JP2006047531A - マルチプロジェクションディスプレイ及びプロジェクタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるマルチプロジェクションディスプレイを提供する。
【解決手段】 光源１０、液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ及び投写レンズ３８を有する複数のプロジェクタユニット１３０，１３０，１３０，１３０を備え、これら複数のプロジェクタユニット１３０，１３０，１３０，１３０のそれぞれにより投写画像をスクリーンＳＣＲにタイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイ１００であって、
複数のプロジェクタユニット１３０，１３０，１３０，１３０のそれぞれは、投写レンズ３８により投写される光の光量を調整する光量調整装置４０をさらに有することを特徴とするマルチプロジェクションディスプレイ。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数のプロジェクタユニットからの投写画像により投写面上に大画面画像を表示するマルチプロジェクションディスプレイ及びこれに用いるプロジェクタユニットに関する。

図１５は、マルチプロジェクションディスプレイを説明するために示す図である。このマルチプロジェクションディスプレイ９００は、図１５に示すように、複数のプロジェクタユニットＰＪ_Ａ，ＰＪ_Ｂ，ＰＪ_Ｃ，ＰＪ_Ｄを水平方向及び／又は垂直方向に配置し、これらの複数のプロジェクタユニットＰＪ_Ａ，ＰＪ_Ｂ，ＰＪ_Ｃ，ＰＪ_Ｄからの単位投写画像Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂ，Ｉ_Ｃ，Ｉ_ＤをスクリーンＳＣＲにタイリング投写することにより１つの大画面画像を表示する。このマルチプロジェクションディスプレイ９００は、通常のプロジェクタに比較して、高精細かつ高輝度の画像を表示することができるため、映画館、美術館、博物館、セミナー会場、集会場、ミニシアター、公共機関、企業などの業務用分野やアミューズメント、ホームシアターなどの家庭用分野において今後広く普及されていくことが期待されている。

ところで、このようなマルチプロジェクションディスプレイにおいては、プロジェクタユニット毎に輝度や色調が異なると、全体として統一のとれた画像を表示することができないという問題がある。図１６は、このようなマルチプロジェクションディスプレイにおける問題点を説明するために示す図である。

すなわち、このようなマルチプロジェクションディスプレイにおいては、各プロジェクタユニットから全投写領域で同じ画素値の投写画像（例えば、全投写領域で最高輝度の白表示画像）を投写したとしても、プロジェクタユニット毎に輝度が異なる場合には、スクリーンＳＣＲ上における相対明るさが、図１６に示すように、例えば１００％、９５％、９０％、９５％のようにばらついてしまう。
また、このようなマルチプロジェクションディスプレイにおいては、プロジェクタユニット毎に色調が異なる場合、例えば、あるプロジェクタユニットによる投写画像が赤っぽい場合には、このプロジェクタユニットからの投写画像が投写される領域が赤っぽく表示されてしまう。
このため、このようなマルチプロジェクションディスプレイにおいては、プロジェクタユニット毎に輝度や色調が異なると、全体として統一のとれた画像を表示することができないという問題があるのである。

図１７は、このような問題点を解決することができる従来のマルチプロジェクションディスプレイの機能を説明するために示す図である。従来のマルチプロジェクションディスプレイ９０２（図示せず。）は、各プロジェクタユニットから調整用単位画像として全投写領域で同じ画素値の投写画像（例えば、全投写領域で最高輝度の白表示画像、全投写領域で最高輝度の赤表示画像、全投写領域で最高輝度の緑表示画像、全投写領域で最高輝度の青表示画像など。）を投写し、それをデジタルカメラで撮影したり測色計で測色したりして各プロジェクタユニット毎に調整量を算出し、この算出された調整量に基づいて各プロジェクタユニット毎に電気光学変調装置に入力される原画像情報を調整することにより投写画像の光量を調整するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

このため、従来のマルチプロジェクションディスプレイ９０２によれば、例えば、各プロジェクタユニットから全投写領域で同じ画素値の投写画像（例えば、全投写領域で最高輝度の白表示画像）を投写した場合には、プロジェクタユニット毎に輝度が異なる場合にも、スクリーンＳＣＲ上における明るさを、図１７に示すように、均一な明るさにすることにより、プロジェクタユニット毎に輝度について整合性を取ることができるようになる。
また、従来のマルチプロジェクションディスプレイ９０２によれば、プロジェクタユニット毎に色調が異なる場合、例えば、あるプロジェクタユニットによる投写画像が赤っぽい場合にも、このプロジェクタユニットに送る画像情報の赤成分を減らすことにより、プロジェクタユニット毎に色調について整合性を取ることができるようになる。
このため、従来のマルチプロジェクションディスプレイ９０２によれば、プロジェクタユニット毎に輝度や色調について整合性を取ることができ、全体として統一のとれた画像を表示できるようになる。

