏光またはＳ偏光からＰ偏光に変換する１／２λ板１１３Ｒ，１１３Ｂ，１１３Ｇ、合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム１１４、投射光学系としての投射レンズ１１６、クロスダイクロイックプリズム１１４と投射レンズ１１６との間に設けられた偏光分離手段としての偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳという）１１５、ＰＢＳ１１５とクロスダイクロイックプリズム１１４との間に設けられた１／２λ板１１８、ＰＢＳ１１５で反射される不要偏光成分の光を受光するように設けられたイメージセンサ１３０、イメージセンサ１３０の受光面側に設けられた色成分分離手段としてのカラーフィルタ１６０、ＰＢＳ１１５とイメージセンサ１３０との間に設けられたレンズ１１９、Ｒ（赤），Ｇ(緑)，Ｂ(青)の各色成分に対応する光変調素子としての液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの位置を微調整可能な位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ、イメージセンサ１３０から出力される画像データに基づいて各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの位置調整制御を行う光変調素子の位置調整制御装置１５０を有している。

なお、本発明の各実施形態の説明で用いる各図において、各偏光板に付された「（//Ｐ）」は、Ｐ偏光の光を透過させてＳ偏光の光を吸収することを意味し、「（//Ｓ）」は、Ｓ偏光の光を透過させてＰ偏光の光を吸収することを意味するものであるとする。

光変調素子の位置調整制御装置１５０は、イメージセンサ１３０から出力される画像データに基づいて各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部１５１、位置ずれ算出部で算出された相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂを制御する位置調整機構制御部１５２、位置ずれ算出部１５１で算出された相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量など各種データを記憶する記憶部１５３などを有している。また、イメージセンサ１３０の動作および位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂの構造、さらには、位置ずれ算出部１５１、位置調整機構制御部１５２の具体的な動作などについては後述する。

このような構成において、光源１０１から出た光は、インテグレータレンズ１０２により輝度分布がほぼ均等にされたのち、偏光変換素子１０３により偏光方向が合わせられ、所定の偏光方向（Ｓ偏光とする）の光が射出される。その後、第１ダイクロイックミラー１０７によりＲ色成分の光（Ｒ色光という）とＧ色成分の光（Ｇ色光という）およびＢ色成分の光（Ｂ色光という）とに分離される。

そして、第１ダイクロイックミラー１０７で分離されたＲ色光は、反射ミラー１０９によって反射され、１／２λ板１１３Ｒ、偏光板１１２Ｒを透過して、液晶パネル１２０Ｒに入射される。液晶パネル１２０Ｒに入射されたＲ色光は、画像データに基づいて変調されて画像光（Ｒ画像光という）として出力されたのち、クロスダイクロイックプリズム１１４に入射される。

また、第１ダイクロイックミラー１０７で分離されたＧ色光およびＢ色光は、第２ダイクロイックミラー１０８でＧ色光とＢ色光とに分離される。そして、第２ダイクロイックミラー１０８で分離されたＧ色光は、１／２λ板１１３Ｇ、偏光板１１２Ｇを透過して、液晶パネル１２０Ｇに入射される。液晶パネル１２０Ｇに入射されたＧ色光は、画像データに基づいて変調されて画像光（Ｇ画像光という）として出力されたのち、クロスダイクロイックプリズム１１４に入射される。

また、第２ダイクロイックミラー１０８で分離されたＢ色光は、リレー光学系を構成するレンズ１０５、反射ミラー１１０、レンズ１０６を経て、反射ミラー１１１によって反射される。液晶パネル１２０Ｂに入射されたＢ色光は、１／２λ板１１３Ｂ、偏光板１１２Ｂを透過して、液晶パネル１２０Ｂに入射され、画像データに基づいて変調されて画像光（Ｂ画像光という）として出力されたのち、クロスダイクロイックプリズム１１４に入射される。

このようにして、クロスダイクロイックプリズム１１４に入射されたＲＧＢの各画像光は、クロスダイクロイックプリズム１１４によって合成され、合成画像光として射出され、投射レンズ１１６により投射面（図示せず）に投射される。

ところで、クロスダイクロイックプリズム１１４は、例えば、画質を優先させるといった目的でＲＧＢの各画像光をそれぞれ同じ偏光（Ｓ偏光とする）で入射するように設計されたものを使用することがある。ＲＧＢの各画像光の偏光方向をＳ偏光に合わせるために、ＲＧＢの各色光の光路上には、それぞれ１／２λ板１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂ、偏光板１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂが設置されている。このような構成とすることによって、図１においては、クロスダイクロイックプリズム１１４には、ＲＧＢの各画像光が同じ偏光方向で入射される。

なお、クロスダイクロイックプリズムに対して、ＲＧＢの各画像光が同じ偏光で入射されるＲ光学系を有する従来の一般的なプロジェクタにおいては、ＲＧＢの各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの射出側に設けられた偏光板によって、ＲＧＢの各画像光が同じ偏光方向（例えばＳ偏光）でクロスダイクロイックプリズムに入射させるようにしているのが一般的である（図２参照）。

