(57)【要約】【課題】マルチプロジェクションにおいて、投射光学系と被投射面との間に光学素子を配置しなくても、ブレンディング領域と非ブレンディング領域の輝度を同レベルとする。【解決手段】画像投射装置は、光源１からの光を光変調素子７により変調して投射光学系８により被投射面に投射する。該装置は、光源からの光を複数の光束に分割する第１の光学系３，４と、第１の光学系からの複数の光束を互いに重ね合わせて照明エリアを形成する第２の光学系６とを有する。第１および第２の光学系は、第１の方向において第２の光学系の焦点位置を光変調素子の受光面から１．０ｍｍ以上離し、かつ第２の方向において照明エリアの中心が光変調素子の受光面の中心から０．５ｍｍ以上離す光学配置を採ることが可能である。【選択図】図１
2012242422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を光変調素子により変調して投射光学系により被投射面に投射する画像投射装置であって、
前記光源からの光を複数の光束に分割する第１の光学系と、
該第１の光学系からの前記複数の光束を互いに重ね合わせて前記光変調素子を照明する照明エリアを形成する第２の光学系とを有し、
前記光源から前記第１および第２の光学系を介して前記光変調素子に向かう光の進行方向を第１の方向とし、該第１の方向において前記第２の光学系の焦点位置が前記光変調素子の受光面に一致し、かつ前記第１の方向に対して直交する第２の方向において前記照明エリアの中心が前記光変調素子の前記受光面の中心に一致するときの前記第１および第２の光学系の光学配置を第１の光学配置とするとき、
前記第１および第２の光学系は、前記第１の方向において前記第２の光学系の焦点位置が前記光変調素子の前記受光面から１．０ｍｍ以上離れ、かつ前記第２の方向において前記照明エリアの中心が前記光変調素子の前記受光面の中心から０．５ｍｍ以上離れるように該第１および第２の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が前記第１の光学配置とは異なる位置に配置された第２の光学配置を採ることが可能であることを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記第２の光学配置において、前記第２の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が前記第１の光学配置に対して前記第１の方向および前記第２の方向にて異なる位置に配置されてい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】
前記第２の光学配置において、前記第２の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が前記第１の光学配置に対して前記第１の方向にて異なる位置に配置され、かつ前記第１の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が前記第１の光学配置に対して前記第２の方向にて異なる位置に配置されてい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４】
前記第２の光学配置において、前記第１の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が前記第１の光学配置に対して前記第１の方向にて異なる位置に配置され、かつ前記第２の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が前記第１の光学配置に対して前記第２の方向にて異なる位置に配置されてい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５】
前記第２の光学配置において、前記第１の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が前記第１の光学配置に対して前記第１の方向および前記第２の方向にて異なる位置に配置されてい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６】
前記少なくとも１つの光学素子が、前記第１の光学配置での位置と前記第２の光学配置での位置との間で移動す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７】
