JP2006352203A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 プロジェクタをスタックすることによって投射像の輝度を向上させることができるだけでなく、各プロジェクタに残存する像投射特性が積算乃至強調されることを回避できるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】 第１のプロジェクタ１０を左右に反転した色ムラ特性を有する第２のプロジェクタ１１０を準備して、左右反転させた映像を第１のプロジェクタ１０の映像に重ね合わせるならば、色ムラが相互に相殺されて、全体として均一で高コントラストの映像を高輝度で投射することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶パネルその他の光変調装置を用いて映像を投射するプロジェクタ及びこれを組み込んだ投射装置に関する。

液晶プロジェクタ等からなる投射装置若しくは投射システムとして、２台以上のプロジェクタを用いて、投射画面上でこれらプロジェクタからの映像を重ね合わせることにより、投射画面の高輝度化を図るものが存在する。例えば、第１の投射装置では、投射レンズ光軸可視化装置を投射レンズ等に装着できるようにして、画素ずれを低減するための調整を簡易にしている（特許文献１参照）。また、第２の投射装置では、これを構成するプロジェクタ相互間で通信を行って、各プロジェクタの調整を簡単化して動作の整合をとるようにしている（特許文献２参照）。

また、別の投射装置として、２つのプロジェクション装置からの像光を投射レンズ内に設けた偏光ビームスプリッタで合成するものが存在する（特許文献３参照）。
特開２０００−３３０１９９号公報 特開２０００−３３９８４１号公報 特開平８−４３７２８号公報

しかし、上記のような投射装置や投射システムでは、いずれも複数の等価なプロジェクタやプロジェクション装置からの像光を合成しており、各プロジェクタに残存する共通の像投射特性が積算される傾向が生じる。例えば、照明装置において光軸に対して横方向に傾斜させて色分離を行うダイクロイックミラーを組み込んだプロジェクタでは、投射像の左右で色バランスが異なる色ムラが生じるが、このような色ムラが合成によって積算され場合によって強調される傾向を生じてしまう。

そこで、本発明は、プロジェクタをスタックすることによって投射像の輝度を向上させることができるだけでなく、各プロジェクタに残存する像投射特性が積算乃至強調されることを回避できるプロジェクタ及びこれを組み込んだ投射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）映像形成及び映像投射用の映像光学系と、映像光学系を動作させる映像回路とを有するプロジェクタ本体と、（ｂ）プロジェクタ本体の上下反転を検出するセンサと、（ｃ）センサが上下反転を検出した場合に、映像回路に上下反転した映像信号を形成させることによって、映像光学系に上下反転した映像を投射させるとともに、外部の別プロジェクタに同調してプロジェクタ本体を動作させる制御装置とを備える。

上記プロジェクタでは、センサが上下反転を検出した場合に、制御装置が、映像回路に上下反転した映像信号を形成させることによって、映像光学系に上下反転した映像を投射させるので、本プロジェクタのプロジェクタ本体による反転投射像と、別プロジェクタによる正立投射像とを結果的に成立させた状態で重ね合わせることができ、投射像の輝度向上を図ることができる。この際、本プロジェクタの制御装置が、外部の別プロジェクタに同調してプロジェクタ本体を動作させるので、本プロジェクタ及び別プロジェクタ、すなわち互いに上下を反転させた一対のプロジェクタについて動作の調和を達成することができる。しかも、本プロジェクタのプロジェクタ本体が上記別プロジェクタに対して上下反転して配置されるので、プロジェクタ本体の像投射特性が左右及び上下に関して反転した状態で投射が行われる。よって、当該プロジェクタ本体が上記別プロジェクタと同様の非対称な像投射特性を有する場合、このような非対称な像投射特性が相殺されて輝度等に関して全体として比較的均一な映像を投射することができる。

本発明の具体的な態様若しくは側面では、上記プロジェクタにおいて、センサが、プロジェクタ本体を収容する筺体を別プロジェクタに積み重ねて固定する際に押圧されることによって動作する機械的なスイッチである。この場合、本プロジェクタと別プロジェクタとスタックして固定するだけで、本プロジェクタの上下反転を自動的に検出することができる。

本発明の別の態様では、制御装置が、映像回路に上下反転した映像信号を形成させる際に、映像光学系に、別プロジェクタによって投射される映像に整合するようなアライメント補正を施す。この場合、本プロジェクタ及び別プロジェクタ（すなわち互いに上下を反転させた一対のプロジェクタ）によって投射される映像間の画素ずれを低減して高品位の映像を投射することができる。

本発明の別の態様では、制御装置が、アライメント補正として、サイズ補正、シフト補正、及び台形補正のうち少なくとも１つを行う。この場合、両プロジェクタによって投射される映像間の画素ずれを、大きさ、位置ずれ、歪等に関して低減することができる。

本発明の別の態様では、制御装置によるアライメント補正の量を調整するため、ユーザが操作可能な入力装置をさらに備え、制御装置が、プロジェクタ本体にアライメント補正の目安となるスケールを表示させる。この場合、ユーザの視覚を利用してユーザによる主体的調整が可能になる。

本発明の別の態様では、映像光学系が、照明光をダイクロイックミラーによって分割して各色の照明光とする色分離光学系と、各色の照明光によってそれぞれ照明される各色の光変調装置と、各色の光変調装置で変調された各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射レンズとを備える。この場合、本プロジェクタの映像光学系において、ダイクロイックミラーによる色分離に際して、投射像の左右や上下で色ムラが生じるが、このような色ムラが別プロジェクタの映像光学系の有する色ムラによって相殺される。よって、光変調装置によって色補正を行う場合のようなコントラスト低下を招くことなく色バランスを確保することができる。

