JP4309549B2

JP4309549B2 - マルチディスプレイ装置、マルチディスプレイシステム、マルチディスプレイ装置の調整方法

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Publication number: JP4309549B2
Application number: JP2000076790A
Authority: JP
Inventors: 明広窪田; 康宏小宮; 正樹日暮
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: DE60132648T2; JP2001268476A; EP1134610A3; US6513938B2; EP1134610B1; US20010022651A1; DE60132648D1; EP1134610A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチディスプレイ装置、マルチディスプレイシステム、マルチディスプレイ装置の調整方法、より詳しくは、複数の画像投影手段により投影した部分画像を配列することにより全体として一画像を構成するマルチディスプレイ装置、マルチディスプレイシステム、マルチディスプレイ装置の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の画像投影手段である画像表示装置を用いて１枚の画像を表示するマルチディスプレイ装置は、従来より種々のものが提案されており、例えば特開平５−１０３２８６号公報、特開平３−５３２８８号公報、特開平９−２１１３８６号公報、特開平６−１６９４４４号公報等に記載されたものが例として挙げられる。
【０００３】
このような従来のマルチディスプレイ装置では、複数の画像表示装置により投影された画像同士の繋ぎ目部分が互いに重畳するように構成されていて（本発明の実施形態に係る図１等参照）、さらにこの重畳部分の輝度が高くなってしまうことのないように、画像表示装置（プロジェクタ）とスクリーンの間に、プロジェクタによる投影範囲の端部を遮光する遮光板を配置して、光量の減光を行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の技術では、互いに重ね合わせられる複数の画像表示装置の光量を、同量だけ遮光するように遮光板を配置するのは困難であり、製造時等に一度調整して配置したとしても、その後のランプ交換時に画像表示装置をマルチディスプレイ装置から移動したり取り外したりすると、遮光板との位置関係を再度調整しなければならず、この調整に時間を要するという課題が生じていた。
【０００５】
また、図１４に示すように、複数のプロジェクタ１，２の各光軸が、スクリーン１０の主面に垂直となるように画像をそれぞれ投影すると、各プロジェクタ１，２による部分画像の辺縁に位置する重ね合せ部（重畳領域）に到達する光は、プロジェクタ１からのものとプロジェクタ２からのものとで指向性が異なることになる。
【０００６】
このような光を上記スクリーン１０の拡散面で拡散させると（図１４におけるＡ点での拡散光とＢ点での拡散光を参照）、拡散光は、入射光と同一方向に最も大きな光量として拡散され、入射方向から角度が離れるに従って光量が減衰するようにして拡散されるために、正面からの観察者にとっては重ね合せ部で輝度が不自然に不連続になることはないが、例えば図示のような斜めからの観察者の場合には、プロジェクタ１からの光量に対してプロジェクタ２からの光量が小さくなって、不自然な不連続性として観察されてしまうことになる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の部分画像により構成される画像を、重畳領域においてもほぼ均一な輝度として観察することができるマルチディスプレイ装置、マルチディスプレイシステム、マルチディスプレイ装置の調整方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明によるマルチディスプレイ装置は、複数の画像投影手段を備え該画像投影手段によりスクリーンに投影した部分画像をその辺縁において隣接する部分画像に重畳領域をもって重ね合わせながら配列することにより全体として一画像を構成するようになされたマルチディスプレイ装置であって、上記重畳領域の輝度を該重畳領域を除く部分画像の輝度と略一致させるために該重畳領域に向けて投影される光束の光量を調節するものであり、投影される部分画像の、一辺縁に対する他の辺縁の光量調節範囲を変位させ得るようになされた光量調節手段を備えたものである。
【０００９】
また、第２の発明によるマルチディスプレイ装置は、上記第１の発明によるマルチディスプレイ装置において、上記光量調節手段が、投影される部分画像に係る複数の辺縁の光量調節範囲を変位させ得るものであり、これらの変位の方向は、上記画像投影手段から投影される光束に交差する面内における、互いに独立した２方向と回転方向との内の２以上の方向を含んだものである。
【００１０】
