JPWO2018011942A1 - Projector and projector control method - Google Patents
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Abstract
複数の投射レンズ125〜128を備えて映像を投射するプロジェクタ1において、光源101〜103と、光源から発生した光を映像信号にて変調する光変調器113と、変調した映像光を複数の投射レンズ125〜128へ導く複数の光路114〜119と、複数の光路から所定の投射レンズへの光路を選択して切替える光路切替え部(制御装置100)を備える。光路切替え部100は、光変調器113の変調するタイミングに応じて時分割に光路の切替えを行い、変調した映像光を複数の投射部125〜128から順次投射する。 In a projector 1 that includes a plurality of projection lenses 125 to 128 and projects an image, light sources 101 to 103, an optical modulator 113 that modulates light generated from the light source with a video signal, and a plurality of projections of the modulated video light A plurality of optical paths 114 to 119 leading to the lenses 125 to 128 and an optical path switching unit (control device 100) that selects and switches the optical paths from the plurality of optical paths to the predetermined projection lens are provided. The optical path switching unit 100 switches the optical path in a time-sharing manner according to the timing at which the optical modulator 113 modulates, and sequentially projects the modulated video light from the plurality of projection units 125 to 128.
Description
本発明は、プロジェクタおよびプロジェクタの制御方法に関する。 The present invention relates to a projector and a projector control method.
複数のプロジェクタを用いて映像表現を行う技術の研究および実用化が進められている。対応する装置として、例えばプロジェクションマッピング、マルチプロジェクション、多視点型プロジェクション等があげられる。 Research and practical application of a technique for expressing images using a plurality of projectors are in progress. Examples of the corresponding device include projection mapping, multi-projection, and multi-view type projection.
これに関する技術として、特許文献1にはテーブル上に立体画像を提示する方法として、「光線制御子の軸を中心とする円周上に複数のプロジェクタが配置される。複数のプロジェクタから光線制御子の外周面に向けて複数の光線からなる光線群がそれぞれ出射される。それにより、テーブル上に仮想的な点光源の集合を形成される。その結果、テーブル上に立体画像が提示される。」ことが記載されている。また特許文献2には、複数のプロジェクタから投写される部分画像を投写面であるスクリーン上で並べて1つの全体画像を形成することにより、1台のプロジェクタでは実現できない高解像度、高輝度な画像を生成することができるマルチプロジェクションシステム、が記載されている。
As a technique related to this,
しかしながら、多数台のプロジェクタを用いて1つの映像を構成するシステムでは、故障率が高くなる、個々プロジェクタのメンテナンスが大変である、消費電力が台数分大きくなる、個々独立したプロジェクタの配置調整並びに各プロジェクタを同期させるための装置規模が大きくなる、等の課題がある。 However, in a system that configures a single image using a large number of projectors, the failure rate is high, the maintenance of individual projectors is difficult, the power consumption increases by the number of units, the arrangement adjustment of individual projectors and each There are problems such as an increase in the scale of the apparatus for synchronizing the projector.
上記課題は、請求の範囲に記載の技術により解決される。一例を挙げれば、複数の投射部を備えて映像を投射するプロジェクタにおいて、光源と、前記光源から発生した光を映像信号にて変調する光変調部と、前記変調した映像光を前記複数の投射部へ導く複数の光路と、前記複数の光路から所定の前記投射部への光路を選択して切替える光路切替え部を備え、前記光変調部の変調動作又は変調タイミングに合わせて、前記光路切替え部は時分割に前記光路の切替えを行い、前記変調した映像光を前記複数の投射部から順次投射することを特徴とする。 The above problems are solved by the technology described in the claims. For example, in a projector that projects a video with a plurality of projection units, a light source, a light modulation unit that modulates light generated from the light source with a video signal, and the plurality of projections of the modulated video light A plurality of optical paths that lead to the optical path, and an optical path switching unit that selects and switches an optical path from the plurality of optical paths to the predetermined projection unit, the optical path switching unit according to a modulation operation or a modulation timing of the light modulation unit The optical path is switched in a time-sharing manner, and the modulated image light is sequentially projected from the plurality of projection units.
本発明によれば、共通の光源と光変調部を持つ1台のプロジェクタで、複数の異なる位置から映像を投射することができる。よって、比較的少ないプロジェクタでプロジェクションマッピング、マルチプロジェクション、多視点型プロジェクション等を実現或いは構成することができる。 According to the present invention, it is possible to project an image from a plurality of different positions with one projector having a common light source and a light modulation unit. Therefore, projection mapping, multi-projection, multi-view type projection, and the like can be realized or configured with a relatively small number of projectors.
