(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の投射部を備えて映像を投射するプロジェクタにおいて、
光源と、
前記光源から発生した光を映像信号にて変調する光変調部と、
前記変調した映像光を前記複数の投射部へ導く複数の光路と、
前記複数の光路から所定の前記投射部への光路を選択して切替える光路切替え部を備え、
前記光変調部の変調するタイミングに応じて、前記光路切替え部は時分割に前記光路の切替えを行い、前記変調した映像光を前記複数の投射部から順次投射するとともに、
前記複数の投射部は、それぞれ、映像光を投射する投射レンズと該投射レンズへ映像光を導くプリズムを有し、
前記複数の投射レンズは、投射光軸の方向が異なるとともに略円弧状に配置され、
前記複数のプリズムは、前記変調した映像光を対応する前記投射レンズの投射光軸の方向へ導くことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１記載のプロジェクタであって、
前記複数の投射レンズは隣接する投射レンズ間で、投射光軸の方向を同一角度だけ異ならせて配置したことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプロジェクタであって、
前記光変調部は、前記投射部から投射される映像の色ずれを補正するため、映像信号を構成する各色成分の信号を所定量ずらして変調するとともに、
前記光路の切替えに応じて、対応する前記複数の投射部毎に前記色ずれの補正を行うことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のプロジェクタであって、
前記光路切替え部は、隣接する前記投射部の順に映像光を投射するよう光路を切替えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載のプロジェクタであって、
前記光路切替え部は、隣接する所定数の前記投射部をスキップして映像光を投射するよう光路を切替えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項１または２に記載のプロジェクタであって、
前記各光路は、前記光路切替え部により偏光方向を切替え可能な可変偏光素子と偏光ビームスプリッタを含んで構成され、
前記各光路に含まれる光学素子の数はいずれの光路でも等しいことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項６に記載のプロジェクタであって、
前記光路切替え部は、複数の可変偏光素子に対して共通の信号で制御することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項１または２に記載のプロジェクタであって、
前記複数の投射部からスクリーンに投射される複数の映像において、隣接する映像の重なり部を演算する演算手段を備え、
前記光変調部は、前記演算した重なり部において映像信号に対する変調量を低下させるブレンド処理を行うことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
複数の投射部を備えて映像を投射するプロジェクタの制御方法において、
光源から発生した光を映像信号にて変調する変調ステップと、
前記変調した映像光を前記複数の投射部へ導く複数の光路を、所定のタイミングで順次切替える光路切替えステップと、
前記複数の投射部から前記変調した映像光を順次投射する投射ステップと、を備え、
前記変調ステップでは、
前記投射部から投射される映像の色ずれを補正するため、映像信号を構成する各色成分の信号を所定量ずらして変調するとともに、
前記光路の切替えに応じて、対応する前記複数の投射部毎に前記色ずれの補正量を異ならせることを特徴とするプロジェクタの制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のプロジェクタの制御方法であって、
前記複数の投射部からスクリーンに投射される複数の映像において、隣接する映像の重なり部を演算する演算ステップを備え、
前記変調ステップでは、前記演算した重なり部において映像信号に対する変調量を低下させるブレンド処理を行うことを特徴とするプロジェクタの制御方法。
【請求項１１】
複数の投射部を備えて映像を投射するプロジェクタの制御方法において、
光源から発生した光を映像信号にて変調する変調ステップと、