本発明の別の態様では、映像光学系が、投射レンズを光軸に垂直な方向にシフトさせることによってアオリ調整を行うレンズ駆動機構を備え、制御装置が、映像回路に上下反転した映像信号を形成させる際に、レンズ駆動機構を動作させることによって、別プロジェクタによって投射される映像に整合するようなアオリ調整を施す。この場合、本プロジェクタ及び別プロジェクタすなわち互いに上下を反転させた一対のプロジェクタによって、一致したアオリ補正を行った高輝度の映像の投射が可能なる。

本発明に係る投射装置は、（ａ）映像形成及び映像投射用の映像光学系と、映像光学系を動作させる映像回路とを有する第１プロジェクタ本体を含む第１プロジェクタと、（ｂ）映像形成及び映像投射用の映像光学系と、映像光学系を動作させる映像回路とを有する第２プロジェクタ本体と、プロジェクタ本体の上下反転を検出するセンサと、センサが上下反転を検出した場合に、第２プロジェクタ本体の映像回路に上下反転した映像を信号を形成させることによって、第２プロジェクタ本体の映像光学系に上下反転した映像を投射させる制御装置とを含む第２プロジェクタと、（ｃ）第２プロジェクタを第１プロジェクタに対して固定する固定手段とを備える。

上記投射装置では、第２プロジェクタ本体において、センサが上下反転を検出した場合に、制御装置が、映像回路に上下反転した映像信号を形成させることによって、映像光学系に上下反転した映像を投射させるので、第２プロジェクタ本体による反転投射像と、第１プロジェクタ本体による正立投射像とを重ね合わせることができ、投射像の輝度向上を図ることができる。この際、第２プロジェクタの制御装置が、第１プロジェクタに同調して第２プロジェクタ本体を動作させるので、第１及び第２プロジェクタの動作の調和を達成することができる。しかも、第２プロジェクタの第２プロジェクタ本体が第１プロジェクタの第１プロジェクタ本体に対して上下反転してスタックされるので、第１及び第２プロジェクタ本体が同様の非対称な像投射特性を有する場合、このような非対称な像投射特性が相殺され、輝度等に関して全体として比較的均一な映像を投射することができる。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る投射装置を構成する１つのプロジェクタの構造を説明する斜視図であり、図１（ａ）は、プロジェクタの正立状態を示し、図１（ｂ）は、プロジェクタの反転状態を示す。

プロジェクタ１０は、上下の厚みを薄くした直方体の箱状の外観を有し、たとえば正面右寄りに投射レンズ７０を有している。つまり、図１（ｂ）に示すように、プロジェクタ１０を上下反転させた場合、投射レンズ７０の左右位置が入れ替わって正面左寄りに配置される。

プロジェクタ１０の外観をなす外装ケース１９の底面には、４隅に突起状の脚部１９ａが形成されている。また、外装ケース１９の底面の中央付近には、一対の固定用ネジ穴１９ｃと、着脱検出スイッチが奥部に設けられている嵌合穴１９ｄ，１９ｅとが形成されている。固定用ネジ穴１９ｃや嵌合穴１９ｄ，１９ｅは、プロジェクタ１０を後述する固定用フレームに取り付ける際に利用される。

図２は、図１のプロジェクタ１０を組み込んだ投射装置の外観を概念的に説明する斜視図である。第１のプロジェクタ１０は、横置きにした四角柱状の固定用フレーム９１の上板９１ａ側に固定されており、第２のプロジェクタ１１０は、第１のプロジェクタ１０と同一の構造及び外観を有するものであり、固定用フレーム９１の下板９１ｂ側に固定されている。つまり、第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０は、固定手段である固定用フレーム９１によって、互いに上下を反転させてスタックされた状態となっている。この際、両プロジェクタ１０，１１０は、左右にずれて配置されており、結果的に、上側に反転状態で固定された第１のプロジェクタ１０の投射レンズ７０の位置と、下側に正立状態で固定された第２のプロジェクタ１１０の投射レンズ７０の位置とは、鉛直な上下方向に関して一致した状態となっている。このように両プロジェクタ１０，１１０の投射レンズ７０の横位置を一致させる理由は、両プロジェクタ１０，１１０によって不図示のスクリーン上に投射される映像を一致させやすいように配慮したものである。よって、両プロジェクタ１０，１１０の投射レンズ７０の横位置を一致させないスタックも可能であるが、この場合、両プロジェクタ１０，１１０によってスクリーン上に投影される一対の映像を左右に関して大きく調整する必要が生じる可能性がある。

図３は、固定用フレーム９１に対する第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０の固定方法を説明する図である。第１のプロジェクタ１０は、固定用フレーム９１の上板９１ａに設けた固定ネジ９２によって着脱可能に固定されている。固定ネジ９２は、上板９１ａに形成された孔を貫通しており、第１のプロジェクタ１０の外装ケース１９底面に設けた固定用ネジ穴１９ｃ（図１（ｂ）参照）にねじ込まれる。なお、図示の例では、固定ネジ９２を２つ設けているが、第１のプロジェクタ１０の固定のためには、１つ以上の固定ネジ９２で足り、或いは３つ以上の固定ネジ９２を用いることもできる。ただし、複数の固定ネジ９２を用いた方が固定精度の向上の確保が容易になる。一方、第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０をスタックした後に相互の姿勢の微調整を行う場合、固定ネジ９２の本数が少ない方が便利である。