さらに、第３の発明によるマルチディスプレイ装置は、上記第１の発明によるマルチディスプレイ装置において、上記複数の画像投影手段の内の少なくとも一つはその画像投影方向がスクリーンの主面に立てた法線に交差するように配設されており、上記光量調節手段は、該画像投影手段により投影される部分画像の内の、同画像投影手段をスクリーンの主面に立てた法線方向に投影した場合の部分画像との差異となる部分の光量を調節するように、光量調節範囲を変位させるものである。
【００１１】
第４の発明によるマルチディスプレイ装置は、上記第１の発明によるマルチディスプレイ装置において、上記光量調節手段が、３以上の画像投影手段により投影される部分画像が重ね合わせられてなる重畳領域の輝度を、該重畳領域を除く部分画像の輝度と略一致させるための形状部を有してなるものである。
【００１２】
第５の発明によるマルチディスプレイ装置は、上記第１の発明によるマルチディスプレイ装置において、上記光量調節手段が、重畳領域に向けて投影される光束の少なくとも一部を遮光する遮光板を一以上有してなり、少なくとも一の遮光板が移動可能となるように構成されているものである。
【００１３】
第６の発明によるマルチディスプレイ装置は、上記第１の発明によるマルチディスプレイ装置において、上記光量調節手段が、辺縁から中央に向かって透過率または反射率が、連続的に、または階段状に、高くなる減光フィルタを一以上有してなり、少なくとも一の減光フィルタが移動可能となるように構成されているものである。
【００１４】
第７の発明によるマルチディスプレイ装置は、上記第１の発明によるマルチディスプレイ装置において、上記画像投影手段が画像を表示する表示素子とこの表示素子を照明する照明手段とこの照明手段により照明された表示素子上の画像を投射する投射光学系とを有してなり、上記光量調節手段は、上記照明手段から投射光学系に至る光路上に配設されていて、上記重畳領域に投影される光束の遮光と透光の切り換えまたは透過率の変更の少なくとも一方を行う光量調節用液晶パネルを有してなるものである。
【００１５】
第８の発明によるマルチディスプレイ装置は、上記第１の発明によるマルチディスプレイ装置において、上記光量調節手段と上記画像投影手段とを所定の位置関係に維持するべく一体的に固定する固定手段をさらに備えたものである。
【００１６】
第９の発明によるマルチディスプレイシステムは、第１の発明から第８の発明の何れか一に記載のマルチディスプレイ装置と、このマルチディスプレイ装置のスクリーンに投影された画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段の撮像信号から輝度信号を抽出して上記重畳領域の大きさとその輝度とを検出する輝度検出手段と、この輝度検出手段の出力に基づき上記光量調節手段により上記光量調節範囲をさらに変位させるべきずれ量を演算するずれ量演算手段と、このずれ量演算手段により演算されたずれ量に基づき上記光量調節手段による光量調節範囲を変位させるように制御する制御手段と、を備えたものである。
【００１７】
第１０の発明によるマルチディスプレイ装置の調整方法は、第１の発明から第８の発明の何れか一に記載のマルチディスプレイ装置の調整方法であって、上記マルチディスプレイ装置のスクリーンに投影された画像を撮像して撮像信号を出力するステップと、上記撮像信号から輝度信号を抽出して上記重畳領域の大きさとその輝度とを検出するステップと、検出された重畳領域の大きさとその輝度との情報に基づき上記マルチディスプレイ装置の光量調節手段により光量調節範囲をさらに変位させるべきずれ量を演算するステップと、上記ずれ量に基づき上記光量調節手段による光量調節範囲を変位させるように制御するステップと、を備えたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１から図４は本発明の第１の実施形態を示したものであり、図１はマルチディスプレイ装置の構成の概要を示す斜視図である。
【００１９】
このマルチディスプレイ装置は、例えば９個の画像投影手段たるプロジェクタ１〜９を３×３の配列となるように設置しており、これらのプロジェクタ１〜９の投影位置には透過型のスクリーン１０が配設されている。このとき、各プロジェクタ１〜９による投影範囲は、その辺縁において、隣接するプロジェクタによる投影範囲と重畳される部分を有するように投影されている。
【００２０】
このときのプロジェクタ１〜３による投影範囲を取り出して、重畳される重ね合せ部（重畳領域）の様子を示すのが図２である。図２は、横方向に並列された３つのプロジェクタの各投射範囲と重ね合せ部の様子を示す図である。
【００２１】
横方向においては、プロジェクタ１の投射範囲は、プロジェクタ２の投射範囲と重ね合せ部において一部重複しており、また、プロジェクタ３の投射範囲は、プロジェクタ２の投射範囲と反対側の重ね合せ部において一部重複している。
【００２２】
このような投射範囲のマルチディスプレイ装置においては、何らの工夫をしない場合には、重ね合せ部の輝度が、重ね合せ部以外の部分の約２倍となってしまうために、遮光板を設けて重ね合せ部に投影される各プロジェクタの光を減光するようにした様子を示すのが図３である。
【００２３】
図３は、重ね合せ部に投射される光を遮光板により減光する様子を示す平面図である。
【００２４】
プロジェクタ１〜３が図示のように配列されている場合には、上述したように、プロジェクタ２が、その投影範囲の一方の側においてプロジェクタ１と重ね合せ部を有し、他方の側においてプロジェクタ３と重ね合せ部を有する。