前記少なくとも１つの光学素子が、前記第２の光学配置での位置に固定されていることを特徴とする請求項１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、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関し、特にマルチプロジェクションを行うのに好適な画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の画像投射装置からの投射画像を繋ぎ合わせて１つの大画像を投射するマルチプロジェクションでは、図１５に示すように、プロジェクタＰ１，Ｐ２からの投射画像のうち端部付近の領域をスクリーンＳ上で重ね合わせることが多い。この場合に、各プロジェクタから単体での使用時と同様に画像を投射すると、図１６に示すように、重ね合わせ領域（ブレンディング領域）Ｂの輝度が重ね合わされてない領域（非ブレンディング領域）ＮＢの輝度よりも高く（約２倍に）なる。このため、従来では、プロジェクタＰ１，Ｐ２のそれぞれからの投射画像におけるブレンディング領域の輝度を電気的に下げる（約１／２にする）ようにしている。
【０００３】
ただし、このように電気的に輝度を下げる方法は白画像の表示時には有効であるが、黒画像の表示時には、電気的に黒の輝度を下げることができないので、有効な方法ではない。そこで、黒画像の表示時においては、図１７に示すように非ブレンディング領域ＮＢの輝度を上げることで、画像全体の輝度を均一化することが可能である。ところが、この非ブレンディング領域の輝度を上げる方法では、プロジェクタの単体での使用時に比べて投射画像のコントラストが大幅に低下する可能性がある。
【０００４】
特許文献１には、このような問題を解決するために、以下のような方法が開示されている。図１８には、特許文献１にて開示されているプロジェクタの光学系を示す。光源ランプ１０１から発せられた光束は、偏光ビームスプリッタ１０２を介して、映像発生積層板（光変調素子）１０３に入射する。映像発生積層板１０３により反射された光束は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過して投射レンズ（投射光学系）１０４で拡大され、スクリーン１０５に投射される。投射レンズ１０４の射出側には、図１９に示す濃度傾斜遮断板１０６が配置されている。濃度傾斜遮断板１０６は、その中心部から周辺部に向けてＮＤフィルタ濃度を段階的に高く（透過率を低く）したフィルタである。濃度傾斜遮断板１０６を投射レンズ１０４の射出側に配置することで、投射光路枠２０１の端部の透過率を徐々に低下させることができる。このため、図２０に示すように２台のプロジェクタによるブレンディング投射を行う場合でも、ブレンディング領域Ｔの輝度を非ブレンディング領域の輝度と同レベルとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３５２７６３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、特許文献１にて開示された方法には、次のような問題がある。第１に、濃度傾斜遮断板１０６が吸収タイプのフィルタにより構成されていると、これを投射レンズ１０４の射出面の近傍に配置することで、投射レンズ１０４から射出される強い投射光を吸収してしまい、濃度傾斜遮断板１０６に焼けが発生する。
【０００７】
第２に、濃度傾斜遮断板１０６が反射タイプのフィルタにより構成されていると、これを投射レンズ１０４とスクリーン１０５との間に配置することで、投射光の一部が濃度傾斜遮断板１０６により投射方向とは反対側に反射し、観察者の眼に入射するおそれがある。また、濃度傾斜遮断板１０６にて反対された光が、投射レンズ１０４を介して映像発生積層板１０３に入射および反射されて不要光（ゴースト光）としてスクリーン１０５上に投射される可能性もある。
【０００８】
第３に、濃度傾斜遮断板１０６が投射レンズ１０４の射出面の近傍、すなわち投射レンズ１０４から射出する光束が十分に拡大される前の位置に配置されると、濃度傾斜遮断板１０６の位置敏感度が高くなり、プロジェクタ全体の光学調整が困難となる。濃度傾斜遮断板１０６をよりスクリーン１０５に近づけて配置すれば、投射レンズ１０４から射出した光束がある程度拡がるために位置敏感度は抑えられるが、濃度傾斜遮断板１０６のサイズが大きくなる。したがって、コストが増加したり、観察者から濃度傾斜遮断板１０６が視認されたりするというおそれがある。
【０００９】
