JP4725334B2 - 画像形成装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および方法に関し、特に、フライアイレンズが搭載された複数の画像形成装置から構成されるシステムにおいて、各画像形成装置により形成された各画像の結合部分で発生する縞状劣化を低減できるようになった画像形成装置および方法に関する。

従来、プロジェクタの照明光学系において、輝度ムラを抑えるためにフライアイレンズが広く採用されている（特許文献１参照）。このフライアイレンズは一般的に、プロジェクタに対して縦横方向に格子（小レンズ）が区切られている。

一方、従来、複数のプロジェクタからスクリーン等に照射された各映像を接合して一枚の大きな映像を作り出すシステム、即ち、いわゆるマルチプロジェクタシステムが利用されている。マルチプロジェクタシステムにおいては、図１に示されるように、スクリーンに対して上下左右方向に複数台のプロジェクタがスタックされることが多い。即ち、図１は、従来のマルチプロジェクタシステムによりスクリーン１に形成された映像の例を示している。図１の例では、総計４台のプロジェクタが上下左右方向に１台ずつスタックされ、左上のプロジェクタからスクリーン１に照射された光により形成された映像１１、右上のプロジェクタからスクリーン１に照射された光により形成された映像１２、左下のプロジェクタからスクリーン１に照射された光により形成された映像１３、および、右下のプロジェクタからスクリーン１に照射された光により形成された映像１４が接合され、その結果、１枚の大きな映像がスクリーン１に形成されている。

この場合、図１に示されるように、各プロジェクタによる映像１１乃至１４のそれぞれには他の映像と重なる部分（光学的な接合部分）が存在するため、かかる接合部分を目立たなくさせることを目的として、各プロジェクタの出口付近（光の出射口となる投射レンズとスクリーン１との間）に各遮光物をそれぞれ配置させる手法（以下、遮光手法と称する）が、例えば特許文献２や特許文献３に開示されている。
W02002/101457号パンフレット 特表2005-513574号公報 特開2004-72656号公報

しかしながら、遮光手法を実現させる場合に、従来のフライアイレンズが搭載された従来の各プロジェクタでマルチプロジェクタシステムを構成すると、図２に示されるように、従来のフライアイレンズの影響で縞状劣化が生じてしまう、という問題がある。即ち、図２は、かかる場合における１台の従来のプロジェクタによる映像についての、例えば図１の左上のプロジェクタによる映像１１についての、左右方向の位置と輝度との関係を示している。図２の例において、輝度が単調減少せずに、所定の間隔毎に輝度が増減を繰り返しながら徐々に減少している右側の部分が、縞状劣化が生じている部分である。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、フライアイレンズが搭載された複数のプロジェクタ等から構成されるマルチプロジェクタシステムにおいて、各プロジェクタ等の映像の結合部分で発生する縞状劣化を低減できるようにするものである。

本発明の一側面の画像形成装置は、複数の画像形成装置から被画像形成対象に照射された光が接合されて一枚の画像が形成される場合、他の画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光により形成された前記画像の第１の領域と少なくとも一部が重なる前記画像の第２の領域に対応する光を、前記被画像形成対象に照射させることで前記被画像形成対象に前記画像の少なくとも一部を形成させるとき、前記画像の前記第１の領域と前記画像の前記第２の領域との結合部分を遮光する遮光物が、前記被画像形成対象と自身の間に配置される画像形成装置において、光を発する光源と、複数の小レンズが格子状に配置されて構成されるフライアイレンズであって、前記光源から発せられた光を入射して出射する前記フライアイレンズと、前記フライアイレンズから出射された光を利用して、前記画像に対応する光を生成して出射する画像生成部と、前記画像生成部から出射された前記画像に対応する光を、前記被画像形成対象に照射するレンズとを備え、前記遮光物による遮光方向を、前記自身の配置位置から前記他の画像形成装置の配置位置に向かう方向に対して垂直となる第１の方向とした場合、前記レンズ内に形成される前記フライアイレンズの結像を構成する複数の前記小レンズの像が配置される第２の方向が、前記第１の方向とは異なる方向となるように構成されている。

前記第２の方向は、前記第１の方向に対して、２０度乃至７０度の範囲内の所定の角度を持った方向であることができる。さらに、前記第２の方向は、前記第１の方向に対して４５度の方向であることができる。