以下、本発明の各実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係るプロジェクタの光学構成を示す図である。まず、全体構成から説明する。プロジェクタ1には、外部機器2から映像情報が入力され、制御装置100に送られる。制御装置100は、入力された映像情報に応じて、複数の光源101、102、103、光変調器(SLM:Spatial light modulator)113、複数の可変偏光部114、116、118を制御することにより、入力された映像をそれぞれ異なる位置に配置された複数の投射レンズ125、126、127、128から投射する。尚、投射レンズ125〜128のそれぞれは、実際には複数のレンズ素子を備えているが、図示の簡略化のために本図面では1つのレンズとして示している。また制御装置100は、スクリーンへの表示の状態並びにプロジェクタ1の動作状態を外部機器2に送信する。
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical configuration of the projector according to the first embodiment. First, the overall configuration will be described. Video information is input from the external device 2 to the
複数の光源101、102、103は、例えばLED光源やレーザ光源であり、それぞれ赤、緑、青色の光を発生させる。各光源101〜103は、制御装置100の制御信号により光量の調整や発光の開始/停止を行う。複数のコリメートレンズ104、105、106は、各光源からの光を平行光に変換する。ダイクロイックミラー107、108、109は、それぞれ各光源101、102、103からの赤、緑、青色の光のみを反射する。偏光ビームスプリッタ(PBS:Polarizing beam splitter)111、115、117、119は、P偏光の光を通過させ、S偏光の光をPBS内で反射させる(90deg折れ曲がって進む)。1/4波長板112は、入射光の位相をπ/2だけ変える素子である。
The plurality of
光変調器(SLM)113は、制御装置100からの映像信号に応じて、SLM面内の画素毎に入射光を反射あるいは位相を変化させることで、映像光の光変調を行う。本実施例では、光変調器(SLM)113として、例えば反射型液晶素子(LCOS)、微小な反射ミラーを複数備えたデジタルマイクロミラーデバイス(DMD:Digital mirror device)が用いられる。複数の可変偏光部114、116、118は、制御装置100からの制御信号に応じて入射光の偏光方向を切替える。複数のプリズム121、122、123、124は、入射光の進行方向を変更して、それぞれ投射レンズ125、126、127、128へ導く。複数の投射レンズ125〜128は、それぞれ入射した映像光をスクリーンまでの距離に合わせて焦点調整し、図示しないスクリーンへ投射する。
The light modulator (SLM) 113 performs light modulation of the image light by reflecting incident light or changing the phase for each pixel in the SLM plane according to the image signal from the
ここで、複数の投射レンズ125〜128は、それらの投射光軸が異なる方向を向いて略円弧状に配置されている。具体的には、隣接する投射レンズ間で投射光軸の方向を同一角度だけ異ならせて配置し、各投射レンズから出射された映像が略同一位置に結像するように構成している。また、複数のプリズム121〜124は、入射する映像光を対応する投射レンズの投射光軸方向へ進行方向を変更する。
Here, the plurality of
次に、本実施例のプロジェクタ1の投射動作を図2と図3で説明する。
図2は、本実施例に係る投射動作(光学的動作)の一例を示すものであって、光源101から発生した赤色の光150を変調し、投射レンズ125から投射する場合の光路を破線で示している。Next, the projection operation of the
FIG. 2 shows an example of the projection operation (optical operation) according to the present embodiment. The optical path when the
光源101から発生した赤色光150は、コリメートレンズ104により平行光となり、ダイクロイックミラー107にて反射し、ダイクロイックミラー108、109を透過して、PBS111へP偏光にて入射する。PBS111へ入射したP偏光の光は直進し、1/4波長板112を通過しSLM113へ入射する。
The
SLM113は、制御装置100からの映像信号により、入射した光に対し反射型光変調を施す。SLM113にて反射した変調光は、再度1/4波長板112を透過することでS偏光に変換される。S偏光とされた変調光は、PBS111で反射され可変偏光部114に入射する。
The SLM 113 performs reflection light modulation on the incident light according to the video signal from the
可変偏光部114は、制御装置100により光の偏光方向を切替えるものであって、入射したS偏光の変調光をP偏光に変換する。P偏光された変調光は、PBS115を透過直進してプリズム121に入射する。プリズム121では、光の進行方向をプリズムの角度分だけ曲げる。その後投射レンズ125から、スクリーンへ焦点調整されて投射される。以上のように、光源101、SLM113、可変偏光部114により、赤色光を変調しその偏光方向を切替えることで、所望の投射レンズ125から赤色光の映像を投射することができる。
The
また、光源102から発生した緑色光についても、コリメートレンズ105で平行光となりダイクロイックミラー108で反射された後は、光源101からの赤色光150と同様に進み、投射レンズ125から投射させることができる。また、光源103で発生した青色光についても、コリメートレンズ106で平行光となりダイクロイックミラー109で反射された後は、光源101からの赤色光150と同様に進み、投射レンズ125から投射させることができる。以上の3つの光源101,102,103より出射した赤、緑、青色光について、SLM113にて時分割にそれぞれの色に応じた映像に光変調することで、投射レンズ125からカラーの映像を投射することができる。
