JP2017072828A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】立体映像表示機能を備え、画素ずらしにより高密度の映像を投写する投写型映像表示装置において、映像光の光路の変更に伴う品質の劣化を抑制する。【解決手段】映像信号生成部は、ＤＭＤにおいて、左眼用画像のＮフレーム目の第２サブフレームＬ２の次に、右眼用画像のＮフレーム目の第２サブフレームＲ２を表示するように制御する。また、映像信号生成部は、フレームの切り替わり点において、スクリーン上の表示位置を変更しないように、同じ種類のサブフレームを表示するように制御する。【選択図】図１１

Description

本開示は、立体映像表示機能を備え、画素ずらしにより高密度の映像を投写するようにした投写型映像表示装置に関する。

従来、高解像度で高品質な映像を実現するために、ウォブリング素子を備えた投写型映像表示装置が知られている。ウォブリング素子は、液晶表示素子などの映像生成部で生成された映像光の光路を制御し、投写面上で表示させる位置を変化させる素子である。

ウォブリング素子を用いることにより、投写型映像表示装置は、映像生成部の解像度よりも高い解像度の映像入力信号が入力された場合でも、高解像度の映像を提供することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６-０４７４１４号公報

映像光の光路を変更する光路変更部を備えた投写型映像表示装置において、立体映像を表示する場合に、光路の変更に伴う品質の低下が生じる恐れがある。

本開示の投写型映像表示装置は、映像生成部と、光学系と、光路変更部と、制御部とを備えている。映像生成部は、映像光を生成する。光学系は、映像光を投写面に投写する。光路変更部は、映像光の光路上に設けられ、映像光の投写面上での表示位置を変更する。制御部は、映像入力信号に基づいて、映像生成部および光路変更部を制御する。制御部は、映像入力信号から、立体映像用の視点画像である左眼用映像信号と右眼用映像信号を生成する。制御部は、左眼用映像信号と右眼用映像信号の各フレームの信号を空間的に分割して複数種類のサブフレームの信号を生成する。制御部は、さらに、左眼用映像信号と右眼用映像信号のサブフレームの切り替わりの前後において、映像光の投写面上での表示位置が維持されるように光路変更部を制御する。制御部は、フレームの切り替わり直前のフレームにおける最後のサブフレームと、フレームの切り替わり直後のフレームにおける最初のサブフレームとが、同じ種類のサブフレームであり、かつ、異なる視点画像となるように映像生成部を制御する。

本開示における投写型映像表示装置によれば、光路の変更に伴う品質の劣化を抑制できる。

投写型映像表示装置の外観斜視図 投写型映像表示装置の構成を示すブロック図 制御部の構成を示すブロック図 投写型映像表示装置の光学構成を示す模式図 投写型映像表示装置の映像生成部から投写光学系までの光学構成を示す模式図 レンズユニットの構成例を説明するための模式図 サブフレームの生成方法を説明するための図 サブフレームの表示位置を説明するための図 レンズ移動用の圧電素子に対する駆動電圧の変化を示す図 サブフレームの生成方法を説明するための図 立体映像を表示するための制御を説明するための図 実施の形態１における圧電素子に対する駆動電圧波形を示す図 圧電素子に対する駆動電圧波形の一例を示す図 圧電素子に対する駆動電圧波形の他の例を示す図 実施の形態２における圧電素子に対する駆動電圧波形を示す図 板状のガラス部材で構成された光路変更部を示す図 ２つのガラス部材で２軸方向に光路をシフト可能な光路変更部を示す図 液晶表示素子で構成された光路変更部の構成を示す図 ２つの液晶表示素子で２軸方向に光路をシフト可能な光路変更部を示す図 映像入力信号とサブフレーム信号の関係性を示す図 映像入力信号とサブフレーム信号の関係性を示す図 映像入力信号とサブフレーム信号の関係性を示す図 映像入力信号とサブフレーム信号の関係性を示す図 左眼用映像信号と右眼用映像信号の統合を説明する図 映像入力信号とサブフレーム信号の関係性を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
［１−１．投写型映像表示装置の構成］
投写型映像表示装置の構成について、図１および図２を用いて説明する。図１は、立体映像を表示可能な投写型映像表示装置１００の外観斜視図、スクリーン２００、及び立体画像観賞用の液晶シャッタメガネ１０３を示す図である。

投写型映像表示装置１００は、映像入力信号に応じて生成した視点映像（左眼用画像と右眼用画像）を示す映像光を時間的に交互にスクリーン２００へ投写する。投写型映像表示装置１００は、表示する画像に同期して液晶シャッタメガネ１０３の開閉を制御する制御信号を出力するためのエミッタ１０１を備える。液晶シャッタメガネ１０３は、エミッタ１０１からの制御信号を受信する受光部（不図示）を備える。液晶シャッタメガネ１０３は、制御信号にしたがい、投写型映像表示装置１００が表示する画像に同期して、左眼用の液晶シャッタと右眼用の液晶シャッタのいずれか一方を交互に閉じるように制御する。

図２Ａは、投写型映像表示装置１００の構成を示すブロック図である。投写型映像表示装置１００は、光源部１０と、映像生成部２０と、導光光学系５０と、投写光学系６０とを備える。映像生成部２０は、映像入力信号に応じて映像光を生成する。導光光学系５０は、光源部１０からの光を映像生成部２０へ導く。投写光学系６０は、生成された映像光をスクリーン２００へ投写する。投写型映像表示装置１００は、更に、コマンド受信部１０２と、エミッタ１０１と、制御部７０とを有する。コマンド受信部１０２は、リモコンや本体ボタンの操作によるコマンドを受信する。エミッタ１０１は、表示する画像に同期して液晶シャッタメガネ１０３の開閉を制御する制御信号を出力するために用いられる。制御部７０は、光源部１０や映像生成部２０などの制御を行う。図２Ｂは、制御部７０の構成を示すブロック図である。制御部７０は、映像信号生成部７４と、表示素子駆動部７６と、圧電素子駆動部７２とから構成される。

コマンド受信部１０２では、リモコンや本体ボタンの操作により通常映像表示モードと立体映像表示モードのいずれかが選択された結果を受信する。映像生成部２０は、通常映像表示モードでは映像入力信号に応じて１視点の映像を生成する。映像生成部２０は、立体映像表示モードでは映像入力信号に応じて左眼用画像と右眼用画像を生成する。

投写型映像表示装置１００は、映像生成部２０にて生成された映像光の光路を変更するための光路変更部８０をさらに備える。具体的には、光路変更部８０は、映像生成部２０にて生成された映像光の、スクリーン２００上での表示位置を、画素ピッチ以下の範囲（例えば、１／２画素）内でずらす（この動作の詳細は後述）。これにより、投写型映像表示装置１００は、映像生成部２０にて生成された映像光の解像度よりも高い解像度に感じられる映像を提供することができる。

［１−２．投写型映像表示装置の光学構成］
投写型映像表示装置１００の光学的な構成について図３を用いて説明する。図３は、投写型映像表示装置１００の光学的な構成を示す模式図である。

光源部１０から出射した白色光は導光光学系５０に入射する。導光光学系５０に入射した光は、まずレンズ５２に入射し、ロッド５４の入射面近傍で集光される。ロッド５４に入射した光は、ロッド内部で複数回反射することによって、光強度分布が実質的に均一化されて出射する。ロッド５４から出射した光は、レンズ５６によって集光される。レンズ５６は、ロッド５４の出射面の像を後述するＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）に結像させるリレー系のレンズである。レンズ５６から出射した光は、ミラー５８で反射した後、映像生成部２０に入射する。

