JP2020052380A - 投影装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の入力画像が入力された場合においても、格子感の低減と、画像の視認性との両立を可能とする投影装置、およびその制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の投影装置１００は、光源１０５と、変調パネル１０６と、投影画像を投影面に投影する投影光学系１０８と、投影面に投影される投影画像の位置を移動させる振動部１０７と、入力画像に応じて振動部１０７が投影面上で移動させる投影画像の振動量ｙを制御する振動制御部１０４と、を備え、振動制御部１０４は、入力画像が所定の条件を満たす場合に、振動量ｙ１で投影画像を投影面上で移動させ、そうでない場合に、振動量ｙ１よりも小さい振動量ｙ２で投影画像を投影面上で移動させることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は投影画像の投影位置を制御可能な投影装置およびその制御方法に関するものである。

プロジェクタなどの投影装置では、液晶パネル等の変調素子を用いて光源から投射された光を変調し、画像を投影している。

パネルには光が透過または反射される部分と、されない部分がある。光が透過または反射されない部分は投影画像中で格子（ブラックマトリクス）として表示され、画像を鑑賞する際の妨害となる。このように、変調素子の格子によって発生する画像影響を格子感と呼ぶ。特許文献１の投写型画像表示装置は、投影光学系にある光学素子を振動させて、スクリーン上で投影される格子の位置を時間的に振動させることによって、ユーザが格子感を覚えづらくする。

特開２００２−７２３５５号公報

しかしながら、特許文献１の投写型画像表示装置では、表示する画像によらず振動量を一定としていることから、例えば、メニュー画面やプレゼンテーションの画面などのエッジが多い画像では、投写される画像がぼけて見えてしまう場合がある。

上述のような課題に鑑みて、本発明の投影装置およびその制御方法は、種々の入力画像が入力された場合においても、格子感の低減と、画像の視認性との両立を可能とする投影装置、およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の投影装置の一の形態は、光源と、前記光源からの光を入力画像に基づいて変調する変調手段と、前記変調された光を前記投影面に投影して投影画像を投影面に投影する投影手段と、前記投影面に投影される前記投影画像の位置を移動させる移動手段と、前記入力画像に応じて、前記移動手段が前記投影面上で移動させる前記投影画像の移動量を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記入力画像が所定の条件を満たす場合に、第１の移動量で前記投影画像を前記投影面上で移動させ、そうでない場合に、前記第１の移動量よりも小さい第２の移動量で前記投影画像を前記投影面上で移動させることを特徴とする。

本発明の投影装置およびその制御方法によれば、入力画像に応じて投影画像の移動量を制御することから、種々の入力画像が入力された場合においても、格子感の低減と、画像の視認性との両立が可能となる。

投影装置と投影面との関係を示す模式図である。 投影装置の機能ブロックを示すブロック図である。 投影装置が投影する投影画像の一部を拡大した模式図である。 投影画像を振動させた場合の振動前後の画像の重なりを示す模式図である。 投影画像のうちある画素における画素値および移動量と投影面における見えの関係を示す模式図である。 移動量決定部の移動量決定フローを示すフローチャートである。 入力画像の特性と振動量との対応関係を示すテーブルを示した模式図である。 入力画像と、各サブフレームに対応するサンプリング位置を示す模式図である。 投影装置の画素ずらしと格子の見え方の模式図である。 投影装置の画素ずらしの方法を表した模式図である。 画素ずらしの第二の方法を表した模式図である。

以下、本発明による投影装置の実施形態を説明する。

＜実施例１＞
実施例１の投影装置１００は、入力画像に基づいて投影面５００に投影画像を投影する投影装置である。投影装置１００は、投影面５００における投影画像の位置が振動するように、投影画像の投影方向を制御する。投影装置１００は、投影画像の振動量（移動量）を、入力画像に基づいて制御する。例えば、投影装置１００は、入力画像の平均的な明るさ（平均輝度）が所定の値よりも高い場合に、そうでない場合よりも振動量が大きくなるように制御する。また、投影装置１００は、入力画像のコンテンツが、エッジ量が所定の値よりも少ないコンテンツである場合に、そうでない場合よりも振動量が大きくなるように制御する。入力画像と投影装置１００の制御する投影画像の振動量との関係は、上記に限らない。以下で、実施例１の投影装置１００の制御について、詳細に説明する。

