專利名稱：多投影顯示器和投影機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多投影顯示器和該多投影顯示器使用的投影機。
背景技術(shù)：
將投影光學單元(假設(shè)為投影機)在水平方向或垂直方向分別配置多個或者在水平方向和垂直方向分別配置多個，通過將來自這些多個投影機的投影圖像以瓦接(タイリング)方式投影到屏幕上可以顯示1個大畫面圖像的多投影顯示器大家已熟知。所謂瓦接投影，就是將多個投影機的各投影區(qū)域在屏幕上瓦接從而可以進行1個大的畫面圖像的顯示的投影方式。
這樣的多投影顯示器與通常的投影機相比，可以顯示高精細并且高亮度的圖像，所以，在電影館、美術(shù)館、博物館、研討會場、集會場、迷你影院、公共機關(guān)、企業(yè)等業(yè)務用領(lǐng)域或娛樂場所、家庭影院等家庭用領(lǐng)域，今后可望獲得廣泛的普及。
在這樣的多投影顯示器中，以往，通常是使來自相鄰的投影機的投影圖像在屏幕上一部分重復(重疊)。這樣，在來自相鄰的投影機的投影圖像在屏幕上一部分重復時，由于重疊部分的亮度比其他部分高，所以，連接處很明顯。
特別是在使用液晶光閥的投影機中，即使是黑(數(shù)據(jù)值＝0)的情況時液晶光閥也透過若干光，所以，來自多個投影機的投影圖像的重疊部的亮度比不重疊的部分高，發(fā)生所謂的“黑浮層(黑浮き)”。
圖18是說明該黑浮層的圖，圖18是表示利用4臺投影機進行瓦接投影時的圖，在各個重疊部10的黑的亮度比不重疊的部分高。為了解決上述問題提出了各種提案，專利文獻1所述的技術(shù)也是一例。
專利文獻1是通過在投影機與屏幕的光軸上設(shè)置遮光板等調(diào)整重疊部的亮度，從而使重疊部的亮度與其他部分相等。
另外，上述專利文獻1作為先有技術(shù)而引用的幾個技術(shù)中，也記載了通過采用遮光板使重疊部的亮度與其他部分相等的內(nèi)容。例如，在上述專利文獻1作為先有技術(shù)而引用的技術(shù)(稱為專利文獻2)中，公開了通過在具有投影透鏡的透鏡部設(shè)置遮光板而使重疊部的亮度與其他部分相等的技術(shù)。
專利文獻1特開2001-268476號公報專利文獻2特開平6-169444號公報上述專利文獻1和專利文獻2的技術(shù)都是設(shè)置在投影機透鏡部和屏幕之間或投影透鏡部分。即，這些先有技術(shù)都是對現(xiàn)有的投影機不改動其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)而進行重疊部的亮度調(diào)整，所以，不得不在投影透鏡部分或其后方(屏幕側(cè))設(shè)置遮光板。
這樣，在如專利文獻1或?qū)＠墨I2那樣通過在投影透鏡部分或其后方設(shè)置遮光板進行亮度調(diào)整的方法中，不能進行高精度的亮度調(diào)整，另外，調(diào)整需要的時間長。
即，專利文獻1的情況是，在前面投影型的多投影機中，需要確保遮光板的設(shè)置場所(位置)，同時，需要用于決定適當?shù)脑O(shè)置位置的微調(diào)，此外，根據(jù)設(shè)置位置不同，又會遮蔽觀看屏幕上顯示的圖像的用戶的視界。另外，在背面投影型的多投影機中，遮光板設(shè)置在投影透鏡的后方，所以，在背面型的投影機的情況下，遮光板本身將會很大，且將難于進行調(diào)整。另一方面，專利文獻2的情況是遮光板設(shè)置在投影透鏡部分，所以，遮光板的控制難，對于重疊部的形狀、大小、位置不能簡單地對應處理。
因此，本發(fā)明的目的旨在提供通過將遮光板設(shè)置在投影機箱體內(nèi)部可以解決上述問題、并且可以盡可能減小重疊部的亮度與其他部分的亮度的亮度變化、從而可以進行高品質(zhì)的瓦接投影的多投影顯示器和該多投影顯示器使用的投影機。

發(fā)明內(nèi)容
(1)本發(fā)明的多投影顯示器，是在來自投影多個單位圖像的多個投影機的投影圖像的一部分具有重疊部的狀態(tài)下能夠進行瓦接投影的多投影顯示器，其特征在于在上述多個投影機的每一個中，在比該投影機的投影透鏡更靠近投影機箱體的內(nèi)側(cè)設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)上述重疊部的光量的光量調(diào)整裝置。
這樣，在構(gòu)成多投影顯示器的多個投影機中，通過在比該投影透鏡更靠近投影機箱體的內(nèi)側(cè)設(shè)置可以調(diào)節(jié)上述重疊部的光量的光量調(diào)整裝置，可以使通過瓦接投影而得到的投影圖像全體的亮度更高精度地均勻化。另外，如專利文獻1那樣遮蔽觀看屏幕上顯示的圖像的用戶的視界的問題也可以得到解決。本發(fā)明的多投影顯示器可以構(gòu)成不論是前面投影型還是背面投影型的多投影顯示器。
(2)在上述(1)所述的多投影顯示器中，上述光量調(diào)整裝置作為1個例子是設(shè)置在十字分色棱鏡的射出側(cè)。
這樣，可以很容易地構(gòu)成(1)所述的多投影顯示器。另外，通過將光量調(diào)整裝置設(shè)置在十字分色棱鏡的射出側(cè)，用1個光量調(diào)整裝置就可實現(xiàn)功能，從而可以簡化投影機的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
(3)在上述(1)所述的多投影顯示器中，上述光量調(diào)整裝置可以設(shè)置在與各光成分對應的電光調(diào)制裝置的入射側(cè)或射出側(cè)。
