JP2009290412A - プロジェクタ及びマルチプロジェクションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構造であってシームレスな全体画像を大画面化して投射することができるプロジェクタを提供する。
【解決手段】 画像を投射する複数の投射光学系４，６，８，１０と、複数の前記投射光学系間の相対位置を変更可能な可変部１２，１４，１６，１８と、複数の前記投射光学系から投射される前記画像を並べて投射するように制御する制御部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の投射光学系により投射した画像を合成して大画面化するプロジェクタまたはマルチプロジェクションシステムに関するものである。

複数のプロジェクタにより投射された画像を合成し、大画面化するマルチプロジェクションシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このマルチプロジェクションシステムは、各画像の一部がオーバーラップして形成されている全体画像を撮像装置により撮像し、撮像された撮像画像データと元の投射画像データとに基づいて相関演算を行ってズレ量を算出して投射されている全体画像を補正し、シームレスな全体画像の投射を行う。
特開２００７−１５８３９８号公報

しかし、上述のマルチプロジェクションシステムにおいては、高精度な撮像装置が必要であるため高コストとなり、また、撮像画像データと元の投射画像データとに基づいて相関演算を行うため複雑な処理が必要であった。

本発明の目的は、簡易な構造であってシームレスな全体画像を大画面化して投射することができるプロジェクタ及びマルチプロジェクションシステムを提供することである。

本発明のプロジェクタは、画像を投射する複数の投射光学系と、複数の前記投射光学系間の相対位置を変更可能な可変部と、複数の前記投射光学系から投射される前記画像を並べて投射するように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

また、本発明のマルチプロジェクションシステムは、画像を投射する複数のプロジェクタと、複数の前記プロジェクタ間の相対位置を変更可能に接続する接続部材とを備え、前記プロジェクタは、画像を投射する投射光学系と、複数の前記プロジェクタから投射される前記画像を並べて投射するように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明のプロジェクタ及びマルチプロジェクションシステムによれば、簡易な構造であってシームレスな全体画像を大画面化して投射することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムについて説明する。図１は、実施の形態に係るプロジェクションシステムのプロジェクタ配置を画像の投射方向から視た図である。プロジェクションシステム２は水平方向にプロジェクタ４，６を備え、プロジェクタ４，６の垂直上方にそれぞれプロジェクタ８，１０を備えている。プロジェクタ４とプロジェクタ６の間は接続部材１２、プロジェクタ８とプロジェクタ１０の間は接続部材１４、プロジェクタ４とプロジェクタ８の間は接続部材１６、プロジェクタ６とプロジェクタ１０の間は接続部材１８によりそれぞれ接続されている。ここで、接続部材１２，１４，１６，１８の長さは可変であり、長さの変位量を後述するメインプロジェクタに送信する通信機能を有する。また、接続部材１２と接続部材１４の長さは等しくなるように設定されており、接続部材１６と接続部材１８の長さも等しくなるように設定されている。また、プロジェクタ４は投射窓２０及び投射面３０（図２参照）とプロジェクタ４との距離を測定する測距部２２を備え、プロジェクタ６，８，１０は投射窓２４，２６，２８をそれぞれ備えている。

図２は、実施の形態に係るプロジェクションシステムのプロジェクタ配置及び投射面を示す側面図であり、図１の左側から視た図である。プロジェクタ６の投射窓２４から投射される画像３４の一部とプロジェクタ１０の投射窓２８から投射される画像３８の一部が投射面３０においてオーバーラップするように投射される。他の隣接するプロジェクタから投射される画像の一部も同様にオーバーラップするように投射され、図３に示すように、プロジェクタ４から投射される画像３２、プロジェクタ６から投射される画像３４、プロジェクタ８から投射される画像３６、プロジェクタ１０から投射される画像３８のそれぞれ一部がオーバーラップするように投射される。

図４は、実施の形態に係るメインプロジェクタであるプロジェクタ４のシステム構成を示すブロック図である。プロジェクタ４はＣＰＵ４０を備え、ＣＰＵ４０には測距部２２、投射の開始指示、画像の選択等を行う操作部４１、画像を投射する投射光学系を備える投射部４２、取付部４４における接続部材の取り付けの有無を検出し、自身の相対位置を認識する相対位置検出部４６、接続部材を介して他のプロジェクタの相対位置情報の受信、他のプロジェクタへの画像データの送信等の通信を行う情報伝達部４８、投射する画像の画像データを記憶する画像データ記憶部５０、相対位置検出部４６により検出された相対位置及び情報伝達部４８を介して受信した情報に基づいて画像データを分割する画像処理部５２、プロジェクタ４の動きを検知する加速度センサ５３が接続されている。