前記変調した映像光を前記複数の投射部へ導く複数の光路を、所定のタイミングで順次切替える光路切替えステップと、
前記複数の投射部から前記変調した映像光を順次投射する投射ステップと、を備え、
前記光路切替えステップでは、隣接する所定数の前記投射部をスキップして順次映像光を投射するよう光路を切替えることを特徴とするプロジェクタの制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプロジェクタの制御方法であって、
前記複数の投射部からスクリーンに投射される複数の映像において、隣接する映像の重なり部を演算する演算ステップを備え、
前記変調ステップでは、前記演算した重なり部において映像信号に対する変調量を低下させるブレンド処理を行うことを特徴とするプロジェクタの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタおよびプロジェクタの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のプロジェクタを用いて映像表現を行う技術の研究および実用化が進められている。対応する装置として、例えばプロジェクションマッピング、マルチプロジェクション、多視点型プロジェクション等があげられる。【０００３】
これに関する技術として、特許文献１にはテーブル上に立体画像を提示する方法として、「光線制御子の軸を中心とする円周上に複数のプロジェクタが配置される。複数のプロジェクタから光線制御子の外周面に向けて複数の光線からなる光線群がそれぞれ出射される。それにより、テーブル上に仮想的な点光源の集合を形成される。その結果、テーブル上に立体画像が提示される。」ことが記載されている。また特許文献２には、複数のプロジェクタから投写される部分画像を投写面であるスクリーン上で並べて１つの全体画像を形成することにより、１台のプロジェクタでは実現できない高解像度、高輝度な画像を生成することができるマルチプロジェクションシステム、が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１０５９１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１７３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、多数台のプロジェクタを用いて１つの映像を構成するシステムでは、故障率が高くなる、個々プロジェクタのメンテナンスが大変である、消費電力が台数分大きくなる、個々独立したプロジェクタの配置調整並びに各プロジェクタを同期させるための装置規模が大きくなる、等の課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、請求の範囲に記載の技術により解決される。一例を挙げれば、複数の投射部を備えて映像を投射するプロジェクタにおいて、光源と、前記光源から発生した光を映像信号にて変調する光変調部と、前記変調した映像光を前記複数の投射部へ導く複数の光路と、前記複数の光路から所定の前記投射部への光路を選択して切替える光路切替え部を備え、前記光変調部の変調動作又は変調タイミングに合わせて、前記光路切替え部は時分割に前記光路の切替えを行い、前記変調した映像光を前記複数の投射部から順次投射することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、共通の光源と光変調部を持つ１台のプロジェクタで、複数の異なる位置から映像を投射することができる。よって、比較的少ないプロジェクタでプロジェクションマッピング、マルチプロジェクション、多視点型プロジェクション等を実現或いは構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係るプロジェクタの光学構成を示す図。
【図２】投射レンズ１２５から映像を投射する場合の説明図。
【図３】投射レンズ１２８から映像を投射する場合の説明図。
【図４】可変偏光部の出力偏光状態と出射する投射レンズとの関係を示す図。
【図５Ａ】プリズムを用いた場合に発生する色ずれを説明する図。
【図５Ｂ】表示画像の色ずれを補正する方法を説明する図。
【図６】複数の投射レンズの出射順番について説明する図。
【図７】実施例２に係るプロジェクタの光学構成を示す図。
【図８】可変偏光部の出力偏光状態と出射する投射レンズとの関係を示す図。