Also, the green light generated from the
図3は、光源101から発生した赤色の光150を変調し、光路を切替えて投射レンズ128から投射する場合を示している。光源101から可変偏光部114までの光150の光路は、前記図2と同じであり説明を省略する。
FIG. 3 shows a case where the
可変偏光部114にはS偏光の変調光が入射する。可変偏光部114では、制御装置100からの偏光操作信号により、入射した偏光方向(S偏光)を変えることなく通過させる。可変偏光部114を通過したS偏光の変調光は、PBS115にて反射し、次の可変偏光部116へ入射する。
S-polarized modulated light is incident on the
可変偏光部116は、制御装置100からの偏光操作信号により、入射したS偏光の変調光をP偏光に変換する。P偏光の変調光は、PSB117を透過直進することで、次の可変偏光部118へ入射する。
The
可変偏光部118は、制御装置100からの偏光操作信号により、入射した変調光の偏光方向(P偏光)を変えることなく透過直進させ、PBS119へ入射させる。PBS119へ入射したP偏光の変調光は透過直進し、ミラー120により光路を変更(90deg折り曲げ)してプリズム124に入射する。プリズム124では、光の進行方向をプリズム角度分だけ曲げる。その後投射レンズ128から、スクリーンへ焦点調整されて赤色光の映像が投射される。
The
光源102から発生した緑色光と、光源103から発生した青色光についても、同様に投射レンズ128から投射される。これらの各色光をSLM113にて時分割に変調することで、投射レンズ128からカラーの映像を投射することができる。
The green light generated from the
他の投射レンズ126,127についても同様で、可変偏光部114、116、118の偏光方向を適宜切替えることで、所望の投射レンズからカラーの映像を出射させることができる。
The same applies to the
以上のように、可変偏光部114、116、118のそれぞれの偏光方向を制御することにより光路を切替え、任意のタイミングで所望の投射レンズから映像を投射することができる。
As described above, the optical path can be switched by controlling the polarization directions of the
図4は、可変偏光部の出力偏光状態と出射する投射レンズとの関係を示す図である。可変偏光部114、116、118での光の偏光方向は、制御装置100からの制御信号により切替え制御される。例えば、投射レンズ126から出射する場合は、図示されるように可変偏光部114と可変偏光部116の出力偏光をS偏光に切替えればよい。また、投射レンズ127から出射する場合は、可変偏光部116の出力偏光をP偏光に、可変偏光部114と可変偏光部118の出力偏光をS偏光に切替えればよい。すなわち、本実施例に係る制御装置100は、各投射レンズから光を出射させるタイミング又は光を出射させる投射レンズの位置に従って、図4に示されるような各可変偏光部の出力偏光を制御するための制御信号を出力するように構成されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the output polarization state of the variable polarization unit and the projection lens that emits light. The polarization direction of the light in the
このように可変偏光部により投射光の光路を選択することで、所望の投射レンズから映像を投射することができる。具体的には、高速に変化する投射映像(例えば1500frame/sec)の変調時間(1/1500sec)にタイミングを合わせて、可変偏光部にて光路を切替えることで、所望の投射レンズより時分割で順次映像を出射することができる。映像を出射する順序は、例えば隣接する投射レンズの順(125→126→127→128→125・・・の順)としてもよいし、これ以外の順序でもよい。映像を出射する順序を予め定めておき、この順序に従って制御装置100により投射光の光路を順次切替えるようにすればよい。
Thus, by selecting the optical path of the projection light by the variable polarization unit, it is possible to project an image from a desired projection lens. More specifically, the optical path is switched by the variable polarization unit in time-sharing with the desired projection lens in time-division by matching the timing with the modulation time (1/1500 sec) of the projection video (for example, 1500 frame / sec) that changes at high speed. Images can be emitted sequentially. The order in which the images are emitted may be, for example, the order of adjacent projection lenses (order of 125 → 126 → 127 → 128 → 125...) Or other order. The order in which the images are emitted may be determined in advance, and the optical path of the projection light may be sequentially switched by the