固定用フレーム９１の上板９１ａの下面には、第１のプロジェクタ１０の底面中央よりも例えば裏返状態（すなわち反転状態）で右側に偏った位置に、突起９３が形成されている。この突起９３は、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１に固定される際に、第１のプロジェクタ１０の外装ケース１９底面に設けた一対の嵌合穴１９ｄ，１９ｅ（図１参照）の一方に嵌合する。この場合、突起９３は、外装ケース１９底面中央よりも右側に偏った位置に形成された嵌合穴１９ｅと嵌合している。

一方、固定用フレーム９１の下板９１ｂの上面には、第２のプロジェクタ１１０の底面中央よりも右側に偏った位置に、突起９３が形成されている。この突起９３は、第２のプロジェクタ１１０が固定用フレーム９１に固定される際に、第２のプロジェクタ１１０の外装ケース１９底面に設けた一対の嵌合穴１９ｄ，１９ｅ（図１参照）の一方に嵌合する。この場合、突起９３は、外装ケース１９底面中央よりも右側（裏返若しくは反転状態で左側）に偏った位置に形成された嵌合穴１９ｄと嵌合している。

以上から明らかなように、両プロジェクタ１０，１１０において、これらのいずれかが固定用フレーム９１の上板９１ａに固定される場合、一方の嵌合穴１９ｅ側のみに突起９３が挿入され、いずれかが固定用フレーム９１の下板９１ｂに固定される場合、他方の嵌合穴１９ｄのみに突起９３が挿入される。つまり、突起９３の挿入が検出される嵌合穴１９ｄ，１９ｅが左右のいずれであるかを判断することにより、プロジェクタ１０，１１０の取り付け方向、すなわち各プロジェクタ１０，１１０が反転状態で取り付けられているか正立状態で取り付けられているかを個別に判別することができる。なお、以上の嵌合穴１９ｄ，１９ｅや突起９３の配置は、上板９１ａと下板９１ｂのいずれに取り付けられるかを区別できる限り適宜変更することができる。また、以上のように、嵌合穴１９ｄ，１９ｅ及び突起９３を用いた上下反転検出方法に代えて、重力センサ等を用いて上下反転を検出することもでできる。

図４は、第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０の電気的接続を説明する図である。図示の投射装置において、第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０は、投射装置の外部に設けた映像源装置１００から映像信号の供給を受けている。また、第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０は、制御用通信回線９５を介して相互に通信可能になっている。

ここで、第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０は、映像源装置１００から出力される外部映像信号を受け取って投射像を形成するものであり、不図示のスクリーン上にカラー映像等を投射する。映像源装置１００は、ＤＶＤプレーヤその他のビデオ再生装置、或いはパソコン等のデジタル機器であり、ユーザの操作によって、ビデオ信号、ＲＧＢ信号等である所定の規格の映像信号を発生する。制御用通信回線９５は、第１のプロジェクタ１０と第２のプロジェクタ１１０との間で制御用補助信号等を共有するための通信手段であり、例えば有線や無線の信号伝送回路、或いは双方向デジタル通信回線とすることができる。ここで、制御用通信回線９５は、コンピュータの制御コマンドやこれに付随する少量のデータの交換を主目的とするものであり、信号の伝送容量が少なく、小規模で経済的な通信装置として構成されている。なお、制御用通信回線９５は、企業内に設置されるイントラネットのような通信ネットワークとすることもできる。

映像源装置１００から第１のプロジェクタ１０を介して第２のプロジェクタ１１０に分岐されているケーブル９６は、ビデオ信号やＲＧＢ信号等である映像信号を一方向に送信するためのものであり、この場合、増幅等を伴わない単純な伝送線である。

第１のプロジェクタ１０において、詳細は後述するが、内部に組み込まれた回路装置１７は、映像源装置１００から外部映像信号を受け取って主に映像光学系（不図示）を動作させるものであり、ケーブル９６を介して外部映像信号を第２のプロジェクタ１１０に中継する。図示の構成は例示であり、映像源装置１００からの外部映像信号が、第１のプロジェクタ１０で中継されることなく、第２のプロジェクタ１１０に直接送出される構成とすることもできる。回路装置１７の内部に組み込まれたインターフェース部８４は、信号の分配装置等であり、第１のプロジェクタ１０で形成された制御用補助信号等を、制御用通信回線９５を介して第２のプロジェクタ１１０に配信する。

図５は、図１、図４等に示す第１のプロジェクタ１０の内部構造を説明するブロック図である。なお、図２、４等に示す第２のプロジェクタ１１０も、図５に示す第１のプロジェクタ１０と同一の構造を有する。

このプロジェクタ１０は、光学エンジンユニットとも呼ばれる本体光学装置１１と、ランプ光源等に電力を供給する電源装置１４と、ランプ光源等を空冷するための冷却ファンユニット１５と、図１（ｂ）の嵌合穴１９ｄ，１９ｅに付随して設けられるスイッチ１６ａ，１６ｂと、装置全体の動作を制御するための回路装置１７と、装置全体を覆う外装ケース１９とを備える。なお、回路装置１７は、プリント基板上に搭載された電子部品からなり、外装ケース１９内の適所に収められるものであるが、図面では便宜上外装ケース１９外に表示している。