本発明は、マルチプロジェクションを行う場合に、投射光学系と被投射面との間にフィルタ等の光学素子を配置しなくても、ブレンディング領域と非ブレンディング領域の輝度を同レベルとすることができる画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての画像投射装置は、光源からの光を光変調素子により変調して投射光学系により被投射面に投射する。該画像投射装置は、光源からの光を複数の光束に分割する第１の光学系と、該第１の光学系からの複数の光束を互いに重ね合わせて光変調素子を照明する照明エリアを形成する第２の光学系とを有する。そして、光源から第１および第２の光学系を介して光変調素子に向かう光の進行方向を第１の方向とし、該第１の方向において第２の光学系の焦点位置が光変調素子の受光面に一致し、かつ第１の方向に対して直交する第２の方向において照明エリアの中心が光変調素子の受光面の中心に一致するときの第１および第２の光学系の光学配置を第１の光学配置とするとき、第１および第２の光学系は、第１の方向において第２の光学系の焦点位置が光変調素子の受光面から１．０ｍｍ以上離れ、かつ第２の方向において照明エリアの中心が光変調素子の受光面の中心から０．５ｍｍ以上離れるように該第１および第２の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子が第１の光学配置とは異なる位置に配置された第２の光学配置を採ることが可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、投射光学系よりも光源側の第１および第２の光学系の光学配置によって投射画像における端部付近の領域の輝度を低下させることができる。このため、マルチプロジェクションにおいては、投射レンズと被投射面との間に投射光を受けるフィルタ等の光学素子を配置することなく、ブレンディング領域と非ブレンディング領域の輝度を同レベルとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１であるプロジェクタのノーマル光学配置とシフト光学配置を示す図。
【図２】実施例１におけるノーマル光学配置およびシフト光学配置での投射画像の輝度分布を示す図。
【図３】実施例１のプロジェクタを左側プロジェクタとして用いた場合におけるノーマル光学配置およびコンデンサレンズをＺ方向にのみシフトした光学配置での結像状態を示す図。
【図４】実施例１の左側プロジェクタにおけるコンデンサレンズをＸ方向にのみシフトした光学配置およびシフト光学配置での結像状態を示す図。
【図５】実施例１の左側プロジェクタに対してコンデンサレンズをＸ方向の反対側にシフトしたシフト光学配置を有する右側プロジェクタからの投射画像の輝度分布を示す図。
【図６】実施例１の左右のプロジェクタによりマルチプロジェクションを行ったときの投射画像の輝度分布を示す図。
【図７】本発明の実施例２である左側プロジェクタのシフト光学配置を示す図。
【図８】実施例２において２つのインテグレータレンズをＸ方向にシフトした光学配置での結像状態を示す図。
【図９】本発明の実施例３である上側プロジェクタのシフト光学配置を示す図。
【図１０】実施例３の上側プロジェクタと、これとはＹ方向の反対側にコンデンサレンズをシフトしたシフト光学配置を有する下側プロジェクタとによりマルチプロジェクションを行ったときの投射画像を示す図。
【図１１】実施例３の上側プロジェクタにおけるノーマル光学配置およびシフト光学配置での投射画像の輝度分布を示す図。
【図１２】実施例３の上側プロジェクタにおけるノーマル光学配置およびコンデンサレンズをＹ方向にのみシフトした光学配置での結像状態を示す図。
【図１３】実施例３の上側プロジェクタにおけるシフト光学配置での結像状態を示す図。
【図１４】実施例３の下側プロジェクタのシフト光学配置での投射画像の輝度分布、および上下のプロジェクタによりマルチプロジェクションを行ったときの投射画像の輝度分布を示す図。
【図１５】マルチプロジェクションを示す図。
【図１６】従来のマルチプロジェクションにおける投射画像の輝度分布を示す図。
【図１７】従来のマルチプロジェクションにおける投射画像の輝度を均一化する方法を説明する図。
【図１８】従来のプロジェクタの構成を示す図。
【図１９】従来のプロジェクタに用いられている濃度傾斜遮断板の構成を示す図。
【図２０】従来のプロジェクタによるマルチプロジェクションを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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】
【００１４】
図１には、本発明の実施例１である画像投射装置（プロジェクタ）の光学構成を示す。図１の上側の図と下側の図では、後述するようにコンデンサレンズ６の位置が異なるが、構成要素は同じである。
【００１５】