また、投射部４２は、光源であるＬＥＤ５４の点灯及び消灯を行う電源制御部５６、投射する画像を表示するＬＣＯＳ（反射型液晶素子）５８、ＬＣＯＳ５６の表示制御を行う表示制御部６０を備えている。

また、取付部４４は、プロジェクタ４の上面に設けられた上側取付部６２、下面に設けられた下側取付部６４、投射面３０側から見て左側に設けられた左側取付部６６、右側に設けられた右側取付部６８からなる。

図５は、実施の形態に係るサブプロジェクタであるプロジェクタ６のシステム構成を示すブロック図である。プロジェクタ６はプロジェクタ４が備える測距部、画像データ記憶部、画像処理部、加速度センサを備えていないものである。従って、プロジェクタ４と同一の構成についての詳細な説明は省略し、異なる部分のみについて詳細に説明する。また、プロジェクタ４と同一の構成には同一の符号を付して説明する。

プロジェクタ４はＣＰＵ７０を備え、ＣＰＵ７０には操作部４１、投射部４２、相対位置検出部４６、接続部材を介して他のプロジェクタへの自身の相対位置情報の送信及び画像データの受信を行う情報伝達部７２が接続されている。また、プロジェクタ８，１０はプロジェクタ６と同一の構成を有する。

図６は、実施の形態に係るプロジェクタが備える投射部の構成を示す図である。投射部４２は、画像投射用の光源であるＬＥＤ５４、ＬＥＤ５４から射出された光を略平行とするための集光レンズ７４、入射した光をＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光とに分離する偏光ビームスプリッタ７６、投射する画像を表示するＬＣＯＳ５８及び画像を投射するための投射レンズ７８を備えている。なお、偏光ビームスプリッタ７６の図６における左面７７には、黒色処理等の無反射処理が施されている。

投射部４２においては、ＬＥＤ５４から射出された光が集光レンズ７４により略平行光とされ、略平行光とされた光は偏光ビームスプリッタ７６に入射する。偏光ビームスプリッタ７６に入射した光のうち、Ｓ偏光成分の光は図６における左方に反射され、偏光ビームスプリッタ７６の無反射処理が施された面７７へと向かい、Ｐ偏光成分の光は偏光ビームスプリッタ７６を透過する。偏光ビームスプリッタ７６を透過したＰ偏光成分の光はＬＣＯＳ５８に入射する。ＬＣＯＳ５８に入射したＰ偏光成分の光は、ＬＣＯＳ５８の液晶層を進行し、図示しない反射膜で反射された後、ＬＣＯＳ５８の液晶層を逆方向に進行してＬＣＯＳ５８から射出される。ＬＣＯＳ５８から射出された光は、偏光ビームスプリッタ７６に再度入射する。ＬＣＯＳ５８の液晶層は電圧が印加されると、位相板として機能し、Ｐ偏光成分の光をＳ偏光成分の光に変換する。従って、偏光ビームスプリッタ７６へ再度入射する光は、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との混合光となっている。偏光ビームスプリッタ７６は、再入射された光のうちＳ偏光成分の光のみを反射し、反射されたＳ偏光成分の光は投射レンズ７８を介して投射窓２０，２４，２６，２８からプロジェクタ４，６，８，１０の前方へぞれぞれ投射される。即ち、ＬＣＯＳ５８に表示された画像が投射される画像として読み出され、マルチプロジェクションシステム２の前方の投射面３０へ投射される。

次に、図７に示すフローチャートを参照して、実施の形態に係るプロジェクタ４の処理について説明する。マルチプロジェクションシステム２を構成するプロジェクタ４，６，８，１０の電源が投入されると、メインプロジェクタであるプロジェクタ４はサブプロジェクタであるプロジェクタ６，８，１０から送信される相対位置情報を受信する（ステップＳ１）。そして、この相対位置情報に基づいて、各プロジェクタ６，８，１０の相対位置を認識する。このとき、プロジェクタ６においては上側取付部６２及び右側取付部６８にそれぞれ接続部材１８及び接続部材１２が取り付けられているため、相対位置検出部４６は投射面３０側から見てマルチプロジェクションシステム２の左下に位置していることを検出し、自身の相対位置情報を情報伝達部７２を介してプロジェクタ４へ送信する。他のプロジェクタ８，１０も同様に相対位置検出部４６により検出される接続部材が取り付けられている位置に基づいて相対位置を検出し、自身の相対位置情報を情報伝達部７２を介してプロジェクタ４へ送信する。