ここで、各投射レンズからの映像は同一の映像でもよいし、異なる映像でもよい。例えば立体表示を行う装置に本実施例を適用する場合、ある物体の立体映像を制御装置100内に用意しておく。そして、投射レンズ125から映像を投射する場合は、上記物体がある角度Aへ反射もしくは出力している映像をSLM113に表示し、次に投射レンズ126から映像を投射する場合は、角度AからΔα角度がずれた角度Bへ反射もしくは出力している物体の映像をSLM113に表示し、更に次に投射レンズ127から映像を投射する場合は、角度Bから更にΔα角度がずれた角度Cへ反射もしくは出力している物体の映像をSLM113に表示する。このようにすれば、例えば後述する図8のスクリーン500に上記物体に対応した立体像を投影表示することができる。
Here, the images from the projection lenses may be the same image or different images. For example, when the present embodiment is applied to an apparatus that performs stereoscopic display, a stereoscopic image of a certain object is prepared in the
本実施例によれば、共通の光源と光変調器を持つ1台のプロジェクタで、異なる位置の複数の投射レンズから時分割にて映像を投射することができる。よって、多数台のプロジェクタを用意する必要がなく、故障率の低減、メンテナンスの容易化、消費電力の低減、装置規模の縮小、などの効果がある。 According to the present embodiment, a single projector having a common light source and an optical modulator can project an image in a time division manner from a plurality of projection lenses at different positions. Therefore, it is not necessary to prepare a large number of projectors, and there are effects such as a reduction in failure rate, ease of maintenance, reduction in power consumption, and reduction in the scale of the apparatus.
次に、複数の投射レンズを有するプロジェクタにおける、色ずれ補正とフリッカ対策について説明する。まず、色ずれ補正について図5Aと図5Bを用いて説明する。 Next, color misregistration correction and flicker countermeasures in a projector having a plurality of projection lenses will be described. First, color misregistration correction will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
図5Aは、プリズムを用いた場合に発生する色ずれを説明する図である。プリズム等の屈折を利用して光の進行方向を変更した場合、波長による屈折率の違い(色収差)から投射面でそれぞれの色の画像が分離してしまう。例えば2つの色a,bで構成された表示画像400の場合、プリズム124で光の進行方向を変化させると、波長による屈折率の差の影響を受ける。その結果スクリーン500上では、表示画像401(色a)と表示画像402(色b)に示すように、色毎に分離した画像となって表示される。
FIG. 5A is a diagram illustrating color misregistration that occurs when a prism is used. When the light traveling direction is changed using refraction of a prism or the like, images of the respective colors are separated on the projection surface from the difference in refractive index (chromatic aberration) depending on the wavelength. For example, in the case of a
図5Bは、本実施例に係る表示画像の色ずれを補正する方法を説明する図である。プリズム124に入射する表示画像として、例えばその構成成分である色aの表示画像403と色bの表示画像404とを、予めΔSだけ位置をシフトして入射させる。具体的には、SLM113では表示画像を構成する色aの信号と色bの信号とを、ΔSだけずらして変調する。例えば、図10に示すように、赤色又は青色の映像を表示するSLM113上の表示領域113Bを、緑色の映像を表示するSLM113上の表示領域113Gに対し例えば左または右方向に所定画素数(例えば数〜数十画素)ずらすものである。この所定画素数がΔSであり、各色の映像を表示するSLM113上の表示領域間のシフト量である。このシフト量(補正量)ΔSは、プリズム124での2つの色a,bの波長の屈折率の差に依存する。その結果スクリーン500上では、表示画像405のように色による分離のない画像が表示される。
FIG. 5B is a diagram illustrating a method for correcting color misregistration of a display image according to the present embodiment. As a display image incident on the
表示画像の色ずれ量は、各色(RGB)光の波長間の屈折率の差とスクリーン500までの距離で決まる。よって、投射レンズとスクリーン500までの距離から、各色の映像信号に応じた個々の投射レンズと光路に対する補正量ΔSを求めることができる。この補正量ΔSを、制御装置100内に予め記憶しておく。そして、映像投射時に制御装置100は、各色の映像信号をSLM113に出力する際に、各色の映像信号と各光路に対応した補正量ΔSをSLM113へ出力することで、各投射レンズから出射される映像の色ずれを時分割に補正することができる。また、各投射レンズとSLM113間距離が異なる場合には、適宜リレーレンズ等を用いて各投射レンズとSLM113間の光学距離を同等にするか、もしくは各投射レンズの光学設計を変えてもよい。
