JPH06308635A

JPH06308635A - 多面マルチリアプロジェクタ、それに用いるリアプロジェクタ、及びフレネルレンズ

Info

Publication number: JPH06308635A
Application number: JP9904793A
Authority: JP
Inventors: Kozo Sato; 剛三佐藤; Fumio Inoue; 文夫井上; Nobuaki Kabuto; 展明甲; Toshimitsu Watanabe; 敏光渡邊
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】各プロジェクタ画面の境界部の輝度段差を少
なくすることができ、しかも、その輝度段差が観視角度
によって大きく変化することのない多面マルチリアプロ
ジェクタを提供する。【構成】各投写光学系１、２に対応した透過形スクリ
ーン３、４はサーキュラーフレネルレンズ５、６とブラ
ックマトリクス付きレンチキュラースクリーン７、８と
で構成される。サーキュラーフレネルレンズ５、６は接
合している境界部５−１、６−１の断面形状が鋸歯形状
でなく、三角プリズム形状となっている。この三角プリ
ズム形状により、対応する投写光学系からの入射光線の
ほか、隣接する投写光学系からの入射光線も、同様な方
向に出射させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投写光学系を上下、左
右に複数個並べて、さらに大きな画像を映し出すことが
可能な多面マルチリアプロジェクタに関し、特に、各投
写光学系による投写画像相互間のつなぎ目部分を分かり
にくくして、高画質化を図り得る多面マルチリアプロジ
ェクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多面マルチリアプロジェクタは複数個の
投写光学系を上下、左右に並べ、各投写光学系からの投
写画像を対応する透過形スクリーンに映出することによ
り、マルチ大画面を得るものである。このとき、各投写
光学系による投写画像相互間に無表示部があったり、投
写画像相互間で輝度段差が大きくなったりした場合に
は、画質の悪い大画面となり、さらには一つの大画面と
見做しえなくなってしまう。

【０００３】上記問題点を解決する従来技術として、例
えば、実開昭６２−６７３３号公報に記載されるものが
あった。この技術は２組以上の投写光学系から対応する
各透過形スクリーンに画像光を投写する方式において、
相互に隣接する透過形スクリーンの境界部に、スクリー
ン枠を設ける代わりに光の透過量を略半減する光学部材
を設ける構成である。この構成において、各投写光学系
から各投写光学系に対応した透過形スクリーンにだけで
はなく、隣接する透過形スクリーンの周辺部にも投写光
を投写する周辺部オーバーラップ投写方式とし、各透過
形スクリーンに投写される画像相互間のつなぎ目部分を
分からなくしようとしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、相
互に隣接する透過形スクリーンの境界部にスクリーン枠
を設けず、しかも、相互に隣接する透過形スクリーンに
投写される各画像は透過形スクリーンの境界部でオーバ
ーラップするので、投写される画像相互間に無表示部が
なくなり、投写される画像相互間で輝度段差も小さくな
る。

【０００５】しかし、隣接する２つの投写光学系から透
過形スクリーンの周辺部へ投写する投写光角度が大きく
異なるから、投写光がオーバーラップしている部分とオ
ーバーラップしていない部分とで輝度段差を生ずるとい
う問題があった。また、そのような輝度段差は観視角度
によって大きく変化する。

【０００６】また、投写画像の一部をオーバーラップさ
せた場合、そのオーバーラップ部分の相互の画素合わ
せ、即ち、画像の位置合わせ及びＲ（赤）、Ｇ（緑）、
Ｂ（青）（Ｒ，Ｇ，Ｂの三管投写の場合）の画像の位置
合わせ（以下、コンバーゼンスという）が非常に重要で
ある。もし、オーバーラップ部分の相互の画素、即ち、
画像の位置及びコンバーゼンスが大きくずれたら、その
部分の解像度は低下してしまう。しかし、上記従来技術
では、そのような画素合わせについては何ら開示されて
いなかった。

【０００７】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、オーバーラップしている部分とオーバーラ
ップしていない部分との輝度段差を少なくすることがで
き、しかも、その輝度段差が観視角度によって大きく変
化することのない多面マルチリアプロジェクタを提供す
ることにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、相互に隣接す
る投写画像の位置及びコンバーゼンスを合わせることの
できる多面マルチリアプロジェクタを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、２組以上の投写光学系を上下方向、または左右方
向、または上下、左右方向に配置し、それぞれの投写光
学系からの投写光をフレネルレンズと光拡散板からなる
透過形スクリーンに拡大投写する方式の多面マルチリア
プロジェクタにおいて、各投写光学系に対応したそれぞ
れのフレネルレンズの周辺部の断面形状が三角プリズム
形状になるようにし、その三角プリズム形状の部分に隣
接する投写光学系からの投写光が入射する構成とした。
または、多面マルチリアプロジェクタのそれぞれの透過
形スクリーンと投写光学系との間に投写光の広がり角度
を補正する補正レンズを設ける構成とした。

【００１０】各投写光学系からの投写画像位置、さらに
は画素位置を常に精度良く制御し、合わせる手段とし
て、各投写光学系とそれに対応した透過形スクリーンと
の間の投写光路中の特定位置に光検出素子、または光検
出線を配置した。