１は光源としての放電発光管であり、２はリフレクタである。３は第１のインテグレータレンズであり、４は第２のインテグレータレンズである。これら第１および第２のインテグレータレンズにより第１の光学系が構成される。５は偏光変換素子である。コンデンサレンズ６は、第２の光学系を構成する。なお、図では、コンデンサレンズ６を１枚のレンズとして記載されているが、実際のコンデンサレンズは１枚のレンズであってもよいし、複数枚のレンズにより構成されていてもよい。
【００１６】
Ｇは色分解光学系であり、７は液晶パネル等の光変調素子である。なお、図には、１つの光変調素子７のみを示しているが、実際には、赤用、青用および緑用の３つが設けられている。また、図では、光変調素子７が光を透過するタイプのもの、例えば透過型液晶パネルであるように記載されているが、光変調素子は光を反射するタイプのもの、例えば、反射型液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイスであってもよい。８は投射レンズ（投射光学系）を示す。
【００１７】
光源１から発せられた白色光は、リフレクタ２で反射されて平行光束となる。該平行光束は、第１のインテグレータレンズ３で複数の光束に分割され、第２のインテグレータレンズ４と偏光変換素子５の近傍に複数の光源像を形成する。
【００１８】
該複数の光源像を形成した複数の光束（無偏光光）は、偏光変換素子５により特定の偏光方向を有する偏光光に変換された後、コンデンサレンズ６に入射する。
【００１９】
コンデンサレンズ６は、色分解光学系Ｇを介して光変調素子７に向かう複数の光束を、互いに光変調素子７付近で重ね合わせるように集光する。複数の光束が重ね合わせられることで、光変調素子７の受光面（光変調面）上に、該受光面の形状と同じ矩形の照明エリアが形成される。
【００２０】
色分解光学系Ｇは、光源１からの白色光を赤、青、緑の３つ（複数）の色光に分解し、それぞれの色光を上記３つの光変調素子７に導く。これにより、３つの光変調素子７のそれぞれの受光面上に、赤光、青光および緑光による上述の照明エリアが形成される。
【００２１】
各光変調素子７は、その受光面（光変調面）入射した照明光を、プロジェクタに入力された映像信号に応じて変調する。こうして３つの光変調素子７によってそれぞれ変調された赤光、青光および緑光は、不図示の色合成光学系にて合成され、投射レンズ８で拡大されスクリーン等の被投射面（図示せず）に投射される。
【００２２】
このように構成されたプロジェクタは、単体で使用されるほか、複数台を一組として使用され、それぞれからの投射画像を繋ぎ合わせて１つの大画像を投射するマルチプロジェクションを行うことも可能である。
【００２３】
ここで、本実施例では、光源１から第１および第２のインテグレータレンズ３，４、さらにはコンデンサレンズ６を介して光変調素子７に向かう光の進行方向をＺ方向（第１の方向）という。Ｚ方向は、第１および第２のインテグレータレンズ３，４とコンデンサレンズ６の光軸方向ということもできる。また、Ｚ方向に対して直交する方向のうち左右方向をＸ方向（第２の方向）という。Ｘ方向は、光軸方向に直交する方向ということもできる。このことは、後述する他の実施例でも同じである。
【００２４】
図１の上側の図では、Ｚ方向においてコンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面（光変調面）に一致し、かつＸ方向において照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心に一致している。このときの第１および第２のインテグレータレンズ３，４とコンデンサレンズ６の光学配置を、ノーマル光学配置（第１の光学配置）という。
【００２５】
ただし、このノーマル光学配置には、プロジェクタの製造誤差によって、Ｚ方向にてコンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面から０．２〜０．３ｍｍ程度の範囲（許容誤差範囲）でずれている場合を含む。また、同様に製造誤差によって、Ｘ方向にて照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心から０．１〜０．２ｍｍ程度の範囲（許容誤差範囲）でずれている場合も含む。
【００２６】
以上説明したノーマル光学配置は、後述する他の実施例でも同じである。
【００２７】
以下、上記のように構成される本実施例のプロジェクタを左右に２台並べ、それぞれからの投射画像の端部付近の領域を互いに重ね合わせて１つの横長画像を投射するマルチプロジェクションを行う場合の該横長画像の輝度の均一化の方法について説明する。なお、該２つの投射画像のうち互いに重なり合う端部付近の領域を、ブレンディング領域という。また、ここでは２台のプロジェクタを用いたマルチプロジェクションについて説明するが、以下に説明する方法は、３台以上のプロジェクタを用いたマルチプロジェクションにも適用することができる。