The color misregistration amount of the display image is determined by the difference in refractive index between wavelengths of each color (RGB) light and the distance to the
さらに、前記した色ずれ補正に加えて、各投射レンズからの出射光量を均一とするため、各投射レンズ(光路)に対応した光量補正情報を制御装置100に記憶させておいてもよい。この光量補正情報は、例えば、多くの光学素子(可変偏光部、PBS等)を通り光路が長い投射レンズ(例えば128)に供給或いは導かれる光量を、これよりも少ない光学素子を通り光路が短い投射レンズ(例えば125)に供給或いは導かれる光量よりも大きくするための情報を含んでいる。従って、光量補正情報は、投射レンズ128、127、126、125の順に光量を大きくするように補正するための情報を含んでいる。SLM113には制御装置100から、上記光量補正情報に基づき生成された制御信号が入力される。そして、SLM113は、この制御信号に基づき投射レンズ毎に光変調度を補正することで、各投射レンズから出射される映像の光量を均一化することができる。
Furthermore, in addition to the above-described color misregistration correction, light amount correction information corresponding to each projection lens (optical path) may be stored in the
次に、複数の投射レンズ使用時のフリッカ対策について図6を用いて説明する。
図6は、複数の投射レンズの出射順番について説明する図である。ここではプロジェクタ1は12個の投射レンズ130(符号A〜L)を備えており、画像410をスクリーン500に投射する。各投射レンズ130の光軸はユーザの視点510の方向に揃えて構成している。光変調器(SLM)113で生成された投射画像は、時分割に光路を切替えて複数の投射レンズ130から順次出射される。その際の、各投射レンズの出射順番について説明する。Next, flicker countermeasures when using a plurality of projection lenses will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating the emission order of a plurality of projection lenses. Here, the
画像410が動画であれば、SLM113は例えば1秒間に1500枚の光変調を行い、変調された各画像を、投射レンズをA→B→C・・・→Lの順に高速(1/1500sec)に光路を切替えて出射する。投射レンズLでの出射を終了すると、再び投射レンズAに戻り前記と同じ順番にて投射レンズを切替える。しかしながら、投射レンズの数が増えてくると、各投射レンズからは時分割に画像が出射されるがゆえに、視点510から見た画像410の瞬き現象(フリッカ)が発生する。
If the
その対策として、投射レンズの切替えを連続ではなく、所定の間隔(投射レンズn個)あけて行う。すなわちn個の投射レンズをスキップして投射レンズの切替えを行う。例えば、投射レンズのスキップ数n=1個とすれば、A→C→E→G→I→Kの順、続いて、B→D→F→H→J→Lの順に切替える。これにより、前記したフリッカを低減することができる。なお、投射レンズのスキップ数nは、プロジェクタに搭載する投射レンズの数に応じて適宜設定すればよい。 As a countermeasure, the projection lenses are not switched continuously but at a predetermined interval (n projection lenses). That is, the projection lenses are switched while skipping n projection lenses. For example, if the number of skips of the projection lens is n = 1, the switching is performed in the order of A → C → E → G → I → K, followed by B → D → F → H → J → L. Thereby, the flicker described above can be reduced. Note that the projection lens skip number n may be set as appropriate according to the number of projection lenses mounted on the projector.
本実施例では、反射光の強度を変調させる素子としてSLM113を用いたが、これに限定せず、透過型の液晶素子等の光変調素子を用いることもできる。可変偏光部として、例えば液晶可変リターダを用いてもよいし、偏光板と回転機構を組み合わせたものを用いてもよい。それ以外にも、光の偏光方向を任意に変えることができる素子であれば利用できる。光路の切替えは、本実施例では、可変偏光部とPBSを組み合わせる構成で実現しているが、例えばガルバノミラーのように可動ミラーにより光路を切替える構成としてもよい。本実施例では、1つのSLMで3色の映像を時分割に切替える構成としたが、プロジェクタ内に複数のSLMを搭載し、1回の照射で多色の映像を投射する構成としてもよい。また、光源として、RGBの各色を出射する光源ではなく、白色光源(LED、メタルハライドランプ等)を用いることも当然可能である。
In this embodiment, the
実施例2は、プロジェクタの他の構成として、投射光が通過する光学素子の数が、どの投射レンズにおいても等しくなるように構成した場合である。 Example 2 is a case where the projector is configured such that the number of optical elements through which the projection light passes is equal in any projection lens.