本発明の一側面の画像形成方法は、次の画像形成装置の画像形成方法である。即ち、画像に対応する光を発する光源と、複数の小レンズが格子状に配置されて構成されるフライアイレンズであって、前記光源から発せられた光を入射して出射する前記フライアイレンズと、前記フライアイレンズから出射された光を利用して、画像に対応する光を生成して出射する画像生成部と、前記画像生成部から出射された前記画像に対応する光を、被画像形成対象に照射するレンズとを備える画像形成装置の画像形成方法であって、複数の前記画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光が接合されて一枚の前記画像が形成される場合、他の画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光により形成された前記画像の第１の領域と、前記画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光により形成された前記画像の第２の領域との結合部分を遮光する遮光物を、前記被画像形成対象と前記画像形成装置の間に配置させ、前記遮光物による遮光方向を、前記画像形成装置の配置位置から前記他の画像形成装置の配置位置に向かう方向に対して垂直となる第１の方向とした場合、前記レンズ内に形成される前記フライアイレンズの結像を構成する複数の前記小レンズの像が配置される第２の方向を、前記第１の方向とは異なる方向として、前記画像形成装置が、前記画像の前記第１の領域と少なくとも一部が重なる前記画像の前記第２の領域に対応する光を、前記被画像形成対象に照射させることで前記被画像形成対象に前記画像の少なくとも一部を形成させる画像形成方法が、本発明の一側面の画像形成方法である。

本発明の一側面の画像形成装置および画像形成方法においては、画像に対応する光を発する光源と、複数の小レンズが格子状に配置されて構成されるフライアイレンズであって、前記光源から発せられた光を入射して出射する前記フライアイレンズと、前記フライアイレンズから出射された光を利用して、前記画像に対応する光を生成して出射する画像生成部と、前記画像生成部から出射された前記画像に対応する光を、被画像形成対象に照射するレンズとを備える画像形成装置が対象となる。複数の前記画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光が接合されて一枚の前記画像が形成される場合、他の画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光により形成された前記画像の第１の領域と、前記画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光により形成された前記画像の第２の領域との結合部分を遮光する遮光物が、前記被画像形成対象と前記画像形成装置の間に配置され、前記遮光物による遮光方向を、前記画像形成装置の配置位置から前記他の画像形成装置の配置位置に向かう方向に対して垂直となる第１の方向とした場合、前記レンズ内に形成される前記フライアイレンズの結像を構成する複数の前記小レンズの像が配置される第２の方向が、前記第１の方向とは異なる方向とされて、前記画像形成装置から、前記画像の前記第１の領域と少なくとも一部が重なる前記画像の前記第２の領域に対応する光が、前記被画像形成対象に照射されることで前記被画像形成対象に前記画像の少なくとも一部が形成される。

以上のごとく、本発明によれば、フライアイレンズが搭載された複数の画像形成装置から構成されるシステムを実現できる。特に、かかるシステムにおいて、各画像形成装置により形成された各画像の結合部分で発生する縞状劣化を低減できる。

図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図３は、本発明が適用される画像形成装置の一実施形態としてのプロジェクタのうちの、照明光学系の内部構造例を示している。

図３の例のプロジェクタ５１は、３原色に対応する波長成分の光を含む３原色光をスクリーン８２に照射（投射）することで、そのスクリーン８２にカラー映像を表示することができる。ただし、図３の例では、カラー画像表示に必要とされる、赤色光、青色光、および緑色光を含んだ３原色光のうちの、緑色光の光路は図示されているが、その他の赤色光および青色光の光路の図示は一部省略されている。

図３の例のプロジェクタ５１は、光源６１乃至投射レンズ７１を含むように構成されている。

光源６１は、３原色光を照明光として発するように構成されている。例えば図示はしないが、光源６１は、３原色光を発する発光体と、発光体から発せられた光を反射、集光するリフレクタとを含むように構成することができる。発光体としては、例えば、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を採用することができる。また、リフレクタの形状は、集光効率が良い形状とされていることが好ましく、例えば回転放物面鏡等の回転対称面の形状とされている。

フライアイレンズ６２−１，６２−２は、液晶パネル（以下、LCD：Liquid Crystal Displayと称する）６８−Ｒ，６８−Ｇ，６８−Ｂの有効面積内、すなわち表示領域を、光源６１から出射された光の照度分布を均一化して照明するように、即ちいわゆる輝度ムラをなくすように構成されている。このようなフライアイレンズ６２−１，６２−２は、マイクロレンズアレイとも呼ばれ、複数の小さなレンズ素子である凸レンズ（以下、小レンズと称する）をマトリクス状（格子状）に設けたものを組み合わせ、光源６１側のフライアイレンズ６２−１の各小レンズから出射された照明光により、フライアイレンズ６２−２の対応する各小レンズがLCD６８−Ｒ，６８−Ｇ，６８−Ｂの有効面積内を均一に照明する。この場合、図３に示されるように、フライアイレンズ６２−２の対応する各小レンズのそれぞれには、光源の像９１が形成される。

従って、光源６１の出射光が照度分布を持ち、光源６１側のフライアイレンズ６２−１の各小レンズを透過する光の強度が異なっていても、フライアイレンズ６２−２の各小レンズを介して合成された光の照度分布を均一にすることができる。また、図３の例では、フライアイレンズ６２−１，６２−２は、一方の主面が平面とされ、他方の主面が各小レンズの凸面とされており、例えば、互いに凸面側が対向するように配設されている。

