JP2018128486A - 画像投影装置および画像投影装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素ずらし制御における投影画像の明るさの低下を抑えるとともに解像感の低下を抑制する。
【解決手段】固体光源（光源ユニット３０のＬＥＤ）からの光を用いて画像を形成する光学変調素子（ＤＭＤ５５１）と、固体光源からの光を光学変調素子に導くとともに、光学変調素子によって形成された画像を拡大投影する光学部（照明光学系ユニット４０および投影光学系ユニット６０）と、光学変調素子を周期的に変位させる駆動部（可動ユニット５５）と、色情報を有しない移動期間用画像を作成するとともに、光学変調素子の周期的な変位において該光学変調素子の移動速度が最も早くなる時点を少なくとも含む所定期間に、移動期間用画像を投影制御するシステム制御部１０と、を備える画像投影装置１である。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像投影装置および画像投影装置の制御方法に関する。

パーソナルコンピュータなどの情報処理装置、ＤＶＤプレーヤーなどの映像再生機器、等から送信される画像データに基づいて、光源から照射される光を用いて光学変調素子（画像表示素子、光変調素子）が画像を生成し、生成された画像を複数のレンズ等を含む光学系を通してスクリーン等の被投影面に投影する画像投影装置（プロジェクタ、画像投影装置）が知られている。画像投影装置は、会議、講演会、教育現場など多人数に対するプレゼンテーションや、ホームシアター等の幅広い分野で用いられている。

画像投影装置において投影画像を高解像度化する場合には、光学変調素子の画素密度を上げることが考えられるが、光学変調素子の製造コストが増大することとなる。

これに対し、画像投影装置において、画素をずらすために、その一部をシフトさせる制御（画素ずらし制御という）をするとともに、画素ずらし制御用の画像処理を行うことで、光学変調素子の画素密度を上げずに、より高精細な画像表示を可能とすることが知られている。

画素ずらし制御では、投射レンズの一部などの光学素子を動かす方式と画像を形成する光学変調素子を動かす方式が知られている。光学変調素子を動かす方式として、例えば、特許文献１には、光学変調素子としてのデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を備える可動ユニットを、固定ユニットに対して移動可能とすることで、投影画像を高解像度化する画像投影装置が開示されている。

また、特許文献２には、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素から構成される表示素子と、画素の位置を変位させる画素ずらし手段を備え、表示素子の複数の画素から発せられる光線に対して、画素ずらし手段により光軸をシフトすることにより画素ずらしを行うものであって、画素の重心移動後、所定の画素が安定して表示されるまでに有限の安定期間を有する画素ずらし素子を用いた場合には、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの期間中は、画像を表示しない画像表示装置が開示されている。

しかしながら、高解像度化のために画素ずらし制御をする画像投影装置においては、画素から画素へ移動する期間は、画素が大きくなってしまい、解像感が低下してしまう。これにより、文字や線のジャギーが目立つようになってしまったり、また、画素ずらし制御をすることで、特に、動きのある映像（色の切り替わりの早い映像）において、階調の段差、色のずれ、ゴースト状のノイズ、画像のボケ、擬似輪郭など（これらの現象をアーティファクトという）が生じてしまったりすることがあった。

これに対し、特許文献２に記載にされるように、画素から画素へ移動する期間は、画像が投影されないように光学変調素子を制御することが考えられるが、この方式では、投影画像の明るさが必要以上に低下しまう。

そこで本発明は、画素ずらし制御における投影画像の明るさの低下を抑えるとともに解像感の低下を抑制することができる画像投影装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る画像投影装置は、固体光源からの光を用いて画像を形成する光学変調素子と、前記固体光源からの光を前記光学変調素子に導くとともに、前記光学変調素子によって形成された画像を拡大投影する光学部と、前記光学変調素子を周期的に変位させる駆動部と、色情報を有しない移動期間用画像を作成するとともに、前記光学変調素子の周期的な変位において該光学変調素子の移動速度が最も早くなる時点を少なくとも含む所定期間に、前記移動期間用画像を投影制御する画像制御部と、を備えるものである。

本発明によれば、画素ずらし制御における投影画像の明るさの低下を抑えるとともに解像感の低下を抑制することができる。

画像投影装置の一実施形態を示す外観斜視図である。 光源ユニットを例示する図である。 照明光学系ユニットを例示する図である。 投影光学系ユニットの内部構成を例示する図である。 画像投影装置の機能構成を例示するブロック図である。 画像表示ユニットを例示する斜視図である。 画像表示ユニットを例示する側面図である。 固定ユニットを例示する斜視図である。 固定ユニットを例示する分解斜視図である。 固定ユニットによる可動プレートの支持構造について説明する図である。 固定ユニットによる可動プレートの支持構造について説明する部分拡大図である。 トッププレートを例示する底面図である。 可動ユニットを例示する斜視図である。 可動ユニットを例示する分解斜視図である。 可動プレートを例示する斜視図である。 可動プレートが外された可動ユニットを例示する斜視図である。 可動ユニットのＤＭＤ保持構造について説明する図である。 明所視標準比視感度を示すグラフである。 画素ずらし制御にて半画素分シフトした画素の表示状態のイメージを示した説明図である。 図１９における１画素の表示状態のイメージを示した説明図である。 画素ずらし制御での画素の挙動の一例を示すグラフである。 図２１に示したグラフに変位期間Ａ〜Ｃを付加した説明図である。 移動期間用画像を投影した場合のイメージ図である。 各変位期間でのＬＥＤの点灯タイミングの一例を示す説明図である。 移動期間用画像の信号レベル設定の一例である。 移動期間用画像の作成および投影制御の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る構成を図１から図２６に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

＜画像投影装置の構成＞
図１は、画像投影装置１の一実施形態を示す外観斜視図である。

画像投影装置１は、出射窓３、入力端子２４を有し、投影画像を生成する光学エンジン（光源ユニット、照明光学系ユニット、投影光学系ユニット）が内部に設けられている。画像投影装置１は、例えば、入力端子２４に接続されるパソコンやデジタルカメラから画像データが送信されると、光学エンジンが送信された画像データに基づいて投影画像を生成し、図１に示されるように出射窓３からスクリーンＳに画像Ｐを投影する。

なお、以下に示す図面において、Ｘ１Ｘ２方向は画像投影装置１の幅方向、Ｙ１Ｙ２方向は画像投影装置１の奥行き方向、Ｚ１Ｚ２方向は画像投影装置１の高さ方向である。また、以下では、画像投影装置１の出射窓３側を上、出射窓３とは反対側を下として説明する場合がある。

