(57)【要約】【課題】大画面画像の投射や高精細画像の投射を行う際の調整を容易にすることができるプロジェクタを提供する。【解決手段】照明装置１００と、第１画像光を射出する第１画像形成手段（第１画像形成ユニット１００）と、第２画像光を射出する第２画像形成手段（第２画像形成ユニット２００）と、偏光合成光学系（偏光合成プリズム５０）と、投射光学系６０とを備えるプロジェクタ１において、前記第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００は、同一平面上で互いに直交する方向に所定範囲内で移動可能に設けられる。そして、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００の移動量を設定することによって、第１画像形成ユニット１００から射出される第１画像光に対応する画像と第２画像形成ユニット２００から射出される第２画像光に対応する画像のアスペクト比を所定範囲で設定可能とする。【選択図】図１
2008242386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１色光、第２色光及び第３色光を含む光を射出する照明装置と、
前記第１〜第３色光をそれぞれ変調する第１〜第３光変調素子及び前記第１〜第３光変調素子でそれぞれ変調された変調後の第１〜第３色光が入射される第１〜第３光入射面を有し前記第１〜第３光入射面に入射された前記変調後の第１〜第３色光を合成する第１色合成光学系を有し、前記第１色合成光学系から第１画像光を射出する第１画像形成手段と、
前記第１〜第３色光をそれぞれ変調する第４〜第６光変調素子及び前記第４〜第６光変調素子でそれぞれ変調された変調後の第１〜第３色光が入射される第１〜第３光入射面を有し前記第１〜第３光入射面に入射された前記変調後の第１〜第３色光を合成する第２色合成光学系を有し、前記第２色合成光学系から第２画像光を射出する第２画像形成手段と、
前記第１画像形成手段から射出される第１画像光及び前記第２画像形成手段から射出される第２画像光が入射される第１画像光入射面及び第２画像光入射面を有し、前記第１画像光入射面及び第２画像光入射面に入射された前記第１画像光と第２画像光とを合成する偏光合成光学系と、
前記偏光合成光学系で合成された画像光に対応する画像を投射する投射光学系と、
を備え、
前記第１画像形成手段及び第２画像形成手段は、同一平面上で互いに直交する方向に所定の範囲で移動可能に設けられることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏向合成光学系は、前記第１画像光入射面及び第２画像光入射面が前記第１画像形成手段及び第２画像形成手段の移動範囲に対応可能な大きさを有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１画像形成手段及び第２画像形成手段を駆動する画像形成手段駆動部と、前記画像形成手段駆動部を制御する機能を有する画像表示処理部とを有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項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、
前記第１画像形成手段及び第２画像形成手段の移動量を設定することによって、前記第１画像光に対応する画像と前記第２画像光に対応する画像とが一部に重畳領域を有してタイリング表示される場合、前記重畳領域の光量を調整する遮光手段を設けることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
第１色光、第２色光及び第３色光を含む光を射出する照明装置と、
前記第１〜第３色光をそれぞれ変調する第１〜第３光変調素子及び前記第１〜第３光変調素子でそれぞれ変調された変調後の第１〜第３色光が入射される第１〜第３光入射面を有し前記第１〜第３光入射面に入射された前記変調後の第１〜第３色光を合成する第１色合成光学系を有し、前記第１色合成光学系から第１画像光を射出する第１画像形成手段と、
前記第１〜第３色光をそれぞれ変調する第４〜第６光変調素子及び前記第４〜第６光変調素子でそれぞれ変調された変調後の第１〜第３色光が入射される第１〜第３光入射面を有し前記第１〜第３光入射面に入射された前記変調後の第１〜第３色光を合成する第２色合成光学系を有し、前記第２色合成光学系から第２画像光を射出する第２画像形成手段と、
前記第１画像形成手段から射出される第１画像光及び前記第２画像形成手段から射出さ
れる第２画像光が入射される第１画像光入射面及び第２画像光入射面を有し、前記第１画像光入射面及び第２画像光入射面に入射された前記第１画像光と第２画像光とを合成する偏光合成光学系と、
前記偏光合成光学系で合成された画像光に対応する画像を投射する投射光学系と、
を備え、
前記第１〜第３光変調素子は、前記第１〜第３光変調素子のうち、直交する線上に配置される光変調素子同士が同一平面上で互いに直交する方向に所定の範囲で移動可能に設けられ、
前記第４〜第６光変調素子は、前記第４〜第６光変調素子のうち、直交する線上に配置される光変調素子同士が同一平面上で互いに直交する方向に所定の範囲で移動可能に設けられることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項５に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１色合成光学系は、前記第１〜第３光入射面が前記第１〜第３光変調素子の移動範囲に対応可能な大きさを有し、
前記第２色合成光学系は、前記第１〜第３光入射面が前記第４〜第６光変調素子の移動範囲に対応可能な大きさを有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１〜第６光変調素子を駆動する光変調素子駆動部と、前記光変調素子駆動部を制御する機能を有する画像表示処理部とを有することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のプロジェクタを用いて、各プロジェクタから投射される画像をスクリーンでタイリングまたは重畳させることにより大画面画像や高精細画像の表示を可能とするマルチプロジェクションシステムが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された技術（第１従来技術という）及び特許文献２に開示された技術（第２従来技術という）は、複数のプロジェクタから投射される画像をタイリング表示するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７７９５８号公報