このうち、本体光学装置１１は、光源光を均一化した照明光を発生する光源装置３０と、光源装置３０を経た照明光を赤・緑・青の３色に分割する分割照明系４０と、分割照明系４０から射出された各色の照明光によって照明される光変調部５０と、光変調部５０を経た各色の変調光を合成するクロスダイクロイックプリズム６０と、クロスダイクロイックプリズム６０から射出された像光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ７０とを備える。これらの光源装置３０、分割照明系４０、光変調部５０、クロスダイクロイックプリズム６０、及び投射レンズ７０は、映像光学系を構成し、遮光性を有するケース部材１１ａ中に略全体が収納されている。

ここで、光源装置３０は、略点状の発光部を形成するランプ光源３１と、パラボラその他の表面形状を有しランプ光源３１からの光源光を反射する凹面鏡３２と、凹面鏡３２で反射された光源光を均一な照明光とする均一化光学系３３とを備える。このうち、ランプ光源３１は、例えば高圧水銀ランプ等のランプ光源からなり、略白色の光源光を発生する。また、凹面鏡３２は、ランプ光源３１から放射される光線を反射して、略平行光束として均一化光学系３３に入射させる。均一化光学系３３は、詳細な説明は省略するが、フライアイ状の一対のレンズアレイと、レンズアレイによる波面分割光を重ね合わせるための重畳レンズと、照明光を所定の偏光成分に変換する偏光変換部材とを備える。

分割照明系４０は、各色の照明光を形成する色分離光学系であり、システム光軸ＡＸに対して傾斜配置された第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂと、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃとを備える。この分割照明系４０は、均一化光学系３３を経た照明光を、赤色光、青色光、及び緑色光の３つの光束に分離する。すなわち、第１ダイクロイックミラー４１ａは、赤・青・緑（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の３色のうち赤色光ＬＲを反射し、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを透過させる。また、第２ダイクロイックミラー４１ｂは、入射した青色光ＬＢ及び緑色光ＬＧのうち青色光ＬＢを反射し緑色光ＬＧを透過させる。なお、図示を省略しているが、緑色光ＬＧの光路上の反射ミラー４２ｂ，４２ｃの周辺には、緑色と他の色との光路差を補償するためのリレーレンズが配置されている。また、分割照明系４０の出力部、すなわち３つのミラー４２ａ，４１ｂ，４２ｃの射出側には、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに対向してフィールドレンズが配置されている。

光変調部５０は、３色の照明光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧがそれぞれ入射する３つの液晶パネル（液晶表示パネル）５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを備える。なお、図示を省略しているが、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを挟むように３組の偏光フィルタが配置されている。各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇとこれらを挟む一対の偏光フィルタとは、各色の照明光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧを画素単位でそれぞれ変調する各色用の液晶ライトバルブを構成する。

この光変調部５０において、反射ミラー４２ａで反射された赤色光ＬＲは、液晶パネル５１ｒの映像形成領域に入射し、ダイクロイックミラー４１ｂで反射された青色光ＬＢは、液晶パネル５１ｂの映像形成領域に入射し、反射ミラー４２ｃで反射された緑色光ＬＧは、液晶パネル５１ｇの映像形成領域に入射する。各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇは、入射した照明光に対してその偏光方向の空間的分布を変化させる光変調装置である。つまり、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇにそれぞれ入射した各色光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧは、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整され、不図示の偏光フィルタの通過に伴って画素単位で強度変調される。

クロスダイクロイックプリズム６０は、カラー映像を合成するための光合成光学系であり、その内部には、赤色光反射用の第１ダイクロイック膜（具体的には誘電体多層膜）６１と、緑色光反射用の第２ダイクロイック膜（具体的には誘電体多層膜）６２とが、Ｘ字状に配置されている。このクロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５１ｒからの赤色光ＬＲを第１ダイクロイック膜６１で反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル５１ｂからの青色光ＬＢを両ダイクロイック膜６１，６２を介して直進・射出させ、液晶パネル５１ｇからの緑色光ＬＧを第２ダイクロイック膜６２で反射して進行方向左側に射出させる。

このようにクロスダイクロイックプリズム６０で合成された像光は、投射光学系である投射レンズ７０を経て、適当な拡大率でスクリーン（不図示）にカラー映像として投射される。この投射レンズ７０は、アオリ機構７２によってシステム光軸ＡＸに対して垂直な上下方向にシフト可能になっている。つまり、アオリ機構７２によって、投射レンズ７０をクロスダイクロイックプリズム６０や液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに対してシステム光軸ＡＸに垂直な方向に移動させることで、本体光学装置１１による投射像のアオリ補正及びその調整が可能になっている。このようなアオリ補正を行った場合、通常位置の投射レンズ７０の中心を通るシステム光軸ＡＸよりも例えば上側に配置されたスクリーンに、台形歪がほとんどなく全体でピントが合った映像を投射することができる。

なお、以上のような本体光学装置１１において、分割照明系４０がシステム光軸ＡＸに対して傾斜配置された第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂを含んでおり、クロスダイクロイックプリズム６０がシステム光軸ＡＸに対して傾斜配置されたダイクロイック膜６１，６２を含んでいるので、スクリーンに投射される映像は、左右で色バランスが異なってしまう色ムラが大なり小なり発生する。ここで、液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの駆動電圧範囲を表示領域内で分布させることによって色ムラを防止することも考えられるが、全体としてコントラストが低下してしまう。一方、元の本体光学装置１１を左右に反転した色ムラ特性を有する別の本体光学装置１１を組み込んだ第２のプロジェクタ１１０を準備して、左右反転させた映像を元の本体光学装置１１すなわち第１のプロジェクタ１０の映像に重ね合わせるならば、色ムラが相互に相殺されて、全体として均一で高コントラストの映像を高輝度で投射することができる。このため、本実施形態では、図３に示すように固定用フレーム９１を利用して、第１のプロジェクタ１０を反転状態とし、第２のプロジェクタ１１０を正立状態とすることで、コントラスト低下をもたらさない色ムラ低減及び輝度増加を達成することとしている。