次に、プロジェクタ４の投射窓２０とプロジェクタ６の投射窓２４との距離Ｘ_１及びプロジェクタ４の投射窓２０とプロジェクタ８の投射窓２６との距離Ｙ_１を算出し、測距部２２から射出し投射面３０で反射された赤外光により、プロジェクタ４と投射面３０の距離Ｌを測定する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ２〜Ｓ１０における処理と並行して、加速度センサ５３はプロジェクタ４の動きを検知する（ステップＳ１３）。このとき、例えば、プロジェクタ４が１ｍｍ以上動いた場合に検知する。

また、プロジェクタ４は通信機能を有する接続部材１２及び接続部材１６からそれぞれの現時点の長さである変位量をそれぞれ受信する（ステップＳ３）。

ここで、水平方向に並べられたプロジェクタ４及びプロジェクタ６から画像が投射された場合には、図１０に示すように投射面３０上でプロジェクタ４から投射される画像３２の一部とプロジェクタ６から投射される画像３４の一部がオーバーラップする必要がある。この投射面３０においてオーバーラップしている水平方向の長さをＤｘとし、投射される画像の水平画角を２θｘとすると、
Ｄｘ＝２Ｌｔａｎθｘ−Ｘ_１
と表される。

また、垂直方向に並べられたプロジェクタ４及びプロジェクタ８から画像が投射された場合にも図１１に示すように投射面３０上でプロジェクタ４から投射される画像３２の一部とプロジェクタ８から投射される画像３６の一部がオーバーラップする必要がある。この投射面３０においてオーバーラップしている垂直方向の長さをＤｙとし、投射される画像の垂直画角を２θｙとすると、
Ｄｙ＝２Ｌｔａｎθｙ−Ｙ_１
と表される。ここで、水平画角θｘ、垂直画角θｙは固定値であり、各プロジェクタ４，６，８，１０においてそれぞれ設定されている。

従って、マルチプロジェクションシステム２により投射されたときの投射面３０における画像３２，３４，３６，３８を合成した全体画像のサイズを算出することができる。即ち、投射される全体画像の水平距離をＴｘ、垂直距離をＴｙとすると、
Ｔｘ＝４Ｌｔａｎθｘ−Ｄｘ（＝２Ｌｔａｎθｘ−Ｘ_１）
Ｔｙ＝４Ｌｔａｎθｙ−Ｄｙ（＝２Ｌｔａｎθｙ−Ｙ_１）
と表される（ステップＳ４）。

次に、算出されたＴｘ，Ｔｙに基づいて投射面３０において投射画像を投射する画像投射領域を選定する（ステップＳ５）。本実施の形態では画像の横と縦の比が４：３であるものを用いるため、ＴｘとＴｙの長さを比較し、水平方向と垂直方向の比を４：３として投射できる最大の大きさを画像投射領域とする。即ち、３Ｔｘ／４＜Ｔｙとなるときには横がＴｘ、縦が３Ｔｘ／４となるように投射し、図１２に示すように３Ｔｘ／４＞Ｔｙとなるときには横が４Ｔｙ／３、縦がＴｙとなるように投射する。このとき、例えば図１２において斜線で示す領域８０は投射しない領域であり、照度を０として表示するように設定する（ステップＳ６）。また、画像投射領域に投射する投像を画像データ記憶部５０から読み出し、Ｔｘ，Ｔｙに基づいて各プロジェクタ４，６，８，１０により投射される各分割画像に分割する（ステップＳ７）。

次に、Ｔｘ，Ｔｙに基づいてこれら画像のオーバーラップ領域を算出する（ステップＳ８）。図１３は図１２に示した投射される全体画像の左下を原点とし、水平方向にＸ座標、垂直方向にＹ座標を付した図である。図１３において示すように、画像３２はプロジェクタ４から
０≦Ｘ≦ａ_４ ∧ ０≦Ｙ≦ｂ_４
で表される領域に投射され、
画像３４はプロジェクタ６から
ａ_３≦Ｘ≦Ｔｘ ∧ ０≦Ｙ≦ｂ_４
で表される領域に投射され、
画像３６はプロジェクタ８から
０≦Ｘ≦ａ_４ ∧ ｂ_３≦Ｙ≦Ｔｙ
で表される領域に投射され、
画像３８はプロジェクタ１０から
ａ_３≦Ｘ≦Ｔｘ ∧ ｂ_３≦Ｙ≦Ｔｙ
で表される領域に投射される。

ただし、図１０及び図１１より、
ａ_３＝２Ｌｔａｎθｘ−Ｄｘ＝Ｘ_１、ａ_４＝２Ｌｔａｎθｘ
ｂ_３＝２Ｌｔａｎθｙ−Ｄｙ＝Ｙ_１、ｂ_４＝２Ｌｔａｎθｙ
である。

