JP5213076B2 - プロジェクタおよびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタおよびその制御方法に関する。

最近、プロジェクタに関し、性能向上・小型化・低コスト化を目指して、例えば、光源を、従来用いていた放電ランプからＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの固体光源に代替するという研究開発が盛んに行われている。また、ＬＥＤを光源に用いたリアプロＴＶやポケットプロジェクタはすでに商用化されている。

ところで、プロジェクタ用の固体光源として、ＬＥＤと並んで、レーザー光源が有望視されている。レーザー光源は、光源としての潜在能力の高さは誰もが認めるところであるが、レーザー光源を用いたプロジェクタの実用化にはまだ至っていない。その理由としては、安価なＧ色の半導体レーザーが実用化していないことはもとより、レーザー光がもつ危険性から種々の規制が必要であることなどが挙げられる。

特に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャナなどを用いて、レーザー光を水平・垂直に走査して画像を表示するビームスキャン型のプロジェクタは、既存のプロジェクタと比して考えられないほどの小型化が図れるものの、国際レーザー安全規格ＩＥＣ６０８２５などに規定されている安全規格を遵守しなければならない。

このＩＥＣ６０８２５によりクラス分けされたクラス１およびクラス２（レーザー光が眼に直接入射しても安全な照度：レーザー光を見る条件により異なる）では、光源の光出力が小さく規制されるので、プロジェクタとして実用十分な明るさ、すなわち放電ランプを用いた従来のプロジェクタと同等の明るさを実現することは難しいとされている。

一方、レーザー光を直接スキャンするのではなく、液晶ライトバルブ、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）、あるいはＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）などの２次元の光変調器にレーザー光を照射し、その光変調器でレーザー光を変調して形成された画像を光学系（投射レンズなど）を用いて拡大投射するタイプのプロジェクタが知られている。このタイプのプロジェクタは、ビームスキャン型のプロジェクタと比較して、より高輝度なプロジェクタを実現できると考えられている。

このような光変調器を用いたプロジェクタでは、光変調器を、単一またはＲＧＢ用に３個用いるのが一般的であり、単一の光変調器を用いたものの方が低コスト化しやすいとされている。なお、単一の光変調器を用いる場合は、ＲＧＢのレーザー光を時分割に光変調器に照射してカラー画像を形成することになる。

ところで、光源に使うレーザーに関して、Ｒ色およびＢ色用の半導体レーザーは実用化されているが、Ｇ色用の半導体レーザーはまだ実用段階にはない。Ｇ色用のレーザーとしては、波長変換の非線形結晶と組み合わされたＳＨＧ（Second Harmonic Generation）レーザーが入手可能であるものの、このＳＨＧレーザーは非常に高価である。

また、光変調器を用いたプロジェクタとして、高解像度化を目指して、複数台のプロジェクションエンジンの各々からの投射画像をタイリングして全体として１つの画像を得るタイプのプロジェクタが知られている（特許文献１参照）。しかし、このタイプのプロジェクタでは、複数台のプロジェクションエンジンの各々にＧ色のレーザー光源を設けると、プロジェクタ全体が非常に高価になる。

このように、光変調器を用いたプロジェクタでは、低コスト化と高解像度化との両立を図るのが困難であるという課題がある。
特開２００８−０３９９８５号公報

そこで、本発明の目的は、低コスト化と高解像度化との両立を図るという上述した課題を解決することができるプロジェクタおよびその制御方法を提供することにある。

本発明の第１のプロジェクタは、
ＲＧＢの各色のレーザー光を光変調器にて変調して画像を形成し、該画像を投射レンズにより投射面に拡大して投射する複数の投射装置を有し、前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射された画像をタイリングして全体として１つの画像を得るプロジェクタであって、
前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｇ色のレーザー光源の数が少なく、
前記複数の投射装置は、
前記Ｇ色のレーザー光源が設けられた１台の第１の投射装置と、
前記第１の投射装置以外の１台の第２の投射装置と、からなり、
前記第１の投射装置は、
前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または前記第２の投射装置の方向に切り替える光路切り替え器を有し、
前記第２の投射装置は、
前記第１の投射装置から供給されたＧ色のレーザー光の光路を、自装置内の前記光変調器の方向に変更する反射素子を有することを特徴とする。
本発明の第２のプロジェクタは、
ＲＧＢの各色のレーザー光を光変調器にて変調して画像を形成し、該画像を投射レンズにより投射面に拡大して投射する複数の投射装置を有し、前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射された画像をタイリングして全体として１つの画像を得るプロジェクタであって、
前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｇ色のレーザー光源の数が少なく、
前記複数の投射装置は、
前記Ｇ色のレーザー光源が設けられた１台の第１の投射装置と、
前記第１の投射装置以外の１台以上の第２の投射装置と、
前記第１および第２の投射装置以外の１台の第３の投射装置と、からなり、
前記第１の投射装置は、
前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または前記第２の投射装置の方向に切り替える第１の光路切り替え器を有し、
前記第２の投射装置は、
前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または他の前記第２の投射装置もしくは前記第３の投射装置の方向に切り替える第２の光路切り替え器を有し、
前記第３の投射装置は、
前記第２の投射装置から供給されたＧ色のレーザー光の光路を、自装置内の前記光変調器の方向に変更する反射素子を有することを特徴とする。