【００１１】また、各投写光学系に対応した各投写光路
相互間にオーバースキャンカット板を配置した多面マル
チリアプロジェクタにおいては、オーバースキャンカッ
ト板の面上、または近傍に光検出素子、または光検出線
を配置した。

【００１２】さらに、光検出素子、光検出線により検出
した光信号を電気信号に変換する信号変換手段と、透過
形スクリーンにそれぞれ表示される各画像の状態を、信
号変換手段により変換して得られた電気信号に基づいて
制御する制御手段と、を設けた。

【００１３】

【作用】多面マルチリアプロジェクタの各投写光学系に
対応したフレネルレンズの周辺部を断面が三角プリズム
形状になるようにし、その周辺部に、対応した投写光学
系からの投写光のほかに、隣接する投写光学系からの投
写光も入射させた場合、それら２種類の入射光のスクリ
ーンからの出射方向をほぼ等しくすることができる。そ
の結果、その２種類のスクリーン出射光線は区別できな
い。よって、オーバーラップしている部分とオーバーラ
ップしていない部分との輝度段差が観視角度によって大
きく変化するということはない。

【００１４】また、三角プリズム形状の部分において、
入射面によっては一部の光線が全反射を起し、無効にな
る光線もあり、それらはオーバーラップする光線の約半
分程度あると考えられるため、オーバーラップしている
部分とオーバーラップしていない部分とで輝度段差を生
ずることも少ない。

【００１５】また、各投写光学系とそれに対応した透過
形スクリーンの間に投写光の広がり角度を補正する補正
レンズを設けることにより、相隣合う投写光学系からの
投写光の透過形スクリーンへの入射角度を平行に近い、
緩い広がりの入射角度とすることができる。その結果、
透過形スクリーンからの出射光角度も平行に近い角度と
なり、それら投写光線を各スクリーンの周辺部でオーバ
ーラップさせることにより、上記したと同様の効果を得
ることができる。

【００１６】また、各投写光学系とそれに対応した透過
形スクリーンとの間の投写光路途中に、また、オーバー
スキャンカット板の面上または近傍に、光検出素子また
は光検出線を配置し、さらに、それらにより検出した光
信号を電気信号に変換する信号変換手段と、透過形スク
リーンにそれぞれ表示される各画像の状態を、信号変換
手段により変換して得られた電気信号に基づいて制御す
る制御手段と、設けた場合は、相互に隣接する投写画像
の位置及びコンバーゼンスを合わせることができる。そ
の様に位置及びコンバーゼンスを合わせることは静止画
投写時のみならず動画投写時においても可能であり、例
えば、投写画像の一部がオーバーラップしている場合で
も、そのオーバーラップ部分を常に色ずれのない、良好
な解像度の画像とすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１８】図１は本発明の第１の実施例としての多面
マルチリアプロジェクタの要部を模式的に示した断面図
である。本実施例では、各投写光学系１、２に対応した
透過形スクリーン３、４を、両者とも、サーキュラーフ
レネルレンズ５、６とブラックマトリクス付きレンチキ
ュラースクリーン７、８とで構成している。そして、サ
ーキュラーフレネルレンズ５、６が接合している境界部
５−１、６−１の断面形状を鋸歯形状でなく、三角プリ
ズム形状としている。

【００１９】この様な構成において、２つの投写光学系
１、２からの投写光９、１０をそれぞれの投写光学系
１、２に対応したサーキュラーフレネルレンズ５、６の
みに入射させるのではなく、サーキュラーフレネルレン
ズ５、６の境界部５−１、６−１の三角プリズム形状部
においては、各投写光学系１、２からの投写光９、１０
の周辺光を相互に入射させている。

【００２０】図２は図１のサーキュラーフレネルレンズ
５、６の境界部５−１、６−１を拡大して示した断面図
である。境界部５−１、６−１の断面形状を三角プリズ
ム形状とすることにより、それぞれの投写光学系１、２
から三角プリズム形状部へ入射する光線９−１、９−
２、１０−１、１０−２のほかに、相互に隣接する投写
光学系からの入射光線９−３、１０−３も、光線９−
１、９−２、１０−１、１０−２と同様な方向に出射さ
せることができる。

【００２１】そして、図１に示すように、透過形スクリ
ーン３、４の境界部３−１、４−１からの出射光１１
は、投写光学系１、２からの投写光９、１０の混合光と
なる。また、三角プリズム形状部以外の部分に隣接する
投写光学系からの投写光が入射した場合は、その光線は
透過形スクリーンの前方に出射しないばかりか、画像コ
ントラストの劣化を来すこともあるため、三角プリズム
形状部以外の部分への隣接する投写光学系からの投写光
の入射を防げなければならない。その手段としては、図
１に示すように、隣合う投写光路間の適切な位置にオー
バースキャンカット板１２を配置することのほか、投写
光学系１、２においてブランキング回路（図示せず）を
正確に動作させることなどが挙げられる。

