JP2005284029A - マルチビジョン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水平方向に長い投影領域を持つ１台のプロジェクタと、複数の映像を合成可能な１台の映像合成装置で擬似的に構成された、表示領域が垂直方向に長いマルチビジョン装置において、利用可能な投影領域が減少することを解決し、できうる限り投影領域を有効に利用し鮮明な映像情報を得ることを目的とする。
【解決手段】複数の映像信号１０１を合成し、９０度回転させる映像合成装置１０２の出力映像１０３を、プロジェクタ１０４にてスクリーン１０５に投影する過程で、プロジェクタ１０４とスクリーン１０５の間に設けたミラー１０６を用いて、投影映像を映像合成装置１０１の合成映像の回転方向とは逆方向に９０度回転させることにより、利用されない投影領域を減少させた映像１０７を得ることで、解像度の高いマルチビジョン装置が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタを使用したマルチビジョン装置に関するものである。

大型映像表示システムの分野では、複数の映像を表示するために、複数のプロジェクタを連結して構成したマルチビジョン装置がある。また近年、映像合成装置を用いて複数の映像を合成し、一台のプロジェクタで、複数画面の表示を行なうことを可能にしたマルチビジョン装置もある。

以下、図２を用いて、従来の複数のプロジェクタを連結して構成したマルチビジョン装置について説明する。

図２において、複数の映像信号２０１は映像拡大処理装置２０２に入力され、個別画面映像２０４もしくは拡大画面映像２０５としてプロジェクタ群２０３に出力される。この装置では、個々のプロジェクタの表示画面が、各映像の表示区画を構成している。この方法によれば、一台のプロジェクタでは実現できない大きな投影領域を構成することと画面全体の解像度を大きくすることが可能となる。

しかしながら、個々のプロジェクタの明るさや色均一性といった表示特性に僅かでも差異が存在すると、表示区画毎に輝度や色合いにばらつきが生じ、人間の視覚の特徴として、隣り合う物体の輝度や色調の差は、たとえ僅かなものであっても感じられるため、表示された映像が見苦しいものとなる。この現象は、複数の区画に連続した映像を表示した場合、すなわち拡大画面映像２０５を表示した際に顕著となる。

続いて、以下、図３を用いて、一台のプロジェクタで、複数画面の表示を行なうことを可能にしたマルチビジョン装置について説明する。

近年では、プロジェクタの高解像度化と輝度性能の向上に伴って、１台のプロジェクタでも複数画面の表示を行なうマルチビジョン装置を実現できるようになった。

図３において、複数の映像信号３０１は映像合成装置３０２によって、合成映像３０３として合成され、プロジェクタ３０４に入力され、スクリーン３０５に投影される。これによって、スクリーン３０５には、仮想的に複数台のプロジェクタが連結されているかごとき映像３０６が得られる。

一台のプロジェクタで、複数画面の表示を行なうことを可能にしたマルチビジョン装置では、解像度と輝度の高いプロジェクタが必要となるものの、１台のプロジェクタで構成が可能であるため各プロジェクタのばらつきに起因して生じる表示区画毎の輝度や色均一性の差は発生しないという利点がある。また、複数のプロジェクタを連結して構成したマルチビジョン装置よりプロジェクタの台数を大幅に減少することができるため、市場への導入コストを抑制する利点もある。

しかしながら、複数のプロジェクタを連結して構成したマルチビジョン装置は画面全体の縦横比を縦横方向に連結するプロジェクタの台数を変えることで垂直方向に大きい比率の画面に対応できることに比べ、一台のプロジェクタで、複数画面の表示を行なうことを可能にしたマルチビジョン装置では、プロジェクタの投影領域の縦横の比率が画面全体の縦横の比率であるため、画面全体の縦横比がプロジェクタの投影領域の縦横比と異なる垂直方向に大きい比率の画面の映像を表示させることは容易ではないが、いくつかの方法がある。

以下に従来の画面全体の縦横比がプロジェクタの投影領域の縦横比と異なる垂直方向に大きい比率の画面の映像を表示させる技術について説明する。

特許文献１に記述されているように、従来の方法のひとつとして、ミラーを用いて表示映像の縦横変換を行い、画面全体の比率を縦横逆にする方法で、画面全体の縦横比がプロジェクタの投影領域の縦横比と異なる垂直方向に大きい比率の画面の映像を表示する方法がある。