本発明の第１のプロジェクタの制御方法は、
ＲＧＢの各色のレーザー光を光変調器にて変調して画像を形成し、該画像を投射レンズにより投射面に拡大して投射する複数の投射装置を有し、前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射された画像をタイリングして全体として１つの画像を得るプロジェクタの制御方法であって、
前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｇ色のレーザー光源の数を少なくし、
前記複数の投射装置は、
前記Ｇ色のレーザー光源が設けられた１台の第１の投射装置と、
前記第１の投射装置以外の１台の第２の投射装置と、からなり、
前記第１の投射装置が、
前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または前記第２の投射装置の方向に切り替え、
前記第２の投射装置が、
前記第１の投射装置から供給されたＧ色のレーザー光の光路を、自装置内の前記光変調器の方向に変更することを特徴とする。

本発明の第２のプロジェクタの制御方法は、
ＲＧＢの各色のレーザー光を光変調器にて変調して画像を形成し、該画像を投射レンズにより投射面に拡大して投射する複数の投射装置を有し、前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射された画像をタイリングして全体として１つの画像を得るプロジェクタの制御方法であって、
前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｇ色のレーザー光源の数を少なくし、
前記複数の投射装置は、
前記Ｇ色のレーザー光源が設けられた１台の第１の投射装置と、
前記第１の投射装置以外の１台以上の第２の投射装置と、
前記第１および第２の投射装置以外の１台の第３の投射装置と、からなり、
前記第１の投射装置が、
前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または前記第２の投射装置の方向に切り替え、
前記第２の投射装置が、
前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または他の前記第２の投射装置もしくは前記第３の投射装置の方向に切り替え、
前記第３の投射装置が、
前記第２の投射装置から供給されたＧ色のレーザー光の光路を、自装置内の前記光変調器の方向に変更することを特徴とする。

本発明のプロジェクタにおいては、複数の投射装置の各々からの投射画像の数よりも、Ｇ色のレーザー光源の数を少なくし、複数の投射装置の各々が、Ｇ色のレーザー光源を共有し、そのＧ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光を光変調器に照射する構成となっている。

したがって、プロジェクタ全体で使用するＧ色のレーザー光源の個数を削減できるため、複数の投射装置の各々からの投射画像のタイリングにより高解像度化を図りつつ、低コスト化を図ることができるという効果が得られる

本発明の第１の実施形態のプロジェクタの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の光路切り替え器の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の光路切り替え器の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の光路切り替え器の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の光路切り替え器の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の光変調器を照射する光束を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の光変調器を照射する光束を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の光路切り替え器により切り替えられる光路に出現する色光を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の光合成器からの出射光路に出現する色光を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の各プロジェクションエンジンから投射されて、タイリングされた投射画像を説明する図である。 本発明の第２の実施形態のプロジェクタの構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の光路切り替え器の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の光路切り替え器の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の光路切り替え器の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の光路切り替え器により切り替えられる光路に出現する色光を説明する図である。 本発明の第２の実施形態の光変調器を照射する光束を説明する図である。 本発明の第３の実施形態のプロジェクタの構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態の光路切り替え器により切り替えられる光路に出現する色光を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の光路切り替え器により切り替えられる光路に出現する色光を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の光合成器からの出射光路に出現する色光を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の光合成器からの出射光路に出現する色光を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の光合成器からの出射光路に出現する色光を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の光変調器を照射する光束を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の光変調器を照射する光束を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の光変調器を照射する光束を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の各プロジェクションエンジンから投射されて、タイリングされた投射画像を説明する図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のプロジェクタの構成を示す図である。

図１を参照すると、本実施形態のプロジェクタは、投射装置となる第１のプロジェクションエンジン１０−１および第２のプロジェクションエンジン１０−２から構成される。

第１のプロジェクションエンジン１０−１は、Ｇ色のレーザー光を発するレーザー光源１１と、Ｂ色のレーザー光を発するレーザー光源１２と、Ｒ色のレーザー光を発するレーザー光源１３と、光路切り替え器１０１と、光合成器１０３，１０５と、矩形変換光学素子１０７と、光変調器１０９と、投射レンズ１１１と、を備える。

また、第２のプロジェクションエンジンは、Ｂ色のレーザー光を発するレーザー光源１４と、Ｒ色のレーザー光を発するレーザー光源１５と、反射光学素子１０２と、光合成器１０４，１０６と、矩形変換光学素子１０８と、光変調器１１０と、投射レンズ１１２と、を備える。