【００２２】また、境界部５−１、６−１において、投
写光学系１、２からの投写光９、１０をオーバーラップ
させることにより、オーバーラップしている部分の明る
さがオーバーラップしていない部分の明るさより明るく
なり、オーバーラップしている部分とオーバーラップし
ていない部分とで輝度段差を生ずることが懸念される。
しかしながら、本実施例によれば、入射面によっては光
線９−４、１０−４のように全反射を起し、無効になる
光線もあり、それらはオーバーラップする光線の約半分
程度あると考えられるため、オーバーラップしている部
分とオーバーラップしていない部分とで輝度段差を生ず
ることは少ない。また、ブラウン管駆動回路（図示せ
ず）による適切な輝度制御を併せて行えば、輝度変化が
滑らかになり、輝度段差を十分除去することができる。

【００２３】また、上記した如く、相互に隣接する投写
光学系からの入射光線９−３、１０−３も、光線９−
１、９−２、１０−１、１０−２と同様な方向、即ち、
スクリーン面に対し垂直な方向に出射させることができ
るため、オーバーラップしている部分とオーバーラップ
していない部分との輝度段差が観視角度によって大きく
変化するということもない。

【００２４】また、光線９−４、１０−４については、
サーキュラーフレネルレンズ５、６の前方に設けたレン
チキュラースクリーン７、８のブラックマトリクス２１
により吸収されるか、または、全く視野外に向かうた
め、それによる悪影響はない。

【００２５】また、投写画像の位置合わせを両投写光学
系１、２により併せて行うことにより、一つの連続した
画像を得ることができる。

【００２６】なお、図２において、断面が三角プリズム
形状部分のピッチをフレネルピッチの約２倍としたが、
それを等倍または他の比率としてもよい。

【００２７】図３は本発明の第２の実施例としての多面
マルチリアプロジェクタの要部を模式的に示した断面図
である。本実施例では、透過形スクリーン１３、１４
を、クロスレンチキュラースクリーン１７、１８とブラ
ックマトリクス付きレンチキュラースクリーン７、８の
２枚構成としている。そして、この構成に、さらに、投
写光学系１、２とそれに対応した透過形スクリーン１
３、１４との間の投写光路途中に、投写光の広がり角を
補正する補正レンズ１５、１６を配置している。

【００２８】この様な構成において、広がり角度の大き
い光線９−５、１０−５が補正レンズ１５、１６の周辺
部に入射されると、その光線９−５、１０−５は補正レ
ンズ１５、１６の集光作用により補正されて、相互に隣
接する透過形スクリーン１３、１４の周辺部１３−１、
１４−１に垂直に近い角度で入射され、その周辺部１３
−１、１４−１からの出射光１９、２０はオーバーラッ
プする。

【００２９】この場合、出射光１９、２０の出射方向を
全く同じ方向とすることは困難であるが、平行出射に近
い方向とすることにより、前述の第１の実施例とほぼ同
様の効果が期待でき、投写画像のつなぎ目がほとんど気
にならない程度とすることができる。

【００３０】なお、図３において、透過形スクリーン１
３、１４を、クロスレンチキュラースクリーン１７、１
８とブラックマトリクス付きレンチキュラースクリーン
７、８の２枚構成としたが、この構成に限る必要はな
い。例えば、サーキュラーフレネルレンズとブラックマ
トリクス付きレンチキュラースクリーンの組合せ、もし
くは、サーキュラーフレネルレンズと光拡散材入り光拡
散板、偏光板付き光拡散板などの組合せ、またはサーキ
ュラーフレネルレンズとではなく、リニアフレネルレン
ズとの組合せなどいろいろな構成が考えられる。どのよ
うな構成とするかについては、リアプロジェクタの構
成、使用環境等を考慮して使い分ければよい。

【００３１】また、オーバースキャンカット板１２を補
正レンズ１５、１６の境界部に設けるか、または、投写
光学系１、２においてブランキング回路（図示せず）を
正確に動作させることにより、前述の第１の実施例と同
様に、オーバーラップする部分の範囲を規制することが
できる。また、ブラウン管駆動回路（図示せず）による
適切な輝度制御を併せて行うことにより、前述の第１の
実施例と同様に、輝度変化が滑らかになり、オーバーラ
ップしている部分とオーバーラップしていない部分とで
生じる輝度段差を十分除去することができる。

【００３２】図４は本発明の第３の実施例としての多面
マルチリアプロジェクタを模式的に示した構成図であ
る。本実施例は、投写画像の一部をオーバーラップさせ
た場合、そのオーバーラップ部分において、位置ずれ及
びコンバーゼンスずれのない画像を常時得ることができ
るようにした実施例である。即ち、本実施例では、透過
形スクリーンの境界部においてオーバーラップしている
画像を精度良く重ね合わすことができ、しかも、透過形
スクリーンの中央部におけるオーバーラップしてない画
像の位置等を一定位置に保つことができる。