【００２８】
まず、上記２台のプロジェクタのうち左側に配置されたプロジェクタの光学配置について説明する。図１の下側には、上側に示したノーマル光学配置に対して、コンデンサレンズ６、すなわち第２の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子をＺ方向のうち光源側にシフトし、かつＸ方向のうち左側にシフトしたシフト光学配置（第２の光学配置）を示している。図には、ノーマル光学配置におけるコンデンサレンズ６のＺ方向およびＸ方向での位置Ｚ１，Ｘ１と、シフト光学配置におけるコンデンサレンズ６のＺ方向およびＸ方向での位置Ｚ２，Ｘ２（Ｚ１，Ｘ１とは異なる位置）を示している。
【００２９】
本実施例のプロジェクタは、コンデンサレンズ６がノーマル光学配置での位置Ｚ１，Ｘ１とシフト光学配置での位置Ｚ２，Ｘ２との間で移動可能に構成されていてもよい。ノーマル光学配置とシフト光学配置との間で無段階または段階的にシフト量を設定することができれば、ブレンディング領域の幅を適宜調節することができる。また、本実施例のプロジェクタは、コンデンサレンズ６がシフト光学配置Ｚ２，Ｘ２の位置に固定され、ノーマル光学配置の位置Ｚ１，Ｘ１には移動不可に構成されていてもよい。
【００３０】
図２（Ａ）には、ノーマル光学配置において被投射面にテスト画像を投射したときの被投射面上での輝度分布を示している。このときのテスト画像は、その左端から右端にかけて概ね均一な輝度を有している。
【００３１】
図２（Ｂ）には、シフト光学配置において被投射面に上記テスト画像を投射したときの被投射面上での輝度分布を示している。このとき、テスト画像のうち右端部付近の部分、つまりはマルチプロジェクションでのブレンディング領域となる部分の輝度が、該右端部に向かって低下している。この理由は、以下の通りである。
【００３２】
図３（Ａ）に示すように、ノーマル光学配置では、コンデンサレンズ６に入射して光変調素子７の受光面の左右端部に向かう光束の結像位置、つまりはコンデンサレンズ６の焦点位置は光変調素子７の受光面に一致する（又は前述の許容誤差範囲内でずれている）。
【００３３】
一方、図３（Ｂ）に示すように、ノーマル光学配置に対してコンデンサレンズ６がＺ方向の光源側にシフトすることで、コンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面からＺ方向の光源側に離れる。このときのコンデンサレンズ６のノーマル光学配置での位置からのシフト量は、コンデンサレンズ６の焦点位置と光変調素子７の受光面との間のＺ方向での距離ΔＺが１．０ｍｍ以上となる量である。言い換えれば、コンデンサレンズ６の焦点位置を光変調素子７の受光面からＺ方向に１．０ｍｍ以上離すシフト量である。
【００３４】
この光学配置では、光変調素子７の受光面上に照明エリアを形成するコンデンサレンズ６からの光束が、該受光面の左右の端部付近に拡散しながら到達する。このため、光変調素子７の受光面の左右の端部に近いほど、照明エリアの光量が徐々に低下する。
【００３５】
さらに、図４（Ａ）に示すように、コンデンサレンズ６をノーマル光学配置での位置からＸ方向の左側にシフトさせると、左右の端部付近の光量が低下した照明エリアの全体がノーマル光学配置での照明エリアに対してＸ方向のうち左側にシフトする。すなわち、照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心からＸ方向に離れる。このときのコンデンサレンズ６のＸ方向でのシフト量は、照明エリアの中心と光変調素子７の受光面の中心との間のＸ方向での距離ΔＸが０．５ｍｍ以上となる量である。言い換えれば、照明エリアの中心を光変調素子７の受光面の中心からＸ方向に０．５ｍｍ以上離すシフト量である。
【００３６】
そして、図３（Ｂ）と図４（Ａ）の光学配置の組み合わせである図４（Ｂ）に示す最終的なシフト光学配置（ΔＺ≧１．０ｍｍかつ左側ΔＸ≧０．５ｍｍ）では、図２（Ｂ）に示すような被投射面上での輝度分布が得られる。すなわち、投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる右端部付近の部分の輝度のみが、該右端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。
【００３７】
一方、上記２台のプロジェクタのうち右側に配置されたプロジェクタでは、図１の下側の図および図４（Ｂ）に示したシフト光学配置と同様にコンデンサレンズ６をＺ方向の光源側にシフトさせる。また、コンデンサレンズ６を、Ｘ方向のうち図１の下側の図および図４（Ｂ）に示した側とは反対側である右側にシフトさせる。このときのコンデンサレンズ６のＺ方向およびＸ方向でのシフト量は、左側のプロジェクタでのシフト量と同じである。このようにして、右側のプロジェクタは、ΔＺ≧１．０ｍｍかつ右側ΔＸ≧０．５ｍｍとするシフト光学配置を有する。