図２はＲＧＢの各画像光が同じ偏光でクロスダイクロイックプリズムに入射させるようにしたプロジェクタの光学系の構成例を示す図である。図２に示すプロジェクタ（プロジェクタＰＪ１’とする）は、液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂのそれぞれの射出側にはＳ偏光を透過させてＰ偏光を吸収する偏光板１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂが設けられている。なお、図２において図１と同一構成要素には同一符号が付されている。

図２に示すプロジェクタＰＪ１’は、ＲＧＢの各画像光の光路においては、液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの射出側に設けられた偏光板１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７ＢによってＰ偏光の光が不要偏光成分として吸収され、クロスダイクロイックプリズム１１４にはＳ偏光のＲＧＢの各画像光が入射される。

これに対して、本発明の実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１では、図２に示すプロジェクタＰＪ１’に設けられている偏光板１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂを除去し、クロスダイクロイックプリズム１１４と投射レンズ１１６との間にＰＢＳ１１５を設けた構成としている（図１参照）。このような構成とすることで、本来、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの射出側に設けられた偏光板１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂで吸収される不要偏光成分は、ＰＢＳ１１５によって、投射画像（クロスダイクロイックプリズム１１４から射出される合成画像光）の光路に対して直交する方向に反射されるので、反射された不要偏光成分を投射画像から分離して取り出すことができる。

なお、図１のプロジェクタＰＪ１においては、ＰＢＳ１１５でＳ偏光の光が不要偏光成分として反射されるようにＰＢＳ１１５を設置しているので、本来、投射に用いるＳ偏光の光がＰＢＳ１１５で反射されてしまう。このため、クロスダイクロイックプリズム１１４とＰＢＳ１１５との間に１／２λ板１１８を設けて、Ｓ偏光とＰ偏光とを逆転させて、Ｐ偏光を投射に用い、Ｓ偏光を不要偏光成分とするようにしている。

図１の例では、クロスダイクロイックプリズム１１４とＰＢＳ１１５との間に１／２λ板１１８を設けることによって、不要偏光成分（この場合、Ｓ偏光成分）をＰＢＳ１１５で分離させるようにしたが、例えば、投射レンズ１１６をＰＢＳ１１５の反射光の光路に配置するような構成とすれば、本来、投射に用いるＳ偏光の光をＰＢＳ１１５で反射させて投射レンズ１１６に入射させることができる。したがって、そのような構成とした場合には、１／２λ板１１８は不要となる。

ところで、位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂは、光変調素子の位置調整制御装置１５０における位置調整機構制御部１５２によって、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの位置を微調整可能とする機構である。なお、位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂの駆動部（アクチュエータ）としては、例えば、圧電素子のように電気信号で微動可能なものを用いることが、高精度な位置調整を行う上で望ましい。

図３は位置調整機構の一例を示す図である。なお、図３においては、液晶パネル１２０Ｒの位置調整を行う位置調整機構１４０Ｒについて示しているが、他の液晶パネル１２０Ｇ，１２０Ｂの位置調整を行う位置調整機構１４０Ｇ，１４０Ｂも同様の構成を有している。

位置調整機構１４０Ｒは、図３に示すように、液晶パネル１２０Ｒを囲むように設けられた枠体１４１と、枠体１４１の各辺と液晶パネル１２０Ｒの各辺との間に介在された４つの圧電素子１４２〜１４５と、枠体１４１の各辺と液晶パネル１２０Ｒの各辺との間に介在された４つの弾性部材（例えばコイルバネ）１４６〜１４９とを有している。なお、４つの圧電素子１４２〜１４５と４つの弾性部材１４６〜１４９とは、それぞれ対向する辺に設けられた圧電素子と弾性部材とで対をなしている。すなわち、圧電素子１４２と弾性部材１４８、圧電素子１４３と弾性部材１４９、圧電素子１４４と弾性部材１４６、圧電素子１４５と弾性部材１４７とでそれぞれ対をなしている。

そして、それぞれ対をなす圧電素子と弾性部材は、液晶パネル１２０Ｒの対向する辺のそれぞれ端部に近い部分に配置される。例えば、圧電素子１４２と弾性部材１４８との対を例にとると、圧電素子１４２は液晶パネル１２０Ｒの縦方向右側の辺における上端部近
くに設けられ、弾性部材１４８は液晶パネル１２０Ｒの縦方向左側の辺における上端部近くに設けられる。また、圧電素子１４３と弾性部材１４９との対を例にとると、圧電素子１４３は液晶パネル１２０Ｒの横方向上側の辺における左端部近くに設けられ、弾性部材１４９は液晶パネル１２０Ｒの横方向下側の辺における左端部近くに設けられる。他の圧電素子と弾性部材との対も同様に、液晶パネル１２０Ｒの対向する辺のそれぞれ端部に近い部分に設けられる。