【特許文献２】特開平９−３２６９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した第１従来技術および第２従来技術は、いずれの場合も複数のプロジェクタから投射される画像をタイリング表示することによってスクリーン上で大画面画像を形成するものである。このため、隣接するプロジェクタから投射される画像に画素などにずれが生じないように個々のプロジェクタの位置や姿勢を高精度に調整する必要がある。
【０００６】
また、個々のプロジェクタごとに光源や光学系などの個体差による明るさ、色の違いが存在し、また、投射光学系の個体差による投射画像歪みが存在するため、これらについての調整も高精度に行う必要がある。特に、投射画像歪みについては、ドットバイドットのように高精細な画像を投射するマルチプロジェクションシステムでは、調整がより一層困難である。
【０００７】
マルチプロジェクションシステムを構築した初期の状態において、上記した各種の調整が高精度になされたとしても、経時変化により微妙なずれが生じることは避けられないのが実情である。したがって、この種のマルチプロジェクションシステムにおいては、定期的あるいはその都度、各種の調整をし直す必要があり、これは、きわめて時間を要する手間の係る作業である。
【０００８】
また、画像処理による補正を施すことにより、色の違いや明るさなどを調整することも考えられるが、画像処理による調整は高精細画像であればあるほど複雑で多くの処理を施す必要があるため、高精細画像の表示を行う場合には、画像処理による調整は適さないのが一般的である。
【０００９】
本発明は、大画面画像の投射や高精細画像の投射を行う際の調整を容易にすることができるプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明のプロジェクタは、第１色光、第２色光及び第３色光を含む光を射出する照明装置と、前記第１〜第３色光をそれぞれ変調する第１〜第３光変調素子及び前記第１〜第３光変調素子でそれぞれ変調された変調後の第１〜第３色光が入射される第１〜第３光入射面を有し前記第１〜第３光入射面に入射された前記変調後の第１〜第３色光を合成
する第１色合成光学系を有し、前記第１色合成光学系から第１画像光を射出する第１画像形成手段と、前記第１〜第３色光をそれぞれ変調する第４〜第６光変調素子及び前記第４〜第６光変調素子でそれぞれ変調された変調後の第１〜第３色光が入射される第１〜第３光入射面を有し前記第１〜第３光入射面に入射された前記変調後の第１〜第３色光を合成する第２色合成光学系を有し、前記第２色合成光学系から第２画像光を射出する第２画像形成手段と、前記第１画像形成手段から射出される第１画像光及び前記第２画像形成手段から射出される第２画像光が入射される第１画像光入射面及び第２画像光入射面を有し、前記第１画像光入射面及び第２画像光入射面に入射された前記第１画像光と第２画像光とを合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系で合成された画像光に対応する画像を投射する投射光学系とを備え、前記第１画像形成手段及び第２画像形成手段は、同一平面上で互いに直交する方向に所定の範囲で移動可能に設けられることを特徴とする。
【００１１】
本発明のプロジェクタによれば、１台のプロジェクタが２系統の画像形成手段（第１画像形成手段及び第２画像形成手段）と、１つの投射光学系を有する構成とし、かつ、第１画像形成手段及び第２画像形成手段を同一平面上で互いに直交する方向に所定の範囲で移動可能としている。これにより、第１画像形成手段及び第２画像形成手段の移動量を設定することによって、前記第１画像光に対応する画像と前記第２画像光に対応する画像をスクリーン上でアスペクト比を所定範囲で設定できる。
【００１２】
このように、本発明のプロジェクタは、１台のプロジェクタで２つの投射画像をタイリング表示したりスタッキング表示したりすることができるため、複数のプロジェクタを用いる従来のマルチプロジェクションシステムと異なり、プロジェクタを設置する設置架台の経時変化などによる投射画像のずれなどを防止することができ、また、個々のプロジェクタの個体差による表示画像の色ムラなどを防止することができる。これにより、本発明のプロジェクタでは、大画面画像の投射や高精細画像の投射を行う際の調整がきわめて容易なものとなる。
【００１３】
（２）前記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記偏向合成光学系は、前記第１画像光入射面及び第２画像光入射面が前記第１画像形成手段及び第２画像形成手段の移動範囲に対応可能な大きさを有している。
偏光合成光学系をこのような大きさのものを用いることによって前記（１）に記載のプロジェクタを実現することができる。
【００１４】
（３）前記（１）又は（２）に記載のプロジェクタにおいては、前記第１画像形成手段及び第２画像形成手段を駆動する画像形成手段駆動部と、前記画像形成手段駆動部を制御する機能を有する画像表示処理部とを有する。
これにより、前記第１画像形成手段及び前記第２画像形成手段を所定方向に所定量の移動を行うことができる。
【００１５】
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記第１画像形成手段及び第２画像形成手段の移動量を設定することによって、前記第１画像光に対応する画像と前記第２画像光に対応する画像とが一部に重畳領域を有してタイリング表示される場合、前記重畳領域の光量を調整する遮光手段を設けることが好ましい。
このような遮光手段を設けることにより、重畳領域に生じる黒浮きを防止又は軽減することができる。