特開２００１−２５１６５１号公報（第４２〜４３段落）

しかしながら、上記した従来のマルチプロジェクションディスプレイ９０２においては、プロジェクタユニット毎に輝度や色調について整合性を取るためには、図１７に示すように、少なくとも一番輝度の低いプロジェクタユニット以外の各プロジェクタユニットにおける電気光学変調装置の透過率を低下させて光量調整を行う必要がある。このため、これらの電気光学変調装置における階調資源を使用する必要が生じるため、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数が低下したりダイナミックレンジが狭くなったりするという問題があった。

そこで、本発明は、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるマルチプロジェクションディスプレイを提供することを目的とする。また、本発明は、そのようなマルチプロジェクションディスプレイに用いられるプロジェクタを提供することを目的とする。

（１）本発明のマルチプロジェクションディスプレイは、光源、電気光学変調装置及び投写光学系を有する複数のプロジェクタユニットを有し、これら複数のプロジェクタユニットのそれぞれにより投写画像を投写面にタイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイであって、前記複数のプロジェクタユニットのそれぞれは、前記投写光学系から投写される光の光量を調整する光量調整装置をさらに有することを特徴とする。

このため、本発明のマルチプロジェクションディスプレイによれば、投写光学系から投写される光の光量をプロジェクタユニット毎に光量調整装置を用いて調整することができるため、各プロジェクタユニットにおける電気光学変調装置の階調資源を使用することなくプロジェクタユニット毎に輝度や色調について整合性を取ることができるようになる。その結果、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるようになり、本発明の目的が達成される。

（２）上記（１）に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいては、前記光量調整装置は、光の透過率を調整可能な調光装置又は光の通過率を調整可能な光学絞り装置であることが好ましい。

このように構成することにより、プロジェクタユニット毎に設けられた調光装置又は光学絞り装置により、投写光学系から投写される光の光量をプロジェクタユニット毎に調整することができるようになる。
調光装置としては、エレクトロクロミック装置、液晶調光装置、回転型偏光板を好適に用いることができる。光学絞り装置としては、各プロジェクタユニットの投写光学系などにおけるビームの集束位置近傍に配置された光学絞り装置を好適に用いることができる。

（３）上記（１）又は（２）に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいては、前記複数のプロジェクタユニットのそれぞれは、前記電気光学変調装置として複数の電気光学変調装置を有するとともに、前記光源からの光を複数の色光に分離して前記複数の電気光学変調装置のそれぞれに導く色分離導光光学系及び前記複数の電気光学変調装置のそれぞれにより変調された複数の色光を合成する色合成光学系を有するプロジェクタユニットであって、前記光量調整装置は、前記光源から前記色分離導光光学系に至る光路内又は前記色合成光学系から前記投写光学系側の光路内に設けられているプロジェクタユニットであることが好ましい。

このように構成することにより、プロジェクタユニット毎に複数の電気光学変調装置を用いたカラーのマルチプロジェクションディスプレイにおいて、プロジェクタユニット毎に輝度について整合性を取ることができるようになる。

（４）上記（１）又は（２）に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいては、前記複数のプロジェクタユニットのそれぞれは、前記電気光学変調装置として複数の電気光学変調装置を有するとともに、前記光源からの光を複数の色光に分離して前記複数の電気光学変調装置のそれぞれに導く色分離導光光学系及び前記複数の電気光学変調装置のそれぞれにより変調された複数の色光を合成する色合成光学系を有するプロジェクタユニットであって、前記光量調整装置は、前記色分離導光光学系から前記色合成光学系に至るそれぞれの光路内に設けられているプロジェクタユニットであることも好ましい。

このように構成することにより、プロジェクタユニット毎に複数の電気光学変調装置を用いたカラーのマルチプロジェクションディスプレイにおいて、プロジェクタユニット毎に輝度や色調について整合性を取ることができるようになる。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいては、前記光量調整装置は、投写面に投写される投写画像の撮影結果に基づいて光量調整を行うことが好ましい。

このように構成することにより、実際に調整用単位画像を投写面に投影し、この撮影された結果に基づいて光量調整を行うことができるようになるため、プロジェクタユニット毎に複数の電気光学変調装置を用いたカラーのマルチプロジェクションディスプレイにおいて、プロジェクタユニット毎に輝度や色調について正確に整合性を取ることができるようになる。

（６）上記（５）に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいては、投写面に投写される投写画像の撮影を行う撮像装置をさらに有することが好ましい。

このように構成することにより、投写面に投写される投写画像の撮影をいつでも簡便に行うことができるようになるため、光量調整を必要に応じてすぐに行うことができるようになる。このため、マルチプロジェクションディスプレイにおいて全体として統一のとれた画像を常に表示できるようになる。

（７）上記（５）又は（６）に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいては、前記光量調整装置は、自己が属するプロジェクタユニットが投写すべき投写画像に係る画像情報を考慮して光量調整を行うことが好ましい。