映像生成部２０に入射した光は、レンズ２２を介して全反射プリズム２４に入射する。レンズ２２は、入射した光を略平行に集光するレンズである。

全反射プリズム２４は２つのプリズムから構成され、互いのプリズムの近接面には薄い空気層２６が介在している。空気層２６は臨界角以上の角度で入射する光を全反射する。レンズ２２を介して、全反射プリズム２４に入射した光は、空気層２６（全反射面）で反射されて、カラープリズム２８に入射する。

カラープリズム２８は３つのプリズムからなり、それぞれのプリズムの近接面には、青反射のダイクロイック膜３０と赤反射のダイクロイック膜３２が形成されている。カラープリズム２８に入射した光は、青反射のダイクロイック膜３０と赤反射のダイクロイック膜３２とによって、青、赤、緑の光に分離され、それぞれＤＭＤ３４、３６、３８に入射する。ＤＭＤ３４、３６、３８は、映像入力信号に応じてマイクロミラーの傾きを変えることで入射した光の反射方向を変更し、投写光学系６０を構成する投写レンズに入射させたり、投写レンズの有効領域外へ進行させたりする。

ＤＭＤ３４、３６、３８によって反射された光は、再度、カラープリズム２８を透過する。カラープリズム２８を透過する過程で、分離された青、赤、緑の各色光は合成され、全反射プリズム２４に入射する。全反射プリズム２４に入射した光は空気層２６に臨界角以下で入射するため、透過して、投写光学系６０に入射する。このようにして、ＤＭＤ３４、３６、３８によって形成された映像光がスクリーン上に投写される。

映像表示素子としてＤＭＤ３４、３６、３８を用いているため、液晶表示素子（液晶パネル）に比べて、耐光性、耐熱性が高い投写型映像表示装置を構成できる。さらに、青、赤、緑の各色に対して３つのＤＭＤを用いているため、色再現が良好で、明るく高精細な投写映像を得ることができる。

［１−３．光路変更部の光学構成］
本実施形態における投写型映像表示装置１００の光路変更部８０の構成について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の投写型映像表示装置における、映像生成部２０から投写光学系６０までの光学的な構成を示す模式図である。光路変更部８０は、投写光学系６０の直前に配置される。

光路変更部８０は、２つのレンズ８６、８７を含み、屈折率を打ち消しあうように構成されるレンズユニット８５と、投写光学系６０の光軸に垂直な面においてレンズユニット８５の一方のレンズを２方向に移動させる圧電素子８８、８９とから構成される。圧電素子８８、８９には、圧電素子駆動部７２が接続されている。圧電素子駆動部７２は、圧電素子８８、８９に電力を供給し、圧電素子８８、８９の伸縮を制御する。レンズユニット８５は、３枚以上のレンズを含んでもよい。尚、圧電素子８８、８９は、アクチュエータの一例である。

レンズユニット８５のレンズ８６は、全反射プリズム２４側が平坦な面を有し、レンズ８７側が凹レンズとなる平凹レンズである。レンズ８６の平坦な面は、全反射プリズム２４に接した状態で固定されている。レンズユニット８５のレンズ８７は、レンズ８６側が凸レンズで、投写光学系６０側が平坦な面を有する平凸レンズである。レンズ８７は、投写光学系６０及びレンズ８６との間に所定の間隔をあけて、投写光学系６０とレンズ８６の間に配置されている。

レンズユニット８５の圧電素子８８、８９は、圧電素子駆動部７２に接続されており、圧電素子駆動部７２からの駆動信号（印加電圧）に応じて、レンズ８７を、投写光学系６０の光軸に垂直な面内において、少なくとも２つ以上の方向に移動させる。

図５は、レンズユニット８５の構成の一例を説明するための模式図である。図５に示すように、レンズユニット８５の圧電素子８８、８９は、レンズ外枠２０１、レンズ内枠２０２、及びガラス基板からなるレンズ固定部材２０３を有する。

レンズ内枠２０２には、支柱２０４、支柱２０５、支柱２０６、及び支柱２０７が設けられている。また、レンズ外枠２０１には、受穴２０８、受穴２０９、受穴２１０、及び受穴２１１が設けられている。支柱２０４は受穴２０８に挿入されている。支柱２０５は受穴２０９に挿入されている。支柱２０６は受穴２１０に挿入されている。支柱２０７は受穴２１１に挿入されている。各穴の断面積は、各支柱の断面積よりも大きい。従って、レンズ内枠２０２は、レンズ外枠２０１に対して移動可能に保持されている。

レンズ固定部材２０３には、支柱２１２、支柱２１３、支柱２１４、及び支柱２１５が設けられている。レンズ内枠２０２には、受穴２１６、受穴２１７、受穴２１８、及び受穴２１９が設けられている。支柱２１２は受穴２１６に挿入されている。支柱２１３は受穴２１７に挿入されている。支柱２１４は受穴２１８に挿入されている。支柱２１５は受穴２１９に挿入されている。各穴の断面積は、各支柱の断面積よりも大きい。従って、レンズ固定部材２０３は、レンズ内枠２０２に対して移動可能に保持されている。

圧電素子８８、８９は、電圧の印加により長さが変動する素子で、電圧を印加することにより伸長し、電圧の印加を停止することにより短縮する動作を行う。圧電素子８９はレンズ外枠２０１に固定され、レンズ内枠２０２に接している。圧電素子８８は、レンズ内枠２０２に固定されレンズ固定部材２０３に接している。圧電素子８８、８９は、圧電素子駆動部７２に接続されている。圧電素子駆動部７２は、圧電素子８８、８９それぞれに個別の駆動信号（電圧）を供給する。圧電素子８８、８９は、圧電素子駆動部７２から駆動信号が供給されると、伸長する動作を行う。

バネ２２２は、圧電素子８９近傍に配置され、両端がそれぞれレンズ外枠２０１及びレンズ内枠２０２に固定されている。バネ２２２は、圧電素子８９が伸長する方向の力に抗するように、レンズ内枠２０２とレンズ外枠２０１とを引きよせる引張力を加えている。圧電素子８９が伸長し、レンズ内枠２０２を押すことで、レンズ内枠２０２は、レンズ外枠２０１に対してＸ軸のマイナス方向に移動する。また、圧電素子８９が短縮し、バネ２２２がレンズ内枠２０２を引くことで、レンズ内枠２０２は、レンズ外枠２０１に対してＸ軸のプラス方向に移動する。

バネ２２３は、圧電素子８８近傍に配置され、両端がそれぞれレンズ内枠２０２及びレンズ固定部材２０３に固定されている。バネ２２３は、圧電素子８８が伸長する方向の力に抗するように、レンズ固定部材２０３とレンズ内枠２０２とを引きよせる引張力を加えている。圧電素子８８が伸長し、レンズ固定部材２０３を押すことで、レンズ８７は、レンズ固定部材２０３と共にレンズ内枠２０２に対してＹ軸のプラス方向に移動する。また、圧電素子８８が短縮し、バネ２２３がレンズ固定部材２０３を引くことで、レンズ８７は、レンズ固定部材２０３と共に、レンズ内枠２０２に対してＹ軸のマイナス方向に移動する。

圧電素子８９とバネ２２２は、Ｙ軸方向の重心Ｇ１近傍に配置されている。Ｙ軸方向の重心Ｇ１は、レンズ８７と、そのレンズ８７を保持するレンズ保持部としてのレンズ内枠２０２と、レンズ固定部材２０３とから構成されるレンズ部のＹ軸方向の重心である。圧電素子８８とバネ２２３は、レンズ部のＸ軸方向の重心Ｇ２近傍に配置されている。

［１−４．投写型映像表示装置の動作］
投写型映像表示装置１００は、映像投写モードとして、複数視点の映像からなる立体映像を表示する立体映像表示モードと、１視点の映像を表示する通常モードを有する。

