(57)【要約】【課題】部分画像の周縁部分を互いにオーバーラップさせて全体画像を形成するマルチディスプレイシステムに用いられるプロジェクタ装置において、少ないコストで、補正ノイズが少なくコントラストの劣化がなく既存のレンズが使用できてレンズシフトをしても補正は変わらないオーバーラップ部の輝度補正機構を有するプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】プロジェクタ装置１０の内部の平行光生成部１２と画像表示器１４との間に、画像表示器１４の画像表示面の周縁部に対応する主光路の近傍に設けられていて透過するオーバーラップ部に対応する光線の分光成分を変えないで減光することのできるＮＤフィルタと、そのＮＤフィルタのそれぞれを、対応する画像表示面の辺と平行な状態で画像表示面の中心方向と反対方向とに移動させることができるＮＤフィルタ位置調整部と、ＮＤフィルタの位置を操作する操作部とを有する光学ＮＤフィルタ搭載機構１３を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプロジェクタ装置より共通のスクリーンに投射された部分画像の周縁部分を互いにオーバーラップさせて全体画像を形成するマルチディスプレイシステムに用いられるプロジェクタ装置であって、
光源から画像表示器を経て投写レンズに至る投射光学系に光学ＮＤフィルタ搭載機構を有し、
該光学ＮＤフィルタ搭載機構は、前記画像表示器の画像表示面の周縁部に対応する光路近傍に設けられて透過する光線の分光成分を変えないで減光するＮＤフィルタと、該ＮＤフィルタのそれぞれを前記画像表示面のそれぞれが対応する辺と平行な状態で該画像表示面の中心方向と反対方向とに移動させることができるＮＤフィルタ位置調整部とを有する、プロジェクタ装置。
【請求項２】
前記ＮＤフィルタの前記画像表示面の中心方向側の辺は該画像表示面の対応する辺と平行となっている、請求項１に記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】
前記ＮＤフィルタの前記画像表示面の中心方向側の辺の長さは、該画像表示面の対応する辺の長さ以上である、請求項１または請求項２に記載のプロジェクタ装置。
【請求項４】
前記ＮＤフィルタは、前記プロジェクタ装置の前記マルチディスプレイシステムにおいて隣接するプロジェクタ装置側の前記光路に設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置。
【請求項５】
前記ＮＤフィルタは、前記画像表示面の４辺の周縁部に対応するそれぞれの光路近傍にそれぞれが独立して４個設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置。
【請求項６】
前記投射光学系は、前記光源と、該光源より投射される光線から平行光を生成して前記画像表示器に出射する平行光生成系と、前記画像表示器と、前記投写レンズとを有し、
前記光学ＮＤフィルタ搭載機構は、前記平行光生成系と前記画像表示素子との間の光路に配設されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ装置に関し、特にマルチディスプレイシステムに用いられてオーバーラップ部分の画面輝度が補正できるプロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーンに１台のプロジェクタ装置から画像を投射する画像投射方法が主流であったが、近年は大画面の要求に対応するために１つのスクリーンに複数のプロジェクタ装置のそれぞれより部分画像を投射してその部分画像を組み合わせて全体画像を形成するマルチディスプレイシステムが増加している。この場合画面の切れ目を作らないために部分画像の周縁部分を互いにオーバーラップさせることが多い。オーバーラップさせることによって画面の切れ目はなくなるが、オーバーラップ部分では両方のプロジェクタ装置から投射される画像が重なるためにその部分の画像輝度が他の画像部分の２倍となってしまい、特に黒画面のときに著しく映像品質が下がってしまうという問題点がある。
【０００３】