【００３３】本実施例では、この様な効果を奏するべ
く、図４に示すように、透過形スクリーン２５、２６の
背面の投写光入射側に、透過形スクリーン２５、２６に
近接させて、光検出線２７を複数本配置し、各々、光セ
ンサ９５に接続している。光検出線２７は表面のいずれ
の部分からも光が入射できるタイプの検出線である。複
数の光センサ９５は、端子９７を介してアナログ／デジ
タル（以下、Ａ／Ｄという）変換器２８に接続され、Ａ
／Ｄ変換器２８はＣＰＵ２９に、ＣＰＵ２９はデジタル
／アナログ（以下、Ｄ／Ａという）変換器３１に、それ
ぞれ接続され、Ｄ／Ａ変換器３１はコンバーゼンスヨー
ク（以下、ＣＹという）電流出力回路３２を介してＣＹ
１１１、１１２に接続されている。また、ＣＰＵ２９に
はメモリ３０が接続されている。

【００３４】この構成において、画像の水平方向の位置
ずれ、コンバーゼンスずれを補正する方法について説明
する。

【００３５】まず、投写光学系１、２から透過形スクリ
ーン２５、２６上へある特定の画像を投写し、画像の位
置ずれがなく、且つ、コンバーゼンスずれがない状態に
合わせる。この時、投写光の極一部は透過形スクリーン
２５、２６に入射する前に光検出線２７に入射し、光信
号として検出される。この光検出線２７により検出され
た光信号を光センサ９５により電気信号に変換し、その
電気信号をＡ／Ｄ変換器２８によりアナログ信号からデ
ジタル信号に変換し、その信号を検出信号としてＣＰＵ
２９を介してメモリ３０に記憶する。

【００３６】この後、通常の画像投写として、いろいろ
な画像を投写した場合、ＣＰＵ２９で演算することによ
って、光検出線２７により検出された検出信号のタイミ
ングを逐一、メモリ３０に記憶されている検出信号のタ
イミングと比較して、Ｄ／Ａ変換器３１を介してＣＹ電
流出力回路３２を制御する。

【００３７】ここで、図５は図４のＣＰＵ２９に入力さ
れる検出信号を画像の位置ずれ等がない場合とある場合
とで比較して示した波形図である。また、図５におい
て、縦軸は信号強度、横軸は時間である。３５は透過形
スクリーンの境界部における画像のオーバーラップが位
置ずれやコンバーゼンスずれを起こすことなく正確に行
われた場合の信号の波形を示し、３６は画像の位置ずれ
やコンバーゼンスずれを起こしている場合の信号の波形
を示している。

【００３８】両信号３５、３６を検出する光検出線２７
の位置は固定であるから、信号検出のタイミング（時
間）のずれＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５は画像表示位
置のずれに相当する。これらタイミングずれＳ１、Ｓ
２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５を基にＣＹ電流補正を行ない、画
像の位置及びコンバーゼンスの調整を行う。

【００３９】なお、画像のコンバーゼンスを常に合わせ
るためには、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの色光を検出するため
の手段が必要である。それには、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに
対応した光検出線、光センサがあればよい。または、構
成を簡略化して、光検出線をＲ光、Ｇ光、Ｂ光用共通と
し、光センサをＲ光、Ｇ光、Ｂ光用の三種類設けるよう
にしてもよい。

【００４０】また、図６は図４に示す光検出線と透過形
スクリーンとの間の間隔及び光検出線の直径を説明する
ための説明図である。

【００４１】図６に示す光検出線２７と透過形スクリー
ン２５、２６との間隔ｄ１は、光検出線２７の影が透過
形スクリーン２５、２６に映らない程度の間隔が必要で
ある。通常、光検出線２７の直径ｄ２が太いときは影と
して映り易く、細いときは映りにくい。そこで、光検出
線の直径ｄ２として、強度、光検出能力の点において許
せるかぎり、細く、また、透明に近いものを使用する。
よって、間隔ｄ１の目安としては、光検出線２７に直径
ｄ２＝０．５mm程度の透明アクリル線を使った場合、約
２０mm以上、おおよそ、ｄ１／ｄ２≧４０程度に設定す
ればよい。

【００４２】本実施例によれば、以上の構成及び方法に
より、常に、ＣＹ電流の補正が可能となり、画像が正規
な状態から水平方向にずれた場合、あるいはコンバーゼ
ンスが水平方向にずれた場合でも、画像各部の位置の補
正、コンバーゼンスの補正をほぼリアルタイムで行うこ
とができる。従って、両投写光学系１、２からの投写光
のオーバーラップした部分の画素、即ち、画像の位置及
びコンバーゼンスを合わせることができる。

【００４３】図７は前述の第３の実施例の変形例として
多面マルチリアプロジェクタにおける画像位置等を調整
するシステムの要部を示すブロック図である。前述の第
三の実施例では、ＣＹ電流を補正することにより画像の
位置及びコンバーゼンスの調整を行う例を説明したが、
この変形例では、画像メモリに画像を一旦書き込み、読
み出す際に、読み出す位置を制御して、画像の位置及び
コンバーゼンスの調整を行うものである。

【００４４】図７において、９８はＡ／Ｄ変換器、９９
は画像メモリ、１００はＣＰＵ、１０１はＤ／Ａ変換器
である。この変形例における構成上の最大の特徴は、画
像メモリ９９にデュアルポートメモリを使用しているこ
とにある。