まず、第１のプロジェクションエンジン１０−１の構成について説明する。

Ｇ色のレーザー光を発するレーザー光源１１は、半導体レーザーと波長変換素子とを組み合わせて構成されるレーザー光源を利用することができる。波長変換素子としては、例えば、非線形光学結晶を備えるＳＨＧ素子が挙げられる。波長が１０４０ｎｍの半導体レーザーを用いれば、ＳＨＧ素子により５２０ｎｍのＧ色のレーザー光が得られる。レーザー光源１１は、入手の容易性を考慮すると、半導体レーザーと波長変換素子との組み合わせで構成するのがよいが、これに限らず、ＤＰＳＳ（Diode pumped solid state）レーザーなどを用いても良い。

Ｂ色のレーザー光を発するレーザー光源１２およびＲ色のレーザー光を発するレーザー光源１３は、半導体レーザーを利用することができる。レーザー光源１２およびレーザー光源１３として、近年、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）やブルーレイディスク用などに実用化している半導体レーザーを利用することで、比較的に安価な、しかも高出力のものを容易に入手できる。

光路切り替え器１０１は、レーザー光源１１から発せられたＧ色のレーザー光の光路を切り替える手段であり、本実施形態では、図２Ａに示すように、モータ２０１と回転可能な円形平板２０２とを組み合わせたものとする。

本実施形態の光路切り替え器１０１は、ＤＬＰ（Digital Light Processing）プロジェクタで実用化されている、白色放電ランプからの光をＲＧＢの３原色に分離する周知のカラーホイールに似た機構をもっており、こうした周知技術を応用することで実現できる。

カラーホイールは、円形平板上の分割領域にＲ，Ｇ，Ｂの光のいずれかを透過する光学フィルタが形成されているのに対して、本実施形態の光路切り替え器１０１は、円形平板２０２上の分割領域が反射領域と透過領域とで構成されている（図２Ｂ）。この透過領域および反射領域の割合は、後述する第１および第２のプロジェクションエンジン１０−１，１０−２の光変調器１１１，１１２のフィールドシーケンシャル駆動におけるＧ色の駆動タイミングにより決定される。

また、光路切り替え器１０１とＧ色のレーザー光源１１との配置位置関係は、例えば、レーザー光源１１から発せられたレーザー光が円形平板２０２に対して４５度になるようにすることが好ましい。レーザー光源１１から発せられたレーザー光は、円形平板２０２の透過領域に当たっている時間は直進し（図２Ｃ）、一方で、反射領域に当たっている時間は４５度に反射されて進行方向が変化する（図２Ｄ）。

光合成器１０３，１０５は、異なる色の光の進行方向を統一させるための手段であり、本実施形態では、２つの直角プリズムを斜面同士で張り合わせ、張り合わせ面に波長選択性のある誘電体多層膜などを蒸着したダイクロイックプリズムであるとする。光合成器１０３の誘電体多層膜の仕様は、Ｇ色のレーザー光を透過し、Ｒ色およびＢ色のレーザー光を反射させる特性とする。また、光合成器１０５の誘電体多層膜の仕様は、Ｒ色のレーザー光を透過し、Ｂ色のレーザー光を反射させる特性とする。

なお、光合成器１０３，１０５は、ダイクロイックプリズムの代わりにダイクロイックミラーを利用するものでも良い。このような光合成器１０３，１０５は商用化されているプロジェクタにおいて極めて一般的に使用されている技術である。

矩形変換光学素子１０７は、光合成器１０３から出射されたレーザー光が、光変調器１０９の大きさ相応のビーム径になるように用いる素子であり、例えば、レンズ系とインテグレータなどとを組み合わせて構成することができる。矩形変換光学素子１０７としては、例えば、光合成器１０３を通過後のレーザー光のビーム径をレンズ系で一旦拡大した上で、ロッドインテグレータなどに入射させ、ロッドインテグレータの射出面の照明情報を光変調器１０９に結像させるような構成が知られている。なお、矩形変換光学素子１０７は、レーザー光源から発せられたレーザー光を効率よく光変調器１０９に照射する役目も担う。

光変調器１０９は、矩形変換光学素子１０７から出射された照射光となるレーザー光を変調して画像を形成する手段であり、例えば、ＤＭＤなどのミラーデバイス、液晶ライトバルブ、あるいはＬＣｏＳなどが利用できる。第１のプロジェクションエンジン１０−１では、単一の光変調器１０９に時分割でＲＧＢのレーザー光を照射してカラー画像を形成するフィールドシーケンシャルのカラー表示を行うため、光変調器１０９の応答速度は、できるだけ速いことが望ましい。なお、図１においては、光変調器１０９を、透過型の光変調器と仮定して略して図示している。

投射レンズ１１１は、光変調器１０９により形成された画像を、投射面であるスクリーン１１３に拡大投射するものである。

次に、第２のプロジェクションエンジン１０−２の構成について説明する。

反射光学素子１０２は、第１のプロジェクションエンジン１０−１から出射されたＧ色レーザー光の光路を変更する光学素子であり、例えば、全反射を利用した直角プリズムや板状の反射ミラーを用いることができる。

その他のＢ色のレーザー光源１４、Ｒ色のレーザー光源１５、光合成器１０４，１０６、矩形変換素子１０８、光変調器１１０、および投射レンズ１１２は、それぞれ第１のプロジェクションエンジン１０−１内の対応する構成要素と共通の仕様のものを利用できる。