このように構成することにより、自己が投写すべき投写画像が全体的に明るい画像の場合にはもちろんのこと、自己が投写すべき投写画像が全体的に暗い画像の場合にも、光量調整装置が投写画像の明るさに応じた光量調整を行うことができるため、電気光学変調装置が有する階調資源の多くを自己が投写すべき投写画像における一番明るい領域と一番暗い領域との間の階調表現を行うことに専ら使用することができるようになる。このため、マルチプロジェクションディスプレイにおける実効階調数を増加させたりダイナミックレンジを広げたりすることができるようになる。

また、自己が投写すべき投写画像が領域によって明るさに偏りがあるような画像の場合にも、光量調整装置がプロジェクタユニット毎に投写画像の明るさに応じた最適な光量調整を行うことができるため、電気光学変調装置が有する階調資源の多くを自己が投写すべき投写画像における一番明るい領域と一番暗い領域との間の階調表現を行うことに専ら使用することができるようになる。このため、マルチプロジェクションディスプレイにおける実効階調数をさらに増加させたりダイナミックレンジをさらに広げたりすることができるようになる。

（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいては、前記光量調整装置は、光源からの光量の経時変化に応じて光量調整を行うことが好ましい。

このように構成することにより、長時間にわたる光源の使用により光源の輝度が低下したり光源の色温度が変化したりしても、それに応じて光源の輝度の低下や色温度の変化を補償することができるようになり、マルチプロジェクションディスプレイの画質を常に一定に維持することができるようになる。
なお、本発明のマルチプロジェクションディスプレイにおいては、光源の使用開始時には、光量調整装置による光量調整量を強めに（すなわち光透過率を低めに）しておくことが好ましい。この場合、光源の使用により光源の輝度が低下した場合には、光量調整装置による光量調整量を弱くすることにより光源の輝度の低下を補償することができるようになる。また、光源の使用により光源の色温度が変化した場合には、光量調整装置による光量調整量を各色毎に調整する際に、光量調整量を各色毎に強くしたり弱くしたりすることができるため、光源の色温度の変化を柔軟に補償することができるようになる。

（９）本発明のプロジェクタユニットは、マルチプロジェクションディスプレイに用いるためのプロジェクタユニットであって、光源、電気光学変調装置及び投写光学系並びに前記投写光学系により投写される光の光量を調整する光量調整装置をさらに有することを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタユニットを用いることにより、上記したように優れたマルチプロジェクションディスプレイを構成することができるようになる。

以下、本発明のマルチプロジェクションディスプレイを、以下に示す実施の形態に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイを説明するために示す図である。図１（ａ）は正面図であり、図１（ｂ）は側方から見た断面図であり、図１（ｃ）は、スクリーン上に投写された投写画像を示す図である。

実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００は、図１に示すように、筐体１０２内に配置された４つのプロジェクタユニット１３０，１３０，１３０，１３０を備え、これら４つのプロジェクタユニット１３０，１３０，１３０，１３０のそれぞれにより単位投写画像Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂ，Ｉ_Ｃ，Ｉ_Ｄを投写面としてのスクリーンＳＣＲにタイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイである。このマルチプロジェクションディスプレイ１００は、図１に示すように、例えば、台１０４の上に設置されて使用される。

筐体１０２の内部（前面のすぐ内側）には撮像装置１４０（図３参照。）の撮像素子１４２が設けられている。この撮像装置１４０はスクリーンＳＣＲ上の破線で示す範囲を撮影範囲Ｓとしている。この撮影範囲Ｓは任意に設定可能である。
また、各プロジェクタユニット１３０には図示しない光学補正手段が設けられ、各プロジェクタユニット１３０の筐体の位置及び姿勢についての光学的な補正を可能としている。

図２は、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットの光学系を示す図である。各プロジェクタユニット１３０は、図２に示すように、光源１０、インテグレータレンズ１２，１２、偏光変換素子１４、重畳レンズ１６、赤色光（Ｒ）を通過させて緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）を反射するダイクロイックミラー１８、青色光（Ｒ）を通過させて緑色光（Ｇ）を反射するダイクロイックミラー２０、電気光学変換装置としての各色光（赤色光、緑色光及び青色光）用の液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ、赤色光を液晶装置３２Ｒに入射させるための反射ミラー２２、青色光を液晶装置３２Ｂに入射させるための２つの反射ミラー２４，２６、ダイクロイックミラー２０と反射ミラー２４との間に配置されるレンズ２８、反射ミラー２４及び反射ミラー２６の間に配置されるレンズ３０、各液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂのそれぞれの入射側及び射出側に設けられた偏光板３４，３４、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム３６並びに投写光学系としての投写レンズ３８を有している。
ダイクロイックミラー１８，２０、反射ミラー２２，２４，２６及びレンズ２８，３０は、本発明の色分離導光光学系を構成している。