かかるフライアイレンズ６２−１，６２−２が搭載されたプロジェクタ５１は、上述した遮光手法を適用する場合に発生する縞状劣化を抑制することが可能になる。ただし、このことの詳細については、図４以降の図面を参照して後述する。

フライアイレンズ６２−２から出射された３原色光は、例えば図視せぬ幾つかのダイクロイックミラー等によって、赤色光、青色光、および緑色光のそれぞれに分離される。そして、赤色光、青色光、および緑色光のそれぞれは、必要に応じてリレーレンズ等（図３の例では、赤色光についてのリレーレンズ６３−Ｒのみが図示されている）を通過して、ミラー６４−Ｒ，６４−Ｇ，６４−Ｂのそれぞれにより反射されて、ＬＣＤ６８−Ｒ，６８−Ｇ，６８−Ｂのそれぞれに入射される。

なお、この図３の例は、青色光束及び緑色光束の光路長に対して、赤色光束の光路長が長くなる例とされており、このため、光源６１からのこれら光束の光路長が見かけ上同一となるための補正をすべく、赤色光束の光路にリレーレンズ６３−Ｒが配置されているのである。

また、上述したように、図３においては、ミラー６４−Ｒ，６４−Ｇ，６４−ＢのそれぞれからＬＣＤ６８−Ｒ，６８−Ｇ，６８−Ｂのそれぞれまでの光路については、緑色光束の光路のみが図示され、赤色光束および青色光束の光路についての図示は省略されている。即ち、図３の例では、ミラー６４−ＧからＬＣＤ６８−Ｇまでの緑色光束の光路として、平凸レンズ６５−Ｇおよびミラー６６−Ｇ，６７−Ｇにより形成される光路のみが図示されている。なお、ミラー６４−ＲからＬＣＤ６８−Ｒまでの赤色光束の光路、および、ミラー６４−ＢからＬＣＤ６８−Ｂまでの青色光束の光路は、緑色光束の光路と必ずしも同様の光路である必要はないが、本実施の形態では、緑色光束の光路と同様の光路であるとする。即ち、図示はしないが、本実施の形態では、ミラー６４−ＲからＬＣＤ６８−Ｒまでの赤色光束の光路は、平凸レンズ６５−Ｒおよびミラー６６−Ｒ，６７−Ｒにより形成され、また、ミラー６４−ＢからＬＣＤ６８−Ｂまでの青色光束の光路は、平凸レンズ６５−Ｂおよびミラー６６−Ｂ，６７−Ｂにより形成されているとする。

ＬＣＤ６８−Ｒは、ミラー６４−Ｒを介して入射した赤色光束を、赤色に対応する映像信号に応じて空間的に変調する機能を有している。同様に、ＬＣＤ６８−Ｇは、ミラー６４−Ｇ乃至ミラー６７Ｇを介して入射した緑色光束を、緑色に対応する映像信号に応じて空間的に変調する機能を有している。ＬＣＤ６８−Ｂは、ミラー６４−Ｂを介して入射した赤色光束を、赤色に対応する映像信号に応じて空間的に変調する機能を有している。

ダイクロイックプリズム６９は、ＬＣＤ６８−Ｂからの青色光束、ＬＣＤ６８−Ｇからの緑色光束、および、ＬＣＤ６８−Ｒからの赤色光束の光路が交わる位置で、青色光束、緑色光束、および赤色光束を合成し、その結果得られる合成光を投射レンズ７０に対して出射する。

投射レンズ７０，７１は、ダイクロイックプリズム６９から出射された合成光を、スクリーン８２に向けて照射する。

すると、スクリーン８２には、この合成光に対応する映像が形成される。即ち、この合成光が、スクリーン８２に形成される映像に対応する光である。従って、ＬＣＤ６８−Ｒ，６８−Ｇ，６８−Ｂやダイクロイックプリズム６９は、フライアイレンズ６２−１，６２−２から出射された光を利用して、映像に対応する光を生成して出射する画像生成部として機能していると把握することもできる。

また、図３に示されるように、投射レンズ７０，７１内にフライアイレンズ結像９２が形成され、そのフライアイレンズ結像９２を構成する各小レンズ内の各光源の像（光源の像９１に対応する像）からそれぞれ出射された各光がスクリーン８２に照射されることで、映像がスクリーン８２に形成されると把握することもできる。

なお、以下、そのフライアイレンズ結像９２を構成する各小レンズ内の各光源の像（光源の像９１に対応する像）を、単に、フライアイレンズ結像９２内の各点光源と称する。

以上説明した図３の例のプロジェクタ５１を４台用意して、４台のプロジェクタ５１を上下左右方向に１台ずつスタックすることで、上述した図１と同様のマルチプロジェクタシステムを実現することができる。