這樣，也可以很容易地構(gòu)成(1)所述的多投影顯示器。另外，通過將光量調(diào)整裝置以各色成分為單位分散地設(shè)置，可以獲得減小施加到各光量調(diào)整裝置上的熱的效果。
(4)在上述(1)～(3)的任意一項所述的多投影顯示器中，上述光量調(diào)整裝置最好是具有半透過部的半透過型遮光板。
這樣，可以準備具有半透過部的半透過型遮光板而僅設(shè)置該半透過型遮光板，所以，可以很容易應用于現(xiàn)有的投影機。
(5)在上述(3)所述的多投影顯示器中，可在用于使來自光源的光入射到上述電光調(diào)制裝置上的反射板的一部分設(shè)置能夠調(diào)整該反射板的反射率的反射率變更部，將該反射率變更部作為上述光量調(diào)整裝置使用。。
這樣，也可以很容易地構(gòu)成(1)所述的多投影顯示器。
(6)在上述(3)所述的多投影顯示器中，可在分色鏡的一部分設(shè)置能夠調(diào)整該分色鏡的透過率的透過率變更部，將該透過率變更部作為上述光量調(diào)整裝置使用。
這樣，也可以很容易地構(gòu)成(1)所述的多投影顯示器。
(7)在上述(1)～(6)的任意一項所述的多投影顯示器中，最好設(shè)置有能夠拍攝投影圖像的攝像裝置。
通過設(shè)置這樣的攝像裝置，可以使用由該攝像裝置得到的攝像圖像，進行由各投影機投影的投影圖像的形狀修正或圖像修正等各種各樣的修正或調(diào)整，從而可以得到高品質(zhì)的瓦接投影圖像。
(8)在上述(1)～(7)的任意一項所述的多投影顯示器中，上述光量調(diào)整裝置最好能夠進行與上述重疊部的狀態(tài)相對應的光量調(diào)整范圍的設(shè)定。
這樣，就可以進行與重疊部的狀態(tài)(形狀、大小、位置等)對應的光量調(diào)整，從而可以使瓦接投影的投影圖像全體的亮度高精度地均勻化。
(9)在上述(8)所述的多投影顯示器中，光量調(diào)整范圍的設(shè)定可以根據(jù)由上述攝像裝置得到的攝像圖像而進行。
這樣，通過根據(jù)由攝像裝置得到的攝像圖像進行光量調(diào)整范圍的設(shè)定，可以根據(jù)重疊部的狀態(tài)(形狀、大小、位置等)適當而自動地設(shè)定光量調(diào)整范圍。
(10)在上述(1)～(9)的任意一項所述的多投影顯示器中，上述光量調(diào)整裝置最好是其透過率或反射率與投影圖像上的位置相對應地變化。
這樣，透過率或反射率根據(jù)投影圖像上的位置而變化，例如，通過使用在重疊部透過率或反射率如后面說明的圖7(C)、(D)那樣而變化的光量調(diào)整裝置，可以和軟件處理一樣進行重疊部的光量調(diào)整。這樣，可以省略運算量多的軟件處理，另外，在進行軟件處理時也可以大幅度減少其運算量。
(11)在上述(1)～(10)的任意一項所述的多投影顯示器中，設(shè)置有能夠通過軟件處理進行亮度調(diào)整處理的圖像修正裝置，除了利用上述光量調(diào)整裝置進行光量調(diào)整外，也可利用該圖像修正裝置進行亮度調(diào)整處理。
這樣，除了利用光量調(diào)整裝置進行亮度調(diào)整外，也可以利用圖像修正裝置的軟件進行亮度調(diào)整處理，進行吸收相鄰的投影機間的亮度的偏差等的修正，從而可以使投影圖像全體的亮度高精度地均勻化。
(12)在上述(11)所述的多投影顯示器中，利用上述圖像修正裝置進行的亮度調(diào)整處理可根據(jù)由上述攝像裝置得到的攝像圖像進行。
這樣，通過根據(jù)由攝像裝置得到的攝像圖像利用上述圖像修正裝置進行亮度調(diào)整處理，可以自動地進行適當?shù)牧炼日{(diào)整。
(13)本發(fā)明的投影機是在來自投影多個單位圖像的多個投影機的投影圖像中相鄰的投影圖像的一部分具有重疊部的狀態(tài)下能夠進行瓦接投影的多投影顯示器使用的投影機，其特征在于在比投影透鏡更靠近投影機箱體的內(nèi)側(cè)設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)上述重疊部的光量的光量調(diào)整裝置。
通過使用這樣的投影機，可以很容易地構(gòu)成上述(1)的多投影顯示器，從而可以得到(1)所述的效果。該投影機可以應用于前面投影型的多投影顯示器或背面投影型的多投影顯示器。
另外，在(13)所述的投影機中，上述光量調(diào)整裝置可以設(shè)置在十字分色棱鏡的射出側(cè)，也可以設(shè)置在與各光成分對應的電光調(diào)制裝置的入射側(cè)或射出側(cè)。此外，上述光量調(diào)整裝置最好是由具有半透過部的半透過型遮光板構(gòu)成。
另外，在(13)所述的投影機中，在用于使來自光源的光入射到上述電光調(diào)制裝置上的反射板的一部分設(shè)置能夠調(diào)整該反射板的反射率的反射率變更部，將該反射率變更部作為上述光量調(diào)整裝置使用，而且，在分色鏡的一部分設(shè)置能夠調(diào)整該分色鏡的透過率的透過率變更部，將該透過率變更部作為上述光量調(diào)整裝置使用。
另外，在(13)所述的投影機中，上述光量調(diào)整裝置最好能夠進行與上述重疊部的狀態(tài)相對應的光量調(diào)整范圍的設(shè)定。這時，光量調(diào)整范圍的設(shè)定可以根據(jù)由上述攝像裝置對投影圖像進行拍攝而得到的攝像圖像而進行。