各プロジェクタユニット１３０は、光源１０から色分離導光光学系に至る光路内の、重畳レンズ１６とダイクロイックミラー１８との間に、光透過率を調整することにより投写レンズ３８から投写される光の光量を調整する光量調整装置４０をさらに有している。

図３は、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイを説明するために示すブロック図である。実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００は、図３に示すように、ＴＶアンテナやＤＶＤプレーヤーなどからの画像信号を受信する画像信号受信部１７０、調整用画像情報を記憶する調整用画像情報記憶部１７２、投写画像を投写する複数のプロジェクタユニット１３０，１３０，１３０，１３０、これら複数のプロジェクタユニット等の駆動をはじめ各種制御を行う制御部１１０、単位画像の補正を行う際に利用する補正パラメータを記憶する補正パラメータ記憶部１５２及び投写面の撮影を行う撮像装置１４０を備えている。

制御部１１０は、画像信号受信部１７０からの原画像情報や調整用画像情報記憶部１７２からの調整用画像情報を受け、各プロジェクタユニット１３０が投写する単位画像に係る単位画像情報を生成する単位画像情報生成部１２０、撮像装置１４０の撮影結果に基づいて単位画像情報を補正する単位画像情報補正部１５０及び撮像装置１４０のＡＤ変換素子１４４からのデジタル信号についての画像処理を行う画像処理部１４６を有している。

光量調整情報生成部１６０は、図２に示した光量調整装置４０を制御するための光量調整情報を生成するもので、この光量調整情報生成部１６０で生成された光量調整情報は各プロジェクタユニット１３０に与えられ、光量調整装置４０における光量調整量を制御することができる。

なお、この光量調整装置４０を制御するための光量調整情報は、ユーザが光量調整情報生成部１６０に指示を与えることによって生成することも可能であるが、撮像装置１４０によって得られた撮影結果に基づいて、光量調整情報生成部１６０が自動的に光量調整情報を生成することが好ましい。

撮像装置１４０は、スクリーンＳＣＲ上に投写された調整用画像の所定領域を撮影する撮像素子１４２と、撮像素子１４２からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換素子１４４とを有している。

画像処理部１４６は、撮像装置１４０の撮影結果についての画像処理を行って、原調整用画像情報などとの比較を行って、その結果を単位画像情報補正部１５０に出力する機能を有している。

調整用画像情報記憶部１７２は、単位画像情報の補正を行う際に、撮像装置１４０で撮影対象となる調整用画像に関する情報を記憶する機能を有している。

単位画像情報補正部１５０は、撮像装置１４０の撮影結果に基づいて、複数のプロジェクタユニット１３０，１３０，１３０，１３０のうち隣接するプロジェクタユニットにより投写される単位画像間における境目（重なり部を含む。）がスクリーンＳＣＲ上で目立たないように、単位画像情報の補正を行う機能を有している。
この単位画像情報補正部１５０が行う単位画像情報の補正機能としては、例えば、重なり部の輝度を他の部分（重ならない部分）の輝度と均一化するために、ソフトウエア処理による輝度調整処理を可能としている。

また、この単位画像情報補正部１５０が行うそれ以外の補正機能としては、例えば、４個のプロジェクタユニット１３０，１３０，１３０，１３０により投写される４つの調整用単位画像情報によって形成される全体としての調整用画像と元の調整用画像情報との比較を行って、各プロジェクタユニット１３０により投写される単位画像の形状、位置及び傾きについての補正を行う機能と、各プロジェクタユニット１３０により投写される単位画像の輝度及び色調についての補正を行う機能などをも有している。

これらの補正処理によって、各プロジェクタユニット１３０からの投写画像間において、その形状、位置及び傾きが適正でないことに起因する境目をスクリーンＳＣＲ上で目立たなくなるようにすることができ、また、各プロジェクタユニット１３０からの投写画像間において、その輝度や色が連続しないことに起因する境目をスクリーンＳＣＲ上で目立たなくなるようにすることができる。
また、補正パラメータ記憶部１５２は、単位画像情報補正部１５０で単位画像情報の補正を行う際に決定された補正パラメータを記憶する機能を有している。

図４は、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットを説明するために示すブロック図である。プロジェクタユニット１３０は、図４に示すように、クロック発生部１３１、図３に示す制御部１１０からの画像情報及び光量調整情報の入力を受け付ける画像情報等入力部１３２、画像情報及び光量調整情報の処理を行う画像情報等処理部１３３、液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ、液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの駆動を行う液晶装置駆動部１３５Ｒ，１３５Ｇ，１３５Ｂ、光量調整装置４０及び光量調整装置４０の駆動を行う光量調整装置駆動部１３４を有している。