この場合のマルチプロジェクタシステムの動作は次の通りとなる。

即ち、左上のプロジェクタ５１については、その光源６１から出射された３原色光は、フライアイレンズ６２−１，６２−２等を通過し、その後、赤色光、緑色光、および青色光のそれぞれに分離され、それぞれＬＣＤ６８−Ｒ，６８−Ｇ，６８−Ｂに入射される。そして、ＬＣＤ６８−Ｒ，６８−Ｇ，６８−Ｂからそれぞれ出射された各光がダイクロイックプリズム６９において合成され、その合成光が、投射レンズ７０，７１を介してスクリーン８２に照射されることで、映像がスクリーン８２に形成される。即ち、左上のプロジェクタ５１の投射レンズ７０，７１内にフライアイレンズ結像９２が形成され、そのフライアイレンズ結像９２内の各点光源からの各光がスクリーン８２に照射されることで、映像がスクリーン８２に形成される。この左上のプロジェクタ５１による映像のスクリーン８２上の形成位置は、図１の映像１１のスクリーン１上の形成位置に対応する。

同様に、右上のプロジェクタ５１の投射レンズ７０，７１内にフライアイレンズ結像９２が形成され、そのフライアイレンズ結像９２内の各点光源からの各光がスクリーン８２に照射されることで、映像がスクリーン８２に形成される。この右上のプロジェクタ５１による映像のスクリーン８２上の形成位置は、図１の映像１２のスクリーン１上の形成位置に対応する。

左下のプロジェクタ５１の投射レンズ７０，７１内にフライアイレンズ結像９２が形成され、そのフライアイレンズ結像９２内の各点光源からの各光がスクリーン８２に照射されることで、映像がスクリーン８２に形成される。この左下のプロジェクタ５１による映像のスクリーン８２上の形成位置は、図１の映像１３のスクリーン１上の形成位置に対応する。

右下のプロジェクタ５１の投射レンズ７０，７１内にフライアイレンズ結像９２が形成され、そのフライアイレンズ結像９２内の各点光源からの各光がスクリーン８２に照射されることで、映像がスクリーン８２に形成される。この右下のプロジェクタ５１による映像のスクリーン８２上の形成位置は、図１の映像１４のスクリーン１上の形成位置に対応する。

これにより、左上のプロジェクタ５１、右上のプロジェクタ５１、左下のプロジェクタ５１、および、右下のプロジェクタ５１のそれぞれからスクリーン８２に照射された各光が接合され、その結果、１枚の大きな映像がスクリーン８２に形成される。

この場合、上述した遮光手法を実現させるためには、左上のプロジェクタ５１、右上のプロジェクタ５１、左下のプロジェクタ５１、および、右下のプロジェクタ５１のそれぞれについて、スクリーン８２との間に、上下方向と左右方向とをそれぞれ遮光する（図１の例では、各映像１１乃至１４のうちの他の映像との結合部分を遮光する）各遮光物８１をそれぞれ配置すればよい。

ただし、このようにして遮光手法を実現させる場合、フライアイレンズ６２−１，６２−２の代わりに従来のフライアイレンズをそのまま採用してしまうと、上述した問題点、即ち、スクリーン８２上の映像の結合部分には縞状劣化が生じてしまうという問題点が発生する。

以下、図４と図５を参照して、この問題点が発生する要因について説明する。

なお、以下、内部構造が図３の例とは同様の構造であっても、フライアイレンズとして、フライアイレンズ６２−１，６２−２の代わりに従来のものをそのまま搭載しているプロジェクタを、従来のプロジェクタ１００１と称する。さらに、２台以上の従来のプロジェクタ１００１を区別する必要がある場合、符号１００１の後に「−Ｋ（Ｋは１以上の任意の整数値）」の符号をつけ、各構成要素の符号の後にも「−Ｋ」をつけるとする。一方、２台以上の従来のプロジェクタ１００１を個々に区別する必要がない場合には「−Ｋ」を省略して説明する。

図４は、左右方向の遮光手法を実現するために２台の従来のプロジェクタ１００１−１，１００１−２を左右方向に配置した場合における、スクリーン８２からプロジェクタ１００１−１，１００１−２の各投射レンズ７１−１，７１−２を見たときの外観構成の例を示している。

図４の例では、左側のプロジェクタ１００１−１については、投射レンズ７１−１から出射される光のうちの上下方向の右側部分を遮光するために、遮光物８１−１が、左側のプロジェクタ１００１−１とスクリーン８２との間に配置されている。一方、右側のプロジェクタ１００１−２については、投射レンズ７１−２から出射される光のうちの上下方向の左側部分を遮光するために、遮光物８１−２が、右側のプロジェクタ１００１−２とスクリーン８２との間に配置されている。