図４はプロジェクタ映像の縦横変換で表示映像の比率を変換する方法の図である。図４において、４０１はプロジェクタで、映像を投影光にして出力する。４０２はスクリーンで、映像投影光を結像する。４０３は第一ミラーで、プロジェクタ４０１から出力された投影光を反射するものである。４０４は第二ミラーで、第一ミラー４０３で反射された投影光を反射させることによって表示映像の縦横変換を行うものである。

以上のように構成された従来の縦横比を変更する方法について以下その動作について説明する。

まず、プロジェクタ４０１から出力された映像投影光は第一ミラー４０３に反射し方向を変え、第二ミラー４０４で反射する際に、投影光が９０度回転させられ、スクリーン４０２で結像する。その際スクリーン４０２に投影された映像は、プロジェクタの出力した映像投影光を９０回転したものになり、縦横変換された垂直方向に大きい比率の画面の映像なる。

またもうひとつの方法として、プロジェクタの投影領域の中に、表示したい映像の縦横比と同一の比率の領域部分を使用して構成する方法で、垂直方向に大きい比率の画面の映像を実現する方法がある。

以下に従来のプロジェクタの投影領域の中に、表示したい映像の縦横比と同一の比率の領域部分を使用して構成する方法について説明する。

図５はプロジェクタの投影領域の中に、表示したい映像の縦横比と同一の比率の領域部分を使用して構成する方法の図である。

５０１はプロジェクタの投影領域である。５０２は垂直方向に長い投影領域である。５０３は未使用投影領域である。

以上のように構成された従来の縦横比を垂直方向に大きい比率の画面の映像に変更する方法について以下その動作について説明する。

プロジェクタの投影領域である５０１の領域に、縦横比を逆にした垂直方向に長い投影領域を表示したい場合（例えば、立位の人物像等）、最大限、投影領域を使用することを考慮に入れると、５０２の領域を得る。斜線部５０３はプロジェクタの投影領域のうち、使用されない領域である。この方法により、プロジェクタの投影領域の縦横比と異なる映像を表示させることできる。
登録実用新案第３０８００９７号公報

しかしながら、一台のプロジェクタで、複数画面の表示を行なうことを可能にしたマルチビジョン装置において、プロジェクタの投影領域の縦横比と異なる映像を表示させる方法である上記の２つの方法ではそれぞれ問題点がある。

非特許文献１の方法では、プロジェクタに入力される映像信号がすでに縦横変換されてない映像である場合、投影された映像は縦横が９０度回転した映像となり、正常に投影されないという問題を有している。

また、図５を用いて説明したプロジェクタの投影領域の中に、表示したい映像の縦横比と同一の比率の領域部分を使用して構成する方法では、垂直方向に長い構成の映像を投影する場合に、使用されない領域が大きくなり、投影領域を十分使用できない場合が多い。したがって、使用される部分の解像度はプロジェクタ本来の解像度より低くなり、鮮明な映像を得ることを妨げるという問題を有していた。

本発明は、上記従来の２つの問題点を解決するもので、一台のプロジェクタで、複数画面の表示を行なうことを可能にしたマルチビジョン装置において、プロジェクタの投影領域の縦横比と異なる垂直方向に長い構成の映像を表示する際、プロジェクタの投影領域を効率よく使用し、高解像度のマルチビジョン装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、複数の映像信号をそれぞれ９０度回転させ、合成した映像信号を出力する映像合成装置と、前記映像合成装置の映像出力信号を光学像として投影するプロジェクタと、前記プロジェクタの投影光を結像させるスクリーンと、前記プロジェクタとスクリーンの間に設けられ、前記映像合成装置の映像出力信号とは逆方向に９０度回転させるミラーと、を備えたことを特徴とするマルチビジョン装置としたものであり、画面全体が垂直方向に長く構成されたマルチビジョン装置を、水平方向に長い映像を投影するプロジェクタで構成した場合において、利用されない表示領域を減少させる作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のマルチビジョン装置を、複数個連結して構成したことを特徴とするマルチビジョン装置としたものであり、従来の複数のプロジェクタを連結して構成したマルチビジョン装置でのみ実現可能だった構成を、それより少ないプロジェクタで可能とする作用を有する。

以上のように、本発明は、画面全体が垂直方向に長いマルチビジョン装置を、一般に用いられる水平方向に長い投影領域を持つプロジェクタを用いて構成した場合に、表示解像度と表示画面内の色均一性を向上という優れた効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１と図６を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるマルチビジョン装置のブロック構成図である。