図５は、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイの機能を説明するために示す図である。図５（ａ）は各プロジェクタユニットから全投写領域で最高輝度の白表示画像を投写した場合の、光量調整前におけるスクリーン上での表示状態を示す図であり、図５（ｂ）は各プロジェクタユニットから全投写領域で最高輝度の白表示画像を投写した場合の、光量調整後におけるスクリーン上での表示状態を示す図である。

実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００は、プロジェクタユニット毎に輝度や色調が異なる場合にも、光量調整装置４０の働きにより各プロジェクタユニット毎に投写光学系により投写される光の光量を調整することができるため、プロジェクタユニット毎に輝度について整合性を取ることができるようになる。
例えば、各プロジェクタユニットから全投写領域で最高輝度の白表示画像を投写した場合には、スクリーンＳＣＲ上における明るさを、図５（ｂ）に示すように、均一な明るさにすることにより、プロジェクタユニット毎に輝度について整合性を取ることができるようになる。
このため、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００によれば、プロジェクタユニット毎に輝度について整合性を取ることができ、全体として統一のとれた画像を表示できるようになる。

図６は、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイの効果を説明するために示す図である。図６（ａ）は光量調整前におけるプロジェクタユニットからの投写光量を示す図であり、図６（ｂ）は光量調整後におけるプロジェクタユニットからの投写光量を示す図である。
図７は、比較例に係るマルチプロジェクションディスプレイの効果を説明するために示す図である。図７（ａ）は光量調整前におけるプロジェクタユニットからの投写光量を示す図であり、図７（ｂ）は光量調整後におけるプロジェクタユニットからの投写光量を示す図である。

比較例に係るマルチプロジェクションディスプレイにおいては、プロジェクタユニット毎に輝度について整合性を取るための光量調整を、図７に示すように、各液晶装置の透過率を低下させることにより行っている。このため、各液晶装置における階調資源を使用することになり、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数が低下したりダイナミックレンジが狭くなったりする。

これに対して、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００においては、プロジェクタユニット毎に輝度について整合性を取るためのプロジェクタユニット毎の光量調整を、図６に示すように、光量調整装置４０の透過率を低下させることにより行っている。このため、各液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにおける階調資源を使用することなくプロジェクタユニット１３０毎に輝度や色調について整合性を取ることができるようになる。その結果、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるようになる。

以上説明したように、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００によれば、投写レンズ３８から投写される光の光量をプロジェクタユニット１３０毎に光量調整装置４０を用いて調整することができるため、各プロジェクタユニット１３０における液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの階調資源を使用することなくプロジェクタユニット１３０毎に輝度について整合性を取ることができるようになる。その結果、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるようになる。

また、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００によれば、プロジェクタユニット１３０毎に複数の液晶装置を用いたカラーのマルチプロジェクションディスプレイにおいて、光量調整装置４０が光源１０から色分離導光光学系に至る光路内に設けられているため、この光量調整装置４０における透過率を調整することにより、プロジェクタユニット１３０毎に輝度について整合性を取ることができるようになる。

また、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００によれば、光量調整装置４０として、光の透過率を調整可能な調光装置を用いているため、印加する電圧によって光の透過率の調整ひいては光量調整を自由に行うことができる。
調光装置としては、液晶調光装置、エレクトロクロミック装置、回転型偏光板などを用いることができる。

また、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００によれば、実際に投写面に投写される投写画像の撮影結果に基づいて光量調整装置４０が光量調整を行うことができるため、プロジェクタユニット毎に複数の液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂを用いたカラーのマルチプロジェクションディスプレイにおいて、プロジェクタユニット毎に輝度について正確に整合性を取ることができるようになる。

また、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイによれば、上述したように、投写面に投写される投写画像の撮影を行う撮像装置を備えているため、投写面に投写される投写画像の撮影をいつでも簡便に行うことができるようになるため、光量調整を必要に応じてすぐに行うことができるようになる。このため、マルチプロジェクションディスプレイにおいて全体として統一のとれた画像を常に表示できるようになる。

（実施形態２）
図８は、実施形態２に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットの光学系を示す図である。実施形態２に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ａ（図示せず。）に用いるプロジェクタユニット１３０ａは、図８に示すように、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００に用いるプロジェクタユニット１３０とは光量調整装置が配置されている位置が異なる。すなわち、プロジェクタユニット１３０ａにおいては、光量調整装置４２はクロスダイクロイックプリズム３６と投写レンズ３８との間に配置されている。

このように、実施形態２に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ａにおいては、光量調整装置が配置されている位置が実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００の場合とは異なるが、投写レンズ３８から投写される光の光量をプロジェクタユニット１３０ａ毎に光量調整装置４２を用いて調整することができるため、実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００の場合と同様の効果を有する。
すなわち、各プロジェクタユニットにおける液晶装置の階調資源を使用することなくプロジェクタユニット毎に輝度や色調について整合性を取ることができるようになる。その結果、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるようになる。