この場合、左側のプロジェクタ１００１−１の投射レンズ７０−１，７１−１の間には、図４に示されるようなフライアイレンズ結像９２−１が形成されることになる。図４から明らかなように、フライアイレンズ結像９２−１を構成する各小レンズの像（図中、小さい各正方形）が配置される方向（以下、フライアイレンズの格子方向と称する）と、遮光物８１−１による遮光方向とは、上下方向で一致している。

同様に、右側のプロジェクタ１００１−２の投射レンズ７０−２，７１−２の間には、図４に示されるようなフライアイレンズ結像９２−２が形成されることになる。図４から明らかなように、フライアイレンズ結像９２−２の格子方向と、遮光物８１−２による遮光方向とは、上下方向で一致している。

このように、従来、フライアイレンズ結像の格子方向と、遮光物による遮光方向とが一致していたことが、スクリーン上の映像の結合部分に縞状劣化が生じてしまうという問題点の発生要因である。

かかる発生要因を詳細に説明すると、投射レンズ７０，７１の内部にフライアイレンズ結像９２が形成されていることから、上述したように、投射レンズ７０，７１の内部が、フライアイレンズ結像９２内の各点光源となっていると考えることができる。即ち、投射レンズ７０，７１の内部が点光源アレイ（アレイ状に配置された各点光源の意）となっていると考えることができる。

従って、図４の投射レンズ７０，７１内部のフライアイレンズ結像９２のうちの、左右方向に一列に配置された複数の小レンズ像に対応する部分（１つの行に対応する部分）は、例えば図５に示されるＬＥＤアレイ１０１としてモデル化することができる。ただし、図４の例では、左右方向に５つの小レンズ像（５つの点光源）が配置されているが、図５の例のＬＥＤアレイ１０１は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の３原色のそれぞれを発光する点光源を左右方向（右から左に向かう方向）にその順番で配置すべく、６個（３原色の２倍の個数）のＬＥＤ１０１−Ｒ１乃至１０１−Ｂ２から構成されている。即ち、赤色の点光源となるＬＥＤ１０１−Ｒ１、緑色の点光源となるＬＥＤ１０１−Ｇ１、青色の点光源となるＬＥＤ１０１−Ｂ１、赤色の点光源となるＬＥＤ１０１−Ｒ２、緑色の点光源となるＬＥＤ１０１−Ｇ２、および、青色の点光源となるＬＥＤ１０１−Ｂ２がその順番で左右方向（右から左に向かう方向）に配置されることで、ＬＥＤアレイ１０１は構成されている。

なお、図５中、黒一色の箇所は赤色の箇所を示し、複数の左斜線の箇所は緑色の箇所を示し、複数の横線の箇所は青色の箇所を示している。

また、図５の例では、遮光物８１は、ＬＥＤアレイ１０１とスクリーン８２との間であって、左右方向のうちの、スクリーン８２からＬＥＤアレイ１０１を見た場合にＬＥＤ１０１−Ｂ２および１０１−Ｇ２の全部並びにＬＥＤ１０１−Ｒ２の半分を遮るように配置されている。

この場合、ＬＥＤ１０１−Ｒ１乃至１０１−Ｇ２のそれぞれによりスクリーン８２上に形成される像の領域は、領域１１１−Ｒ１乃至１１１−Ｇ２のそれぞれのようになる。ただし、領域１１１−Ｒ１乃至１１１−Ｇ２における像の輝度は、全領域で同一ではなく、曲線１２１−Ｒ１乃至１２１−Ｇ２で示されるような分布となる。即ち、曲線１２１−Ｒ１乃至１２１−Ｇ２は、遮光物８１が配置されていない場合における、ＬＥＤ１０１−Ｒ１乃至１０１−Ｇ２のそれぞれによりスクリーン８２上に形成される像の輝度分布を示しており、図中右側にいくほど輝度が高いことを示している。なお、遮光物８１が配置されていない場合であるので、ＬＥＤ１０１−Ｂ２によりスクリーン８２上に形成される像の輝度分布として、曲線１２１−Ｂ２も示されている。

即ち、スクリーン８２上においては、領域１１１−Ｒ１乃至１１１−Ｇ２にそれぞれ形成される、曲線１２１−Ｒ１乃至１２１−Ｇ２のそれぞれで示される輝度分布を持った各像（赤、緑、または青の像）が合成され、その結果得られる合成画像が形成されることになる。

従って、仮に、ＬＥＤ１０１−Ｒ１からみて右方向にＢＧＲ順でＬＥＤがさらに配置されているとすれば、スクリーン８２のうちの部分１１０の右端よりも右方向の部分はほぼ白一色となるが、部分１１０においては、白一色とはならずに、色の異なる複数の領域が左右方向に段々とできてしまう。即ち、部分１１０には縞状劣化が生じてしまう。図２の例で言えば、「輝度が単調減少せずに、所定の間隔毎に輝度が増減を繰り返しながら徐々に減少している右側の部分が、縞状劣化が生じている部分である」と上述したが、かかる「右側の部分」が「部分１１０」に対応し、「所定の間隔」が「色の異なる複数の領域」に対応する。換言すると、遮光物８１のうちの光線が強い箇所８１１がいわゆるピンホールとなっているため、部分１１０には縞状劣化が生じてしまうのである。