［１−４−１．通常モード］
前述の光路変更部８０の構成により、ＤＭＤ３４、３６、３８の解像度の４倍の解像度の映像を表示することが可能となる。すなわち、解像度がＤＭＤの４倍である映像入力信号を複数のサブフレームに分割し、各々のサブフレームをスクリーン２００上の異なる位置に投写する。これにより、ＤＭＤの解像度より高い解像度の映像入力信号をスクリーン２００上に投写できる。以下に、４倍の解像度を実現するための制御について図６、図７を用いて説明する。

ＤＭＤ３４、３６、３８の解像度の４倍の解像度の映像を表示するために、映像信号生成部７４は、１フレーム分（例えば、Ｎフレーム目）の映像入力信号を画素毎に（空間的に）分割して、画素位置が異なる４種類のサブフレームを生成する。４種類のサブフレームは１フレーム期間内において順次出力される。

具体的には、図６に示すように、映像信号生成部７４は、例えば、２×２の４画素を１つのブロックとし、ブロック内の画素ごとに、映像入力信号を複数のサブフレームに分割する。例えば、映像入力信号に含まれる画素のうち、各ブロックの左上の画素に対応する信号を、第１サブフレームの映像信号とする。すなわち、映像入力信号の画素の４分の１を選択し、第１サブフレームの映像信号とする。第１サブフレームの映像信号の解像度は、映像入力信号の４分の１である。同様に、第２サブフレームの映像信号は、映像入力信号のうち、各ブロックの右上の画素に対応する信号である。第３サブフレームの映像信号は、映像入力信号のうち、各ブロックの右下の画素に対応する信号である。第４サブフレームの映像信号は、映像入力信号のうち、各ブロックの左下の画素に対応する信号である。映像信号生成部７４は、第１サブフレームの映像信号と、第２サブフレームの映像信号と、第３サブフレームの映像信号と、第４サブフレームの映像信号とを、この順に表示素子駆動部７６へ出力する。また、映像信号生成部７４は、圧電素子駆動部７２に対して、各サブフレームが切り替わるタイミングと、光路変更部８０がスクリーン２００上の表示位置をずらす（映像光の光路を変更する）タイミングとを一致させるための同期信号を出力する。

図７に示すように、ＤＭＤ３４、３６、３８において第１サブフレームの映像を表示している間、光路変更部８０は、スクリーン２００上の所定の位置（基準位置）に映像光を投写する。ＤＭＤ３４、３６、３８において第２サブフレームの映像を表示している間、光路変更部８０は、破線で示す基準位置から右方向に１／２画素移動した実線で示す位置に映像光を投写するように、光路を変更する。具体的には、圧電素子８９が伸長し、レンズユニット８５が映像光の光路を曲げる。ＤＭＤ３４、３６、３８において第３サブフレームの映像を表示している間、光路変更部８０は、さらに下方向に１／２画素移動し、基準位置から縦横それぞれ１／２画素移動した実線で示す位置に映像光を投写するように、光路を変更する。最後に、ＤＭＤ３４、３６、３８において第４サブフレームの映像を表示している間、光路変更部８０は、左方向に１／２画素移動し、基準位置から下方向に１／２画素移動した実線で示す位置に映像光を投写するように、光路を変更する。これにより、元の映像入力信号の画素位置との整合が取れると共に、ＤＭＤ３４、３６、３８の解像度の４倍の解像度があるように感じられる映像を表示することができる。

次に、Ｎフレーム目の映像からＮ＋１フレーム目の映像へ切り替わるときの制御について説明する。図８に、本実施形態における圧電素子８８、８９に対する駆動電圧波形を示す。（ａ）圧電素子８９の駆動電圧は、レンズ８７をＸ方向に移動させる圧電素子８９を駆動する駆動電圧の波形を示す。（ｂ）圧電素子８８の駆動電圧は、レンズ８７をＹ方向に移動させる圧電素子８８を駆動する駆動電圧の波形を示す。（ｃ）スクリーン上での表示位置は、光路変更部８０によりシフトされた映像光がスクリーン２００に投写されたときの、スクリーン２００上での投写位置を示す。

映像信号生成部７４は、各フレームにおいて、映像入力信号の２×２画素を含むブロックの画素の信号のうち、左上の画素の信号を第１サブフレーム、右上の画素の信号を第２サブフレーム、右下の画素の信号を第３サブフレーム、左下の画素の信号を第４サブフレームの映像出力信号として生成する。そして、映像信号生成部７４は、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第３サブフレーム、第４サブフレームの順に映像出力信号を表示素子駆動部７６へ出力する。また、映像信号生成部７４は、圧電素子駆動部７２に対して、ＤＭＤ３４、３６、３８における各サブフレームに切り替わるタイミングと、光路変更部８０がスクリーン２００上の表示位置をずらすタイミングとを一致させるための同期信号を出力する。

映像信号生成部７４は、Ｎフレーム目の映像からＮ＋１フレーム目の映像へ切り替わるとき、Ｎフレーム目で最後に表示される第４サブフレームの次に、Ｎ＋１フレーム目で最初に表示される第１サブフレームを表示する。また、圧電素子駆動部７２は、光路変更部８０により、スクリーン２００上の表示位置を、第１サブフレームに対応した位置に変更する。

［１−４−２．立体映像表示モード］
立体映像表示モードでは、左眼用映像と右眼用映像の各々に対し、表示位置に対応する２つのサブフレームの出力順を切り替える。そして、制御部７０は、光路変更部８０を駆動して、ＤＭＤ３４、３６、３８の解像度の２倍密の映像を表示する。また、光路変更部８０および立体映像を観賞する際に装着する液晶シャッタメガネの開閉タイミングを制御する。

映像信号生成部７４は、１フレーム分（例えば、Ｎフレーム目）の映像入力信号を画素毎に（空間的に）分割して、画素位置が異なる２種類のサブフレームを生成する。２種類のサブフレームは１フレーム期間内において順次出力される。

映像信号生成部７４は、まず左眼用映像のＮフレーム目の映像入力信号として、第１サブフレームの映像信号と、第２サブフレームの映像信号とを、所定の順で表示素子駆動部７６へ出力する。第１サブフレームの映像信号は、図９に示すように、例えば、２×２画素を含むブロック内の４画素の信号のうち、左上の画素（○を付した画素）に対応する信号である。すなわち、第１サブフレームの映像信号は、左眼用映像の映像入力信号の各ブロックにおいて左上の画素に対応する信号である。第２サブフレームの映像信号は、左眼用映像の映像入力信号の各ブロックにおいて右下の画素（△を付した画素）に対応する信号である。

映像信号生成部７４は、次に右眼用映像のＮフレーム目の映像入力信号として、左眼用映像と同様に、第１サブフレームの映像信号と、第２サブフレームの映像信号とを、所定の順で表示素子駆動部７６へ出力する。第１サブフレームの映像信号は、右眼用映像の映像入力信号の各ブロックにおいて左上の画素に対応する信号である。第２サブフレームの映像信号は、右眼用映像の映像入力信号の各ブロックにおいて右下の画素に対応する信号である。

映像信号生成部７４は、左眼用映像のＮ＋１フレーム目、右眼用映像のＮ＋１フレーム目と続く映像入力信号に対して同様の処理を行う。

また、映像信号生成部７４は、圧電素子駆動部７２に対して、ＤＭＤ３４、３６、３８における各サブフレームに切り替わるタイミングと、光路変更部８０がスクリーン２００上の表示位置をずらすタイミングとを一致させるための同期信号を出力する。