このような構成の位置調整機構１４０Ｒを、液晶パネル１２０Ｒに図３のように取り付けることによって、液晶パネル１２０Ｒを、Ｒ画像光の光軸に直交する平面上において横方向（図３におけるｘ−ｘ’方向）および縦方向（図３におけるｙ−ｙ’方向）に所定量だけ移動させることができる。また、液晶パネル１２０Ｒの横方向および縦方向の移動だけでなく、液晶パネル１２０Ｒを、Ｒ画像光の光軸に直交する平面上において時計方向（図３におけるθ方向）および反時計方向（図３におけるθ’方向）に所定角度だけ回転させることもできる。

例えば、圧電素子１４２によって液晶パネル１２０Ｒに対し所定の押圧力を与えるように当該圧電素子１４２を駆動させるとともに、圧電素子１４４によって液晶パネル１２０Ｒに所定の吸引力を与えるように当該圧電素子１４４を駆動させることによって、液晶パネル１２０Ｒを横（左）方向（図３におけるｘ’方向）に所定量だけ移動させることができる。

また、圧電素子１４５によって液晶パネル１２０Ｒに対し所定の押圧力を与えるように当該圧電素子１４５を駆動させるとともに、圧電素子１４３によって液晶パネル１２０Ｒに対し所定の吸引力を与えるように当該圧電素子１４３を駆動させることによって、液晶パネル１２０Ｒを縦(上)方向（図３におけるｙ方向）に所定量だけ移動させることができる。

また、４つの圧電素子１４２〜１４５によって液晶パネル１２０Ｒに対して同量の押圧力または吸引力を与えるように当該４つの圧電素子をそれぞれ駆動させることによって、液晶パネル１２０Ｒを所定角度だけ回転させることができる。例えば、４つの圧電素子１４２〜１４５によって液晶パネル１２０Ｒに対して同量の押圧力を与えるように当該圧電素子１４２〜１４５をそれぞれ駆動させれば、液晶パネル１２０Ｒを反時計方向（θ’方向）に回転させることができ、逆に、４つの圧電素子１４２〜１４５によって液晶パネル１２０Ｒに対して同量の吸引力を与えるように当該圧電素子１４２〜１４５をそれぞれ駆動させれば、液晶パネル１２０Ｒを時計方向（θ方向）に回転させることができる。

図３においては液晶パネル１２０Ｒに対応する位置調整機構１４０Ｒについて説明したが、液晶パネル１２０Ｇ，１２０Ｂに対応する位置調整機構１４０Ｇ，１４０Ｂについても同様の動作が可能である。

次にイメージセンサ１３０について説明する。イメージセンサ１３０は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの光検出素子が縦方向および横方向にマトリックス上に配列された構造となっていて、入射される光量に比例した電気信号（アナログ信号）を出力するものである。イメージセンサ１３０の出力側にはアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路（図示せず）が接続され、デジタル信号に変換されたイメージセンサ出力（画像データ）は、光変調素子の位置調整制御装置１５０に入力される。なお、イメージセンサ１３０の解像度は、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの解像度よりも高いことが好ましい。

また、イメージセンサ１３０の受光面側に設けられているカラーフィルタ１６０は、Ｐ
ＢＳ１１５で反射される不要偏光成分からＲＧＢの各色を分離するものであり、たとえば、イメージセンサ１３０の各画素に対応してＲＧＢの各フィルタが交互に並んだ構成となっている。これによって、ＲＧＢそれぞれに対応する画像光を縦方向および横方向において３画素おきに取得することができる。イメージセンサ１３０の受光面側にこのようなカラーフィルタ１６０を設けることによって、ＰＢＳ１１５で反射される不要偏光成分からＲ画像光、Ｇ画像光およびＢ画像光に対応する画像データをそれぞれ出力することができる。

また、イメージセンサ１３０で受光される不要偏光成分は、クロスダイクロイックプリズム１１４に入射するＲＧＢの各画像光のネガ画像である。したがって、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂから射出されるＲＧＢの各画像光が例えば黒画像（最小輝度の画像）の画像光であるとすれば、イメージセンサ１３０では白画像（最大輝度の画像）として受光される。

一般に、液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂは、投射画像を形成するための領域（画像形成領域）に対応する画素領域（有効画素領域という）の外側に、投射画像の形成のためには使用しない領域（非画像形成領域）に対応する画素領域（ダミー画素領域という）を有しており、ダミー画素領域に対応する投射画像は、常に黒画像（最低輝度の画像）での表示となるように画像処理されているのが一般的である。このため、イメージセンサ１３０においては、ダミー画素領域１２２に対応するネガ画像は、白画像（最大輝度の画像）として受光される
図４は液晶パネルが有するダミー画素領域について説明する図である。なお、図４においては、液晶パネル１２０Ｒについて示しているが、液晶パネル１２０Ｇ，１２０Ｂについても同様である。図４に示すように、液晶パネル１２０Ｒは、有効画素領域１２１の外側に、ダミー画素領域１２２を有している。

ダミー画素領域１２２は、投射画像としては常に黒画像（最低輝度の画像）での表示となるように画像処理されているのが一般的であるので、イメージセンサ１３０においては、ダミー画素領域１２２に対応するネガ画像は、白画像（最大輝度の画像）として受光される。