【００１６】
（５）本発明のプロジェクタは、第１色光、第２色光及び第３色光を含む光を射出する照明装置と、前記第１〜第３色光をそれぞれ変調する第１〜第３光変調素子及び前記第１〜第３光変調素子でそれぞれ変調された変調後の第１〜第３色光が入射される第１〜第３光入射面を有し前記第１〜第３光入射面に入射された前記変調後の第１〜第３色光を合成
する第１色合成光学系を有し、前記第１色合成光学系から第１画像光を射出する第１画像形成手段と、前記第１〜第３色光をそれぞれ変調する第４〜第６光変調素子及び前記第４〜第６光変調素子でそれぞれ変調された変調後の第１〜第３色光が入射される第１〜第３光入射面を有し前記第１〜第３光入射面に入射された前記変調後の第１〜第３色光を合成する第２色合成光学系を有し、前記第２色合成光学系から第２画像光を射出する第２画像形成手段と、前記第１画像形成手段から射出される第１画像光及び前記第２画像形成手段から射出される第２画像光が入射される第１画像光入射面及び第２画像光入射面を有し、前記第１画像光入射面及び第２画像光入射面に入射された前記第１画像光と第２画像光とを合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系で合成された画像光に対応する画像を投射する投射光学系とを備え、前記第１〜第３光変調素子は、前記第１〜第３光変調素子のうち、直交する線上に配置される光変調素子同士が同一平面上で互いに直交する方向に所定の範囲で移動可能に設けられ、前記第４〜第６光変調素子は、前記第４〜第６光変調素子のうち、直交する線上に配置される光変調素子同士が同一平面上で互いに直交する方向に所定の範囲で移動可能に設けられることを特徴とする。
【００１７】
このように、前記第１〜第６光変調素子を移動可能とする構成とすることによっても前記（１）に記載のプロジェクタと同様、１台のプロジェクタで２つの投射画像をタイリング表示したりスタッキング表示したりすることができ、（１）に記載のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。
【００１８】
なお、（５）に記載のプロジェクタにおいても、前記第１画像光に対応する画像と前記第２画像光に対応する画像とが一部に重畳領域を有してタイリング表示される場合、前記重畳領域の光量を調整する遮光手段を設けることが好ましい。
【００１９】
（６）前記（５）に記載のプロジェクタにおいては、前記第１色合成光学系は、前記第１〜第３光入射面が前記第１〜第３光変調素子の移動範囲に対応可能な大きさを有し、前記第２色合成光学系は、前記第１〜第３光入射面が前記第４〜第６光変調素子の移動範囲に対応可能な大きさを有している。
前記第１色合成光学系及び前記第２色合成光学系をこのような大きさのものを用いることによって前記（５）に記載のプロジェクタを実現することができる。
【００２０】
（７）前記（５）又は（６）に記載のプロジェクタにおいては、前記第１〜第６光変調素子を駆動する光変調素子駆動部と、前記光変調素子駆動部を制御する機能を有する画像表示処理部とを有する。
これにより、前記第１〜第６光変調素子を所定方向に所定量の移動を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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１の光学系の構成を示す平面図である。実施形態１に係るプロジェクタ１は、図１に示すように、赤色光（第１色光）、緑色光（第２色光）及び青色光（第３色光）を含む光を射出する照明装置１０と、偏光分離光学系としての偏光分離ミラー２０と、第１画像光を射出する第１画像形成手段としての第１画像形成ユニット１００と、第２画像光を射出する第２画像形成手段としての第２画像形成ユニット２００と、偏光合成光学系としての偏光合成プリズム５０と、偏光合成プリズム５０で合成された画像光をスクリーンＳＣＲに投射する投射光学系６０とを備える。
【００２２】
照明装置１０は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置（図示しない発光管、楕円面リフレクタ、凹レンズなどを含む）１１と、光源装置１１から射出される照明光束を
複数の部分光束に分割するための第１小レンズを有する第１レンズアレイ１２と、第１レンズアレイ１２の複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイ１３と、第２レンズアレイ１３から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１４とを有する。
【００２３】
偏光分離ミラー２０は、照明装置１０からの光を第１偏光成分を有する光（例えばＰ偏光）と第２偏光成分を有する光（例えばＳ偏光）とに分離する機能を有する。
【００２４】
第１画像形成ユニット１００は、偏光分離ミラー２０で分離された第１偏光成分を有する光を赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）に分離する第１色分離光学系１１０と、第１色分離光学系１１０で分離された各色光をそれぞれ変調する第１光変調素子１２０Ｒ、第２光変調素子１２０Ｇ、第３光変調素子１２０Ｂと、これら第１光変調素子１２０Ｒ、第２光変調素子１２０Ｇ、第３光変調素子１２０Ｂでそれぞれ変調された赤色光、緑色光及び青色光を合成する第１色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム１４０とを有する。
【００２５】
なお、クロスダイクロイックプリズム１４０は、第１光変調素子１２０Ｒ、第２光変調素子１２０Ｇ、第３光変調素子１２０Ｂでそれぞれ変調された変調後の赤色光、緑色光及び青色光が入射される第１色光入射面１４０Ｒ、第２色光入射面１４０Ｇ、第３色光入射面１４０Ｂを有している。
【００２６】
このように構成された第１画像形成ユニット１００からは、第１偏光成分を有する第１画像光が射出され、その第１画像光は偏光合成プリズム５０の第１画像光入射面５１に入射する。
【００２７】