次に、前述の光路変更部８０の構成により、ＤＭＤ３４、３６、３８の解像度の２倍の解像度の立体映像を表示するための制御について図１０を用いて説明する。

ＤＭＤ３４、３６、３８が第１サブフレームの映像を表示している間、光路変更部８０は、スクリーン２００上の破線で示す所定の位置（基準位置）に映像光を投写する。ＤＭＤ３４、３６、３８が第２サブフレームの映像を表示している間、光路変更部８０は、破線で示す基準位置から右方向に１／２画素、下方向に１／２画素移動した実線で示す位置に映像光を投写するように、光路を変更する。具体的には、圧電素子８８および圧電素子８９が伸長し、レンズユニット８５が映像光の光路を曲げる。

これにより、ＤＭＤ３４、３６、３８の解像度の２倍の解像度に感じられる映像を表示することができる。

次に、Ｎフレーム目の映像からＮ＋１フレーム目の映像へ切り替わるときの制御について説明する。図１１に、圧電素子８８、８９を駆動する駆動電圧の波形を示す。（ａ）圧電素子８９の駆動電圧は、レンズ８７をＸ方向に移動させる圧電素子８９を駆動する駆動電圧の波形を示す。（ｂ）圧電素子８８の駆動電圧は、レンズ８７をＹ方向に移動させる圧電素子８８を駆動する駆動電圧の波形を示す。（ｃ）シャッタメガネの切り替えは、シャッタメガネの左右の遮光を切り替えるタイミング（同期信号）を示す。（ｄ）スクリーン上での表示位置は、光路変更部８０によりシフトされた映像光がスクリーン２００に投写されたときの、スクリーン２００上での投写位置を示す。

次に、左眼用画像のＮフレーム目の映像から右眼用画像のＮフレーム目の映像へ切り替わるときの制御について説明する（Ｎは自然数）。映像信号生成部７４は、図１１に示すように、左眼用画像のＮフレーム目から右眼用画像のＮフレーム目へ切り替わり点において、スクリーン２００上での映像光の表示位置が維持されるように、光路変更部８０を制御する。

ここで、左眼用画像の映像入力信号のうち、各ブロックの左上の画素に対応する信号を第１サブフレームＬ１とする。同様に、右下の画素に対応する信号を第２サブフレームＬ２とする。映像信号生成部７４は、左眼用画像のＮフレーム目の映像入力信号に基づき、映像出力信号として第１サブフレームＬ１と第２サブフレームＬ２とを生成する。映像信号生成部７４は、生成された第１サブフレームＬ１と第２サブフレームＬ２を、この順に表示素子駆動部７６へ出力する。また、映像信号生成部７４は、圧電素子駆動部７２に対しては、ＤＭＤ３４、３６、３８の表示が第１サブフレームから第２サブフレームへ切り替わるタイミングと、光路変更部８０がスクリーン２００上の表示位置をずらすタイミングとが一致するように同期信号を生成して出力する。

次に、映像信号生成部７４は、右眼用画像のＮフレーム目の映像入力信号に基づき、映像出力信号として第１サブフレームＲ１と第２サブフレームＲ２とを生成する。第１サブフレームＲ１は、右眼用画像の映像入力信号のうち、各ブロックの左上の画素に対応する信号である。第２サブフレームＲ２は、右眼用画像の映像入力信号のうち、各ブロックの右下の画素に対応する信号である。映像信号生成部７４は、生成された第２サブフレームＲ２と第１サブフレームＲ１を、この順に表示素子駆動部７６へ出力する。一方、映像信号生成部７４は、圧電素子駆動部７２に対しては、ＤＭＤ３４、３６、３８の表示が第２サブフレームから第１サブフレームへ切り替わるタイミングと、光路変更部８０がスクリーン２００上の表示位置をずらすタイミングとが一致するように同期信号を生成して出力する。

すなわち、映像信号生成部７４は、ＤＭＤ３４、３６、３８において、左眼用画像のＮフレーム目の第２サブフレームＬ２の次に、右眼用画像のＮフレーム目の第２サブフレームＲ２を表示するように制御する。また、映像信号生成部７４は、ＤＭＤ３４、３６、３８において、右眼用画像のＮフレーム目の第１サブフレームＲ１の次に、左眼用画像のＮ＋１フレーム目の第１サブフレームＬ１を表示するように制御する。映像信号生成部７４は、フレームの切り替わり点において、スクリーン２００上の表示位置を変更しないように、同じ種類のサブフレームを表示するように制御している。例えば、フレームの切り替わり直前に第１サブフレーム（または第２サブフレーム）が表示されるときは、切り替わり直後においては、別の視点画像の第１サブフレーム（または第２サブフレーム）が表示されるように制御される。換言すれば、フレームの切り替わり点において、圧電素子８８、８９を駆動させないように制御している。

制御部７０は、液晶シャッタメガネ１０３を駆動するための同期信号を生成する。同期信号は左眼用画像のＮフレームが表示される間はＨｉｇｈ、右眼用画像のＮフレームが表示される間はＬｏｗの信号である。液晶シャッタメガネは同期信号に従い、同期信号がＨｉｇｈの間は左眼用液晶を透過状態とすると共に右眼用液晶を遮光状態に制御する。これにより、左眼用画像を左眼で観察することができる。また、同期信号がＬｏｗの間は左眼用液晶を遮光状態とすると共に右眼用液晶を透過状態に制御する。これにより、右眼用画像を右眼で観察することができる。

以上のように、映像信号生成部７４及び制御部７０は、スクリーン２００上の表示位置を変更するタイミングと、シャッタメガネの左右の遮光を切り替えるタイミングとを同じ周波数とするとともに、位相を互いに９０度シフトして制御する。

図１２は、第１サブフレームと第２サブフレームの切り替わり毎に圧電素子８８、８９を駆動する場合の圧電素子８８、８９を駆動する駆動電圧の波形を示した図である。図１２に示す駆動方法においては、Ｎフレーム目の表示において、左眼用画像の第１サブフレームＬ１、左眼用画像の第２サブフレームＬ２、右眼用画像の第１サブフレームＲ１、右眼用画像の第２サブフレームＲ２、の順に映像を表示している。この場合、表示位置を変更する頻度が、図１１に示す本実施形態の駆動方法に比べて増大する。

図１１に示す本実施形態の駆動方法によれば、図１２に示すような第１サブフレームと第２サブフレームの切り替わり毎に圧電素子８８、８９を駆動する場合に比べ、圧電素子８８、８９の駆動周波数を１／２に低減することができる。圧電素子を高速で駆動した場合、駆動音が発生しうるが、圧電素子の駆動周波数を低減することにより、圧電素子の駆動に起因する騒音を低減できる。さらに、映像の品質を維持することができる。

また、図１１に示す立体映像表示モードにおける圧電素子の駆動周波数と、図８に示す通常モードにおける圧電素子の駆動周波数が同一となり、モードの切り替えによる騒音の変化も抑制できる。

図１３は、第１サブフレームと第２サブフレームの切り替わり毎に圧電素子８８、８９を交互に駆動する場合の駆動電圧の波形を示した図である。図１３では、左眼用画像の第１サブフレームＬ１、右眼用画像の第１サブフレームＲ１、左眼用画像の第２サブフレームＬ２、右眼用画像の第２サブフレームＲ２、の順に映像を表示している。

図１１に示す本実施形態の駆動方法によれば、図１３の場合に比べ、液晶シャッタの駆動周波数を１／２に低減することができる。これにより、液晶シャッタメガネの左右の遮光を切り替える頻度を低減できるため、切り替え時に左右映像が混在して見えるクロストークを低減することができる。また、切り替え時のクロストークを低減するために、液晶シャッタメガネの左右の両方を遮光状態とする場合、１フレームあたりの左右の両方が遮光状態となる時間を短くすることができ、映像が暗くなることを防ぐことができる。

