(57)【要約】      （修正有）【課題】投射画像に対して、その階調性やコントラストの低下を抑えつつ、汎用性のある輝度補正を行う。【解決手段】画像投射装置は、光源１からの光を変調する第１の光変調素子７と、該第１の光変調素子からの光を変調する第２の光変調素子１０と、第１の光変調素子により変調された光により形成される画像と第２の光変調素子により変調された光により形成される画像とが重畳された投射画像を被投射面Ｓに投射する光学系２〜１１と、映像信号が入力される映像入力部５５と、第１および第２の光変調素子のうち一方の光変調素子を映像信号に基づいて駆動する第１の駆動部５１と、第１および第２の光変調素子のうち他方の光変調素子を、映像信号とは無関係な信号またはデータを用いて駆動する第２の駆動部５２とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を変調する第１の光変調素子と、
該第１の光変調素子からの光を変調する第２の光変調素子と、
前記第１の光変調素子により変調された光により形成される画像と前記第２の光変調素子により変調された光により形成される画像とが重畳された投射画像を被投射面に投射する光学系と、
映像信号が入力される映像入力部と、
前記第１および第２の光変調素子のうち一方の光変調素子を前記映像信号に基づいて駆動する第１の駆動部と、
前記第１および第２の光変調素子のうち他方の光変調素子を、前記映像信号とは無関係な信号またはデータを用いて駆動する第２の駆動部とを有することを特徴する画像投射装置。
【請求項２】
前記第２の光変調素子が前記一方の光変調素子であり、前記１の光変調素子が前記他方の光変調素子であることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置
【請求項３】
前記映像信号とは無関係な信号およびデータはそれぞれ、画像周辺部の輝度が画像端に近づくほど低くなる輝度変化を示す信号およびデータであり、
前記第２の駆動部は、前記他方の光変調素子に前記輝度変化を有する画像を形成させるように該他方の光変調素子を駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
前記映像信号とは無関係な信号およびデータはそれぞれ、前記被投射面の領域ごとの輝度または反射率に応じた信号およびデータであり、
前記第２の駆動部は、前記領域ごとの前記輝度または前記反射率に応じて前記他方の光変調素子により形成される画像の輝度分布を変化させるように該他方の光変調素子を駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項５】
前記被投射面を撮像する撮像手段を有し、
前記第２の駆動部は、前記撮像手段からの出力を用いて前記映像信号とは無関係な信号またはデータを取得することを特徴とする請求項３または４に記載の画像投射装置。
【請求項６】
前記映像信号とは無関係なデータを記憶する記憶手段を有し、
前記第２の駆動部は、前記記憶手段から前記データを取得することを特徴とする請求項３または４に記載の画像投射装置。
【請求項７】
前記映像信号は、色信号と輝度信号を含み、
前記第２の駆動部は、前記映像信号とは無関係な信号またはデータと前記映像信号から取得した前記輝度信号とを用いて前記他方の光変調素子を駆動することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調素子により光を変調して画像を投射する画像投射装置（プロジェクタ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタから建物等の立体物に画像を投射するプロジェクションマッピングにおいて、立体物の被投射面の領域ごとの角度や材質等に応じて反射率が異なると、鑑賞者から見た投射画像の明るさにむらが生じる。この場合は、反射率が低い領域で見える画像部分の輝度に合わせて、反射率が高い領域に投射される画像部分の輝度を電気的に低くする輝度補正が必要になる。ただし、この輝度補正により投射画像として表現可能な階調数が少なくなり、階調性（階調変化の滑らかさ）が低下する。