図２は、画像投影装置１の光源ユニットを例示する図である。また、図３は、画像投影装置１の照明光学系ユニットを例示する図である。また、図４は、画像投影装置１の投影光学系ユニットの内部構成を例示する図である。

光源ユニット３０は、照明光学系ユニット４０の側面に設けられ、Ｘ２方向に光を照射する。照明光学系ユニット４０は、光源ユニット３０から照射された光を、下部に設けられている画像表示ユニット５０に導く。画像表示ユニット５０は、照明光学系ユニット４０によって導かれた光を用いて投影画像を生成する。投影光学系ユニット６０は、照明光学系ユニット４０の上部に設けられ、画像表示ユニット５０によって生成された投影画像を画像投影装置１の外部に投影する。

なお、本実施形態に係る画像投影装置１は、光源ユニット３０から照射される光を用いて上方に画像を投影するように構成されているが、水平方向に画像を投影するような構成であってもよい。

［光源ユニット］
本実施形態に係る画像投影装置１における光源ユニット３０は、光源として固体光源を用いている。図２は、単色の３原色の各固体光源からの各単色光を集光する光源ユニット３０の一例を示す図である。

図２では、光源ユニット３０として３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の発光ダイオード（固体光源素子）であるＲ＿ＬＥＤ３１，Ｇ＿ＬＥＤ３２，Ｂ＿ＬＥＤ３３を用いている。また、各ＬＥＤ３１〜３３からの３原色の光は、それぞれに適した集光素子３４〜３６を介して、合成手段としてのダイクロイックフィルタ３７により合成される。ダイクロイックフィルタ３７により合成された光は、複数のレンズを介して、照明光学系ユニット４０のライトトンネル４１に導かれる。

なお、図２では、光源としてＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤを用いる場合を示しているが、Ｒ，Ｇ，Ｂの色情報を含む複数の光源が同時に点灯が可能であり、瞬時に光源の点灯および消灯が可能な光源であれば、レーザダイオード（ＬＤ）などを光源として用いることもできる。

［照明光学系ユニット］
図３に示されるように、照明光学系ユニット４０は、ライトトンネル４１、リレーレンズ４２，４３、平面ミラー（シリンダミラー）４４、凹面ミラー４５を有する。

ライトトンネル４１は、例えば板ガラス等の貼り合わせによって四角筒状に形成されている。ライトトンネル４１は、光源ユニット３０からの光を、内面で多重反射することで輝度分布を均一化してリレーレンズ４２，４３に導く。

リレーレンズ４２，４３は、ライトトンネル４１から出射された光の軸上色収差を補正しつつ集光する。

平面ミラー４４及び凹面ミラー４５は、リレーレンズ４２，４３から出射された光を、画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ５５１に反射する。ＤＭＤ５５１は、凹面ミラー４５からの反射光を変調して投影画像を生成する。

［画像表示ユニット］
画像表示ユニット５０は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、画像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の画像を形成するように投影光を加工して反射する光学変調素子としてのＤＭＤ５５１を備えている。

画像表示ユニット５０は、入力信号に応じてマイクロミラーのオンオフを切り替えることで投影ユニットへ光を出力する光を選別するとともに階調を表現する。すなわち、ＤＭＤ５５１により、時分割で画像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投影レンズへ反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へ反射される。画像表示ユニット５０で使用する光は投影光学系ユニット６０へ反射し、投影光学系ユニット６０内の複数の投影レンズを通り拡大された画像光はスクリーンＳ上へ拡大投影される。

［投影光学系ユニット］
図４に示されるように、投影光学系ユニット６０は、投影レンズ６１、折り返しミラー６２、曲面ミラー６３がケースの内部に設けられている。

投影レンズ６１は、複数のレンズを有し、画像表示ユニット５０のＤＭＤ５５１によって生成された投影画像を、折り返しミラー６２に結像させる。折り返しミラー６２及び曲面ミラー６３は、結像された投影画像を拡大するように反射して、画像投影装置１の外部のスクリーンＳ等に投影する。

［機能構成］
図５は、本実施形態に係る画像投影装置１の一例を示す機能ブロック図である。

画像投影装置１は、システム制御部１０、光源制御部１１、ＤＭＤ制御部１３、可動ユニット制御部１４、ファン制御部１５、ファン２０、リモコン受信部２２、本体操作部２３、入力端子２４、映像信号制御部２５、設定情報記憶部２６、電源ユニット２７、光源ユニット３０、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット５０、投影光学系ユニット６０、等を備え、スクリーンＳに画像を投影する画像投影装置である。また、遠隔操作手段としてのリモコン２１を備えている。

システム制御部１０は、画像投影装置１の全体の制御を行う。また、入力された映像信号に対して、コントラスト調整、明るさ調整、シャープネス調整、スケーリング処理などの画像処理や、メニュー情報などの重畳画面（ＯＳＤ：On Screen Display）の表示制御、画像投影装置１の起動制御、その他各種制御をおこなう。また、映像信号制御部２５から入力された画像データに対して、画素ずらし制御により高解像度化を図るための所定の画像処理を施す。

また、システム制御部１０は、光源制御部１１、ＤＭＤ制御部１３、可動ユニット制御部１４、ファン制御部１５、リモコン受信部２２、本体操作部２３、映像信号制御部２５、設定情報記憶部２６、等と接続されており、これらの各機能部を制御する。例えば、システム制御部１０は、光源制御部１１、ＤＭＤ制御部１３、および可動ユニット制御部１４に同期信号を送り、同期させて駆動させることにより、各色の映像を生成する画像制御部として機能する。また、システム制御部１０は、後述する移動期間用画像を作成する。

なお、システム制御部１０等の各制御部は、マイクロコントローラ（マイコン）で構成され、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などの演算部および記憶部を有し、ＣＰＵがＲＡＭと協働してＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することで、各部の機能が実現される。

入力端子２４は、映像信号を入力するインタフェースであって、Ｄ−Ｓｕｂコネクタ等のＶＧＡ（Video Graphics Array）入力端子やＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等のビデオ入力端子等である。入力端子２４に接続されたケーブルを介してコンピュータやＡＶ機器などの映像供給装置から映像信号を受信する。また、複数の入力端子２４を備える場合もある。

映像信号制御部２５は、入力端子２４に入力された映像信号を処理するものであって、例えば、当該映像信号にシリアル−パラレル変換や電圧レベル変換などの種々の処理を施す。また、映像信号の解像度や周波数などを解析する信号判定機能を有する。

設定情報記憶部２６は、映像信号に対する画像処理やその他各種処理において、データを記憶する。設定情報記憶部２６としては、例えば、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性半導体メモリを採用することができる。画像投影装置１は、電源オフ後も前回の設定内容（言語設定など）を保存しておくことができる。