図１は、投影装置１００と投影面５００との関係を示す模式図である。投影装置１００は、投影面５００に対して投影画像５０１を投影する。投影装置１００は、接続された外部記憶媒体２００から入力画像を取得する。投影装置１００は、入力画像に解像度や色域等の調整のための画像処理やＯＳＤ画像の合成処理を施した画像に基づいて、投影画像５０１を投影する。また、ユーザは、リモコン４００を介して指示を出力し、投影装置１００を制御することが可能である。

図２は、投影装置１００の機能ブロックを示すブロック図である。細い矢印はデータや制御の流れを表す。点線は光の流れを表す。投影装置１００は、入力部１０１、解析部１０２、移動量決定部１０３、振動制御部１０４、光源１０５、変調パネル１０６、振動部１０７、投影光学系１０８、および操作部１０９を備える。また、投影装置１００は、光源制御部１１０、パネル制御部１１１、光学系制御部１１２、通信部１１３、ＲＯＭ１１４、ＣＰＵ１１５、およびＲＡＭ１１６を備える。さらに、投影装置１００は、画素ずらし部１２０および画素ずらし制御部１２１を備えることも可能である。画素ずらし部１２０および画素ずらし制御部１２１は、実施例２の制御に用いる機能ブロックであるので、実施例１の説明では詳細な説明を省略する。なお、投影装置１００の機能ブロックの一部もしくはすべての機能は、ＣＰＵ１１５がプログラムを実行することによって実現するものであってもよい。ＣＰＵ１１５は、複数あってもよい。さらに、投影装置１００の機能ブロックの一部もしくはすべての機能は、１以上の電子回路によって実現されてもよい。

入力部１０１は、投影装置１００の外部から入力画像を入力する。入力部１０１は、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（登録商標）に対応する入力端子およびその処理回路などで構成されるとする。なお、入力部１０１は、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ（登録商標）、ＵＳＢやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や無線ＬＡＮなどの通信規格の端子およびその処理回路などで構成されていてもよい。また、入力部１０１は、複数の規格それぞれに対応する複数の入力端子およびその処理回路などを含んでいてもよい。

入力部１０１は、入力画像を解析部１０２とパネル制御部１１１に送信する。

解析部１０２は、入力画像を解析して得られた情報を移動量決定部１０３に送信する。移動量決定部１０３は、振動部１０７で振動させる投影画像の振動量（移動量）ｙを決定する。解析部１０２の画像解析、および移動量決定部１０３の移動量決定フローの詳細については、後述する。

光源１０５では画像を投影するための光を生成する。光源１０５はランプ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、レーザーなどの各種光源およびレンズやミラーなどの光学素子により構成される。光源１０５は変調パネル１０６に光を投射する。光源はＲ、Ｇ、Ｂごとに用意してもよいし、一つの白色光源であってもよい。一つの場合はプリズムなどで分光してもよいし、カラーホイールを用いて時間的にＲ、Ｇ、Ｂを分割してもよい。本実施例の投影装置１００では、説明を簡単にするため、光源１０５は、白色光を出力するランプであるとする。

光源制御部１１０は、光源１０５の出力を制御する。光源制御部１１０は、あらかじめ設定された投影条件（投影輝度）に基づいて、光源１０５の出力を制御する。

変調パネル１０６は、入力部１０１から送信された入力画像に基づいて、光源１０５から出力された光を変調する変調素子である。変調パネル１０６はＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）を用いたパネルおよびレンズやミラーなどの光学素子により構成される。なお、変調パネル１０６は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）、またはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などのパネルを用いるものであってもよい。光源１０５がＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの色に対応する光を出力する場合、変調パネル１０６は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに対応する複数のパネルを含む構成とし、各パネルで変調した光を１つにまとめるプリズム等の光学系を備えていてもよい。本実施例では、光源１０５は白色光を出力するものであって、変調パネル１０６は複数の変調素子を有する１枚のパネルであるとする。

パネル制御部１１１は、変調パネル１０６の変調の程度を制御する。パネル制御部１１１は、入力画像に対応する投影画像が出力されるように、変調パネル１０６の変調素子を制御する。なお、パネル制御部１１１は、入力画像に所定の画像処理を実行して得られた画像に基づいて変調パネル１０６を制御してもよい。また、パネル制御部１１１は、入力画像にメニュー画像等のＯＳＤ画像を合成した画像に基づいて、変調パネル１０６を制御することも可能である。また、パネル制御部１１１は、あらかじめ定められた垂直駆動周波数で変調パネル１０６の変調を制御する。垂直駆動周波数は、入力画像の垂直同期信号の周波数（フレームレート）であるとする。また、垂直駆動周波数は、入力画像の垂直同期信号によらず、あらかじめＲＡＭ１１６に記憶された設定周波数であってもよい。この場合、入力画像のフレームレートを設定周波数に適応するように、周波数変換の処理を行う。

