JP2010169772A - Projection image display apparatus - Google Patents

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Yoshinao Hiranuma
義直 平沼
Masutaka Inoue
益孝 井上
Susumu Tanase
晋 棚瀬
Tomoya Terauchi
智哉 寺内
Takaaki Abe
高明 安部
Masahiro Haraguchi
昌弘 原口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a quality of an image to be projected while suppressing the increase of power consumption. <P>SOLUTION: A laser beam projection part 10 sequentially projects laser beams according to image signals of input images. A horizontal scanning mirror 20 horizontally scans a laser beam. A vertical scanning mirror 30 vertically scans a laser beam. A scanning mirror control unit 40 controls the horizontal scanning mirror 20 and the vertical scanning mirror 30. The laser beam projected from the laser beam projection part 10 is reflected in order of the horizontal scanning mirror 20 and the vertical scanning mirror 30 or its reverse order, and guided to a projection surface 80. The scanning mirror control unit 40 switches a first mode where main scanning of the laser beam is performed by the horizontal scanning mirror 20 and sub-scanning is performed by the vertical scanning mirror 30, and a second mode where main scanning of the laser beam is performed by the vertical scanning mirror 30 and sub-scanning is performed by the horizontal scanning mirror 20. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ光を走査することにより、投影面に画像を表示させる投射型映像表示装置に関する。   The present invention relates to a projection-type video display device that displays an image on a projection surface by scanning a laser beam.

画像内に含まれる各画素の値に対応するレーザ光を投影面にラスタスキャンすることにより、投影面に画像を表示させるレーザ光走査方式の、投射型映像表示装置の開発が進められている(例えば、特許文献1参照)。このような装置では、レーザ光を走査するためのミラーを設ける必要がある。   Development of a laser beam scanning projection display apparatus that displays an image on a projection surface by performing raster scan on the projection surface with laser light corresponding to the value of each pixel included in the image is in progress ( For example, see Patent Document 1). In such an apparatus, it is necessary to provide a mirror for scanning the laser beam.

近年、共振周波数で動作可能な、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を応用した共振ミラーが実用化されてきており、より高速な走査が実現可能な環境となってきている。   In recent years, a resonant mirror using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology that can operate at a resonant frequency has been put into practical use, and has become an environment where higher-speed scanning can be realized.

特開2006−343397号公報JP 2006-343397 A

本発明者は、このような投射型映像表示装置において、従来と比較してエネルギー効率を低下させずに、投影される画像の画質を高めることに成功した。
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、消費電力の増大を抑制しながら、投影される画像の画質を高めることができる投射型映像表示装置を提供することにある。
The present inventor has succeeded in improving the image quality of a projected image in such a projection-type image display device without reducing energy efficiency as compared with the conventional art.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a projection type video display apparatus capable of improving the image quality of a projected image while suppressing an increase in power consumption.

本発明のある態様の投射型映像表示装置は、入力される画像の画素信号に応じたレーザ光を順次、投射するレーザ光投射部と、レーザ光を水平方向に走査する水平走査ミラーと、レーザ光を垂直方向に走査する垂直走査ミラーと、水平走査ミラー、垂直走査ミラーを制御する走査ミラー制御部と、を備える。レーザ光投射部により投射されたレーザ光は、水平走査ミラーおよび垂直走査ミラーの順番で、またはその逆の順番で反射されて投影面に誘導される。走査ミラー制御部は、レーザ光の主走査を水平走査ミラーで、その副走査を垂直走査ミラーで行う第1モードと、レーザ光の主走査を垂直走査ミラーで、その副走査を水平走査ミラーで行う第2モードと、を切り替える。   A projection-type image display device according to an aspect of the present invention includes a laser light projection unit that sequentially projects laser light according to pixel signals of an input image, a horizontal scanning mirror that scans the laser light in a horizontal direction, and a laser. A vertical scanning mirror that scans light in the vertical direction, a horizontal scanning mirror, and a scanning mirror control unit that controls the vertical scanning mirror are provided. The laser light projected by the laser light projection unit is reflected in the order of the horizontal scanning mirror and the vertical scanning mirror, or vice versa, and guided to the projection surface. The scanning mirror control unit includes a first mode in which main scanning of laser light is performed by a horizontal scanning mirror and sub-scanning is performed by a vertical scanning mirror, main scanning of laser light is performed by a vertical scanning mirror, and sub-scanning is performed by a horizontal scanning mirror. Switch to the second mode to be performed.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現方法を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a method in which the expression method of the present invention is converted between methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、消費電力の増大を抑制しながら、投影される画像の画質を高めることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the quality of a projected image while suppressing an increase in power consumption.

本発明の実施の形態に係る投射型映像表示装置の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the projection type video display apparatus concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る投射型映像表示装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the projection type video display apparatus concerning embodiment of this invention. 第1モードを説明するための図である。図3(a)は投影されるべき画像を示し、図3(b)は画像を投影する際の、ビーム光の走査軌跡を概略的に示し、図3(c)は水平走査ミラーの駆動信号を示し、図3(d)は垂直走査ミラーの駆動信号を示す。It is a figure for demonstrating a 1st mode. 3A shows an image to be projected, FIG. 3B schematically shows a scanning trajectory of the beam light when the image is projected, and FIG. 3C shows a driving signal for the horizontal scanning mirror. FIG. 3D shows a drive signal for the vertical scanning mirror. 第2モードを説明するための図である。図4(a)は投影されるべき画像を示し、図4(b)は画像を投影する際の、ビーム光の走査軌跡を概略的に示し、図4(c)は水平走査ミラーの駆動信号を示し、図4(d)は垂直走査ミラーの駆動信号を示す。It is a figure for demonstrating a 2nd mode. 4A shows an image to be projected, FIG. 4B schematically shows a scanning trajectory of the beam light when the image is projected, and FIG. 4C shows a driving signal for the horizontal scanning mirror. FIG. 4D shows a driving signal for the vertical scanning mirror. 実施の形態に係る画像解析部による画像解析処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the image analysis process by the image analysis part which concerns on embodiment. 黒帯領域を説明するための図である。図6(a)はピラーボックス方式で黒帯領域が挿入された画像を示し、図6(b)はレターボックス方式で黒帯領域が挿入された画像を示す。It is a figure for demonstrating a black belt area | region. FIG. 6A shows an image in which the black band region is inserted by the pillar box method, and FIG. 6B shows an image in which the black band region is inserted by the letter box method. 画像の領域分割処理と、水平バンドの最大輝度値および垂直バンドの最大輝度値の特定処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the area | region division | segmentation process of an image, and the specific process of the maximum luminance value of a horizontal band, and the maximum luminance value of a vertical band. 実施の形態に係る画像補正部による画像補正処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the image correction process by the image correction part which concerns on embodiment. 各バンドのパワー配分Pと信号ゲインGの算出例を示す図である。It is a figure which shows the example of calculation of the power distribution P and signal gain G of each band. 実施の形態に係る走査ミラー制御部による、走査ミラーの駆動処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the drive process of the scanning mirror by the scanning mirror control part which concerns on embodiment. 副走査を担当する走査ミラーの振角ωを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the swing angle (omega) of the scanning mirror in charge of subscanning. 変形例に係るモード切り替えを説明するための図である。図12(a)は投影されるべき画像を示し、図12(b)は画像を投影する際の、ビーム光の走査軌跡を概略的に示し、図12(c)は水平走査ミラーの駆動信号を示し、図12(d)は垂直走査ミラーの駆動信号を示す。It is a figure for demonstrating mode switching which concerns on a modification. 12A shows an image to be projected, FIG. 12B schematically shows a scanning trajectory of the beam light when the image is projected, and FIG. 12C shows a driving signal for the horizontal scanning mirror. FIG. 12D shows a drive signal for the vertical scanning mirror.