第１色分離光学系１１０は、偏光分離ミラー２０で分離された第１偏光成分を有する光を赤色光と他の色光とに分離する第１ダイクロイックミラー１１１と、第１ダイクロイックミラー１１１で分離された他の色光を緑色光と青色光とに分離する第２ダイクロイックミラー１１２と、反射ミラー１１３と、リレー光学系１５０とを有する。
【００２８】
第１ダイクロイックミラー１１１で反射された赤色光成分の光は、反射ミラー１１３により曲折され、第１光変調素子１２０Ｒの液晶パネルの画像形成領域に入射する。また、第１ダイクロイックミラー１１１を通過した緑色光成分及び青色光成分の光のうち緑色光成分の光は、第２ダイクロイックミラー１１２で反射され、第２光変調素子１２０Ｇの液晶パネルの画像形成領域に入射する。一方、青色光成分の光は、第２ダイクロイックミラー１１２を透過してリレー光学系１５０に入射する。
【００２９】
リレー光学系１５０は、入射側レンズ１５１と、入射側の反射ミラー１５２と、リレーレンズ１５３と、射出側の反射ミラー１５４とを有し、第２ダイクロイックミラー１１２を透過した青色光成分の光を第３光変調素子１２０Ｂの液晶パネルまで導く機能を有する。
【００３０】
第１光変調素子１２０Ｒ、第２光変調素子１２０Ｇ、第３光変調素子１２０Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１０の照明対象となる。第１光変調素子１２０Ｒ、第２光変調素子１２０Ｇ、第３光変調素子１２０Ｂのそれぞれは、液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置される入射側偏光板と、液晶パネルの光射出側に配置される射出側偏光板とを有する。なお、これら液晶パネル、入射側偏光板、射出側偏光板については図１において符号は省略されている。
【００３１】
クロスダイクロイックプリズム１４０は、第１〜第３色光入射面１４０Ｒ，１４０Ｇ，
１４０Ｂに入射された各色光ごとに変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。また、クロスダイクロイックプリズム１４０は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視ほぼ正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせたほぼＸ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。ほぼＸ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００３２】
第２画像形成ユニット２００は、偏光分離ミラー２０で分離された第２偏光成分を有する光を赤色光、緑色光及び青色光に分離する第２色分離光学系２１０と、第２色分離光学系２１０で分離された各色光をそれぞれ変調する第４光変調素子２２０Ｒ、第５光変調素子２２０Ｇ、第６光変調素子２２０Ｂと、これら第４光変調素子２２０Ｒ、第５光変調素子２２０Ｇ、第６光変調素子２２０Ｂでそれぞれ変調された赤色光、緑色光及び青色光を合成する第２色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム２４０とを有する。
なお、クロスダイクロイックプリズム２４０は、第４光変調素子２２０Ｒ、第５光変調素子２２０Ｇ、第６光変調素子２２０Ｂでそれぞれ変調された変調後の赤色光、緑色光及び青色光が入射される第１色光入射面２４０Ｒ、第２色光入射面２４０Ｇ、第３色光入射面２４０Ｂを有している。
【００３３】
このように構成された第２画像形成ユニット２００からは、第２偏光成分を有する第２画像光が射出され、その第２画像光は偏光合成プリズム５０の第２画像光入射面５２に入射する。
【００３４】
第２色分離光学系２１０は、偏光分離ミラー２０で分離された第２偏光成分を有する光を青色光と他の色光とに分離する第３ダイクロイックミラー２１１と、第３ダイクロイックミラー２１１で分離された他の色光を緑色光と赤色光とに分離する第４ダイクロイックミラー２１２と、リレー光学系２５０とを有する。
【００３５】
第３ダイクロイックミラー２１１で反射した青色光成分の光は、反射ミラー２１３により曲折され、第６光変調素子２２０Ｂの液晶パネルの画像形成領域に入射する。また、第３ダイクロイックミラー２１１を透過した緑色光成分及び赤色光成分の光のうち緑色光成分の光は、第４ダイクロイックミラー２１２で反射され、第５光変調素子２２０Ｇの液晶パネルの画像形成領域に入射する。一方、赤色光成分の光は、第４ダイクロイックミラー２１２を透過してリレー光学系２５０に入射する。
【００３６】
リレー光学系２５０は、入射側レンズ２５１と、入射側の反射ミラー２５２と、リレーレンズ２５３と、射出側の反射ミラー２５４とを有し、第４ダイクロイックミラー２１２を透過した赤色光成分の光を第４光変調素子２２０Ｒの液晶パネルまで導く機能を有する。
【００３７】
なお、第４光変調素子２２０Ｒ、第５光変調素子２２０Ｇ、第６光変調素子２２０Ｂは、第１光変調素子１２０Ｒ、第２光変調素子１２０Ｇ、第３光変調素子１２０Ｂと同様の構成を有し、クロスダイクロイックプリズム２４０は、クロスダイクロイックプリズム１４０と同様の構成を有するため、これらについての詳細な説明は省略する。
【００３８】
偏光合成プリズム５０は、第１画像形成ユニット１００から射出された第１画像光が入射される第１画像光入射面５１及び第２画像形成ユニット２００から射出された第２画像光が入射される第２画像光入射面５２を有し、また、第１偏光成分を有する光と第２偏光成分を有する光とを合成する偏光合成面を有している。そして、第１画像光入射面５１に入射された第１画像光と、第２画像光入射面５２に入射された第２画像光とを合成して投
射光学系６０に射出する。
偏光合成プリズム５０から射出されたカラー画像は、投射光学系６０によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【００３９】
また、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００は、同一平面上で互いに直交する方向にそれぞれ所定の範囲で移動可能となっている。すなわち、第１画像形成ユニット１００は、図１に示す矢印ｘ−ｘ’方向、第２画像形成ユニット２００は図１に示す矢印ｙ−ｙ’方向にそれぞれ同一平面上で移動可能となっている。
