JP3737029B2

JP3737029B2 - Image joining device with multiple projectors

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Publication number: JP3737029B2
Application number: JP2000344837A
Authority: JP
Inventors: 正久濱田; 昌平中村; 建三藤澤
Original assignee: Kripton Co Ltd
Current assignee: Kripton Co Ltd
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2020-11-13
Also published as: JP2002148713A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ビデオ映像プロジェクターに関し、特に連続マルチスクリーンにおける投写型映像装置例えばビデオ映像プロジェクターの映像接合のための複数のプロジェクターによる映像の接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像表示装置は家庭の少人数で見るテレビ装置から発展して、航空機内用の映画表示のように、大型多人数用の投写型映像装置に進化してきている。
このような映像投写装置は、大型ＣＲＴのブラウン管の高輝度発光による投写装置から、液晶による透過型投写装置や、ＩＬＡ（イメージライトアンプリファイヤー方式）など液晶反射型投写装置、ＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング方式）即ち微細ミラーによる反射型投写装置などいろいろな投写装置が開発されてきている。
また、レンズも従来の３レンズ方式から、単レンズ方式が一般化しており、投写装置の光出力も２倍増〜３倍増化している。
【０００３】
従来のＩＬＡなど液晶反射型投写装置を代表にして連続マルチスクリーンにおける投写型映像装置即ちビデオ映像プロジェクターについて説明する。
図１にビデオ映像プロジェクターの基本的な構成を示す。
ビデオ再生装置（ＶＴＲ等）１からのビデオ（映像）信号が画素制御部８を介して映像発生積層板２に送られ、映像（光学的）光を増幅制御する。各色光からなる映像光は偏光ビームスプリッター３に入射される。
【０００４】
偏光ビームスプリッター３には真横の９０度方向から光源ランプ４から強い輝度の白色光が同時に入射される。
この光源ランプ４は指向性の強いキセノンランプ等であり、マトリックス（または格子）状に配置されたレンズ群からなる集光レンズ７で均一の光束を得、これより放射する白色光の波は同期が取れた干渉性の波動（コーヒレント）である。
【０００５】
この白色光は偏光ビームスプリッター３を通して映像発生積層板２に入り、映像信号により光変調された上反射され、再び偏光ビームスプリッター３に入射し、ＲＧＢの各色で合成されて、輝度の極めて高い各色光からなる映像光(高輝度映像光）となり投射レンズ（両面凸レンズ）５に入射される。
投射レンズ５は輝度映像光を屈折させ、遠方の白色スクリーン６に距離に比例して拡大した映像光Ｌを投射する。
【０００６】
また白色スクリーン６上の映像の焦点合わせは投射レンズ５をレンズホルダー１０とともに矢印に示すように光軸方向に平行移動して行っている。
以後説明を簡単にするために、白色スクリーン６上の輝度を人間の目で見て最良な最大白色光を投射した場合を輝度１.０とし、投射光のない部分（暗い部分）を０.０とする。この輝度１.０以上では人間の目では眩しくて苦痛を感じる。
【０００７】
さてこのようなビデオ映像プロジェクターは近年普及が著しく、会議室で、教室で、イベント会場で各種の説明や案内に頻繁に使用されている。一方エンタテイメントのマルチスクリーン映画の出現とともに複数のビデオ映像プロジェクターによる同時マルチ投写方式により、アミューズメント性の高い映像ソフトが供給されている。
更に各種のシミュレーション映像では、より現実味を出すためにコンピュータで情報処理したＣＧをビデオ映像プロジェクターを使用して平面のみならず、円筒スクリーン、放物面スクリーン、球形スクリーン等マルチ投写方式も出現している。
【０００８】
一般的にテレビジョンの大画面投写を行う場合、一台で高輝度な大画面投写を行う方法があるがかなり高価になる。
また、ドーム型スクリーン等に投写する場合魚眼レンズを使用する方法があるが画質が低下してしまう欠点がある。
そのため、複数の画面で分割同時投写し大画面を造り出す方法が行われている。しかしながら、単純に複数のビデオ映像プロジェクターで投写する所謂マルチスクリーン（画面）の場合、隣接する画面と画面の間に境界線が入ったりするのが一般的である。
【０００９】
この境界線は当然目障りであり、この境界線を無くす方法が実際行われている。この方法は、それぞれ画面と画面を重複投写（オーバーラップ）させ重複投写した部分の明るさが２倍となるが、お亙いの画面と画面の境界の明るさをを調整して、互いにクロスオーバー「ブレンディング」させて均等な明るさにする方法がある。
ブレンディングによる投写方式は大別すると次の二方式がある。
【００１０】
前述の光学的処理方式、映像投写装置のレンズ面から出る光ビーム（光束）のデフォーカス部（レンズに近い部分）に遮蔽板で影を付けてお亙いの隣接する映像と映像を合成し、ブレンディングする方式と、信号処理的方式即ち映像投写装置への入力信号をブレンディング波形で制御して隣接する画像と輝度のバランスが均等になるようにする方式とがある。
前述の光学方式によるブレンディング方式は、光束を遮蔽するため輝度の「黒」〜「白」域まで調整可能となる。
後者の信号処理的方式のうち、ＣＲＴ方式ではＣＲＴの白発光による投射では「黒信号」から「白信号」まで信号処理により制御可能である。
【００１１】
従来の光学式によるブレンディング方式について、以下簡単のため平面スクリーンで２台のビデオ映像プロジェクターを使用する場合について説明する。
図２においてダブルサイズのスクリーン１６に２台のビデオ映像プロジェクター５５、６０で映像を投写する。
【００１２】
一方（左）のビデオ映像プロジェクター５５で水平線方向の左方の風景を、他方（右）のビデオ映像プロジェクター６０で右方の風景を投写する。
各ビデオ映像プロジェクター５５、６０に入力されるビデオ信号は、左のビデオ映像プロジェクター５５ではその右端のかなりの部分は、右のビデオ映像プロジェクター６０の左端の映像と同一部分を含み、同様に右のビデオ映像プロジェクター６０ではその左端のかなりの部分は左のビデオ映像プロジェクター５５の右端の映像と同一部分を含んでいる。
【００１３】
ダブルスクリーン１６上で左右の映像を連続してつなぐには、左右のビデオ映像プロジェクター５５、６０から映像をスクリーン１６上に投写し、左右の同一部分の映像が観察上で丁度重なるようにビデオ映像プロジェクター５５、６０の相互位置を調整する。
即ちこの重なり部分Ｔが二重に見えなければ広い映像が連続しているように観察され観客からは自然の映像として認識される。このように左右のビデオ映像プロジェクターの映像を重ねることをブレンディングと称している。このようにして映像の重なりをほぼ完全に一致させる。
【００１４】
しかし映像が一致しても、スクリーン１６上のＴ部分には両方のビデオ映像プロジェクター５５、６０からの映像光Ｌ−１とＬ−２が投射される。このため、白色光で考えるとこのＴ領域の輝度は、重ならない部分の輝度をＤとすると、重なる部分では２倍の２Ｄとなる。
【００１５】
Ｔ部分のまばゆい輝度２Ｄを他の重ならない部分と同一のＤにするために図３の如くビデオ映像プロジェクターのレンズホルダー１０の直前に光遮蔽板１１を配置する。