図1は、本発明の実施の形態に係る投射型映像表示装置100の基本構成を示す図である。投射型映像表示装置100は、2軸走査の、直描方式またはバックライト方式のレーザプロジェクタである。投射型映像表示装置100は、基本素子として、レーザ光投射部10、水平走査ミラー20および垂直走査ミラー30を備える。レーザ光投射部10により投射されたレーザ光は、水平走査ミラー20および垂直走査ミラー30の順番で、またはその逆の順番で反射されて、スクリーンや壁などの投影面80に誘導される。以下、本実施の形態では、水平走査ミラー20および垂直走査ミラー30の順番で反射される例を説明する。   FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a projection display apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The projection type image display apparatus 100 is a two-axis scanning direct drawing type or backlight type laser projector. The projection display apparatus 100 includes a laser light projection unit 10, a horizontal scanning mirror 20, and a vertical scanning mirror 30 as basic elements. The laser light projected by the laser light projection unit 10 is reflected in the order of the horizontal scanning mirror 20 and the vertical scanning mirror 30 or vice versa, and is guided to the projection surface 80 such as a screen or a wall. Hereinafter, in the present embodiment, an example in which the horizontal scanning mirror 20 and the vertical scanning mirror 30 are reflected in the order will be described.

水平走査ミラー20は水平方向に振れることが可能な素子であり、入射されるレーザ光を水平方向に走査する。垂直走査ミラー30は垂直方向に振れることが可能な素子であり、入射されるレーザ光を垂直方向に走査する。水平走査ミラー20および垂直走査ミラー30は、ミラー、磁石および電流線をそれぞれ含む。当該磁石および電流線は、当該ミラーの振れ方向に応じた所定の位置に配置される。当該電流線に電流が流れると、ローレンツ力が発生し、当該ミラーが所定の振れ方向に動く。後述する走査ミラー制御部40は、この電流線に流す電流量および電流の向きを制御することにより、水平走査ミラー20および垂直走査ミラー30の動きを制御することができる。   The horizontal scanning mirror 20 is an element that can swing in the horizontal direction, and scans incident laser light in the horizontal direction. The vertical scanning mirror 30 is an element that can swing in the vertical direction, and scans incident laser light in the vertical direction. The horizontal scanning mirror 20 and the vertical scanning mirror 30 each include a mirror, a magnet, and a current line. The magnet and the current line are disposed at predetermined positions corresponding to the shake direction of the mirror. When a current flows through the current line, Lorentz force is generated, and the mirror moves in a predetermined shake direction. A scanning mirror control unit 40, which will be described later, can control the movement of the horizontal scanning mirror 20 and the vertical scanning mirror 30 by controlling the amount of current flowing through the current line and the direction of the current.

図2は、本発明の実施の形態に係る投射型映像表示装置100の回路構成を示す図である。投射型映像表示装置100は、レーザ光投射部10、水平走査ミラー20、垂直走査ミラー30、走査ミラー制御部40、画像解析部50、画像補正部60およびレーザ光投射制御部70を備える。走査ミラー制御部40、画像解析部50、画像補正部60およびレーザ光投射制御部70の構成は、ハードウェア的には、任意のプロセッサ、メモリ、駆動素子、およびその他のLSIで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。   FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the projection display apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. The projection display apparatus 100 includes a laser light projection unit 10, a horizontal scanning mirror 20, a vertical scanning mirror 30, a scanning mirror control unit 40, an image analysis unit 50, an image correction unit 60, and a laser light projection control unit 70. The configurations of the scanning mirror control unit 40, the image analysis unit 50, the image correction unit 60, and the laser light projection control unit 70 can be realized by an arbitrary processor, memory, drive element, and other LSI in terms of hardware, and software This is actually realized by a program loaded in a memory or the like, but here, functional blocks realized by their cooperation are depicted. Therefore, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.

レーザ光投射部10は、画像信号に含まれる画素信号に応じたレーザ光を順次、投射する。より具体的には、レーザ光投射制御部70は、画像補正部60により補正された画像信号に含まれる各画素信号に応じて、各画素位置に投射すべき光量を決定し、その光量をレーザ光投射部10に設定する。レーザ光投射部10は、その設定された光量にしたがい、レーザ光を投射する。なお、レーザ光投射部10からのレーザ光の投射方向は固定であり、レーザ光の投影位置は、水平走査ミラー20および垂直走査ミラー30により制御される。   The laser light projection unit 10 sequentially projects laser light according to pixel signals included in the image signal. More specifically, the laser light projection control unit 70 determines the amount of light to be projected to each pixel position in accordance with each pixel signal included in the image signal corrected by the image correction unit 60, and the amount of light is lasered. Set to the light projection unit 10. The laser light projection unit 10 projects laser light according to the set light amount. Note that the projection direction of the laser light from the laser light projection unit 10 is fixed, and the projection position of the laser light is controlled by the horizontal scanning mirror 20 and the vertical scanning mirror 30.

水平走査ミラー20は、レーザ光投射部10により投射されたレーザ光を反射する。垂直走査ミラー30は、水平走査ミラー20により反射されたレーザ光を反射し、投影面80に誘導する。投影面80に瞬間的に投影されている光は一画素分であるが、その光が高速に走査されることにより、眼の残像効果により画面と認識することができる。   The horizontal scanning mirror 20 reflects the laser light projected by the laser light projection unit 10. The vertical scanning mirror 30 reflects the laser light reflected by the horizontal scanning mirror 20 and guides it to the projection plane 80. The light that is instantaneously projected onto the projection surface 80 is for one pixel, but when the light is scanned at a high speed, it can be recognized as a screen due to the afterimage effect of the eyes.

走査ミラー制御部40は、レーザ光の主走査を水平走査ミラー20で、その副走査を垂直走査ミラー30で行う第1モードと、レーザ光の主走査を垂直走査ミラー30で、その副走査を水平走査ミラー20で行う第2モードとを切り替える。本明細書では、画像の水平方向および垂直方向のうち、高速に走査する方向を主走査方向、その方向への走査を主走査といい、および低速に走査する方向を副走査方向、その方向への走査を副走査という。   The scanning mirror control unit 40 performs a first mode in which the main scanning of the laser beam is performed by the horizontal scanning mirror 20 and the sub scanning is performed by the vertical scanning mirror 30, and the main scanning of the laser beam is performed by the vertical scanning mirror 30 and the sub scanning is performed. The second mode performed by the horizontal scanning mirror 20 is switched. In this specification, of the horizontal and vertical directions of an image, the direction of high-speed scanning is referred to as the main scanning direction, the scanning in that direction is referred to as main scanning, and the direction of low-speed scanning is referred to as the sub-scanning direction. This scanning is called sub-scanning.