本体操作部２３は、画像投影装置１を操作するインタフェースであって、ユーザからの種々の操作要求を受け付ける。本体操作部２３は、操作要求を受け付けると、当該操作要求をシステム制御部１０に通知する。本体操作部２３は、画像投影装置１の外面に設けられる操作キー（操作ボタン）等によって構成される。

リモコン受信部２２は、リモコン２１からの操作信号を受信する。リモコン受信部２２は、操作信号を受信すると、当該操作信号をシステム制御部１０に通知する。

ユーザは、本体操作部２３またはリモコン２１を操作することにより、各種設定等を行うことができる。例えば、画素ずらし制御のオンオフ設定、メニュー画面等の表示指示、画像投影装置１の設置状態の選択、投影画像の大きさ、色調、ピント調整、アスペクト比等の変更要求、画像投影装置１の電源ＯＦＦ要求、投影画像の画質（高輝度や標準、ナチュラル等）を変更する映像モード変更要求、投影画像を停止するフリーズ要求、などを実行することができる。

ファン制御部１５は、画像投影装置１内の温度や光源ユニット３０の温度が所定の温度となるようにファン２０を制御する。

ファン２０は、吸気ファン、排気ファン、冷却ファン等で構成される。吸気ファンから吸入した外気を排気ファンから排出することで、画像投影装置１に気流を発生させて空冷がなされる。

電源ユニット２７は、画像投影装置１内の各デバイスに接続されており、コンセントなどから入力されたＡＣ（交流）電源をＤＣ（直流）に変換して、画像投影装置１内の各デバイスに電源を供給する。

光源制御部１１は、光源ユニット３０の各ＬＥＤ３１〜３３のオン／オフや点灯パワー（明るさ）などを制御する。

画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１、および固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５を有する（詳細は後述する）。可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１を有し、可動ユニット制御部１４によって固定ユニット５１に対する位置が制御される。

可動ユニット５５には、駆動手段としての電磁アクチュエータ（ボイスコイル、磁石）が設けられている。可動ユニット制御部１４は、可動ユニット５５の駆動手段に流すための電流量を制御し、所定の変位量、周期で高解像度化のための画素ずらし制御を実現する。

なお、可動ユニット制御部１４によるＤＭＤ５５１のシフト制御は、本体操作部２３またはリモコン２１を操作することにより、オン／オフ可能となっている。ＤＭＤ５５１のシフト制御がオフに設定される場合は、ＤＭＤ５５１のシフトがされない通常の投影画面の表示となる。

ＤＭＤ５５１は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の映像を形成するように投影光を加工して反射する光学変調素子である。

ＤＭＤ制御部１３は、ＤＭＤ５５１のマイクロミラーのオン／オフを制御する。

ＤＭＤ５５１により、時分割で映像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投影光学系ユニット６０へ反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へ反射される。使用する光は投影光学系ユニット６０へ反射し、投影光学系ユニット６０を通り拡大された映像光はスクリーンＳ上へ拡大投影される。

投影光学系ユニット６０は、例えば複数の投影レンズ、ミラー等を有し、画像表示ユニット５０のＤＭＤ５５１によって生成される画像を拡大してスクリーンＳに投影する。

［画像表示ユニット詳細］
図６は、画像表示ユニット５０を例示する斜視図である。また、図７は、画像表示ユニット５０を例示する側面図である。

図６及び図７に示されるように、画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１、固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５を有する。

固定ユニット５１は、第１固定板としてのトッププレート５１１、第２固定板としてのベースプレート５１２を有する。固定ユニット５１は、トッププレート５１１とベースプレート５１２とが所定の間隙を介して平行に設けられている。

可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、第１可動板としての可動プレート５５２、第２可動板としての結合プレート５５３、ヒートシンク５５４を有し、固定ユニット５１に移動可能に支持されている。

可動プレート５５２は、固定ユニット５１のトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられ、固定ユニット５１によってトッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行且つ表面に平行な方向に移動可能に支持されている。

結合プレート５５３は、固定ユニット５１のベースプレート５１２を間に挟んで可動プレート５５２に固定されている。結合プレート５５３は、上面側にＤＭＤ５５１が固定して設けられ、下面側にヒートシンク５５４が固定されている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、可動プレート５５２、ＤＭＤ５５１、及びヒートシンク５５４と共に固定ユニット５１に移動可能に支持されている。

ＤＭＤ５５１は、結合プレート５５３の可動プレート５５２側の面に設けられ、可動プレート５５２及び結合プレート５５３と共に移動可能に設けられている。ＤＭＤ５５１は、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を有する。ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーは、鏡面がねじれ軸周りに傾動可能に設けられており、ＤＭＤ制御部１３から送信される画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ駆動される。

マイクロミラーは、例えば「ＯＮ」の場合には、光源ユニット３０からの光を投影光学系ユニット６０に反射するように傾斜角度が制御される。また、マイクロミラーは、例えば「ＯＦＦ」の場合には、光源ユニット３０からの光をＯＦＦ光板に向けて反射する方向に傾斜角度が制御される。

このように、ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ制御部１３から送信される画像信号によって各マイクロミラーの傾斜角度が制御され、光源ユニット３０から照射されて照明光学系ユニット４０を通った光を変調して投影画像を生成する。

ヒートシンク５５４は、冷却手段の一例であり、少なくとも一部分がＤＭＤ５５１に当接するように設けられている。ヒートシンク５５４は、移動可能に支持される結合プレート５５３にＤＭＤ５５１と共に設けられることで、ＤＭＤ５５１に当接して効率的に冷却することが可能になっている。このような構成により、本実施形態に係る画像投影装置１では、ヒートシンク５５４がＤＭＤ５５１の温度上昇を抑制し、ＤＭＤ５５１の温度上昇による動作不良や故障等といった不具合の発生が低減されている。

（固定ユニット）
図８は、固定ユニット５１を例示する斜視図である。また、図９は、固定ユニット５１を例示する分解斜視図である。

図８及び図９に示されるように、固定ユニット５１は、トッププレート５１１、ベースプレート５１２を有する。

トッププレート５１１及びベースプレート５１２は、平板状部材から形成され、それぞれ可動ユニット５５のＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５１３，５１４が設けられている。また、トッププレート５１１及びベースプレート５１２は、複数の支柱５１５によって、所定の間隙を介して平行に設けられている。