以上のように制御部７０は、映像生成部２０に対して、次のような制御をする。すなわち、制御部７０は、映像入力信号から、立体映像用の視点画像である左眼用映像信号と右眼用映像信号を生成する。制御部７０は、さらに、左眼用映像信号と右眼用映像信号の各フレームの信号を空間的に分割して複数種類のサブフレームの信号を生成する。また、制御部７０は、左眼用映像信号と右眼用映像信号のサブフレームの切り替わりの前後において、映像光の投写面上での表示位置が維持されるように光路変更部を制御する。さらに、フレームの切り替わり直前のフレームにおける最後のサブフレームの種類と、フレームの切り替わり直後のフレームにおける最初のサブフレームの種類とが同じで、異なる視点画像になるように映像生成部２０を制御する。すなわち、Ｎフレーム目において最後に表示するサブフレームが右眼用画像の第１サブフレームＲ１であるとき、次のフレームであるＮ＋１フレーム目において最初に表示するサブフレームは、左眼用画像のＮ＋１フレーム目の第１サブフレームＬ１である。つまり、視点画像としては、左眼用と右眼用とで異なり、サブフレームの種類としては、ともに第１サブフレームで同じである。なお、サブフレームの種類が同じであるため、フレームの切り替わり前後で、スクリーン２００上の表示位置も同じである。

［１−５．立体映像処理］
映像信号生成部７４に入力する映像の処理について説明する。

［１−５−１．４倍密映像］
右眼用映像と左眼用映像は、共にＤＭＤの４倍の解像度を有する。映像信号生成部７４では、各視点映像の映像入力信号に対し、２×２画素を含むブロック内の４画素の信号のうち、左上の画素の信号から第１サブフレームの映像出力信号を生成し、右下の画素の信号から第２サブフレームの映像出力信号を生成する。

この時、ブロックの右上の画素と左下の画素を使用しないため、左右映像の間の対応点に欠落が生じることがある。例として、左眼用映像上の座標（Ａ０、Ｂ０）の画素と右眼用映像上の座標（Ａ１、Ｂ１）の画素とが立体映像における対応点である場合について説明する。なお、左眼用映像上の座標（Ａ０、Ｂ０）は、ブロックの左上の画素である。右眼用映像上の座標（Ａ１、Ｂ１）は、ブロックの右上の画素である。このとき、左眼用映像上の座標（Ａ０、Ｂ０）の画素は第１サブフレームの映像として表示されるが、右眼用映像上の座標（Ａ１、Ｂ１）の画素はいずれのサブフレームにも表示されない。このように対応点が存在しない部分は左右映像の融像ができず、違和感が生じる。

そこで、映像信号生成部では、使用しない右上の画素と左下の画素の画素情報を、使用する左上の画素や右下の画素の画素情報に付加するとよい。画素情報を付加するために、入力した４倍密映像に予めローパスフィルタをかけて、画素情報を分散させるとよい。

あるいは、あらかじめ使用しない右上の画素と左下の画素の画素情報を、使用する左上の画素や右下の画素の画素情報に付加しておき、映像信号生成部７４に入力してもよい。

［１−５−２．２倍密映像１］
右眼用映像と左眼用映像は、共にＤＭＤの２倍の解像度を有する。映像信号生成部では、各入力映像を全て使用し、第１サブフレームと第２サブフレームを生成する。

２倍密映像は、コンピュータグラフィックス（ＣＧ）を利用して生成してもよい。

各フレーム映像を生成する際、まずＣＧ上で時間を停止させる。

次に、ＤＭＤと同じ解像度の左眼用の第１サブフレームを生成する。この時の視点の位置を視点位置１とし、投影面の位置を投影位置１とする。次に、ＤＭＤと同じ解像度の左眼用の第２サブフレームを生成する。この時、視点位置は１のままで、投影面は視点位置からみて右側に１／２画素分、下側に１／２画素分ずらす。この投影面の位置を投影位置２とする。続いて、ＤＭＤと同じ解像度の右眼用の第１サブフレームを生成する。この時の視点の位置を視点位置２とする。投影面の位置は投影位置１に設定する。最後に、ＤＭＤと同じ解像度の右眼用の第２サブフレームを生成する。この時の視点の位置は視点位置２のままであり、投影面の位置は投影位置２に設定する。

［１−５−３．２倍密映像２］
右眼用映像と左眼用映像は、共にＤＭＤの２倍の解像度を有する。映像信号生成部では、各入力映像を全て使用し、第１サブフレームと第２サブフレームを生成する。

２倍密映像は、コンピュータグラフィックス（ＣＧ）を利用して生成してもよい。

第１のタイミングでは、ＤＭＤと同じ解像度の左眼用の第１サブフレームを生成する。この時の視点の位置を視点位置１とし、投影面の位置を投影位置１とする。次に、ＣＧ上で所定時間が経過した第２のタイミングで、ＤＭＤと同じ解像度の左眼用の第２サブフレームを生成する。この時、視点位置は１のままで、投影面は視点位置からみて右側に１／２画素分、下側に１／２画素分ずらす。この投影面の位置を投影位置２とする。続いて、ＣＧ上でさらに所定時間が経過した第３のタイミングで、ＤＭＤと同じ解像度の右眼用の第２サブフレームを生成する。この時の視点の位置を視点位置２とする。投影面の位置は投影位置２のまま変更しない。最後に、ＣＧ上でさらに所定時間が経過した第４のタイミングで、ＤＭＤと同じ解像度の右眼用の第１サブフレームを生成する。この時の視点の位置は視点位置２のままであり、投影面の位置は投影位置１に設定する。

このように左右映像のサブフレーム映像信号を生成し、本開示の映像表示装置で立体映像を表示することで、２倍密映像１と比較して時間方向に補完された映像が表示可能となる。

［１−６．効果等］
以上のように投写型映像表示装置１００は、映像生成部２０と、導光光学系５０と、投写光学系６０と、光路変更部８０とを備える。映像生成部２０は、映像光を生成する。導光光学系５０と投写光学系６０とは、映像光をスクリーン２００に投写する。光路変更部８０は、映像光の光路上に設けられ、映像光のスクリーン２００上での表示位置を変更する。投写型映像表示装置１００は、更に、液晶シャッタメガネ１０３と、制御部７０とを備える。液晶シャッタメガネ１０３は、左右の遮光を切り替える。制御部７０は、映像入力信号に基づいて、映像生成部２０と光路変更部８０と液晶シャッタメガネ１０３とを制御する。制御部７０は、左右映像入力信号の各フレームの信号を空間的に分割して複数種類のサブフレームの信号を生成する。制御部７０は、左右映像信号のフレームの切り替わりの前後において、映像光のスクリーン２００上での表示位置が維持されるように、光路変更部８０を制御する。さらに、制御部７０は、フレームの切り替わりの直前のフレームにおける最後のサブフレームの種類（第１／第２サブフレーム）と、フレームの切り替わりの直後のフレームにおける最初のサブフレームとが、サブフレームの種類が同じでかつ視点映像が異なるように映像生成部２０を制御する。

映像信号生成部７４及び制御部７０は、スクリーン２００上の表示位置を変更するための圧電素子８８、８９の駆動周波数と、液晶シャッタメガネ３０１の左右の遮光を切り替える駆動周波数とが同じ周波数となるように制御する。さらに、圧電素子８８、８９の駆動波形とシャッタメガネ３０１の駆動波形の位相とは、互いに９０度異なる。