【図９】実施例３におけるプロジェクタ及びその投射映像を示す図。
【図１０】実施例１における補正量ΔＳを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、実施例１に係るプロジェクタの光学構成を示す図である。まず、全体構成から説明する。プロジェクタ１には、外部機器２から映像情報が入力され、制御装置１００に送られる。制御装置１００は、入力された映像情報に応じて、複数の光源１０１、１０２、１０３、光変調器（ＳＬＭ：Spatial light modulator）１１３、複数の可変偏光部１１４、１１６、１１８を制御することにより、入力された映像をそれぞれ異なる位置に配置された複数の投射レンズ１２５、１２６、１２７、１２８から投射する。尚、投射レンズ１２５〜１２８のそれぞれは、実際には複数のレンズ素子を備えているが、図示の簡略化のために本図面では１つのレンズとして示している。また制御装置１００は、スクリーンへの表示の状態並びにプロジェクタ１の動作状態を外部機器２に送信する。【００１１】
複数の光源１０１、１０２、１０３は、例えばＬＥＤ光源やレーザ光源であり、それぞれ赤、緑、青色の光を発生させる。各光源１０１〜１０３は、制御装置１００の制御信号により光量の調整や発光の開始／停止を行う。複数のコリメートレンズ１０４、１０５、１０６は、各光源からの光を平行光に変換する。ダイクロイックミラー１０７、１０８、１０９は、それぞれ各光源１０１、１０２、１０３からの赤、緑、青色の光のみを反射する。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing beam splitter)１１１、１１５、１１７、１１９は、Ｐ偏光の光を通過させ、Ｓ偏光の光をＰＢＳ内で反射させる（90deg折れ曲がって進む）。１／４波長板１１２は、入射光の位相をπ／２だけ変える素子である。【００１２】
光変調器（ＳＬＭ）１１３は、制御装置１００からの映像信号に応じて、ＳＬＭ面内の画素毎に入射光を反射あるいは位相を変化させることで、映像光の光変調を行う。本実施例では、光変調器（ＳＬＭ）１１３として、例えば反射型液晶素子（ＬＣＯＳ）、微小な反射ミラーを複数備えたデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital mirror device）が用いられる。複数の可変偏光部１１４、１１６、１１８は、制御装置１００からの制御信号に応じて入射光の偏光方向を切替える。複数のプリズム１２１、１２２、１２３、１２４は、入射光の進行方向を変更して、それぞれ投射レンズ１２５、１２６、１２７、１２８へ導く。複数の投射レンズ１２５〜１２８は、それぞれ入射した映像光をスクリーンまでの距離に合わせて焦点調整し、図示しないスクリーンへ投射する。【００１３】
ここで、複数の投射レンズ１２５〜１２８は、それらの投射光軸が異なる方向を向いて略円弧状に配置されている。具体的には、隣接する投射レンズ間で投射光軸の方向を同一角度だけ異ならせて配置し、各投射レンズから出射された映像が略同一位置に結像するように構成している。また、複数のプリズム１２１〜１２４は、入射する映像光を対応する投射レンズの投射光軸方向へ進行方向を変更する。【００１４】
次に、本実施例のプロジェクタ１の投射動作を図２と図３で説明する。
図２は、本実施例に係る投射動作（光学的動作）の一例を示すものであって、光源１０１から発生した赤色の光１５０を変調し、投射レンズ１２５から投射する場合の光路を破線で示している。【００１５】
光源１０１から発生した赤色光１５０は、コリメートレンズ１０４により平行光となり、ダイクロイックミラー１０７にて反射し、ダイクロイックミラー１０８、１０９を透過して、ＰＢＳ１１１へＰ偏光にて入射する。ＰＢＳ１１１へ入射したＰ偏光の光は直進し、１／４波長板１１２を通過しＳＬＭ１１３へ入射する。【００１６】
ＳＬＭ１１３は、制御装置１００からの映像信号により、入射した光に対し反射型光変調を施す。ＳＬＭ１１３にて反射した変調光は、再度１／４波長板１１２を透過することでＳ偏光に変換される。Ｓ偏光とされた変調光は、ＰＢＳ１１１で反射され可変偏光部１１４に入射する。【００１７】