この縞状劣化が生じている部分１１０における縞の間隔、即ち、色の異なる複数の領域の左右方向の各長さは、図５から明らかなように、ＬＥＤ１０１−Ｒ１乃至１０１−Ｂ２の配置間隔（左右方向のＬＥＤの配置密度）に依存する。

即ち、図４の従来のプロジェクタ１００１によりスクリーン８２上に画像が形成されている場合には、そのスクリーン８２上の画像のうちの、縞状劣化が生じている部分における縞の間隔は、投射レンズ７０，７１内部の左右方向（遮蔽方向とは垂直方向）に配置された各点光源の配置間隔（配置密度）に依存する。投射レンズ７０，７１内部の左右方向（遮蔽方向とは垂直方向）に一列に配置された各点光源の配置間隔（配置密度）とは、従来の図４の例では、フライアイレンズ結像９２のうちの左右方向（遮蔽方向とは垂直方向）に一列に配置された複数の小レンズ像（格子）の配置間隔（配置密度）そのものである。

以上説明したように、従来においては、フライアイレンズ結像の格子方向と、遮光物による遮光方向とが一致していた。このため、投射レンズ７０，７１内部に形成される各点光源の遮光方向とは垂直方向の配置間隔は、フライアイレンズ結像９２のうちの遮蔽方向とは垂直方向に一列に配置された複数の小レンズ像（格子）の配置間隔そのものとなっていた。かかる配置間隔は広いことから、それに応じて、縞状劣化が生じている部分の縞の間隔も広くなり、即ち、縞状劣化が生じている部分を構成する色の異なる複数の領域の各長さも長くなり、その結果、縞状劣化が目立っていた。これが、スクリーン上の映像の結合部分に縞状劣化が生じてしまうという問題点の発生要因である。

従って、投射レンズ７０，７１内部に形成される各点光源の遮光方向とは垂直方向の配置間隔を狭める（配置密度を密にする）ことができれば、縞状劣化が生じている部分の縞の間隔が狭まり、即ち、縞状劣化が生じている部分を構成する色の異なる複数の領域の各長さが短くなり、その結果、縞状劣化を抑制すること（目立たなくさせること）ができる。

そこで、投射レンズ７０，７１内部に形成される各点光源の遮光方向とは垂直方向の配置間隔を狭めるべく（配置密度を密にすべく）、本発明人は、次のようなプロジェクタ５１を発明した。即ち、「フライアイレンズ６２−１，６２−２が、その格子方向が遮光方向とは異なる方向となるように配置されているプロジェクタ５１」、または、「格子方向が遮光方向とは異なる方向となるように構成されているフライアイレンズ６２−１，６２−２が搭載されているプロジェクタ５１」が、本発明人により発明されたプロジェクタ５１（以下、本発明のプロジェクタ５１と称する）である。

ここに、「フライアイレンズ６２−１，６２−２が、その格子方向が遮光方向とは異なる方向となるように配置されたプロジェクタ５１」とは、図示はしないが、フライアイレンズ６２−１，６２−２自体としては、従来と同様に縦横方向に各小レンズが配置された構成のフライアイレンズが採用されているが、かかる構成のフライアイレンズ６２−１，６２−２が、従来の配置方向とは異なる方向（例えば約２０度乃至７０度の方向）に配置されたプロジェクタ５１であることを意味する。

これに対して、「格子方向が遮光方向とは異なる方向となるように構成されているフライアイレンズ６２−１，６２−２が搭載されたプロジェクタ５１」とは、フライアイレンズ６２−１，６２−２として、縦横方向とは異なる方向（斜め方向）に各小レンズが配置された構成のフライアイレンズ、例えば図６に示されるフライアイレンズ６２−Ａや６２−Ｂが採用されており、かかる図６等の構成のフライアイレンズ６２−１，６２−２が、従来の配置方向と同一方向に配置されたプロジェクタ５１であることを意味する。

なお、格子方向については、例えば本実施の形態では、遮光方向が上下方向または左右方向となり得るので、斜め方向を採用すればよい。より好適には、遮光方向に対して２０度乃至７０度の角度を持った方向を、格子方向として採用すればよい。この場合、フライアイレンズは上述したように輝度ムラをなくすために用いているので、格子方向を斜め方向にすることは問題ない。

また、以下、２台以上の本発明のプロジェクタ５１を区別する必要がある場合、符号５１の後に「−Ｋ（Ｋは１以上の任意の整数値）」の符号をつけ、各構成要素の符号の後にも「−Ｋ」をつけるとする。一方、２台以上の本発明のプロジェクタ５１を個々に区別する必要がない場合には「−Ｋ」を省略して説明する。