図１において、１０１は複数の映像信号、１０２は複数映像信号１０１を合成した後に合成映像を９０度回転する映像合成装置、１０３は映像合成装置１０２で合成された映像を９０度回転させた出力映像、１０４は出力映像１０３が入力される垂直方向に投影光が投影されるように設置されたプロジェクタ、１０５はプロジェクタ１０４より投影された投影光を、映像合成装置１０２の出力映像とは逆方向に９０回転反射させるミラー、１０６はプロジェクタ１０４より投影された映像を結像するスクリーン、１０７は利用されない投影領域を減少させた映像である。

図６は、本発明の利用されない投影領域を減少させた映像１０７の利用される投影領域の図である。

図６において、６０１は映像合成装置１０２の出力映像をミラー１０５を用いて逆方向に９０回転させた投影領域、６０２はプロジェクタ１０４の解像度を最大限に利用した場合の利用される投影領域、６０３は利用されないプロジェクタ１０４の投影領域である。この場合、スクリーンは図５に対して垂直方向に長い比率のものにしている。

以上のように構成された実施の形態１におけるマルチビジョン装置について図１、図６を用いてその動作を説明する。

まず、映像合成装置１０２に入力された複数の映像信号１０１は、映像合成装置１０２で合成され、さらに９０度回転され、出力映像１０３となる。出力映像１０３は垂直方向に投影光が投影されるように設置されたプロジェクタ１０４に入力され、投影光としてミラー１０５に反射され、映像合成装置１０２の出力映像１０３の回転方向とは逆に９０度回転され、スクリーン１０６上で結像され、プロジェクタの投影領域の利用されない投影領域を減少させた映像１０７を得る。映像１０７は投影領域６０１と対応しており、プロジェクタの投影領域の利用されない投影領域６０２は、本発明を利用しない場合に比べて減少する。

以上のように本実施の形態によれば、複数の映像信号１０１を映像合成装置１０２を用いて合成し、９０度回転させて出力させ、プロジェクタ１０４に入力し、さらに投影光をミラー１０５で反射させる際に、映像合成装置１０２の回転方向とは逆に９０度回転させることにより、スクリーン１０６上で利用されない投影領域を減少させた映像１０７を結像させることができる機能を設けることにより、画面全体が垂直方向に長いマルチビジョン装置を、一般に用いられる水平方向に長い投影領域を持つプロジェクタを用いて構成した場合に、最大限の投影領域を使用することができるため、表示解像度を有効に利用でき、かつ、表示画面内の色均一性を向上という優れた効果が得られる。

（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２におけるマルチビジョン装置のブロック構成図である。

図７において、７０１は複数の映像信号、７０９はプロジェクタより投影された映像を結像するスクリーン、７１０は利用されない投影領域を減少させた映像で、以上は図１の構成と同様なものである。図１の構成と異なるのは、複数映像信号７０１を合成した後に合成映像を９０度回転する映像合成装置７０２の映像出力を複数個にしたことで、以下の構成が複数個存在することである。７０３および７０４は映像合成装置７０２で合成された映像を９０度回転させた複数の出力映像、７０５および７０６は出力映像７０３および７０４が入力される垂直方向に投影光が投影されるように設置されたプロジェクタ、７０７および７０８はプロジェクタ７０５および７０６より投影された投影光を、映像合成装置７０２の出力映像とは逆方向に９０回転反射させるミラーである。

以上のように構成された実施の形態２におけるマルチビジョン装置において、以下その動作を説明する。

まず、映像合成装置７０２に入力された、複数の映像信号７０１は、映像合成装置７０２で合成され、さらに９０度回転され、複数の出力映像７０３および７０４となる。出力映像７０３および７０４は垂直方向に投影光が投影されるように設置されたプロジェクタ７０５および７０６に入力され、投影光としてミラー７０７および７０８に反射され、映像合成装置７０２の出力映像７０３および７０４の回転方向とは逆に９０度回転され、スクリーン７０９上で結像され、プロジェクタの投影領域の利用されない投影領域を減少させた映像７１０を得る。

以上のように本実施の形態によれば、映像合成装置７０２の映像出力を複数個設け、その他は実施の形態１と同様の構成を複数個連結することで、従来の複数のプロジェクタを連結して構成したマルチビジョン装置に比べ、プロジェクタの個数を減少させることができるという効果も得られる。

また、図８のように、出力映像７０３、７０４の各画像（Ａ〜Ｌ）の縦横比が３：４であればスクリーン７０９上に結像された投影画像は１６：９となり、一般に知られている人の視野角に対して見やすい投影画像を２台のプロジェクタで得ることができる。