電源装置１４は、光源装置３０に設けたランプ光源３１を所望の輝度で点灯させるとともに、冷却ファンユニット１５や回路装置１７に適当な電力を供給する。

冷却ファンユニット１５は、ファン、モータ等を備え、回路装置１７からの制御信号に基づいて、適当な流量で排気動作を行う。

スイッチ１６ａ，１６ｂは、それぞれ図１（ｂ）の嵌合穴１９ｄ，１９ｅに対応して設けられた機械式スイッチであり、嵌合穴１９ｄ，１９ｅに嵌合する突起９３によってオン・オフ動作する。図３も参照しつつ説明すると、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１の上板９１ａに固定される場合、嵌合穴１９ｅに突起９３が挿入され、スイッチ１６ｂがオンとなり、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１の下板９１ｂに固定される場合、嵌合穴１９ｄに突起９３が挿入され、スイッチ１６ａがオンとなる。つまり、スイッチ１６ａ，１６ｂのいずれかがオンとなれば、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１を用いてスタックされていることが分かり、スイッチ１６ａ，１６ｂのいずれがオンかで、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１に反転状態と正立状態のいずれで取り付けられているかを判別することができる。

回路装置１７は、ビデオ信号等の外部映像信号が入力される映像処理部８１と、映像処理部８１の出力に基づいて各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを駆動するパネル駆動部８２と、制御用通信回線９５に接続されて制御用補助信号を送受信するＩＦユニット８４と、スイッチ１６ａ，１６ｂに電力を供給してこれらのオン・オフ動作を検出するスイッチ駆動部８７と、投射レンズ７０のアオリ機構７２を動作させてアオリ補正を行うアオリ駆動部８８と、これらの回路部分８１，８４，８７，８８等の動作を制御する主制御部８９とを備える。ここで、映像処理部８１とパネル駆動部８２は、映像光学系である本体光学装置１１を直接動作させる映像回路として機能する。つまり、本体光学装置１１、映像処理部８１、パネル駆動部８２等は、映像を表示するためのプロジェクタ本体となっている。また、映像処理部８１及び主制御部８９は、第１のプロジェクタ１０を外部の第の２プロジェクタ１１０と同調させて動作させるための制御装置として機能する。なお、主制御部８９には、直接的又は間接的にキー入力部８９ａが入力装置として接続されており、ユーザの意思を反映したコマンドやデータ等を主制御部８９に対して送出することができるようになっている。

回路装置１７において、映像処理部８１は、入力された外部映像信号に対して適宜補正を行う補正部８１ａを備える。この補正部８１ａは、主制御部８９からの指令に基づいて、外部映像信号に対して色補正処理のほか、上下左右を反転させる反転像形成処理を行う。また、補正部８１ａは、サイズ補正、シフト補正、歪補正、スケール表示等の各種映像処理を行う。

具体的には、補正部８１ａにおいて、入力された外部映像信号が映画等に関するものであか、パソコンからのデジタルデータに関するものであるか等に応じて、色合いや色温度を変更する映像処理が行われる。また、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１に反転状態で固定されている場合、スクリーン上の投射像を正立させるべく、外部映像信号に対応する映像の上下及び左右を反転させる映像処理を行って正常な投射像が観察されるようにする。また、本体光学装置１１によってスクリーンに投射される映像の大きさを映像処理部８１でのサイズ補正によって調整し、本体光学装置１１によってスクリーンに投射される映像の位置を映像処理部８１でのシフト補正によって調整し、本体光学装置１１によってスクリーンに投射される映像の上下拡大比を映像処理部８１での台形補正によって調整する。これにより、第２のプロジェクタ１１０によって投射された映像上に、大きさ、位置ずれ、歪等を調整した状態で第１のプロジェクタ１０からの映像を投射することができる。また、補正部８１ａにおいて、本体光学装置１１によってスクリーンに投射される映像の位置を確認するスケール表示が可能になる。このスケール表示は、投射像の例えば４隅や上下左右の縁に投射され、ユーザが補正部８１ａを介してサイズ補正、シフト補正、歪補正等を微調整するといったアライメント補正の際の目安となる。また、このスケール表示は、第１のプロジェクタ１０の投射像を第２のプロジェクタ１１０による成立状態の投射像に一致させる際にユーザが使用するものであり、第２のプロジェクタ１１０によって行われるスケール表示とは色彩が異なるものとする。なお、映像処理部８１は、外部映像信号に代えて或いは重畳して文字情報等を表示するＯＳＤＣ部を有しており、主制御部８９からの指令に基づいて、プロジェクタ１０の動作設定・確認メニュー、ガイダンス、動作状態、処理結果等に関する各種表示情報をスクリーン画面上に表示させる役割も有する。

パネル駆動部８２は、映像処理部８１から出力された映像処理後の映像信号に基づいて各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの状態を調節する駆動信号を発生する。これにより、映像処理部８１から入力された映像信号に対応して、液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇ及びこれらに付随する偏光板からなる液晶ライトバルブにおいて、透過率分布としての映像を形成することができる。