支柱５１５は、図９に示されるように、上端部がトッププレート５１１に形成されている支柱孔５１６に圧入され、雄ねじ溝が形成されている下端部がベースプレート５１２に形成されている支柱孔５１７に挿入される。支柱５１５は、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に一定の間隔を形成し、トッププレート５１１とベースプレート５１２とを平行に支持する。

また、トッププレート５１１及びベースプレート５１２には、支持球体５２１を回転可能に保持する支持孔５２２，５２６がそれぞれ複数形成されている。

トッププレート５１１の支持孔５２２には、内周面に雌ねじ溝を有する円筒状の保持部材５２３が挿入される。保持部材５２３は、支持球体５２１を回転可能に保持し、位置調整ねじ５２４が上から挿入される。ベースプレート５１２の支持孔５２６は、下端側が蓋部材５２７によって塞がれ、支持球体５２１を回転可能に保持する。

トッププレート５１１及びベースプレート５１２の支持孔５２２，５２６に回転可能に保持される支持球体５２１は、それぞれトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられる可動プレート５５２に当接し、可動プレート５５２を移動可能に支持する。

図１０は、固定ユニット５１による可動プレート５５２の支持構造を説明するための図である。また、図１１は、図１０に示されるＡ部分の概略構成を例示する部分拡大図である。

図１０及び図１１に示されるように、トッププレート５１１では、支持孔５２２に挿入される保持部材５２３によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。また、ベースプレート５１２では、下端側が蓋部材５２７によって塞がれている支持孔５２６によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。

各支持球体５２１は、支持孔５２２，５２６から少なくとも一部分が突出するように保持され、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられる可動プレート５５２に当接して支持する。可動プレート５５２は、回転可能に設けられている複数の支持球体５２１により、トッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行且つ表面に平行な方向に移動可能に両面から支持される。

また、トッププレート５１１側に設けられている支持球体５２１は、可動プレート５５２とは反対側で当接する位置調整ねじ５２４の位置に応じて、保持部材５２３の下端からの突出量が変化する。例えば、位置調整ねじ５２４がＺ１方向に変位すると、支持球体５２１の突出量が減り、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔が小さくなる。また、例えば、位置調整ねじ５２４がＺ２方向に変位すると、支持球体５２１の突出量が増え、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔が大きくなる。

このように、位置調整ねじ５２４を用いて支持球体５２１の突出量を変化させることで、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔を適宜調整できる。

また、図８及び図９に示されるように、トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。

図１２は、トッププレート５１１を例示する底面図である。図１２に示されるように、トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。

磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、トッププレート５１１の中央孔５１３を囲むように４箇所に設けられている。磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、それぞれ長手方向が平行になるように配置された直方体状の２つの磁石で構成され、それぞれ可動プレート５５２に及ぶ磁界を形成する。

磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、それぞれ可動プレート５５２の上面に各磁石５３１，５３２，５３３，５３４に対向して設けられているコイルとで、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成する。

なお、上記した固定ユニット５１に設けられる支柱５１５、支持球体５２１の数や位置等は、可動プレート５５２を移動可能に支持できればよく、本実施形態に例示される構成に限られるものではない。

（可動ユニット）
図１３は、可動ユニット５５を例示する斜視図である。また、図１４は、可動ユニット５５を例示する分解斜視図である。

図１３及び図１４に示されるように、可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、可動プレート５５２、結合プレート５５３、ヒートシンク５５４、保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７を有し、固定ユニット５１に対して移動可能に支持されている。

可動プレート５５２は、上記したように、固定ユニット５１のトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられ、複数の支持球体５２１により表面に平行な方向に移動可能に支持される。

図１５は、可動プレート５５２を例示する斜視図である。

図１５に示されるように、可動プレート５５２は、平板状の部材から形成され、ＤＭＤ基板５５７に設けられるＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５７０を有し、中央孔５７０の周囲にコイル５８１，５８２，５８３，５８４が設けられている。

コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれＺ１Ｚ２方向に平行な軸を中心として電線が巻き回されることで形成され、可動プレート５５２のトッププレート５１１側の面に形成されている凹部に設けられてカバーで覆われている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれトッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４とで、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成する。

トッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４と、可動プレート５５２のコイル５８１，５８２，５８３，５８４とは、可動ユニット５５が固定ユニット５１に支持された状態で、それぞれ対向する位置に設けられている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４に電流が流されると、磁石５３１，５３２，５３３，５３４によって形成される磁界により、可動プレート５５２を移動させる駆動力となるローレンツ力が発生する。

可動プレート５５２は、磁石５３１，５３２，５３３，５３４とコイル５８１，５８２，５８３，５８４との間で発生する駆動力としてのローレンツ力を受けて、固定ユニット５１に対して、ＸＹ平面において直線的又は回転するように変位する。

各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流の大きさ及び向きは、可動ユニット制御部１４によって制御される。可動ユニット制御部１４は、各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさ及び向きによって、可動プレート５５２の移動方向、移動量、移動速度、回転方向、回転角度等を制御する。

本実施形態では、第１駆動手段として、コイル５８１及び磁石５３１と、コイル５８４及び磁石５３４とが、Ｘ１Ｘ２方向に対向して設けられている。コイル５８１及びコイル５８４に電流が流されると、図１５に示されるようにＸ１方向又はＸ２のローレンツ力が発生する。可動プレート５５２は、コイル５８１及び磁石５３１と、コイル５８４及び磁石５３４とにおいて発生するローレンツ力により、Ｘ１方向又はＸ２方向に移動する。

また、本実施形態では、第２駆動手段として、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とが、Ｘ１Ｘ２方向に並んで設けられ、磁石５３２及び磁石５３３は、磁石５３１及び磁石５３４とは長手方向が直交するように配置されている。このような構成において、コイル５８２及びコイル５８３に電流が流されると、図１５に示されるようにＹ１方向又はＹ２方向のローレンツ力が発生する。

可動プレート５５２は、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とにおいて発生するローレンツ力により、Ｙ１方向又はＹ２方向に移動する。また、可動プレート５５２は、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とで反対方向に発生するローレンツ力により、ＸＹ平面において回転するように変位する。

例えば、コイル５８２及び磁石５３２においてＹ１方向のローレンツ力が発生し、コイル５８３及び磁石５３３においてＹ２方向のローレンツ力が発生するように電流が流されると、可動プレート５５２は、上面視で時計回り方向に回転するように変位する。また、コイル５８２及び磁石５３２においてＹ２方向のローレンツ力が発生し、コイル５８３及び磁石５３３においてＹ１方向のローレンツ力が発生するように電流が流されると、可動プレート５５２は、上面視で反時計回り方向に回転するように変位する。