可変偏光部１１４は、制御装置１００により光の偏光方向を切替えるものであって、入射したＳ偏光の変調光をＰ偏光に変換する。Ｐ偏光された変調光は、ＰＢＳ１１５を透過直進してプリズム１２１に入射する。プリズム１２１では、光の進行方向をプリズムの角度分だけ曲げる。その後投射レンズ１２５から、スクリーンへ焦点調整されて投射される。以上のように、光源１０１、ＳＬＭ１１３、可変偏光部１１４により、赤色光を変調しその偏光方向を切替えることで、所望の投射レンズ１２５から赤色光の映像を投射することができる。【００１８】
また、光源１０２から発生した緑色光についても、コリメートレンズ１０５で平行光となりダイクロイックミラー１０８で反射された後は、光源１０１からの赤色光１５０と同様に進み、投射レンズ１２５から投射させることができる。また、光源１０３で発生した青色光についても、コリメートレンズ１０６で平行光となりダイクロイックミラー１０９で反射された後は、光源１０１からの赤色光１５０と同様に進み、投射レンズ１２５から投射させることができる。以上の３つの光源１０１，１０２，１０３より出射した赤、緑、青色光について、ＳＬＭ１１３にて時分割にそれぞれの色に応じた映像に光変調することで、投射レンズ１２５からカラーの映像を投射することができる。【００１９】
図３は、光源１０１から発生した赤色の光１５０を変調し、光路を切替えて投射レンズ１２８から投射する場合を示している。光源１０１から可変偏光部１１４までの光１５０の光路は、前記図２と同じであり説明を省略する。【００２０】
可変偏光部１１４にはＳ偏光の変調光が入射する。可変偏光部１１４では、制御装置１００からの偏光操作信号により、入射した偏光方向（Ｓ偏光）を変えることなく通過させる。可変偏光部１１４を通過したＳ偏光の変調光は、ＰＢＳ１１５にて反射し、次の可変偏光部１１６へ入射する。【００２１】
可変偏光部１１６は、制御装置１００からの偏光操作信号により、入射したＳ偏光の変調光をＰ偏光に変換する。Ｐ偏光の変調光は、ＰＳＢ１１７を透過直進することで、次の可変偏光部１１８へ入射する。【００２２】
可変偏光部１１８は、制御装置１００からの偏光操作信号により、入射した変調光の偏光方向（Ｐ偏光）を変えることなく透過直進させ、ＰＢＳ１１９へ入射させる。ＰＢＳ１１９へ入射したＰ偏光の変調光は透過直進し、ミラー１２０により光路を変更（90deg折り曲げ）してプリズム１２４に入射する。プリズム１２４では、光の進行方向をプリズム角度分だけ曲げる。その後投射レンズ１２８から、スクリーンへ焦点調整されて赤色光の映像が投射される。【００２３】
光源１０２から発生した緑色光と、光源１０３から発生した青色光についても、同様に投射レンズ１２８から投射される。これらの各色光をＳＬＭ１１３にて時分割に変調することで、投射レンズ１２８からカラーの映像を投射することができる。【００２４】
他の投射レンズ１２６，１２７についても同様で、可変偏光部１１４、１１６、１１８の偏光方向を適宜切替えることで、所望の投射レンズからカラーの映像を出射させることができる。【００２５】
以上のように、可変偏光部１１４、１１６、１１８のそれぞれの偏光方向を制御することにより光路を切替え、任意のタイミングで所望の投射レンズから映像を投射することができる。【００２６】
図４は、可変偏光部の出力偏光状態と出射する投射レンズとの関係を示す図である。可変偏光部１１４、１１６、１１８での光の偏光方向は、制御装置１００からの制御信号により切替え制御される。例えば、投射レンズ１２６から出射する場合は、図示されるように可変偏光部１１４と可変偏光部１１６の出力偏光をＳ偏光に切替えればよい。また、投射レンズ１２７から出射する場合は、可変偏光部１１６の出力偏光をＰ偏光に、可変偏光部１１４と可変偏光部１１８の出力偏光をＳ偏光に切替えればよい。すなわち、本実施例に係る制御装置１００は、各投射レンズから光を出射させるタイミング又は光を出射させる投射レンズの位置に従って、図４に示されるような各可変偏光部の出力偏光を制御するための制御信号を出力するように構成されている。【００２７】
このように可変偏光部により投射光の光路を選択することで、所望の投射レンズから映像を投射することができる。具体的には、高速に変化する投射映像（例えば1500frame/sec）の変調時間（1/1500sec）にタイミングを合わせて、可変偏光部にて光路を切替えることで、所望の投射レンズより時分割で順次映像を出射することができる。映像を出射する順序は、例えば隣接する投射レンズの順（１２５→１２６→１２７→１２８→１２５・・・の順）としてもよいし、これ以外の順序でもよい。映像を出射する順序を予め定めておき、この順序に従って制御装置１００により投射光の光路を順次切替えるようにすればよい。【００２８】