【０００３】
また、大きな画像を投射するために複数のプロジェクタからの複数の投射画像を繋ぎ合わせるマルチプロジェクションでは、複数の投射画像の周辺部を重ね合わせる際にエッジブレンディングを行う。このエッジブレンディングでは、各投射画像の周辺部に該投射画像の端に向かって輝度を低下させる電気的な輝度補正をかけることで投射画像の繋ぎ目部を目立たなくすることができる。投射画像の繋ぎ目部が黒等が表示された暗部である場合は、黒の輝度レベルを電気的に上げてあげて同様な輝度補正を行う。ただし、黒の輝度レベルを上げることで、投射画像のコントラストが低下する。
【０００４】
特許文献１には、光源からの光を光変調素子に導く照明光学系内に特定の形状を有する遮光部材を設けることで、光学的に投射画像の周辺部の輝度を低下させるプロジェクタが開示されている。遮光部材に代えて部分的に透過率が異なるフィルタを用いれば、プロジェクションマッピングにおける立体物の領域ごとの反射率の違いによる明るさむらも補正することは可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５６６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、遮光部材やフィルタを用いる場合には、それらを照明光学系内で非常に高い精度で位置決めする必要がある。また、投射画像の内容（パターン）や立体物の領域ごとの反射率に合わせて遮光部材の形状やフィルタの部分ごとの透過率を変更する必要があるため、電気的な補正に比べて汎用性が低い。
【０００７】
本発明は、投射画像に対して、その階調性やコントラストの低下を抑えつつ、汎用性のある輝度補正を行うことができるようにした画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての画像投射装置は、光源からの光を変調する第１の光変調素子と、該第１の光変調素子からの光を変調する第２の光変調素子と、第１の光変調素子により変調された光により形成される画像と第２の光変調素子により変調された光により形成される画像とが重畳された投射画像を被投射面に投射する光学系と、映像信号が入力される映像入力部と、第１および第２の光変調素子のうち一方の光変調素子を映像信号に基づいて駆動する第１の駆動部と、第１および第２の光変調素子のうち他方の光変調素子を、映像信号とは無関係な信号またはデータを用いて駆動する第２の駆動部とを有することを特徴する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、投射画像に対して、その階調性やコントラストの低下を抑えつつ、汎用性がある輝度補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１であるプロジェクタの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１における各共役面での輝度分布を示す図。
【図３】実施例１のエッジブレンディングへの適用例を示す図。
【図４】エッジブレンディングを暗部で行う場合の課題を示す図。
【図５】実施例１のエッジブレンディングでの効果を示す図。
【図６】本発明の実施例２における各共役面での輝度分布を示す図。
【図７】実施例２のプロジェクションマッピングへの適用例を示す図。
【図８】本発明の実施例３であるプロジェクタの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１であるプロジェクタの構成を示している。本実施例では、後述する第１および第２の光変調素子７，１０のうち「一方の光変調素子」として第２の光変調素子１０を用い、「他方の光変調素子」として第１の光変調素子７を用いる。
【００１３】