図５はイメージセンサで受光される画像の一例を示す図である。イメージセンサ１３０で受光される画像は、図５に示すように、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの有効画素領域１２１に対応する投射すべき画像（投射画像という）１３１と、その外側のダミー画素領域１２２に対応する白画像１３２である。さらに、イメージセンサ１３０で受光可能な範囲が、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂから射出されるダミー画素領域１２２の外側の領域をも受光可能であれば、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂにおいてダミー画素領域１２２の外側の画素の存在しない領域に対応する黒画像１３３もイメージセンサ１３０によって受光される。

イメージセンサ１３０において図５に示すような画像（投射画像１３１、白画像１３２および黒画像１３３）が受光されると、イメージセンサ１３０からは、受光した各画像に対応する画像データ（Ａ／Ｄ変換後の画像データ）が出力され、その画像データは光変調素子の位置調整制御装置１５０に与えられる。なお、イメージセンサ１３０の受光面側にはカラーフィルタ１６０が設けられているため、イメージセンサ１３０からは、Ｒ画像光に対応する画像データ、Ｇ画像光に対応する画像データおよびＢ画像光に対応する画像データがそれぞれ出力される。

光変調素子の位置調整制御装置１５０における位置ずれ算出部１５１は、イメージセンサ１３０から出力されるＲＧＢの各画像に対応する画像データのうち、ダミー画素領域１
２２の画像（白画像１３２）に対応する画像データを解析し、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂにおけるダミー画素領域１２２のエッジ（例えば、ダミー画素領域１２２の外側の枠１２２ａとする）の位置を検出して、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量を算出する。なお、ダミー画素領域１２２の外側の枠１２２ａ（外枠１２２ａという）の検出は、例えば、公知のエッジ検出技術を用いることにより可能である。

光変調素子の位置調整制御装置１５０における位置調整機構制御部１５２は、位置ずれ算出部１５１によって算出された各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量を補正するように、補正すべき液晶パネルに対応する位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂを制御する。

なお、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの位置ずれ方向および位置ずれを補正する際、本発明の各実施形態においては、液晶パネル１２０Ｇを基準として液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｂの位置調整を行うものとする。したがって、まずは、液晶パネル１２０Ｇに対する液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｂの位置ずれ方向および位置ずれ量をそれぞれ算出して、算出された液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｂの位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて、液晶パネル１２０Ｇに対する液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｂの位置ずれを補正するように位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｂを制御する。

例えば、位置ずれ算出部１５１によって算出された液晶パネル１２０Ｒの液晶パネル１２０Ｇに対する位置ずれが、図３における右方向（ｘ方向）にｄ１、時計方向（θ方向）に角度α１であったとすれば、位置調整機構制御部１５２は、算出された位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて、液晶パネル１２０Ｒの液晶パネル１２０Ｇに対する位置ずれがなくなるように、当該液晶パネル１２０Ｒに対応する位置調整機構１４０Ｒを制御する。

この場合、液晶パネル１２０Ｒを図３における反時計方向に角度α１だけ回転させるとともに、図３における左方向（ｘ’方向）にｄ１だけ移動させるように位置調整機構１４０Ｒを制御する。これにより、液晶パネル１２０Ｒの液晶パネル１２０Ｇに対する位置ずれを補正することができ、それによって、液晶パネル１２０Ｒと液晶パネル１２０Ｇのそれぞれ対応する画素のずれをなくすことができる。

また、位置ずれ算出部１５１によって算出された液晶パネル１２０Ｂの液晶パネル１２０Ｇに対する位置ずれが、図３における左方向（ｘ’方向）にｄ２、反時計方向（θ’方向）に角度α２であったとすれば、位置調整機構制御部１５２は、算出された位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて、液晶パネル１２０Ｂの液晶パネル１２０Ｇに対する位置ずれがなくなるように、当該液晶パネル１２０Ｂに対応する位置調整機構１４０Ｂを制御する。

この場合、液晶パネル１２０Ｂを図３における時計方向に角度α２だけ回転させるとともに、図３における右方向（ｘ方向）にｄ２だけ移動させるように位置調整機構１４０Ｂを制御する。これにより、液晶パネル１２０Ｂの液晶パネル１２０Ｇに対する位置ずれを補正することができ、それによって、液晶パネル１２０Ｂと液晶パネル１２０Ｇのそれぞれ対応する画素のずれをなくすことができる。

以上のような位置調整制御を行うことにより、各液晶パネルの相対的な位置ずれを補正することができ、それによって、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂのそれぞれ対応する画素のずれをなくすことができる。

また、実施形態１に係るプロジェクタによれば、ダミー画素領域１２２に対応する白画像１３２に基づいて位置ずれ方向および位置ずれ量を算出するようにしているので、位置ずれ方向および位置すれ量を算出するための専用のテスト用画像などを投射することなく、通常の画像の投射中に、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量を算出することができる。このため、上記したような位置調整制御は、映像を普通に投射しながら、リアルタイムで行うことができる。