上記の構成により、映像光の光路を変更する回数を低減でき、映像の品質を維持でき、圧電素子の信頼性の向上、低騒音化といった効果が得られる。また、液晶シャッタメガネの左右の遮光を切り替える回数を低減でき、クロストークの低減、映像が暗くなることの防止といった効果も得られる。

（実施の形態２）
本実施形態の投写型映像表示装置は、基本的には、実施の形態１の投写型映像表示装置と同様の構成を有するが、表示位置のシフトに関する制御が第１実施形態のものと異なる。

本実施形態では立体映像表示モードにおいて、表示位置のシフト方向を一定期間ごとに変更する。図１１は、スクリーン上での画像の投写位置は左上と右下となる制御の例である。図１４は、スクリーン上での画像の投写位置は右上と左下となる制御の例である。圧電素子８８、８９の駆動波形の位相を互いに１８０度シフトすることで実現する。

本実施形態では、通常モードから立体映像表示モードに切り替えるたびに、投写位置を左上と右下とする制御と投写位置を右上と左下とする制御を切り替える。このように駆動を切り替えると、一方向の動作だけを繰り返すことにより機構の劣化に偏りが発生し、通常モードでの光路変更部８０の動作が不安定になることを防ぐことができる。

映像信号生成部７４では、サブフレームを生成する際に使用する画素も変更する。投写位置を左上と右下とする制御では、左上の画素で第１サブフレーム映像を生成し、右下の画素で第２サブフレーム映像を生成する。投写位置を右上と左下とする制御では、右上の画素で第１サブフレーム映像を生成し、左下の画素で第２サブフレーム映像を生成する。

（実施の形態３）
本実施形態の投写型映像表示装置は、各々の実施形態に記載の投写型映像表示装置と同様の構成を有するが、特に映像入力信号及びサブフレームの映像信号（以下、サブフレーム信号とする）について示したものである。

図１９、図２０、図２１、図２２、図２４は、映像入力信号の各フレームにおいて、映像入力信号の各ブロックの各画素の信号と、各サブフレーム信号との関係性を示したものである。例えば、図１９に示す第Ｎ＋１フレームにおいては、映像入力信号のうち、ブロックの左上の画素に対応する信号は、Ｌ００＿１である。同様に、ブロックの右上に対応する信号はＬ１０＿１である。ブロックの右下に対応する信号はＬ１１＿１である。ブロックの左下に対応する信号はＬ０１＿１である。図１９に示す第Ｎ＋２フレームにおいては、映像入力信号のうち、ブロックの左上の画素に対応する信号は、Ｌ００＿２である。図１９に示す第１サブフレームのサブフレーム信号としては、Ｌ００＿１が出力される。同様に、第２サブフレームのサブフレーム信号にはＬ１０＿１が出力される。第３サブフレームのサブフレーム信号にはＬ１１＿１が出力される。第４サブフレームのサブフレーム信号にはＬ０１＿１が出力される。さらに、映像生成部２０は、図１９に示す時間軸に従い、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第４サブフレーム、第３サブフレームの各サブフレーム信号である、Ｌ００＿１、Ｌ１０＿１、Ｌ１１＿１、Ｌ０１＿１を、この順に出力する。

本実施の形態に係るサブフレーム信号の一例を、図２０を用いて説明する。図２０に示す映像生成部２０は、前後のフレームの映像入力信号に基づき補間して生成したサブフレーム信号を出力する。図２０に係る映像生成部２０は、第１サブフレームのサブフレーム信号として、映像入力信号において、ブロックの左上の画素に対応する信号であるＬ００＿１を出力する。一方で、映像生成部２０は、第Ｎ＋１フレームの第２サブフレームのサブフレーム信号として、第Ｎ＋１フレームの映像入力信号のＬ１０＿１と、第Ｎ＋２フレームの映像入力信号のＬ１０＿２とから補間して生成したＬ１０＿１ａを出力する。同様に、映像生成部２０は、第４サブフレームのサブフレーム信号として、Ｌ１１＿１とＬ１１＿２とから補間して生成したＬ１１＿１ａを出力する。映像生成部２０は、第３サブフレームのサブフレーム信号として、Ｌ０１＿１とＬ０１＿２とから補間して生成したＬ０１＿１ａを出力する。本実施の形態において、各サブフレームは時系列において異なるタイミングで出力される。図１９に示す構成においては、第Ｎ＋１フレームにおいて、各サブフレームは映像入力信号の同じタイミングに対応する信号である。これらにより、スクリーン２００に表示されるタイミングと、映像信号のタイミングがずれることにより、視聴者が違和感を感じる可能性がある。本実施の形態の構成により、同一フレームにおいて、各サブフレームごとに表示タイミングが異なることにより、視聴者が違和感が生じることが抑制される。

ここで、映像生成部２０による補間は、各サブフレームがスクリーン２００に投写されるタイミングに基づいて、前後のフレームで重みが異なる、重みつきの補間であってもよい。例えば、第Ｎ＋１フレームの第２サブフレームが出力されるタイミングは、第Ｎ＋１フレームの第１サブフレームのＬ００＿１が出力されるタイミングと、第Ｎ＋２フレームの第１サブフレームのＬ００＿２が出力されるタイミングとのうち、Ｌ００＿１が出力されるタイミングに近い。そこで、Ｌ１０＿１ａは、Ｌ１０＿１の重みを大きく、Ｌ１０＿２の重みを小さくして補間して生成される。Ｌ００＿１が出力されるタイミングとＬ１０＿１ａが出力されるタイミングとの差と、Ｌ１０＿１ａが出力されるタイミングとＬ００＿２が出力されるタイミングとの差との比は、１対３である。このことから、Ｌ１０＿１の重みと、Ｌ１０＿２の重みとの比率は、３対１とすることがより望ましい。このように、サブフレーム間の表示されるタイミングの差に応じて重み付けの補間をすることにより、視聴者が違和感が生じることがより抑制される。

本実施の形態に係るサブフレーム信号の一例を、図２１を用いて説明する。図２１に示す構成においては、映像入力信号は、左眼用映像信号と、右眼用映像信号とを含む。映像生成部２０は、左眼用映像信号に基づき、ブロックの左上の画素に対応する第１サブフレームＬ１と、ブロックの右下の画素に対応する第２サブフレームＬ２とを生成する。映像生成部２０は、さらに、右眼用映像信号に基づき、ブロックの左上の画素に対応する第１サブフレームＲ１と、ブロックの右下の画素に対応する第２サブフレームＲ２とを生成する。図２０に示すサブフレーム信号を生成するときの補間と同様に、映像生成部２０は、左眼用映像の第２サブフレームＬ２と、右眼用映像の第２サブフレームＲ２と、右眼用映像の第１サブフレームＲ１とを、前後のフレームの映像入力信号から補間して生成する。これにより、表示のタイミングに伴う違和感を抑制できる。

なお、映像生成部２０は、空間的な補正を併用してもよい。例えば、第１サブフレームＬ１のサブフレーム信号であるＬ００＿１を、その画素の上下左右の画素であるＬ０１＿１、Ｌ１０＿１を参照し、補正してもよい。第２サブフレームＬ２、第１サブフレームＲ１、第２サブフレームＲ２についても同様である。また、各サブフレームの補間においては、映像入力信号を補正した映像信号に基づき、サブフレーム信号を生成する。このように、時間的な補間と空間的な補正とを組み合わせることにより、視聴者がスクリーン２００に投写された映像を見たときに、より解像度が高く感じられるとともに、表示のタイミングに伴う違和感を抑制できる。