これにより映像の重なり部分Ｔの映像光がＥの如く互いに減衰するので、接合部Ｔ左右の映像は重ね合わされても平坦な輝度となり自然の映像が表示できると期待される。
しかしながら図４に示すように光遮蔽板１１により投射光Ｌ―１、Ｌ−２は光の回折のため、輝度の盛り上がりＦを生ずる。このため左右の合成映像に２本の明るい縦線が現れ、実用面で映像の滑らかな接合品質を損なうことになる。
【００１６】
また更に、図１に示したよう高輝度の光源ランプ４と集光レンズ７を使用した液晶反射型投写装置において、前記光の遮蔽板１１と、集光レンズ７のマトリックス（または格子）状に配置されたレンズ群との配列による光学的関係から以下の現象も出現する。
即ち集光レンズ７からの投射光が遮蔽板１１で回折すると、接合面の輝度の減衰が滑らかでなく、階段状に変化した縞の帯状になり、映像の接合を損なうことになる。
【００１７】
以下説明を簡単にするためにビデオ再生装置１により変調されて投影される映像光も白色であるものとする。
図５においてレンズホールダー１０の外端面に投射レンズ５及び白色スクリーン６と平行に光遮蔽板１１を配置する。この光遮蔽板１１はほぼ完全な黒色板で構成し、投射レンズ５から投射される映像光Ｌの一部である右端部を遮蔽する。
光遮蔽板１１の先端エッジＰを通過した光は光路１４を通り白色スクリーン６上に結像する。
光路１４より右側は本来光は遮蔽されているので、輝度がゼロであると予測されるが、映像光Ｌは光源ランプ４からの光と合成されているので回折現象を発生しエッジＰの後方に回り込む。このためスクリーンの端方向に向けて次第に明るさが減衰してゆく。
【００１８】
しかしながら最近の投写形プロジェクターは、先に述べたように特性の高い集光レンズ７を備えている。集光レンズ７は縦横のマトリックス（格子）状に区切られ、そのセグメントの１つ１つが小さなレンズ１７で構成され、映像発生積層板２に光源の光束を均一に照射するよう配置されている。
この集光レンズ７の格子構造の、縦（又は横）方向の複数の配列による輝線発生の為に、光遮蔽板１１の垂直方向のエッジＰにおいてこの縦（又は横）輝線のそれぞれに対して回折を生じ、それがためにスクリーン上には階段状に輝度差をもった帯状の縞模様Ｓが表示される。
【００１９】
この縞の帯は集光レンズのマトリックス（格子）が細かければ細かい縞となり、粗いマトリックス（格子）であれば幅の広いしかも数の少ない縞となる。
従って図５のプロジェクターを左右２台使用した際に映像接合部は、図６に示すように左右の縞の帯の輝度が加え合わさり大きな階調の差は無くすことができる。しかし、わずかなレベルながら縦（又は横）線の縞と、図４で述べたような明るい輝線の盛り上がり部Ｇ、Ｇとを生ずることになる。
このため、二つの映像を接合した場合、中央部すなわち接合部Ｔには、わずかなレベルながら縦方向の縞が認められ、目障りであり、この改善が望まれていた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、複数のプロジェクターで投写するマルチスクリーン映像を、境界の隙間を無くし、互いに画面の一部を重ね合わせ、その接合部分の明るさの変化や、縞模様の発生を押さえ、その接合がほとんど気づかないようにするための、低価格で調整の容易な光遮蔽板を提供するものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１の発明は、複数の投写型映像装置を使用して複数のスクリーンに各映像をそれぞれ投写し、各映像の端部を互いに繋ぎ合わせて広い映像を作成する映像の接合装置であって、前記投写型映像装置では映像発生部から送られた映像信号が映像発生積層板に入力され、映像発生積層板では映像信号を光の強弱に変換して映像光とし、光源ランプからの強い強度の白色光を格子状に配置された小レンズ群からなる集光レンズに入射して均一の光束として外部に放射し、この均一の光束を偏光ビームスプリッターに入射し、この偏光ビームスプリッターで反射した均一の光束は前記映像発生積層板に入り、この映像発生積層板ではこの均一の光束を前記映像光により光変調するとともに高輝度映像光として前記偏光ビームスプリッターに向けて反射し、この高輝度映像光は当該偏光ビームスプリッターを透過して投光レンズに入射され、投光レンズから投射光となって前記スクリーンに投射されるようにし、前記投光レンズの前方に配置され、前記投射光の端部を遮蔽して前記繋ぎ合わせた部分の輝度を調整する光遮蔽板を、前記投射光の中央部から周縁部にかけて段階的に透過率が次第に低くなるような、可撓性で膜状の複数のフィルターを重ねた多層構造により構成し、映像の繋ぎ部分の接合巾を広げ、かつ前記投射光の回析作用による輝度の盛り上げを押さえた複数のプロジェクターによる映像の接合装置において、
前記フィルターの各層の遮蔽端(エッジ)を２等辺三角形が連続する鋸歯状に形成し、当該鋸歯状の歯先の角度が略90度になるようにして、前記プロジェクターの集光レンズの格子状配置に起因して、前記光遮蔽板により映像の繋ぎ部分に発生する複数の縞状の帯の発生を防止したことを特徴とする。
【００２２】
請求項２の発明は、前記多層構造のフィルターに更に補色フィルターを重ね合わせて、前記プロジェクターの色分解の方式に起因して、前記光遮蔽板により映像の繋ぎ部分が着色されることを防止したことを特徴とする。
【００２３】
請求項３の発明は、前記プロジェクターの投射レンズ前面における投射光枠の非直線形状に合致させて、前記多層構造のフィルターからなる光遮蔽板のエッジを非直線形状に形成したとともに、
前記多層構造のフィルターからなる光遮蔽板を長方形に形成し、この光遮蔽板を圧縮変形させ、その湾曲によるエッジを前記投射光枠の非直線形状に任意に合致させる調整構造とし、前記光遮蔽板のエッジの曲線を可変としたことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図７は例えば２台の投写型映像装置（ビデオ映像プロジェクター）にこの発明の透過型の濃度傾斜遮蔽板をそれぞれ取り付けた全体構成を示す。
複数の画面で構成するスクリーン１６に２台の投写型映像装置５５、６０を対置し、隣合う映像同志が亙いに重複し合ように設置する。なお、映像発生積層板２と偏光ビームスプリッター３と光源ランプ４とレンズ１７群からなる集光レンズ７等は従来と同じであり説明は省略する。
【００２５】
投写型映像装置５５、６０それぞれのレンズホルダー１０に、レンズ５からスクリーン１６間のデフォーカスライン上に物理的にこれらの光路を遮蔽するフィルター状遮蔽板をそれぞれ設ける。フィルター状遮蔽板が本願の濃度傾斜遮蔽板２１、２２である。濃度傾斜遮蔽板２１、２２は光学的にほぼ同一構成であり、取り付け方向を逆にして各レンズホルダー１０に対象位置にそれぞれ固定する。
図７において、矢印Ａ方向から見たレンズホルダー１０と濃度傾斜遮蔽板２２の正面図を拡大して図８に示す。図８中の右図は左図の円部分の更なる拡大図であり、その右方下図は右図のＢ−Ｂ１線断面図である。
【００２６】
両濃度傾斜遮蔽板２１、２２は図７では配置方向が対象であるだけで光学的にほぼ同一構成であり、便宜上代表して濃度傾斜遮蔽板２１として説明する。
濃度傾斜遮蔽板２１は、所定の光透過率（濃度）のフィルターを複数枚順次隣接させて重ね合わせて構成する。且つ重ねるとき最下層に対して２層目は、最下層の直線の端部に対して図８中右方に所定幅Ｒ変異させる。
同様に３層目は、２層の直線の端部に対して、４層目は、３層の直線の端部に対してそれぞれ中右方に所定幅Ｒ変位させる。
ここでは４層フィルターの例を示し、４層目は不透として説明するが、更に多くの複数層でもよい。
【００２７】
例えば１層目と２層目及び３層目のフィルター濃度を同じ０．１５とすると、１層目のフィルター濃度を同じ０．１５で、２層目は１層目と２層目のフィルター濃度の和で０．３０となり、３層目は１層目と２層目と３層目のフィルター濃度の和で０．４５となる。各層目のフィルター濃度は端部の幅Ｒ内での光透過率を示す。