以下、本実施形態のプロジェクタの動作について説明する。

まず、図１を参照すると、第１のプロジェクションエンジン１０−１においては、レーザー光源１１から発せられたＧ色のレーザー光は、光路切り替え器１０１により透過が選択されているときには直進し、光合成器１０３に達する。

光合成器１０３は、Ｇ色のレーザー光を透過し、Ｂ色およびＲ色のレーザー光を反射させる特性のダイクロイックプリズムである。そのため、Ｇ色のレーザー光は、光合成器１０３を直進し、矩形変換光学素子１０７により、光変調器１０９相応の大きさにビーム径に拡大されて光変調器１０９を照射する。

また、レーザー光源１２および１３からそれぞれ発せられたＢ色およびＲ色のレーザー光は、Ｂ色のレーザー光を反射させ、Ｒ色のレーザー光を透過させる特性の光合成器１０５により同一の光路をたどって、光合成器１０３に達し、ここで進路をＧ色のレーザー光の光路と同じくされて矩形変換素子１０７に入射される。その後、Ｂ色およびＲ色のレーザー光は、Ｇ色のレーザー光と同じように光変調器１０９を照射する照射光となる。

このようにして、光変調器１０９には、Ｇ，Ｂ，Ｒのレーザー光が照射されることになる。これらのレーザー光が、例えば、Ｇ→Ｂ→Ｒ→Ｇ→Ｂ→Ｒ→・・・・という繰り返しで照射されるよう、レーザー光源１１，１２，１３の点灯が制御される。

また、レーザー光源１１，１２，１３の点灯に同期して光変調器１０９も駆動され、単一の光変調器１０９によるフィールドシーケンシャルのカラー表示が行われる。具体的には、１フィールドを３つのサブフィールドから構成されるものとし、各サブフィールドに順番にＧ，Ｂ，Ｒのレーザ光が割り当てられるようにする。すなわち、第１のプロジェクションエンジン１０−１の光変調器１０９に対しては、図３Ａのタイミングで、Ｇ，Ｂ，Ｒのレーザー光が照射される。さらに説明を続ける。

図４に示すように、Ｇ色のレーザー光源１１の点灯タイミングの制御においては、光路切り替え器１０１の反射領域と透過領域の割合を、例えば、（透過領域）：（反射領域）＝１：２となるようにする。そうすると、レーザー光源１１の透過光路Ｌ４００１と反射光路Ｌ４００２に出現する色光は図４のようになる。このときのレーザー光源１１の発光は、２／３フィールドの時間は点灯、残りの１／３フィールドの時間は消灯するように制御される。そうすることで、各フィールドの３つのサブフィールドを第１のサブフィールド、第２のサブフィールド、第３のサブフィールドとするなら、Ｌ４００１の光路には、常に第１のサブフィールドの時間にＧ色のレーザー光が出現し、Ｌ４００２の光路には、常に第２のサブフィールドの時間にＧ色のレーザー光が出現する。なお、光路切り替え器１０１の透過領域と反射領域の割合は（透過領域）：（反射領域）＝１：２に限定はされない。なぜなら、Ｇ色のレーザー光源１１の発光が第３のサブフィールド期間中は消灯しているので、光路切り替え器１０１にはレーザー光が入射されないからである。そのため、（透過領域）：（反射領域）＝２：１とすることも可能である。

また、Ｂ色のレーザー光源１２とＲ色レーザー光源１３の点灯タイミングの制御においては、図５に示すように、Ｌ５００１の光路には、各フィールドの第２サブフィールドの時間にＢ色のレーザー光が、第３サブフィールドの時間にＲ色のレーザー光が出現するように制御を行う。そうすることで、第１のプロジェクションエンジン１０−１において、光変調器１０９に対してＧ→Ｂ→Ｒ→Ｇ→Ｂ→Ｒ→・・・・という色のレーザー光を順番に照射できる。

次に、第２のプロジェクションエンジン１０−２において、光変調器１１０に照射されるレーザー光について説明する。

上記で図４を用いて、光路切り替え器１０１による光路Ｌ４００２の色光が、第２サブフィールドの時間に出現することを説明した。Ｌ４００２の光路は、第２のプロジェクションエンジン１０−２に供給されるＧ色の光路であって、入射後、反射光学素子１０２により光路が変更されて光合成器１０４を透過し、矩形変換光学素子１０８へと入射する。

ここで、光合成器１０４は、第１のプロジェクションエンジン１０−１の光合成器１０３と同様に、Ｇ色を透過させる特性のダイクロイックプリズムである。また、Ｂ色のレーザー光源１４およびＲ色のレーザー光源１５からのレーザー光は、光合成器１０６および１０４の特性により、光路を統一されて矩形変換光学素子１０８へと入射される。矩形変換素子１０８は、第１のプロジェクションエンジン１０−１の矩形変換素子１０７と同様の仕様であるから、光変調器１１０に対しては、光変調器１０９の大きさ相応のビーム径のレーザー光が照射される。