走査ミラー制御部40は、画像解析部50からの指示に応じて第1モードと第2モードとの間でモードを切り替えることができる。なお、図示しない操作部からの、ユーザ操作に起因するモード選択信号にしたがい、モードを切り替えてもよい。また、設定された時間経過ごとに、両モードの間でモードを切り替えてもよい。   The scanning mirror control unit 40 can switch the mode between the first mode and the second mode in accordance with an instruction from the image analysis unit 50. Note that the mode may be switched according to a mode selection signal caused by a user operation from an operation unit (not shown). Moreover, you may switch a mode between both modes for every set time passage.

走査ミラー制御部40は、レーザ光の主走査を担当させる水平走査ミラー20または垂直走査ミラー30を規則的に振れさせるよう制御する。たとえば、共振周波数で動作させる。主走査方向はミラー面を高速に動作させる必要があるため、主走査を担当させる走査ミラーには、ミラー面の振幅を画像内のラインごとに変化させるなどの、細かい制御は施さない。   The scanning mirror control unit 40 controls the horizontal scanning mirror 20 or the vertical scanning mirror 30 that is responsible for the main scanning of the laser light to swing regularly. For example, it is operated at the resonance frequency. Since it is necessary to operate the mirror surface at high speed in the main scanning direction, fine control such as changing the amplitude of the mirror surface for each line in the image is not performed on the scanning mirror responsible for main scanning.

走査ミラー制御部40は、レーザ光の副走査を担当させる水平走査ミラー20または垂直走査ミラー30を、上記画像の副走査方向に分割された複数の帯状の領域のそれぞれにおける代表輝度値間の比率に応じた時間比率で、そのミラー面の向きを変化させるよう制御する。この時間比率は画像補正部60から設定させることができる。副走査方向は画像の同期信号区間の時間(たとえば、16.6ミリ秒)内で一走査すればよいため、副走査を担当させる走査ミラーには、より細かい制御を施す。副走査を担当させる走査ミラーに施す制御の詳細は後述する。   The scanning mirror control unit 40 is a ratio between the representative luminance values in each of the plurality of strip-like regions obtained by dividing the horizontal scanning mirror 20 or the vertical scanning mirror 30 responsible for the sub scanning of the laser light in the sub scanning direction of the image. Control is performed so that the direction of the mirror surface is changed at a time ratio according to. This time ratio can be set from the image correction unit 60. In the sub-scanning direction, it is only necessary to perform one scan within the time of the synchronization signal section of the image (for example, 16.6 milliseconds). Therefore, finer control is performed on the scanning mirror responsible for the sub-scan. Details of the control applied to the scanning mirror responsible for sub-scanning will be described later.

画像解析部50は、図示しない記録媒体または通信媒体から、図示しないバッファを経て入力される画像信号を解析して、その画像信号で生成される画像内の明るさの分布を求めることにより、第1モードと第2モードのいずれかを選択する。ここで、明るさとは輝度値、明度、または入力映像信号そのもの(RGBの最大値等)であってもよい。そして、選択したモードを走査ミラー制御部40および画像補正部60に設定する。たとえば、画像解析部50は、画像の水平方向と垂直方向のうち、明るさ(たとえば、輝度レベル)がより平準化される方向を特定し、当該画像の水平方向に明るさがより平準化されている場合、第1モードを選択し、垂直方向に明るさがより平準化されている場合、第2モードを選択する。ここで、平準化される方向とは、黒帯化される方向であってもよい。以下、画像の水平方向と垂直方向のうち、明るさがより黒帯化される方向を特定する例を説明する。   The image analysis unit 50 analyzes an image signal input from a recording medium or communication medium (not shown) through a buffer (not shown), and obtains a brightness distribution in the image generated by the image signal, thereby Select either mode 1 or mode 2. Here, the brightness may be a brightness value, brightness, or an input video signal itself (RGB maximum value or the like). Then, the selected mode is set in the scanning mirror control unit 40 and the image correction unit 60. For example, the image analysis unit 50 specifies the direction in which the brightness (for example, the luminance level) is more leveled out of the horizontal direction and the vertical direction of the image, and the brightness is leveled in the horizontal direction of the image. If the brightness is leveled in the vertical direction, the second mode is selected. Here, the direction in which the leveling is performed may be a direction in which blackening is performed. Hereinafter, an example will be described in which the direction in which the brightness is more blackened out of the horizontal direction and the vertical direction of the image is specified.

その黒帯化された方向を特定するための一例として、画像解析部50は、画像内において所定の基準値以下の輝度値を持つ画素が、水平方向に広がっているか、垂直方向に広がっているかを特定する。上記基準値はゼロまたはゼロに近い値に設定される。すなわち、画像内の実質的に黒の画素が水平方向に連続的に広がっているか、垂直方向に連続的に広がっているかを特定する。   As an example for specifying the blackened direction, the image analysis unit 50 determines whether pixels having a luminance value equal to or lower than a predetermined reference value in the image are spread in the horizontal direction or the vertical direction. Is identified. The reference value is set to zero or a value close to zero. That is, it is specified whether substantially black pixels in the image continuously spread in the horizontal direction or continuously in the vertical direction.

それを特定するため、画像解析部50は、上記画像を水平方向および垂直方向に対してそれぞれ複数の帯状の領域(以下、バンドという)に分割して、それぞれのバンドの明るさの代表値(たとえば、最大輝度値)を特定する。各方向ごとに、複数のバンドの代表値の最小値を算出し、水平方向に対する当該最小値と垂直方向に対する当該最小値とを比較する。前者が後者より大きいとき、第2モードを選択し、前者が後者以下のとき、第1モードを選択する。   In order to identify this, the image analysis unit 50 divides the image into a plurality of band-like regions (hereinafter referred to as bands) in the horizontal direction and the vertical direction, and represents the representative values ( For example, the maximum luminance value) is specified. For each direction, a minimum value of representative values of a plurality of bands is calculated, and the minimum value in the horizontal direction is compared with the minimum value in the vertical direction. When the former is greater than the latter, the second mode is selected, and when the former is less than or equal to the latter, the first mode is selected.

画像解析部50は、投影面に投影可能な領域である表示領域と上記画像内の有意な画像領域とを比較して、その画像内の有意でない画像領域に対応する信号(以下、黒帯領域信号という)を特定することができる。黒帯領域信号は、画像内の有意な画像領域のアスペクト比と表示領域のアスペクト比とを調整するための信号である。入力される画像信号には、当該黒帯領域信号が含まれている場合がある。画像解析部50は、入力される画像信号内に当該黒帯領域信号を検出した場合、その黒帯領域信号の当該画像信号内における位置を特定するための情報を走査ミラー制御部40および画像補正部60に通知する。   The image analysis unit 50 compares a display area, which is an area that can be projected onto the projection plane, with a significant image area in the image, and a signal corresponding to an insignificant image area in the image (hereinafter referred to as a black belt area). Signal). The black belt area signal is a signal for adjusting a significant image area aspect ratio and a display area aspect ratio in the image. The input image signal may include the black belt region signal. When the image analysis unit 50 detects the black band region signal in the input image signal, the image analysis unit 50 uses the scanning mirror control unit 40 and the image correction information to identify the position of the black band region signal in the image signal. Notification to the unit 60.