また、可動プレート５５２には、固定ユニット５１の支柱５１５に対応する位置に、可動範囲制限孔５７１が設けられている。可動範囲制限孔５７１は、固定ユニット５１の支柱５１５が挿入され、例えば振動や何らかの異常等により可動プレート５５２が大きく移動した時に支柱５１５に接触することで、可動プレート５５２の可動範囲を制限する。

以上で説明したように、本実施形態では、可動ユニット制御部１４が、コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさや向きを制御することで、可動範囲内で可動プレート５５２を任意の位置に移動させることができる。

なお、移動手段としての磁石５３１，５３２，５３３，５３４及びコイル５８１，５８２，５８３，５８４の数、位置等は、可動プレート５５２を任意の位置に移動させることが可能であれば、本実施形態とは異なる構成であってもよい。例えば、移動手段としての磁石は、トッププレート５１１の上面に設けられてもよく、ベースプレート５１２の何れかの面に設けられてもよい。また、例えば、磁石が可動プレート５５２に設けられ、コイルがトッププレート５１１又はベースプレート５１２に設けられてもよい。

また、可動範囲制限孔５７１の数、位置及び形状等は、本実施形態に例示される構成に限られない。例えば、可動範囲制限孔５７１は一つであってもよく、複数であってもよい。また、可動範囲制限孔５７１の形状は、例えば長方形や円形等、本実施形態とは異なる形状であってもよい。

固定ユニット５１によって移動可能に支持される可動プレート５５２の下面側（ベースプレート５１２側）には、図１３に示されるように、結合プレート５５３が固定されている。結合プレート５５３は、平板状部材から形成され、ＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔を有し、周囲に設けられている折り曲げ部分が３本のねじ５９１によって可動プレート５５２の下面に固定されている。

図１６は、可動プレート５５２が外された可動ユニット５５を例示する斜視図である。

図１６に示されるように、結合プレート５５３には、上面側にＤＭＤ５５１、下面側にヒートシンク５５４が設けられている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、ＤＭＤ５５１、ヒートシンク５５４と共に、可動プレート５５２に伴って固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている。

ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ基板５５７に設けられており、ＤＭＤ基板５５７が保持部材５５５と結合プレート５５３との間で挟み込まれることで、結合プレート５５３に固定されている。保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７、結合プレート５５３、ヒートシンク５５４は、図１４及び図１６に示されるように、固定部材としての段付ねじ５６０及び押圧手段としてのばね５６１によって重ねて固定されている。

図１７は、可動ユニット５５のＤＭＤ保持構造について説明する図である。図１７は、可動ユニット５５の側面図であり、可動プレート５５２及び結合プレート５５３は図示が省略されている。

図１７に示されるように、ヒートシンク５５４は、結合プレート５５３に固定された状態で、ＤＭＤ基板５５７に設けられている貫通孔からＤＭＤ５５１の下面に当接する突出部５５４ａを有する。なお、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａは、ＤＭＤ基板５５７の下面であって、ＤＭＤ５５１に対応する位置に当接するように設けられてもよい。

また、ＤＭＤ５５１の冷却効果を高めるために、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａとＤＭＤ５５１との間に弾性変形可能な伝熱シートが設けられてもよい。伝熱シートによりヒートシンク５５４の突出部５５４ａとＤＭＤ５５１との間の熱伝導性が向上し、ヒートシンク５５４によるＤＭＤ５５１の冷却効果が向上する。

上記したように、保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７、ヒートシンク５５４は、段付きねじ５６０及びばね５６１によって重ねて固定されている。段付きねじ５６０が締められると、ばね５６１がＺ１Ｚ２方向に圧縮され、図１７に示されるＺ１方向の力Ｆ１がばね５６１から生じる。ばね５６１から生じる力Ｆ１により、ヒートシンク５５４はＺ１方向に力Ｆ２でＤＭＤ５５１に押圧されることとなる。

本実施形態では、段付きねじ５６０及びばね５６１は４箇所に設けられており、ヒートシンク５５４にかかる力Ｆ２は、４つのばね５６１に生じる力Ｆ１を合成したものに等しい。また、ヒートシンク５５４からの力Ｆ２は、ＤＭＤ５５１が設けられているＤＭＤ基板５５７を保持する保持部材５５５に作用する。この結果、保持部材５５５には、ヒートシンク５５４からの力Ｆ２に相当するＺ２方向の反力Ｆ３が生じ、保持部材５５５と結合プレート５５３との間でＤＭＤ基板５５７を保持できるようになる。

段付きねじ５６０及びばね５６１には、保持部材５５５に生じる力Ｆ３からＺ２方向の力Ｆ４が作用する。ばね５６１は、４箇所に設けられているため、それぞれに作用する力Ｆ４は、保持部材５５５に生じる力Ｆ３の４分の１に相当し、力Ｆ１と釣り合うこととなる。

また、保持部材５５５は、図１７において矢印Ｂで示されるように撓むことが可能な部材で板ばね状に形成されている。保持部材５５５は、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａに押圧されて撓み、ヒートシンク５５４をＺ２方向に押し返す力が生じることで、ＤＭＤ５５１とヒートシンク５５４との接触をより強固に保つことができる。

可動ユニット５５は、以上で説明したように、可動プレート５５２と、ＤＭＤ５５１及びヒートシンク５５４を有する結合プレート５５３とが、固定ユニット５１によって移動可能に支持されている。可動ユニット５５の位置は、可動ユニット制御部１４によって制御される。また、可動ユニット５５には、ＤＭＤ５５１に当接するヒートシンク５５４が設けられており、ＤＭＤ５５１の温度上昇に起因する動作不良や故障といった不具合の発生が防止されている。

＜画像投影制御＞
上述のように、画像投影装置１において投影画像を生成するＤＭＤ５５１は、固定ユニット５１に対して力を作用する際の反力を受けて、固定ユニット５１に対して相対的に移動する可動ユニット５５に設けられており、可動ユニット制御部１４によって可動ユニット５５と共に位置が制御される。

可動ユニット制御部１４は、例えば、画像投影時にフレームレートに対応する所定の周期で、ＤＭＤ５５１の複数のマイクロミラーの配列間隔未満の距離だけ離れた複数の位置の間を高速移動するように可動ユニット５５の位置を制御する。このとき、システム制御部１０は、それぞれの位置に応じてシフトした投影画像を生成し、ＤＭＤ制御部１３を介してＤＭＤ５５１に画像信号を送信する。