【００２５】
そこで、この重ね合せ部に到達する光束の通過経路上に、図示のように遮光板を配置する。
【００２６】
すなわち、プロジェクタ１に対する光量調節手段たる遮光板１１は、プロジェクタ２の投影範囲との重ね合せ部に到達する光束の通過経路上に位置するように、遮光部１１ａを配置したものとして構成されている。
【００２７】
また、プロジェクタ２に対する光量調節手段たる遮光板１２は、プロジェクタ１の投影範囲との重ね合せ部に到達する光束の通過経路上に位置するように遮光部１２ａを配置し、かつ、プロジェクタ３の投影範囲との重ね合せ部に到達する光束の通過経路上に位置するように遮光部１２ｂを配置したものとして構成されている。
【００２８】
さらに、プロジェクタ３に対する光量調節手段たる遮光板１３は、プロジェクタ２の投影範囲との重ね合せ部に到達する光束の通過経路上に位置するように、遮光部１３ａを配置したものとして構成されている。
【００２９】
このような遮光板１１，１２，１３は、上記プロジェクタ１，２，３とスクリーン１０との間の光路上に配置されていて、この位置は非焦点面となっているために、遮光部による遮光の効果は、グラディエーションをもったなだらかな遮光効果として、焦点面に配設されたスクリーン１０上に現れる。
【００３０】
すなわち、例えばプロジェクタ１とプロジェクタ２の非重ね合せ部の相対的な輝度を１とすると、これらプロジェクタ１とプロジェクタ２との重ね合せ部において、プロジェクタ１の非重ね合せ部に近接する部分では、プロジェクタ１により投影された画像の輝度は１に近いものとなり、プロジェクタ２により投影された画像の輝度は０に近いものとなって、これらが重畳してほぼ１の輝度の画像として表示されることになる。
【００３１】
同様に、プロジェクタ１とプロジェクタ２との重ね合せ部において、プロジェクタ２の非重ね合せ部に近接する部分では、プロジェクタ１により投影された画像の輝度は０に近いものとなり、プロジェクタ２により投影された画像の輝度は１に近いものとなって、これらが重畳してほぼ１の輝度の画像として表示されることになる。
【００３２】
そして、プロジェクタ１とプロジェクタ２との重ね合せ部において、ほぼ中間位置となる部分では、プロジェクタ１により投影された画像の輝度は０．５に近いものとなり、プロジェクタ２により投影された画像の輝度は０．５に近いものとなって、やはり、これらが重畳してほぼ１の輝度の画像として表示されることになる。
【００３３】
こうして、重ね合せ部においては、隣接するプロジェクタによる映像同士が滑らかに連結されて、かつその輝度が非重ね合せ部とほぼ同様の輝度となるために、不連続性のない滑らかな画像を観察することが可能となる。
【００３４】
このとき、プロジェクタ同士の配置間隔や配置角度などにより上記重ね合せ部が決まってくるために、遮光板は、こうしたプロジェクタの配置に応じてその遮光部の位置を決定しなければならない。こうした遮光部の配置を正確に位置決めすることができるように、本実施形態の遮光板は、その遮光部の一部を可変とする構成となっている。
【００３５】
この可変となるように構成された遮光板の構成について、図４を参照して説明する。図４は、矩形状をなす投射範囲の４辺縁を遮光するための遮光板の構成を示す正面図である。
【００３６】
この図４に示す遮光板の構成は、例えば上記図１に示したようなプロジェクタの配置例におけるプロジェクタ５に対応するものとなっている。
【００３７】
プロジェクタ５は、上側でプロジェクタ２の画像と、下側でプロジェクタ８の画像と、右側でプロジェクタ６の画像と、左側でプロジェクタ４の画像と、それぞれ重ね合せ部を有することになるために、該プロジェクタ５に対応する遮光板は、矩形状をなす画像の４つの辺縁を全て遮光することができるように構成されている。
【００３８】
すなわち、プロジェクタ５による投射範囲１４の例えば左側辺縁を覆う遮光部１５ａと下側辺縁を覆う遮光部１５ｂは、一体化してＬ字形状となるように構成されており、これに対して、矩形の板状部材でなる上側辺縁を覆う遮光部１５ｃと右側辺縁を覆う遮光部１５ｄは、それぞれ別体で移動可能となるように配設されている。
【００３９】
すなわち、遮光部１５ｃは、上下方向に移動可能となるように設けられており、これによって、遮光部１５ｂとの間隔を変化させることができるようになっている。
【００４０】
また、遮光部１５ｄは、左右方向に移動可能となるように設けられており、これによって、遮光部１５ａとの間隔を変化させることができるようになっている。
【００４１】
なお、この図４に示した例では、対向する２組の辺縁の、各組の一方の辺縁の遮光部のみを移動可能としたが、４辺縁の遮光部を全て移動可能としても構わない。
【００４２】
また、重ね合せ部が３つ以下の辺縁となるプロジェクタに対応する遮光板、つまり、図１の例におけるプロジェクタ１，２，３，４，６，７，８，９に対応する遮光板も、この図４に示したような遮光板に準じて、必要な遮光部を有する構成となっていることは同様である。
【００４３】
さらに、上述では遮光板を光を完全に遮光するものとして構成したが、これに限らず、例えば辺縁から中央に向かって透過率が徐々に高くなるような減光フィルタ、または辺縁から中央に向かって透過率が階段状に高くなるような減光フィルタ等で構成するようにしても良い。