かかる本発明のプロジェクタ５１の具体例が、図７に示されている。

例えば、図７は、左右方向の遮光手法を実現するために２台の本発明のプロジェクタ５１−１，５１−２を左右方向に配置した場合における、スクリーン８２から２台の本発明のプロジェクタ５１−１，５１−２の各投射レンズ７１−１，７１−２を見たときの外観構成の例を示している。

換言すると、上述した図４は、従来のプロジェクタ１００１を説明するための図であったのに対して、この図７は、本発明のプロジェクタ５１を説明するための図である。即ち、図４と図７とは、従来のプロジェクタ１００１と本発明のプロジェクタ５１との差異を明確にするための図である。

従って、図７の例でも、従来の図４の例と同様に、左側の本発明のプロジェクタ５１−１については、投射レンズ７１−１から出射される光のうちの上下方向の右側部分を遮光するために、遮光物８１−１が、左側の本発明のプロジェクタ５１−１とスクリーン８２との間に配置されている。一方、右側の本発明のプロジェクタ５１−２については、投射レンズ７１−２から出射される光のうちの上下方向の左側部分を遮光するために、遮光物８１−２が、右側の本発明のプロジェクタ５１−２とスクリーン８２との間に配置されている。

この場合、左側の本発明のプロジェクタ５１−１の投射レンズ７０−１，７１−１の間には、図７に示されるようなフライアイレンズ結像９２−１が形成されることになる。図７から明らかなように、フライアイレンズ結像９２−１の格子方向は、遮光物８１−１による遮光方向（上下方向）に対して４５度の方向となっている。

同様に、右側の本発明のプロジェクタ５１−２の投射レンズ７０−２，７１−２の間には、図７に示されるようなフライアイレンズ結像９２−２が形成されることになる。図７から明らかなように、フライアイレンズ結像９２−２の格子方向は、遮光物８１−２による遮光方向（上下方向）に対して４５度の方向となっている。

このように、図７の例では、フライアイレンズ結像９２の格子方向は遮光方向に対して４５度の方向と、遮光方向とは異なっているので、従来の図４の例のように格子方向と遮光方向とが一致していた場合と比較して、投射レンズ７０，７１内部に形成される各点光源の左右方向（遮光方向と垂直方向）の配置間隔が狭まる（配置密度が密になる）ことになる。これにより、スクリーン８２上の縞状劣化が生じている部分の縞の間隔が狭まり、即ち、縞状劣化が生じている部分を構成する色の異なる複数の領域の各長さが短くなり、その結果、縞状劣化を抑制すること（目立たなくさせること）ができる。

なお、フライアイレンズ結像９２の格子方向は、図７の例では遮光方向に対して４５度の方向となっているが、図７の例に限定されず、上述したように、遮光方向とは異なる方向であれば足り、望ましくは約２０度乃至７０度の範囲内の角度を持った方向であるとよい。

ただし、図１のように左右方向のみならず、上下方向にも本発明のプロジェクタ５１を複数台配置する場合には、遮光方向は、上下方向のみならず、左右方向も必要となる。即ち、図７の例の上下方向を遮光する遮光物８１に対して、さらに、左右方向を遮光するための遮光物も必要となる。このような場合、即ち、遮光方向が上下方向と左右方向ともに必要となる場合等においては、遮光方向が上下方向である場合のその垂直方向、即ち左右方向の点光源の配置間隔を狭める（配置密度が密にする）とともに、遮光方向が左右方向である場合のその垂直方向、即ち上下方向の点光源の配置間隔も狭める必要がある。そこで、このような場合には、フライアイレンズ結像９２の格子方向として、図７の例のように何れの遮蔽方向からも等角度となる方向、即ち４５度の方向を採用すると好適である。

以上説明したように、複数のプロジェクタを用いて一枚の大きな画像を作成する際、プロジェクタ間のつなぎ目を目立たなくさせるために、遮光物を置く、といった遮光手法が従来から存在する。この遮光手法を実現する場合、複数のプロジェクタとして従来のプロジェクタ（図４のプロジェクタ１００１等）を採用してしまうと、縞状劣化が生じてしまうという問題があった。この問題を解決するためには、即ち、縞状劣化を抑制するためには、複数のプロジェクタとして本発明のプロジェクタ５１（図７等参照）を採用すればよい。

なお、本発明は、上述した例に限定されない。例えば、本発明が適用される画像形成装置は、上述した例ではプロジェクタとして構成されたが、上述した例に限定されず、次の構成を有していればその他の構成は特に限定されない。