【００３８】
そして、この右側のプロジェクタにおけるシフト光学配置では、図５に示すように、該右側のプロジェクタにより投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる左端部付近の部分の輝度のみが、該左端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。
【００３９】
以上のようなシフト光学配置を有する２台のプロジェクタのそれぞれから被投射面上にブレンディング領域が重なり合うように左右のテスト画像を投射する。これにより、図６に示すように、ブレンディング領域Ｂの輝度が、互いに重なり合わない非ブレンディング領域ＮＢの輝度と同レベルとなる。したがって、ブレンディング領域Ｂ、言い替えれば繋ぎ目が目立たない横長画像を投射することができる。
【実施例２】
【００４０】
図７には、本発明の実施例２であるプロジェクタの光学構成とシフト光学配置を示す。該プロジェクタの構成要素は実施例１と共通であり、該共通の構成要素については実施例１と同符号を付して説明に代える。
【００４１】
本実施例において、左右に並べられた２台のプロジェクタのうち左側のプロジェクタでは、シフト光学配置において、コンデンサレンズ６が実施例１にて説明したノーマル光学配置での位置Ｚ１に対してＺ方向のうち光源側にシフトした位置Ｚ２に配置される。コンデンサレンズ６のシフト量は、コンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面から距離ΔＺ≧１．０ｍｍだけ離れる量である。
【００４２】
また、本実施例では、図８に示すように、第１および第２のインテグレータレンズ（第１の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子）３，４が、実施例１にて説明したノーマル光学配置での位置Ｘ１に対してＸ方向の左側にシフトした位置Ｘ２に配置される。第１および第２のインテグレータレンズ３，４のＸ方向へのシフトによっても、コンデンサレンズ６を同方向にシフトさせる場合と同様に、照明エリアを光変調素子７に対してＸ方向にシフトさせることができる。第１および第２のインテグレータレンズ３，４のシフト量は、照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心から距離ΔＺ≧０．５ｍｍだけ離れる量である。
【００４３】
このようにΔＺ≧１．０ｍｍかつ左側へのΔＸ≧０．５ｍｍとするシフト光学配置を有する左側のプロジェクタによってテスト画像を投射することで、図２（Ｂ）に示すような被投射面上での輝度分布が得られる。すなわち、投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる右端部付近の部分の輝度のみが、該右端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。
【００４４】
一方、右側のプロジェクタでも、シフト光学配置において、コンデンサレンズ６がノーマル光学配置での位置Ｚ１に対してＺ方向のうち光源側にシフトした位置Ｚ２に配置される。さらに、第１および第２のインテグレータレンズ３，４が、ノーマル光学配置での位置Ｘ１に対してＸ方向の右側にシフトした位置に配置される。このシフト光学配置によって、ΔＺ≧１．０ｍｍかつ右側ΔＸ≧０．５ｍｍとなる。
【００４５】
そして、上記２台のプロジェクタのそれぞれから被投射面上にブレンディング領域が重なり合うように左右のテスト画像を投射する。これにより、図６に示すように、ブレンディング領域Ｂの輝度が、互いに重なり合わない非ブレンディング領域ＮＢの輝度と同レベルとなる。したがって、ブレンディング領域Ｂ（繋ぎ目）が目立たない横長画像を投射することができる。
【実施例３】
【００４６】
図９には、本発明の実施例３であるプロジェクタの光学構成とシフト光学配置を示す。該プロジェクタの構成要素は実施例１と共通であり、該共通の構成要素については実施例１と同符号を付して説明に代える。
【００４７】
実施例１では、２台のプロジェクタを左右に並べ、それぞれからの投射画像を左右に繋げて横長画像を投射するマルチプロジェクションを行う場合について説明した。しかし、本実施例では、２台のプロジェクタを上下に並べ、図１０に示すように、それぞれからの投射画像を上下に繋げて縦長画像（正方形に近い１つの大画像）を投射するマルチプロジェクションを行う場合について説明する。以下の説明において、Ｚ方向に対して直交する方向のうち上下方向をＹ方向（第２の方向）という。Ｙ方向は、光軸方向に直交する方向ということもできる。