另外，在(13)所述的投影機中，上述光量調(diào)整裝置最好是其透過率或反射率與投影圖像上的位置相對應地變化。
另外，在(13)所述的投影機中，除了利用上述光量調(diào)整裝置進行光量調(diào)整外，也可以利用軟件處理進行亮度調(diào)整處理。這時，利用該軟件處理進行的亮度調(diào)整處理可以根據(jù)由攝像裝置拍攝投影圖像而得到的攝像圖像而進行。


圖1是表示實施例的前面投影型多投影顯示器的結(jié)構(gòu)的圖；圖2是表示實施例的投影機的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖；圖3是表示實施例的半透過型遮光板的一例的圖；圖4是說明圖3所示的半透過型遮光板的動作的圖；圖5是用于說明實施例的投影機的功能的結(jié)構(gòu)圖；圖6是用于說明實施例的前面投影型多投影顯示器的形狀修正動作的圖；圖7是用于說明實施例的前面投影型多投影顯示器的單位圖像信息修正部的亮度調(diào)整處理的圖；圖8是用于說明實施例的前面投影型多投影顯示器的單位圖像信息修正部的亮度調(diào)整處理的圖；圖9是用于說明實施例的前面投影型多投影顯示器的單位圖像信息修正部的亮度調(diào)整處理的圖；圖10是表示將半透過型遮光板設(shè)置到各液晶光閥的射出側(cè)時的投影機的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖；圖11是表示將半透過型遮光板設(shè)置到各液晶光閥的入射側(cè)時的投影機的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖；圖12是表示在反射板的一部分設(shè)置反射率變更部時的投影機的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖；圖13是表示在分色鏡的一部分設(shè)置透過率變更部時的投影機的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖；圖14是表示作為光源使用固體光源(LED)、并且將半透過型反射板設(shè)置在十字分色棱鏡的射出側(cè)時的投影機的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖；圖15是表示作為光源使用固體光源(LED)、并且將半透過型反射板設(shè)置在各液晶光閥的射出側(cè)時的投影機的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖；圖16是表示將本發(fā)明應用于背面投影型多投影顯示器時的結(jié)構(gòu)的圖；圖17是表示將投影機以橫向和縱向為3臺×3臺的排列進行瓦接投影時的各投影機使用的半透過型遮光板的例子的圖；圖18是說明多個投影機的瓦接投影而發(fā)生的“黑浮層”的圖。
符號說明11光源，14、15分色鏡，16、17、18反射板，21R、21B、21G液晶光閥，23十字分色棱鏡，24投影透鏡，25半透過型遮光板，26半透過部，28反射率變更部，29透過率變更部，100前面投影型多投影顯示器，111半透過型遮光板控制部，112半透過型遮光板動作部，130投影機，140攝像裝置，142攝像元件，150單位圖像信息修正部，200背面投影型多投影顯示器，SCR屏幕具體實施方式
本發(fā)明可以應用于前面投影型多投影顯示器和背面投影型多投影顯示器，但是，在以下所示的實施例中，說明應用于前面投影型多投影顯示器的情況。
圖1是實施例的前面投影型多投影顯示器(以下，稱為多投影顯示器)的結(jié)構(gòu)的圖。圖1(A)是正面圖，圖1(B)是從側(cè)面看的剖面圖，圖1(C)是表示投影到屏幕上的投影圖像的圖。
如圖1所示，該實施例的多投影顯示器100為將來自配置在箱體102內(nèi)的4個投影機130的投影圖像投影在作為投影面的屏幕SCR上的多投影顯示器。如圖1所示，該多投影顯示器100設(shè)置在例如臺104上使用。
另外，在箱體102的內(nèi)部(前面的緊內(nèi)側(cè))設(shè)置有攝像裝置140(參見圖5)的攝像元件142。攝像裝置140將屏幕SCR上用虛線表示的范圍148作為攝像范圍(以下，稱為攝像范圍148)，但是，攝像范圍148也可以任意設(shè)定。
另外，在各投影機130上設(shè)置了光學修正裝置154，可以進行各投影機130的箱體的位置和姿勢的光學修正。
圖2是表示圖1所示的投影機130的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2所示，各投影機130具有光源11、積分透鏡12、偏振變換元件13、使藍色光(B)通過而反射紅色光(R)和綠色光(G)的分色鏡14、使紅色光(R)通過而反射綠色光(G)的分色鏡15、作為電光變換裝置的各色成分(紅色、綠色、藍色)用的液晶光閥21R、21G及21B、用于使藍色光入射到液晶光閥21B上的反射板16、用于使紅色光入射到液晶光閥21R上的2個反射板17及18、配置在分色鏡15與反射板17之間的聚光透鏡19、配置在反射板17與反射板18之間的聚光透鏡20、分別設(shè)置在各液晶光閥21R、21G及21B的入射側(cè)和射出側(cè)的偏振片22、十字分色棱鏡23和投影透鏡24。