各層のフィルター濃度に適宜な濃度を選定すると、透過域から不透過域に段階的に異なる所定幅Ｒのフィルターである濃度傾斜遮蔽板２１を得ることができる。
各フィルターを複数枚順次重ね合わせる際に、変異幅Ｒをその都度変更すれば各層の透過域フィルターの幅Ｒも任意に設定できる。
【００２８】
濃度傾斜遮蔽板２１は、波長に関して中性のフィルターの一種であり、白色光透過率が例えば光軸近傍から段階的に、図８では透過濃度（Ｄ）が０．１５から０．３０、１．２、最後に不透明の板まで変化するものを示し、印刷技術で言うグレイスケール（白から灰色次に黒に段階的に変化する）フィルターとなる。
結果的に、幅Ｒで構造的にも階段状になり、濃度もそれぞれＤ＝０．１５の帯フィルター５０とＤ＝０．３０の帯フィルター５１とＤ＝１．２の帯フィルター５２、及び不透明の幅広帯フィルター５３とが一体形成される。
【００２９】
図８ではこれら帯フィルター５０、５１、５２のエッジ部のズレの各幅Ｒは略同一としており、この幅はビデオ映像プロジェクターとスクリーン１６との距離及び接合部Ｔの幅の設定に従って、最適の値を実験的に決定できる。
濃度傾斜遮蔽板２１を構成する各濃度のフィルターはフィルム状の可撓性のシートであり、比較的に薄い膜状である。また重ね合わせた濃度傾斜遮蔽板２１の厚みは１ｍｍ前後であり、撓む程度に折り曲げると、撓みに対して互いに僅かに摺動変位して滑らかな湾曲を形成可能となる。
【００３０】
さて図９において、図７の上（左）側プロジェクター５５の投射レンズ５と幅Ｒがやや誇張して書かれた濃度傾斜遮蔽板２１の回折によるスクリーン１６への影響について説明する。
レンズ５の直前に置いた濃度傾斜遮蔽板２１の、光路中心軸から一番遠い外側の不透過素材５３による回折像はスクリーン１６のｆの部分に表れ、その輝度分布はｊの如く比較的せまい巾で、しかも図４で説明した如く、輝度の盛り上がりも持っている。
【００３１】
次に光の吸収量の多いＤ＝１．２のフィルター５２による回折光と減光量はｇの場所にその輝度分布はｌで示される。
その次に光の吸収量の中間的なＤ＝０．３０のフィルター５１による回折光と減光量はｈの場所にその輝度分布はｍで示され、最後に光の吸収量の少ないＤ＝０．１５のフィルター５０による回折光と減光量はｉの場所にその輝度分布はｎで各々示される。
【００３２】
よって不透過素材のみの輝度カーブｊに対し、階段的に配置されたＮＤフィルター５２、５１、５０のそれぞれの減光量ｌ、ｍ、ｎを加えればＫなる輝度カーブが得られる。すなわち、輝度の盛り上がりを押さえ、かつ画面接合の巾を広げたおだやかな傾斜の減衰特性を得ることが出来る。
【００３３】
次に図１０に示す如く接合するもう一方のプロジェクター６０のレンズ前面に図９の右下りの合成輝度カーブｋと逆傾斜（左下がり）の特性の濃度傾斜遮蔽板２２を正反対に配置し、これらを加算すれば接合部Ｔの輝度が両ウインドウの内部の輝度１．０とほぼ同一レベルとなり、複数映像（画面）の境目を連続した継ぎ目のない均一の輝度の一体画面映像にすることができる。
【００３４】
以上、接合部分の輝度を滑らかにし、かつ接合の巾を広くする為に光学的及び構造的に階段状に濃度を変えるフィルターを構成した。しかしながら、図５で説明したように最近の投写型プロジェクターは水平垂直のマトリックス（格子）状の小レンズ１７群からなる集光レンズ７が使用されている。
濃度傾斜遮蔽板２２の各層フィルターのエッジにおいてこの縦（又は横）輝線のそれぞれに対して回折を生じ、それがためにスクリーン上には階段状に輝度差をもった帯状の縞模様が表示される。
この影響で光遮蔽板１１で回折された光はスクリーン１６上に無視できない程度の階調の差を持った帯状の縞が表示される。逆の減光カーブを持ったもう一方のスクリーン１６の輝度を重ね合わせることで、この縞は相殺されてかなり改善されるが、完全にこれを取り除くことが出来ない。
【００３５】
この縞状の帯の発生現象をさらに分析するなら、図１１（ａ）において光遮蔽板２１のエッジＰがレンズ５前面で垂直である場合、集光レンズ７の縦方向のレンズ１７群の配列光と平行になり、この複数の縦レンズ１７群の輝きによるそれぞれを回折像がスクリーン上に、数本の縞模様が縦方向に発生する。
また、図１１（ｂ）に示すようにエッジＰが水平方向に置かれた場合も同様に、集光レンズ７の格子の横方向のレンズ１７群の配列光により回折を生じ、数本の横縞が横方向に発生する。
仮にエッジＰがレンズ５前面で垂直と水平の中間付近の角度、例えば４５度に傾斜された場合、図１１（ｃ）に示す如く、集光レンズの格子配列による回折の影響はなく、縞模様は発生せず連続した滑らかな輝度変化が傾斜して発生することが実験的に確認された。
【００３６】
従って、エッジＰが光源の集光レンズ７のレンズ１７群の格子（縦横）列と平行にならないように、特に中間の４５度付近とすれば完全に縞は発生しなくなる。
一方、スクリーン１６上で左右の映像（画面）を接合する場合、光遮蔽板２１は垂直（上下接続においては水平）に配置せざるを得ず、この僅かな縦縞の影響を逃れることは出来なかった。
【００３７】
本発明の重要な点はこの回折（縞）の発生を完全に防止するために図１２に示す如く光遮光板２１のエッジを鋸歯状にしたことである。すなわちギザギザの鋸歯状のそれぞれの歯先に９０（±４５）度付近の角度を得させることで、エッジは集光レンズ７の格子構造の縦方向の配列と平行とはならず、よって縞状の回折を発生することなく、輝度的に滑らかな減衰特性を得ることが出来た。
【００３８】
よって先に図８において濃度の異なる複数のフィルターを重ね合わせたが、この構造にさらに上記鋸歯状の加工を施し、図１３に示すように、フィルター４０、４１、４２および不透過素材４３に鋸状の歯を刻めば完全に縞目のない特性を得ることができる。なお図１３の全体説明は図８の説明とほぼ同様である。
鋸歯状の歯先の角度は約９０度とする。歯のピッチは、レンズ５からの距離や、回折縞のピッチ等から最も効果の高い数値に実験的に求めるが、約１ミリ前後が適切である。
各フィルターの鋸状の歯は山と谷が同期するように、位置合わせして幅Ｒ分ズラして重ねて構成する。
【００３９】
次に図１４において、光遮蔽板２１、２２によりスクリーン１６上に回折光を投射した際、この接合部の輝度変化部分が、白の明暗でなく、青系又は赤系が着色し、カラースクリーンの端になるほど濃く着色される。
これはカラープロジェクター内部において光源の白色光をＲ、Ｇ、Ｂに分解し、それぞれを映像信号により変調したうえ、再び合成する光学系に起因して各色の回折着色が生ずるためである。
【００４０】
この着色光は光遮蔽板２１、２２がレンズ５の右で投射光を遮るか、左で遮るかで赤系又は青系となる。よってこれらのスクリーン１６上で、濃淡部を接合するとこれが合成されて、ほぼ白色に近くなるが完全に消去することが出来ない。
このような合成後の着色を完全に押さえるために、図１５に示すように、図１３の一方濃度傾斜板２１または及び他方濃度傾斜板２２に、この着色光に補色の関係にあるカラーフィルター４４を最も効果の高い位置に押入することによって実用上問題の無いレベルに着色を押さえることができる。
最も効果の高い位置は各層のフィルターの何れかの間であり、図１５では不透過素材４３と濃度Ｄ＝１．２のフィルター４２との間に挿入し、これらのエッジのズレ幅も適宜設定したものを示している。
【００４１】
次に、図１６において、スクリーン１６に投影される映像は通常長方形であるが、投射レンズ５の直前における投射光路枠４５は、一般に光学レンズの特性により糸巻き状となり中央がくびれている。
これまでこの光路枠は長方形を前提として説明してきた。このため画面の接合をおこなう光遮蔽板２１はそのエッジを直線として説明してきたが、この糸巻き状の光路枠４５のため直線としたのでは、スクリーン上でその接合部分に垂直の濃度変化の帯を得られない。