そして、光変調器１１０に照射されるレーザー光が、例えば、図３Ｂに示すように、Ｂ→Ｇ→Ｒ→Ｂ→Ｇ→Ｒ→・・・・という順番で繰り返し照射されるようにレーザー光源１４および１５を点灯制御する。この照射されるレーザー光の順番と光変調器１１０の駆動が同期されることで、フィールドシーケンシャルのカラー表示が行われる。ここで、Ｇ色のレーザー光については、常に第２サブフィールドの時間に照射されるが、これは、光路切り替え器１０１の動作に支配されていることは言うまでもない。

ところで、レーザー光源の点灯開始時間や消灯開始時間などは、光路切り替え器１０１の円形平板の回転位置、すなわち入射光に対して反射領域または透過領域が合致する時間と密接に関係しあう。それらの制御方法ついては、周知の放電ランプのプロジェクタのカラーホイールの位置検出に利用されている周知技術を応用して実現することができる。

以上まとめると、第１のプロジェクションエンジン１０−１の光変調器１０９に対しては、Ｇ→Ｂ→Ｒ→Ｇ→Ｂ→Ｒ→・・・・の色のレーザー光が順番に照射され、その色光に対してフィールドシーケンシャルのカラー画像がスクリーン１１３に投射される。

一方、第２のプロジェクションエンジン１０−２の光変調器１１０に対しては、Ｂ→Ｇ→Ｒ→Ｂ→Ｇ→Ｒ→・・・・の色のレーザー光が順番に照射され、その色光に対してフィールドシーケンシャルのカラー画像がスクリーン１１４に投射される。

もし、光変調器１０９，１１０としてＳＶＧＡ（Super Video Graphics Array）の解像度をもつものを用いれば、図６に示すように、全体として、１２００×８００ ｄｏｔの１つのタイリングした投射画像を得ることができる。

なお、図６は、２台のプロジェクションエンジン１０−１，１０−２の各々の投射画像のアスペクト比が横：縦＝３：４である場合のタイリングの例であるが、アスペクト比が横：縦＝４：３の投射画像をタイリングして全体として１６００×６００ｄｏｔのワイド画面を表示できるように構成できることは言うまでもない。

上述したように本実施形態においては、第１のプロジェクションエンジン１０−１および第２のプロジェクションエンジン１０−２の各々が、Ｇ色のレーザー光源１１を共有し、Ｇ色のレーザー光源１１から発せられたＧ色のレーザー光を光変調器１０９，１１０にそれぞれ照射する構成となっている。

したがって、プロジェクタ全体で使用するＧ色のレーザー光源１１の個数を１個に削減できるため、第１のプロジェクションエンジン１０−１および第２のプロジェクションエンジン１０−２の各々からの投射画像のタイリングにより高解像度化を図りつつ、低コスト化を図ることができるという効果が得られる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態のプロジェクタの構成を示す図である。

図１に示した第１の実施形態では、プロジェクタ全体で使用するレーザー光源の個数が、Ｇ色用が１個、Ｂ色およびＲ色用が各々２個であった。

これに対して、本実施形態では、図７に示すように、Ｂ色のレーザー光源の数を１個に削減した点が第１の実施形態と相違する。

具体的には、本実施形態では、プロジェクションエンジン１０−１は、Ｇ色のレーザー光を発するレーザー光源７１と、Ｂ色のレーザー光を発するレーザー光源７２と、Ｒ色のレーザー光を発するレーザー光源７３と、を備え、また、プロジェクションエンジン１０−２は、Ｒ色のレーザー光を発するレーザー光源７４を備えている。

それに伴い、プロジェクションエンジン１０−１，１０−２では、それぞれ光合成器が１０３および１０４の１個に減っている。その他の構成要素ならびにレイアウトは第１の実施形態とほぼ同じである。レーザー光源の削減は、低コスト化をもたらすばかりでなく、プロジェクタ全体の小型化にも寄与する。

本実施形態の光路切り替え器１０１は、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、モータ８０１と回転可能な円形平板８０２とを組み合わせたものとする。

図８Ｂおよび図８Ｃに示すように、Ｇ色のレーザー光源７１およびＢ色のレーザー光源７２は、反射領域および透過領域が形成された円形平板８０２（図８Ａ）の平面部に対して４５度で、かつ各々から発せられるレーザー光が直交するように配置されている。

光路切り替え器１０１の円形平板８０２は、所定の速度で回転しており、レーザー光源７１およびレーザー光源７２から発せられたレーザー光は、円形平板８０２の透過領域に当たっている時間は直進し（図８Ｂ）、一方で、反射領域に当たっている時間は４５度に反射されて進行方向が変化する（図８Ｃ）。

従って、光路切り替え器１０１の円形平板８０２の透過領域と反射領域との割合を、例えば、１：２にしておけば、光路Ｌ９００１および光路Ｌ９００２に出現する色光は図９のようになる。