また、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、位置調整を行うための画像光（不要偏光成分の画像光）は、各ＰＢＳ１１５によって、投射画像の光路に直交する方向に分離されて、イメージセンサ１３０に入射される。このため、イメージセンサ１３０は、投射画像の光路に沿った位置に設置されないので、投射画像を遮ることがなく、投射面上に表示される画像に悪影響を及ぼすおそれがないといった効果も得られる。

[実施形態２]
図６は実施形態２に係るプロジェクタの構成を示す図である。実施形態２に係るプロジェクタ（プロジェクタＰＪ２とする）が図１に示した実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と異なるのは、実施形態２に係るプロジェクタＰＪ２においては、クロスダイクロイックプリズム１１４に入射するＲＧＢの各画像光の偏光方向を、Ｒ画像光およびＢ画光はＳ偏光、Ｇ画像光はＰ偏光とした点である。クロスダイクロイックプリズム１１４に入射する各画像光の偏光方向をこのようにするのは、クロスダイクロイックプリズム１１４は、Ｒ画像光の光路とＢ画像光の光路においては、Ｓ偏光に対して高反射特性をもたせられるが、透過光であるＧ画像光の光路においては、Ｓ偏光よりもＰ偏光の方が、透過帯域の幅が広い特性を持たすことができるため、輝度を上げるという面においては有利とされるからである。なお、図６において図１と同一構成要素には同一符号が付されている。

図６に示す実施形態２に係るプロジェクタＰＪ２において、Ｒ画像光の光路とＢ画像光の光路の構成は、図１に実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同様であるが、Ｇ画像光の光路においては、図１において存在していた１／２λ板１１３Ｇを除去した構成となっている。

実施形態２に係るプロジェクタが図６に示すような光学系を有することで、クロスダイクロイックプリズム１１４に入射されるＲＧＢの各画像光のうち、投射に寄与する偏光成分として、Ｒ画像光およびＢ画像光においてはＳ偏光、Ｇ画像光においてはＰ偏光を使用することができる。

一方、クロスダイクロイックプリズム１１４と投射レンズ１１６との間には、実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同様に、ＰＢＳ１１５が設けられており、このＰＢＳ１１５によって、投射画像（クロスダイクロイックプリズム１１４から射出される合成画像光）から不要偏光成分（この場合、Ｓ偏光成分）を分離し、分離した不要偏光成分をイメージセンサ１３０に入射させるようにしているので、実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同様（図１参照）、クロスダイクロイックプリズム１１４から射出されるＲＧＢ各画像光の合成画像光の偏光方向がＰ偏光に統一される必要がある。

そこで、クロスダイクロイックプリズム１１４とＰＢＳ１１５との間に、特定波長域の光のみの偏光方向を９０度回転（偏光方向をＰ偏光からＳ偏光またはＳ偏光からＰ偏光に変換）可能な光学要素としての波長選択偏光ローテータ１７０を設ける。この場合、波長選択偏光ローテータ１７０は、クロスダイクロイックプリズム１１４から射出された合成画像光のＲＧＢ各画像光のうち、Ｒ画像光とＢ画像光の偏光方向をそれぞれ９０度回転させ、Ｇ画像光の偏光方向はそのまま保持するものであるとする。

このような波長選択偏光ローテータ１７０を設けることによって、投射に寄与する光の偏光方向がＰ偏光に統一されるので、ＰＢＳ１１５によって投射画像から不要偏光成分（Ｓ偏光成分）を分離し、イメージセンサ１３０に入射させることができる。

そして、イメージセンサ１３０からは、ＲＧＢの各画像光に対応する画像データが光変調素子の位置調整制御装置１５０に出力され、光変調素子の位置調整制御装置１５０ではイメージセンサ１３０からの画像データに基づいて光変調素子の位置調整制御を行う。なお、イメージセンサ１３０からの画像データに基づく光変調素子の位置調整制御については、実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同様に実施できるので、その説明は省略する。

[実施形態３]
実施形態１および実施形態２においては、イメージセンサ１３０の受光面側に設けられる色成分分離手段として、ＲＧＢのカラーフィルタ１６０を用いた場合を例示したが、他の色成分分離手段を用いることも可能である。

図７は実施形態３に係るプロジェクタの構成を示す図である。実施形態３に係るプロジェクタ（プロジェクタＰＪ３とする）は、図７に示すように、色成分分離手段としてカラーホイール１８０をイメージセンサ１３０の受光面側に設けている。なお、図７に示す実施形態３に係るプロジェクタＰＪ３の光学系は、図１に示した実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同じ光学系を用いた例であり、図７において、図１と同一構成要素には同一符号が付されている。

図７に示すように、カラーホイール１８０をイメージセンサ１３０の受光面側に設けることによって、イメージセンサ１３０に入射する不要偏光成分からＲＧＢの画像光を時分割に取得することができ、取得したＲＧＢの各画像光に対応する画像データを光変調素子の位置調整制御装置１５０に出力することができる。