【００４２】
この点に対応するために、図１７において、糸巻き状の投射光路枠４５に合わせた曲線のエッジをもつ曲面鋸歯状の濃度傾斜をもつ光遮蔽板４６を配置する必要がある。光遮蔽板４６の構成はエッジが曲線である以外は図１３及び図１５と同様である。
次にこれらを容易に製作し、かつ容易に調整の出来る手段に付いて述べる。
この光遮蔽板４６はそのエッジが投射光枠４５の糸巻き状の曲線に沿う形状でかつ鋸歯状を必要とする。その上この曲線の曲率も使用するプロジェクターや取り付け位置に従って適正に設定する必要があり、一定とはならない。
【００４３】
鋸歯状の歯を持ち、かつ他種類の曲率の異なる光遮蔽板４６を製作し、その都度最適なものを選択して画面の接合をすることは膨大な手間とコストを必要とし実用的でない。
エッジの曲線の曲率を容易に調整可能とし、しかも製作と調整のコストを低く押さえることが実用性の上から重要な課題となる。
【００４４】
図１８において、光遮蔽板４６のエッジＰを製作に容易な直線状に形成し、鋸歯状の歯が刻まれている。
これをレンズ面Ｑに対して多少の角度θをつけて配置した上、この両端をＧ、Ｈの矢印方向に圧縮し、かつＪ方向に押せば、図のように光遮蔽板４６を湾曲させることができる。
よってレンズ５の正面から見ればそのエッジは円弧状となり、Ｇ、Ｈ方向の圧縮値と角度θとを変えれば、投射光路枠４５の糸巻き状の曲線に沿うようにエッジの曲線の曲率を調整することが出来る。
【００４５】
更に、図１９において、Ｇ、Ｈ方向の圧縮値は、爪１１１及び１１２にはさまれた鋸歯状の光遮蔽板４６を押しネジ１１３、１１４をねじ込み調整することにより湾曲の度合いを任意に変えることができる。
加えてネジ１１５のシメ付け穴は左右にやや多めの調整シロを設けておけばこの可変遮蔽装置１１０を適切な位置に設定できる。
【００４６】
この装置１１０を反対側の取り付け台１１６側につけ変えれば、合成するもう一方のプロジェクターの遮蔽装置として使用できる。
よってスクリーン上の接合面の左右の形状が正確に一致するよう、すなわちレンズ面の投射光路の糸巻き状の曲線に合致するように、容易に調整が可能となる。
以上、説明の都合上２台のプロジェクターにより、平面スクリーン上で画面を接合する手段について述べたが、さらに多数の映像を接合することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明による濃度傾斜フィルター、色補正フィルター、鋸歯のエッジ、曲率を持ったエッジ及びその調整機構を組み合わせた遮蔽装置を用いれば、平面のスクリーンはもちろん円筒状、ドーム状、半球状等のスクリーン上でも、滑らかで自然な高画質の大画面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１台のビデオ映像プロジェクターによる投写時の基本的な構成を示す図である。
【図２】２台のビデオ映像プロジェクターによる投写時の映像の重なりを示す図である。
【図３】光遮蔽板により接合部に平坦な合成輝度を予測した様子を示す図である。
【図４】回折作用により接合部に輝度の盛り上がりが発生した様子を示す図である。
【図５】集光レンズの格子構造による回折縞の合成を示す図である。
【図６】２台のビデオ映像プロジェクターの集光レンズの格子構造による回折縞が発生した様子を示す図である。
【図７】この発明の光遮蔽板をそれぞれ取り付けた全体構成を示す図である。
【図８】この発明のレンズ前面に取り付けた濃度傾斜光遮蔽板の構成を詳細に示す図である。
【図９】この発明の濃度傾斜光遮蔽板による回折光の光学的説明するための図である。
【図１０】この発明の濃度傾斜光遮蔽板を備えたスクリーン上の画面接合を示す図である。
【図１１】光遮蔽板の傾きによる各種縞の発生状態を示す図である。
【図１２】この発明の鋸歯形状の光遮蔽板の光学的効果を示す図である。
【図１３】この発明のレンズ前面に取り付けた鋸歯形状の光遮蔽板の構成を詳細に示す図である。
【図１４】この発明の鋸歯形状の光遮蔽板による回折光の着色を示す図である。
【図１５】この発明の光遮蔽板による回折光の着色を防止する補色フィルターの構成を示す詳細図である。
【図１６】レンズ直前の投射光路枠の形を示す図である。
【図１７】この発明のレンズ前面に取り付けた曲面鋸歯形状の光遮蔽板の構成を詳細に示す図である。
【図１８】この発明の可変曲率光遮蔽板の構造原理を示す図である。
【図１９】この発明の可変曲率光遮蔽板の実用的な構造を示す図である。
【符号の説明】
１ビデオ再生装置
２映像発生積層板
３偏光ビームスプリッター
４光源ランプ
５投射レンズ
１０レンズホルダー
１６スクリーン
１７小レンズ
２１、２２、４６濃度傾斜光遮蔽板
４０、４１、４２、４３鋸歯形状帯フィルター
４４補色カラーフィルター
５０、５１、５２、５３帯フィルター
５５、６０ビデオ映像プロジェクター
１１０曲率可変光遮蔽装置
１１１、１１２爪
１１３、１１４曲率調整ネジ
１１５取り付け調整ネジ
１１６取り付け台
Ｄ、Ｅ、Ｆ輝度
Ｇ、Ｈ、Ｊ圧縮方向
Ｌ、Ｌ−１、Ｌ−２映像光
Ｐエッジ
Ｒ幅
Ｔ接合部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a video image projector, and more particularly to a video image joining device using a plurality of projectors for image joining of a projection video device such as a video image projector in a continuous multi-screen.
[0002]
[Prior art]
In recent years, video display devices have evolved from television devices that can be viewed by a small number of people at home, and have evolved into projection video devices for large numbers of people, such as movie displays for use in airplanes.
Such image projection apparatuses include a projection apparatus using a high-luminance CRT cathode ray tube, a transmission projection apparatus using liquid crystal, a liquid crystal reflection projection apparatus such as ILA (image light amplifier system), and a DLP (digital light processing system). In other words, various projection apparatuses such as a reflection type projection apparatus using a fine mirror have been developed.
In addition, the single-lens method has been generalized from the conventional three-lens method, and the light output of the projection device has also been increased by 2 to 3 times.