【００４４】
このような第１の実施形態によれば、遮光板を移動可能に設けることにより、重ね合せ部の重畳幅を簡単に調整して輝度調節することが可能となり、短い調整時間で、画面全体の輝度を容易に均一化することができる。こうして、重ね合せ部においても輝度が円滑に接続される高品質の画像を表示することができるマルチディスプレイ装置となる。
【００４５】
図５から図８は本発明の第２の実施形態を示したものであり、図５はスクリーンへの入射光の指向性を改善するための構成を示す平面図である。この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００４６】
上述したように、スクリーン１０で拡散される光量は、入射光の方向に依存した指向性をもち、光軸が平行となるように配設されたプロジェクタから投影される画像の重ね合せ部においては、この指向性により、斜めから観察したときに輝度が不連続に観察されることがある。
【００４７】
こうした課題を改善するための構成がこの図５に示すようなプロジェクタの配置である。
【００４８】
図示のように、中央に配設されるプロジェクタ２は、スクリーン１０の主面に対してほぼ垂直な方向に画像を投影するようになっている。
【００４９】
このプロジェクタ２の画像を投影するレンズの近傍には、反射鏡２１，２２が配設されていて、一方の反射鏡２１はプロジェクタ１から投影される画像を反射するためのもの、他方の反射鏡２２はプロジェクタ３から投影される画像を反射するためのものとなっている。
【００５０】
すなわち、プロジェクタ１により投影された画像は、反射鏡２１により反射された後にスクリーン１０上に、上記プロジェクタ２から投影される画像と所定範囲の重ね合せ部を有するように投影される。
【００５１】
同様に、プロジェクタ３により投影された画像は、反射鏡２２により反射された後にスクリーン１０上に、上記プロジェクタ２から投影される画像と所定範囲の重ね合せ部を有するように投影される。
【００５２】
このようにプロジェクタ１，３および反射鏡２１，２２を配設することにより、重ね合せ部において、プロジェクタ１から投影される光とプロジェクタ２から投影される光とはほぼ同一方向にスクリーン１０に入射し、プロジェクタ３から投影される光とプロジェクタ２から投影される光もほぼ同一方向にスクリーン１０に入射することになるために、それぞれの重ね合せ部から出射される拡散光の光量指向性に大きな不連続性が生じることはなく、正面から観察したときだけでなく、斜め方向から観察したときにも不連続に輝度が変化して見えることはない。
【００５３】
図６は、上記図５に示すように配置されたプロジェクタによるスクリーンへの投影画面の様子を示す図である。
【００５４】
上記図５に示すような配置のプロジェクタ１，２，３によりスクリーン１０に矩形の画像を投影すると、プロジェクタ２の画像は矩形のままの投影画面となるが、プロジェクタ１の画像およびプロジェクタ３の画像は、斜め方向に投影されることになるために、図示のように等脚台形状の映像となってしまう。
【００５５】
そこで、図７に示すような遮光板を用いて遮光を行っている。図７は、スクリーンに対して斜交した方向から投射するプロジェクタの光束を矩形状の画像として投影されるように遮蔽する遮光板の構成を示す正面図である。
【００５６】
図７に示すように、対向する１組の遮光部２４ａ，２４ｄは、プロジェクタ１による投射範囲２３の垂直方向の辺縁を遮光するためのものである。これらの内の一方の遮光部２４ａは、合成される画面の外側、つまりプロジェクタ２の投影画面とは反対側の遮光を行うためのものであり、この辺縁の側には重ね合せ部はないために、遮光を行わなくても構わない。他方の遮光部２４ｄは、プロジェクタ２の投影画面との重ね合せ部に到達する光束を遮光するためのものである。
【００５７】
また、対向する他の１組の遮光部２４ｂ，２４ｃは、プロジェクタ１による投射範囲２３の略水平方向の辺縁を遮光するためのものであり、一方の遮光部２４ｂは下辺側を遮光し、他方の遮光部２４ｃは上辺側を遮光するものである。
【００５８】
このとき、これら遮光部２４ｂ，２４ｃは、回転方向に変位可能となるように構成されていて、遮光後の投影画面が図８に示すようなものとなるように、位置調節可能となっている。
【００５９】
図８は、上記図７に示したような遮光板により上記図６の投影画面を遮光したときの様子を示す図である。
【００６０】
また、これらの遮光部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄでなる遮光板が、プロジェクタ１とスクリーン１０との間の途中の光路中に配設されていて、該遮光板を通過した後も、光束がスクリーン１０に向けてさらに広がることを考慮して、遮光部２４ｂと遮光部２４ｃとの間隔は、図７の左側が狭く、右側が広くなるように調整される。これにより、遮光されることなく投影される範囲が、スクリーン１０に到達したときには、上記図８に示すように矩形状となる。
【００６１】