【００４０】
このように、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００は、同一平面上で互いに直交する方向にそれぞれ所定の範囲で移動可能となっているため、偏光合成プリズム５０の第１画像光入射面５１及び第２画像光入射面５２は、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００の移動範囲に対応できる大きさとなっている。
【００４１】
具体的には、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、偏光合成プリズム５０の平面視における一辺の長さが第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００で用いられているクロスダイクロイックプリズム１４０，２４０の平面視における一辺の長さの２倍程度の長さを有するものが用いられている。
【００４２】
図２は図１に示すプロジェクタによってスクリーンＳＣＲに投射される画像の一例を示す図である。図２（ａ）は、第１画像形成ユニット１００から射出された第１画像光に対応する画像と第２画像形成ユニット２００から射出された第２画像光に対応する画像とがスクリーンＳＣＲ上で重畳しない状態でタイリング表示された場合、図２（ｂ）は一部に重畳領域を有した状態でタイリング表示された場合、図２（ｃ）は第１画像形成ユニット１００から射出された第１画像光に対応する画像と第２画像形成ユニット２００から射出された第２画像光に対応する画像の同じ位置の画素が一致した状態でスタッキング表示された場合を示している。
【００４３】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すようなタイリング表示又はスタッキング表示は、第１画像形成ユニット１００を矢印ｘ−ｘ’方向、第２画像形成ユニット２００を矢印ｙ−ｙ’方向にそれぞれ所定量だけ移動させることによって実現可能である。
【００４４】
例えば、第１画像形成ユニット１００をｘ方向、第２画像形成ユニット１００をｙ’方向にそれぞれ移動させればアスペクト比がより大きな横長の画像となり、逆に、第１画像形成ユニット１００をｘ’方向、第２画像形成ユニット１００をｙ方向にそれぞれ移動させればアスペクト比がより小さな画像となる。このように、第１画像形成ユニット１００を矢印ｘ−ｘ’方向、第２画像形成ユニット２００を矢印ｙ−ｙ’方向にそれぞれ所定量だけ移動させることにより、スクリーンＳＣＲ上において所定のアスペクト比の画像を表示させることができる。
なお、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００のいずれかのみを移動させるようにすることも可能である。
【００４５】
図３は実施形態１に係るプロジェクタの機能を説明するための構成図である。実施形態１に係るプロジェクタは、図３に示すように、投射すべき画像データを入力する画像データ入力部５０１、ユーザなどの指示に対応する信号をインタフェース信号（Ｉ／Ｆ信号という）として入力するＩ／Ｆ信号入力部５０２、投射すべき画像データなど投射処理を行うに必要な各種のデータを格納するデータ記憶部５０３、補正処理などを行うためのパラメータを格納するパラメータ記憶部５０４、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００を移動させるための駆動を行う画像形成ユニット駆動部５０５、第１画
像形成ユニット１００におけるＲＧＢの各光変調素子（第１光変調素子１２０Ｒ、第２光変調素子１２０Ｇ、及び第３光変調素子１２０Ｂ）の各液晶パネルを制御する第１光変調素子制御部５０６Ｒ、第２光変調素子制御部５０６Ｇ及び第３光変調素子制御部５０６Ｂ、第２画像形成ユニット２００におけるＲＧＢの各光変調素子（第４光変調素子２２０Ｒ、第５光変調素子２２０Ｇ及び第６光変調素子２２０Ｂ）の各液晶パネルを制御する第４光変調素子制御部５０７Ｒ、第５光変調素子制御部５０７Ｇ及び第６光変調素子制御部５０７Ｂ、各光変調素子に与える画像データ生成や補正処理など全体的な処理を行う画像表示処理部５０８を有している。
【００４６】
なお、画像表示処理部５０８は画像形成ユニット駆動部５０５を制御する機能をも有している。これにより、例えば、図２に示すような表示を行う場合は、画像形成ユニット駆動部５０５に対して制御信号を出力し、画像形成ユニット駆動部５０５を制御する。この画像形成ユニット駆動部５０５に対する制御は、ユーザによって入力された指示信号や投射すべき画像データなどに基づいて行う。
【００４７】
例えば、ユーザによって、所定のアスペクト比でのタイリング表示の設定がなされた場合、ユーザの設定を基に画像信号を分析することにより、最適なアスペクト比を決定して、決定したアスペクト比となるように、画像形成ユニット駆動部５０５を制御する。これにより、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００が駆動され、所定のアスペクト比でのタイリング表示がなされる。
【００４８】
なお、設定可能な複数のアスペクト比を予め決めておき、設定可能な複数のアスペクト比の中からユーザが所望とするアスペクト比を選択するようにしてもよい。この場合、設定可能なアスペクト比に対応する第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００の移動量を予め設定しておくことができるので、各アスペクト比を高精度に設定することができる。また、ユーザは所望とするアスペクト比を選択する操作を行えばよいので、容易に所望とするアスペクト比を設定することができる。
【００４９】