振動部１０７は、変調パネル１０６から出力された光（投影画像）の進行方向に対して変調をかけて、投影光学系１０８に出力する。具体的には、投影光学系１０８に入射する光の光軸を、周期的に振動量ｙだけシフトさせる。これにより、投影面５００で結像した投影画像の位置が周期的に変動する。振動量ｙは、投影画像の振動における振幅に対応する。また、振動部１０７は、変調パネル１０６の変調制御の周波数（垂直駆動周波数）よりも、高い周波数で、投影画像の投影位置のシフトを制御するとする。例えば、駆動周波数が６０Ｈｚである場合、投影画像の投影位置のシフト周波数は、６００Ｈｚであるとする。振動部１０７は、投影画像の投影面における位置を周期的に移動させる移動手段である。

振動部１０７は、具体的には、変調パネル１０６から出力された光の光軸に対して、周期的に傾きを変更可能なガラス板と、ガラス板の傾きを制御するアクチュエータとを備える。振動制御部１０４は、決定された振動量ｙで投影画像が投影面上で振動するように、アクチュエータを制御する。ガラス板の向きを変えることによって、ガラス板に対する光の入射角を変えられる。それにより光の進行方向を変調することができる。

また、振動部１０７は、かける電圧に応じて屈折率を変えることができる液晶などを有する複屈折媒体であってもよい。この場合、振動制御部１０４は、決定された振動量ｙで投影画像が投影面上で振動するように、複屈折媒体に印加する電圧を制御する。また、振動部１０７は、アクチュエータなどを用いて光路にあるレンズを揺らすようにしてもよい。

投影光学系１０８は、複数のレンズを備える。投影光学系１０８は、振動部１０７から出力された光を、複数のレンズを用いて投影面５００に投影する。投影光学系１０８は、フォーカス光学系、ズーム光学系、シフト光学系を備える。光学系制御部１１２は、投影光学系１０８を制御する。光学系制御部１１２は、例えば、ズーム光学系が備えるレンズを制御するアクチュエータを駆動して、ズーム量を制御する。

操作部１０９は、ボタンやマウスやリモートコントローラなどの入力手段と、メニュー画面の生成回路などで構成される。操作部１０９は、メニュー画面を生成し、ユーザ操作の入力を行い、ユーザが決定操作を実行した際に選択された項目に対応する設定値を、ＲＡＭ１１６に保存する。ユーザは、操作部１０９を介した操作によって、後述する振動処理の有効／無効を設定する。

通信部１１３は、外部装置やリモコン等と通信し、指示や画像データの送受信を行う通信インターフェースである。

ＲＯＭ１１４は、ＣＰＵ１１５が各機能ブロックの制御に用いるパラメータや、入力部１０１が入力した入力画像を記憶する記憶媒体である。ＣＰＵ１１５は、各機能ブロックの一部もしくはすべてを制御する制御ユニットである。ＲＡＭ１１６は、ＣＰＵ１１５が動作するために用いるプログラムやパラメータ、メニュー画面を記憶する記憶媒体である。ＣＰＵ１１５は、各記憶媒体から読み出したデータに基づいて、投影装置１００全体の動作の制御を実行する。

次に、投影画像の投影位置の振動による効果と、従来手法により発生する課題について、説明する。図３は、投影装置１００が投影する投影画像の一部を拡大した模式図である。図３（ａ）は、振動部１０７による投影画像の振動を行わない場合の投影画像の一部を示す。また、図３（ｂ）は、振動部１０７による投影画像の振動を実行した場合の投影画像の一部を示す。

変調パネル１０６は、光を変調する変調素子の周囲に、光の変調量を制御できない格子領域を備える。例えば、光源１０５から出力され格子領域に入射した光は、振動部１０７に出力されないとする。この場合、投影画像において、格子領域に対応する領域は暗線となる。一方で、変調素子に対応する領域（変調領域）は、入力画像の対応する画素の画素値（階調値）に応じて変調を制御された光の強度に対応する明るさとなる。図２の場合、入力画像は白色画像であるとする。図３（ａ）に示すように、投影画像の振動を実行しない場合、格子領域に対応する暗線を含む画像が投影される。投影された画像を視た場合に、格子領域の幅（格子幅）ｘが大きいほど、ユーザは、格子による画像の視認性の低下（格子感）を覚える。