可動ユニット制御部１４は、Ｘ１Ｘ２方向及びＹ１Ｙ２方向にＤＭＤ５５１のマイクロミラーの配列間隔未満の距離だけ離れた第１位置と第２位置との間で、ＤＭＤ５５１を所定の周期で往復移動させる。このとき、ＤＭＤ制御部１３が、それぞれの位置に応じてシフトした投影画像を生成するようにＤＭＤ５５１を制御することで、投影画像の解像度を、ＤＭＤ５５１の解像度の約２倍にすることが可能になる。

このように、可動ユニット制御部１４が可動ユニット５５と共にＤＭＤ５５１を所定の周期で移動させ、システム制御部１０およびＤＭＤ制御部１３がＤＭＤ５５１に位置に応じた投影画像を生成させることで、ＤＭＤ５５１の解像度以上の画像を投影することが可能となる。

また、本実施形態に係る画像投影装置１では、可動ユニット制御部１４がＤＭＤ５５１を可動ユニット５５と共に回転するように制御することで、投影画像を縮小させることなく回転させることができる。例えばＤＭＤ５５１等の光学変調素子が固定されているプロジェクタでは、投影画像を縮小させなければ、投影画像の縦横比を維持しながら回転させることはできない。これに対して、本実施形態に係る画像投影装置１では、ＤＭＤ５５１を回転させることができるため、投影画像を縮小させることなく回転させて傾き等の調整を行うことが可能になっている。

ここまで説明した画像投影装置１では、光学変調素子であるＤＭＤ５５１の各マイクロミラーの角度によってスクリーンＳに投影される画像は生成される。このため、マイクロミラー１枚１枚の角度を維持したままＤＭＤ５５１を、並進、回転などの変位をさせるということは、スクリーンＳに投影されている画像情報を維持した状態で投影位置を変位させることになる。

このため、例えば、ＤＭＤ５５１を半画素分だけ所定の周期で変位させた場合には、スクリーンＳに投影される画像自体が半画素分所定の周期でシフトすることとなり、結果としてスクリーンＳ上に中間画像が形成され、見かけ上の画素数、画素密度を高めることが可能となる（画素ずらし制御）。すなわち、ＤＭＤ５５１が本来有している画素数以上の画素数をスクリーンＳ上に形成することが可能となり、疑似的にＤＭＤ５５１の画素数以上の高解像な画像をスクリーンＳ上に投影することが可能となる。

なお、ここまで説明した画像投影装置１が備える画素ずらし制御のための機構は、図６〜図１７を参照して説明した上述の例に限られるものではなく、ＤＭＤ５５１を変位させることで投影されている画像情報を維持した状態で投影位置を変位させるものであればよい。また、本実施形態では、半画素分シフトする例について説明するが、シフト量はこれに限られるものではない。

＜移動期間用画像の投影制御＞
本実施形態に係る画像投影装置（画像投影装置１）は、固体光源（光源ユニット３０のＬＥＤ３１〜３３）からの光を用いて画像を形成する光学変調素子（ＤＭＤ５５１）と、固体光源からの光を光学変調素子に導くとともに、光学変調素子によって形成された画像を拡大投影する光学部（照明光学系ユニット４０および投影光学系ユニット６０）と、光学変調素子を周期的に変位させる駆動部（可動ユニット５５）と、色情報を有しない移動期間用画像を作成するとともに、光学変調素子の周期的な変位において該光学変調素子の移動速度が最も早くなる時点を少なくとも含む所定期間に、移動期間用画像を投影制御する画像制御部（システム制御部１０）と、を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。以下に詳細を説明する。

図１８は、明所視標準比視感度を示すグラフである。比視感度とは、光のエネルギーが同じ場合において、各波長の人の目が明るさを感じる強度を表す指標である。

図１８に示すように、明所では５５５ｎｍ付近の光がピークとなっており、比視感度はその最大感度からの比率となっている。例えば、ピークからずれた色である赤色や青色の波長では暗く、ピークを含む緑色の波長や、白色、シアン、黄色などの色では明るく感じることとなる。

そして、人間の視感度特徴により、動きのある映像において、よく階調の段差、色のずれ、ゴースト状のノイズ、画像のボケ、擬似輪郭などを感じてしまう。この現象はアーティファクトと呼ばれる。アーティファクトは、特に肌のような色合いがなだらかに変化している部分や、明るい色と暗い色の切り替わりが速い時などに発生しやすい。

図１９は、画素ずらし制御にて半画素分シフトした画素の表示状態のイメージを示した説明図である。

図１９における実線部は、表示位置をシフトしない状態（シフト前の状態）である第１状態の各画素Ｓ１を示しており、各画素のサイズはＸＬ×ＹＬとなっている。また、点線部は、半画素分（ＸＬ／２，ＹＬ／２）シフトされた状態である第２状態の各画素Ｓ２を示している。

そして、２つの画像を合成、すなわち、交互に各画素での映像を投影することにより、擬似的に高解像度することが可能となる。この画素ずらし制御において、システム制御部１０では、入力された映像信号に基づいた投影画像を生成するとともに、移動制御部１２にて可動ユニット５５のＤＭＤ５５１を斜め方向にシフトさせて、高解像度化を実現する。

しかしながら、この第１状態の各画素Ｓ１と第２状態の各画素Ｓ２は、２値間で瞬時に変動するものではないため、移動期間が存在することとなる。

図２０（Ａ）〜（Ｃ）は、図１９における１画素の表示状態のイメージを示した説明図である。図２０中のグレーで表示される部分が投影状態にあることを示しており、図２０（Ａ）は第１状態の画素Ｓ１が投影されている状態（非移動期間）、図２０（Ｂ）は第２状態の画素Ｓ２が投影されている状態（非移動期間）、図２０（Ｃ）は、第１状態から第２状態および第２状態から第１状態へ変位中の状態を示している（移動期間）。

すなわち、ＤＭＤ５５１を半画素分だけ所定の周期で動かす場合、第１状態（図２０（Ａ））→移動期間（図２０（Ｃ））→第２状態（図２０（Ｂ））→移動期間（図２０（Ｃ））→第１状態（図２０（Ａ））・・・となる。

画素ずらし制御では、図２０に示したように、半画素分ずらした位置に画素を移動させ、交互に各画素での映像を投影することで擬似的に高解像度にしている。ここで、図２０（Ａ），（Ｂ）に示す画素ずらし制御の非移動期間では、それぞれ所望の位置に画素を設けることができるが、図２０（Ｃ）に示す移動期間では、所望の画素間を移動する分、画素が大きくなってしまい、解像力が低下するため解像感が低下してしまい、アーティファクトが発生しやすくなる。