以上説明したように、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、１台のプロジェクタに、１つの光源（照明装置１０）と、２系統の画像形成ユニット（第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００）と、１つの投射光学系６０を有した構成とし、かつ、第１画像形成ユニット１００を図１に示す矢印ｘ−ｘ’方向、第２画像形成ユニット２００を図１に示す矢印ｙ−ｙ’方向にそれぞれ所定量だけ移動可能とし、この第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００を所定量だけ移動させることによって、タイリング表示やスタッキング表示を可能としている。
【００５０】
このため、本発明のプロジェクタは、複数のプロジェクタを用いる従来のマルチプロジェクションシステムと異なり、プロジェクタを設置する設置架台の経時変化などによる投射画像のずれなどを防止することができ、また、個々のプロジェクタの個体差による表示画像の色ムラなどを防止することができる。これにより、本発明のプロジェクタでは、大画面画像の投射や高精細画像の投射を行う際の調整がきわめて容易なものとなる。
【００５１】
[実施形態２]
図４は実施形態２に係るプロジェクタ２の光学系の構成を示す平面図である。また、図５は実施形態２に係るプロジェクタの機能を説明するための構成図である。なお、図４及び図５において、図１及び図３と同一部分については同一符号を付すことにより、詳細な説明は省略する。
【００５２】
実施形態２に係るプロジェクタ２は、実施形態１に係るプロジェクタ１とよく似た構成を有するが、重畳領域を有してタイリング表示を行う場合（例えば図２（ｂ）参照）、重
畳領域に生じる黒浮きを防止又は軽減するための遮光板７１，７２を設けた点が実施形態１に係るプロジェクタ１（図１参照）とは異なる。
【００５３】
実施形態２に係るプロジェクタ２においては、遮光板７１は、第１画像形成ユニット１００におけるクロスダイクロイックプリズム１４０の射出側に設けられ、遮光板７２は第２画像形成ユニット２００におけるクロスダイクロイックプリズム２４０の射出側に設けられている。なお、これら遮光板７１，７２は、水平方向における光透過率が所定の変化曲線を有するものが好ましい。
【００５４】
また、実施形態２に係るプロジェクタ２の機能としては、遮光板７１，７２を所定量だけ移動させるための遮光板駆動部５０９が設けられている点が実施形態１に係るプロジェクタ１（図３参照）と異なる。なお、実施形態２に係るプロジェクタ２においては、画像表示処理部５０８は、遮光板駆動部５０９を制御する機能を有している。これにより、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００の移動に応じて、遮光板７１，７２を最適な位置とすることができる。
【００５５】
ところで、図２（ｂ）に示すように重畳領域を有してタイリング表示を行う場合、重畳領域の幅（スクリーンＳＣＲ上における水平方向の幅）は、第１画像形成ユニット１００の矢印ｘ−ｘ’方向への移動量及び第２画像形成ユニット２００の矢印ｙ−ｙ’方向への移動量に応じて変化する。
【００５６】
このような重畳領域の幅の変化にある程度対応可能とするために、遮光板７１は図４に示す矢印ｘ−ｘ’方向、遮光板７２は図４に示す矢印ｙ−ｙ’方向にそれぞれ移動可能とすることが好ましい。また、遮光板７１，７２を移動可能とすることに加えて、例えば、各遮光板７１，７２の水平方向の幅ｗに、ある程度余裕を持たせたものを用いるようにしてもよい。
【００５７】
遮光板７１，７２がこのような構成を有することにより、スクリーンＳＣＲでタイリング表示される画像に形成される重畳領域の幅の変化が所定範囲であれば、重畳領域の黒浮きを軽減する効果を得ることができる。なお、重畳領域の幅の変化が小さい場合には、各遮光板７１，７２の水平方向の幅ｗに、ある程度余裕を持たせるだけで、遮光板７１，７２を可動としなくても対応できる場合もある。
【００５８】
また、前述したように、設定可能なアスペクト比が数種類に決められている場合においては、設定可能なそれぞれのアスペクト比に対応する遮光板を用意しておき、用意しておいた遮光板の中からその時に設定するアスペクト比に応じた遮光板を選択して使用するということもできる。これにより、設定可能なそれぞれのアスペクト比においては、適切な黒浮き防止が可能となる。
【００５９】
[実施形態３]
実施形態３に係るプロジェクタ３は、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００における第１〜第６各光変調素子を移動可能としたものである。
【００６０】
図６は実施形態３に係るプロジェクタ３の光学系の構成を示す平面図である。また、図７は実施形態３に係るプロジェクタ３の機能を説明するための構成図である。なお、図６及び図７において、図１及び図３と同一部分については同一符号を付すことにより、詳細な説明は省略する。
【００６１】
実施形態３に係るプロジェクタ３は、実施形態１に係るプロジェクタ１とよく似た構成を有するが、実施形態３に係るプロジェクタ３においては、第１〜第３光変調素子１２０
Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂと第４〜第６光変調素子２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂをそれぞれ移動可能としている点が実施形態１に係るプロジェクタと異なる。
【００６２】
すなわち、実施形態３に係るプロジェクタ３においては、第１画像形成ユニット１００における第１〜第３光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂのうち、直交する線上に配置される光変調素子（第１光変調素子１２０Ｒと第２光変調素子１２０Ｇ、第２光変調素子１２０Ｇと第３光変調素子１２０Ｂ）同士が同一平面上で互いに直交する方向に所定の範囲で移動可能に設けられる。また、第２画像形成ユニット２００における第４〜第６光変調素子２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂのうち、直交する線上に配置される光変調素子同士（第４光変調素子２２０Ｒと第５光変調素子２２０Ｇ、第５光変調素子２２０Ｇと第６光変調素子２２０Ｂ）が同一平面上で互いに直交する方向に所定の範囲で移動可能に設けられる。