このときのレーザー光源の発光は、Ｇ色用のレーザー光源７１およびＢ色用のレーザー光源７２の両方とも、２／３フィールドの時間は点灯、１／３フィールドの時間は消灯するように制御される。そうすることで、各フィールドの３つのサブフィールドを第１のサブフィールド、第２のサブフィールド、第３のサブフィールドとするなら、Ｌ９００１の光路には、常に各フィールドの第１のサブフィールドの時間にＧ色のレーザー光が出現し、第２のサブフィールドの時間にＢ色のレーザー光が出現し、Ｌ９００２の光路には、常に第１のサブフィールドの時間にＢ色のレーザー光が出現し、第２のサブフィールドの時間にＧ色のレーザー光が出現する。

再び図７に戻ると、第１のプロジェクションエンジン１０−１におけるＲ色のレーザー光源７３と第２のプロジェクションエンジン１０−２におけるＲ色のレーザー光源７４の点灯タイミングの制御においては、いずれも第３のサブフィールドの時間のみ点灯するように制御を行う。

以上まとめると、図１０に示すように、第１のプロジェクションエンジン１０−１の光変調器１０９に対しては、Ｇ→Ｂ→Ｒ→Ｇ→Ｂ→Ｒ→・・・・の色のレーザー光が順番に照射され、また、第２のプロジェクションエンジン１０−２の光変調器１１０に対しては、Ｂ→Ｇ→Ｒ→Ｂ→Ｇ→Ｒ→・・・・の色のレーザー光が順番に照射される。

そのため、光変調器１０９，１１０を、照射された色光に対して駆動することで、２台のプロジェクションエンジンからフィールドシーケンシャルのカラー画像を投射し、スクリーン上に２つの投射画像をタイリングした、全体で１つの解像度の高いカラー画像を得ることが可能になる。

上述したように本実施形態においては、第１のプロジェクションエンジン１０−１および第２のプロジェクションエンジン１０−２の各々が、Ｇ色のレーザー光源７１に加えてＢ色のレーザー光源７２も共有しているため、第１の実施形態と比較してさらなる低コスト化を図ることができるという効果が得られる。

（第３の実施形態）
図１１は、本発明の第３の実施形態のプロジェクタの構成を示す図である。

図１に示した第１の実施形態および図７に示した第２の実施形態では、２つのスクリーン１１３，１１４に投射した２つの投射画像をタイリングして、全体として１つの高解像度なワイドな投射画像を実現していた。

これに対して、本実施形態では、図１１に示すように、３つのスクリーン１１１９，１１２０，１１２１に投射した３つの投射画像をタイリングして、よりワイドな投射画像を得る点が第１および第２の実施形態と相違する。

ただし、本実施形態でも、第１および第２の実施形態と同様に、プロジェクタ全体で使用するＧ色のレーザー光源の個数は１個である。

具体的には、本実施形態のプロジェクタは、第１のプロジェクションエンジン１０−１と、第２のプロジェクションエンジン１０−２と、第３のプロジェクションエンジン１０−３と、から構成される。

そして、プロジェクタ全体で１個使用するＧ色のレーザー光源１１１から発せられたレーザー光を、３台のプロジェクションエンジン１０−１〜１０−３に供給する。

それに伴い、プロジェクタ全体で使用するレーザー光源の個数は、Ｇ色のレーザー光源が１個（１１１）、Ｂ色のレーザー光源が３個（１１２，１１４，１１６）、Ｒ色のレーザー光源が３個（１１３，１１５，１１７）となる。

また、光路切り替え器（１１０１，１１０２）は、第１のプロジェクションエンジン１０−１と第２のプロジェクションエンジン１０−２に備えられている。

すなわち、第１のプロジェクションエンジン１０−１は、レーザー光源１１１，１１２，１１３と、光路切り替え器１１０１と、光合成器１１０４，１１０５と、矩形変換光学素子１１１０と、光変調器１１１３と、投射レンズ１１１６と、を備える。

また、第２のプロジェクションエンジンは、レーザー光源１１４，１１５と、光路切り替え器１１０２と、光合成器１１０６，１１０７と、矩形変換光学素子１１１１と、光変調器１１１４と、投射レンズ１１１７と、を備える。

また、第３のプロジェクションエンジンは、レーザー光源１１６，１１７と、反射光学素子１１０３と、光合成器１１０８，１１０９と、矩形変換光学素子１１１２と、光変調器１１１５と、投射レンズ１１１８と、を備える。

なお、上述の構成要素は、それぞれ第１および第２の実施形態における対応する構成要素と共通の仕様のものを利用できる。

また、新たに説明が必要なのは、光路切り替え器１１０１および１１０２の動作と、光変調器１１１３，１１１４，１１１５にそれぞれ照射されるフィールドシーケンシャルによる色光のタイミングなので、それ以外の説明は省略する。

まず、第１のプロジェクションエンジン１０−１のＧ色のレーザー光源１１１から、各光変調器１１１３，１１１４，１１１５に照射されるレーザー光について説明する。

図１２に示すように、Ｇ色レーザー光源１１から発せられたレーザー光の光路は、光路切り替え器１１０１により、透過光路Ｌ１２００１または反射光路Ｌ１２００２のいずれかに切り替えられる。