次いで、図２１は、画素ずらし制御での画素の挙動の一例を示すグラフである。図２１のグラフの横軸は時間（ｔ）、縦軸はＤＭＤ５５１の移動量（画素位置）を示している。

画像表示ユニット５０を電磁アクチュエータとして機能させてＤＭＤ５５１を変位させた場合、図２１に示すように、画素が正弦波状に移動する。すなわち、第１状態、第２状態の状態の前後の期間では、単位時間当たりの画素の移動が少なく（移動速度が遅く、滑らかな動きとなる）、その他の移動途中の状態では、単位時間当たりの画素の移動が大きく（移動速度が速く、動きが速くなる）なっている。単位時間当たりの画素の移動が大きいということは、画素サイズが大きくなるということであり、このとき、解像感が低下しやすく、投影画像にアーティファクトが発生しやすいと考えられる。

また、図２２は、図２１に示したグラフにＤＭＤ５５１の１変位期間を示す枠Ｃと、１変位期間内の変位期間Ａ〜Ｃを付加した説明図である。

枠Ｃに示す１変位期間は、第１状態から移動が多くなるまでの所定期間である変位期間Ａと、移動が多い期間である変位期間Ｂと、第２状態に近づいて移動が再び少なくなる変位期間Ｃと、に区分することができる。

換言すれば、１変位期間は、第１状態と、該第１状態から第１所定位置と、の間で変位する期間を変位期間Ａ、第２状態と、該第２状態から第２所定位置と、の間で変位する期間を変位期間Ｃ、変位期間ＡおよびＣを除く期間を変位期間Ｂと、に区分することができる。また、変位期間Ｂは、画素の移動速度が最も速い期間を含む所定期間といえる。

ここで、変位期間ＡとＢ，ＢとＣとを区分するタイミングや位置は、任意に設定することが可能なものであり、特に限られるものではない。例えば、１変位期間の時間を変位期間Ａ，Ｂ，Ｃで３等分してもよいし、変位期間ＡとＣの時間を任意の同じ時間として、残りの時間を変位期間Ｂとしてもよい。

なお、第２状態から第１状態へ戻る際は、同様に、第２状態から移動が多くなるまでの所定期間である変位期間Ｃと、移動が多い期間である変位期間Ｂと、第１状態に近づいて移動が再び少なくなる変位期間Ａと、に区分することができる。

ここで、画素の移動が少ない期間（変位期間Ａ，Ｃ）のみに画像を投影することでも画素ずらし制御による高解像化が期待できるが、画素の移動が大きい期間（変位期間Ｂ）に画像が投影されないようにすると、投影画像の明るさが必要以上に低下しまう。一方、変位期間Ｂも画像を投影する場合、上述のように、画素サイズが大きくなり、解像感が低下しやすく、投影画像にアーティファクトが発生しやすい。

そこで、本実施形態に係る画像投影装置１は、画素の移動の多い期間（変位期間Ｂ）において、移動期間用画像を投影するものである。ここで、移動期間用画像は、色情報を有しない（すなわち、白、黒、グレー以外の色を有しない）ものであって、輝度情報は有する画像である。例えば、投影する元画像から色差信号を０とした画像（投影画像のモノクローム画像）を作成し、これを移動期間用画像とすることができる。また、投影する元画像とは別途、白、黒、またはグレーのモノクローム画像（例えば、モノクロームの単色画像など）を作成し、これを移動期間用画像としてもよい。

図２３は、移動期間用画像として、モノクロームの投影画像（グレー単色の画像）を投影する場合のイメージ図である。また、投影する元画像から色差信号を０とした画像の場合は、前後の画像の色情報を有しない画像となる。

そこで、本実施形態に係る画像投影装置１は、複数色の固体光源（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの色情報を含む複数の光源）が同時に点灯および消灯できる特性を利用し、画素の移動の多い期間に色情報を有しない画像を作成するために、その作成期間（すなわち、変位期間Ｂ）において、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のＬＥＤ３１〜３３を同時に点灯させて光を出力するものである。

図２４は、各変位期間でのＬＥＤの点灯タイミングの一例を示す説明図である。図２４に示すように、画素の移動の多い期間（変位期間Ｂ）に、ＬＥＤ３１〜３３を同時に点灯させている。その他の期間（変位期間Ａ，Ｃ）は、入力信号に基づいて、ＬＥＤ３１〜３３の点灯、消灯がなされる。

ここでは、画素の移動の多い期間（変位期間Ｂ）に、Ｒ,Ｇ,Ｂの三原色を含むすべての光源を同時に点灯させることで色情報を有しない画像を作成する例を説明したが、補色を出力する光源を用いて色情報を有しない画像を作成することもできる。すなわち、以下の（１）〜（４）の色を出力するＬＥＤまたはＬＤ光源の組み合わせも可能である。
（１）Ｙ（黄）、およびＢ（青）
（２）Ｗ（白）
（３）Ｃｙ（シアン）およびＲ（赤）
（４）Ｍ（マゼンタ）、およびＧ（緑）

本実施形態に係る画像投影装置１は、ＲＧＢまたは上記の（１）〜（４）のいずれかの条件を満たす光を出力する光源を少なくとも備えるものである。

以下、移動期間用画像の作成例について説明する。移動期間用画像は、画素の移動の多い期間において、システム制御部１０にて、投影する元の画像の映像信号の入力信号レベル（例えば、輝度信号の信号レベル）または輝度ヒストグラムを検出し、検出した入力信号レベルまたは輝度ヒストグラムに応じて、出力信号レベルを変化させて、作成することが好ましい。

具体的には、入力信号レベルまたは輝度ヒストグラムに基づいて、元の画像が明るい場合は、移動期間用画像の信号レベルを移動期間用画像が明るくなる（白に近い画像）ように設定し、元の画像が暗い場合は、暗くなる（黒に近い画像）ように設定することが好ましい。これにより、画素移動中におけるアーティファクトの発生を防止するとともに、画素移動後の投影画像のコントラストを向上させることができる。

図２５に、移動期間用画像の信号レベル設定の一例を示す。元の画像の入力輝度信号レベルが０〜１０％の場合は、移動期間用画像の信号レベル（出力輝度信号レベル）を０％（黒）に設定する。また、元の画像の入力輝度信号レベルが１０〜５０％の場合は、出力輝度信号レベルを４０％に、５０〜９０％の場合は、出力輝度信号レベルを８０％に設定し、グレーの画像を投影する。また、元の画像の入力輝度信号レベルが９０〜１００％の場合は、投影像が明るいため、出力輝度信号レベルを１００％（白）に設定する。