図7は、実施例2に係るプロジェクタの光学構成を示す図である。ここでは、実施例1(図1)と相違する部分のみ説明する。複数の可変偏光部200、203、204は、それぞれ制御装置100からの制御信号に応じて入射光の偏光方向を切替える。偏光ビームスプリッタ(PBS)201、205、207は、P偏光の光は通過し、S偏光の光はPBS内で反射する。他に、ミラー202、206、208を備える。この構成においても、可変偏光部200、203、204の偏光方向を適宜切替えることで、所望の投射レンズ125〜128からカラー映像を出射させることができる。ただし、本実施例では、どの投射レンズから映像を出射する場合でも、投射光が通過する光学素子の数は一定となる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an optical configuration of the projector according to the second embodiment. Here, only portions different from the first embodiment (FIG. 1) will be described. Each of the plurality of
図8は、可変偏光部の出力偏光状態と出射する投射レンズとの関係を示す図である。以下、光路をどのように切替えて各投射レンズから映像を出射させるかを説明する。 FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the output polarization state of the variable polarization unit and the projection lens that emits light. Hereinafter, how the optical path is switched to emit an image from each projection lens will be described.
SLM113で変調された映像光は、PBS111を反射して可変偏光部200に入射する。可変偏光部200の出力がP偏光の場合は、映像光はPBS201を透過し可変偏光部203に入射する。さらに可変偏光部203の出力がP偏光の場合は、PBS205を透過してプリズム121に入射し、進行方向を変更した後、投射レンズ125から映像が出射される。一方、可変偏光部203の出力がS偏光の場合は、PSB205を反射しミラー206で再度反射し、プリズム122で進行方向を変更した後、投射レンズ126から映像が投射される。
The image light modulated by the
可変偏光部200の出力がS偏光の場合は、映像光はPBS201を反射しミラー202で再度反射した後、可変偏光部204に入射する。さらに可変偏光部204の出力がP偏光の場合は、PBS207を透過しプリズム123で進行方向を変更した後、投射レンズ127から映像が投射される。一方、可変偏光部204の出力がS偏光の場合は、PBS207を反射しミラー208で再度反射し、プリズム124で進行方向を変更した後、投射レンズ128から映像が投射される。
When the output of the
実施例2の構成では、投射する光が通過する可変偏光部及びPBSの数は、どの投射レンズでも等しくなる。すなわち、可変偏光部200から各投射レンズ125〜128までに通過する光学素子(ミラー202、206、208を除く)の数は、いずれの光路でも6個である。ちなみに、実施例1(図1〜図3)の場合は、可変偏光部114から投射レンズ125までに通過する光学素子の数は4個、投射レンズ126までは6個、投射レンズ127と投射レンズ128までは8個、というように、異なっている。このため、光学素子を多く通過する光路を有する投射レンズほど光量が低下する現象が生じる。
In the configuration of the second embodiment, the number of variable polarization units and PBSs through which the light to be projected passes is equal in any projection lens. That is, the number of optical elements (excluding the
一方、実施例2によれば、光学素子を通過することで生じる光量の低下はどの光路でもほぼ一定となる。これにより、投射レンズ毎に光量補正量を異ならせる必要が少なくなるメリットがある。また、可変偏光部203と可変偏光部204には同時に映像光が入射することはない。よって、可変偏光部203と可変偏光部204の制御を共通の信号で行うことが許容されるため、制御信号数の低減が可能となる。
On the other hand, according to the second embodiment, the decrease in the amount of light caused by passing through the optical element is almost constant in any optical path. As a result, there is an advantage that the necessity of varying the light amount correction amount for each projection lens is reduced. Further, image light does not enter the
実施例3では、複数の投射レンズにより大画面に投射する場合について説明する。
図9は、実施例3におけるプロジェクタ及びその投射映像を示す図である。プロジェクタ1には、2個の投射レンズ125、126が距離Lだけ離れて配置されている。各投射レンズ125、126の投射範囲は、投射角度φの広がりを持ち、それぞれの投射方向(中心軸方向)は角度θだけ分離するよう配置されている。この時、各投射レンズ125、126によるスクリーン上の映像投射面301,302には、両者の重なり部303を形成させる。In the third embodiment, the case of projecting on a large screen by a plurality of projection lenses will be described.