【００４８】
まず、上記２台のプロジェクタのうち上側に配置されたプロジェクタの光学配置について説明する。図９には、図１の上側の図に示したノーマル光学配置に対して、コンデンサレンズ６をＺ方向のうち光源側にシフトし、かつＹ方向のうち上側にシフトしたシフト光学配置を示している。図には、ノーマル光学配置におけるコンデンサレンズ６のＺ方向およびＹ方向での位置Ｚ１，Ｙ１と、シフト光学配置におけるコンデンサレンズ６のＺ方向およびＹ方向での位置Ｚ２，Ｙ２（Ｚ１，Ｙ１とは異なる位置）を示している。
【００４９】
本実施例のプロジェクタは、コンデンサレンズ６がノーマル光学配置での位置Ｚ１，Ｙ１とシフト光学配置での位置Ｚ２，Ｙ２との間で移動可能に構成されていてもよい。また、コンデンサレンズ６がシフト光学配置Ｚ２，Ｙ２の位置に固定され、ノーマル光学配置の位置Ｚ１，Ｙ１には移動不可に構成されていてもよい。
【００５０】
図１１（Ａ）には、ノーマル光学配置において被投射面にテスト画像を投射したときの被投射面上での輝度分布を示している。このときのテスト画像は、その上端から下端にかけて概ね均一な輝度を有している。
【００５１】
図１１（Ｂ）には、シフト光学配置において被投射面に上記テスト画像を投射したときの被投射面上での輝度分布を示している。このとき、テスト画像のうち下端部付近の部分、つまりはマルチプロジェクションでのブレンディング領域となる部分の輝度が、該下端部に向かって低下している。この理由は、以下の通りである。
【００５２】
図１２（Ａ）に示すように、ノーマル光学配置では、コンデンサレンズ６に入射して光変調素子７の受光面の上下端部に向かう光束の結像位置、つまりはコンデンサレンズ６の焦点位置は光変調素子７の受光面に一致する（又は前述の許容誤差範囲内でずれている）。
【００５３】
ノーマル光学配置に対してコンデンサレンズ６がＺ方向の光源側にシフトすることで、実施例１の図３（Ｂ）と同様に、コンデンサレンズ６の焦点位置が光変調素子７の受光面からＺ方向の光源側に離れる。このときのコンデンサレンズ６のノーマル光学配置での位置からのシフト量は、コンデンサレンズ６の焦点位置と光変調素子７の受光面との間のＺ方向での距離ΔＺが１．０ｍｍ以上となる量である。この光学配置では、光変調素子７の受光面上に照明エリアを形成するコンデンサレンズ６からの光束が、該受光面の上下の端部付近に拡散しながら到達する。このため、光変調素子７の受光面の上下の端部に近いほど、照明エリアの光量が徐々に低下する。
【００５４】
さらに、図１２（Ｂ）に示すように、コンデンサレンズ６をノーマル光学配置での位置からＹ方向の上側にシフトさせると、上下の端部付近の光量が低下した照明エリアの全体がノーマル光学配置での照明エリアに対してＹ方向のうち上側にシフトする。すなわち、照明エリアの中心が光変調素子７の受光面の中心からＹ方向に離れる。このときのコンデンサレンズ６のＹ方向でのシフト量は、照明エリアの中心と光変調素子７の受光面の中心との間のＹ方向での距離ΔＹが０．５ｍｍ以上となる量である。
【００５５】
そして、図３（Ｂ）と同様の光学配置と図１２（Ｂ）の光学配置の組み合わせである図１３に示す最終的なシフト光学配置（ΔＺ≧１．０ｍｍかつ上側ΔＹ≧０．５ｍｍ）では、図１１（Ｂ）に示すような被投射面上での輝度分布が得られる。すなわち、投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる下側部付近の部分の輝度のみが、該下端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。
【００５６】
一方、上記２台のプロジェクタのうち下側に配置されたプロジェクタでは、図９に示したシフト光学配置と同様にコンデンサレンズ６をＺ方向の光源側にシフトさせる。また、コンデンサレンズ６を、Ｙ方向のうち図９とは反対側である下側にシフトさせる。このときのコンデンサレンズ６のＺ方向およびＸ方向でのシフト量は、上側のプロジェクタでのシフト量と同じである。このようにして、下側のプロジェクタは、ΔＺ≧１．０ｍｍかつ下側ΔＹ≧０．５ｍｍとするシフト光学配置を有する。
【００５７】
そして、該下側のプロジェクタにおけるシフト光学配置では、図１４（Ａ）に示すように、該下側のプロジェクタにより投射されたテスト画像のうちブレンディング領域となる上端部付近の部分の輝度のみが、該上端部に向かって徐々に低下する輝度分布が得られる。
【００５８】