光源１から発せられた発散光束（第１の光）は集光レンズ２によって集光されて平行光束となって出射する。光源１としては、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、発光ダイオード、レーザ、蛍光体等を用いることができる。集光レンズ２から出射した平行光束は第１のレンズアレイ３によって複数の光束に分割され、該複数の光束は集光されて第２のレンズアレイ４の近傍に複数の光源像を形成する。第２のレンズアレイ４を出射した複数の光束はコンデンサレンズ５によって集光され、第１の光変調素子（他方の光変調素子）７上で重畳されて均一な照度分布を形成する。第１の光変調素子７は、反射型液晶パネルである。
【００１４】
コンデンサレンズ５から出射した光束は、第１の偏光ビームスプリッタ６に入射する。第１の偏光ビームスプリッタ６に入射した光束のうちＳ偏光成分は、その偏光分離面で反射されて光路外に導かれ、Ｐ偏光成分は偏光分離面を透過して第１の光変調素子７に入射する。反射型液晶パネルである第１の光変調素子７は、その画素ごとに入射光の偏光状態を制御する、すなわち変調することができる。第１の駆動部５１は、第１の光変調素子７を駆動して光変調を行わせる。第１の光変調素子７において変調されてＳ偏光として出射した光束（第２の光）は、第１の偏光ビームスプリッタ６の偏光分離面で反射されてリレーレンズ（結像光学系）８に入射する。一方、第１の光変調素子７において変調されずにＰ偏光のまま出射した光束は第１の偏光ビームスプリッタ６の偏光分離面を透過して光源側に戻る。
【００１５】
リレーレンズ８により集光された光束（Ｓ偏光）は、第２の偏光ビームスプリッタ９で反射されて第２の光変調素子１０に入射する。第２の光変調素子１０も、反射型液晶パネルであり、その画素ごとに入射光を変調することができる。第１の駆動部５１は、第１の光変調素子７を駆動して光変調を行わせる。第２の光変調素子１０により変調されてＰ偏光として出射した光束は第２の偏光ビームスプリッタ９を透過して投射レンズ１１に入射し、該投射レンズ１１によって不図示のスクリーンや立体物等の被投射面Ｓに拡大投射される。これにより、被投射面Ｓ上に映像としての投射画像（表示画像）が表示される。なお、第２の光変調素子１０により変調されずにＳ偏光のまま出射した光束は、第２の偏光ビームスプリッタ９で反射されて光源側に戻る。
【００１６】
第２の光変調素子１０は、リレーレンズ８に関して第１の光変調素子７と光学的に共役な位置に配置される。このため、第１の光変調素子７上の光分布の像がリレーレンズ８によって第２の光変調素子１０上に結像する。また、被投射面Ｓは、投射レンズ１１に関して第２の光変調素子１０と光学的に共役な関係となる。したがって、第１の光変調素子７により変調された光により形成される画像と第２の光変調素子１０により変調された光により形成される画像とが重畳された画像が被投射面Ｓ上に投射画像として投射される。
【００１７】
第２の駆動部５２は、映像入力部５５を通じてパーソナルコンピュータ等の画像供給装置Ｃから入力された映像信号（以下、入力映像信号という）に基づいて駆動信号を生成し、該駆動信号を第２の光変調素子１０に与えてこれを駆動する。
【００１８】
一方、第１の駆動部５１は、画像投射前または画像投射中の被投射面Ｓを撮像するカメラ５３からの出力である撮像信号から後述する輝度補正信号、すなわち入力映像信号とは無関係な信号を生成する。輝度補正信号の具体例については後述する。そして、該輝度補正信号を用いて生成した駆動信号を第１の光変調素子７に与えてこれを駆動する。また第１の駆動部５１は、輝度補正信号に相当する輝度補正データ（入力映像信号と無関係なデータ）を予め記憶手段としてのメモリ５４に記憶させておき、メモリ５４から取得した輝度補正データを用いて駆動信号を生成することで第１の光変調素子７を駆動してもよい。
【００１９】
さらに、基準となる輝度補正データ（テンプレート）をメモリ５４に記憶させておき、該輝度補正データに基づいて第１の光変調素子７を駆動した状態でカメラ５３の出力やユーザの入力に応じて該輝度補正データを補正できるようにしてもよい。これにより、容易に実際の投射画像に応じた輝度補正データの補正、つまりは第１の光変調素子７による光変調で形成される画像の補正を行うことができる。