[0003]
A conventional multi-screen projection video apparatus, that is, a video video projector, will be described using a liquid crystal reflective projection apparatus such as a conventional ILA as a representative.
FIG. 1 shows a basic configuration of a video image projector.
A video (video) signal from a video playback device (VTR or the like) 1 is sent to the video generation laminate 2 via the pixel control unit 8 to amplify and control video (optical) light. The image light composed of each color light is incident on the polarization beam splitter 3.
[0004]
White light with strong luminance is simultaneously incident on the polarization beam splitter 3 from the light source lamp 4 from the direction of 90 degrees right side.
The light source lamp 4 is a highly directional xenon lamp or the like, and a uniform light beam is obtained by a condensing lens 7 composed of lens groups arranged in a matrix (or lattice) shape. It is a coherent wave (coherent).
[0005]
This white light enters the image generation laminate 2 through the polarization beam splitter 3, is light-modulated by the image signal, is reflected, is incident again on the polarization beam splitter 3, and is synthesized by each color of RGB, and each color having extremely high luminance. The image light is made up of light (high luminance image light) and is incident on the projection lens (double-sided convex lens) 5.
The projection lens 5 refracts the luminance image light and projects the image light L enlarged in proportion to the distance to the far white screen 6.
[0006]
The image on the white screen 6 is focused by moving the projection lens 5 in parallel with the lens holder 10 in the optical axis direction as indicated by the arrow.
For the sake of simplicity, the brightness on the white screen 6 is projected with the best white light when viewed with the human eye, and the brightness is set to 1.0, and the portion without dark light (dark portion) is set to 1.0. 0. When the brightness is 1.0 or more, the human eye feels dazzling and painful.
[0007]
Such video image projectors have been widely used in recent years, and are frequently used for various explanations and guidance in conference rooms, classrooms, and event venues. On the other hand, with the advent of entertainment multi-screen movies, video software with high amusement is being supplied by a simultaneous multi-projection method using a plurality of video image projectors.
Furthermore, in various types of simulation images, CG processed by a computer for more realistic appearance is displayed not only on a plane using a video image projector, but also on a multi-projection system such as a cylindrical screen, a paraboloid screen, and a spherical screen. Yes.
[0008]
In general, when a large screen projection of a television is performed, there is a method of projecting a large screen with high brightness with one unit, but it is quite expensive.
In addition, there is a method of using a fisheye lens when projecting onto a dome type screen or the like, but there is a drawback that the image quality is lowered.
Therefore, a method of creating a large screen by dividing and projecting simultaneously on a plurality of screens is performed. However, in the case of a so-called multi-screen (screen) that is simply projected by a plurality of video image projectors, a boundary line is generally inserted between adjacent screens.
[0009]
Naturally, this boundary line is an obstacle, and a method of eliminating this boundary line is actually being performed. In this method, the screens and screens are overlapped and the brightness of the overlapped projection is doubled. However, the brightness of the screen and the border of the screen is adjusted to cross each other. There is a method to make the brightness even by over-blending.
Projection methods using blending can be broadly divided into the following two methods.
[0010]
The above-mentioned optical processing method is used to synthesize the adjoining adjacent video with the shadow by shadowing the defocusing part (the part close to the lens) of the light beam (flux) coming out from the lens surface of the video projector with a shielding plate. There are a blending method and a signal processing method, that is, a method in which the input signal to the image projection apparatus is controlled by a blending waveform so that the balance between the adjacent image and the luminance is equalized.
The blending method using the optical method described above can adjust the luminance from “black” to “white” in order to shield the light flux.
Among the latter signal processing methods, the CRT method can control from “black signal” to “white signal” by signal processing in the projection by white light emission of CRT.
[0011]
A conventional optical blending method will be described below in the case of using two video image projectors with a flat screen for the sake of simplicity.
In FIG. 2, images are projected on the double-size screen 16 by the two video image projectors 55 and 60.
[0012]
One (left) video image projector 55 projects a left landscape in the horizontal direction, and the other (right) video image projector 60 projects a right landscape.
The video signal input to each video image projector 55, 60 includes the same part as the image at the left end of the right video image projector 60 in the left video image projector 55. In the video image projector 60, a considerable portion at the left end includes the same portion as the image at the right end of the left video image projector 55.
[0013]
In order to continuously connect the left and right images on the double screen 16, the images are projected from the left and right video image projectors 55, 60 onto the screen 16, and the video images so that the images of the same part on the left and right overlap on observation. The mutual position of the projectors 55 and 60 is adjusted.
That is, if this overlapping portion T does not appear double, a wide image is observed as a continuous image and is recognized as a natural image by the audience. Such overlapping of the images from the left and right video image projectors is called blending. In this way, the overlap of the images is almost completely matched.
[0014]
However, even if the images match, the image lights L-1 and L-2 from both video image projectors 55 and 60 are projected onto the T portion on the screen 16. For this reason, when considering the white light, the luminance of the T region is 2D, which is twice as high in the overlapping portion, where D is the luminance of the non-overlapping portion.
[0015]
In order to make the dazzling luminance 2D of the T portion the same as that of the other non-overlapping portions, a light shielding plate 11 is disposed immediately before the lens holder 10 of the video image projector as shown in FIG.
As a result, the image lights in the overlapped portion T of the image are attenuated to each other as shown in E. Therefore, it is expected that the images on the left and right of the joint T have flat luminance and can display a natural image.
However, as shown in FIG. 4, the projection light L-1 and L-2 are diffracted by the light shielding plate 11, and the brightness rises F. For this reason, two bright vertical lines appear in the left and right composite images, impairing the smooth joint quality of the images in practical use.
[0016]
Furthermore, in the liquid crystal reflective projection apparatus using the high-intensity light source lamp 4 and the condensing lens 7 as shown in FIG. 1, the light shielding plate 11 and the condensing lens 7 are arranged in a matrix (or lattice). The following phenomenon also appears due to the optical relationship due to the arrangement with the arranged lens groups.
That is, when the projection light from the condensing lens 7 is diffracted by the shielding plate 11, the brightness of the joint surface is not smoothly attenuated, but becomes a striped band shape that changes in a staircase pattern, thereby impairing the joining of the image.
[0017]
In order to simplify the description below, it is assumed that the image light modulated and projected by the video reproducing apparatus 1 is also white.
In FIG. 5, a light shielding plate 11 is arranged on the outer end surface of the lens holder 10 in parallel with the projection lens 5 and the white screen 6. The light shielding plate 11 is composed of a substantially complete black plate, and shields the right end portion which is a part of the image light L projected from the projection lens 5.
The light that has passed through the leading edge P of the light shielding plate 11 passes through the optical path 14 and forms an image on the white screen 6.
Since the light is originally shielded on the right side of the optical path 14, the luminance is expected to be zero, but the image light L is combined with the light from the light source lamp 4, so that a diffraction phenomenon occurs and the edge P is behind. Go around. For this reason, the brightness gradually decreases toward the edge of the screen.
[0018]
However, recent projection projectors include the condenser lens 7 having high characteristics as described above. The condensing lens 7 is divided into vertical and horizontal matrixes (lattices), and each of the segments is composed of a small lens 17 and is arranged so as to uniformly irradiate the image generation laminated plate 2 with the light beam of the light source.
In order to generate bright lines by a plurality of arrangements in the vertical (or horizontal) direction of the lattice structure of the condenser lens 7, the vertical (or horizontal) bright lines at the edge P in the vertical direction of the light shielding plate 11. Due to diffraction, a striped stripe pattern S having a luminance difference in a stepwise manner is displayed on the screen.
[0019]
If the matrix (grid) of the condensing lens is fine, the stripe band becomes a fine stripe, and if it is a coarse matrix (lattice), it becomes a wide and small number of stripes.