ＩＦユニット８４は、図４の制御用通信回線９５に接続される通信制御回路であり、第２のプロジェクタ１１０との間で双方向の通信を可能にしている。これにより、第２のプロジェクタ１０と第２のプロジェクタ１１０とが同期して動作するシンクロ動作が可能になり、両プロジェクタ１０，１１０が固定用フレーム９１を介してスタックされた場合に、両プロジェクタ１０，１１０が調和して動作するようになり、両者の協働によって高輝度で画素ずれ等の少ない高コントラストの投射像の形成が可能になる。

スイッチ駆動部８７は、スイッチ１６ａ，１６ｂとともに姿勢センサとして機能し、第１のプロジェクタ１０が図２の固定用フレーム９１に反転状態と正立状態のいずれで取り付けられているかを判定することができる。つまり、スイッチ駆動部８７は、スイッチ１６ａ，１６ｂのオン・オフの組み合わせに基づいて、第１のプロジェクタ１０がスタックされているか否かや、反転状態と正立状態のいずれでスタックされているかを判定して、判定結果を主制御部８９に出力することができる。

アオリ駆動部８８は、アオリ機構７２とともに投射レンズ７０の光軸をシステム光軸ＡＸからシフトさせるレンズ駆動機構として機能する。すなわち、アオリ駆動部８８は、主制御部８９からの指令に基づいてアオリ機構７２を動作させるとともに、アオリ機構７２の動作状態すなわち投射レンズ７０のアオリ補正量をチェックして主制御部８９に出力する。これにより、第１のプロジェクタ１０を上向きに傾けることなく上方に配置されたスクリーンに台形歪がほとんどなく全体でピントが合った映像を投射することができる。さらに、アオリ機構７２を制御して投射レンズ７０のアオリ補正量を調整できるので、図２等に示す第２のプロジェクタ１１０に対して反転スタックされた第１のプロジェクタ１０のアオリ補正量（成立状態を基準とするアオリ補正量）を、この第２のプロジェクタ１１０によるアオリ補正量の正負反転値とすることができる。これにより、両プロジェクタ１０，１１０による実際の投射像のアオリ補正量を一致させることができ、画素ずれ等の少ない投射像を例えば上方に配置されたスクリーン上に投射することができる。

主制御部８９は、マイクロコンピュータからなり、映像処理部８１やパネル駆動部８２等を制御するために適宜用意されたプログラムに基づいて動作する。主制御部８９は、記憶部（不図示）を内蔵しており、この記憶部から映像処理部８１、パネル駆動部８２、アオリ駆動部８８等の動作に必要な各種データを随時引き出すことができるともに、必要な情報をこの記憶部に適宜保管する。例えば、主制御部８９は、スイッチ１６ａ，１６ｂからの検出信号に基づいて、映像処理部８１の補正部８１ａに反転像形成処理を行わせることによって、反転状態の第１のプロジェクタ１０によって形成されるスクリーン上の投射像を正立させる。また、主制御部８９は、ユーザが操作するキー入力部８９ａからの指令に基づいて動作し、例えば補正部８１ａに、外部映像に対してサイズ補正、シフト補正、歪補正等のアライメント補正を行わせる。また、主制御部８９は、映像処理部８１の補正部８１ａにスケール表示処理を行わせることによって、本体光学装置１１によってスケール像を投射させる。ユーザは、このスケール像を利用して、補正部８１ａにおけるサイズ補正、シフト補正、歪補正等の各種補正を増減・微調整することができる。