【００２０】
次に、本実施例のプロジェクタを複数台（２台）用いたマルチプロジェクションにおいてエッジブレンディングを行う場合について、図２〜図５を用いて説明する。図２（ａ）は、第１の光変調素子７による光変調で形成される画像（輝度補正信号または輝度補正データが示す輝度変化を有する画像であり、以下、輝度補正画像という）を示す。この輝度補正画像は、画像周辺部の輝度が画像端に近づくほど低くなる輝度変化（グラデーション）を有する画像である。この輝度補正画像（つまりは輝度補正信号）は、入力映像信号とは無関係な画像（信号）である。
【００２１】
図２（ｂ）は、第２の光変調素子１０による光変調で形成される画像（言い換えれば、入力映像信号に対応する画像であり、以下の説明では本画像という）を示す。図２（ｃ）は、これら本画像に輝度補正画像が重畳されて被投射面Ｓ上に表示される投射画像を示す。投射画像は、本画像の周辺部に輝度補正画像による輝度補正がかかった画像となる。
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）には、本実施例のプロジェクタを２台用いてマルチプロジェクションを行った場合のエッジブレンディングの効果を示す。図３（ａ）には、２台のプロジェクタにより投射される２つの投射画像とそれぞれの輝度分布を示し、図３（ｂ）には繋ぎ合わされた投射画像（以下、合成投射画像という）とその輝度分布（実線）を示す。図３（ｂ）に破線で示した輝度分布は図３（ａ）に示した２つの投射画像の輝度分布を示す。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、本実施例の２台のプロジェクタＰ１，Ｐ２により図２（ｃ）に示したように周辺部に輝度補正をかけた投射画像を被投射面Ｓに投射させ、図３（ｂ）に示すようにそれぞれの周辺部（繋ぎ目部）を重ね合わせる。これにより、同図に実線で示すように合成投射画像の繋ぎ目部の輝度が他の部分と同等となり、繋ぎ目部を目立たなくすることができる。
【００２４】
ここで、従来の２台のプロジェクタを用いてエッジブレンディングを行う場合は、入力映像信号自体に電気的な輝度補正処理を行うことで、各投射画像の繋ぎ目部に輝度補正をかけている。このことは、２つの投射画像が図４（ａ）に示すように黒の部分が多く、その中に明るい部分が含まれる画像、例えば夜星の画像である場合も同様である。なお、図４（ａ）には、従来の２台のプロジェクタＰ１′，Ｐ２′より投射される２つの投射画像とそれぞれの黒の部分の輝度分布を実線で示し、一点鎖線は白の輝度レベルを示す。このような黒の部分が多い２つの投射画像の繋ぎ目部を輝度補正をかけずに重ね合わせると、図４（ｂ）に示すように重なり合った繋ぎ目部の輝度（実線）が２倍になる輝度浮きが生じ、合成投射画像における繋ぎ目部が目立つ。
【００２５】
この課題に対して、図４（ａ）に示した２つの投射画像（入力映像信号）のそれぞれに、図５（ａ）に示すように各投射画像の黒の輝度レベルを２倍程度上げた上で繋ぎ目部に輝度補正をかける。例えば、図４（ａ）に実線で示した黒の輝度を１００としたとき、図５（ａ）に実線で示す黒の輝度は２００程度となる。これにより、合成投射画像における繋ぎ目部の輝度浮きを目立たなくすることは可能である。なお、図５（ａ）には、破線で２つの投射画像の黒の部分の輝度分布を、実線で合成投射画像の黒の部分の輝度分布を示す。一点鎖線は白の輝度レベルを示す。
【００２６】
しかしながら、図５（ａ）に示すように合成投射画像の黒の輝度レベルが上がることで、そのコントラストが低下する。また、黒の輝度レベルが上がるために、黒より明るい部分を表示するための階調数が少なくなり、階調性が低下する。
【００２７】
これに対して、本実施例では、前述したようにリレーレンズ８に関して第１の光変調素子７と第２の光変調素子１０とを光学的に共役な関係とすることで、コントラストや階調性の低下を抑制しつつエッジブレンディングを行うことができる。以下、その理由について説明する。