以上のようなシフト光学配置を有する２台のプロジェクタのそれぞれから、図１０に示すように、被投射面上にブレンディング領域が重なり合うように上下のテスト画像を投射する。これにより、図１４（Ｂ）に示すように、ブレンディング領域Ｂの輝度が、互いに重なり合わない非ブレンディング領域ＮＢの輝度と同レベルとなる。したがって、ブレンディング領域Ｂ、言い替えれば繋ぎ目が目立たない縦長画像を投射することができる。
【実施例４】
【００５９】
実施例１〜３では、シフト光学配置において、コンデンサレンズ６をノーマル光学配置での位置からＺ方向にシフトさせてΔＺ≧１．０ｍｍとする場合について説明した。しかし、これに代えて、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち少なくとも一方（第１の光学系を構成する少なくとも１つの光学素子）をＺ方向にシフトさせてもよい。すなわち、第１および第２のインテグレータレンズ３，４間の間隔を変えることで、ΔＺ≧１．０ｍｍとしてもよい。
【００６０】
本実施例を実施例２に適用すると、第１および第２のインテグレータレンズ３，４の双方をノーマル光学配置の位置からＸ方向にシフトさせ、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち一方をノーマル光学配置の位置からＺ方向にシフトさせることになる。この場合、Ｚ方向にシフトさせるインテグレータレンズとしては、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち最も光源から離れた第２のインテグレータレンズ４が好ましい。これにより、光源により近い第１のインテグレータレンズ３をシフトさせる場合に比べて、小さいシフト量で大きなΔＺを得ることができる。
【実施例５】
【００６１】
実施例２では、シフト光学配置において、第１および第２のインテグレータレンズ３，４をともにＸ方向にシフトさせてΔＸ≧０．５ｍｍとする場合について説明した。しかし、これに代えて、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち一方のインテグレータレンズ（第１の光学系を構成する１つの光学素子）のみをＸ方向にシフトさせてΔＸ≧０．５ｍｍとしてもよい。この場合、Ｘ方向にシフトさせるインテグレータレンズとしては、第１および第２のインテグレータレンズ３，４のうち最も光源から離れた第２のインテグレータレンズ４が好ましい。これにより、光源により近い第１のインテグレータレンズ３をシフトさせる場合に比べて、小さいシフト量で大きなΔＸを得ることができる。このことは、Ｙ方向についても同じである。
【００６２】
なお、ノーマル光学配置では、基本的に第１および第２のインテグレータレンズ３，４のＸ方向での位置は互いに一致するが、プロジェクタの製造誤差によって０．０５〜０．１ｍｍ程度の範囲でずれている場合も含む。これに対して、シフト光学配置での上記一方のインテグレータレンズのＸ方向でのシフト量は、例えば、０．２ｍｍ以上となる。
【００６３】
以上、本実施例１〜５においては、コンデンサレンズ６の光変調素子側の焦点位置（コンデンサレンズの主点からコンデンサレンズの焦点距離だけ離れた位置）が、光変調素子から１．０ｍｍ以上離れていることを条件としている。言い換えると、光源１から光変調素子７に向かって進む照明光の進行方向であるＺ方向において（Ｚ方向のみの１次元座標において）、お互いの位置が１．０ｍｍ離れている。
【００６４】
また、本実施例１〜５においては、前述のＺ方向と垂直なＸ方向或いはＹ方向において、照明エリアの中心と光変調素子７の受光面の中心との間の距離が０．５ｍｍ以上となるように、レンズを配置していた。しかしながら、更に好ましくは、照明エリアの中心と光変調素子７の受光面の中心との間の距離が０．８ｍｍ以上となるようにレンズを配置すると尚好ましい。また、前述の照明エリアとは、照明エリアの中において輝度が最も高い位置での輝度に対して半分の輝度（或いは１割の輝度）以上で照明されているエリアであることが望ましい。
【００６５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
マルチプロジェクションにおいて投射画像の繋ぎ目が目立たないようにする画像投射装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６７】
１  放電発光管
３  第１のインテグレータレンズ  
４  第２のインテグレータレンズ
６  コンデンサレンズ  
７  光変調素子
８  投射レンズ  
【図１９】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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