Therefore, when the two projectors shown in FIG. 5 are used on the left and right, the image joining portion can add up the luminance of the stripe bands on the left and right as shown in FIG. However, although there are slight levels, vertical (or horizontal) line stripes and bright bright line swells G and G as described in FIG. 4 are produced.
For this reason, when two images are joined, vertical stripes are recognized in the central portion, that is, the joint portion T, although the level is slight, which is obstructive, and this improvement has been desired.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to eliminate multi-screen images projected by a plurality of projectors, overlap a part of the screen with each other, suppress the change in the brightness of the joints and the occurrence of stripes, It is an object of the present invention to provide a light shielding plate that is inexpensive and easy to adjust so that the joining is hardly noticed.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention of claim 1 uses a plurality of projection-type image devices to project each image on a plurality of screens, and connects the end portions of each image to each other. An image joining device that creates a wide image by joining together. In the projection-type image device, the image signal sent from the image generating unit is input to the image generating laminated plate, and the image generating laminated plate converts the image signal into the light signal. The intensity of the light is converted into image light, and white light with high intensity from the light source lamp is incident on a condensing lens composed of small lens groups arranged in a grid and radiated to the outside as a uniform light beam. Is incident on the polarization beam splitter, and the uniform light beam reflected by the polarization beam splitter enters the image generation laminate plate, and the image generation laminate plate optically modulates the uniform light beam with the image light. The high-brightness image light is reflected toward the polarization beam splitter, the high-brightness image light is transmitted through the polarization beam splitter, is incident on the projection lens, and is projected onto the screen as projection light from the projection lens. A light shielding plate that is disposed in front of the light projecting lens and shields an end portion of the projection light to adjust the luminance of the joined portion from a center portion to a peripheral portion of the projection light. It is composed of a multilayer structure in which a plurality of flexible and film-like filters are stacked so that the transmittance gradually decreases, and the joint width of the connecting portion of the image is widened, and the brightness by the diffraction effect of the projection light In the image joining device with multiple projectors that suppressed the excitement of
The shielding end (edge) of each layer of the filter is formed in a sawtooth shape in which isosceles triangles are continuous, and the angle of the sawtooth tip is approximately 90 degrees so that the condenser lens of the projector has a lattice shape. Due to the arrangement, the light shielding plate prevents the generation of a plurality of striped bands that occur in the connecting portion of the image.
[0022]
According to a second aspect of the present invention, a complementary color filter is further superposed on the multilayer filter to prevent the light connecting plate from being colored due to the color separation method of the projector. It is characterized by that.
[0023]
According to a third aspect of the invention, the edge of the light shielding plate made of the multilayer filter is formed in a non-linear shape so as to match the non-linear shape of the projection light frame in front of the projection lens of the projector,
The light shielding plate comprising the multilayer filter is formed in a rectangular shape, the light shielding plate is compressed and deformed, and an adjustment structure that arbitrarily matches the curved edge with the non-linear shape of the projection light frame is provided. It is characterized in that the curve of the edge of the plate is variable.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 7 shows an entire configuration in which, for example, two transmission type image devices (video image projectors) are each attached with the transmission type concentration gradient shielding plate of the present invention.
Two projection type video devices 55 and 60 are placed on a screen 16 composed of a plurality of screens, and adjacent video players are installed so as to overlap each other. Note that the image generating laminated plate 2, the polarizing beam splitter 3, the light source lamp 4, the condensing lens 7 including the lens 17 group, and the like are the same as those in the related art, and the description thereof is omitted.
[0025]
Filter-type shielding plates that physically shield these optical paths are provided on the defocus lines between the lens 5 and the screen 16 in the lens holders 10 of the projection type video apparatuses 55 and 60, respectively. The filter-like shielding plates are the concentration gradient shielding plates 21 and 22 of the present application. The density gradient shielding plates 21 and 22 have substantially the same optical configuration, and are fixed to the respective lens holders 10 at target positions with their mounting directions reversed.
FIG. 8 is an enlarged front view of the lens holder 10 and the density gradient shielding plate 22 viewed from the direction of the arrow A in FIG. The right figure in FIG. 8 is a further enlarged view of the circular part of the left figure, and the lower right figure is a cross-sectional view taken along line B-B1 of the right figure.
[0026]
In FIG. 7, both the concentration gradient shielding plates 21 and 22 are optically substantially the same only in the arrangement direction, and will be described as the concentration gradient shielding plate 21 as a representative for convenience.
The density gradient shielding plate 21 is formed by stacking a plurality of filters having a predetermined light transmittance (density) sequentially adjacent to each other. In addition, when overlapping, the second layer with respect to the lowermost layer is mutated by a predetermined width R to the right in FIG. 8 with respect to the straight line end of the lowermost layer.
Similarly, the third layer is displaced by a predetermined width R toward the middle right with respect to the straight line end of the third layer with respect to the straight line end of the third layer.
Here, an example of a four-layer filter is shown, and the fourth layer is described as impervious, but more layers may be used.
[0027]
For example, if the filter density of the first layer, the second layer, and the third layer is the same 0.15, the filter density of the first layer is the same 0.15, and the second layer is the filter density of the first and second layers. Is 0.30, and the third layer is 0.45 as the sum of the filter density of the first, second and third layers. The filter density of each layer indicates the light transmittance within the width R of the edge.
When an appropriate concentration is selected as the filter concentration of each layer, it is possible to obtain a concentration gradient shielding plate 21 that is a filter having a predetermined width R that varies stepwise from a transmission region to a non-transmission region.
When a plurality of filters are sequentially stacked, the width R of the transmission band filter of each layer can be arbitrarily set by changing the variation width R each time.
[0028]
The density gradient shielding plate 21 is a kind of neutral filter with respect to wavelength, and the white light transmittance is stepwise from, for example, the vicinity of the optical axis. In FIG. 8, the transmission density (D) is 0.15 to 0.30, 1 .2 shows what changes to an opaque plate at the end, and is a gray scale filter (which changes in steps from white to gray then black) in the printing technology.
As a result, the width R is structurally stepped, and the density is D = 0.15 band filter 50, D = 0.30 band filter 51, D = 1.2 band filter 52, and The opaque wide band filter 53 is integrally formed.
[0029]
In FIG. 8, the widths R of the deviations of the edge portions of the band filters 50, 51 and 52 are substantially the same, and this width is the same as that of the video image projector. Screen 16 The optimum value can be determined experimentally according to the setting of the distance to and the width of the joint T.
Each density filter constituting the density gradient shielding plate 21 is a film-like flexible sheet, and has a relatively thin film shape. Further, the thickness of the superposed concentration gradient shielding plate 21 is about 1 mm, and when it is bent to the extent that it bends, it is possible to form a smooth curve by slightly sliding displacement relative to each other.
[0030]
Now, in FIG. 9, the influence on the screen 16 due to the diffraction of the density gradient shielding plate 21 in which the projection lens 5 of the upper (left) projector 55 in FIG. 7 and the width R are slightly exaggerated will be described.
A diffracted image of the density gradient shielding plate 21 placed immediately before the lens 5 by the non-transparent material 53 farthest from the optical path center axis appears in the portion f of the screen 16, and its luminance distribution is relatively narrow as j. In addition, as described with reference to FIG.
[0031]
Next, the diffracted light and the amount of light reduced by the filter 52 with D = 1.2 having the largest amount of light absorption are indicated by l in the location of g.
Next, the diffracted light and the amount of light reduced by the filter 51 having an intermediate light absorption amount D = 0.30 are indicated by m in the place of h, and finally D = 0 where the light absorption amount is small. The diffracted light and the amount of light reduced by the .15 filter 50 are indicated by i and the luminance distribution is indicated by n, respectively.