このとき、この図８に示す遮光されない範囲の投影画像が複数プロジェクタによる分割画像となるように、プロジェクタ内の液晶表示パネル等に表示する画像を変換していることは勿論である。また、プロジェクタ１やプロジェクタ３による画像は、反射鏡２１，２２により反射されるために、プロジェクタ内の液晶表示パネル等に表示する画像が反転されていることはいうまでもない。
【００６２】
なお、上述したように反射鏡を用いる構成では、該反射鏡上に、辺縁を遮光するマスクあるいは反射率を変化させるマスクを設けることも可能である。マスクの反射率を変化させる場合には、辺縁から中央に向かう反射率が、連続的に高くなるようにしても良いし、または階段状に高くなるようにしても構わない。
【００６３】
また、上述したような反射鏡を回動可能となるように構成すれば、該反射鏡の角度を調整することで、重ね合せ位置の調整を容易に行うこともできる。
【００６４】
このような第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、スクリーンにより拡散される光の光量が、拡散される方向に依存することに起因する輝度の不連続性を軽減することができ、斜め方向からでも滑らかに連続した輝度の画像を観察することが可能となる。
【００６５】
図９、図１０は本発明の第３の実施形態を示したものであり、図９は４つのプロジェクタによる投影画面が辺縁の角部において重なる場合に有効に用いられる遮光板の構成を示す正面図、図１０は４つのプロジェクタによる投影画面の様子を示す図である。
【００６６】
この第３の実施形態において、上述の第１，第２の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００６７】
プロジェクタを上下左右に平面状に配列する場合には、２つ以上のプロジェクタによる投影画面が重なる部分が生じることになる。簡単のために、４つのプロジェクタの場合について考えると、例えば図１０に示すように、プロジェクタ１による投影画面が左上に、プロジェクタ２による投影画面が右上に、プロジェクタ３による投影画面が左下に、プロジェクタ４による投影画面が右下に、それぞれ位置する場合には、２つのプロジェクタによる重ね合せ部が４ヶ所、４つのプロジェクタによる重ね合せ部が１ヶ所生じる。
【００６８】
すなわち、プロジェクタ１の投影画面とプロジェクタ２の投影画面との間、プロジェクタ１の投影画面とプロジェクタ３の投影画面との間、プロジェクタ２の投影画面とプロジェクタ４の投影画面との間、プロジェクタ３の投影画面とプロジェクタ４の投影画面との間、に２つの画像の重ね合せ部が生じるとともに、さらに４つの投影画像の各角部が重ね合わさる部分に４つの画像の重ね合せ部が生じる。
【００６９】
このとき、この４つの画像の重ね合せ部は、他の部分よりも輝度が高くなってしまうことがあるために、それを他の部分の輝度と同程度にするための遮光板の構成を示すのが図９である。
【００７０】
この光量調節手段たる遮光板２６は、例えばプロジェクタ１に対応するものであり、略Ｌ字状に形成されてプロジェクタ３との重ね合せ部、およびプロジェクタ２との重ね合せ部を遮光するように形成されると共に、そのＬ字状をなす角部に略３角形状の形状部たる遮光部位２６ａを設けて、４つの画像の重ね合せ部に到達する光をさらに減光するようにしたものである。
【００７１】
このような遮光部位２６ａを設けることにより、図１０に示すような画面全体で、ほぼ均一な輝度の画像を得ることができる。
【００７２】
このような第３の実施形態によれば、上述した第１，第２の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、３つ以上のプロジェクタによる重ね合せ部の輝度が高くなりすぎるのを適切に調節して、画面全体がほぼ均一な輝度となる画像を観察することが可能となる。
【００７３】
図１１は本発明の第４の実施形態を示したものであり、プロジェクタと遮光板とを一体化して所定の位置関係を保持するようにした構成を示す平断面図である。この第４の実施形態において、上述の第１から第３の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００７４】
プロジェクタは、例えば内部に画像表示用の透過型液晶表示パネルを有し、該透過型液晶表示パネルを背面側からランプ等の照明手段により照明するようになっている。このような構成のプロジェクタでは、長期間の使用によりランプの輝度が低下したり、あるいはランプが点灯しなくなったりして、交換することになる場合がある。
【００７５】
このときに、マルチディスプレイ装置からプロジェクタを取り外して、内部のランプを交換することになるが、交換後に再びプロジェクタを取り付けても、プロジェクタと遮光板との位置関係が微妙に変化してしまい、再調整が必要となってランプ交換作業を行うのに手間がかかることになる。
【００７６】
そこで、この図１１に示す構成は、プロジェクタと遮光板を筐体を用いて一体化することにより、ランプ交換時等にも位置関係が変化することのないように構成したものである。
【００７７】
すなわち、プロジェクタ１と遮光板１１、プロジェクタ２と遮光板１２、プロジェクタ３と遮光板１３は、それぞれ固定手段たる筐体１６を介して互いの位置関係が一定となるように固定されている。
【００７８】
そして、プロジェクタをマルチディスプレイ装置から取り外す際には、筐体１６を介して固定されている遮光板と一体に取り外されるようになっている。