即ち、画像に対応する光を被画像形成対象に照射させることで前記被画像形成対象に前記画像を形成させる場合に、前記被画像形成対象の第１の方向の所定の部分に照射される光を遮光する遮光物が、前記被画像形成対象と自身の間に配置される画像形成装置であって、
前記画像に対応する前記光を発する光源と、
複数の小レンズが格子状に配置されて構成されるフライアイレンズであって、前記光源から発せられた光を入射して出射する前記フライアイレンズと、
前記フライアイレンズから出射された光を前記被画像形成対象に照射するレンズと
を少なくとも備え、
前記レンズ内に形成される前記フライアイレンズの結像を構成する複数の前記小レンズの像が配置される第２の方向が、前記第１の方向とは異なる方向となるように構成されている画像形成装置であればよい。

また例えば、かかる本発明の画像形成装置により画像が形成される被画像形成対象は、上述した例ではスクリーンとされたが、上述した例に限定されず、白色の壁等様々なものを採用することができる。

マルチプロジェクタシステムを説明する図である。 縞状劣化を説明する図である。 本発明が適用される画像形成装置としてのプロジェクタの内部構造例を示す図である。 本発明と比較するための図であって、従来のフライアイレンズ結像の格子方向と、遮光物による遮光方向との関係を説明する図である。 図４の従来のフライアイレンズ結像における各小レンズ像に対応する各点光源をモデル化した図であって、従来発生していた縞状劣化の発生要因を説明するための図である。 本発明が適用されるフライアイレンズの構成例を示す図である。 図４の従来と比較して本発明を説明するための図であって、本発明が適用された図３の例のプロジェクタによるフライアイレンズ結像の格子方向と、遮光物による遮光方向との関係を説明する図である。

符号の説明

５１ プロジェクタ， ６１ 光源， ６２−１，６２−２ フライアイレンズ， ６３−Ｒ リレーレンズ， ６４−Ｒ，６４−Ｇ，６４−Ｂ ミラー， ６５−Ｇ 平凸レンズ， ６６−Ｇ，６７−Ｇ ミラー， ６８−Ｒ，６８−Ｇ，６８−Ｂ ＬＣＤ， ６９ ダイクロイックプリズム， ７０，７１ 投射レンズ， ８１ 遮光物， ８２ スクリーン， ９１ 光源像， ９２ フライアイレンズ結像

Claims (4)

1. 複数の画像形成装置から被画像形成対象に照射された光が接合されて一枚の画像が形成される場合、他の画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光により形成された前記画像の第１の領域と少なくとも一部が重なる前記画像の第２の領域に対応する光を、前記被画像形成対象に照射させることで前記被画像形成対象に前記画像の少なくとも一部を形成させるとき、前記画像の前記第１の領域と前記画像の前記第２の領域との結合部分を遮光する遮光物が、前記被画像形成対象と自身の間に配置される画像形成装置において、
   光を発する光源と、
   複数の小レンズが格子状に配置されて構成されるフライアイレンズであって、前記光源から発せられた光を入射して出射する前記フライアイレンズと、
   前記フライアイレンズから出射された光を利用して、前記画像に対応する光を生成して出射する画像生成部と、
   前記画像生成部から出射された前記画像に対応する光を、前記被画像形成対象に照射するレンズと
   を備え、
   前記遮光物による遮光方向を、前記自身の配置位置から前記他の画像形成装置の配置位置に向かう方向に対して垂直となる第１の方向とした場合、前記レンズ内に形成される前記フライアイレンズの結像を構成する複数の前記小レンズの像が配置される第２の方向が、前記第１の方向とは異なる方向となるように構成されている
   画像形成装置。
2. 前記第２の方向は、前記第１の方向に対して、２０度乃至７０度の範囲内の所定の角度を持った方向である
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の方向は、前記第１の方向に対して４５度の方向である
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 光を発する光源と、
   複数の小レンズが格子状に配置されて構成されるフライアイレンズであって、前記光源から発せられた光を入射して出射する前記フライアイレンズと、
   前記フライアイレンズから出射された光を利用して、画像に対応する光を生成して出射する画像生成部と、
   前記画像生成部から出射された前記画像に対応する光を、被画像形成対象に照射するレンズと
   を備える画像形成装置の画像形成方法であって、
   複数の前記画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光が接合されて一枚の前記画像が形成される場合、
   他の画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光により形成された前記画像の第１の領域と、前記画像形成装置から前記被画像形成対象に照射された光により形成された前記画像の第２の領域との結合部分を遮光する遮光物を、前記被画像形成対象と前記画像形成装置の間に配置させ、
   前記遮光物による遮光方向を、前記画像形成装置の配置位置から前記他の画像形成装置の配置位置に向かう方向に対して垂直となる第１の方向とした場合、前記レンズ内に形成される前記フライアイレンズの結像を構成する複数の前記小レンズの像が配置される第２の方向を、前記第１の方向とは異なる方向として、
   前記画像形成装置が、前記画像の前記第１の領域と少なくとも一部が重なる前記画像の前記第２の領域に対応する光を、前記被画像形成対象に照射させることで前記被画像形成対象に前記画像の少なくとも一部を形成させる
   画像形成方法。

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