（実施形態３）
図９は、実施形態３に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットの光学系を示す図である。実施形態３に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｂ（図示せず。）に用いるプロジェクタユニット１３０ｂは、図９に示すように、実施形態１又は２に用いるプロジェクタユニット１３０，１３０ａとは光量調整装置が配置されている位置及び光量調整装置の構成が異なる。すなわち、プロジェクタユニット１３０ｂにおいては、光量調整装置４４は投写レンズ３８ａの中に配置されている。また、光量調整装置４４は、光の通過率を調整可能な光学絞り装置からなっている。

このように、実施形態３に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｂにおいては、光量調整装置が配置されている位置及び光量調整装置の構成が実施形態１又は２に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００，１００ａの場合とは異なるが、投写レンズ３８ａから投写される光の光量をプロジェクタユニット１３０ｂ毎に光量調整装置４４を用いて調整することができるため、実施形態１又は２に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００，１００ａの場合と同様の効果を有する。
すなわち、各プロジェクタユニットにおける液晶装置の階調資源を使用することなくプロジェクタユニット毎に輝度や色調について整合性を取ることができるようになる。その結果、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるようになる。

（実施形態４）
図１０は、実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットの光学系を示す図である。図１１は、実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットを説明するために示すブロック図である。
実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｃ（図示せず。）に用いるプロジェクタユニット１３０ｃは、図１０に示すように、実施形態１〜３に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００，１００ａ，１００ｂに用いるプロジェクタユニット１３０，１３０ａ，１３０ｂとは光量調整装置が配置されている位置及び光量調整装置の数が異なる。すなわち、このプロジェクタユニット１３０ｃにおいては、光量調整装置４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂは各液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの光源１０側に配置されている。また、光量調整装置４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂは、各液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂを通過する色光毎に１個ずつ配置されている。
また、このプロジェクタユニット１３０ｃは、図１１に示すように、各光量調整装置４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂの駆動を行う光量調整装置駆動部１３４ａを有している。

このように、実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｃにおいては、光量調整装置が配置されている位置及び光量調整装置の数が実施形態１〜３に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００，１００ａ，１００ｂの場合とは異なるが、投写レンズ３８から投写される光の光量をプロジェクタユニット１３０ｃ毎に光量調整装置４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂを用いて調整することができるため、実施形態１〜３に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００，１００ａ，１００ｂの場合と同様の効果を有する。
すなわち、各プロジェクタユニットにおける液晶装置の階調資源を使用することなくプロジェクタユニット毎に輝度や色調について整合性を取ることができるようになる。その結果、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるようになる。

さらに、実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｃにおいては、光量調整装置４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂは、各液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂを通過する色光毎に光量調整を行うため、輝度に加えて色調についてもプロジェクタユニット毎に整合性を取ることができるようになる。

（実施形態５）
実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄ（図示せず。）は、実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｃとほぼ同じ構成を有している。実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄは、実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｃの有する機能に加えて、投写すべき画像情報を考慮して光量調整を行う機能を有している。
すなわち、実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄにおいては、光量調整装置４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ（図示せず。）は、自己が属するプロジェクタユニット１３０ｄ（図示せず。）が投写すべき投写画像に係る画像情報を考慮して動的に光量調整を行う機能を有している。

このため、実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄにおいては、実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｃの場合と同様に、投写レンズ３８（図示せず。）から投写される光の光量をプロジェクタユニット１３０ｄ毎に光量調整装置４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂを用いて調整することができるため、各プロジェクタユニットにおける液晶装置の階調資源を使用することなくプロジェクタユニット毎に輝度や色調について整合性を取ることができるようになる。その結果、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるようになる。
さらに、実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄにおいては、上記した効果に加え、以下のような効果も有している。

図１２は、実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイの機能を説明するために示す図である。図１２（ａ）は投写すべき投写画像が全体的に明るい場合における表示例を示し、図１２（ｂ）は投写すべき投写画像が全体的に暗い場合における表示例を示し、図１２（ｃ）は投写すべき投写画像が領域によって明るさに偏りがあるような画像である場合における表示例を示している。

実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄ（図示せず。）においては、光量調整装置４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂが、図１２（ａ）に示すように、自己が投写すべき投写画像が全体的に明るい画像の場合にはもちろんのこと、図１２（ｂ）に示すように、自己が投写すべき投写画像が全体的に暗い画像の場合にも、光量調整装置４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂが投写画像の明るさに応じた光量調整を行うことができるため、液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂが有する階調資源の多くを自己が投写すべき投写画像における一番明るい領域と一番暗い領域との間の階調表現を行うことに専ら使用することができるようになる。