FIG. 9 is a diagram illustrating a projector and a projected image thereof according to the third embodiment. In the
投射レンズ125、126からスクリーンまでの距離をxとするとき、投射面サイズに対する重なり量yの比Rは、
R={xtan(φ−θ)−L}/2xtan(φ/2) (1)
により求められる。When the distance from the
R = {xtan (φ−θ) −L} / 2xtan (φ / 2) (1)
Is required.
このとき本実施例では、2つの映像投射面301,302の重なり部303において、投射レンズ125、126の投射距離に応じて投射する映像を部分的に暗くする処理(ブレンド処理)を行う。すなわち、SLM113では、重なり部303において映像信号に対する変調量を低下させる。具体的には、前記した比Rの半分の量だけブレンド処理を行い、その位置で投射面301,302の表示映像が繋がるように映像を投射する。これにより投射された映像の解像度は、1個の投射レンズでの解像度を1とすると2−Rに向上し、1個の投射レンズでの表現可能な画素数に比べ2倍近い画素数で映像を投射することができる。
At this time, in the present embodiment, a process (blend process) for partially darkening the projected image according to the projection distance of the
制御装置100は、投射角度φ、投射レンズ間角度差θ、投射レンズ距離Lなどの当該プロジェクタの仕様値と、投射距離xから各投射レンズの映像の重なり部303を演算し、記憶している。SLM113は、この重なり部に応じてブレンド処理を施すようにする。これにより簡易に画面を拡張させた映像投射が可能となる。
The
1:プロジェクタ、
2:外部機器、
100:制御装置、
101〜103:光源、
104〜106:コリメートレンズ、
107〜109,202,206,208:ダイクロイックミラー、
111,115,117,119,205,207:偏光ビームスプリッタ(PBS)、
112:1/4波長板、
113:光変調器(SLM)、
114,116,118,200,203,204:可変偏光部、
121〜124:プリズム、
125〜128,130:投射レンズ、
303:投射面の重なり部、
400〜405:表示画像、
500:スクリーン。1: projector,
2: External equipment,
100: control device,
101-103: light source,
104-106: collimating lens,
107-109, 202, 206, 208: Dichroic mirror,
111, 115, 117, 119, 205, 207: polarization beam splitter (PBS),
112: 1/4 wavelength plate,
113: Light modulator (SLM)
114, 116, 118, 200, 203, 204: variable polarization section,
121-124: Prism,
125-128, 130: projection lens,
303: Overlapping portion of the projection surface,
400 to 405: display image,
500: Screen.
Claims (13)
光源と、
前記光源から発生した光を映像信号にて変調する光変調部と、
前記変調した映像光を前記複数の投射部へ導く複数の光路と、
前記複数の光路から所定の前記投射部への光路を選択して切替える光路切替え部を備え、
前記光変調部の変調するタイミングに応じて、前記光路切替え部は時分割に前記光路の切替えを行い、前記変調した映像光を前記複数の投射部から順次投射することを特徴とするプロジェクタ。In a projector that projects a video with a plurality of projection units,
A light source;
A light modulating unit that modulates light generated from the light source with a video signal;
A plurality of optical paths for guiding the modulated image light to the plurality of projection units;
An optical path switching unit that selects and switches an optical path from the plurality of optical paths to the predetermined projection unit;
The projector, wherein the optical path switching unit switches the optical path in a time-sharing manner according to the timing of modulation by the light modulation unit, and sequentially projects the modulated video light from the plurality of projection units.
前記複数の投射部は、それぞれ、映像光を投射する投射レンズと該投射レンズへ映像光を導くプリズムを有し、
前記複数の投射レンズは、投射光軸の方向が異なるとともに略円弧状に配置され、
前記複数のプリズムは、前記変調した映像光を対応する前記投射レンズの投射光軸の方向へ導くことを特徴とするプロジェクタ。The projector according to claim 1, wherein
Each of the plurality of projection units includes a projection lens that projects image light and a prism that guides the image light to the projection lens,
The plurality of projection lenses are arranged in a substantially arc shape with different directions of the projection optical axis,
The plurality of prisms guide the modulated image light in a direction of a projection optical axis of the corresponding projection lens.
前記複数の投射レンズは隣接する投射レンズ間で、投射光軸の方向を同一角度だけ異ならせて配置したことを特徴とするプロジェクタ。The projector according to claim 2, wherein
The projector according to claim 1, wherein the plurality of projection lenses are arranged such that the direction of the projection optical axis is different by the same angle between adjacent projection lenses.