従って、画像３２，３４，３６，３８の全てが
ａ_３≦Ｘ≦ａ_４ ∧ ｂ_３≦Ｙ≦ｂ_４
で表される領域（以下、領域８２とする）でオーバーラップし、
０≦Ｘ≦ａ_３ ∧ ｂ_３≦Ｙ≦ｂ_４
で表される領域では画像３２と画像３６がオーバーラップし、
ａ_４≦Ｘ≦Ｔｘ ∧ ｂ_３≦Ｙ≦ｂ_４
で表される領域では画像３４と画像３８がオーバーラップし、
ａ_３≦Ｘ≦ａ_４ ∧ ０≦Ｙ≦ｂ_３
で表される領域では画像３２と画像３４がオーバーラップし、
ａ_３≦Ｘ≦ａ_４ ∧ ｂ_４≦Ｙ≦Ｔｙ
で表される領域では画像３６と画像３８がオーバーラップする。

従って、ステップＳ７において分割された各分割画像のオーバーラップ領域に照度分布の重み付けを行う（ステップＳ９）。図１４は図１３に示す直線Ａ上での照度分布を示す図であり、横軸にＸ方向の座標を、縦軸に設定される照度を示す。オーバーラップしていない領域における照度をＬＸ_０とし、プロジェクタ４から投射される画像の照度をＬＸ_Ａ、プロジェクタ６から投射される画像の照度をＬＸ_Ｂとすると、図１４に示すようにオーバーラップ領域であるａ_３≦Ｘ≦ａ_４においてＬＸ_Ａ及びＬＸ_Ｂに照度分布をつけ、
ＬＸ_Ａ＋ＬＸ_Ｂ＝ＬＸ_０
となるように照度分布を設定する。即ち、ａ_３≦Ｘ≦ａ_４においてはプロジェクタ４及びプロジェクタ６のそれぞれから投射される照度はＬＸ_０以下に設定され、０≦Ｘ≦４Ｔｙ／３において照度が一定値ＬＸ_０となるように投射される。なお、４Ｔｙ／３≦Ｘ≦ＴｘにおいてステップＳ６において照度を０に設定している。

また、図１５は図１３に示す直線Ｂ上での照度分布を示す図であり、横軸にＹ方向の座標を、縦軸に設定される照度を示す。プロジェクタ１０から投射される画像の照度をＬＸ_Ｄとすると、図１５に示すようにオーバーラップ領域であるｂ_３≦Ｘ≦ｂ_４においてＬＸ_Ａ及びＬＸ_Ｄに照度分布をつけ、
ＬＸ_Ａ＋ＬＸ_Ｄ＝ＬＸ_０
となるように照度分布を設定する。即ち、ｂ_３≦Ｙ≦ｂ_４においてはプロジェクタ４及びプロジェクタ１０のそれぞれから投射される照度はＬＸ_０以下に設定され、０≦Ｙ≦Ｔｙにおいて照度が一定値ＬＸ_０となるように投射される。

なお、図１６は画像３２，３４，３６，３８がオーバーラップする領域８２における画像の照度分布を示す図である。図１６においては、図１３における（Ｘ，Ｙ）座標が（ａ_３，ｂ_３）である点を点Ｐ、（ａ_４，ｂ_３）を点Ｑ、（ａ_４，ｂ_４）を点Ｒ、（ａ_３，ｂ_４）を点Ｓとし、Ｚ軸に照度をとる。また、プロジェクタ８から投射される画像の照度をＬＸ_Ｃとすると、
ＬＸ_Ａ＋ＬＸ_Ｂ＋ＬＸ_Ｃ＋ＬＸ_Ｄ＝ＬＸ_０
となるように照度分布を設定する。ここで、図１６（ａ）に示すようにＬＸ_Ａは三角形ＰＱＳで表される領域において照度分布に傾斜をつけ、図１６（ｂ）に示すようにＬＸ_Ｂは三角形ＰＱＲで表される領域において照度分布に傾斜をつけ、図１６（ｃ）に示すようにＬＸ_Ｃは三角形ＱＲＳで表される領域において照度分布に傾斜をつけ、ＬＸ_Ｄは三角形ＰＲＳで表される領域において照度分布に傾斜をつける。

即ち、領域８０を除く領域においては
ＬＸ_Ａ＋ＬＸ_Ｂ＋ＬＸ_Ｃ＋ＬＸ_Ｄ＝ＬＸ_０
となるように照度分布を設定する。

次に、ＣＰＵ４０はステップＳ７で分割した各分割画像のデータを、ステップＳ６で設定した照度０の領域及びステップＳ９において設定した照度の重み付けの情報と共にプロジェクタ６，８，１０に送信する（ステップＳ１０）。各プロジェクタ４，６，８，１０においては、ＬＣＯＳ５８に分割画像を表示し画像の投射を行う。なお、本実施の形態において照度分布をつける際にはＬＣＯＳ５８のねじり角を調整して照度を変化させる。