また、図１２（ｃ）に示すように、自己が投写すべき投写画像が領域によって明るさに偏りがあるような画像の場合にも、光量調整装置４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂがプロジェクタユニット毎に投写画像の明るさに応じた最適な光量調整を行うことができるため、液晶装置３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂが有する階調資源の多くを自己が投写すべき投写画像における一番明るい領域と一番暗い領域との間の階調表現を行うことに専ら使用することができるようになる。

このため、実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄは、実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｃの有する効果に加えて、マルチプロジェクションディスプレイにおける実効階調数をさらに増加させたりダイナミックレンジをさらに広げたりすることができるという効果を有する。

（実施形態６）
実施形態６に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｅ（図示せず。）は、実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄとほぼ同じ構成を有している。実施形態６に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｅにおいては、実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄの有する機能に加えて、光源１０からの光量の経時変化に応じて光量調整を行う機能を有している。
すなわち、実施形態６に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｅにおいては、光量調整装置５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ（図示せず。）は、光源１０からの光量の経時変化に応じて光量調整を行う機能を有している。

図１３は、実施形態６に係るマルチプロジェクションディスプレイの機能を説明するために示す図である。図１３（ａ）は光源を使用し始めたときにおける表示状態を示し、図１３（ｂ）は光源を長時間使用した場合における表示状態を示している。
すなわち、光源１０の使用開始時には、実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄの場合よりも、光量調整装置５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂによる光量調整量を強めに設定しておく。これにより、光源１０の使用により光源１０の輝度が低下した場合には、光量調整装置５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂによる光量調整量を弱くすることにより光源１０の輝度の低下を補償することができる。
また、光源１０の使用により光源１０の色温度が変化した場合には、光量調整装置５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂによる光量調整量を各色毎に調整する際に、光量調整量を各色毎に強くしたり弱くしたりすることができるため、光源１０の色温度の変化を柔軟に補償することができる。

このため、実施形態６に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｅにおいては、光量調整装置５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが、光源１０からの光量の経時変化に応じて光量調整を行う機能を有しているため、実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｄの有する効果に加えて、以下のような効果を有する。
すなわち、長時間にわたる光源１０の使用により光源１０の輝度が低下したり光源１０の色温度が変化したりしても、それに応じて光源１０の輝度の低下や色温度の変化を補償することができるようになり、マルチプロジェクションディスプレイの画質を常に一定に維持することができるようになる。

（実施形態７）
図１４は、実施形態７に係るマルチプロジェクションディスプレイの構成を示す図である。実施形態７に係るマルチプロジェクションディスプレイ２００は、図１４に示すように、実施形態１〜６に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００〜１００ｅの場合とは異なり、背面投写型のマルチプロジェクションディスプレイである。

このように、実施形態７に係るマルチプロジェクションディスプレイ２００においては、実施形態１〜６に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００〜１００ｅとは異なり背面投射型のマルチプロジェクションディスプレイであるが、投写レンズから投写される光の光量をプロジェクタユニット１３０毎に光量調整装置を用いて調整することができるため、実施形態１〜６に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００〜１００ｅの場合と同様の効果を有する。
すなわち、各プロジェクタユニットにおける液晶装置の階調資源を使用することなくプロジェクタユニット毎に輝度や色調について整合性を取ることができるようになる。その結果、マルチプロジェクションディスプレイが本来有している実効階調数を低下させたりダイナミックレンジを狭くしたりすることなく、全体として統一のとれた画像を表示できるようになる。

以上、本発明のマルチプロジェクションディスプレイ及びプロジェクタユニットを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態のマルチプロジェクションディスプレイ１００〜２００においては、電気光学変調装置として透過型の液晶装置を用いているが、本発明はこれに限られない。電気光学変調装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、反射型の液晶装置やマイクロミラー型光変調装置などを利用することができる。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

（２）実施形態３に係るマルチプロジェクションディスプレイ１００ｂは、光学絞り装置からなる光量調整装置４４を投写レンズ３８中に配置しているが、本発明はこれに限られない。例えば、光源ランプとして楕円面リフレクタからなる光源ランプを用い、光量調整装置を、楕円面リフレクタからの光が集束する位置（例えば、楕円面リフレクタと平行化凸レンズとの間、楕円面リフレクタからの集束光がインテグレータロッドの光入射面に入射する位置近傍など）に配置することもできる。

実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイを説明するために示す図。 実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットの光学系を示す図。 実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイを説明するために示すブロック図。 実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットを説明するために示すブロック図。 実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイの機能を説明するために示す図。 実施形態１に係るマルチプロジェクションディスプレイの効果を説明するために示す図。 比較例に係るマルチプロジェクションディスプレイの効果を説明するために示す図。 実施形態２に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットの光学系を示す図。 実施形態３に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットの光学系を示す図。 実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットの光学系を示す図。 実施形態４に係るマルチプロジェクションディスプレイに用いるプロジェクタユニットを説明するために示すブロック図。 実施形態５に係るマルチプロジェクションディスプレイの機能を説明するために示す図。 実施形態６に係るマルチプロジェクションディスプレイの機能を説明するために示す図。 実施形態７に係るマルチプロジェクションディスプレイの構成を示す図。 マルチプロジェクションディスプレイを説明するために示す図。 マルチプロジェクションディスプレイにおける問題点を説明するために示す図。 従来のマルチプロジェクションディスプレイの機能を説明するために示す図。