前記光変調部は、前記投射部から投射される映像の色ずれを補正するため、映像信号を構成する各色成分の信号を所定量ずらして変調するとともに、
前記光路の切替えに応じて、対応する前記複数の投射部毎に前記色ずれの補正を行うことを特徴とするプロジェクタ。The projector according to any one of claims 1 to 3,
The light modulation unit modulates a signal of each color component constituting the video signal by a predetermined amount in order to correct a color shift of the image projected from the projection unit, and
A projector that corrects the color misregistration for each of the plurality of corresponding projection units in accordance with the switching of the optical path.
前記光路切替え部は、隣接する前記投射部の順に映像光を投射するよう光路を切替えることを特徴とするプロジェクタ。The projector according to any one of claims 1 to 4,
The projector, wherein the optical path switching unit switches the optical path so as to project video light in the order of the adjacent projection units.
前記光路切替え部は、隣接する所定数の前記投射部をスキップして映像光を投射するよう光路を切替えることを特徴とするプロジェクタ。The projector according to any one of claims 1 to 4,
The projector is characterized in that the optical path switching unit switches an optical path so as to project video light while skipping a predetermined number of adjacent projection units.
前記各光路は、前記光路切替え部により偏光方向を切替え可能な可変偏光素子と偏光ビームスプリッタを含んで構成され、
前記各光路に含まれる光学素子の数はいずれの光路でも等しいことを特徴とするプロジェクタ。The projector according to any one of claims 1 to 3,
Each of the optical paths includes a variable polarization element and a polarization beam splitter that can switch a polarization direction by the optical path switching unit,
The projector according to claim 1, wherein the number of optical elements included in each optical path is the same in any optical path.
前記光路切替え部は、複数の可変偏光素子に対して共通の信号で制御することを特徴とするプロジェクタ。The projector according to claim 7,
The optical path switching unit controls a plurality of variable polarization elements with a common signal.
前記複数の投射部からスクリーンに投射される複数の映像において、隣接する映像の重なり部を演算する演算手段を備え、
前記光変調部は、前記演算した重なり部において映像信号に対する変調量を低下させるブレンド処理を行うことを特徴とするプロジェクタ。The projector according to any one of claims 1 to 3,
In the plurality of images projected on the screen from the plurality of projection units, comprising a calculation means for calculating an overlapping portion of adjacent images,
The projector according to claim 1, wherein the light modulation unit performs a blending process for reducing a modulation amount with respect to a video signal in the calculated overlapping portion.
光源から発生した光を映像信号にて変調する変調ステップと、
前記変調した映像光を前記複数の投射部へ導く複数の光路を、所定のタイミングで順次切替える光路切替えステップと、
前記複数の投射部から前記変調した映像光を順次投射する投射ステップと、
を備えたことを特徴とするプロジェクタの制御方法。In a projector control method for projecting an image with a plurality of projection units,
A modulation step for modulating light generated from the light source with a video signal;
An optical path switching step of sequentially switching a plurality of optical paths for guiding the modulated image light to the plurality of projection units at a predetermined timing;
A projection step of sequentially projecting the modulated video light from the plurality of projection units;
A projector control method comprising:
前記変調ステップでは、
前記投射部から投射される映像の色ずれを補正するため、映像信号を構成する各色成分の信号を所定量ずらして変調するとともに、
前記光路の切替えに応じて、対応する前記複数の投射部毎に前記色ずれの補正量を異ならせることを特徴とするプロジェクタの制御方法。A projector control method according to claim 10, comprising:
In the modulation step,
In order to correct the color shift of the image projected from the projection unit, the signal of each color component constituting the video signal is shifted by a predetermined amount and modulated,
A projector control method, wherein the color misregistration correction amount is made different for each of the corresponding plurality of projection units in accordance with the switching of the optical path.
前記光路切替えステップでは、隣接する所定数の前記投射部をスキップして順次映像光を投射するよう光路を切替えることを特徴とするプロジェクタの制御方法。A projector control method according to claim 10, comprising:
In the optical path switching step, the optical path is switched so as to sequentially project video light while skipping a predetermined number of adjacent projection units.
前記複数の投射部からスクリーンに投射される複数の映像において、隣接する映像の重なり部を演算する演算ステップを備え、
前記変調ステップでは、前記演算した重なり部において映像信号に対する変調量を低下させるブレンド処理を行うことを特徴とするプロジェクタの制御方法。A projector control method according to claim 10, comprising:
In the plurality of images projected on the screen from the plurality of projection units, the calculation step of calculating the overlapping portion of the adjacent images,
In the modulation step, a blending process for reducing a modulation amount for a video signal in the calculated overlapping portion is performed.
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