【００７９】
なお、ここでは各プロジェクタを、該プロジェクタに対応する遮光板と一体化したが、さらに、プロジェクタ同士の位置関係なども一定となるように、全てのプロジェクタを全ての遮光板と共に、同一の筐体に固定するようにしても構わない。
【００８０】
このような第４の実施形態によれば、上述した第１から第３の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、ランプ交換やその他の修理などの際に必要となる調整時間を、大幅に短縮することが可能となる。
【００８１】
図１２は本発明の第５の実施形態を示したものであり、プロジェクタの内部に光量調節用液晶パネルを設けて辺縁の遮光を行うようにした構成を示す図である。この第５の実施形態において、上述の第１から第４の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００８２】
上述では、遮光板をプロジェクタとスクリーンとの間に設けたが、これに限らず、プロジェクタの内部に配設することも可能である。
【００８３】
すなわち、画像投影手段たるプロジェクタ３１は、画像を表示する表示素子たる透過型液晶表示パネル３２と、この透過型液晶表示パネル３２を照明するための照明手段たるランプ３７と、上記透過型液晶表示パネル３２により表示された画像を投影する投射光学系たるレンズ３４と、を有して構成され、上記ランプ３７とレンズ３４との間の光路上、より限定的には、上記透過型液晶表示パネル３２とレンズ３４との間の光路上に、該透過型液晶表示パネル３２により表示される画像の辺縁から発せられる光束を遮光しあるいは減光するための光量調節手段たる光量調節用液晶パネル３３が配設されている。
【００８４】
この光量調節用液晶パネル３３は、光をほぼそのまま透過させる透過部３３ａと、この透過部３３ａの周辺側の透過光量を調節する遮光部３３ｂとを有して構成されていて、ドライバ３５により駆動されるようになっている。
【００８５】
濃淡部設定手段３６は、上記遮光部３３ｂの遮光範囲や、遮光時の濃淡などを設定するものであり、設定されたデータが上記ドライバ３５に出力されて、該ドライバ３５により、光量調節用液晶パネル３３の制御が行われる。
【００８６】
このような第５の実施形態によれば、上述した第１から第４の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、プロジェクタ内に遮光機能を有する光量調節用液晶パネルを配設することにより、ランプ交換時等にも透過型液晶表示パネルとの位置関係が変化することはなく、調整時間を短縮することが可能となる。そして、電気的な制御のみで調整が可能であるために、機械的な制御を行う必要がなくなり、機構が簡単となって装置を小型化することも可能となる。
【００８７】
図１３は本発明の第６の実施形態を示したものであり、マルチディスプレイ装置を輝度調整するためのマルチディスプレイシステムの構成を示すブロック図である。この第６の実施形態において、上述の第１から第５の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００８８】
上述したようなマルチディスプレイ装置は、出荷時やあるいはランプ交換時などに、上記重ね合せ部の輝度が均一となるように、上記遮光板などの位置調整をする必要がある。そこで、こうした輝度調整を行うための構成を示すのがこの図１３である。
【００８９】
プロジェクタ１，２，３により各投影される部分画像は、遮光板１１，１２，１３をそれぞれ介してスクリーン１０に結像する。
【００９０】
このスクリーン１０上の画像全体を、例えばデジタルカメラ４６などの撮像手段により撮像して、その画像信号から輝度検出手段たる輝度検出部４５が輝度信号を抽出して、該輝度信号に基づき重ね合せ部の重なり幅や位置を検出する。
【００９１】
ずれ量演算手段たるずれ量演算部４３は、上記輝度検出部４５の出力に基づき、画面全体の輝度が均一でない場合には、その不均一部分の輝度を補正するために、上記遮光板１１，１２，１３をどの程度移動させればよいかを示すずれ量を、フレームメモリ４４に記憶されているデータを参照しながら算出する。
【００９２】
制御手段たる制御部４２は、このずれ量演算部４３により算出されたずれ量に基づいて、モータドライバ４１を駆動し、遮光板１１，１２，１３を駆動して位置調整することにより、輝度を調整して均一化するようになっている。
【００９３】
なお、光量調節手段が、上記第５の実施形態に示したような光量調節用液晶パネルでなる場合には、制御部４２は、ドライバを介して電気的に制御を行わせることになる。
【００９４】
このような第６の実施形態によれば、上述した第１から第５の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、出荷時や、あるいはランプ交換やその他の修理時などにおいて輝度調整を行う場合にも、デジタルカメラ等でスクリーンの撮像を行うだけで、自動的に調整することが可能となり、作業時間を短縮することが可能となる。