【００６３】
具体的には、第１画像形成ユニット１００においては、第２光変調素子１２０Ｇが図示の矢印ｘ−ｘ’方向に移動可能となっており、第１光変調素子１２０Ｒ及び第３光変調素子１２０Ｂがそれぞれ図示の矢印ｙ−ｙ’方向に同一平面上で移動可能となっている。また、第２画像形成ユニット２００においては、第４光変調素子２２０Ｒ及び第６光変調素子２２０Ｂがそれぞれ図示の矢印ｘ−ｘ’方向に同一平面上で移動可能となっており、第５光変調素子２２０Ｇが図示の矢印ｙ−ｙ’方向に移動可能となっている。
【００６４】
また、実施形態３に係るプロジェクタ３は、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００は、それぞれ可動とする必要がないので、第１画像形成ユニット１００における反射ミラー１１３及び第２画像形成ユニット２００における反射ミラー２１３は、１つの両面反射ミラー１１４として、その１つの両面反射ミラー１１４を第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００で共通に用いることが可能である。
【００６５】
また、実施形態３に係るプロジェクタ３の機能としては、第１〜第３光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ及び第４〜第６光変調素子２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂを移動可能とするための光変調素子駆動部５１０が設けられている点が実施形態１に係るプロジェクタ１（図３参照）と異なる。なお、実施形態３に係るプロジェクタにおいては、画像表示処理部５０８は、光変調素子駆動御部５１０を制御する機能を有している。これにより、第１〜第３光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ及び第４〜第６光変調素子２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂを、図示の矢印ｘ−ｘ’方向又は矢印ｙ−ｙ’方向に所定の範囲で移動させることができる。
【００６６】
なお、実施形態３に係るプロジェクタ３は、第１〜第３光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ及び第４〜第６光変調素子２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂを図示の矢印ｘ−ｘ’方向又は矢印ｙ−ｙ’方向に所定の範囲で移動可能としているため、第１画像形成ユニット１００のクロスダイクロイックプリズム１４０は、その第１〜第３色光入射面１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂが第１〜第３光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの移動範囲に対応可能な大きさを有し、また、第２画像形成ユニット２００のクロスダイクロイックプリズム２４０は、その第１〜第３色光入射面２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂが第４〜第６光変調素子２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂの移動範囲に対応可能な大きさを有している。
【００６７】
具体的には、実施形態３に係るプロジェクタ３においては、クロスダイクロイックプリズム１４０の平面視における一辺の長さが第１〜第３光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの平面視における一辺の長さ（水平方向における一辺の長さ）の２倍程度の長さを有するものが用いられている。同様に、クロスダイクロイックプリズム２４０の平面視における一辺の長さが第４〜第６光変調素子２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂの平面視におけ
る一辺の長さ（水平方向における一辺の長さ）の２倍程度の長さを有するものが用いられている。
【００６８】
実施形態３に係るプロジェクタ３のような構成とすることによっても、実施形態１及び実施形態２に係るプロジェクタと同様に、第１画像形成ユニット１００から射出される第１画像光に対応する画像及び第２画像形成ユニット２００から射出される第２画像光に対応する画像をスクリーンＳＣＲ上でタイリング表示したりスタッキング表示したりすることができる。
また、実施形態３に係るプロジェクタ３においても、実施形態２に係るプロジェクタ２と同様、遮光板７１，７２を設けることにより、重畳領域を有してタイリング表示する場合、重畳領域に生じる黒浮きを防止または軽減することができる。
【００６９】
なお、本発明は上述の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の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような態様での実施も可能である。
【００７０】
（１）前述の実施形態２に係るプロジェクタ２の変形例として、図８に示すような構成も考えられる。すなわち、図８に示すプロジェクタ２においては、遮光板を設ける位置が図４に示すプロジェクタと異なる。図８に示すプロジェクタ２においては、第１画像形成ユニット１００における第１〜第３光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの入射側にそれぞれ遮光板７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂを設け、第２画像形成ユニット２００における第４〜第６光変調素子２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂの入射側にそれぞれ遮光板７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂを設けている。このような構成としても、前述の実施形態２と同様の効果が得られる。これは実施形態３においても同様である。