【００２８】
本実施例では、入力映像信号とは無関係な輝度補正信号を用いて第１の光変調素子７にエッジブレンディングを行うための輝度補正画像を形成させ、第２の光変調素子１０には通常の入力映像信号に対応した本画像を形成させる。つまり、入力映像信号には、エッジブレンディングのための電気的な輝度補正処理を行わない。これにより、階調性が低下していない本画像を被投射面Ｓに投射することができる。
【００２９】
さらに、第１の光変調素子７と第２の光変調素子１０を光学的に直列に配置しているので、プロジェクタ全体としてのコントラストは第２の光変調素子１０のみを用いた場合に比べて増加させることができる。例えば、第２の光変調素子１０と第２の偏光ビームスプリッタ９とで得られるコントラストを１００：１とし、第１の光変調素子７と第１の偏光ビームスプリッタ６とで得られるコントラストを１００：１とすると、プロジェクタ全体としては１００００：１となる。すなわち、第１の光変調素子７を用いずに第２の光変調素子１０のみを用いる場合に比べて１００倍のコントラストを得ることができる。
【００３０】
これにより、図５（ｂ）に示すように黒い分部が多い投射画像を繋ぎ合わせるときのエッジブレンディングにおいて投射画像の黒レベルを２倍程度上げても、合成投射画像全体に生じる輝度浮きを入力映像信号に電気的な補正処理を行う場合に比べて５０分の１程度に低減することができる。なお、図５（ｂ）における２本の破線は本画像に輝度補正画像が重畳された２つの投射画像の黒い部分の輝度分布を示し、実線は合成投射画像の黒い部分の輝度分布を示す。また、投射画像の階調性も十分に確保することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施例では、入力映像信号とは無関係な輝度補正信号または輝度補正データを用いて形成した輝度補正画像を入力映像信号に基づいて形成した本画像に重畳した２つの投射画像を繋ぎ合わせて合成投射画像を表示する。これにより、本画像にて本来得られる階調性やコントラストを確保しつつ（つまりは投射画像の階調性やコントラストの低下を抑えつつ）、本画像に輝度補正画像を重畳することで合成投射画像の繋ぎ目部の輝度浮きを目立たなくする輝度補正を行うことができる。しかも、輝度補正画像としての様々な画像を容易に第１の光変調素子７に形成させることができるので、汎用性がある輝度補正を行うことができる。
【００３２】
なお、本実施例では、第１の光変調素子７に輝度補正画像を形成させ、その後段に配置された第２の光変調素子１０に本画像を形成させたが、第１の光変調素子７に本画像を形成させ、第２の光変調素子１０に輝度補正画像を形成させてもよい。これにより、本実施例と同様な効果を得ることができる。ただし、輝度補正画像は、本画像よりも低周波画像であることが多い。このため、本実施例のように輝度補正画像を第１の光変調素子７に形成させる方が、輝度補正画像を第２の光変調素子１０に形成させるより、第１および第２の光変調素子７，１０の共役関係（結像関係）を決めるリレーレンズ８の結像性能を低くすることができる。リレーレンズ８の結像性能を低くすることができれば、該リレーレンズ８の光学構成を簡単にしたりリレーレンズ８（さらにはプロジェクタ全体）を小型化したりすることができる。
【００３３】
本実施例では、第１の駆動部５１は、輝度補正信号または輝度補正データのみを用いて第１の光変調素子７を駆動して輝度補正画像を形成した。しかし、図１に破線で示すように、入力映像信号を構成する色信号と輝度信号のうち輝度信号（以下、映像輝度信号という）を取得し、輝度補正信号（または輝度補正データ）と映像輝度信号とを用いて第１の光変調素子７に輝度補正画像を形成させてもよい。この場合の輝度補正画像は、本画像に重畳されることで、エッジブレンディング用の輝度補正を行うだけでなく、投射画像のダイナミックレンジを拡大する。
【実施例２】
【００３４】