透過光路Ｌ１２００１および反射光路Ｌ１２００２には、第１の実施形態ですでに説明したように、光路切り替え器１１０１における透過領域・反射領域の割合に応じて、Ｇ色のレーザー光が出現する。

すなわち、透過光路Ｌ１２００１には、第１のサブフレームの時間に常時Ｇ色のレーザー光が出現し、このレーザー光が第１のプロジェクションエンジン１０−１の光変調器６１３に照射される照明光となる。

また、反射光路Ｌ１２００２には、第２および第３のサブフレームの時間に常時Ｇ色のレーザー光が出現し、このレーザー光が第２のプロジェクションエンジン１０−２の光路切り替え器１１０２へ供給される光となる。

ここで、Ｇ色のレーザー光源６１は、常時点灯するように駆動されている。

そして、図１３に示すように、第１のプロジェクションエンジン１０−１から供給されたレーザー光の光路１２００２は、光路切り替え器１１０２により、透過光路Ｌ１２００４または反射光路Ｌ１２００３のいずれかに切り替えられる。

透過光路Ｌ１２００４および反射光路Ｌ１２００３には、第１の実施形態ですでに説明したように、光路切り替え器１１０２における透過領域・反射領域の割合に応じて、Ｇ色のレーザー光が出現する。

すなわち、反射光路Ｌ１２００３には、第２のサブフレームの時間に常時Ｇ色のレーザー光が出現し、このレーザー光が第２のプロジェクションエンジン１０−２の光変調器６１４に照射される照明光となる。

また、透過光路Ｌ１２００４には、第３のサブフレームの期間に常時Ｇ色のレーザー光が出現し、このレーザー光が第３のプロジェクションエンジン１０−３に供給される。

次に、第１、第２、第３のプロジェクションエンジン１０−１，１０−２，１０−３のＢ色およびＲ色のレーザー光源から、各光変調器１１１３，１１１４，１１１５に照射されるレーザー光について説明する。

第１のプロジェクションエンジン１０−１においては、図１４に示すように、Ｂ色のレーザー光源１１２は第２のサブフィールドの時間に点灯するように、Ｒ色のレーザー光源１１３は第３のサブフィールドの時間に点灯するように制御されている。

また、第２のプロジェクションエンジン１０−２においては、図１５に示すように、Ｂ色のレーザー光源１１４は第１のサブフィールドの時間に点灯するように、Ｒ色のレーザー光源１１５は第３のサブフィールドに時間に点灯するように制御されている。

また、第３のプロジェクションエンジン１０−３においては、図１６に示すように、Ｂ色のレーザー光源１１６は第２のサブフィールドの時間に点灯するように、Ｒ色のレーザー光源１１７は第１のサブフィールドの時間に点灯するように制御されている。

以上まとめると、図１７Ａ、図１７Ｂ、および１７Ｃに示すように、第１のプロジェクションエンジン１０−１の光変調器１１１３に対しては、Ｇ→Ｂ→Ｒ→Ｇ→Ｂ→Ｒ→・・・・の色のレーザー光が順番に照射され、また、第２のプロジェクションエンジン１０−２の光変調器１１１４に対しては、Ｂ→Ｇ→Ｒ→Ｂ→Ｇ→Ｒ→・・・・の色のレーザー光が順番に照射され、また、第３のプロジェクションエンジン１０−３の光変調器１１１５に対しては、Ｒ→Ｂ→Ｇ→Ｒ→Ｂ→Ｇ→・・・・の色のレーザー光が順番に照射される。

そのため、光変調器１１１３，１１１４，１１１５を、照射された色光に対して駆動することで、３台のプロジェクションエンジンからフィールドシーケンシャルのカラー画像を投射し、スクリーン上に３つ投射画像をタイリングした、全体で１つの非常に解像度の高いワイドなカラー画像を得ることが可能になる。

もし、光変調器１１１３，１１１４，１１１５としてＳＶＧＡの解像度をもつものを用いれば、図１８に示すように、全体として、１８００×８００ ｄｏｔの１つのタイリングした投射画像を得ることができる。

上述したように本実施形態においては、第１のプロジェクションエンジン１０−１、第２のプロジェクションエンジン１０−２、および第１のプロジェクションエンジン１０−３の各々が、Ｇ色のレーザー光源１１１を共有しているため、３台のプロジェクションエンジンのタイリングによりさらに解像度の高いワイドなカラー画像を得る場合でも、低コスト化を図ることができるという効果が得られる。

以上、本発明について実施形態を参照して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、第１〜第３の実施形態においては、２台または３台のプロジェクションエンジンに対してＧ色のレーザー光源を１個設けているが、本発明は、Ｇ色のレーザー光源の数は、プロジェクションエンジンから投射される画像の数よりも少ない数であればよい。

また、第２の実施形態においては、２台のプロジェクションエンジンに対してＢ色のレーザー光源の数を１個設けているが、本発明はこれに限らず、Ｂ色のレーザー光源の数は、プロジェクションエンジンから投射される画像の数よりも少ない数であればよい。もしくは、Ｂ色の代わりに、Ｒ色のレーザー光源の数を、プロジェクションエンジンから投射される画像の数よりも少なくしてもよい。