本実施の形態に係るサブフレーム信号の一例を、図２２を用いて説明する。図２２に示す映像生成部２０は、映像入力信号のフレームレートより高いフレームレートの映像を生成する。具体的には、第Ｎ＋１フレームの映像入力信号と、図示されない第Ｎ＋２フレームの映像入力信号とから補間することにより、第Ｎ＋１フレームの各サブフレーム信号を生成する。例えば、第１サブフレームＬ１については、Ｌ００＿１と、図示されないＬ００＿２とから補間することにより、サブフレーム信号としてＬ００＿１ｂを生成する。映像生成部２０は、第１サブフレームＬ１について、第Ｎ＋１フレームの間に、Ｌ００＿１とＬ００＿１ｂの２つのサブフレーム信号を出力する。第２サブフレームＬ２、第１サブフレームＲ１、第２サブフレームＲ２についても同様である。これにより、映像生成部２０は、映像入力信号よりも高いフレームレートの信号を出力できる。これにより、スクリーン２００に投写された映像における時間的な分解能が高くなり、より高品質な映像に感じられる。さらに、表示のタイミングに伴う違和感を抑制できる。

なお、図２２では、映像入力信号が左眼用映像信号と右眼用映像信号とを含む場合について示している。しかし、立体映像ではない映像を表示する、図２０のような場合においても、同様に高いフレームレートの信号を出力することも可能である。

本実施の形態に係るサブフレーム信号の一例を、図２３及び図２４を用いて説明する。図２４に示す映像生成部２０には、左眼用映像信号と右眼用映像信号とが統合された映像入力信号が入力される。この映像入力信号は、左眼用映像信号と右眼用映像信号とが、図２３に示すように統合されたものである。図２３において、左眼用映像信号の各ブロックの左上の画素に対応する信号だけを抽出した信号がＬ００である。同様に、左眼用映像信号の各ブロックの右下の画素に対応する信号だけを抽出した信号がＬ１１である。右眼用映像信号についても同様である。映像入力信号には、Ｌ００、Ｌ１１、Ｒ００、Ｒ１１の各映像信号が含まれる。なお、Ｌ００、Ｌ１１、Ｒ００、Ｒ１１の各映像信号は、左眼用映像信号及び右眼用映像信号と比較して、解像度が縦方向、横方向とも半分であるため、４分の１の解像度となる。図２４に示す映像生成部２０は、このような映像入力信号に基づき、各サブフレーム信号を生成する。図２３及び図２４に示す映像入力信号は、Ｌ００、Ｌ１１、Ｒ００、Ｒ１１が空間的に分かれて配置されている点で他の実施の形態と異なる。これにより、映像生成部２０において、２×２の４画素のブロックごとに、ブロック内の各画素に対応する映像信号を生成する必要はないため、映像生成部２０における演算量を低減することができる。また、映像生成部２０に入力される映像入力信号は立体映像を表示するための映像信号であるが、図２１に示すような映像入力信号と比較して、情報量を低減することができる。これにより、データの転送量を低減することができる。また、映像データの保存に必要な容量を低減することができる。

（他の実施の形態）
上述の実施形態では、光源部１０を具体的には規定しなかったが、ランプ光源や固体光源、特に、レーザ光源と蛍光体とを組み合わせた光源などを用いることができる。３枚のＤＭＤを備える映像生成部２０の構成を説明したが、これに限定されるものではない。映像生成部が１枚のＤＭＤのみを備えるようにしてもよい。また、表示素子として、ＤＭＤに代えて、透過型および反射型の液晶表示素子を用いることもできる。

上述の実施形態では、光路変更部８０を振動させるアクチュエータとして圧電素子を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、ボイスコイルモータなども用いることができる。光路変更部８０は、映像生成部２０と投写光学系６０との間に配置したが、映像生成部２０からスクリーン２００までの間に配置されればよく、例えば、投写光学系６０内のレンズ間に挿入されてもよい。レンズユニット８５において、映像生成部２０を基準にして、平凹レンズ（レンズ８６）、平凸レンズ（レンズ８７）の順に配置した構成を説明したが、これに限定されるものではない。レンズユニット８５内の２つのレンズは屈折率を打ち消しあうように構成されていればよい。従って、映像生成部２０を基準にして、平凸レンズ（レンズ８７）、平凹レンズ（レンズ８６）の順に配置してもよい。

実施形態では、２倍密の映像表示を実現するため、左上の画素の信号を第１サブフレームとし、右下の画素の信号を第２サブフレームとする例を説明したが、サブフレームはこれに限定されるものではない。例えば、右上の画素の信号を第１サブフレームとし、左下の画素の信号を第２サブフレームとしてもよい。この場合、光路変更部は、サンプリングする画素の位置に合わせて、映像光の投写面上の表示位置が右上と左下を移動するように映像光の光路を制御する。

上述の実施形態では、映像信号生成部におけるサブフレームの映像信号の生成について、ブロック内の左上の画素の信号を第１サブフレームとして説明したが、これに限定されるものではない。他の位置の画素の信号を第１サブフレームとして設定してもよい。または、画素間の補間信号を生成して、第１サブフレームとして設定することも可能である。

また、実施形態では、図４及び図５に示すように、レンズ８７を２軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向）にシフトさせることで光路を変更させる構成を説明したが、光路変更部の構成はこれに限定されるものではない。例えば、光路変更部材として板状のガラス部材を用いてもよい。図１５にその構成を示す。光路変更部８０ａは、屈折率の変化を利用して映像生成部２０からの映像光の光路を屈折させるガラス部材８２と、ガラス部材８２の配置角度を変化させる圧電素子８４とから構成される。ガラス部材８２の配置角度が変化すると、屈折の作用により光の出射位置がシフトする。これによりスクリーン２００上の表示位置がシフトする。圧電素子８４は圧電素子駆動部７２により駆動される。圧電素子を複数設置することで、２軸方向に光路をシフト可能な光路変更部を構成してもよい。また、圧電素子８４には、他の種類のアクチュエータを用いてもよい。例えば、コイルを用いたアクチュエータであってもよい。なお、光路変更部８０は、ガラス部材の２箇所にアクチュエータを設け、これらのアクチュエータによって２軸方向の光路をシフト可能なように構成してもよい。光路変更部８０をこのように構成することにより、構造を単純化できる。

また、複数のガラス部材で２軸方向に光路をシフト可能な光路変更部を構成してもよい。図１６にその構成を示す。光路変更部８０ｃは、屈折率の変化を利用して映像生成部２０からの映像光の光路を屈折させるガラス部材８２ａ、８２ｂと、ガラス部材８２ａ、８２ｂの配置角度をそれぞれ変化させる圧電素子８４ａ、８４ｂとから構成される。ガラス部材８２ａは、画素の投写位置をＹ方向にシフトさせ、ガラス部材８２ｂは、画素の投写位置をＸ方向にシフトさせる。圧電素子８４ａ、８４ｂは圧電素子駆動部７２により駆動される。２つのガラス部材８２ａ、８２ｂを組合せることで、光路をＸ方向及びＹ方向にシフトさせることができる。

上記の実施形態において、光路変更部は、光路変更部材として、レンズを用いたが、光路変更部材として液晶表示素子を用いてもよい。すなわち、液晶表示素子の屈折率を変更させることで光路をシフトさせても良い。図１７に、液晶表示素子を用いた光路変更部の構成を示す。光路変更部８０ｂは、液晶表示素子８３と、液晶表示素子８３を駆動する液晶駆動回路７２ｂとで構成される。液晶駆動回路７２ｂは、液晶表示素子８３への印加電圧を制御することで、液晶表示素子の屈折率を変化させ、透過光の光路を所定の方向にシフトさせる。このような構成を有する光路変更部によっても、光路をシフトさせることができる。