本発明の実施例２のプロジェクタについて説明する。本実施例のプロジェクタの光学構成は実施例１のプロジェクタと同じである。本実施例では、立体物（被投射面）へのプロジェクションマッピングを行う場合に、第１の光変調素子７に立体物の領域ごとの輝度や反射率に応じて輝度が変化する輝度補正画像を形成させる。この輝度補正画像は、立体物のうち輝度や反射率が高い領域に対応する画像部分の輝度を、該立体物のうち輝度や反射率が低い領域に対応する画像部分の輝度よりも低くした画像である。
【００３５】
第１の駆動部５１は、例えば立体物を撮像したカメラ５３からの撮像信号を用いてその立体物の領域ごとの輝度（または反射率）を示す輝度分布データを取得する。また、第１の駆動部５１は、予め立体物の反射率（または輝度）を測定することで得られてメモリ５４に記憶された反射率分布データを該メモリ５４から取得してもよい。そして、取得した輝度分布データまたは反射率分布データから輝度補正信号または輝度補正データ（すなわち入力映像信号とは無関係な信号またはデータ）を生成し、該輝度補正信号または輝度補正データを用いて第１の光変調素子７にたいする駆動信号を生成する。これにより、第１の光変調素子７に上述した輝度補正画像を形成させることができる。
【００３６】
図７（ａ）は、従来のプロジェクタＰ′から立体物Ｄに対して画像を投射したときの観察者からの該投射画像の見え方を示す。立体物Ｄの右半分の領域は、プロジェクタＰ′の投射レンズおよび観察者Ｅに正対した領域であり、その反射率（つまりは輝度）が高い領域である。一方、立体物Ｄの左半分の領域は、投射レンズおよび観察者Ｅに対して傾いた領域であり、右半分の領域よりも反射率が低い領域である。この立体物Ｄに対して、図６（ｂ）に示すように、立体物Ｄの領域ごとの反射率に応じた輝度補正がなされていない画像が投射されると、観察者は、図７（ａ）に示すように左半分の画像部分が右半分の画像部分よりも暗い明るさむらを有する投射画像を見ることになる。
【００３７】
図６（ａ）は、本実施例のプロジェクタＰにおいて第１の光変調素子７による光変調で形成される輝度補正画像を示す。この輝度補正画像は、上述したように右半分の領域が左半分の領域より反射率が高い立体物Ｄに対して、右半分の画像部分の輝度が左半分の画像部分よりも暗い画像である。この輝度補正画像（つまりは輝度補正信号）は、入力映像信号とは無関係な画像（信号）である。
【００３８】
図６（ｂ）は、入力映像信号に基づいて駆動される第２の光変調素子１０による光変調で形成される本画像を示す。図６（ｃ）は、本画像と輝度補正画像とを重畳させた投射画像を示す。この立体物Ｄの領域ごとの反射率に応じた輝度補正がなされた投射画像が図７（ｂ）に示すように立体物Ｄに投射されると、図７（ａ）に示したような明るさむらが低減された投射画像を観察者に見せることができる。
【００３９】
このように本実施例では、被投射面の領域ごとの反射率に応じた輝度補正を行うことが可能な輝度補正画像を本画像に重畳した投射画像を被投射面に投射する。これにより、被投射面の領域ごとの反射率の相違に起因する明るさむらが低減された投射画像を観察者に提示することができる。
【００４０】
従来のプロジェクタにおいて、被投射面の領域ごと反射率の相違に起因する投射画像の明るさむらを低減するためには、実施例１で説明したエッジブレンディングを行う場合と同様に、入力映像信号自体に輝度補正処理を行う。これにより、投射画像の階調性が低下する。
【００４１】
一方、本実施例では、本画像にて本来得られる階調性やコントラストを確保しつつ（つまりは投射画像の階調性やコントラストの低下を抑えつつ）、輝度補正画像によって被投射面の領域ごとの反射率の相違に起因する投射画像の明るさむらを低減することができる。そして、輝度補正画像としての様々な画像を容易に第１の光変調素子７に形成させることができるので、汎用性がある輝度補正を行うことができる。
【００４２】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）および図７（ｂ）は、立体物Ｄが反射率が異なる２つの平面領域を有する場合について説明したが、曲面スクリーンや球体等の他の形状を有する立体物に画像投射を行う場合でも、同様にして投射画像の輝度補正を行うことができる。