[0032]
Therefore, a luminance curve of K can be obtained by adding the respective light reduction amounts l, m, n of the ND filters 52, 51, 50 arranged stepwise to the luminance curve j of only the opaque material. That is, it is possible to obtain a gentle slope attenuation characteristic that suppresses the rise in luminance and widens the screen joint.
[0033]
Next, as shown in FIG. 10, a density gradient shielding plate 22 having a characteristic of reverse inclination (downward left) with respect to the composite luminance curve k in the lower right direction in FIG. Is added, the luminance of the joint T becomes substantially the same level as the luminance 1.0 inside the two windows, Video (screen) It is possible to obtain an integrated screen image with uniform brightness without any continuous seam.
[0034]
As described above, in order to smooth the brightness of the joint portion and widen the joint width, a filter that changes the density optically and structurally in a stepped manner is configured. However, as described with reference to FIG. 5, a recent projection projector uses a condensing lens 7 composed of a group of small lenses 17 in a horizontal and vertical matrix (lattice).
Diffraction occurs at each edge of each layer filter of the density gradient shielding plate 22 with respect to each of the vertical (or horizontal) bright lines, and as a result, a striped stripe pattern having a luminance difference in a staircase pattern is displayed on the screen. The
Due to this influence, the light diffracted by the light shielding plate 11 is displayed on the screen 16 as strip-like stripes having a gradation difference that cannot be ignored. By superimposing the luminance of the other screen 16 having the opposite dimming curve, the fringes are offset and improved considerably, but cannot be completely removed.
[0035]
To further analyze the phenomenon of the striped band, when the edge P of the light shielding plate 21 is vertical on the front surface of the lens 5 in FIG. Parallel to the light, a diffraction image is generated on the screen and several striped patterns are generated in the vertical direction due to the brightness of the plurality of vertical lenses 17.
Similarly, when the edge P is placed in the horizontal direction as shown in FIG. 11B, diffraction is caused by the array light of the group of lenses 17 in the lateral direction of the grating of the condenser lens 7, and several horizontal stripes are generated. Occurs in the horizontal direction.
If the edge P is inclined at an angle near the middle of the vertical and horizontal, for example 45 degrees, on the front surface of the lens 5, as shown in FIG. It has been experimentally confirmed that a continuous smooth luminance change occurs with no slope.
[0036]
Accordingly, the stripes are not generated completely if the edge P is set to be around 45 degrees in the middle so that the edge P is not parallel to the grid (vertical and horizontal) rows of the lens 17 group of the condenser lens 7 of the light source.
on the other hand, Left and right images (screen) on screen 16 In the case of joining the light shielding plates 21, the light shielding plate 21 has to be arranged vertically (horizontal in the vertical connection), and the influence of this slight vertical stripe cannot be avoided.
[0037]
An important point of the present invention is that the edge of the light shielding plate 21 is formed in a sawtooth shape as shown in FIG. 12 in order to completely prevent the occurrence of this diffraction (stripe). In other words, by obtaining an angle of about 90 (± 45) degrees at each of the serrated teeth of the serrated edge, the edges do not become parallel to the vertical arrangement of the grating structure of the condenser lens 7, and thus are striped. A smooth attenuation characteristic can be obtained without generating diffraction.
[0038]
Therefore, a plurality of filters having different concentrations are overlaid in FIG. 8, but the structure is further subjected to the sawtooth processing, and the filters 40, 41, and 42 and the opaque material 43 are sawed as shown in FIG. If the teeth are engraved, completely streak-free characteristics can be obtained. The overall description of FIG. 13 is substantially the same as the description of FIG.
The angle of the serrated tip is about 90 degrees. The tooth pitch is experimentally determined to the most effective value from the distance from the lens 5, the pitch of the diffraction fringes, etc., but about 1 mm is appropriate.
The sawtooth teeth of each filter are configured to be aligned and shifted by a width R so that the peaks and valleys are synchronized.
[0039]
Next, in FIG. 14, when diffracted light is projected onto the screen 16 by the light shielding plates 21 and 22, the luminance change portion of the joint portion is not white contrast but blue or red, and the color screen The color becomes deeper toward the end of
This is because, in the color projector, the white light of the light source is decomposed into R, G, and B, each is modulated by a video signal, and each color is diffracted and colored due to an optical system that combines them again.
[0040]
The colored light becomes red or blue depending on whether the light shielding plates 21 and 22 block the projection light on the right of the lens 5 or on the left. Therefore, when the dark and light portions are joined on these screens 16, they are synthesized and become almost white, but cannot be completely erased.
In order to completely suppress such coloring after the synthesis, as shown in FIG. 15, the color filter 44 that is complementary to the colored light is added to the one density gradient plate 21 or the other density gradient plate 22 in FIG. Can be suppressed to a level at which there is no practical problem by pushing into the position where the effect is most effective.
The most effective position is between any of the filters of each layer, and in FIG. 15, it is inserted between the opaque material 43 and the filter 42 having the density D = 1.2, and the deviation width of these edges is also set appropriately. Shows what you did.
[0041]
Next, in FIG. 16, the image projected on the screen 16 is usually rectangular, but the projection optical path frame 45 immediately before the projection lens 5 is generally a pincushion due to the characteristics of the optical lens, and the center is constricted.
So far, this optical path frame has been described on the assumption of a rectangle. For this reason, the light shielding plate 21 that joins the screen has been described as having a straight edge. However, if the light shielding plate 21 is a straight line because of the thread-like optical path frame 45, a band of density change perpendicular to the joining portion on the screen. I can not get.
[0042]
In order to cope with this point, in FIG. 17, it is necessary to arrange a light shielding plate 46 having a curved serrated density gradient having a curved edge matched to the pincushion-shaped projection optical path frame 45. The configuration of the light shielding plate 46 is the same as that shown in FIGS. 13 and 15 except that the edges are curved.
The following describes means that can be easily manufactured and adjusted easily.
The light shielding plate 46 has a shape in which the edge follows the pincushion curve of the projection light frame 45 and a sawtooth shape. In addition, the curvature of this curve must be set appropriately according to the projector to be used and the mounting position, and is not constant.
[0043]
It is not practical to manufacture a light shielding plate 46 having serrated teeth and different types of curvature, and to select an optimum one each time to join the screen, which requires enormous labor and cost.
It is an important issue from the standpoint of practicality to make it possible to easily adjust the curvature of the curve of the edge and to keep the manufacturing and adjustment costs low.
[0044]
In FIG. 18, the edge P of the light shielding plate 46 is formed in a straight line shape that is easy to manufacture, and serrated teeth are carved.
If this is arranged with a slight angle θ with respect to the lens surface Q, both ends are compressed in the directions of arrows G and H, and pressed in the J direction, the light shielding plate 46 is curved as shown in the figure. be able to.
Therefore, when viewed from the front of the lens 5, the edge has an arc shape, and the curvature of the edge curve is adjusted to follow the pincushion curve of the projection optical path frame 45 by changing the compression values in the G and H directions and the angle θ. I can do it.
[0045]
Further, in FIG. 19, the compression values in the G and H directions are arbitrarily changed by adjusting the screw 113 and 114 by screwing the sawtooth light shielding plate 46 sandwiched between the claws 111 and 112. be able to.
In addition, the variable shielding device 110 can be set to an appropriate position by providing a slightly larger adjustment squeeze on the left and right sides of the screw 115.
[0046]
If this device 110 is changed to the opposite mounting base 116 side, it can be used as a shielding device for the other projector to be synthesized.