画像を投射している状態においてＣＰＵ４０は、各プロジェクタに接続部材が接続されているか、即ち接続部材が外されていないか確認する（ステップＳ１１）。接続されていない場合には画像の投射を終了する。

接続部材が接続されている場合には、ステップＳ３で取得した接続部材の長さに変化があるかの確認を行い、また、ステップＳ１３において角速度センサ５３がプロジェクタ４の動きを検知した場合には、ステップＳ２で測定した距離Ｌに変化があるかの確認を行う（ステップＳ１２）。接続部材の長さ及び距離Ｌに変化がない場合にはステップＳ７〜Ｓ１０の処理を繰り返し、接続部材の長さまたは距離Ｌの少なくとも一方に変化がある場合には再度ステップＳ２において距離Ｌを測定し、ステップＳ３において接続部材の長さを取得し、ステップＳ４〜Ｓ１０の処理を継続する。このとき、ステップＳ１２において接続部材の長さのみに変化がある場合にはステップＳ２において距離Ｌを測定しない構成としてもよく、ステップＳ１２において距離Ｌのみに変化がある場合にはステップＳ３において接続部材の長さを取得しない構成としてもよい。

なお、プロジェクタ４のみが加速度センサを備える構成としたが、プロジェクタ６，８，１０が加速度センサを備えてもよく、それぞれのプロジェクタ６，８，１０が動きを検知した場合には、プロジェクタ４が接続部材を介して動きの検知の情報を取得する構成としてもよい。

次に、図８に示すフローチャートを参照して本発明の実施の形態に係るプロジェクタ４の他の処理について説明する。図８に示すフローチャートは図７に示すフローチャートにおけるステップＳ１３における処理を変更したものである。従って、図７に示すフローチャートと同一の処理についての詳細な説明は省略し、異なる部分のみについて詳細に説明する。また、図７に示すフローチャートと同一の処理には同一の符号を付して説明する。また、本実施の形態においてプロジェクタ４の操作部４１は距離Ｌの変化を知らせるスイッチ８１を備えている。各プロジェクタの相対位置を受信し（ステップＳ１）、測距部２２により距離Ｌを測定すると（ステップＳ２）、ステップＳ２〜Ｓ１０における処理と並行して、何れかのプロジェクタ４，６，８，１０が動いた場合に操作されるスイッチ８１の入力が検知される（ステップＳ１４）。ステップＳ２〜Ｓ１１の処理が終了した後、ステップＳ１１において接続部材が接続されている場合には、ステップＳ３で取得した接続部材の長さに変化があるかの確認を行い、また、ステップＳ１４においてスイッチ８１の入力が検知された場合には、ステップＳ２で測定した距離Ｌに変化があるかの確認を行う（ステップＳ１２）。

また、プロジェクタ４に加速度センサ５３及びスイッチ８１が設けられている場合には、図７に示すフローチャートにおけるステップＳ１３及び図８に示すフローチャートにおけるステップＳ１４の両方の処理を可能とする構成としてもよい。即ち、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理が行われている間に加速度センサ５３が動きを検知した場合、またはスイッチ８１の入力を検知した場合には、ステップＳ１１において接続部材が接続されていれば、ステップＳ１２においてステップＳ２で測定した距離Ｌに変化があるかの確認を行う。

次に、図９に示すフローチャートを参照して本発明の実施の形態に係るプロジェクタ４の他の処理について説明する。図９に示すフローチャートは図７に示すフローチャートにおけるステップＳ１３における処理を行わない構成とし、また、ステップＳ１１において接続部材が接続されている場合における処理を変更したものである。従って、図７に示すフローチャートと同一の処理についての詳細な説明は省略し、異なる部分のみについて詳細に説明する。また、図７に示すフローチャートと同一の処理には同一の符号を付して説明する。ステップＳ１〜Ｓ１０の処理が終了し、ステップＳ１１において接続部材が接続されている場合には、測距部２２から射出し投射面３０で反射された赤外光により、距離Ｌを測定する（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ３で取得した接続部材の長さに変化があるか、及び、ステップＳ１４で測定した距離ＬとステップＳ２で測定した距離Ｌに差異あるかの確認を行う（ステップＳ１２）。接続部材の長さの変化及び距離Ｌの差異がない場合にはステップＳ７〜Ｓ１０の処理を繰り返し、接続部材の長さの変化または距離Ｌの差異の少なくとも一方が認められる場合には、再度ステップＳ２において距離Ｌを測定し、ステップＳ３において接続部材の長さを取得し、ステップＳ４〜Ｓ１０の処理を継続する。このとき、ステップＳ１２において接続部材の長さのみに変化がある場合にはステップＳ２において距離Ｌを測定しない構成としてもよく、ステップＳ１２において距離Ｌのみに変化がある場合にはステップＳ３において接続部材の長さを取得しない構成としてもよい。