このオーバーラップ部分の画像輝度を他の画像部分と同等として映像品質を向上させる手段は種々提案されており、例えば特許文献１には、プロジェクタとスクリーンとの間の非焦点面に遮光板を設け、あるいはプロジェクタ内部に光量調節用液晶パネルを設けることによりオーバーラップ部分の輝度調整をはかる方法が開示されている。特許文献２には、映像ソースとプロジェクタとの間にオフセット加算回路を設け、重ね合わせて映写した際の輝度分布に応じて輝度信号をオフセット値として映像信号に加算する方法が開示されている。特許文献３には、プロジェクタの投射レンズの前方に櫛形遮光カバーを置いて映像の継ぎ目部分の輝度を減衰させる方法が開示されている。特許文献４には、投光レンズの前方に投射光の端部を遮蔽して継ぎ部の輝度を調整する光遮蔽板を濃度傾斜遮蔽板とする方法が開示されている。特許文献５には、液晶プロジェクタの液晶ディスプレイとレンズとの間に周辺の透過率を低減させたハーフミラーを配設したシステムが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２６８４７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２７４３１９号公報
【特許文献３】特開平１１−２８８０４１号公報
【特許文献４】特開２０００−３５２７６３号公報
【特許文献５】特開平６−１６９４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、本来の特性を得るためにスクリーンとレンズの間に遮光板を配置しなければならず、実現するためには規模が大きくなり背面投射のみで実現できる方法であり、前面投射では現実的には実行が困難である。また、特許文献２に記載の方法では、オーバーラップ部分以外の画像部にオフセットを設けるというプロジェクタの入力信号自身を変調するものであり、例えば信号の切り替えにも対応させるためには、ほぼプロジェクタの前段回路相当の回路規模を要し、高価で設定および調整箇所が多く、かつ黒画面の画面輝度をオーバーラップ部分と同等に持ち上げることでコントラスト比が半減する。特許文献３から特許文献５の方法では光回折原理を利用しているため、レンズによる色収差分の筋状の画面ノイズが発生すると共にレンズ等の拡大機に組み込む必要があり、レンズ交換が行えるプロジェクタの場合それぞれのレンズにこの発明の機構を搭載しなければならず高価になってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、複数のプロジェクタ装置よりスクリーンに投射された部分画像の周縁部分を互いにオーバーラップさせて全体画像を形成するマルチディスプレイシステムに用いられるプロジェクタ装置において、少ないコストで、補正ノイズが少なく、コントラストの劣化がなく、既存のレンズが使用できてレンズシフトをしても補正は変わらないオーバーラップ部の輝度補正機構を有するプロジェクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプロジェクタ装置は、
複数のプロジェクタ装置より共通のスクリーンに投射された部分画像の周縁部分を互いにオーバーラップさせて全体画像を形成するマルチディスプレイシステムに用いられるプロジェクタ装置であって、光源から画像表示器を経て投写レンズに至る投射光学系に光学ＮＤフィルタ搭載機構を有し、その光学ＮＤフィルタ搭載機構は、画像表示器の画像表示面の周縁部に対応する光路近傍に設けられて透過する光線の分光成分を変えないで減光するＮＤフィルタと、そのＮＤフィルタのそれぞれを画像表示面のそれぞれが対応する辺と平行な状態でその画像表示面の中心方向と反対方向とに移動させることができるＮＤフィルタ位置調整部とを有する。
【０００７】
ＮＤフィルタの画像表示面の中心方向側の辺はその画像表示面の対応する辺と平行となっていてもよく、ＮＤフィルタの画像表示面の中心方向側の辺の長さは、その画像表示面の対応する辺の長さ以上であってもよい。
【０００８】
ＮＤフィルタは、プロジェクタ装置のマルチディスプレイシステムにおいて隣接するプロジェクタ装置側の光路に設けられていてもよく、画像表示面の４辺の周縁部に対応するそれぞれの光路近傍にそれぞれが独立して４個設けられていてもよい。
【０００９】
投射光学系は、光源と、その光源より投射される光線から平行光を生成して画像表示器に出射する平行光生成系と、画像表示器と、投写レンズとを有し、光学ＮＤフィルタ搭載機構は、平行光生成系と画像表示素子との間の光路に配設されていてもよい
ＮＤフィルタが移動可能なので、オーバーラップ部に併せてオーバーラップ部の輝度補正が行える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のプロジェクタ装置には、以下のような効果がある。即ち、