画像補正部60は、入力される画像信号を補正して、レーザ光投射制御部70に供給する。画像補正部60は、第2モードが選択されているとき、入力される画像信号に含まれる画素信号の順番を組みかえる。通常の画像信号は、水平方向を主走査方向とし、かつ垂直方向を副走査方向とする順番で各画素信号が並べられている。すなわち、第1モードのように走査されることを前提としている。したがって、第1モードが選択されているときは、画像信号に含まれる画素信号を組みかえる必要はないが、第2モードが選択されているときは、その走査順番にしたがい、それら画素信号の順番を組みかえる必要がある。   The image correction unit 60 corrects the input image signal and supplies it to the laser light projection control unit 70. When the second mode is selected, the image correction unit 60 changes the order of the pixel signals included in the input image signal. In the normal image signal, the pixel signals are arranged in the order in which the horizontal direction is the main scanning direction and the vertical direction is the sub-scanning direction. That is, it is assumed that scanning is performed as in the first mode. Therefore, when the first mode is selected, it is not necessary to change the pixel signals included in the image signal. However, when the second mode is selected, the order of the pixel signals according to the scanning order. Need to be reconfigured.

また、画像補正部60は、画像解析部50から上記黒帯領域信号の位置を特定するための情報が通知された場合、入力される画像信号から当該黒帯領域信号を削除して、レーザ光投射制御部70に供給する。   Further, when the image correcting unit 60 is notified of the information for specifying the position of the black band region signal from the image analyzing unit 50, the image correcting unit 60 deletes the black band region signal from the input image signal, and the laser beam This is supplied to the projection control unit 70.

また、画像補正部60は、副走査方向に決定された複数のバンドのそれぞれに配分されるべき各パワー配分を算出し、そのパワー配分を走査ミラー制御部40に設定する。このパワー配分の算出方法の詳細は後述する。   The image correction unit 60 calculates each power distribution to be distributed to each of the plurality of bands determined in the sub-scanning direction, and sets the power distribution in the scanning mirror control unit 40. Details of this power distribution calculation method will be described later.

また、画像補正部60は、上記黒帯領域信号の削除または算出したパワー配分に応じて、画像信号を圧縮または伸張することができる。より具体的には、画像信号内の画素信号の間引き処理または補間処理により、当該画像信号を圧縮または伸張する。たとえば、上記黒帯領域信号を削除した分を補うため、その削除後の画像信号を伸張する。また、大きなパワーが配分されたバンドは、副走査方向が低速に走査され、主走査方向の速度は一定であるから、実際の画素ライン数より多くの回数、主走査方向にビーム光を往復させる必要がある。この場合、画像補正部60は副走査方向にそのバンドの画像信号を伸張する。小さなパワーが配分されたバンドについては、この逆の原理で、画像補正部60は副走査方向にそのバンドの画像信号を圧縮する。   Further, the image correction unit 60 can compress or expand the image signal in accordance with the deletion of the black band region signal or the calculated power distribution. More specifically, the image signal is compressed or expanded by thinning or interpolation processing of pixel signals in the image signal. For example, in order to compensate for the deletion of the black band region signal, the image signal after the deletion is expanded. Further, since the band to which large power is distributed is scanned in the sub-scanning direction at a low speed and the speed in the main scanning direction is constant, the light beam is reciprocated in the main scanning direction more times than the actual number of pixel lines. There is a need. In this case, the image correction unit 60 expands the image signal of the band in the sub scanning direction. For a band to which a small power is allocated, the image correcting unit 60 compresses the image signal of the band in the sub-scanning direction based on the reverse principle.

また、画像補正部60は、副走査方向に決定された複数のバンドのそれぞれに含まれる画像信号の輝度値を増幅するための各信号ゲインを算出し、その各信号ゲインで、対応する各バンドの画像信号の輝度値を増幅する。この増幅処理は、上記パワー配分に応じて発生する、副走査方向の各バンドの明るさの変化を、各バンドの画像信号の輝度値の増幅により打ち消すための処理である。したがって、コントラストを高めることを重視する場合、この増幅処理を施す必要はない。また、各バンドの明るさの変化を、一部打ち消すだけの信号ゲインで、各バンドの画像信号の輝度値を増幅してもよい。この信号ゲインの算出方法の詳細は後述する。   Further, the image correction unit 60 calculates each signal gain for amplifying the luminance value of the image signal included in each of the plurality of bands determined in the sub-scanning direction, and each corresponding band is calculated based on each signal gain. The luminance value of the image signal is amplified. This amplification process is a process for canceling the brightness change of each band in the sub-scanning direction, which occurs according to the power distribution, by amplification of the luminance value of the image signal of each band. Therefore, when it is important to increase the contrast, it is not necessary to perform this amplification process. Further, the luminance value of the image signal of each band may be amplified with a signal gain that only cancels a part of the brightness change of each band. Details of this signal gain calculation method will be described later.

図3は、第1モードを説明するための図である。図3(a)は投影されるべき画像111を示す。この画像111は、水平方向に輝度値がより黒帯化された画像であり、実質的に黒の画素が比較的水平方向に広がっている画像である。したがって、この画像111の走査を第1モードで実行する。図3(b)は画像111を投影する際の、ビーム光の走査軌跡112を概略的に示す。ここでは、ビーム光が下から上に向けて移動した走査軌跡112を示している。   FIG. 3 is a diagram for explaining the first mode. FIG. 3A shows an image 111 to be projected. This image 111 is an image in which the luminance value is more blackened in the horizontal direction, and substantially black pixels are relatively widened in the horizontal direction. Therefore, the scanning of the image 111 is executed in the first mode. FIG. 3B schematically shows the scanning trajectory 112 of the light beam when the image 111 is projected. Here, a scanning trajectory 112 in which the beam light has moved from the bottom to the top is shown.

図3(c)は水平走査ミラー20の駆動信号113を示し、図3(d)は垂直走査ミラー30の駆動信号114を示す。横軸は時間を示し、縦軸は各走査ミラーに供給される電流値を示す。なお、縦軸はその電流値により制御される各走査ミラーの振角と考えてもよい。図3(d)に描かれている「1V」は一フレーム期間を示している。水平走査ミラー20の駆動信号113は、共振周波数で変化する電流値である。   FIG. 3C shows a drive signal 113 for the horizontal scanning mirror 20, and FIG. 3D shows a drive signal 114 for the vertical scanning mirror 30. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the current value supplied to each scanning mirror. The vertical axis may be considered as the swing angle of each scanning mirror controlled by the current value. “1V” depicted in FIG. 3D indicates one frame period. The drive signal 113 for the horizontal scanning mirror 20 is a current value that changes at the resonance frequency.