【００４５】この様な画像メモリ９９に、Ａ／Ｄ変換器
９８を介して入力される映像信号を書き込み、光検出線
２７により検出した検出信号に基づいて、ＣＰＵ１００
により画像メモリ９９を制御し、書き込まれた映像信号
を読み出して、Ｄ／Ａ変換器１０１を介して出力する。
その結果、前述の第３の実施例と同様に、両投写光学系
１、２からの投写光のオーバーラップした部分の画素、
即ち、画像の位置及びコンバーゼンスを合わせることが
できる。

【００４６】図８は前述の第３の実施例の変形例として
多面マルチリアプロジェクタにおける光検出線を透過形
スクリーンの背面に配置する場合の他の配置例を示す模
式図である。

【００４７】この変形例では、透過形スクリーンの背面
において、垂直、水平方向に光検出線を配置した構成と
なっている。即ち、図８において、透過形スクリーン２
５の背面の境界部４２、４３に光検出線４６、４７を垂
直方向に、また、上端部または下端部に光検出線４４、
４５を水平方向に、それぞれ、透過形スクリーン２５、
２６から僅かに離して配置している。

【００４８】そして、光検出線４４、４５の接続部４
８、４９は、図４に示したように光センサ９５等を経由
してＣＰＵ２９に接続されている。なお、オーバースキ
ャン光５０、５１はオーバースキャンカット板１２で遮
蔽するか、または、ブランキング回路（図示せず）によ
りカットすることができる。

【００４９】この様に、光検出線４４、４５、４６、４
７を透過形スクリーン２５、２６の周辺部に垂直、水平
の両方向に配置することにより、水平方向の画像の位置
ずれ、コンバーゼンスずれだけでなく、垂直方向の画像
の位置ずれ、コンバーゼンスずれをもなくすことがで
き、投写光学系１、２からの投写画像のうち、透過形ス
クリーン２５、２６の境界部４２、４３においてオーバ
ーラップしている画像を常に精度良く重ね合わせること
が可能となる。

【００５０】図９、図１０、図１１、及び図１２は何れ
も前述の第３の実施例の変形例として多面マルチリアプ
ロジェクタにおける各透過形スクリーンの背面に配置す
る光検出線の別の配置例を示す模式図である。

【００５１】即ち、図９に示す変形例は複数個の光入射
口６１を設けた光検出線６０を、透過形スクリーン５５
の背面において垂直に配置した構成となっている。ま
た、図１０に示す変形例は先端のみに光入射口６１を設
けた長さの異なる光検出線６２を複数本束にして、透過
形スクリーン５５の背面において垂直に配置した構成と
なっている。

【００５２】また、図１１に示す変形例は複数個の光入
射口６１を設けた光検出線６３を、透過形スクリーン５
５の背面においてたすき掛けに配置した構成となってい
る。さらにまた、図１２に示す変形例は複数個の光入射
口６１を設けた光検出線６４を、透過形スクリーン５５
の背面における周辺部に配置した構成となっている。

【００５３】図９〜図１２における光検出線６０、６
２、６３、６４は特定の位置に光入射口６１を設けてい
るので、画像の垂直方向、水平方向の両方向の位置ず
れ、コンバーゼンスずれの補正に役立つ。

【００５４】図９〜図１２において、光検出線の４つの
配置例を示したが、この他に図９〜図１２の複合タイプ
でもよく、また、透過形スクリーン５５の上に影として
映らなければ、光検出線ではなく、光検出素子を配置し
た構成としてもよい。

【００５５】図１３は前述の第３の実施例の変形例とし
て多面マルチリアプロジェクタにおける光検出線をオー
バースキャンカット板に配置する場合の一配置例を示す
断面図である。

【００５６】この変形例では、リアプロジェクタを４台
用いており、即ち、透過形スクリーンは２５、２６のほ
かに、更に２枚追加されていて、４枚となっている。そ
して、その４枚の透過形スクリーンの各境界部から少し
離れた位置にオーバースキャンカット板１２、１２'を
それぞれ配置しており、更に、それらオーバースキャン
カット板１２、１２'の面上、またはその付近に、光検
出線４４、４５、４６、４７を配置した構成となってい
る。この構成において、光検出線４４、４５、４６、４
７はオーバースキャン光５０、５１による光信号を検出
する。

【００５７】オーバースキャン光５０、５１は透過形ス
クリーン２５、２６には投写されないから、オーバース
キャン光５０、５１に常にコンバーゼンス合わせ用のパ
ターン画像を出しておくことができる。そこで、常にそ
のパターン画像を光検出線４４、４５、４６、４７で検
出及びウオッチングし、画面サイズの変化などに即座に
対応して、前述の補正機能を働かせることにより、投写
光学系１、２等からの投写画像のうち、透過形スクリー
ン２５、２６の境界部４２、４３等においてオーバーラ
ップしている画像を常に精度良く重ね合わせることが可
能となる。