【００９５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１による本発明のマルチディスプレイ装置によれば、画像投影手段により投影される部分画像の一辺縁に対する他の辺縁の光量調節範囲を変位させることができるために、複数の部分画像により構成される画像を、重畳領域においてもほぼ均一な輝度として観察することが可能となる。
【００９７】
また、請求項２による本発明のマルチディスプレイ装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、所望の方向や回転方向に変位させることができるために、最適な光量調節をきめ細かに行うことができる。
【００９８】
さらに、請求項３による本発明のマルチディスプレイ装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、異なる画像投影手段から重畳領域に投影される光の方向を、ほぼ同一方向とすることが可能となり、スクリーンを斜め方向から観察したときの輝度を連続とすることができる。
【００９９】
請求項４による本発明のマルチディスプレイ装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、形状部によって、３以上の画像投影手段により投影される部分画像が重ね合わせられてなる重畳領域の輝度を、該重畳領域を除く部分画像の輝度と略一致させることができ、全体として均一な輝度の画像を観察することが可能となる。
【０１００】
請求項５による本発明のマルチディスプレイ装置によれば、遮光板を用いることにより、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【０１０１】
請求項６による本発明のマルチディスプレイ装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、減光フィルタを用いることにより、所望の光量調節状態を得ることができる。
【０１０２】
請求項７による本発明のマルチディスプレイ装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、光量調節用液晶パネルを有してなる光量調節手段を照明手段から投射光学系に至る光路上に配設することにより、所望の光量調節状態を得ることができるとともに、小型化を図ることが可能となる。
【０１０３】
請求項８による本発明のマルチディスプレイ装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、固定手段により光量調節手段と画像投影手段とを一体的に固定して所定の位置関係に維持しているために、保守や修理時における調整時間を短縮することが可能となる。
【０１０４】
請求項９による本発明のマルチディスプレイシステムによれば、スクリーンに投影された画像を撮像して、重畳領域の大きさとその輝度とを検出し、ずれ量を演算して、光量調節手段により光量調節範囲を変位させるように制御するために、自動的な調整作業が可能となる。
【０１０５】
請求項１０による本発明のマルチディスプレイ装置の調整方法によれば、スクリーンに投影された画像を撮像して、重畳領域の大きさとその輝度とを検出し、ずれ量を演算して、光量調節手段により光量調節範囲を変位させるように制御するために、自動的な調整作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるマルチディスプレイ装置の構成の概要を示す斜視図。
【図２】上記第１の実施形態において、横方向に並列された３つのプロジェクタの各投射範囲と重ね合せ部の様子を示す図。
【図３】上記第１の実施形態において、重ね合せ部に投射される光を遮光板により減光する様子を示す平面図。
【図４】上記第１の実施形態において、矩形状をなす投射範囲の４辺縁を遮光するための遮光板の構成を示す正面図。
【図５】本発明の第２の実施形態において、スクリーンへの入射光の指向性を改善するための構成を示す平面図。
【図６】上記第２の実施形態において、上記図５に示すように配置されたプロジェクタによるスクリーンへの投影画面の様子を示す図。
【図７】上記第２の実施形態において、スクリーンに対して斜交した方向から投射するプロジェクタの光束を矩形状の画像として投影されるように遮蔽する遮光板の構成を示す正面図。
【図８】上記第２の実施形態において、上記図７に示したような遮光板により上記図６の投影画面を遮光したときの様子を示す図。
【図９】本発明の第３の実施形態において、４つのプロジェクタによる投影画面が辺縁の角部において重なる場合に有効に用いられる遮光板の構成を示す正面図。
【図１０】上記第３の実施形態において、４つのプロジェクタによる投影画面の様子を示す図。
【図１１】本発明の第４の実施形態において、プロジェクタと遮光板とを一体化して所定の位置関係を保持するようにした構成を示す平断面図。
【図１２】本発明の第５の実施形態において、プロジェクタの内部に光量調節用液晶パネルを設けて辺縁の遮光を行うようにした構成を示す図。
【図１３】本発明の第６の実施形態において、マルチディスプレイ装置を輝度調整するためのマルチディスプレイシステムの構成を示すブロック図。
【図１４】従来において、プロジェクタを平行に配列してスクリーンに像を投影したときに、光量指向性により、斜め方向から見たときに輝度が異なる様子を示す図。