本実施の形態によれば接続部材の長さ及び測距部により測定された距離から算出された値に基づいて画像を拡大することで適切に投射を行うことができ、簡易な構造であっても投射する画像をシームレスな大画面とすることができる。

なお、本実施の形態においてはステップＳ６において水平距離Ｔｘと垂直距離Ｔｙとを比較し、全体画像の横と縦の比を元の画像サイズと同じである４：３とするようにし、図１７に示すように画像投射領域外の照度を０と設定したが、図１８に示すように投射領域を無駄にすることなく元の画像を引き伸ばして投射してもよい。図１７に示す例ではＴｘ：Ｔｙ＝５：３であるため、横と縦の比が４：３である画像を図１８に示すように５：３に引き伸ばして投射する。

また、本実施の形態においては図１７に示すように画像投射領域外の照度を０と設定することにより全体画像の横と縦の比を元の画像サイズと同じである４：３とするようにしたが、接続部材の長さをＣＰＵ４０による指示で変更することにより照度を０とする領域を設定することなく投射してもよい。この場合には、３Ｔｘ／４＜Ｔｙであるときには投射領域の垂直距離はＴｙとし、水平距離が４Ｔｙ／３となるように接続部材１２，１４の長さを延伸し、一方、３Ｔｘ／４＞Ｔｙであるときには投射領域の水平距離はＴｘとし、垂直距離が３Ｔｘ／４となるように接続部材１６，１８の長さを延伸する。例えば、図１７の示すように投射されていた画像が接続部材１６，１８の長さが延伸されることにより図１９に示すように投射される。

なお、この場合において３Ｔｘ／４＜Ｔｙであるときに投射領域の水平距離をＴｘとし、垂直距離が３Ｔｘ／４となるようにＣＰＵ４０の指示により接続部材１２，１４の長さを短縮し、一方、３Ｔｘ／４＞Ｔｙであるときには投射領域の垂直距離をＴｙとし、水平距離が４Ｔｙ／３となるようにＣＰＵ４０の指示により接続部材１６，１８の長さを短縮することによって、全体画像の横と縦の比を元の画像の比と同一とし、照度０の領域を設定せずに投射することもできる。

また、接続部材の長さを手動により段階的または無段階で調整できる場合には、手動により接続部材の長さの延伸または短縮を行ってもよい。

また、本実施の形態においてはプロジェクタ４のみが測距部を有する構成としたが、プロジェクタ４と共にプロジェクタ６が測距部８４を備えていてもよい。この場合には図２０に示すようにプロジェクタ４と投射面３０との距離Ｌ_１及びプロジェクタ６と投射面３０との距離Ｌ_２を測定して、距離Ｌ_１とＬ_２が異なる場合には等しくなるようにプロジェクタの位置を調整し、マルチプロジェクションシステム２の投射方向と投射面３０を垂直な状態に保つことができる。

また、Ｌ_１とＬ_２が異なる距離である場合に、距離Ｌ_１とＬ_２を等しくなるような調整を行わず画像データ処理部５２により台形補正等を施すことにより適切な画像の投射を行ってもよい。

本実施の形態においては測距部により距離Ｌを測定する際に赤外光を用いているが、赤外光以外の光を用いたセンサを用いてもよいし、また、投射部の焦点を合わせる手動レバーが備えられている場合には、手動レバーを用いて焦点を合わせる際の焦点の変位を測定し、変位量から距離Ｌを算出してもよい。

本実施の形態においては接続部材を所定の長さ延伸することで画像を拡大し大画面化したが、接続部材の長さを短くし、各プロジェクタの間隔を狭くしてもよい。各プロジェクタの間隔が狭くなることで４つの画像３２，３４，３６，３８の全てがオーバーラップする領域の面積を大きくする。この場合には、図２１に示すように各プロジェクタ４，６，８，１０から同一の画像を分割せずに４つの画像３２，３４，３６，３８がオーバーラップする領域８２のみに投射し、明るい画像を投射することができる。また、図２１において領域８２の外側の斜線で示す部分は画像投射領域外として照度を０に設定する。

また、本実施の形態においてはプロジェクタの取付部に接続部材に取り付ける構成としたが、接続部材がプロジェクタに収納可能であり、かつ、接続部材とプロジェクタが一体型の構成としてもよい。