光変調素子の位置調整制御装置１５０ではイメージセンサ１３０からの画像データに基づいて光変調素子の位置調整制御を行う。イメージセンサ１３０から出力される画像データに基づく光変調素子の位置調整制御については、実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同様に実施できるので、その説明は省略する。

なお、実施形態３に係るプロジェクタＰＪ３のように、色成分分離手段としてカラーホイール１８０を用いることで、イメージセンサ１３０の有する解像度をそのまま有効利用できるという利点がある。

また、図７に示す実施形態３に係るプロジェクタＰＪ３の光学系は、図１に示した実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同じ光学系を用いた例であるが、実施形態２に係るプロジェクタＰＪ２の光学系であってもよい。

[実施形態４]
実施形態１〜３に係るプロジェクタＰＪ１〜ＰＪ３おいては、透過型の液晶パネルを用いたプロジェクタを例にとって説明したが、反射型の液晶パネルを用いたプロジェクタであってもよい。

図８は実施形態４に係るプロジェクタの構成を示す図である。実施形態４に係るプロジェクタ（プロジェクタＰＪ４とする）は、液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２Ｂとして反射型の液晶パネルを用いたプロジェクタである。また、実施形態４に係るプロジェクタ
ＰＪ４においては、実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同様、イメージセンサ１３０に入射される不要偏光成分をＲＧＢの各画像光に分離する色成分分離手段として、カラーフィルタ１６０を設けた例を示している。また、図８において、図１に示す実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同一構成要素には同一符号が付されている。

実施形態４に係るプロジェクタＰＪ４は、図８に示すように、光源１０１からの光は、インテグレータレンズ１０２、 偏光変換素子１０３、レンズ１０４を経て、ＰＢＳ１９０（第２のＰＢＳ１９０という）に入射する。第２のＰＢＳ１９０に入射する光は偏光変換素子１０３で偏光変換後の偏光（Ｓ偏光とする）であるので、その殆どは、第２のＰＢＳ１９０で反射されてＰＢＳ１１５（第１のＰＢＳ１１５という）に入射する。第１のＰＢＳ１１５においても、Ｓ偏光の光は反射されてクロスダイクロイックプリズム１１４に入射し、クロスダイクロイックプリズム１１４でＲＧＢの各色光に分離される。

クロスダイクロイックプリズム１１４で分離されたＲＧＢの各色光は、各色光に対応する反射型の液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂにて変調されて反射され、再びクロスダイクロイックプリズム１１４に入射されて合成され、合成画像光として射出される。クロスダイクロイックプリズム１１４から射出される合成画像光のうちＰ偏光の光は、第１のＰＢＳ１１５を透過して、投射レンズ１１６にて投射される。

また、クロスダイクロイックプリズム１１４から射出される合成画像光のうちＳ偏光の光は第１のＰＢＳ１１５で反射され、再び、第２のＰＢＳ１９０に入射される。このとき、第２のＰＢＳ１９０に入射される光はＳ偏光なので、そのほとんどは第２のＰＢＳ１９０で反射されるが、わずかに透過される光がある（第２のＰＢＳ１９０の消光比が１００：１であれば、１％が透過される）。したがって、第２のＰＢＳ１９０を透過する光を受光できるようにイメージセンサ１３０を配置しておくことで、イメージセンサ１３０では第２のＰＢＳ１９０を透過する光を受光することができ、イメージセンサ１３０からは、受光した光に対応する画像データを光変調素子の位置調整制御装置１５０に出力することができる。

なお、イメージセンサ１３０から出力される画像データに基づく光変調素子の位置調整制御については、前述の各実施形態に係るプロジェクタと同様に実施できるので、その説明は省略する。

また、第２ＰＢＳ１９０の代わりに誘電体多層膜反射ミラー（４５度入射仕様）を使用してもよい。これは、誘電体多層膜反射ミラーにおいてもわずかに透過する光があるからである。

また、実施形態４に係るプロジェクタにおいては、イメージセンサ１３０に受光面側に設けられる色成分分離手段として、カラーフィルタ１６０を用いた例を示したが、実施形態３と同様に、カラーホイール１８０を用いるようにしてもよい。

[実施形態５]
実施形態１〜４では、光変調素子の位置調整制御装置１５０は、プロジェクタＰＪ１〜ＰＪ４に組み込まれている場合を例示したが、光変調素子の位置調整制御装置１５０をプロジェクタとは別の構成要素として設け、プロジェクタと光変調素子の位置調整制御装置１５０とによってプロジェクションシステムを構成することもできる。

図９は実施形態５に係るプロジェクションシステムの構成を示す図である。実施形態５に係るプロジェクションシステムは、図９に示すように、プロジェクタ（プロジェクタＰＪ５とする）と、光変調素子の位置調整制御装置１５０と、プロジェクタＰＪ５と光変調
素子の位置調整制御装置１５０とを接続するケーブル２００とを有する。