【符号の説明】
１，２，３，４，５，６，７，８，９，３１…プロジェクタ（画像投影手段）
１０…スクリーン
１１，１２，１３，２６…遮光板（光量調節手段）
１１ａ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…遮光部（遮光板の一部）
１６…筐体（固定手段）
２１，２２…反射鏡
２６ａ…遮光部位（形状部）
３２…透過型液晶表示パネル（表示素子）
３３…光量調節用液晶パネル（光量調節手段）
３３ａ…透過部
３３ｂ…遮光部
３４…レンズ（投射光学系）
３５…ドライバ
３６…濃淡部設定手段
３７…ランプ（照明手段）
４１…モータドライバ
４２…制御部（制御手段）
４３…ずれ量演算部（ずれ量演算手段）
４４…フレームメモリ
４５…輝度検出部（輝度検出手段）
４６…デジタルカメラ（撮像手段）

Claims

複数の画像投影手段を備え、該画像投影手段によりスクリーンに投影した部分画像をその辺縁において隣接する部分画像に重畳領域をもって重ね合わせながら配列することにより全体として一画像を構成するようになされたマルチディスプレイ装置であって、
上記重畳領域の輝度を該重畳領域を除く部分画像の輝度と略一致させるために該重畳領域に向けて投影される光束の光量を調節するものであり、投影される部分画像の、一辺縁に対する他の辺縁の光量調節範囲を変位させ得るようになされた光量調節手段を具備したことを特徴とするマルチディスプレイ装置。
上記光量調節手段は、投影される部分画像に係る複数の辺縁の光量調節範囲を変位させ得るものであり、これらの変位の方向は、上記画像投影手段から投影される光束に交差する面内における、互いに独立した２方向と回転方向との内の２以上の方向を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のマルチディスプレイ装置。
上記複数の画像投影手段の内の少なくとも一つは、その画像投影方向がスクリーンの主面に立てた法線に交差するように配設されており、
上記光量調節手段は、該画像投影手段により投影される部分画像の内の、同画像投影手段をスクリーンの主面に立てた法線方向に投影した場合の部分画像との差異となる部分の光量を調節するように、光量調節範囲を変位させるものであることを特徴とする請求項１に記載のマルチディスプレイ装置。
上記光量調節手段は、３以上の画像投影手段により投影される部分画像が重ね合わせられてなる重畳領域の輝度を、該重畳領域を除く部分画像の輝度と略一致させるための形状部を有してなることを特徴とする請求項１に記載のマルチディスプレイ装置。
上記光量調節手段は、重畳領域に向けて投影される光束の少なくとも一部を遮光する遮光板を一以上有してなり、少なくとも一の遮光板が移動可能となるように構成されているものであることを特徴とする請求項１に記載のマルチディスプレイ装置。
上記光量調節手段は、辺縁から中央に向かって透過率または反射率が、連続的に、または階段状に、高くなる減光フィルタを一以上有してなり、少なくとも一の減光フィルタが移動可能となるように構成されているものであることを特徴とする請求項１に記載のマルチディスプレイ装置。
上記画像投影手段は、画像を表示する表示素子と、この表示素子を照明する照明手段と、この照明手段により照明された表示素子上の画像を投射する投射光学系と、を有してなり、
上記光量調節手段は、上記照明手段から投射光学系に至る光路上に配設されていて、上記重畳領域に投影される光束の遮光と透光の切り換え、または透過率の変更の少なくとも一方を行う光量調節用液晶パネルを有してなることを特徴とする請求項１に記載のマルチディスプレイ装置。
上記光量調節手段と上記画像投影手段とを所定の位置関係に維持するべく一体的に固定する固定手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載のマルチディスプレイ装置。
請求項１から請求項８の何れか一項に記載のマルチディスプレイ装置と、
このマルチディスプレイ装置のスクリーンに投影された画像を撮像する撮像手段と、
この撮像手段の撮像信号から輝度信号を抽出して、上記重畳領域の大きさとその輝度とを検出する輝度検出手段と、
この輝度検出手段の出力に基づき、上記光量調節手段により上記光量調節範囲をさらに変位させるべきずれ量を演算するずれ量演算手段と、
このずれ量演算手段により演算されたずれ量に基づき、上記光量調節手段による光量調節範囲を変位させるように制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とするマルチディスプレイシステム。
請求項１から請求項８の何れか一項に記載のマルチディスプレイ装置の調整方法であって、
上記マルチディスプレイ装置のスクリーンに投影された画像を撮像して撮像信号を出力するステップと、
上記撮像信号から輝度信号を抽出して、上記重畳領域の大きさとその輝度とを検出するステップと、
検出された重畳領域の大きさとその輝度との情報に基づき、上記マルチディスプレイ装置の光量調節手段により光量調節範囲をさらに変位させるべきずれ量を演算するステップと、
上記ずれ量に基づき、上記光量調節手段による光量調節範囲を変位させるように制御するステップと、
を具備したことを特徴とするマルチディスプレイ装置の調整方法。