【実施例３】
【００４３】
図８を用いて、実施例１および実施例２で説明したように本画像と輝度補正画像とを重畳させて投射可能なプロジェクタの他の構成例を実施例３として説明する。
【００４４】
超高圧水銀ランプやキセノンランプ等の光源ランプ１２から出射した平行光束（第１の光）は、第１のレンズアレイ１３によって複数の光束に分割され、該複数の光束は集光されて第２のレンズアレイ１４の近傍に複数の光源像を形成する。なお、光源ランプに代えて、発光ダイオード、レーザ、蛍光体等の光源を用いることもできる。第２のレンズアレイ１４を出射した複数の光束は偏光変換素子１５に入射し、ここで特定の偏光方向を有する偏光光（ここではＰ偏光とする）に変換される。
【００４５】
偏光変換素子１５から出射した複数の光束は、折り曲げミラー１６で反射され、第１の偏光ビームスプリッタ１７を透過して第１のコンデンサレンズ１８に入射する。そして、複数の光束はコンデンサレンズ５によって集光され、第１の光変調素子（他方の光変調素子）１９上で重畳されて均一な照度分布を形成する。第１の光変調素子１９は、反射型液晶パネルであり、実施例１，２と同様に第１の駆動部６１により輝度補正信号に応じて駆動されることで入射光を変調して輝度補正画像を形成する。また、第１の偏光ビームスプリッタ１７は、コントラスト向上に有利なワイヤーグリッド型偏光分離素子である。
【００４６】
第１の光変調素子７において変調されてＳ偏光として出射した光束（第２の光）は、第１の偏光ビームスプリッタ１７で反射されてクロスダイクロイックミラー２０に入射する。一方、第１の光変調素子７において変調されずにＰ偏光のまま出射した光束は第１の偏光ビームスプリッタ１７を透過して光源側に戻る。
【００４７】
クロスダイクロミラー２０は、光源ランプ１２から上記の光路を介して導かれてきた白色光を、青色光、緑色光および赤色光に分離してそれぞれを対応する光路に導く。青色光は、折り曲げミラー２７で反射されて第２のコンデンサレンズ２１により集光されつつ青用の第２の偏光ビームスプリッタ２３ｂをＰ偏光として透過して青用の第２の光変調素子２４ｂに入射する。第２の偏光ビームスプリッタ２３ｂも、ワイヤーグリッド型偏光分離素子である。
【００４８】
緑色光および赤色光は、折り曲げミラー２８で反射されて第３のコンデンサレンズ２９で集光されつつダイクロミラー２２に入射して、緑色光と赤色光とに分離される。緑色光は、緑用の第２の偏光ビームスプリッタ２３ｇをＰ偏光として透過して緑用の第２の光変調素子２４ｇに入射する。赤色光は、赤用の第２の偏光ビームスプリッタ２３ｒをＰ偏光として透過して緑用の第２の光変調素子２４ｒに入射する。３つの第２の偏光ビームスプリッタ２３ｂ，２３ｇ，２３ｒも、ワイヤーグリッド型偏光分離素子である。
【００４９】
３つの第２の光変調素子（一方の光変調素子）２４ｂ，２４ｇ，２４ｒは反射型液晶パネルであり、実施例１，２と同様に第２の駆動部６２により入力映像信号の青信号、緑信号および赤信号に応じて駆動されることで入射光を変調する。これにより、フルカラー画像としての本画像を形成するための青色光、緑色光および赤色光が生成される。
【００５０】
第２の光変調素子２４ｂ，２４ｇ，２４ｒにより変調されてＳ偏光として出射した光束は第２の偏光ビームスプリッタ２３ｂ，２３ｇ，２３ｒで反射されてクロスダイクロプリズム２５に入射してここで合成されて投射レンズ２６に入射する。投射レンズ２６に入射した色合成光は不図示のスクリーン等の被投射面に拡大投射される。これにより、被投射面上に映像としての投射画像（表示画像）が表示される。なお、第２の光変調素子２４ｂ，２４ｇ，２４ｒにより変調されずにＰ偏光のまま出射した光束は、第２の偏光ビームスプリッタ２３ｂ，２３ｇ，２３ｒを透過して光源側に戻る。
【００５１】