另外，在各投影機130上，在比投影透鏡24更靠投影機130的箱體(稱為投影機箱體)的內(nèi)側(cè)設(shè)置作為光量調(diào)整裝置的半透過型遮光板25。在圖2中，表示了半透過型遮光板25設(shè)置在十字分色棱鏡23的射出側(cè)的例子。
圖3(A)是說明半透過型遮光板25的圖，用灰色表示的L形的部分是半透過部26，除此以外的空白部分是全透過部27。在圖2的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中所示的半透過型遮光板25中，用灰色表示的部分是半透過部26，空白的部分是全透過部27。
各投影機130例如像圖1那樣在縱向和橫向配置成2臺×2臺時，半透過部26的位置隨其配置位置而不同。圖3(A)是表示與投影機130采用2臺×2臺的配置時的與各個位置對應的半透過型遮光板25的圖。但是，在屏幕SCR上各投影機130的投影圖像分別上下左右顛倒投影，所以，設(shè)置在各投影機130中的半透過型遮光板25的半透過部26在屏幕SCR上與圖3(B)的位置對應。
另外，半透過型遮光板25可以與通過瓦接投影而發(fā)生的重疊部的形狀、大小、位置對應地移動，下面，根據(jù)圖4進行說明。
圖4是用于說明設(shè)置在某一投影機中的半透過型遮光板25的移動的圖。在圖4中，構(gòu)成L形的半透過部26的水平方向半透過部26a和垂直方向半透過部26b分別在水平方向(箭頭h-h′方向)和垂直方向(箭頭v-v′方向)可以在指定范圍內(nèi)滑動，另外，在箭頭c-c′方向或箭頭d-d′方向可以在指定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動。另外，在傾斜方向(箭頭e-e′方向)也可以在指定范圍內(nèi)滑動。
這些水平方向半透過部26a和垂直方向半透過部26b滑動時，必須使之在可以使與通過瓦接投影而發(fā)生的重疊部對應的光可靠地在以半透過狀態(tài)通過的狀態(tài)下移動，所以，必須保持在水平方向半透過部26a與垂直方向半透過部26b之間不形成使光全透過的間隙的狀態(tài)而進行滑動。
在圖4的例子中，表示了半透過型遮光板25由水平方向半透過部26a和垂直方向半透過部26b的2個部件構(gòu)成其半透過部26的例子，但是，也可以采用兩者一體化的1個L形的結(jié)構(gòu)。
這樣，半透過型遮光板25如圖4所示的那樣其半透過部26可以移動，在各個投影機130中，通過將半透過部26定位到適當?shù)奈恢?，可以與通過瓦接投影而發(fā)生的重疊部的形狀、大小、位置等對應。
另外，半透過部26的透過率可以固定為某一指定的透過率(優(yōu)選為50％或50％左右)，但是，也可以任意改變透過率。
圖5是用于說明實施例的多投影顯示器100的功能的結(jié)構(gòu)圖。
如圖5所示，多投影顯示器100具有具有半透過型遮光板控制部111、光學修正裝置154、單位圖像信息生成部120、作為圖像修正裝置的單位圖像信息修正部150和圖像處理部146的控制部110；多個(在本實施例中為4個)投影機130；攝像裝置140；圖像信號接收部160；調(diào)整用圖像信息存儲部122；修正參量存儲部152和半透過型遮光板動作部112。
半透過型遮光板控制部111生成用于控制圖4所示的半透過型遮光板25的半透過型遮光板控制信息，由該半透過型遮光板控制部111生成的半透過型遮光板控制信息供給半透過型遮光板動作部112，如用圖4說明的那樣可以使半透過型遮光板25移動。
所述可以使半透過型遮光板25移動的半透過型遮光板控制信息，也可以通過用戶向半透過型遮光板控制部111發(fā)出指示而由半透過型遮光板控制部111生成根據(jù)該用戶指示的半透過型遮光板控制信息，但是，也可以根據(jù)由攝像裝置140得到的攝像圖像而由半透過型遮光板控制部111自動地判斷重疊部的狀態(tài)(形狀、大小、位置等)并生成根據(jù)該判斷結(jié)果的半透過型遮光板控制信息。
單位圖像信息生成部120具有根據(jù)原圖像信息A生成與多個投影機130分別對應的單位圖像信息A1～An的功能和根據(jù)原調(diào)整用圖像信息B生成與多個投影機130分別對應的調(diào)整用單位圖像信息B1～Bn的功能。
攝像裝置140具有拍攝投影到屏幕SCR上的調(diào)整用圖像的指定區(qū)域的攝像元件142和將來自攝像元件142的模擬信號變換為數(shù)字信號的AD變換元件144。
圖像處理部146具有進行攝像裝置140的攝像結(jié)果的圖像處理，與原調(diào)整用圖像信息B等進行比較，并將其結(jié)果向單位圖像信息修正部150輸出的功能。
調(diào)整用圖像信息存儲部122具有進行單位圖像信息A1～An的修正時存儲關(guān)于在攝像裝置140中成為攝像對象的調(diào)整用圖像的信息的功能。
另外，如圖1(A)和(B)所示，攝像裝置140具有設(shè)置在多投影顯示器100的箱體102的內(nèi)部(前面的緊內(nèi)側(cè))的攝像元件142。
該攝像元件142為了拍攝投影到屏幕SCR上的投影圖像的指定區(qū)域而優(yōu)選地可以轉(zhuǎn)動，這樣，可以拍攝寬廣的范圍，從而可以用少的攝像元件有效地進行調(diào)整用圖像的攝影。
另外，攝像元件142具有變焦功能和自動調(diào)焦功能。因此，可以適當?shù)刈兏鼣z像范圍或倍率，從而可以提高攝影的自由度或靈活性，由于可自動調(diào)焦所以是很便利的。攝像元件142構(gòu)成為可以拍攝屏幕SCR全體。