プロジェクタＰＪ５は、実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１（図１参照）と同様の光学系を有するものであるとし、実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１と同一構成要素には、同一符号が付されている。

また、図９に示すプロジェクションシステムにおける光変調素子の位置調整制御装置１５０は、実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１（図１参照）に組み込まれた光変調素子の位置調整制御装置１５０であり、位置ずれ算出部１５１、位置調整機構制御部１５２、記憶部１５３を有している。このように構成されたプロジェクションシステムによっても、前述の実施形態１と同様の位置調整を行うことができる。なお、光変調素子の位置調整制御装置１５０は、情報処理装置（パーソナルコンピュータなど）にその機能を持たせることによって実現することができる。

なお、図９に示すプロジェクションシステムにおいては、プロジェクタＰＪ５は、実施形態１に係るプロジェクタＰＪ１（図１参照）と同様の光学系を有する場合を例示したが、実施形態２に係るプロジェクタＰＪ２（図６参照）、実施形態３に係るプロジェクタＰＪ３（図７参照）および実施形態４に係るプロジェクタＰＪ４（図８参照）の光学系のいずれであてもよいことは勿論である。

なお、本発明は前述の各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。例えば、イメージセンサ１３０は、前述の各実施形態においては、クロスダイクロイックプリズム１１４から射出される合成画像光全体の不要偏光成分を受光できるようにＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの光検出素子が配置されている場合を例示したが、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂにおけるダミー画素領域１２２の外枠１２２ａの位置を高精度に検出できればよいので、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂにおけるダミー画素領域１２２のうちの特定部分のみに対応する不要偏光成分を検出できるようにＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの光検出素子を配置した構成であってもよい。

図１０はイメージセンサの変形例を示す図である。図１０に示すイメージセンサ１３０は、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂのダミー画素領域１２２のうちの特定部分として、ダミー画素領域１２２の４つの「かど部」を含む周辺に対応する領域をセンサ領域Ｓ１〜Ｓ４として、このセンサ領域Ｓ１〜Ｓ４のみにＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの光検出素子が配置されている。なお、図１０における四角の升目が個々の光検出素子を表している。図１０に示すような構成のイメージセンサであっても、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂのダミー画素領域１２２の外枠１２２ａの位置を高精度に検出することは十分可能である。

また、位置調整機構１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂは、前述の各実施形態では、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂから射出される画像光の光軸と直交する平面上において縦方向および横方向の移動と、当該平面上において画像光の光軸を回転軸として時計方向および反時計方向に回転可能な機構としたが、これら縦方向および横方向の移動及び時計方向および反時計方向の回転に加えて、画像光の光軸（例えば図１における液晶パネル１２０Ｇの画像光の光軸とする）と直交する左右方向の軸（図１においてはｘ軸）を回転軸とする所定角度の回転、画像光の光軸と直交する図面に垂直方向の軸（図１においてはｚ軸とする）を回転軸とする所定角度の回転、画像光の光軸（図１においてはｙ軸）に沿った前後方向の移動などを可能とするような機構としてもよい。

また、前述の各実施形態では、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂのダミー画
素領域１２２に対応する黒画像のネガ画像（白画像１３２）をイメージセンサ１３０で受光して、受光した白画像１３２に基づいてダミー画素領域１２２の外枠１２２ａの位置を検出するようにしたが、各液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂにダミー画素領域が存在しない場合には、有効画素領域の最も外側の例えば１画素分を非画像形成領域に対応する画素領域すなわちダミー画素領域として用いることもできる。この場合、有効画素領域の最も外側の例えば１画素分を黒画像として表示するように表示制御を行い、１画素分の黒画像のネガ画像（白画像）をイメージセンサ１３０で受光すれば、前述の各実施形態と同様の位置検出が可能となる。

また、前述の各実施形態において、イメージセンサの受光面側に設ける色成分分離手段として、カラーフィルタまたはカラーホイールを用いた例について説明したが、複数の色成分を含む画像光を各色成分に分離できる手段であれば他の色成分分離手段を用いることもできる。

実施形態１に係るプロジェクタの構成を示す図。 ＲＧＢの各画像光が同じ偏光でクロスダイクロイックプリズムに入射させるようにしたプロジェクタの光学系の構成例を示す図。 位置調整機構の一例を示す図。 液晶パネルが有するダミー画素領域について説明する図。 イメージセンサで取得される画像の一例を示す図。 実施形態２に係るプロジェクタの構成を示す図。 実施形態３に係るプロジェクタの構成を示す図。 実施形態４に係るプロジェクタの構成を示す図。 実施形態５に係るプロジェクションシステムの構成を示す図。 イメージセンサの変形例を示す図。