垂直走査ミラー30の駆動信号114の電流値の傾き、すなわち垂直走査ミラー30の振れ速度が、一フレーム期間に二回切り替わる。一フレーム期間のうち、第1期間の速度が一番速く、第2期間の速度が一番遅く、および第3期間の速度はその間の速度である。図3(b)に示す走査軌跡112には、この二回の速度の変化が反映されている。画像111内おいて、実質的に黒い画素が水平方向に帯状に広がっている下方領域では、副走査方向に最も速い速度で走査され、太陽が描かれている中央領域では、副走査方向に最も遅い速度で走査されていることが分かる。   The inclination of the current value of the drive signal 114 of the vertical scanning mirror 30, that is, the shake speed of the vertical scanning mirror 30, is switched twice in one frame period. Among one frame period, the speed of the first period is the fastest, the speed of the second period is the slowest, and the speed of the third period is the speed between them. The two speed changes are reflected in the scanning locus 112 shown in FIG. In the image 111, the lower area where the substantially black pixels spread in a strip shape in the horizontal direction is scanned at the fastest speed in the sub-scanning direction, and the central area where the sun is drawn is the most in the sub-scanning direction. It can be seen that the scanning is performed at a slow speed.

図4は、第2モードを説明するための図である。図4(a)は投影されるべき画像121を示す。この画像121は、垂直方向に輝度値がより黒帯化された画像であり、実質的に黒の画素が比較的垂直方向に広がっている画像である。したがって、この画像121の走査は第2モードで実行される。図4(b)は画像121を投影する際の、ビーム光の走査軌跡122を概略的に示す。ここでは、ビーム光が左から右に向けて移動した走査軌跡122を示している。   FIG. 4 is a diagram for explaining the second mode. FIG. 4A shows an image 121 to be projected. This image 121 is an image in which the luminance value is more blackened in the vertical direction, and is substantially an image in which black pixels are relatively spread in the vertical direction. Therefore, the scanning of the image 121 is executed in the second mode. FIG. 4B schematically shows the scanning trajectory 122 of the beam light when the image 121 is projected. Here, a scanning locus 122 in which the beam light moves from left to right is shown.

図4(c)は水平走査ミラー20の駆動信号123を示し、図4(d)は垂直走査ミラー30の駆動信号124を示す。水平走査ミラー20の駆動信号123の電流値の傾き、すなわち水平走査ミラー20の振れ速度が、一フレーム期間に一回切り替わる。一フレーム期間のうち、第1期間の速度が速く、第2期間の速度が遅い。垂直走査ミラー30の駆動信号124は、共振周波数で変化する電流値である。   4C shows the driving signal 123 for the horizontal scanning mirror 20, and FIG. 4D shows the driving signal 124 for the vertical scanning mirror 30. FIG. The inclination of the current value of the drive signal 123 of the horizontal scanning mirror 20, that is, the shake speed of the horizontal scanning mirror 20, is switched once in one frame period. In one frame period, the speed of the first period is high and the speed of the second period is low. The drive signal 124 of the vertical scanning mirror 30 is a current value that changes at the resonance frequency.

図4(b)に示す走査軌跡122には、この速度の変化が反映されている。画像121内おいて、実質的に黒い画素が水平方向に帯状に広がっている左方領域では、副走査方向に速い速度で走査され、花火が描かれている中央から右方にかけた領域では、副走査方向に遅い速度で走査されていることが分かる。   This change in speed is reflected in the scanning locus 122 shown in FIG. In the image 121, in the left region in which substantially black pixels spread in a strip shape in the horizontal direction, the image is scanned at a high speed in the sub-scanning direction, and in the region from the center where the fireworks are drawn to the right side, It can be seen that scanning is slow in the sub-scanning direction.

図5は、実施の形態に係る画像解析部50による画像解析処理を説明するためのフローチャートである。まず、画像解析部50は、入力された画像信号で生成される画像に黒帯領域が含まれている場合、その黒帯領域を以降の処理対象から除外する(S101)。つぎに、画像解析部50は、その画像をn(nは2以上の整数)個の水平バンドに分割する(S102)。ここで、各水平バンドの面積が等しくなるように分割することが好ましい。画像解析部50は、各水平バンドに含まれる画素の輝度値から、各水平バンドの最大輝度値Yh(1,2,...,n)を特定する(S103)。   FIG. 5 is a flowchart for explaining image analysis processing by the image analysis unit 50 according to the embodiment. First, when the black belt region is included in the image generated by the input image signal, the image analysis unit 50 excludes the black belt region from the subsequent processing targets (S101). Next, the image analysis unit 50 divides the image into n (n is an integer of 2 or more) horizontal bands (S102). Here, it is preferable to divide so that the area of each horizontal band becomes equal. The image analysis unit 50 identifies the maximum luminance value Yh (1, 2,..., N) of each horizontal band from the luminance values of the pixels included in each horizontal band (S103).

同様に、画像解析部50は、上記画像をm(mは2以上の整数)個の垂直バンドに分割する(S104)。ここで、各垂直バンドの面積が等しくなるように分割することが好ましい。画像解析部50は、各垂直バンドに含まれる画素の輝度値から、各垂直バンドの最大輝度値Yv(1,2,...,m)を特定する(S105)。m、nは画像の画面アスペクト比に比例していることが好ましい。   Similarly, the image analysis unit 50 divides the image into m (m is an integer of 2 or more) vertical bands (S104). Here, it is preferable to divide so that the area of each vertical band becomes equal. The image analysis unit 50 identifies the maximum luminance value Yv (1, 2,..., M) of each vertical band from the luminance values of the pixels included in each vertical band (S105). It is preferable that m and n are proportional to the screen aspect ratio of the image.

画像解析部50は、各水平バンドの最大輝度値Yh(1,2,...,n)の最小値と、各垂直バンドの最大輝度値Yv(1,2,...,m)の最小値とを比較する(S106)。前者が後者以下の場合(S106のY)、画像解析部50は水平方向を主走査方向に決定する(S107)。前者が後者より大きい場合(S106のN)、画像解析部50は垂直方向を主走査方向に決定する(S108)。   The image analysis unit 50 calculates the minimum value of the maximum luminance value Yh (1,2, ..., n) of each horizontal band and the maximum luminance value Yv (1,2, ..., m) of each vertical band. The minimum value is compared (S106). When the former is equal to or less than the latter (Y in S106), the image analysis unit 50 determines the horizontal direction as the main scanning direction (S107). When the former is larger than the latter (N in S106), the image analysis unit 50 determines the vertical direction as the main scanning direction (S108).

すなわち、各水平バンドの最大輝度値Yh(1,2,...,n)の最小値は、上記画像の水平方向における最も暗いと推測されるバンドの明るさを代表する値であり、各垂直バンドの最大輝度値Yv(1,2,...,m)の最小値は、上記画像の垂直方向における最も暗いと推測されるバンドの明るさを代表する値である。したがって、この値が小さいほうを、より暗い領域が広がっているバンドがある方向と判断し、その方向を主走査方向に決定する。   That is, the minimum value of the maximum luminance value Yh (1,2, ..., n) of each horizontal band is a value representing the brightness of the band that is estimated to be the darkest in the horizontal direction of the image. The minimum value of the maximum luminance value Yv (1,2, ..., m) of the vertical band is a value representing the brightness of the band that is estimated to be the darkest in the vertical direction of the image. Accordingly, the smaller value is determined as a direction in which a darker area is widened, and the direction is determined as the main scanning direction.