また、本実施の形態においてはプロジェクタ４のみが測距部、画像データ記憶部、画像処理部を備える構成としたが、他のプロジェクタ６，８，１０も測距部、画像データ記憶部、画像処理部を備える構成としてもよい。この場合には、１のプロジェクタをメインプロジェクタに設定し、各プロジェクタは接続部材が取り付けられている位置を相対位置検出部４６により検出して自身の相対位置を検出する。そして、メインプロジェクタは接続部材を介してサブプロジェクタに同期信号を送信し、同期信号に基づいて各プロジェクタはそれぞれの画像データ記憶部に記憶されている投射すべき画像データをそれぞれの相対位置に応じて分割し画像の投射を行う。

また、この場合において、メインプロジェクタに設定したプロジェクタのみが画像データの読み出し及び分割を行い、接続部材を介して他のプロジェクタに送信する構成としてもよい。

また、本実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムにおいてはプロジェクタを４台用いて説明したが、例えばマルチプロジェクションシステムを構成するプロジェクタの台数は９台、１６台、３６台等であってもよく、マルチプロジェクションシステムを構成するプロジェクタの台数に限定を加えるものではない。

本実施の形態においては接続部材を介して複数のプロジェクタ間での通信を行うことにより画像を拡大し大画面化を行ったが、１つのプロジェクタに複数の投射光学系を設けてもよい。図２２は複数の投射部を有するプロジェクタ８６の断面を示す図である。プロジェクタ８６は２つのプロジェクタユニット８８，８９を備え、プロジェクタユニット８８と８９とは長さを変更可能な可変部９０により接続されている。また、プロジェクタユニット８８，８９は同一の構成を有し、ＬＥＤ５４、集光レンズ７４、ビームスプリッタ７６、画像を表示するＬＣＯＳ５８、投射レンズ７８を備え、投射窓９２からそれぞれ画像が投射される。図２２においては２つのプロジェクタユニット８８，８９を示したが、可変部９０によって接続されるプロジェクタユニットは何台であってもよく、また、可変部９０によって水平方向、垂直方向に接続してもよい。

また、１つのＬＥＤを２つのＬＣＯＳの光源として用いるプロジェクタとすることもできる。図２３に示すようにプロジェクタ９４は画像投射用の光源であるＬＥＤ５４、ＬＥＤ５４から射出された光を略平行とするための集光レンズ７４、入射した光をＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光とに分離する偏光ビームスプリッタ７６ａ，７６ｂ、画像を表示するＬＣＯＳ５８ａ，５８ｂ及び画像を投射するための投射レンズ７８ａ，７８ｂ、投射窓９２ａ，９２ｂを備えている。また、偏光ビームスプリッタ７６ａと偏光ビームスプリッタ７６ｂの間には長さが可変であり、また、偏光ビームスプリッタ７６ａを透過した光を偏光ビームスプリッタ７７ｂへ入射させる可変部９６が設けられている。なお、偏光ビームスプリッタ７６ｂの図２３における上面７７ｂには、黒色処理等の無反射処理が施されている。

プロジェクタ９４においては、ＬＥＤ５４から射出された光が集光レンズ７４により略平行光とされ、略平行光とされた光は偏光ビームスプリッタ７６ａに入射する。偏光ビームスプリッタ７６ａに入射した光のうち、Ｓ偏光成分の光は図２３における上方に反射され、ＬＣＯＳ５８ａへと向かい、Ｐ偏光成分の光は偏光ビームスプリッタ７６を透過する。ＬＣＯＳ５８ａに入射したＳ偏光成分の光は、ＬＣＯＳ５８ａの液晶層を進行し、図示しない反射膜で反射された後、ＬＣＯＳ５８の液晶層を逆方向に進行してＬＣＯＳ５８ａから射出される。ＬＣＯＳ５８ａから射出された光は、偏光ビームスプリッタ７６ａに再度入射する。ＬＣＯＳ５８ａの液晶層は電圧が印加されると、位相板として機能し、Ｐ偏光成分の光をＳ偏光成分の光に変換する。従って、偏光ビームスプリッタ７６ａへ再度入射する光は、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との混合光となっている。偏光ビームスプリッタ７６ａは、再入射された光のうちＰ偏光成分の光のみを透過し、透過されたＰ偏光成分の光は投射レンズ７８ａを介して投射窓９２ａからプロジェクタ９４の前方へ投射される。即ち、ＬＣＯＳ５８ａに表示された画像が投射画像として読み出され、プロジェクタ９４の前方へ投射される。