第１の効果は、オーバーラップの状態に適応した輝度補正ができることである。その理由は、ＮＤフィルタが移動可能なので、オーバーラップ部に併せてオーバーラップ部の輝度補正が行えるからである。
【００１１】
第２の効果は、従来技術と比較し安価で調整が簡単であることである。その理由は、全てがプロジェクタ内で完結する構造であり、従来技術のようなグラデーション状の曖昧な補正ではなく、認識しやすい画像となり調整が容易であるからである。
【００１２】
第３の効果は、コントラストの劣化がないことである。その理由は、入力信号にオフセットを設ける等の電気的補正がなく光学的補正のみで対応しているためである。
【００１３】
第４の効果は、前面投射、背面投射等の設置条件の規制がないことである。その理由は、全てがプロジェクタ内で完結する構造であるため従来のプロジェクタの設置規制内であれば対応可能であるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態のプロジェクタ装置を２台使用したマルチディスプレイシステムの模式的構成図であり、図２は本発明の第１の実施の形態の光学ＮＤフィルタ搭載機構の模式的構成図であり（ａ）は第１のプロジェクタ装置用、（ｂ）は第２のプロジェクタ装置用である。第１の実施の形態は、プロジェクタ装置を２台使用した最もシンプルなマルチディスプレイシステムに用いられるプロジェクタ装置であり、基本的な構成と機能をこのシンプルな構成を例として説明する。
【００１５】
投射光軸が平行するように並べて配置された第１のプロジェクタ装置１０および第２のプロジェクタ装置２０から投射された映像が、スクリーン３０上にそれぞれ第１のプロジェクタ装置の画像３０１および第２のプロジェクタ装置の画像３０２を形成し、両画像はオーバーラップ部３０３で重なっている。
【００１６】
第１のプロジェクタ装置１０および第２のプロジェクタ装置２０は、それぞれ投射光学系として、ランプ等の光源１１、２１、光源１１、１２から出射した光線から平行光を生成するテレセントリック光学系等で作られる平行光生成系１２、２２、平行光生成系１２、２２から出射される光束のうちスクリーン３０に投写された際に隣接するプロジェクタ装置２０、１０の画像とオーバーラップする部分の輝度を調整する光学ＮＤフィルタ搭載機構１３、２３、平行光生成系１２、２２から出射される光束を投写用の画像として変調する光束変調手段である画像表示部１４、２４、画像表示部１４、２４から出射された光束をスクリーンに投射する投写レンズ１５、２５を有する。
【００１７】
光学ＮＤフィルタ搭載機構１３、２３は、図２に示すように画像表示器１４、２４の画像表示面の周縁部に対応する主光路１２１、２２１の近傍に設けられていて、透過する光線の分光成分を変えないで減光することのできるＮＤフィルタ１３１、２３１と、そのＮＤフィルタ１３１、２３１のそれぞれを、画像表示面のそれぞれが対応する辺と平行な状態で画像表示面の中心方向と反対方向とに移動させることができるＮＤフィルタ位置調整部１３２、２３２と、ＮＤフィルタ１３１、２３１の位置を操作する操作部１３３、２３３とを有する。
【００１８】
次に本発明のプロジェクタ装置の動作について説明する。スクリーン３０に対してプロジェクタ装置１０、２０を設置して映像を投写し、両画面が連続するようにプロジェクタ装置１０、２０を調整する。この段階では光学ＮＤフィルタ搭載機構１３、２３はＮＤフィルタ１３１、２３１が最も外側に開いた無補正状態であり、オーバーラップ部分３０３の輝度は他の投射部分（３０１および３０２の３０３を除いた画像部分）に対して２倍となる。
【００１９】
ここで、第１のプロジェクタ装置１０の光学ＮＤフィルタ搭載機構１３のオーバーラップ側に設けられたＮＤフィルタ１３１を、操作部１３３を操作してオーバーラップ相当分だけ主光路１２１方向に動かす。同様に第２のプロジェクタ装置２０の光学ＮＤフィルタ搭載機構２３のオーバーラップ側に設けられたＮＤフィルタ２３１を、操作部２３３を操作してオーバーラップ相当分だけ主光路２２１方向に動かす。各ＮＤフィルタ１３１、２３１の減衰特性を５０％とした場合、第１のプロジェクタ装置１０および第２のプロジェクタ装置２０から投射された光束の合成でオーバーラップ部３０３の画面輝度はオーバーラップ部３０３以外の部分と同等の画面輝度が得られる。
【００２０】