図6は、黒帯領域を説明するための図である。画像は規格により画面アスペクト比が異なる。たとえば、画面アスペクト比が4:3や16:9の画像が規格化されている。画像信号によっては、画面アスペクト比の違いを吸収するため、解像度をいずれかの画面アスペクト比に固定しているものがある。画面アスペクト比を固定する場合、解像度が足りない画像には黒帯領域が挿入される。   FIG. 6 is a diagram for explaining the black belt region. Images have different screen aspect ratios depending on the standard. For example, images with a screen aspect ratio of 4: 3 or 16: 9 are standardized. Some image signals have a fixed resolution at any screen aspect ratio in order to absorb the difference in screen aspect ratio. When the screen aspect ratio is fixed, a black belt region is inserted in an image with insufficient resolution.

図6(a)は、ピラーボックス方式で黒帯領域BWが挿入された画像141を示す。ピラーボックス方式は、縦長サイズの画像を横長サイズの画像内に収まるようにするための方式である。図6(b)は、レターボックス方式で黒帯領域BWが挿入された画像142を示す。レターボックス方式は、横長サイズの画像を縦長サイズの画像内に収まるようにするための方式である。走査方式のレーザプロジェクタでは、黒帯領域を除外して投影したほうが、効率的に画像を表示することができる。   FIG. 6A shows an image 141 in which the black belt region BW is inserted by the pillar box method. The pillar box method is a method for making a vertically long image fit within a horizontally long image. FIG. 6B shows an image 142 in which the black belt region BW is inserted by the letter box method. The letterbox method is a method for keeping a horizontally long image within a vertically long image. In a scanning type laser projector, it is possible to display an image more efficiently when the projection is performed without the black belt region.

図7は、画像150の領域分割処理と、水平バンドHBの最大輝度値Yhおよび垂直バンドVBの最大輝度値Yvの特定処理を説明するための図である。画像150は、N個の水平バンドHBに分割される。各水平バンドHB(1,2,...,n)に含まれる画素の輝度値のうち、最も高い輝度値を各水平バンドHB(1,2,...,n)の最大輝度値Yh(1,2,...,n)とする。同様に、画像150は、m個の垂直バンドVBに分割される。各垂直バンドVB(1,2,...,m)に含まれる画素の輝度値のうち、最も高い輝度値を各垂直バンドVB(1,2,...,m)の最大輝度値Yh(1,2,...,m)とする。   FIG. 7 is a diagram for explaining region division processing for the image 150 and processing for specifying the maximum luminance value Yh of the horizontal band HB and the maximum luminance value Yv of the vertical band VB. The image 150 is divided into N horizontal bands HB. Among the luminance values of the pixels included in each horizontal band HB (1,2, ..., n), the highest luminance value is the maximum luminance value Yh of each horizontal band HB (1,2, ..., n). Let (1,2, ..., n). Similarly, the image 150 is divided into m vertical bands VB. Among the luminance values of the pixels included in each vertical band VB (1,2, ..., m), the highest luminance value is the maximum luminance value Yh of each vertical band VB (1,2, ..., m). (1,2, ..., m).

図8は、実施の形態に係る画像補正部60による画像補正処理を説明するためのフローチャートである。まず、画像補正部60は、画像解析部50により決定された主走査方向が、画像の垂直方向であるか水平方向であるか判定する(S201)。垂直方向である場合(S201のY)、対象となる画像信号を転置する(S202)。より具体的には、水平方向の各画素列を順番に出力する配列から、垂直方向の各画素列を順番に出力する配列に転置する。上記判定の結果が水平方向である場合(S201のN)、ステップS202の処理をスキップする。   FIG. 8 is a flowchart for explaining image correction processing by the image correction unit 60 according to the embodiment. First, the image correction unit 60 determines whether the main scanning direction determined by the image analysis unit 50 is the vertical direction or the horizontal direction of the image (S201). If it is the vertical direction (Y in S201), the target image signal is transposed (S202). More specifically, it is transposed from an array that outputs each pixel column in the horizontal direction in order to an array that outputs each pixel column in the vertical direction in order. When the result of the determination is in the horizontal direction (N in S201), the process in step S202 is skipped.

つぎに、画像補正部60は、上記画像に黒帯領域が含まれている場合(S203のY)、その黒帯領域信号を削除する。そして、削除した黒帯領域に対応する空白部分を埋めるため、その画像信号を主走査方向に伸張する(S204)。具体的には伸張する比率に応じて、主走査方向に画素信号を補間する。補間する画素信号として、その画素に隣接する複数の画素の、各画素信号の平均値などを用いることができる。上記画像に黒帯領域が含まれていない場合(S203のN)、ステップS204の処理をスキップする。   Next, when the image includes a black belt region (Y in S203), the image correction unit 60 deletes the black belt region signal. Then, in order to fill a blank portion corresponding to the deleted black belt region, the image signal is expanded in the main scanning direction (S204). Specifically, the pixel signal is interpolated in the main scanning direction according to the expansion ratio. As a pixel signal to be interpolated, an average value of each pixel signal of a plurality of pixels adjacent to the pixel can be used. When the black band area is not included in the image (N in S203), the process in step S204 is skipped.

つぎに、画像補正部60は、副走査方向に決定されたバンドの、パワー配分Pおよび信号ゲインGを算出する(S205)。この具体的算出方法は後述する。
つぎに、変数iの初期値設定として、1が代入される(S206)。変数iがバンド数を超えたとき(S207のY)、全体の処理を終了する。超えない場合(S207のN)、ステップS208以降の処理を行う。なお、当該バンド数は、副走査方向が水平方向の場合、mであり、副走査方向が垂直方向の場合、nである。
Next, the image correction unit 60 calculates the power distribution P and the signal gain G of the band determined in the sub-scanning direction (S205). This specific calculation method will be described later.
Next, 1 is substituted as an initial value setting of the variable i (S206). When the variable i exceeds the number of bands (Y in S207), the entire process is terminated. When not exceeding (N of S207), the process after step S208 is performed. Note that the number of bands is m when the sub-scanning direction is the horizontal direction, and n when the sub-scanning direction is the vertical direction.

画像補正部60は、バンド(i)の画像信号を副走査方向にP(i)倍、圧縮または伸張する(S208)。P(i)の値が1より大きい場合、画像信号を伸張し、1より小さい場合、圧縮する。画像信号の伸張は、上述した主走査方向への画像信号の伸張と同様の手法を用いることができる。画像信号の圧縮は、圧縮する比率に応じて、そのバンド(i)の副走査方向の画素信号を間引く。   The image correction unit 60 compresses or expands the band (i) image signal by P (i) times in the sub-scanning direction (S208). When the value of P (i) is larger than 1, the image signal is expanded, and when smaller than 1, the image signal is compressed. The image signal can be expanded by using the same method as the image signal expansion in the main scanning direction described above. In the compression of the image signal, pixel signals in the sub-scanning direction of the band (i) are thinned out according to the compression ratio.

画像補正部60は、バンド(i)の画像信号の輝度値、より具体的にはその画像信号に含まれる複数の画素信号の輝度値をG(i)倍、増幅する(S209)。この処理の終了後、変数iをインクリメントし(S210)、ステップS207の判定処理に遷移する。   The image correcting unit 60 amplifies the luminance value of the image signal of band (i), more specifically, the luminance value of the plurality of pixel signals included in the image signal by G (i) times (S209). After this process is completed, the variable i is incremented (S210), and the process proceeds to the determination process in step S207.