なお、以上の説明では複数映像信号７０１を合成した後に合成映像を９０度回転する映像合成装置７０２の映像出力を複数個としたが、映像合成装置７０２の映像出力を１つとし、その映像合成装置７０２を複数個用意することとしても良い。

本発明にかかる、一台のプロジェクタで、複数画面の表示を行なうことを可能にしたマルチビジョン装置は、画面全体が垂直方向に長いマルチビジョン装置を、一般に用いられる水平方向に長い投影領域を持つプロジェクタを用いて構成した場合に、利用されない表示領域を減少させ、表示解像度と表示画面内の色均一性を向上という優れた効果が得られる。

また、上記構成を複数個連結することで、従来の複数のプロジェクタを連結して構成したマルチビジョン装置に比べ、プロジェクタの個数を減少させることができるという効果も得られるため、大型映像表示システムの分野に有用である。

本発明の実施の形態１におけるマルチビジョン装置のブロック構成図 従来の複数のプロジェクタを連結して構成したマルチビジョン装置図 一台のプロジェクタで複数画面の表示を行なうことを可能にしたマルチビジョン装置の図 プロジェクタ映像の縦横変換で表示映像の比率を変換する方法の図 プロジェクタの投影領域の中に、表示したい映像の縦横比と同一の比率の領域部分を使用して構成する方法の図 本発明の利用されない投影領域を減少させた映像１０７の投影領域の図 本発明の実施の形態２におけるマルチビジョン装置のブロック構成図 本発明の実施の形態２における縦横比１６：９を実現する説明図

符号の説明

１０１ 複数の映像信号
１０２ 複数映像信号１０１を合成した後に合成映像を９０度回転する映像合成装置
１０３ 映像合成装置１０２で合成された映像を９０度回転させた出力映像
１０４ 出力映像１０３が入力される垂直方向に投影光が投影されるように設置されたプロジェクタ
１０５ プロジェクタ１０４より投影された投影光を、映像合成装置１０２の出力映像とは逆方向に９０回転反射させるミラー
１０６ プロジェクタ１０４より投影された映像を結像するスクリーン、１０７は利用されない投影領域を減少させた映像
１０７ 本発明の利用されない投影領域を減少させた映像
２０１ 複数の映像信号
２０２ 映像拡大処理装置
２０３ プロジェクタ群
２０４ 個別画面映像
２０５ 拡大画面映像
３０１ 複数の映像信号
３０２ 映像合成装置
３０３ 合成映像
３０４ プロジェクタ
３０５ スクリーン
３０６ 仮想的に複数台のプロジェクタが連結されているかごとき映像
４０１ プロジェクタ
４０２ スクリーン
４０３ 第一ミラー
４０４ 第二ミラー
５０１ プロジェクタの投影領域
５０２ 垂直方向に長い投影領域
５０３ 未使用投影領域
６０１ 映像合成装置１０２の出力映像をミラー１０５を用いて逆方向に９０回転させた投影領域
６０２ プロジェクタ１０４の解像度を最大限に利用した場合の投影領域
６０３ 利用されないプロジェクタ１０４の投影領域
７０１ 複数の映像信号
７０２ 複数映像信号７０１を合成した後に合成映像を９０度回転する映像合成装置
７０３ 映像合成装置７０２で合成された映像を９０度回転させた出力映像
７０４ 映像合成装置７０２で合成された映像を９０度回転させた出力映像
７０５ 出力映像７０３が入力される垂直方向に投影光が投影されるように設置されたプロジェクタ
７０６ 出力映像７０４が入力される垂直方向に投影光が投影されるように設置されたプロジェクタ
７０７ プロジェクタ７０５より投影された投影光を、映像合成装置７０２の出力映像とは逆方向に９０回転反射させるミラー
７０８ プロジェクタ７０６より投影された投影光を、映像合成装置７０２の出力映像とは逆方向に９０回転反射させるミラー
７０９ プロジェクタより投影された映像を結像するスクリーン
７１０ 利用されない投影領域を減少させた映像

Claims (2)

1. 複数の映像信号をそれぞれ９０度回転させ、合成した映像信号を出力する映像合成装置と、
   前記映像合成装置の映像出力信号を光学像として投影するプロジェクタと、
   前記プロジェクタの投影光を結像させるスクリーンと、
   前記プロジェクタとスクリーンの間に設けられ、前記映像合成装置の映像出力信号とは逆方向に９０度回転させるミラーと、
   を備えたことを特徴とするマルチビジョン装置。
2. 請求項１記載のマルチビジョン装置を、複数個連結して構成したことを特徴とするマルチビジョン装置。
   
   

Images