本実施例でも、３つの第２の光変調素子２４ｂ，２４ｇ，２４ｒを第１の光変調素子１９と光学的に直列に配置している。さらに、第１および第２のコンデンサレンズ（結像光学系）１８，２１，２９に関して第１の光変調素子１９と第２の光変調素子２４ｂ，２４ｇ，２４ｒが光学的に共役な位置に配置されている。このため、第１の光変調素子１９上の光分布の像が第２の光変調素子２４ｂ，２４ｇ，２４ｒ上に結像する。また、被投射面は、投射レンズ２６に関して第２の光変調素子２４ｂ，２４ｇ，２４ｒと光学的に共役な関係となる。したがって、第１の光変調素子１９によって変調された光により形成される輝度補正画像と第２の光変調素子２４ｂ，２４ｇ，２４ｒによって変調された光により形成される本画像とが重畳された画像が被投射面上に投射画像として投射される。これにより、マルチプロジェクションにおけるエッジブレンディングやプロジェクションマッピングを行う際に、投射画像の階調性やコントラストの低下を抑えつつ、汎用性のある輝度補正を行うことができる。
【００５２】
なお、実施例１〜３で説明した第１および第２の光変調素子は、透過型液晶パネルやデジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。デジタル・マイクロミラー・デバイスを用いる場合には、光路を切り替えるための素子として偏光ビームスプリッタの代わりに全反射プリズムやフォールディングミラー等を用いることができる。
【００５３】
また、実施例３では３つの第２の光変調素子に対して１つの第１の光変調素子が設けられている場合について説明したが、第１の光変調素子を第２の光変調素子ごとに設ける、つまり３つの第２の光変調素子を設けてもよい。
【００５４】
さらに、実施例１〜３では、エッジブレンディングのための輝度補正やプロジェクションマッピングにおける立体物の領域ごとの反射率に応じた輝度補正について説明した。しかし、輝度補正の目的はこれらに限定されず、プロジェクタ内の光学系によって生じる被投射面上での明るさむらを低減するための輝度補正を行ってもよい。
【００５５】
例えば、光学系に設けられた絞りを絞り込んだ際に明るさむらが発生する場合が多いため、絞りの開度に合わせて第１の光変調素子に輝度補正画像を形成させてもよい。また、投射レンズにおける周辺光量の低下による明るさむらは、特に画角が大きい広角レンズにおいて生じやすい。広角レンズを用いる場合は、被投影面への光線入射角度も大きくなり、実施例２で説明した立体物へのプロジェクションマッピングにおいて立体物の反射率のむらの影響も合わせて生じる。このため、これらを補正する輝度補正画像を第１の光変調素子で形成してもよい。これらの場合も、入力映像信号に基づく本画像に対して輝度補正を行う必要がないので、投射画像の階調性やコントラストの低下を抑えつつ、汎用性のある輝度補正を行うことができる。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００５６】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【００５７】
例えば、前述の実施例においては第１の駆動部５１と第２の駆動部５２が別々に設けられた構成を例示したが、第１の駆動部５１と第２の駆動部５２が一体になった構成、つまり、１つの駆動部が第１の駆動部５１と第２の駆動部５２の機能を持つ構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  光源
７  第１の光変調素子（他方の光変調素子）
８  リレーレンズ
１０  第２の光変調素子（一方の光変調素子）
５１  第１の駆動部
５２  第２の駆動部
【図１】
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【図２】
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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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