單位圖像信息修正部150具有根據(jù)攝像裝置140的攝影結(jié)果進行單位圖像信息A1～An的修正而使由多個投影機130中相互鄰接的投影機所投影的單位圖像間的連接處(包含重疊部)在屏幕SCR上不明顯的功能。
作為單位圖像信息修正部150進行的單位圖像信息A1～An的修正功能，例如為了使重疊部的亮度與其他部分(不重疊的部分)的亮度均勻，可以進行利用軟件處理的亮度調(diào)整處理。
另外，作為該單位圖像信息修正部150進行的除此以外的修正功能，具有進行例如由4個投影機130投影的4個調(diào)整用單位圖像信息B1～Bn形成的作為全體的調(diào)整用圖像與原調(diào)整用圖像信息B的比較、從而進行由各投影機130投影的單位圖像的形狀、位置和傾斜的修正的功能，和進行由各投影機130投影的單位圖像的亮度和色(像素值)的修正的功能等。
通過這些修正處理，可以使在各投影機130的投影圖像間其形狀、位置和傾斜不適當而引起的連接處在屏幕SCR上不明顯，另外，可以使在各投影機130的投影圖像間其亮度和色不連續(xù)而引起的連接處在屏幕SCR上不明顯。
另外，修正參量存儲部152具有存儲在由單位圖像信息修正部150進行單位圖像信息的修正時決定的修正參量的功能。
作為單位圖像信息修正部150具有的修正功能的1個功能的進行作為全體的調(diào)整用圖像與原調(diào)整用圖像信息B的比較、從而進行由各投影機130投影的單位圖像的形狀、位置和傾斜程度的調(diào)整的功能，不是本發(fā)明的主旨下面對其簡單地進行說明。
圖6是說明在多投影顯示器100中進行各投影機130的投影圖像間的形狀、位置和傾斜的修正的處理的圖。
首先，說明調(diào)整前的顯示狀態(tài)。來自圖像信號接收部160的原圖像信息A輸入單位圖像信息生成部120時，單位圖像信息生成部120根據(jù)原圖像信息A生成與各投影機130對應的單位圖像信息A1～An。各投影機130將與單位圖像信息A1～An對應的單位圖像投影到屏幕SCR上。這時，前面投影型多投影顯示器100處于調(diào)整前的階段，所以，投影的是圖6(i)所示的畸變的投影圖像(Ia0、Ib0、Ic0、Id0)。
這里，來自調(diào)整用圖像信息存儲部122的原調(diào)整用圖像信息B輸入單位圖像信息生成部120時，單位圖像信息生成部120根據(jù)原調(diào)整用圖像信息B生成調(diào)整用單位圖像信息B1～Bn。各投影機130將與調(diào)整用單位圖像信息B1～Bn對應的單位圖像投影到屏幕SCR上。因此，這時，多投影顯示器100處于調(diào)整前的階段，和上述一樣，投影的是圖6(i)所示的畸變的投影圖像(Ia0、Ib0、Ic0、Id0)。
其次，使用攝像裝置140的攝像元件142拍攝圖6(i)所示的調(diào)整用圖像的各投影圖像(Ia0、Ib0、Ic0、Id0)的指定區(qū)域。然后，光學修正裝置154根據(jù)該攝影結(jié)果進行各投影機箱體的位置和姿勢的光學的修正。在本發(fā)明中，也可以進行投影機130的投影透鏡24等的位置和姿勢的光學的修正，來取代投影機箱體的修正。
并且，將調(diào)整用圖像信息存儲部122的原調(diào)整用圖像信息B再次輸入單位圖像信息生成部120時，各投影機130將與根據(jù)原調(diào)整用圖像信息B而生成的調(diào)整用單位圖像信息B1～Bn對應的單位圖像投影到屏幕SCR上，這時，因為在多投影顯示器100中，根據(jù)上述前一攝影結(jié)果進行各投影機箱體的位置和姿勢的修正，所以，在屏幕SCR上投影的是圖6(ii)所示的畸變減輕的投影圖像(Ia1、Ib1、Ic1、Id1)。
其次，使用攝像裝置140的攝像元件142拍攝圖6(ii)所示的調(diào)整用圖像的各投影圖像(Ia1、Ib1、Ic1、Id1)。然后，單位圖像信息修正部150根據(jù)該攝影結(jié)果決定進行單位圖像信息的修正時使用的修正參量。并且，將決定的修正參量存儲到修正參量存儲部152中，然后，根據(jù)該修正參量從原圖像信息A生成多個單位圖像信息A1～An。
這樣，在來自圖像信號接收部160的原圖像信息A輸入單位圖像信息生成部120時，單位圖像信息生成部120根據(jù)原圖像信息A生成單位圖像信息，這時，該單位圖像信息利用修正參量進行修正，生成修正后的單位圖像信息A1～An。
因此，各投影機130將與修正過的單位圖像信息A1～An對應的單位圖像投影到屏幕SCR上。這時，由于前面投影型多投影顯示器100已進行了調(diào)整，所以，如圖6(iii)所示，來自各投影機130的投影圖像(Ia2、Ib2、Ic2、Id2)的位置高精度地一致。
另一方面，在該實施例的多投影顯示器100中，在各個投影機130中設(shè)置了圖4所示的半透過型遮光板25，可以利用該半透過型遮光板25通過進行光量調(diào)整而進行重疊部的亮度調(diào)整。另外，該半透過型遮光板25設(shè)置在比投影透鏡24更靠近投影機箱體的內(nèi)側(cè)，即，在本實施例中設(shè)置在十字分色棱鏡23的射出側(cè)。
此外，多投影顯示器100具有生成用于控制該半透過型遮光板25的移動的半透過型遮光板控制信息的半透過型遮光板控制部111、和根據(jù)該半透過型遮光板控制信息使半透過型遮光板25的半透過部26動作的半透過型遮光板動作部112。這樣，可以根據(jù)由4個投影機130投影的投影圖像的重疊部的形狀、大小、位置設(shè)定最佳的亮度調(diào)整范圍，從而可以使瓦接投影的投影圖像全體的亮度高精度地均勻化。