本発明の第１の実施の形態では、プロジェクタ装置１０、２０の内部のテレセントリック光学系等で作られる平行光生成系１２、２２と画像表示器１４、２４との間に光学ＮＤフィルタ搭載機構１３、２３が設けられている。これによって、光回折原理の影響がほとんどない平行光領域で輝度変調が行なわれるので、従来技術と比較し補正ノイズが少ないという効果がある。また、レンズに対して画像表示器よりも手前で補正の処理を行うため、補正をレンズに依存しない構造となっているので、既存のレンズが使用できるという効果がある。また、レンズに対して画像表示器よりも手前で補正の処理を行うため、補正をレンズに依存しない構造となっているのでレンズシフトをしても補正は変わらないという効果もある。
【００２１】
この応用として光学ＮＤフィルタ搭載機構を画像表示器１４、２４と投写レンズ１５、２５の間、あるいは投写レンズ１５、２５とスクリーン３０の間に配置することも可能であるが、補正ノイズが増加するなどの問題点がある。
【００２２】
また、光学ＮＤフィルタ搭載機構として、第２の実施の形態で説明するような上下左右に４個のＮＤフィルタを有する光学ＮＤフィルタ搭載機構を用いて不必要なＮＤフィルタは開放し、必要なＮＤフィルタのみの操作を行ってもよい。プロジェクタ装置を水平方向に並べて使用するだけならば、左右に２個のＮＤフィルタを有する光学ＮＤフィルタ搭載機構を用いて不必要なＮＤフィルタは開放し、必要なＮＤフィルタのみの操作を行ってもよい。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施の形態のプロジェクタ装置について説明する。図３は本発明の第２の実施の形態のプロジェクタ装置を用いたマルチディスプレイシステムの模式的斜視図であり、図４は本発明の第２の実施の形態のプロジェクタ装置の光学ＮＤフィルタ搭載機構の模式的構成図である。
【００２４】
第２の実施の形態では、縦３列、横３列計９台のプロジェクタ装置６１〜６９を用いたマルチディスプレイシステム６を例示しているがこれに限定されるものではない。ここでプロジェクタ装置６１、６３、６７、６９は画像の２辺がオーバーラップし、プロジェクタ装置６２、６４、６６、６８は画像の３辺がオーバーラップし、プロジェクタ装置６５は画像の４辺がオーバーラップしている。従って各プロジェクタ装置６１〜６９に内蔵する光学ＮＤフィルタ搭載機構６３は、４辺のオーバーラップに対応可能な４個のＮＤフィルタ６３１ａ、６３１ｂ、６３１ｃ、６３１ｄと、ＮＤフィルタのそれぞれを独立して調整できるＮＤフイルタ位置調整部６３２と、操作部６３３を備えており、オーバーラップしない辺に対応するＮＤフィルタは開放状態に調整するものとする。投射光学系の構成は第１の実施の形態と同じなので説明は省略する。光学ＮＤフィルタ搭載機構６３も第１の実施の形態では1個であったＮＤフィルタが主光路６２１を囲む４辺に対応して４個となっただけなので詳細の説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態のプロジェクタ装置を２台使用したマルチディスプレイシステムの模式的構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光学ＮＤフィルタ搭載機構の模式的構成図であり（ａ）は第１のプロジェクタ装置用、（ｂ）は第２のプロジェクタ装置用である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のプロジェクタ装置を用いたマルチディスプレイシステムの模式的斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のプロジェクタ装置の光学ＮＤフィルタ搭載機構の模式的構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
６    マルチディスプレイシステム
１０、２０、６１〜６９    プロジェクタ装置
１１、２１    光源
１２、２２    平行光生成系
１３、２３、６３    光学ＮＤフィルタ搭載機構
１４、２４    画像表示器
１５、２５    投写レンズ
３０、８０    スクリーン
８１、３０３    オーバーラップ部
１２１、２２１、６２１    主光路
１３１、２３１、６３１ａ、６３１ｂ、６３１ｃ、６３１ｄ    ＮＤフィルタ
１３２、２３２、６３２    ＮＤフィルタ位置調整部
１３３、２３３、６３３    操作部
３０１    第１のプロジェクタ装置の画像
３０２    第２のプロジェクタ装置の画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006153952.tif 000005
【図４】
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