以下、プロジェクタ１０，１１０を含む投射装置の主な動作を主制御部８９の動作の説明を中心として説明する。

図６は、第１のプロジェクタ１０の動作を説明するフローチャートである。まず、主制御部８９は、スイッチ１６ａ，１６ｂのいずれかの検出信号がオンになった場合、この第１のプロジェクタ１０についてスタックモードを設定する（ステップＳ１１）。このスタックモードが設定された場合、制御用通信回線９５を介して第２のプロジェクタ１１０との間で制御用補助信号等の通信を行って、第２のプロジェクタ１１０がスタックモードになるまで待機する。つまり、両プロジェクタ１０，１１０が固定用フレーム９１に固定されて完全にスタックされるまで待機する。次に、主制御部８９は、アオリ駆動部８８を介してアオリ機構７２を動作させ、投射レンズ７０のアオリ補正を解除する（ステップＳ１２）。つまり、投射レンズ７０を基本位置であるシステム光軸ＡＸ上に配置する。次に、主制御部８９は、スイッチ１６ａ，１６ｂのいずれがオンかに基づいて、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１の上側に固定されているか否かを判別する（ステップＳ１３）。つまり、主制御部８９は、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１の上側に反転状態で固定されているか、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１の下側に正立状態で固定されているかを判断する。第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１の上側に反転状態で固定されている場合、主制御部８９は、映像処理部８１に適当な制御信号を出力して、スクリーン上の投射像を正立させるべく、外部映像信号に対応する映像の上下及び左右を反転させる映像処理を行うように設定する（ステップＳ１４）。これにより、第１のプロジェクタ１０からの投射像が以後正立した像として観察されるようになる。次に、主制御部８９は、映像処理部８１に適当な制御信号を出力することにより、第１のプロジェクタ１０からの投射像の上下左右の縁に例えば赤色の有色スケール表示を行わせる（ステップＳ１５）。図７は、有色スケール表示の一例を説明する図である。スクリーンＳＣ上の投射領域ＩＡの縁部分に、有色スケールＳＭ１が表示されている。この有色スケールＳＭ１は、反転状態に設置された第１のプロジェクタ１０の投射像を正立状態に設置された第２のプロジェクタ１１０の投射像に一致させるために利用される。次に、主制御部８９は、映像処理部８１に適当な制御信号を出力することにより、パネル駆動部８２を適宜動作させて、第１のプロジェクタ１０の投射像中に、ユーザがアライメントのための補正（すなわちアライメント補正）を行うか否かを確認するダイアログを表示させるなどしてユーザの指示を受け付ける（ステップＳ１６）。ユーザがキー入力部８９ａを利用してアライメント補正を行うことを選択した場合、主制御部８９は、映像処理部８１を適宜動作させて、第１のプロジェクタ１０の投射像中に、ユーザがサイズ補正、シフト補正、及び台形補正のいずれを行うか否かを確認するダイアログを表示させるなどしてユーザの入力を受け付ける（ステップＳ１７）。ユーザがキー入力部８９ａを利用してサイズ補正、シフト補正、及び台形補正のいずれかを選択した場合、ユーザは、キー入力部８９ａの操作によって、サイズを調整し、シフト量を調整し、或いは台形歪を調整することができる。これにより、スクリーンＳＣ上に、大きさ、位置ずれ、歪等を調整した状態で、第１のプロジェクタ１０からの映像を投射することができる。次に、主制御部８９は、映像処理部８１に適当な制御信号を出力することにより、第１のプロジェクタ１０の投射像中に、ユーザがアライメント補正を完了した否かを確認するダイアログを表示させるなどしてユーザの指示を受け付ける（ステップＳ１８）。ユーザがキー入力部８９ａを利用してアライメント補正の完了を入力した場合、主制御部８９は、シンクロ従機動作を開始する（ステップＳ２０）。一方、ユーザがアライメント補正の未完を入力した場合、ステップＳ１７に戻って、主制御部８９は、ユーザが入力するサイズ補正、シフト補正、或いは台形補正を受け付ける。なお、ステップＳ２０で開始するシンクロ従機動作は、第１のプロジェクタ１０の動作を第２のプロジェクタ１１０の動作に従属させるものであり、第２のプロジェクタ１１０に付属するキー入力部８９ａ等からの指令に対応する制御用補助信号を第１のプロジェクタ１０でも有効にするものである。つまり、第２のプロジェクタ１１０側でアオリ機構７２を適宜動作させてアオリ補正を行った場合、第１のプロジェクタ１０でも、アオリ機構７２を適宜動作させて同一のアオリ補正（ただし、両プロジェクタ１０，１１０は、上下反転しているので、アオリ補正の符号は正負が入れ替わる。これにより、結果的にスクリーンＳＣ上の映像のアオリ補正量は一致する）を行うことになる。また、第２のプロジェクタ１１０側で映像処理部８１を適宜動作させてサイズ補正、シフト補正、台形補正等を行った場合、第１のプロジェクタ１０でも、映像処理部８１を適宜動作させて同一の補正を行うことになる。その他、第２のプロジェクタ１１０側で輝度、コントラスト、色温度等の調整を行った場合、同様の調整が第２のプロジェクタ１１０の動作に反映される。次に、主制御部８９は、映像処理部８１に適当な制御信号を出力することにより、第１のプロジェクタ１０によってスクリーンＳＣ上に投射されている有色スケールＳＭ１を消去させる（ステップＳ２２）。

なお、ステップＳ１３で、第１のプロジェクタ１０が固定用フレーム９１の下側に正立状態で固定されていると判断された場合、主制御部８９は、映像処理部８１に適当な制御信号を出力することにより、第１のプロジェクタ１０からの投射像の上下左右の縁に例えば青色の有色スケール表示を行わせる（ステップＳ２３）。図７に示すように、第２のプロジェクタ１１０が投射する赤色の有色スケールＳＭ１に重ねて、第１のプロジェクタ１０が投射する青色の有色スケールＳＭ２が投射される。既に説明したステップＳ１７でのアライメント補正は、視覚的には、有色スケールＳＭ１を有色スケールＳＭ２に一致させる処理ということができる。その後、主制御部８９は、シンクロ主機動作を開始する（ステップＳ２４）。ここで、シンクロ主機動作とは、第１のプロジェクタ１０の動作を第２のプロジェクタ１１０の動作に反映させるものであり、第１のプロジェクタ１０に付属するキー入力部８９ａ等からの指令に対応する制御用補助信号を第２のプロジェクタ１１０でも有効にするものである。つまり、第１のプロジェクタ１０側でアオリ補正、サイズ補正、シフト補正、台形補正等を行った場合、第２のプロジェクタ１１０でも、同一の補正を行うことになる。最後に、主制御部８９は、映像処理部８１に適当な制御信号を出力することにより、第１のプロジェクタ１０によってスクリーンＳＣ上に投射されている有色スケールＳＭ２を消去させる（ステップＳ２２）。

以上は、第１のプロジェクタ１０の動作を説明するものであったが、第２のプロジェクタ１１０の動作も図６に示す動作と同様であるので、具体的な説明は省略する。単一の固定用フレーム９１に第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０を取り付ける関係上、第２のプロジェクタ１１０が上述したシンクロ主機動作する場合、第１のプロジェクタ１０がシンクロ従機動作し、第２のプロジェクタ１１０が上述したシンクロ従機動作する場合、第１のプロジェクタ１０がシンクロ主機動作することになる。