該半透過型遮光板25的可動控制可以通過用戶向半透過型遮光板控制部111發(fā)出指示而進行，但是，也可以根據(jù)由攝像裝置140通過拍攝投影圖像而得到的攝影圖像進行半透過型遮光板25的可動控制。這樣，通過根據(jù)攝影圖像進行半透過型遮光板25的可動控制，可以適當?shù)夭⑶易詣拥卦O(shè)定與重疊部的形狀、大小、位置對應的最佳的亮度調(diào)整范圍。
在利用該半透過型遮光板25進行亮度調(diào)整之后，也可以根據(jù)亮度調(diào)整的狀況利用作為圖像修正裝置的單位圖像信息修正部150的軟件處理進行亮度調(diào)整處理。
這是考慮到即使利用半透過型遮光板25進行了亮度調(diào)整，由于相鄰的投影機間的亮度的偏差等有時重疊部的亮度調(diào)整也不是最佳的。這時，除了利用半透過型遮光板25進行光量調(diào)整外，通過單位圖像信息修正部150進行亮度調(diào)整處理，可以實現(xiàn)更佳的亮度調(diào)整。
下面，說明利用該單位圖像信息修正部150進行的亮度修正處理的一例。這里，為了使說明簡單，說明進行由相鄰的2個投影機(設(shè)為PJa、PJb)發(fā)生的重疊部的亮度調(diào)整的情況。
首先，設(shè)相鄰的投影機PJa、PJb的投影圖像Ia1、Ib2(已進行了形狀修正后的投影圖像)以具有重疊部的狀態(tài)進行投影。這時，圖7(A)所示的投影機PJa的投影圖像Ia1和圖7(B)所示的投影機PJb的投影圖像Ib1在圖7(A)、(B)中相互重疊，其中各個投影圖像Ia1、Ib2上的虛線a1與實線b1、虛線a2與虛線b2、實線a3與虛線b3分別一致。
在這樣的投影圖像之間的重疊部，如圖7(C)、(D)所示，可以使用各投影機PJa、PJb的輸出值之和為1的函數(shù)進行修正，但是，各投影機PJa、PJb的輸出已進行了γ修正，所以，必須對其進行考慮。
圖8(A)是表示某一色的像素值與投影機的輸出值的關(guān)系的圖，例如，RGB的各色的像素值用8位表示時，各色的像素值就是0～255的值。由于在各投影機PJa、PJb中進行了γ修正，所以，像素值和輸出值的關(guān)系就是圖8(A)所示的那樣。因此，考慮γ修正時，為了使在重疊部各個投影機PJa、PJb的輸出值成為1，實際上必須使用圖8(B)、(C)的函數(shù)修正像素值。
圖9是表示屏幕上的亮度分布的圖。圖9(A)、(B)是2個投影機PJa、PJb的投影圖像，橫線c部分的亮度分布示于圖9(C)、(D)。如圖9(C)、(D)所示，從投影機PJa、PJb投影到屏幕上的畫面的亮度由于投影透鏡或光源的影響，中心的亮度高，隨著遠離中心而降低。
圖9(E)的實線所示的曲線是使2個投影機PJa、PJb的投影圖像具有重疊部進行瓦接投影時的屏幕橫線c上的亮度的設(shè)計值的例子。這樣，修正2個投影機PJa、PJb的輸出值，以在重疊部成為實線所示的曲線。
除了利用上述半透過型遮光板的亮度調(diào)整動作外，通過利用以上的單位圖像信息修正部150進行亮度調(diào)整處理，可以在重疊部實現(xiàn)更佳的亮度調(diào)整。
是否利用該單位圖像信息修正部150進行亮度調(diào)整處理，單位圖像信息修正部150可以根據(jù)例如由攝像裝置140拍攝投影圖像而得到的攝影圖像進行決定以進行上述的亮度調(diào)整處理。
這樣，除了利用半透過型遮光板25進行亮度修正外，通過利用單位圖像信息修正部150的軟件處理進行亮度調(diào)整，可以實現(xiàn)更佳的亮度調(diào)整，在以具有重疊部的狀態(tài)進行瓦接投影的投影圖像中可以使重疊部的亮度與除此以外的部分的亮度相同，從而可以進一步提高瓦接投影圖像的品質(zhì)。
上述圖7～圖9所示的例子是僅通過軟件處理的亮度調(diào)整的說明，但是，實際上要考慮半透過型遮光板25的半透過部26的透過率或設(shè)置在反射鏡16及18上的反射率變更部28的反射率以及設(shè)置在分色鏡15上的透過率變更部29的透過率等進行亮度調(diào)整處理。
本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以進行種種變形來實施。例如，在上述實施例中，半透過型遮光板25設(shè)置在十字分色棱鏡23的射出側(cè)，但是，設(shè)置半透過型遮光板25的位置可以變更。
圖10和圖11是表示其一例的圖，與在上述實施例的說明中使用的圖2對應，只是設(shè)置半透過型遮光板25的位置與圖2不同，所以，對于與圖2相同的部分標以相同的符號。
在圖10中，半透過型遮光板25分別設(shè)置在十字分色棱鏡23的入射側(cè)，即十字分色棱鏡23的液晶光閥21R、液晶光閥21G、液晶光閥21B的射出側(cè)。
另外，在圖11中，半透過型遮光板25分別設(shè)置在液晶光閥21R、液晶光閥21G、液晶光閥21B的入射側(cè)。
圖10和圖11所示的半透過型遮光板25也與圖2一樣，用灰色表示的部分是半透過部26，空白部分是全透過部27，通過將這樣的半透過型遮光板25如圖10和圖11那樣配置，可以進行與圖2相同的部位的亮度調(diào)整。
這樣，在具有圖10和圖11所示的投影機130的多投影顯示器100中，也和上述實施例一樣，可以適當?shù)卣{(diào)整由4個投影機130以在屏幕SCR上具有重疊部的狀態(tài)進行瓦接投影時的重疊部的亮度。