【００５８】また、この変形例では、光検出線４４、４
５、４６、４７は、オーバースキャンカット板１２、１
２'の面上、またはその付近に配置されるので、透明体
で無くてもよく、また、太線でもよく、さらには透過形
スクリーン２５、２６の上に影を生じなければ、線状で
なく、任意形状でよい。また、フォトダイオードをアレ
イ状に配置してもよい。

【００５９】図１４は前述の第３の実施例の変形例とし
て多面マルチリアプロジェクタにおける光検出線をミラ
ーに配置する場合の一配置例を示す断面図である。

【００６０】この変形例が図８〜図１３に示した変形例
と大きく違うところは、各リアプロジェクタがミラー７
０、７１により投写光路を折り返しているところと、光
検出線６５をミラー７０、７１の表面に配置していると
ころである。

【００６１】この構成では、光検出線６５を定位置に、
堅固に固定しやすい。しかし、ミラー７０、７１の面
は、焦点位置であるスクリーン２５、２６の位置から離
れているため、投写される光線のビーム径はブロードで
ある。そこで、光検出線６５、及び光検出線６５に接続
する光センサ（図示せず）としては、ブロードな光ビー
ムの重心、乃至中心を検出できるものが必要である。こ
のようなときは、光信号検出回路（図示せず）にブロー
ドな光ビームの重心、乃至中心を検出する回路を設ける
とよい。

【００６２】なお、オーバースキャン光９０、９１、９
２、９３が入射する面７０−１、７０−２、７１−１、
７１−２を光非反射面としておけば、図１３に示した変
形例と同様に、オーバースキャン光９０、９１、９２、
９３に常にコンバーゼンス合わせ用のパターン画像を出
しておくことができる。

【００６３】この様な構成によっても、投写光学系１、
２からの投写画像のうち、透過形スクリーン２５、２６
の境界部４２、４３においてオーバーラップしている画
像を常に精度良く重ね合わせることが可能となる。

【００６４】図１５は前述の第３の実施例の変形例とし
て多面マルチリアプロジェクタにおける光検出線をミラ
ーに配置する場合の他の配置例を示す断面図である。

【００６５】この変形例が、図１４に示した変形例と違
うところは、ミラー７４、７５に微小な光透過孔７６、
７７を設け、ミラー７４、７５の背面の光透過孔７６、
７７に対応する箇所に光検出素子６６を配置していると
ころである。

【００６６】ミラー７４、７５の一部を光非反射面であ
る光透過孔７６、７７としても、それらが微小面積であ
れば、投写画像の明るさ、コントラストを劣化させるこ
とはない。

【００６７】この様な構成によっても、投写光学系１、
２からの投写画像のうち、透過形スクリーン２５、２６
の境界部４２、４３においてオーバーラップしている画
像を常に精度良く重ね合わせることが可能となる。

【００６８】ところで、以上の説明においては、相互に
隣接する透過形スクリーンに投写される画像相互間での
輝度段差を小さくするために、投写される各画像を透過
形スクリーンの境界部でオーバーラップさせていたが、
投写される画像相互間での輝度段差を何らかの回路によ
ってほぼ無くすことができる場合には、投写される各画
像を透過形スクリーンの境界部でオーバーラップさせる
必要はない。しかし、その様に画像をオーバーラップさ
せない場合でも、透過形スクリーンの境界部で、相互に
隣接する画像同士の画素ずれ、即ち、画像の位置ずれ及
びコンバーゼンスずれは無くす必要はある。そこで、こ
の様に画像をオーバーラップさせない場合にも、上記し
た構成は有効である。

【００６９】図１６は図１４に示した変形例において、
図１７は図１５に示した変形例において、それぞれ、透
過形スクリーンの境界部で画像をオーバーラップさせな
い場合を示した断面図である。

【００７０】図１６または図１７に示すよう構成するこ
とにより、透過形スクリーンの境界部で画像をオーバー
ラップさせない場合でも、投写光学系１、２からの投写
画像のうち、透過形スクリーン２５、２６の境界部４
２、４３において画像を常に精度良く合わせることが可
能となる。

【００７１】なお、図１６、図１７の構成を変更して、
投写光路をミラーで折り返さない、直接投写方式として
も問題ないことは勿論である。但し、その場合、光検出
線、光検出素子は、図４、図８〜図１３に示したよう
に、透過形スクリーンの背面またはオーバースキャンカ
ット板上に配置されることになる。

【００７２】さて、以上の説明において、多面マルチリ
アプロジェクタは、図１３に示した変形例を除き、何れ
もリアプロジェクタを左右に二台並べた構成であった
が、本発明はこれに限るものではなく、リアプロジェク
タを上下または上下左右に二台以上並べた構成であって
も、本発明を適用できる。

【００７３】また、各リアプロジェクタの透過形スクリ
ーンを構成するフレネルレンズは、サーキュラーフレネ
ルレンズ、リニアフレネルレンズのどちらでもよく、そ
れぞれの光学系に最適で用途に合った構成にすればよ
い。

【００７４】また、光検出線と透過形スクリーンとの間
の最適距離は、光検出線の光透過性、光検出線の太さ、
および検出信号の処理システムにより異なるが、その具
体的数値は、本発明にかかる構成を設計する際、各種の
関係を十分検討することにより得ることができる。