ここで、各投射レンズからの映像は同一の映像でもよいし、異なる映像でもよい。例えば立体表示を行う装置に本実施例を適用する場合、ある物体の立体映像を制御装置１００内に用意しておく。そして、投射レンズ１２５から映像を投射する場合は、上記物体がある角度Ａへ反射もしくは出力している映像をＳＬＭ１１３に表示し、次に投射レンズ１２６から映像を投射する場合は、角度ＡからΔα角度がずれた角度Ｂへ反射もしくは出力している物体の映像をＳＬＭ１１３に表示し、更に次に投射レンズ１２７から映像を投射する場合は、角度Ｂから更にΔα角度がずれた角度Ｃへ反射もしくは出力している物体の映像をＳＬＭ１１３に表示する。このようにすれば、例えば後述する図８のスクリーン５００に上記物体に対応した立体像を投影表示することができる。【００２９】
本実施例によれば、共通の光源と光変調器を持つ１台のプロジェクタで、異なる位置の複数の投射レンズから時分割にて映像を投射することができる。よって、多数台のプロジェクタを用意する必要がなく、故障率の低減、メンテナンスの容易化、消費電力の低減、装置規模の縮小、などの効果がある。【００３０】
次に、複数の投射レンズを有するプロジェクタにおける、色ずれ補正とフリッカ対策について説明する。まず、色ずれ補正について図５Ａと図５Ｂを用いて説明する。【００３１】
図５Ａは、プリズムを用いた場合に発生する色ずれを説明する図である。プリズム等の屈折を利用して光の進行方向を変更した場合、波長による屈折率の違い（色収差）から投射面でそれぞれの色の画像が分離してしまう。例えば２つの色ａ，ｂで構成された表示画像４００の場合、プリズム１２４で光の進行方向を変化させると、波長による屈折率の差の影響を受ける。その結果スクリーン５００上では、表示画像４０１（色ａ）と表示画像４０２（色ｂ）に示すように、色毎に分離した画像となって表示される。【００３２】
図５Ｂは、本実施例に係る表示画像の色ずれを補正する方法を説明する図である。プリズム１２４に入射する表示画像として、例えばその構成成分である色ａの表示画像４０３と色ｂの表示画像４０４とを、予めΔＳだけ位置をシフトして入射させる。具体的には、ＳＬＭ１１３では表示画像を構成する色ａの信号と色ｂの信号とを、ΔＳだけずらして変調する。例えば、図１０に示すように、赤色又は青色の映像を表示するＳＬＭ１１３上の表示領域１１３Ｂを、緑色の映像を表示するＳＬＭ１１３上の表示領域１１３Ｇに対し例えば左または右方向に所定画素数（例えば数〜数十画素）ずらすものである。この所定画素数がΔＳであり、各色の映像を表示するＳＬＭ１１３上の表示領域間のシフト量である。このシフト量（補正量）ΔＳは、プリズム１２４での２つの色ａ，ｂの波長の屈折率の差に依存する。その結果スクリーン５００上では、表示画像４０５のように色による分離のない画像が表示される。【００３３】
表示画像の色ずれ量は、各色（ＲＧＢ）光の波長間の屈折率の差とスクリーン５００までの距離で決まる。よって、投射レンズとスクリーン５００までの距離から、各色の映像信号に応じた個々の投射レンズと光路に対する補正量ΔＳを求めることができる。この補正量ΔＳを、制御装置１００内に予め記憶しておく。そして、映像投射時に制御装置１００は、各色の映像信号をＳＬＭ１１３に出力する際に、各色の映像信号と各光路に対応した補正量ΔＳをＳＬＭ１１３へ出力することで、各投射レンズから出射される映像の色ずれを時分割に補正することができる。また、各投射レンズとＳＬＭ１１３間距離が異なる場合には、適宜リレーレンズ等を用いて各投射レンズとＳＬＭ１１３間の光学距離を同等にするか、もしくは各投射レンズの光学設計を変えてもよい。【００３４】
さらに、前記した色ずれ補正に加えて、各投射レンズからの出射光量を均一とするため、各投射レンズ（光路）に対応した光量補正情報を制御装置１００に記憶させておいてもよい。この光量補正情報は、例えば、多くの光学素子（可変偏光部、ＰＢＳ等）を通り光路が長い投射レンズ（例えば１２８）に供給或いは導かれる光量を、これよりも少ない光学素子を通り光路が短い投射レンズ（例えば１２５）に供給或いは導かれる光量よりも大きくするための情報を含んでいる。従って、光量補正情報は、投射レンズ１２８、１２７、１２６、１２５の順に光量を大きくするように補正するための情報を含んでいる。ＳＬＭ１１３には制御装置１００から、上記光量補正情報に基づき生成された制御信号が入力される。そして、ＳＬＭ１１３は、この制御信号に基づき投射レンズ毎に光変調度を補正することで、各投射レンズから出射される映像の光量を均一化することができる。【００３５】