符号の説明

１１２Ｒ，１１２，Ｇ，１１２Ｂ・・・偏光板、１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂ・・・１／２λ板、１１４・・・クロスダイクロイックプリズム、１１５，１９０・・・ＰＢＳ（偏光分離手段）、１１７Ｒ，１１７，Ｇ，１１７Ｂ・・・偏光板、１１８・・・１／２λ板、１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ・・・液晶パネル（光変調素子）、１２１・・・有効画素領域、１２２・・・ダミー画素領域、１３０・・・イメージセンサ、１３１・・・投射画像、１３２・・・白画像、１３３・・・黒画像、１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ・・・位置調整機構、１４１・・・枠体、１４２〜１４５・・・駆動部（圧電素子）、１４６〜１４９・・・弾性部材、１５０・・・光変調素子の位置調整制御装置、１５１・・・位置ずれ算出部、１５２・・・位置調整機構制御部、１５３・・・記憶部、１６０・・・カラーフィルタ、１７０・・・波長選択偏光ローテータ、１８０・・・カラーホイール

Claims (11)

1. それぞれ異なる色成分に対応した複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子から射出される各画像光を合成して合成画像光を射出する合成光学系と、前記合成画像光を投射面に投射する投射光学系とを有するプロジェクタであって、
   前記合成光学系から射出される合成画像光の偏光成分のうち投射に不要な不要偏光成分を分離する偏光分離手段と、
   前記分離された不要偏光成分を受光し、前記受光した不要偏光成分に対応する画像データを出力するイメージセンサと、
   前記各光変調素子の位置を各光変調素子ごとに調整可能な位置調整機構と、
   前記イメージセンサから出力される画像データに基づいて前記各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部、前記位置ずれ算出部により算出された位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて前記位置調整機構を制御する位置調整機構制御部を有する光変調素子の位置調整制御装置と、
   を有することを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記偏光分離手段は、前記合成光学系と前記投射光学系との間に設けられることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１または２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記偏光分離手段は、前記合成画像光の光軸に直交する方向に前記不要偏光成分を分離することを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記イメージセンサの受光面側には、前記不要偏光成分に含まれる前記複数の色成分を各色成分に分離可能な色成分分離手段が設けられることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記位置ずれ算出部は、前記位置ずれ方向および位置ずれ量を各光変調素子の相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量として算出し、
   前記位置調整機構制御部は、前記算出された相対的な位置ずれ方向および位置ずれ量を補正するように前記位置調整機構を制御することを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記位置ずれ算出部は、前記イメージセンサから出力される画像データのうち、前記各光変調素子の画像形成領域の外側に存在する非画像形成領域に対応する画像データから前記非画像形成領域のエッジ位置を検出し、検出されたエッジ位置に基づいて前記位置ずれ方向および位置ずれ量を算出することを特徴とするプロジェクタ。
7. 請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
   前記イメージセンサは、前記非画像形成領域の全体を含む領域の不要偏光成分を受光可能となるように光検出素子が配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
8. 請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
   前記イメージセンサは、前記非画像形成領域の特定部分の不要偏光成分を受光可能となるように光検出素子が配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記位置調整機構は、前記各光変調素子から出力される画像光の光軸に直交する平面上
   において縦方向および横方向へ当該光変調素子の移動を可能とするとともに前記平面上において前記画像光の光軸を中心に時計方向および反時計方向へ当該光変調素子の回転を可能とする機構を有することを特徴とするプロジェクタ。
10. それぞれ異なる色成分に対応した複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子から射出される各画像光を合成して合成画像光を射出する合成光学系と、前記合成画像光を投射面に投射する投射光学系とを有するプロジェクタと、前記各光変調素子の位置調整制御を行う光変調素子の位置調整制御装置とを有するプロジェクションシステムであって、
    前記プロジェクタは、
    前記合成光学系から射出される合成画像光の偏光成分のうち投射に不要な不要偏光成分を分離する偏光分離手段と、
    前記分離された不要偏光成分を受光し、前記受光した不要偏光成分に対応する画像データを出力するイメージセンサと、
    前記各光変調素子の位置を各光変調素子ごとに調整可能な位置調整機構と、
    を有し、
    前記光変調素子の位置調整制御装置は、
    前記イメージセンサから出力される画像データに基づいて前記各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部と、
    前記位置ずれ算出部により算出された位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて前記位置調整機構を制御する位置調整機構制御部と、
    を有することを特徴するプロジェクションシステム。
11. それぞれ異なる色成分に対応した複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の各光変調素子から射出される各画像光を合成して合成画像光を射出する合成光学系と、前記合成画像光を投射面に投射する投射光学系と、前記合成光学系から射出される合成画像光の偏光成分のうち投射に不要な不要偏光成分を分離する偏光分離手段と、前記分離された不要偏光成分を検出し、前記検出された不要偏光成分に対応する画像データを出力するイメージセンサと、前記各光変調素子の位置を各光変調素子ごとに調整可能な光変調素子の位置調整機構とを有するプロジェクタにおいて前記各光変調素子の位置調整を行う光変調素子の位置調整方法であって、
    前記イメージセンサから出力される画像データに基づいて前記各光変調素子の位置ずれ方向および位置ずれ量を算出するステップと、
    前記位置ずれ算出部により算出された位置ずれ方向および位置ずれ量に基づいて前記位置調整機構を制御するステップと、
    を有することを特徴とする光変調素子の位置調整方法。