【００７５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、透過形
スクリーンを構成するフレネルレンズの周辺部の断面形
状を三角プリズム形状と成したり、投写光の広がり角度
を補正する補正レンズを設けたりすることにより、各プ
ロジェクタの画面間境界部分の輝度段差を少なくするこ
とができ、しかも、その輝度段差も観視角度によって大
きく変化することはない。

【００７６】また、各投写光学系から発せられる光を検
出する光検出素子または光検出線を配置し、その検出信
号を利用して、表示される画像の状態を制御することに
より、相互に隣接する投写画像の位置及びコンバーゼン
スを常に正確に合わせることができる。その結果、各リ
アプロジェクタの画面間のつなぎ目部分を見えなくする
ことができ、全体が一つの大画面とみなせるようにする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としての多面マルチリア
プロジェクタの要部を模式的に示した断面図である。

【図２】図１のサーキュラーフレネルレンズ５、６の境
界部５−１、６−１を拡大して示した断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例としての多面マルチリア
プロジェクタの要部を模式的に示した断面図である。

【図４】本発明の第３の実施例としての多面マルチリア
プロジェクタを模式的に示した構成図である。

【図５】図５は図４のＣＰＵ２９に入力される検出信号
を画像の位置ずれ等がない場合とある場合とで比較して
示した波形図である。

【図６】図４の光検出線と透過形スクリーン間隔及び光
検出線の直径との関係を説明するための説明図である。

【図７】第３の実施例の変形例として多面マルチリアプ
ロジェクタにおける画像位置等を調整するシステムの要
部を示すブロック図である。

【図８】第３の実施例の変形例として多面マルチリアプ
ロジェクタにおける光検出線を透過形スクリーンの背面
に配置する場合の他の配置例を示す模式図である。

【図９】第３の実施例の変形例として多面マルチリアプ
ロジェクタにおける各透過形スクリーンの背面に配置す
る光検出線の別の配置例を示す模式図である。

【図１０】第３の実施例の変形例として多面マルチリア
プロジェクタにおける各透過形スクリーンの背面に配置
する光検出線のさらに他の配置例を示す模式図である。

【図１１】第３の実施例の変形例として多面マルチリア
プロジェクタにおける各透過形スクリーンの背面に配置
する光検出線のさらに別の配置例を示す模式図である。

【図１２】第３の実施例の変形例として多面マルチリア
プロジェクタにおける各透過形スクリーンの背面に配置
する光検出線のさらに別の配置例を示す模式図である。

【図１３】第３の実施例の変形例として多面マルチリア
プロジェクタにおける光検出線をオーバースキャンカッ
ト板に配置する場合の一配置例を示す断面図である。

【図１４】第３の実施例の変形例として多面マルチリア
プロジェクタにおける光検出線をミラーに配置する場合
の一配置例を示す断面図である。

【図１５】第３の実施例の変形例として多面マルチリア
プロジェクタにおける光検出線をミラーに配置する場合
の他の配置例を示す断面図である。

【図１６】図１４に示した変形例において透過形スクリ
ーンの境界部で画像をオーバーラップさせない場合を示
した断面図である。

【図１７】図１５に示した変形例において透過形スクリ
ーンの境界部で画像をオーバーラップさせない場合を示
した断面図である。

【符号の説明】

１、２…投写光学系、３、４、１３、１４、２５、２
６、５５…透過形スクリーン、５、６…サーキュラーフ
レネルレンズ、７、８…ブラックマトリクス付きレンチ
キュラースクリーン、９、１０、９６…投写光、１１、
１９、２０…リアスクリーン周辺部出射光、１２、１
２'…オーバースキャンカット板、１５、１６…補正レ
ンズ、１７、１８…クロスレンチキュラースクリーン、
２７、４４、４５、４６、４７、６０、６２、６３、６
４、６５、６６…光検出線、２８、９８…Ａ／Ｄ変換
器、２９、１００…ＣＰＵ、３０…メモリ、３１、１０
１…Ｄ／Ａ変換器、３２…ＣＹ（コンバーゼンスヨー
ク）電流出力回路、５０、５１、９０、９１、９２、９
３…オーバースキャン光、７０、７１、７４、７５…ミ
ラー、９５…光センサ、９９…画像メモリ。