符号の説明

１０…光源、１２…インテグレータレンズ、１４…偏光変換素子、１６…重畳レンズ、１８，２０…ダイクロイックミラー、２２，２４，２６…反射ミラー、２８，３０…レンズ、３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ…液晶装置、３６…クロスダイクロイックプリズム、３８，３８ａ…投写レンズ、４０，４２，４４，４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ…光量調整装置、１００，２００，９００…マルチプロジェクションディスプレイ、１０２…筐体、１０４…台、１０６…反射ミラー、１１０…制御部、１２０…単位画像情報生成部、１３０，１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，ＰＪ_Ａ，ＰＪ_Ｂ，ＰＪ_Ｃ，ＰＪ_Ｄ…プロジェクタユニット、１３１…クロック発生部、１３２…画像情報等入力部、１３３…画像情報等処理部、１３４，１３４ａ…光量調整装置駆動部、１３５Ｒ，１３５Ｇ，１３５Ｂ…液晶装置駆動部、１４０…撮像装置、１４２…撮像素子、１４４…ＡＤ変換素子、１４６…画像処理部、１５０…単位画像情報補正部、１５２…補正パラメータ記憶部、１６０…光量調整情報生成部、１７０…画像信号受信部、１７２…調整用画像情報記憶部、ＤＬ，ＤＬ’…ダイナミックレンジ、Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂ，Ｉ_Ｃ，Ｉ_Ｄ…単位投写画像、Ｓ…撮影範囲、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (9)

1. 光源、電気光学変調装置及び投写光学系を有する複数のプロジェクタユニットを有し、これら複数のプロジェクタユニットのそれぞれにより投写画像を投写面にタイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイであって、
   前記複数のプロジェクタユニットのそれぞれは、前記投写光学系により投写される光の光量を調整する光量調整装置をさらに有することを特徴とするマルチプロジェクションディスプレイ。
2. 請求項１に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいて、
   前記光量調整装置は、光の透過率を調整可能な調光装置又は光の通過率を調整可能な光学絞り装置であることを特徴とするマルチプロジェクションディスプレイ。
3. 請求項１又は２に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいて、
   前記複数のプロジェクタユニットのそれぞれは、前記電気光学変調装置として複数の電気光学変調装置を有するとともに、前記光源からの光を複数の色光に分離して前記複数の電気光学変調装置のそれぞれに導く色分離導光光学系及び前記複数の電気光学変調装置のそれぞれにより変調された複数の色光を合成する色合成光学系を有するプロジェクタユニットであって、
   前記光量調整装置は、前記光源から前記色分離導光光学系に至る光路内又は前記色合成光学系から前記投写光学系側の光路内に設けられていることを特徴とするマルチプロジェクションディスプレイ。
4. 請求項１又は２に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいて、
   前記複数のプロジェクタユニットのそれぞれは、前記電気光学変調装置として複数の電気光学変調装置を有するとともに、前記光源からの光を複数の色光に分離して前記複数の電気光学変調装置のそれぞれに導く色分離導光光学系及び前記複数の電気光学変調装置のそれぞれにより変調された複数の色光を合成する色合成光学系を有するプロジェクタユニットであって、
   前記光量調整装置は、前記色分離導光光学系から前記色合成光学系に至るそれぞれの光路内に設けられていることを特徴とするマルチプロジェクションディスプレイ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいて、
   前記光量調整装置は、投写面に投写される投写画像の撮影結果に基づいて光量調整を行うことを特徴とするマルチプロジェクションディスプレイ。
6. 請求項５に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいて、
   投写面に投写される投写画像の撮影を行う撮像装置をさらに有することを特徴とするマルチプロジェクションディスプレイ。
7. 請求項５又は６に記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいて、
   前記光量調整装置は、自己が属するプロジェクタユニットが投写すべき投写画像に係る画像情報を考慮して動的に光量調整を行うことを特徴とするマルチプロジェクションディスプレイ。
8. 請求項５〜７のいずれかに記載のマルチプロジェクションディスプレイにおいて、
   前記光量調整装置は、光源からの光量の経時変化に応じて光量調整を行うことを特徴とするマルチプロジェクションディスプレイ。
9. マルチプロジェクションディスプレイに用いるためのプロジェクタユニットであって、
   光源、電気光学変調装置及び投写光学系並びに前記投写光学系により投写される光の光量を調整する光量調整装置をさらに有することを特徴とするプロジェクタユニット。