図9は、各バンドのパワー配分Pと信号ゲインGの算出例を示す図である。ここでは、副走査方向が垂直方向に決定された場合の例を説明する。対象画像は、n個の水平バンドに分割され、それら水平バンドHB(1,2,...,n)の最大輝度値Yh(1,2,...,n)は、128、192、255、・・・、32である。これらの最大輝度値Yh(1,2,...,n)の平均値は192である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation example of the power distribution P and the signal gain G of each band. Here, an example in which the sub-scanning direction is determined as the vertical direction will be described. The target image is divided into n horizontal bands, and the maximum luminance value Yh (1,2, ..., n) of these horizontal bands HB (1,2, ..., n) is 128, 192, 255,... The average value of these maximum luminance values Yh (1, 2,..., N) is 192.

パワー配分Pは、各水平バンドHB(i)の最大輝度値Yh(i)を、それら水平バンドHB(1,2,...,n)の最大輝度値Yh(1,2,...,n)の平均値で割った値である。それら水平バンドHB(1,2,...,n)のパワー配分P(1,2,...,n)は、0.67、1.0、1.33、・・・、0.17となる。信号ゲインGは、n個の水平バンドHB(1,2,...,n)のパワー配分P(1,2,...,n)のうちの最大値を、各水平バンドHB(i)のパワー配分P(i)で割った値である。なお、信号ゲインGは所定の係数を掛けることにより調整されてもよい。   The power distribution P includes the maximum luminance value Yh (i) of each horizontal band HB (i) and the maximum luminance value Yh (1,2, ...) of the horizontal band HB (1,2, ..., n). , n) divided by the average value. The power distribution P (1,2, ..., n) of these horizontal bands HB (1,2, ..., n) is 0.67, 1.0, 1.33,. 17 The signal gain G is the maximum value of the power distributions P (1,2, ..., n) of the n horizontal bands HB (1,2, ..., n). ) Divided by the power distribution P (i). The signal gain G may be adjusted by multiplying by a predetermined coefficient.

図10は、実施の形態に係る走査ミラー制御部40による、走査ミラー20、30の駆動処理を説明するためのフローチャートである。まず、走査ミラー制御部40は、対象画像に黒帯領域が含まれている場合(S301のY)、主走査方向を担当させる走査ミラーの振角を、黒帯領域を除いた角度に変更する(S302)。対象画像に黒帯領域が含まれていない場合(S301のN)、ステップS302の処理をスキップする。   FIG. 10 is a flowchart for explaining the driving process of the scanning mirrors 20 and 30 by the scanning mirror control unit 40 according to the embodiment. First, when the target image includes a black belt region (Y in S301), the scanning mirror control unit 40 changes the swing angle of the scanning mirror responsible for the main scanning direction to an angle excluding the black belt region. (S302). If the target image does not include a black belt region (N in S301), the process in step S302 is skipped.

走査ミラー制御部40は、主走査を担当させる走査ミラーを共振駆動する(S303)。走査ミラー制御部40は、副走査を担当させる走査ミラーをパワー配分Pにしたがって、駆動する(S304)。パワー配分Pの値により、ビーム光が、副走査方向の複数のバンドのそれぞれを通過する際の速度が決定される。   The scanning mirror control unit 40 resonates and drives the scanning mirror that is in charge of main scanning (S303). The scanning mirror control unit 40 drives the scanning mirror responsible for sub-scanning according to the power distribution P (S304). The speed at which the light beam passes through each of the plurality of bands in the sub-scanning direction is determined by the value of the power distribution P.

図11は、副走査を担当する走査ミラーの振角ωを説明するための図である。横軸は時間tを示し、縦軸は振角ωを示す。図11は図9の算出値に準拠している。副走査方向の各バンドを通過する時間は、各バンドのパワー配分P(1,2,...,n)により決定される。ω/nは、各バンドの画像信号を投影するに必要な、当該走査ミラーの振角を示す。図11から分かるように、三番目のバンドには、一番目および二番目のバンドより大きなパワーが配分されることが分かる。   FIG. 11 is a diagram for explaining the swing angle ω of the scanning mirror in charge of sub-scanning. The horizontal axis indicates time t, and the vertical axis indicates the swing angle ω. FIG. 11 is based on the calculated values of FIG. The time for passing each band in the sub-scanning direction is determined by the power distribution P (1, 2,..., N) of each band. ω / n indicates the swing angle of the scanning mirror necessary for projecting the image signal of each band. As can be seen from FIG. 11, the third band is assigned more power than the first and second bands.

以上説明したように本実施の形態によれば、第1モードと第2モードとを適宜、切り替えることにより、消費電力の増大を抑制しながら、投影される画像の画質を高めることができる。すなわち、画像内の輝度分布がより黒帯化された方向を、高速動作の必要があり、きめ細かな制御が困難な主走査方向に割り当てることにより、より輝度分布に変化がある方向を、きめ細かな制御が可能な副走査方向に割り当てることができる。したがって、副走査方向において、暗い領域に配分されるべきパワーの一部を、明るい領域に振り替えることができる。すなわち、光量が必要な領域に効率的に光を集めることができる。したがって、消費電力を増大させずに、画質、とくにコントラストを高めることができる。   As described above, according to the present embodiment, by appropriately switching between the first mode and the second mode, it is possible to improve the image quality of the projected image while suppressing an increase in power consumption. That is, by assigning the direction in which the luminance distribution in the image is blackened to the main scanning direction, which requires high-speed operation and is difficult to finely control, the direction in which the luminance distribution changes is finer. It can be assigned in the sub-scanning direction that can be controlled. Therefore, in the sub-scanning direction, part of the power that should be distributed to the dark area can be transferred to the bright area. That is, light can be efficiently collected in an area where the amount of light is required. Therefore, it is possible to increase image quality, particularly contrast, without increasing power consumption.

以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described based on some embodiments. It is understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. By the way.

上記実施の形態では、第1モードと第2モードとの切り替えをフレーム単位で行う例を説明した。変形例では、フレームより細かい単位で切り替えを行う。変形例に係る走査ミラー制御部40は、画像内の一フレームの間で第1モードと第2モードとを切り替える。   In the above embodiment, an example in which switching between the first mode and the second mode is performed in units of frames has been described. In the modification, switching is performed in units smaller than the frame. The scanning mirror control unit 40 according to the modification switches between the first mode and the second mode between one frame in the image.

図12は、変形例に係るモード切り替えを説明するための図である。図12(a)は投影されるべき画像131を示す。この画像131にはウインドウ131aが開かれている。この画像131は、右上が比較的明るく、左下が比較的暗い画像である。そこで、この画像111の走査を、一フレーム期間の前半に第1モードで実行し、その期間の後半に第2モードで実行する。図12(b)は画像131を投影する際の、ビーム光の走査軌跡132を概略的に示す。ここでは、ビーム光が下から上、続いて左から右に向けて移動した走査軌跡132を示している。   FIG. 12 is a diagram for explaining mode switching according to the modification. FIG. 12A shows an image 131 to be projected. In this image 131, a window 131a is opened. This image 131 is an image in which the upper right is relatively bright and the lower left is relatively dark. Therefore, the scanning of the image 111 is performed in the first mode in the first half of one frame period, and is performed in the second mode in the second half of the period. FIG. 12B schematically shows the scanning trajectory 132 of the light beam when the image 131 is projected. Here, a scanning trajectory 132 in which the beam light moves from bottom to top and then from left to right is shown.