另外，如圖10或圖11所示，通過將半透過型遮光板25對各色成分分散地設(shè)置，可以減小施加到各個半透過型遮光板25上的熱。在圖10和圖11中，也可以如前所述的那樣進而由單位圖像信息修正部150的軟件處理進行亮度調(diào)整處理。
另外，如圖12或圖13所示，通過設(shè)置改變反射板16、18或分色鏡15的一部分的反射率或透過率的部分，也可以獲得與將半透過型遮光板25設(shè)置在圖2、圖10、圖11所示的位置時相同的效果。
圖12是在用于使藍色光入射到液晶光閥21B上的反射板16和用于使紅色光入射到液晶光閥21R上的反射板18的一部分分別設(shè)置反射率變更部28而作為綠色光用的和圖11一樣在綠色光用的液晶光閥21G的入射側(cè)設(shè)置半透過型遮光板25的例子。
這樣，藍色光和紅色光分別在由對應的反射板16和反射板18上設(shè)置的反射率變更部28將入射到該部分的光的一部分進行光量調(diào)整(減光)之后、分別入射到液晶光閥21B和液晶光閥21R上。另外，綠色光和圖11一樣，在由半透過型遮光板25將通過該半透過部26的光減光之后入射到液晶光閥21G上。這樣，圖12的情況也可以進行和圖2相同的部位的亮度調(diào)整。
另外，圖13是在用于使藍色光入射到液晶光閥21B上的反射板16的一部分設(shè)置反射率變更部28并且在反射綠色光而通過紅色光的分色鏡15的一部分設(shè)置透過率變更部29的例子。
在圖13的情況下，藍色光和圖2一樣在由設(shè)置在反射板16上的反射率變更部28將入射到該部分的光的一部分減光之后入射到液晶光閥21B上。另外，綠色光在由設(shè)置在分色鏡15上的透過率變更部29減光之后反射，入射到液晶光閥21G上。另外，紅色光在由設(shè)置在分色鏡15上的透過率變更部29減光并透過該分色鏡15之后經(jīng)過反射板17、聚光透鏡20、反射板18的路徑入射到液晶光閥21R上。這樣，圖13的情況也可以進行和圖2相同的部位的亮度調(diào)整。
另外，到此為止說明的光量調(diào)整裝置(設(shè)置在半透過型遮光板25、反射鏡16、18上的反射率變更部28、設(shè)置在分色鏡15上的透過率變更部29等)，其透過率或反射率可以隨投影圖像上的位置而變化。例如，以半透過型遮光板25為例，半透過部26的輸出光隨投影圖像上的位置而如圖7(C)、(D)的a1～a3和b1～b3所示變化，可以具有按曲線變化的透過率，另外，也能以輸出光隨投影圖像上的位置而從100％～0％直線變化的方式使透過率具有梯度，這在圖中未示出。
通過使用這樣的光量調(diào)整裝置，除了可以消除「黑浮層」外，可以不使用軟件處理進行投影圖像之間的重疊部的亮度調(diào)整。利用軟件處理的亮度調(diào)整，當然可以使用攝像裝置140的攝像圖像信息作為微調(diào)而進行。
另外，作為本發(fā)明的光量調(diào)整裝置，也可以使用可以使重疊部的透過率變化的像素差(大)的液晶光閥或可以進行一部分透過率的控制的電致彩色發(fā)光玻璃等。并且，使用這樣的液晶光閥或電致彩色發(fā)光玻璃等時，根據(jù)攝像裝置140的攝像圖像調(diào)整其透過率，使在重疊部成為圖7(C)、(D)的a1～a3和b1～b3所示的輸出光。
在到此為止的說明中，投影機是使用燈作為光源的例子，但是，也可以應用于使用固體光源的投影機。
圖14和圖15是作為固體光源使用紅色LED30R、綠色LED30G、藍色LED30B時的投影機130的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖14和圖2一樣，是半透過型遮光板25設(shè)置在十字分色棱鏡23的射出側(cè)的例子，圖15和圖10一樣，是半透過型遮光板25設(shè)置在十字分色棱鏡23的入射側(cè)、即十字分色棱鏡23的液晶光閥21R、21G、21B的射出側(cè)的例子。
如圖14和圖15所示，在作為光源使用固體光源的投影機130中，通過將半透過型遮光板25設(shè)置在比投影透鏡24更靠近投影機箱體的內(nèi)側(cè)的指定位置，也可以得到與上述實施例說明的相同的效果。
另外，在到此為止的說明中，本發(fā)明的多投影顯示器100是作為前面投影型多投影顯示器進行說明的，但是，本發(fā)明的多投影顯示器100也可以是圖16所示的背面投影型多投影顯示器200。
圖16所示的背面投影型多投影顯示器200是由反射板104反射配置在其箱體102內(nèi)的4個投影機130(在圖16中僅表示出了2個)的投影圖像而投影到透過型屏幕SCR上的背面投影型多投影顯示器，在該背面投影型多投影顯示器200中，在箱體102上設(shè)置可以拍攝屏幕SCR的攝像元件142，并且設(shè)置了可以進行各投影機箱體的位置和姿勢的光學修正的光學修正裝置154。
在該背面投影型多投影顯示器200中使用的投影機130可以使用與上述實施例中使用的相同的結(jié)構(gòu)，所以，省略其說明。
另外，在上述實施例中，將4臺投影機130采用2臺×2臺的排列，但是，本發(fā)明不限于這樣的排列。例如，也可以使用9臺投影機130，采用3臺×3臺的排列，利用該9臺投影機130進行瓦接投影。
這時，準備如圖17所示的半透過型遮光板25，以可以與相鄰的投影機130的投影圖像的重疊部對應，通過將與各個投影機130的排列位置對應的半透過型遮光板25在各個投影機130中如在上述實施例中說明的那樣設(shè)置，可以得到和在上述實施例中說明的相同的效果。這時，由圖17可知，設(shè)置在各個投影機130中的半透過型遮光板25的半透過部的形狀根據(jù)投影機130的配置位置采用L形、コ字形、口字形。