Therefore, the left and right shapes of the joint surfaces on the screen can be easily adjusted so that they coincide with each other, that is, so as to match the pincushion curve of the projection optical path of the lens surface.
As mentioned above, for convenience of explanation, the means for joining the screens on the flat screen by two projectors has been described. However, a larger number of images can be joined.
[0047]
【The invention's effect】
By using the density gradient filter, color correction filter, sawtooth edge, curved edge, and shielding device in combination with the adjusting mechanism according to the present invention, a flat screen as well as a cylindrical, dome or hemispherical screen can be used. However, you can get a large screen with smooth and natural high image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration at the time of projection by one video image projector.
FIG. 2 is a diagram illustrating overlapping of images during projection by two video image projectors.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a flat combined luminance is predicted at a joint by a light shielding plate.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a rise in luminance occurs at a joint due to a diffraction action.
FIG. 5 is a diagram showing the synthesis of diffraction fringes by the grating structure of the condenser lens.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which diffraction fringes are generated due to a grating structure of a condenser lens of two video image projectors.
FIG. 7 is a diagram showing an overall configuration with light shielding plates according to the present invention attached thereto.
FIG. 8 is a diagram showing in detail a configuration of a density gradient light shielding plate attached to the front surface of the lens of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for optically explaining diffracted light by the concentration gradient light shielding plate of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing screen bonding on a screen provided with the concentration gradient light shielding plate of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which various stripes are generated due to the inclination of the light shielding plate.
FIG. 12 is a diagram showing the optical effect of the sawtooth light shielding plate of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing in detail the configuration of a sawtooth light shielding plate attached to the front surface of the lens of the present invention;
FIG. 14 is a diagram showing coloring of diffracted light by the sawtooth light shielding plate of the present invention.
FIG. 15 is a detailed view showing a configuration of a complementary color filter that prevents coloring of diffracted light by the light shielding plate of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing a shape of a projection optical path frame immediately before a lens.
FIG. 17 is a diagram showing in detail the configuration of a curved sawtooth light shielding plate attached to the front surface of the lens of the present invention;
FIG. 18 is a diagram showing the structural principle of the variable curvature light shielding plate of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing a practical structure of the variable curvature light shielding plate of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Video playback device
2 Video generation laminate
3 Polarizing beam splitter
4 Light source lamp
5 Projection lens
10 Lens holder
16 screens
17 Small lens
21, 22, 46 Concentration gradient light shielding plate
40, 41, 42, 43 Sawtooth band filter
44 Complementary color filter
50, 51, 52, 53 band filter
55, 60 Video image projector
110 Curvature variable light shielding device
111, 112 nails
113, 114 Curvature adjustment screw
115 Mounting adjustment screw
116 Mounting base
D, E, F Luminance
G, H, J Compression direction
L, L-1, L-2 Image light
P edge
R width
T joint

Claims

複数の投写型映像装置を使用して複数のスクリーンに各映像をそれぞれ投写し、各映像の端部を互いに繋ぎ合わせて広い映像を作成する映像の接合装置であって、前記投写型映像装置では映像発生部から送られた映像信号が映像発生積層板に入力され、映像発生積層板では映像信号を光の強弱に変換して映像光とし、光源ランプからの強い強度の白色光を格子状に配置された小レンズ群からなる集光レンズに入射して均一の光束として外部に放射し、この均一の光束を偏光ビームスプリッターに入射し、この偏光ビームスプリッターで反射した均一の光束は前記映像発生積層板に入り、この映像発生積層板ではこの均一の光束を前記映像光により光変調するとともに高輝度映像光として前記偏光ビームスプリッターに向けて反射し、この高輝度映像光は当該偏光ビームスプリッターを透過して投光レンズに入射され、投光レンズから投射光となって前記スクリーンに投射されるようにし、前記投光レンズの前方に配置され、前記投射光の端部を遮蔽して前記繋ぎ合わせた部分の輝度を調整する光遮蔽板を、前記投射光の中央部から周縁部にかけて段階的に透過率が次第に低くなるような、可撓性で膜状の複数のフィルターを重ねた多層構造により構成し、映像の繋ぎ部分の接合巾を広げ、かつ前記投射光の回析作用による輝度の盛り上げを押さえた複数のプロジェクターによる映像の接合装置において、
前記フィルターの各層の遮蔽端(エッジ)を２等辺三角形が連続する鋸歯状に形成し、当該鋸歯状の歯先の角度が略90度になるようにして、前記プロジェクターの集光レンズの格子状配置に起因して、前記光遮蔽板により映像の繋ぎ部分に発生する複数の縞状の帯の発生を防止したことを特徴とする複数のプロジェクターによる映像の接合装置。An image joining device for projecting each image on a plurality of screens using a plurality of projection type image devices and connecting the end portions of each image to create a wide image. The video signal sent from the video generator is input to the video generation laminate. The video generation laminate converts the video signal into light intensity to produce image light, and white light with high intensity from the light source lamp is formed in a grid pattern. The incident light is incident on a condensing lens consisting of a small lens group and is emitted as a uniform light beam to the outside. The uniform light beam is incident on the polarization beam splitter, and the uniform light beam reflected by the polarization beam splitter generates the image. In this image generation laminate, this uniform light flux is optically modulated by the image light and reflected as high-intensity image light toward the polarization beam splitter. The image light is transmitted through the polarization beam splitter, is incident on the projection lens, and is projected from the projection lens as projection light onto the screen, and is disposed in front of the projection lens. A light shielding plate that shields edges and adjusts the brightness of the joined portions is flexible and film-like so that the transmittance gradually decreases from the central portion to the peripheral portion of the projection light. In a multi-layer structure in which a plurality of filters are stacked, widening the joint width of the joint portion of the image, and suppressing the increase in brightness due to the diffraction effect of the projection light, the image joining device by a plurality of projectors,
The shielding end (edge) of each layer of the filter is formed in a sawtooth shape in which isosceles triangles are continuous, and the angle of the sawtooth tip is approximately 90 degrees so that the condenser lens of the projector has a lattice shape. An apparatus for joining images by a plurality of projectors, characterized in that the light shielding plate prevents the occurrence of a plurality of striped strips that are generated at a joint portion of the images due to the arrangement.

前記多層構造のフィルターに更に補色フィルターを重ね合わせて、前記プロジェクターの色分解の方式に起因して、前記光遮蔽板により映像の繋ぎ部分が着色されることを防止したことを特徴とする請求項１に記載の複数のプロジェクターによる映像の接合装置。 The complementary color filter is further superimposed on the multilayer filter to prevent the connecting portion of the image from being colored by the light shielding plate due to the color separation method of the projector. An image joining apparatus using a plurality of projectors according to 1.

前記プロジェクターの投射レンズ前面における投射光枠の非直線形状に合致させて、前記多層構造のフィルターからなる光遮蔽板のエッジを非直線形状に形成したとともに、前記多層構造のフィルターからなる光遮蔽板を長方形に形成し、この光遮蔽板を圧縮変形させ、その湾曲によるエッジを前記投射光枠の非直線形状に任意に合致させる調整構造とし、前記光遮蔽板のエッジの曲線を可変としたことを特徴とする請求項２に記載の複数のプロジェクターによる映像の接合装置。 The edge of the light shielding plate made of the multilayer structure filter is formed in a non-linear shape so as to match the non-linear shape of the projection light frame in front of the projection lens of the projector, and the light shielding plate made of the multilayer structure filter Is formed into a rectangular shape, the light shielding plate is compressed and deformed, and an adjustment structure that arbitrarily matches the curved edge with the non-linear shape of the projection light frame, and the curve of the edge of the light shielding plate is variable. The apparatus for joining images by a plurality of projectors according to claim 2.