また、入力信号レベルまたは輝度ヒストグラムに基づいて、移動期間用画像の信号レベルを変更するのではなく、画像投影装置１が照度センサ（照度検出手段）を内蔵し、移動期間用画像の信号レベル（出力輝度信号レベル）を、照度センサの検出結果に応じて設定してもよい。例えば、照度レベルが高い場合（画像投影装置１の周囲が明るい場合）は、移動期間用画像の信号レベルを移動期間用画像が明るくなる（白に近い画像）ように設定し、照度レベルが低い場合（画像投影装置１の周囲が暗い場合）は、暗くなる（黒に近い画像）ように設定するものである。これにより、周囲の環境が明るい場合は移動期間用画像を明るくし、周囲の環境が暗い場合は移動期間用画像を暗くすることができる。

システム制御部１０による移動期間用画像の作成および投影制御の一例を、図２６に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、入力端子２４および映像信号制御部２５を介してシステム制御部１０に映像信号が入力される（Ｓ１０１）。

次いで、入力信号のＲＧＢから以下の変換式（１）〜（３）を用いて、輝度信号Ｙと色信号Ｂ−Ｙ（色差信号Ｃｂ），Ｒ−Ｙ（色差信号Ｃｒ）を算出する（Ｓ１０２）。
Ｙ＝０．３００Ｒ＋０．５９０Ｇ＋０．１１０Ｂ ・・・（１）
Ｂ−Ｙ＝−０．３００Ｒ−０．５９０Ｇ＋０．８９０Ｂ ・・・（２）
Ｒ−Ｙ＝０．７００Ｒ−０．５９０Ｇ−０．１１０Ｂ ・・・（３）

次いで、移動期間用画像の色を表示させないように、算出された色差信号Ｃｂ，Ｃｒを０に変換する（Ｓ１０３）。

次いで、入力信号の輝度信号レベルを参照し（Ｓ１０４）、算出された輝度信号Ｙに応じた出力輝度信号レベル（オフセット値Ｙ’という）に変換する（Ｓ１０５、図２５参照）。

次いで、変換後の輝度信号（オフセット値Ｙ’）と色信号を合成して、移動期間用画像を作成する（Ｓ１０６）。そして、ＤＭＤ５５１を制御して、移動期間用画像を投影させる（Ｓ１０７）。

以上説明した本実施形態に係る画像投影装置によれば、画素ずらし制御において画素の移動の多い期間に、例えば、投映画像の入力輝度信号レベルまたは輝度ヒストグラムを検出し、検出された入力輝度信号レベルや輝度ヒストグラムに基づいて、出力信号レベルを変化させた移動期間用の画像を作成し、該画像を投影することにより、投影像の明るさ低下を防止しつつ、アーティファクトの発生と解像感の低下を防ぐことができる。また、投影画像のコントラストを高めることができる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

また、上記実施形態では、画像投影装置は、ＤＭＤを用いたＤＬＰ方式のプロジェクタを例に説明したが、これに限られるものではなく、画素ずらし制御を行うとともに、画素の移動期間中に色情報を有しない画像を形成し、これを投影することが可能な画像投影装置であれば、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）方式等の他の方式であっても、本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、光学の反射を利用した縦置きの超短焦点型プロジェクタを例に説明したが、水平置きのプロジェクタにおいても、本発明を適用することができる。

１ 画像投影装置
３ 出射窓
１０ システム制御部
１１ 光源制御部
１２ カラーホイール制御部
１３ ＤＭＤ制御部
１４ 可動ユニット制御部
１５ ファン制御部
２０ ファン
２１ リモコン
２２ リモコン受信部
２３ 本体操作部
２４ 入力端子
２５ 映像信号制御部
２６ 設定情報記憶部
２７ 電源ユニット
３０ 光源
３１〜３３ ＬＥＤ
３４〜３６ 集光素子
３７ ダイクロイックフィルタ
４０ 照明光学系ユニット
４１ ライトトンネル
４２，４３ リレーレンズ
４４ 平面ミラー
４５ 凹面ミラー
５０ 画像表示ユニット
５１ 固定ユニット
５５ 可動ユニット
５５１ ＤＭＤ
６０ 投影光学系ユニット
６１ 投影レンズ
６２ 折り返しミラー
６３ 曲面ミラー
Ｐ 画像
Ｓ スクリーン

特開２０１６− ８５３６３号公報 特開２００４−１８００１１号公報

Claims (10)

1. 固体光源からの光を用いて画像を形成する光学変調素子と、
   前記固体光源からの光を前記光学変調素子に導くとともに、前記光学変調素子によって形成された画像を拡大投影する光学部と、
   前記光学変調素子を周期的に変位させる駆動部と、
   色情報を有しない移動期間用画像を作成するとともに、前記光学変調素子の周期的な変位において該光学変調素子の移動速度が最も早くなる時点を少なくとも含む所定期間に、前記移動期間用画像を投影制御する画像制御部と、を備えることを特徴とする画像投影装置。
2. 前記画像制御部は、前記移動期間用画像として、投影する元画像から色差信号を０とした画像を作成することを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
3. 前記画像制御部は、前記移動期間用画像として、白、黒、またはグレーのモノクローム画像を作成することを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
4. 前記画像制御部は、前記移動期間用画像の明るさを、入力輝度信号レベルに応じて変更制御することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
5. 前記画像制御部は、前記移動期間用画像の明るさを、前記所定期間における輝度ヒストグラムに応じて変更制御することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
6. 照度を検出する照度検出手段を備え、
   前記画像制御部は、前記移動期間用画像の明るさを、前記照度検出手段の検出結果に応じて変更制御することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
7. 前記固体光源は、複数の固体光源素子を有することを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像投影装置。
8. 前記固体光源は、前記移動期間用画像の投影期間において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、およびＢ（青）の色を出力することを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の画像投影装置。
9. 前記固体光源は、前記移動期間用画像の投影期間において、下記（１）から（４）までのいずれか、
   （１）Ｙ（黄）、およびＢ（青）
   （２）Ｗ（白）
   （３）Ｃｙ（シアン）およびＲ（赤）
   （４）Ｍ（マゼンタ）、およびＧ（緑）
   に示される色を出力することを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の画像投影装置。
10. 固体光源からの光を用いて画像を形成する光学変調素子と、
    前記固体光源からの光を前記光学変調素子に導くとともに、前記光学変調素子によって形成された画像を拡大投影する光学部と、
    前記光学変調素子を周期的に変位させる駆動部と、を備えた画像投影装置の制御方法において、
    色情報を有しない移動期間用画像を作成するとともに、前記光学変調素子の周期的な変位において該光学変調素子の移動速度が最も早くなる時点を少なくとも含む所定期間に、前記移動期間用画像を投影制御することを特徴とする画像投影装置の制御方法。