また、映像光の光路を２つの液晶表示素子を用いて２軸方向にシフトさせても良い。図１８に、２つの液晶表示素子を用いて２軸方向に光路をシフトさせるための光路変更部の構成を示す。光路変更部８０ｄは、Ｙ方向に光路をシフトさせる液晶表示素子８３ａと、Ｘ方向に光路をシフトさせる液晶表示素子８３ｂと、液晶表示素子８３ａ、８３ｂを駆動する液晶駆動回路７２ｂとから構成される。

上記の実施形態において、光路変更部は、２軸で光路をシフトさせることができるものを用いて説明した。しかし、光路変更部は、１軸で光路をシフトさせるものであってもよい。特に、立体映像を表示する場合においては、１軸で光路をシフトさせることでも高品質な映像を実現できる。しかしながら、２軸で光路をシフトさせることができる光路変更部を用いることにより、立体映像でない映像を表示する場合において、縦方向及び横方向の解像度がＤＭＤ３４、３６、３８の２倍である映像を表示することができる。

実施形態では、液晶シャッタメガネ１０３を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、他のフィールドシーケンシャル３Ｄ方式で実現されても良い。例えば、偏光メガネを用いる方式でも、投写される映像光の偏光方向を変調する装置の駆動周波数を半分にすることができる。この場合、偏光メガネと偏光方向を変調する装置とでシャッタデバイスが構成される。また、波長選択メガネを用いる波長分割方式においては、多層膜のフィルタの切り替え装置の駆動周波数を半分にすることができる。この場合、波長選択メガネと多層膜のフィルタの切り替え装置とでシャッタデバイスが構成される。

実施形態２では、投写位置を左上と右下とする制御と投写位置を右上と左下とする制御を切り替えるタイミングについて、通常モードから立体映像表示モードに切り替えるたびに、としたが、切り替えタイミングはこれに限定するものではない。立体映像表示モードの動作時間を測定し、所定時間に到達するたびに切り替えてもよい。投写型映像表示装置１００の電源を入れるたびに切り替えてもよい。複数のパラメータを組み合わせてもよい。

例えば立体映像表示モードの動作時間を測定し、所定時間に到達すると、次に通常モードから立体映像表示モードに切り替える際に、投写位置を左上と右下とする制御と投写位置を右上と左下とする制御を切り替えてもよい。立体映像表示モードの動作時間を測定し、所定時間に到達すると、次に投写型映像表示装置１００の電源を入れる際に切り替えてもよい。

実施形態２では、投写位置を左上と右下とする制御と投写位置を右上と左下とする制御を切り替える際に、映像信号生成部７４でサブフレームを生成する際に使用する画素も変更したが、これに限定するものではない。

投写位置を左上と右下とする制御と投写位置を右上と左下とする制御を切り替える際に、映像信号生成部７４でサブフレームを生成する際に使用する画素を変更せず、表示素子上の表示位置を変更してもよい。例えば、投写位置を左上と右下とする制御では、左上の画素で第１サブフレーム映像を生成し、右下の画素で第２サブフレーム映像を生成する。そして、投写位置を右上と左下に切り替えた制御では、左上の画素で第１サブフレーム映像を生成し、右下の画素で第２サブフレーム映像を生成する。そして、第１サブフレーム映像の表示素子上の表示位置は変更せず、第２サブフレームの表示素子上の表示位置を左方向に１画素シフトする。これにより、サブフレーム間のスクリーン上での表示位置の関係は維持される。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、立体映像表示機能を備え、画素ずらしにより高密度の映像を投写するようにした投写型映像表示装置に適用可能である。

１０ 光源部
２０ 映像生成部
２２ レンズ
２４ 全反射プリズム
２６ 空気層
２８ カラープリズム
３０，３２ ダイクロイック膜
３４，３６，３８ ＤＭＤ
５０ 導光光学系
５２ レンズ
５４ ロッド
５６ レンズ
５８ ミラー
６０ 投写光学系
７０ 制御部
７２ 圧電素子駆動部
７２ｂ 液晶駆動回路
７４ 映像信号生成部
７６ 表示素子駆動部
８０，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ 光路変更部
８２，８２ａ，８２ｂ ガラス部材
８３，８３ａ，８３ｂ 液晶表示素子
８４，８４ａ，８４ｂ 圧電素子
８５ レンズユニット
８６，８７ レンズ
８８，８９ 圧電素子
１００ 投写型映像表示装置
１０１ エミッタ
１０２ コマンド受信部
１０３ 液晶シャッタメガネ
２００ スクリーン
２０１ レンズ外枠
２０２ レンズ内枠
２０３ レンズ固定部材
２０４，２０５，２０６，２０７ 支柱
２０８，２０９，２１０，２１１ 受穴
２１２，２１３，２１４，２１５ 支柱
２１６，２１７，２１８，２１９ 受穴
２２２，２２３ バネ

Claims (7)

1. 映像光を生成する映像生成部と、
   前記映像光を投写面に投写する光学系と、
   前記映像光の光路上に設けられ、前記映像光の前記投写面上での表示位置を変更する光路変更部と、
   映像入力信号に基づいて、前記映像生成部および前記光路変更部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記映像入力信号から、立体映像用の視点画像である左眼用映像信号と右眼用映像信号を生成し、
   前記左眼用映像信号と前記右眼用映像信号の各フレームの信号を空間的に分割して複数種類のサブフレームの信号を生成し、
   前記左眼用映像信号と前記右眼用映像信号のサブフレームの切り替わりの前後において、前記映像光の前記投写面上での表示位置が維持されるように前記光路変更部を制御するとともに、
   フレームの切り替わりの直前のフレームにおける最後のサブフレームの種類と、前記フレームの切り替わりの直後のフレームにおける最初のサブフレームの種類とが同じで、異なる視点画像になるように前記映像生成部を制御する、投写型映像表示装置。
2. 左眼と右眼に届く前記映像光の透過と遮光を切り替えるシャッタデバイスと、
   前記光路変更部を動作させるアクチュエータと、
   さらに備え、
   前記シャッタデバイスの切り換え周波数と前記アクチュエータの駆動周波数とが同一で、
   前記シャッタデバイスの切り換え波形の位相と前記アクチュエータの駆動波形の位相が９０度シフトしている、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 複数視点の映像からなる立体映像を表示する立体映像表示モードと、１視点の映像を表示する通常モードの切り替えにおいて、
   立体映像表示モードにおける前記アクチュエータの駆動周波数と通常モードにおける前記アクチュエータの駆動周波数が同一である、請求項２に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記映像生成部は、少なくとも１つの種類のサブフレームの信号を、連続する２つのフレームに基づいて補間する処理である補間処理により生成する、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
5. 前記制御部は、
   前記複数種類のサブフレームの各々の表示タイミングに応じて、前記補間処理に係る２つのフレームそれぞれの重みを変更し、
   前記映像生成部は、
   前記補間処理において、前記重みに基づく重みつきの補間をする、
   請求項４に記載の投写型映像表示装置。
6. 前記映像生成部は、前記左眼用映像信号と前記右眼用映像信号とのそれぞれについて、
   １フレームについて複数の同じ種類のサブフレームを生成する、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。
7. 前記映像入力信号は、
   左眼用第１映像信号と、左眼用第２映像信号と、右眼用第１映像信号と、右眼用第２映像信号と、を含み、
   前記映像生成部は、
   前記左眼用第１映像信号に基づき、左眼用の視点画像であり、種類が第１の種類であるサブフレームを生成し、
   前記左眼用第２映像信号に基づき、左眼用の視点画像であり、種類が第２の種類であるサブフレームを生成し、
   前記右眼用第１映像信号に基づき、右眼用の視点画像であり、種類が前記第１の種類であるサブフレームを生成し、
   前記右眼用第２映像信号に基づき、右眼用の視点画像であり、種類が前記第２の種類であるサブフレームを生成する、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。

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