一方、偏光ビームスプリッタ７６ａを透過したＰ偏光成分の光は可変部９６を透過し、ＬＣＯＳ５８ｂに入射する。ＬＣＯＳ５８ｂに入射したＰ偏光成分の光は、ＬＣＯＳ５８ｂの液晶層を進行し、図示しない反射膜で反射された後、ＬＣＯＳ５８ｂの液晶層を逆方向に進行してＬＣＯＳ５８ｂから射出される。ＬＣＯＳ５８ｂから射出された光は、偏光ビームスプリッタ７６ｂに再度入射する。ＬＣＯＳ５８ｂの液晶層は電圧が印加されると、位相板として機能し、Ｐ偏光成分の光をＳ偏光成分の光に変換する。従って、偏光ビームスプリッタ７６ｂへ再度入射する光は、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との混合光となっている。偏光ビームスプリッタ７６ｂは、再入射された光のうちＳ偏光成分の光のみを反射し、反射されたＳ偏光成分の光は投射レンズ７８ｂを介して投射レンズ７８ｂを介して投射窓９２ｂからプロジェクタ９４の前方へ投射される。即ち、ＬＣＯＳ５８ｂに表示された画像が投射される画像として読み出され、プロジェクタ９４の前方へ投射される。

この場合にはＬＥＤ５４から射出された光を効率よく画像の投射に用いることができる。

本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムのプロジェクタ配置を示す図である 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムのプロジェクタ配置及び投射面を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの投射面における画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係るメインプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るサブプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの投射光学系の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るメインプロジェクタの処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るメインプロジェクタの他の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るメインプロジェクタの他の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの投射面におけるオーバーラップの状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの投射面におけるオーバーラップの状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの投射面における全体画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの投射面における全体画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係る投射面における照度分布を示す図である。 本発明の実施の形態に係る投射面における照度分布を示す図である。 本発明の実施の形態に係る投射面における照度分布を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの投射面における全体画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの投射面における全体画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの投射面における全体画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの他の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマルチプロジェクションシステムの他の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。

符号の説明

２…マルチプロジェクションシステム、４，６，８，１０…プロジェクタ、１２，１４，１６，１８…接続部材、２２…測距部、３０…投射面、４０…ＣＰＵ、４２…投射部、４６…相対位置検出部、４８…情報伝達部、５０…画像データ記憶部、５２…画像処理部、５４…ＬＥＤ、５８…ＬＣＯＳ。

Claims (10)

1. 画像を投射する複数の投射光学系と、
   複数の前記投射光学系間の相対位置を変更可能な可変部と、
   複数の前記投射光学系から投射される前記画像を並べて投射するように制御する制御部と
   を備えることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記画像は隣接する他の前記画像と少なくとも一部が重なった状態で投射されることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記投射光学系から前記画像を投射する投射面までの距離を測定する測距部を備え、
   前記制御部は前記測距部により測定された前記距離に基づいて前記画像の投射の制御を行うことを特徴とする請求項１または２記載のプロジェクタ。
4. 画像を投射する複数のプロジェクタと、
   複数の前記プロジェクタ間の相対位置を変更可能に接続する接続部材とを備え、
   前記プロジェクタは、
   画像を投射する投射光学系と、
   複数の前記プロジェクタから投射される前記画像を並べて投射するように制御する制御部と
   を備えることを特徴とするマルチプロジェクションシステム。
5. 前記画像は隣接する他の前記画像と少なくとも一部が重なった状態で投射されることを
   請求項４記載のマルチプロジェクションシステム。
6. 前記接続部材は前記プロジェクタに対して着脱可能であることを特徴とする請求項４または５記載のマルチプロジェクションシステム。
7. 前記接続部材は前記プロジェクタに内蔵されていることを特徴とする請求項４または５記載のマルチプロジェクションシステム。
8. 前記接続部材は前記プロジェクタ間における通信を行う通信機能を有することを特徴とする請求項４〜７の何れか一項に記載のマルチプロジェクションシステム。
9. 複数の前記プロジェクタは、
   １つのメインプロジェクタと、
   少なくとも１つのサブプロジェクタから構成され、
   前記サブプロジェクタはそれぞれ、
   前記接続部材が接続される複数の取り付け部と、
   前記複数の取り付け部における前記接続部材の接続状態に応じて、前記メインプロジェクタに対する相対位置を検出する相対位置検出部と
   を備え、
   前記サブプロジェクタは前記相対位置検出部により検出された前記相対位置を前記メインプロジェクタに送信し、
   前記メインプロジェクタの前記制御部は、送信された前記相対位置に基づいて前記サブプロジェクタにおける投射の制御を行うことを特徴とする請求項４〜８の何れか一項に記載のマルチプロジェクションシステム。
10. 少なくとも１つの前記プロジェクタは、前記プロジェクタから前記画像を投射する投射面までの距離を測定する測距部を備え、
    前記制御部は前記測距部により測定された前記距離に基づいて前記画像の投射の制御を行うことを特徴とする請求項４〜９の何れか一項に記載のマルチプロジェクションシステム。

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