図12(c)は水平走査ミラー20の駆動信号133を示し、図12(d)は垂直走査ミラー30の駆動信号134を示す。水平走査ミラー20は、一フレーム期間の前半に共振周波数で動作し、その後半に上記パワー配分に応じた時間で動作したことが分かる。一方、垂直走査ミラー30は、一フレーム期間の前半に上記パワー配分に応じた時間で動作し、その後半に共振周波数で動作したことが分かる。副走査方向への走査速度を図3または図4に示した例の2倍にすれば、一フレーム期間に図12(b)に示した走査軌跡132のビーム光の走査が可能である。   FIG. 12C shows a drive signal 133 for the horizontal scanning mirror 20, and FIG. 12D shows a drive signal 134 for the vertical scanning mirror 30. It can be seen that the horizontal scanning mirror 20 operates at the resonance frequency in the first half of one frame period, and operates in a time corresponding to the power distribution in the second half. On the other hand, it can be seen that the vertical scanning mirror 30 operates at a time corresponding to the power distribution in the first half of one frame period and operates at a resonance frequency in the second half. If the scanning speed in the sub-scanning direction is doubled as compared with the example shown in FIG. 3 or FIG. 4, scanning of the beam light of the scanning locus 132 shown in FIG. 12B can be performed in one frame period.

10 レーザ光投射部、 20 水平走査ミラー、 30 垂直走査ミラー、 40 走査ミラー制御部、 50 画像解析部、 60 画像補正部、 70 レーザ光投射制御部、 80 投影面、 100 投射型映像表示装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser light projection part, 20 Horizontal scanning mirror, 30 Vertical scanning mirror, 40 Scanning mirror control part, 50 Image analysis part, 60 Image correction part, 70 Laser light projection control part, 80 Projection surface, 100 Projection type video display apparatus.

Claims (6)

入力される画像の画素信号に応じたレーザ光を順次、投射するレーザ光投射部と、
前記レーザ光を水平方向に走査する水平走査ミラーと、
前記レーザ光を垂直方向に走査する垂直走査ミラーと、
前記水平走査ミラー、前記垂直走査ミラーを制御する走査ミラー制御部と、を備え、
前記レーザ光投射部により投射されたレーザ光は、前記水平走査ミラーおよび前記垂直走査ミラーの順番で、またはその逆の順番で反射されて投影面に誘導され、
前記走査ミラー制御部は、前記レーザ光の主走査を前記水平走査ミラーで、その副走査を前記垂直走査ミラーで行う第1モードと、前記レーザ光の主走査を前記垂直走査ミラーで、その副走査を前記水平走査ミラーで行う第2モードと、を切り替えることを特徴とする投射型映像表示装置。
A laser light projection unit that sequentially projects laser light according to the pixel signal of the input image;
A horizontal scanning mirror that scans the laser beam in a horizontal direction;
A vertical scanning mirror that scans the laser beam in a vertical direction;
A scanning mirror controller for controlling the horizontal scanning mirror and the vertical scanning mirror,
The laser light projected by the laser light projection unit is reflected in the order of the horizontal scanning mirror and the vertical scanning mirror, or vice versa, and guided to the projection surface,
The scanning mirror control unit includes a first mode in which main scanning of the laser light is performed by the horizontal scanning mirror and sub-scanning is performed by the vertical scanning mirror, and main scanning of the laser light is performed by the vertical scanning mirror and sub-scanning thereof. A projection-type image display device that switches between a second mode in which scanning is performed by the horizontal scanning mirror.
画像信号を解析して、その画像信号で生成される前記画像内の明るさの分布を求めることにより、前記第1モードと前記第2モードのいずれかを選択し、選択したモードを前記走査ミラー制御部に設定する画像解析部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の投射型映像表示装置。   By analyzing the image signal and obtaining the brightness distribution in the image generated by the image signal, either the first mode or the second mode is selected, and the selected mode is selected as the scanning mirror. The projection display apparatus according to claim 1, further comprising an image analysis unit set in the control unit. 前記画像解析部は、前記画像の水平方向と垂直方向のうち、明るさがより黒帯化された方向を特定し、前記画像の水平方向に明るさがより黒帯化されている場合、前記第1モードを選択し、垂直方向に明るさがより黒帯化されている場合、前記第2モードを選択することを特徴とする請求項2に記載の投射型映像表示装置。   The image analysis unit specifies a direction in which the brightness is more blackened in the horizontal direction and the vertical direction of the image, and when the brightness is more blackened in the horizontal direction of the image, The projection type image display apparatus according to claim 2, wherein when the first mode is selected and the brightness is more blackened in the vertical direction, the second mode is selected. 前記画像解析部は、前記画像を水平方向および垂直方向に対してそれぞれ複数の帯状の領域に分割して、それぞれの領域の明るさの代表値を特定し、
前記走査ミラー制御部は、前記レーザ光の主走査を担当させる前記水平走査ミラーまたは前記垂直走査ミラーを規則的に振れさせるよう制御し、前記レーザ光の副走査を担当させる前記水平走査ミラーまたは前記垂直走査ミラーを、前記画像が副走査方向に分割された、複数の帯状の領域のそれぞれにおける明るさの代表値間の比率に応じた時間比率で、そのミラー面の向きを変化させるよう制御することを特徴とする請求項2または3に記載の投射型映像表示装置。
The image analysis unit divides the image into a plurality of band-shaped regions with respect to the horizontal direction and the vertical direction, and specifies a representative value of brightness of each region,
The scanning mirror control unit controls the horizontal scanning mirror or the vertical scanning mirror that is responsible for the main scanning of the laser light to be regularly shaken, and the horizontal scanning mirror that is responsible for the sub scanning of the laser light or the The vertical scanning mirror is controlled so as to change the orientation of the mirror surface at a time ratio corresponding to the ratio between the representative values of brightness in each of the plurality of band-like regions obtained by dividing the image in the sub-scanning direction. The projection-type image display device according to claim 2 or 3,
入力される画像信号を補正する画像補正部をさらに備え、
前記画像解析部は、投影面に投影可能な領域である表示領域と前記画像内の有意な画像領域とを比較して、その画像内の有意でない画像領域に対応する信号を特定し、
前記画像補正部は、入力される画像信号から、前記有意でない画像領域に対応する信号を削除することを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の投射型映像表示装置。
An image correction unit for correcting the input image signal is further provided.
The image analysis unit compares a display area, which is an area that can be projected onto a projection plane, with a significant image area in the image, and identifies a signal corresponding to an insignificant image area in the image;
The projection image display apparatus according to claim 2, wherein the image correction unit deletes a signal corresponding to the insignificant image region from an input image signal.
前記走査ミラー制御部は、前記画像内の1フレームの間で前記第1モードと前記第2モードとを切り替えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の投射型映像表示装置。   6. The projection type video display device according to claim 1, wherein the scanning mirror control unit switches between the first mode and the second mode between one frame in the image.
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