次に、複数の投射レンズ使用時のフリッカ対策について図６を用いて説明する。
図６は、複数の投射レンズの出射順番について説明する図である。ここではプロジェクタ１は１２個の投射レンズ１３０（符号Ａ〜Ｌ）を備えており、画像４１０をスクリーン５００に投射する。各投射レンズ１３０の光軸はユーザの視点５１０の方向に揃えて構成している。光変調器（ＳＬＭ）１１３で生成された投射画像は、時分割に光路を切替えて複数の投射レンズ１３０から順次出射される。その際の、各投射レンズの出射順番について説明する。【００３６】
画像４１０が動画であれば、ＳＬＭ１１３は例えば１秒間に１５００枚の光変調を行い、変調された各画像を、投射レンズをＡ→Ｂ→Ｃ・・・→Ｌの順に高速（1/1500sec）に光路を切替えて出射する。投射レンズＬでの出射を終了すると、再び投射レンズＡに戻り前記と同じ順番にて投射レンズを切替える。しかしながら、投射レンズの数が増えてくると、各投射レンズからは時分割に画像が出射されるがゆえに、視点５１０から見た画像４１０の瞬き現象（フリッカ）が発生する。【００３７】
その対策として、投射レンズの切替えを連続ではなく、所定の間隔（投射レンズｎ個）あけて行う。すなわちｎ個の投射レンズをスキップして投射レンズの切替えを行う。例えば、投射レンズのスキップ数ｎ＝１個とすれば、Ａ→Ｃ→Ｅ→Ｇ→Ｉ→Ｋの順、続いて、Ｂ→Ｄ→Ｆ→Ｈ→Ｊ→Ｌの順に切替える。これにより、前記したフリッカを低減することができる。なお、投射レンズのスキップ数ｎは、プロジェクタに搭載する投射レンズの数に応じて適宜設定すればよい。【００３８】
本実施例では、反射光の強度を変調させる素子としてＳＬＭ１１３を用いたが、これに限定せず、透過型の液晶素子等の光変調素子を用いることもできる。可変偏光部として、例えば液晶可変リターダを用いてもよいし、偏光板と回転機構を組み合わせたものを用いてもよい。それ以外にも、光の偏光方向を任意に変えることができる素子であれば利用できる。光路の切替えは、本実施例では、可変偏光部とＰＢＳを組み合わせる構成で実現しているが、例えばガルバノミラーのように可動ミラーにより光路を切替える構成としてもよい。本実施例では、１つのＳＬＭで３色の映像を時分割に切替える構成としたが、プロジェクタ内に複数のＳＬＭを搭載し、１回の照射で多色の映像を投射する構成としてもよい。また、光源として、ＲＧＢの各色を出射する光源ではなく、白色光源（ＬＥＤ、メタルハライドランプ等）を用いることも当然可能である。
【実施例２】
【００３９】
実施例２は、プロジェクタの他の構成として、投射光が通過する光学素子の数が、どの投射レンズにおいても等しくなるように構成した場合である。【００４０】
図７は、実施例２に係るプロジェクタの光学構成を示す図である。ここでは、実施例１（図１）と相違する部分のみ説明する。複数の可変偏光部２００、２０３、２０４は、それぞれ制御装置１００からの制御信号に応じて入射光の偏光方向を切替える。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０１、２０５、２０７は、Ｐ偏光の光は通過し、Ｓ偏光の光はＰＢＳ内で反射する。他に、ミラー２０２、２０６、２０８を備える。この構成においても、可変偏光部２００、２０３、２０４の偏光方向を適宜切替えることで、所望の投射レンズ１２５〜１２８からカラー映像を出射させることができる。ただし、本実施例では、どの投射レンズから映像を出射する場合でも、投射光が通過する光学素子の数は一定となる。【００４１】
図８は、可変偏光部の出力偏光状態と出射する投射レンズとの関係を示す図である。以下、光路をどのように切替えて各投射レンズから映像を出射させるかを説明する。【００４２】
ＳＬＭ１１３で変調された映像光は、ＰＢＳ１１１を反射して可変偏光部２００に入射する。可変偏光部２００の出力がＰ偏光の場合は、映像光はＰＢＳ２０１を透過し可変偏光部２０３に入射する。さらに可変偏光部２０３の出力がＰ偏光の場合は、ＰＢＳ２０５を透過してプリズム１２１に入射し、進行方向を変更した後、投射レンズ１２５から映像が出射される。一方、可変偏光部２０３の出力がＳ偏光の場合は、ＰＳＢ２０５を反射しミラー２０６で再度反射し、プリズム１２２で進行方向を変更した後、投射レンズ１２６から映像が投射される。【００４３】