這時，當然在各個投影機130中也可以不是設(shè)置半透過型遮光板，而是例如如用圖12、圖13說明的那樣在反射板16、18上設(shè)置反射率變更部28，在分色鏡15上設(shè)置透過率變更部29。
另外，在上述實施例中，作為電光調(diào)制裝置，使用了液晶光閥來進行說明，但是，本發(fā)明不限于此，也可以例如使用作為光開關(guān)元件的動態(tài)鏡器件等。
另外，在上述實施例的說明中使用的圖5中，控制部110、半透過型遮光板動作部112、修正參量存儲部152等與投影機130分體設(shè)置，但是，也可以將這些結(jié)構(gòu)要素組裝到投影機130中。
這時，可以是進行瓦接投影的所有的投影機130具有這些結(jié)構(gòu)要素而其中的1臺具有上述實施例說明的功能的形式，但是，也可以是進行瓦接投影的多個投影機130中的僅某一臺具有這些結(jié)構(gòu)要素而該投影機起主機的作用，從而具有上述實施例說明的功能的形式。此外，也可以使進行瓦接投影的多個投影機130中的1臺投影機具有圖像信號接收部160或調(diào)整用圖像信息存儲部122等。
權(quán)利要求
1.一種多投影顯示器，是在來自投影多個單位圖像的多個投影機的投影圖像的一部分具有重疊部的狀態(tài)下能夠進行瓦接投影的多投影顯示器，其特征在于在上述多個投影機的每一個中，在比該投影機的投影透鏡更靠近投影機箱體的內(nèi)側(cè)設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)上述重疊部的光量的光量調(diào)整裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的多投影顯示器，其特征在于上述光量調(diào)整裝置被設(shè)置在十字分色棱鏡的射出側(cè)。
3.按權(quán)利要求1所述的多投影顯示器，其特征在于上述光量調(diào)整裝置被設(shè)置在與各光成分對應的電光調(diào)制裝置的入射側(cè)或射出側(cè)。
4.按權(quán)利要求1～3中的任意一項所述的多投影顯示器，其特征在于上述光量調(diào)整裝置由具有半透過部的半透過型遮光板構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求3所述的多投影顯示器，其特征在于在用于使來自光源的光入射到上述電光調(diào)制裝置上的反射板的一部分設(shè)置能夠調(diào)整該反射板的反射率的反射率變更部，將該反射率變更部作為上述光量調(diào)整裝置使用。
6.按權(quán)利要求3所述的多投影顯示器，其特征在于在分色鏡的一部分設(shè)置能夠調(diào)整該分色鏡的透過率的透過率變更部，將該透過率變更部作為上述光量調(diào)整裝置使用。
7.按權(quán)利要求1～6中的任意一項所述的多投影顯示器，其特征在于設(shè)置有能夠拍攝投影圖像的攝像裝置。
8.按權(quán)利要求1～7中的任意一項所述的多投影顯示器，其特征在于上述光量調(diào)整裝置能夠進行與上述重疊部的狀態(tài)相對應的光量調(diào)整范圍的設(shè)定。
9.按權(quán)利要求8所述的多投影顯示器，其特征在于所述光量調(diào)整范圍的設(shè)定根據(jù)由上述攝像裝置得到的攝像圖像而進行。
10.按權(quán)利要求1～9中的任意一項所述的多投影顯示器，其特征在于上述光量調(diào)整裝置的透過率或反射率與投影圖像上的位置相對應地變化。
11.按權(quán)利要求1～10中的任意一項所述的多投影顯示器，其特征在于設(shè)置有能夠通過軟件處理進行亮度調(diào)整處理的圖像修正裝置，除了利用上述光量調(diào)整裝置進行光量調(diào)整外，也利用該圖像修正裝置進行亮度調(diào)整處理。
12.按權(quán)利要求11所述的多投影顯示器，其特征在于利用上述圖像修正裝置進行的亮度調(diào)整處理根據(jù)由上述攝像裝置得到的攝像圖像進行。
13.一種投影機，是在來自投影多個單位圖像的多個投影機的投影圖像中相鄰的投影圖像的一部分具有重疊部的狀態(tài)下能夠進行瓦接投影的多投影顯示器使用的投影機，其特征在于在比投影透鏡更靠近投影機箱體的內(nèi)側(cè)設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)上述重疊部的光量的光量調(diào)整裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多投影顯示器和投影機，以實現(xiàn)在多個投影機的投影圖像的一部分具有重疊部的狀態(tài)進行瓦接投影時的亮度的均勻化。在比投影透鏡(24)更靠近投影機箱體的內(nèi)側(cè)例如十字分色棱鏡(23)的射出側(cè)設(shè)置可以調(diào)節(jié)上述重疊部的光量的半透過型遮光板(25)。另外，該半透過型遮光板(25)可以與重疊部的形狀、大小、位置等對應地移動。
文檔編號G02F1/1335GK1655599SQ20051000770
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月12日
發(fā)明者宮沢康永 申請人:精工愛普生株式會社