Claims (8)

1. ＲＧＢの各色のレーザー光を光変調器にて変調して画像を形成し、該画像を投射レンズにより投射面に拡大して投射する複数の投射装置を有し、前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射された画像をタイリングして全体として１つの画像を得るプロジェクタであって、
   前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｇ色のレーザー光源の数が少なく、
   前記複数の投射装置は、
   前記Ｇ色のレーザー光源が設けられた１台の第１の投射装置と、
   前記第１の投射装置以外の１台の第２の投射装置と、からなり、
   前記第１の投射装置は、
   前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または前記第２の投射装置の方向に切り替える光路切り替え器を有し、
   前記第２の投射装置は、
   前記第１の投射装置から供給されたＧ色のレーザー光の光路を、自装置内の前記光変調器の方向に変更する反射素子を有することを特徴とするプロジェクタ。
2. ＲＧＢの各色のレーザー光を光変調器にて変調して画像を形成し、該画像を投射レンズにより投射面に拡大して投射する複数の投射装置を有し、前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射された画像をタイリングして全体として１つの画像を得るプロジェクタであって、
   前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｇ色のレーザー光源の数が少なく、
   前記複数の投射装置は、
   前記Ｇ色のレーザー光源が設けられた１台の第１の投射装置と、
   前記第１の投射装置以外の１台以上の第２の投射装置と、
   前記第１および第２の投射装置以外の１台の第３の投射装置と、からなり、
   前記第１の投射装置は、
   前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または前記第２の投射装置の方向に切り替える第１の光路切り替え器を有し、
   前記第２の投射装置は、
   前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または他の前記第２の投射装置もしくは前記第３の投射装置の方向に切り替える第２の光路切り替え器を有し、
   前記第３の投射装置は、
   前記第２の投射装置から供給されたＧ色のレーザー光の光路を、自装置内の前記光変調器の方向に変更する反射素子を有することを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１または２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｂ色のレーザー光源の数が少なく、
   前記複数の投射装置の各々は、前記Ｂ色のレーザー光源を共有し、該Ｂ色のレーザー光源から発せられたＢ色のレーザー光を自装置内の前記光変調器に照射することを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１または２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｒ色のレーザー光源の数が少なく、
   前記複数の投射装置の各々は、前記Ｒ色のレーザー光源を共有し、該Ｒ色のレーザー光源から発せられたＲ色のレーザー光を自装置内の前記光変調器に照射することを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項１または２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記複数の投射装置の各々は、自装置内にＲ色およびＢ色のレーザー光源を設け、該Ｒ色およびＢ色のレーザー光源からそれぞれ発せられたＲ色およびＢ色のレーザー光を自装置内の前記光変調器に照射することを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   前記複数の投射装置の各々は、
   自装置内に前記光変調器を１つ設け、該光変調器に時分割でＲＧＢの各色のレーザー光を照射してカラー画像を形成することを特徴とするプロジェクタ。
7. ＲＧＢの各色のレーザー光を光変調器にて変調して画像を形成し、該画像を投射レンズにより投射面に拡大して投射する複数の投射装置を有し、前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射された画像をタイリングして全体として１つの画像を得るプロジェクタの制御方法であって、
   前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｇ色のレーザー光源の数を少なくし、
   前記複数の投射装置は、
   前記Ｇ色のレーザー光源が設けられた１台の第１の投射装置と、
   前記第１の投射装置以外の１台の第２の投射装置と、からなり、
   前記第１の投射装置が、
   前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または前記第２の投射装置の方向に切り替え、
   前記第２の投射装置が、
   前記第１の投射装置から供給されたＧ色のレーザー光の光路を、自装置内の前記光変調器の方向に変更することを特徴とするプロジェクタの制御方法。
8. ＲＧＢの各色のレーザー光を光変調器にて変調して画像を形成し、該画像を投射レンズにより投射面に拡大して投射する複数の投射装置を有し、前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射された画像をタイリングして全体として１つの画像を得るプロジェクタの制御方法であって、
   前記複数の投射装置の各々から前記投射面に投射される画像の数よりも、Ｇ色のレーザー光源の数を少なくし、
   前記複数の投射装置は、
   前記Ｇ色のレーザー光源が設けられた１台の第１の投射装置と、
   前記第１の投射装置以外の１台以上の第２の投射装置と、
   前記第１および第２の投射装置以外の１台の第３の投射装置と、からなり、
   前記第１の投射装置が、
   前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または前記第２の投射装置の方向に切り替え、
   前記第２の投射装置が、
   前記Ｇ色のレーザー光源から発せられたＧ色のレーザー光の光路を、時分割で自装置内の前記光変調器の方向または他の前記第２の投射装置もしくは前記第３の投射装置の方向に切り替え、
   前記第３の投射装置が、
   前記第２の投射装置から供給されたＧ色のレーザー光の光路を、自装置内の前記光変調器の方向に変更することを特徴とするプロジェクタの制御方法。

Images