【００７１】
（２）前述の各実施形態に係るプロジェクタ１〜３においては、偏光分離光学系として偏光分離ミラーを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、偏光分離プリズム（偏光ビームスプリッタ）を用いることもできる。また、各実施形態に係るプロジェクタ１〜３においては、偏光合成光学系として偏光合成プリズムを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板上に偏光合成面が形成された偏光合成素子を用いることもできる。
【００７２】
（３）前述の各実施形態に係るプロジェクタ１〜３においては、照明装置としては、発光管を有する照明装置以外にも、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（半導体レーザ）その他の固体光源を用いることもできる。
【００７３】
（４）前述の各実施形態に係るプロジェクタ１〜３においては、光変調素子として、透過型の液晶パネルを有する光変調素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型の液晶パネルを有する光変調素子を用いることもできる。
【００７４】
（５）前述の各実施形態に係るプロジェクタ１〜３においては、光変調素子として、液晶パネルを有する光変調素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、マイクロミラー型光変調素子を用いることもできる。
【００７５】
（６）前述の各実施形態１〜３に係るプロジェクタにおいては、第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００による投射画像をスクリーンＳＣＲ上で水平方向にタイリングする場合について説明したが、垂直方向にタイリングすることも可能である。これは、例えば、図１は平面図であったが、図１に示す構成を側面図として考えることによって同様の動作を実現することが可能である。
【００７６】
（７）前述の各実施形態に係るプロジェクタ１〜３では、１つの照明装置で第１画像形成ユニット１００及び第２画像形成ユニット２００を照明するようにしたが、それぞれに対応する照明装置（第１の照明装置、第２の照明装置という）を設ける構成としてもよい。この場合、第１照明装置は、第１偏光成分を有する光を射出する構成とし、第２照明装置は、第２偏光成分を有する光を射出する構成とすることによって前記各実施形態と同様の機能を有するプロジェクタを実現することができる。
【００７７】
（８）本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロント投射型プロジェクタに適用する場合にも、投射画像を観察する側とは反対の側から投射するリア投射型プロジェクタに適用する場合にも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施系形態１に係るプロジェクタ１の光学系の構成を示す平面図。
【図２】図１に示すプロジェクタによってスクリーンＳＣＲに投射される画像の一例を示す図。
【図３】実施形態１に係るプロジェクタ１の機能を説明するための構成図。
【図４】実施形態２に係るプロジェクタ２の光学系の構成を示す平面図。
【図５】実施形態２に係るプロジェクタ２の機能を説明するための構成図。
【図６】実施形態３に係るプロジェクタ３の光学系の構成を示す平面図。
【図７】実施形態３に係るプロジェクタ３の機能を説明するための構成図。
【図８】実施形態２に係るプロジェクタ２の変形例を示す構成図。
【符号の説明】
【００７９】
１０・・・照明装置、１１・・・光源装置、２０・・・偏光分離ミラー、５０・・・偏光合成プリズム、５１・・・第１画像光入射面、５２・・・第２画像光入射面、６０・・・投射光学系、７１，７２、７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ、７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂ、・・・遮光板、１００・・・第１画像形成ユニット、１１０，２１０・・・色分離光学系、１１１，１１２，２１２，２１２・・・ダイクロイックミラー、１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ・・・第１〜第３光変調素子、１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ・・・クロスダイクロイックプリズム１４０における第１〜第３色光入射面、１４０，２４０・・・クロスダイクロイックプリズム、２００・・・第２画像形成ユニット、２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂ・・・第４〜第６光変調素子、２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂ・・・クロスダイクロイックプリズム２４０における第１〜第３色光入射面、ＳＣＲ・・・スクリーン
【図３】
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【図５】
2008242386.tif 000004
【図７】
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【図１】
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【図２】
2008242386.tif 000007
【図４】
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【図６】
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【図８】
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