〔第２実施形態〕
図８は、第２実施形態に係る投射装置を説明する正面図である。この場合、両プロジェクタ１０，１１０が固定手段である連結部材２９１によって左右から固定されており、第１のプロジェクタ１０の外装ケース１９の上面１９ｈと、第２のプロジェクタ１１０の外装ケース１９の上面１９ｈとが当接して両者のアライメントが行われる。両プロジェクタ１０，１１０には、嵌合穴２１９ｄと、突起２９３とがそれぞれ形成されており、両プロジェクタ１０，１１０をスタックした場合、嵌合穴２１９ｄ及び突起２９３が互いに嵌合する。これにより、両プロジェクタ１０，１１０がスタックされた状態であるか否かを、各プロジェクタ１０，１１０において判別することができる。ここで、いずれかのプロジェクタ１０，１１０中に重力センサ等を設けて上下反転状態か否かを判定させることにより、いずれのプロジェクタ１０，１１０に上下反転画像を表示させるべきかを判定することができる。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０が独立して起動できたが、第１のプロジェクタ１０において、いずれかのスイッチ１６ａ，１６ｂがオンとなっている場合、第１のプロジェクタ１０の起動を禁止して一旦待機させ、第２のプロジェクタ１１０の起動を確認できた場合に、第１のプロジェクタ１０の起動を許可するといった処理も可能である。

また、上記実施形態では、第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０を、固定用フレーム９１や連結部材２９１を用いて間接的に固定しているが、両プロジェクタ１０，１１０に適当な締結部材を設けて、両者１０，１１０を相互に直接固定することもできる。

また、第１及び第２のプロジェクタ１０，１１０の外形は、図２等に例示するものに限らず、様々なものとすることができる。

（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態の装置を構成する一方のプロジェクタを説明する斜視図である。 図１のプロジェクタを組み込んだ投射装置の外観を説明する斜視図である。 第１及び第２のプロジェクタの固定方法を説明する図である。 第１及び第２のプロジェクタの電気的接続を説明する図である。 第１のプロジェクタの内部構造を説明するブロック図である。 第１のプロジェクタの動作を説明するフローチャートである。 有色スケールの表示例を説明する図である。 第２実施形態の投射装置を説明する正面図である。

符号の説明

１０，１１０…プロジェクタ、 １６ａ，１６ｂ…スイッチ、 １７…回路装置、 １９…外装ケース、 １９ｄ，１９ｅ…嵌合穴、 ３０…光源装置、 ４０…分割照明系、 ４１ａ，４１ｂ…ダイクロイックミラー、 ５０…光変調部、 ６０…クロスダイクロイックプリズム、 ７２…アオリ機構、 ８２…パネル駆動部、 ８７…スイッチ駆動部、 ８９…主制御部、 ８９ａ…キー入力部、 ９１…固定用フレーム、 ９２…固定ネジ、 ９５…制御用通信回線

Claims (8)

1. 映像形成及び映像投射用の映像光学系と、前記映像光学系を動作させる映像回路とを有するプロジェクタ本体と、
   前記プロジェクタ本体の上下反転を検出するセンサと、
   前記センサが上下反転を検出した場合に、前記映像回路に上下反転した映像信号を形成させることによって、前記映像光学系に上下反転した映像を投射させるとともに、外部の別プロジェクタに同調して前記プロジェクタ本体を動作させる制御装置と、
   を備えるプロジェクタ。
2. 前記センサは、前記プロジェクタ本体を収容する筺体を前記別プロジェクタに積み重ねて固定する際に押圧されることによって動作する機械的なスイッチであることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記制御装置は、前記映像回路に上下反転した映像信号を形成させる際に、前記映像光学系に、前記別プロジェクタによって投射される映像に整合するようなアライメント補正を施すことを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ。
4. 前記制御装置は、前記アライメント補正として、サイズ補正、シフト補正、及び台形補正のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ。
5. 前記制御装置による前記アライメント補正の量を調整するため、ユーザが操作可能な入力装置をさらに備え、前記制御装置は、前記プロジェクタ本体に前記アライメント補正の目安となるスケールを表示させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
6. 前記映像光学系は、照明光をダイクロイックミラーによって分割して各色の照明光とする色分離光学系と、各色の照明光によってそれぞれ照明される各色の光変調装置と、前記各色の光変調装置で変調された各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、前記光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射レンズとを備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項記載のプロジェクタ。
7. 前記映像光学系は、前記投射レンズを光軸に垂直な方向にシフトさせることによってアオリ調整を行うレンズ駆動機構とを備え、前記制御装置は、前記映像回路に上下反転した映像信号を形成させる際に、前記レンズ駆動機構を動作させることによって、前記別プロジェクタによって投射される映像に整合するようなアオリ調整を施すことを特徴とする請求項６記載のプロジェクタ。
8. 映像形成及び映像投射用の映像光学系と、前記映像光学系を動作させる映像回路とを有する第１プロジェクタ本体を含む第１プロジェクタと、
   映像形成及び映像投射用の映像光学系と、前記映像光学系を動作させる映像回路とを有する第２プロジェクタ本体と、前記プロジェクタ本体の上下反転を検出するセンサと、前記センサが上下反転を検出した場合に、第２プロジェクタ本体の前記映像回路に上下反転した映像を信号を形成させることによって、前記第２プロジェクタ本体の前記映像光学系に上下反転した映像を投射させる制御装置とを含む第２プロジェクタと、
   前記第２プロジェクタを前記第１プロジェクタに対して固定する固定手段と、
   を備える投射装置。
   

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