可変偏光部２００の出力がＳ偏光の場合は、映像光はＰＢＳ２０１を反射しミラー２０２で再度反射した後、可変偏光部２０４に入射する。さらに可変偏光部２０４の出力がＰ偏光の場合は、ＰＢＳ２０７を透過しプリズム１２３で進行方向を変更した後、投射レンズ１２７から映像が投射される。一方、可変偏光部２０４の出力がＳ偏光の場合は、ＰＢＳ２０７を反射しミラー２０８で再度反射し、プリズム１２４で進行方向を変更した後、投射レンズ１２８から映像が投射される。【００４４】
実施例２の構成では、投射する光が通過する可変偏光部及びＰＢＳの数は、どの投射レンズでも等しくなる。すなわち、可変偏光部２００から各投射レンズ１２５〜１２８までに通過する光学素子（ミラー２０２、２０６、２０８を除く）の数は、いずれの光路でも６個である。ちなみに、実施例１（図１〜図３）の場合は、可変偏光部１１４から投射レンズ１２５までに通過する光学素子の数は４個、投射レンズ１２６までは６個、投射レンズ１２７と投射レンズ１２８までは８個、というように、異なっている。このため、光学素子を多く通過する光路を有する投射レンズほど光量が低下する現象が生じる。【００４５】
一方、実施例２によれば、光学素子を通過することで生じる光量の低下はどの光路でもほぼ一定となる。これにより、投射レンズ毎に光量補正量を異ならせる必要が少なくなるメリットがある。また、可変偏光部２０３と可変偏光部２０４には同時に映像光が入射することはない。よって、可変偏光部２０３と可変偏光部２０４の制御を共通の信号で行うことが許容されるため、制御信号数の低減が可能となる。
【実施例３】
【００４６】
実施例３では、複数の投射レンズにより大画面に投射する場合について説明する。
図９は、実施例３におけるプロジェクタ及びその投射映像を示す図である。プロジェクタ１には、２個の投射レンズ１２５、１２６が距離Ｌだけ離れて配置されている。各投射レンズ１２５、１２６の投射範囲は、投射角度φの広がりを持ち、それぞれの投射方向（中心軸方向）は角度θだけ分離するよう配置されている。この時、各投射レンズ１２５、１２６によるスクリーン上の映像投射面３０１，３０２には、両者の重なり部３０３を形成させる。【００４７】
投射レンズ１２５、１２６からスクリーンまでの距離をｘとするとき、投射面サイズに対する重なり量ｙの比Ｒは、
Ｒ＝{ｘtan(φ−θ)−Ｌ}／２ｘtan(φ／２)    （１）
により求められる。【００４８】
このとき本実施例では、２つの映像投射面３０１，３０２の重なり部３０３において、投射レンズ１２５、１２６の投射距離に応じて投射する映像を部分的に暗くする処理（ブレンド処理）を行う。すなわち、ＳＬＭ１１３では、重なり部３０３において映像信号に対する変調量を低下させる。具体的には、前記した比Ｒの半分の量だけブレンド処理を行い、その位置で投射面３０１，３０２の表示映像が繋がるように映像を投射する。これにより投射された映像の解像度は、１個の投射レンズでの解像度を１とすると２−Ｒに向上し、１個の投射レンズでの表現可能な画素数に比べ２倍近い画素数で映像を投射することができる。【００４９】
制御装置１００は、投射角度φ、投射レンズ間角度差θ、投射レンズ距離Ｌなどの当該プロジェクタの仕様値と、投射距離ｘから各投射レンズの映像の重なり部３０３を演算し、記憶している。ＳＬＭ１１３は、この重なり部に応じてブレンド処理を施すようにする。これにより簡易に画面を拡張させた映像投射が可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
１：プロジェクタ、
２：外部機器、
１００：制御装置、
１０１〜１０３：光源、
１０４〜１０６：コリメートレンズ、
１０７〜１０９，２０２，２０６，２０８：ダイクロイックミラー、
１１１，１１５，１１７，１１９，２０５，２０７：偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ)、
１１２：１／４波長板、
１１３：光変調器（ＳＬＭ）、
１１４，１１６，１１８，２００，２０３，２０４：可変偏光部、
１２１〜１２４：プリズム、
１２５〜１２８，１３０：投射レンズ、
３０３：投射面の重なり部、
４００〜４０５：表示画像、
５００：スクリーン。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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