フロントページの続き (72)発明者渡邊敏光神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２組以上の投写光学系を上下方向、左右
方向、または上下及び左右方向に、多段に積み重ね配
置、または隣接配置すると共に、これら投写光学系の前
方に、光拡散板と、各投写光学系に一対一に対応するフ
レネルレンズと、を重ね合わせて構成される透過形スク
リーンを配置して成り、各投写光学系からそれぞれ発せ
られる投写光を前記透過形スクリーンに拡大投写する多
面マルチリアプロジェクタにおいて、各フレネルレンズは、それぞれ、その中央部の断面形状
が鋸歯形状を成し、その周辺部の断面形状が三角プリズ
ム形状を成すと共に、各フレネルレンズは、それぞれ、
隣接するフレネルレンズ（以下、隣接フレネルレンズと
いう）との境界部における前記三角プリズム形状の部分
に、対応する投写光学系から発せられた投写光のほか、
前記隣接フレネルレンズに対応する投写光学系から発せ
られた投写光をも入射するようにしたことを特徴とする
多面マルチリアプロジェクタ。
【請求項２】請求項１に記載の多面マルチリアプロジ
ェクタにおいて、前記透過形スクリーンを構成する光拡
散板は、光水平拡散レンチキュラーレンズとブラックマ
トリクスとを備えて成ることを特徴とする多面マルチリ
アプロジェクタ。
【請求項３】２組以上の投写光学系を上下方向、左右
方向、または上下及び左右方向に、多段に積み重ね配
置、または隣接配置すると共に、これら投写光学系の前
方に透過形スクリーンを配置して成り、各投写光学系か
らそれぞれ発せられる投写光を前記透過形スクリーンに
拡大投写する多面マルチリアプロジェクタにおいて、各投写光学系と前記透過形スクリーンとの間に、各投写
光学系に一対一に対応する補正レンズを設け、各補正レ
ンズにより、それぞれ、対応する投写光学系から発せら
れた投写光の広がり角度を補正すると共に、各投写光学
系から発せられた投写光は、それぞれ、前記透過形スク
リーンに拡大投写される際に、その周辺部分が、隣接す
る投写光学系から発せられた投写光の周辺部分と一部重
なり合って、前記透過形スクリーンに拡大投写されるよ
うにしたことを特徴とする多面マルチリアプロジェク
タ。
【請求項４】投写光学系と、透過形スクリーンと、を
備えて成り、前記投写光学系から発せられる投写光を前
記透過形スクリーンに拡大投写するリアプロジェクタに
おいて、前記投写光学系から発せられた投写光または該投写光以
外のオーバースキャン光の一部を入射して、光を検出
し、光信号として出力する光検出素子または光検出線
を、前記投写光学系と前記透過形スクリーンとの間に配
置して成ることを特徴とするリアプロジェクタ。
【請求項５】投写光学系と、一方の面に反射面を有す
るミラーと、透過形スクリーンと、を備えて成り、前記
投写光学系から発せられる投写光を前記ミラーの反射面
で反射して前記透過形スクリーンに拡大投写するリアプ
ロジェクタにおいて、前記投写光学系から発せられた投写光または該投写光以
外のオーバースキャン光の一部を入射して、光を検出
し、光信号として出力する光検出素子または光検出線
を、前記ミラーにおける反射面を有する面上に配置して
成ることを特徴とするリアプロジェクタ。
【請求項６】投写光学系と、一方の面に反射面を有す
るミラーと、透過形スクリーンと、を備えて成り、前記
投写光学系から発せられる投写光を前記ミラーの反射面
で反射して前記透過形スクリーンに拡大投写するリアプ
ロジェクタにおいて、前記ミラーに、反射面を有する面からその裏面へ向かっ
て光を透過する所定の大きさの透過部を設け、前記ミラ
ーの裏面において前記透過部に、前記投写光学系から発
せられた投写光または該投写光以外のオーバースキャン
光の一部を入射して、光を検出し、光信号として出力す
る光検出素子または光検出線を配置して成ることを特徴
とするリアプロジェクタ。
【請求項７】請求項４、５または６に記載のリアプロ
ジェクタを２台以上上下方向、左右方向、または上下及
び左右方向に、多段に積み重ね配置、または隣接配置し
て構成されることを特徴とする多面マルチリアプロジェ
クタ。
【請求項８】２組以上の投写光学系を上下方向、左右
方向、または上下及び左右方向に、多段に積み重ね配
置、または隣接配置すると共に、これら投写光学系の前
方に透過形スクリーンを配置して成り、各投写光学系か
らそれぞれ発せられる投写光を前記透過形スクリーンに
拡大投写する多面マルチリアプロジェクタにおいて、各投写光学系から前記透過形スクリーンに至る前記投写
光の各光路の間に、前記投写光学系から発せられた投写
光以外のオーバースキャン光が前記透過形スクリーンに
至らないように、前記オーバースキャン光を遮光するオ
ーバースキャンカット板を設け、該オーバースキャンカ
ット板の面上または近傍に、前記オーバースキャン光の
一部を入射して、光を検出し、光信号として出力する光
検出素子または光検出線を配置して成ることを特徴とす
る多面マルチリアプロジェクタ。
【請求項９】請求項７または８に記載の多面マルチリ
アプロジェクタにおいて、前記光検出素子または光検出
線から出力された光信号を電気信号に変換する信号変換
手段と、各投写光学系から発せられた投写光が前記透過
形スクリーンにそれぞれ拡大投写されることにより、該
透過形スクリーンにそれぞれ表示される各画像の状態
を、前記信号変換手段により変換して得られた前記電気
信号に基づいて制御する制御手段と、を設けたことを特
徴とする多面マルチリアプロジェクタ。
【請求項１０】その中央部の断面形状が鋸歯形状を成
し、その周辺部の断面形状が三角プリズム形状を成すこ
とを特徴とするフレネルレンズ。