次に、投影画像を振動させた場合に得られる効果について説明する。図４は、投影画像を振動させた場合の振動前後の画像の重なりを示す模式図である。図中点線は、投影画像の振動の初期位置における投影画像の１画素を示す。また、実線は、投影画像を初期位置に対して振動量ｙだけ移動させた場合の投影画像の１画素を示す。また、それぞれ内側の矩形は変調素子に対応する領域（変調領域）を示す。外側の矩形と変調領域との間の枠状の領域は格子領域を示す。

ここで、振動量ｙは、水平方向および垂直方向にそれぞれ格子幅ｘの２倍（２ｘ）だけ移動した量であるとする。このとき、移動の前後で、図中の斜線部分は白色画像（変調領域）と黒色画像（格子領域）との間を遷移する。したがって、斜線部分は時間的に積算するとユーザにはグレーとして認識される。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した投影画像を振動量ｙで移動させた場合を示す。

格子が拡散される領域について説明する。図４の斜線領域は、時間的に変調領域が異動する領域である。ある一点を時間的に見た場合、斜線領域は、格子が存在している時間と画素の一部が存在している時間がある。投影面５００に投影された画像を視ているユーザは時間的に平均化して画像を認識することから、このような領域は、グレーの画像として認識される。したがって、投影画像を振動させることにより、格子領域に変調領域が周期的に混合し、格子領域が黒色の枠として認識されづらくなる。したがって、ユーザは格子による画像の視認性の低下（格子感）を覚えづらい。

本実施例では画素を動かす方向を、斜め方向に４５度としている。水平方向のみに振動させると、水平方向の格子が常に存在する場所が生じることから、水平方向の格子に対する格子感の低減効果が低下する。また、垂直方向のみに振動させると、垂直方向の格子が常に存在する場所が生じることから、垂直方向の格子に対する格子感の低減効果が低下する。

図５は、投影画像のうちある画素における画素値および振動量ｙと、投影面における見えの関係を示す模式図である。図５（ａ）は、画素値が大きく（白画素）、振動量ｙが大きい場合を示す。図５（ｂ）は、画素値が大きく（白画素）、振動量ｙが小さい場合を示す。

また、図５（ｃ）は、画素値が小さく（グレー画素）、振動量ｙが大きい場合を示す。図５（ｄ）は、画素値が小さく（グレー画素）、振動量ｙが小さい場合を示す。それぞれ実線と点線との関係は、図４と同様である。なお、図示している画素の隣接画素も同じ色（画素値）であるとする。

上述した通り、振動によって格子領域と変調領域とが遷移する領域は、変調領域の明るさと格子領域の明るさ（黒）とを時間的に平均化した色で表示される。振動（移動）の速度が一定であるとすると、振動量ｙが大きいほど、格子領域がある一点に存在する時間が減少する。よって、振動量ｙが大きいほど格子の色は薄くなる。一方、格子が拡散される領域では、画素の色と格子の黒が混ざる。そのため画素の色が濃いほうが、格子が拡散される領域の色は濃くなる。

格子感があるかは、格子がどれだけ目立つかによって決まる。そして格子がどれだけ目立つかは局所的には画素の輝度と格子が拡散される領域の輝度のコントラスト比で決まる。

画素の輝度が大きいほどコントラスト比が大きくなる。したがって、図５に示した例では、図５（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｄ）、図５（ｃ）の順で格子が目立つ。

一方、格子が拡散される領域では画素が格子と混ざる。格子に近い領域では隣接する画素とも混ざる。そのため振動量ｙが大きいほど画像がぼやけて見える。ぼけ感がどれだけ目立つかは画像全体の内容で決まる。

したがって、上述したように、振動量ｙを固定とした場合に、投影する画像によってはボケの影響が大きくなる場合がある。例えば、空や海の絵のようなエッジが少ない画像では振動による多少のぼけ感は目立たないが、格子感による画像影響が大きい。メニュー画面や文字が多いプレゼンテーションの画面などのエッジが多い画像では、振動によるぼけ感が目立つ一方で、エッジが多いことにより格子感による画像影響が小さい。

実施例１の投影装置１００は、入力画像がどのような画像であるかに応じて、振動量を決定することにより、ぼけ感と格子感とをより効果的に抑制するものである。

図６は、振動量決定部１０３の移動量（振動量）決定フローを示すフローチャートである。Ｓ３０１で、解析部１０２は、入力部１０１から入力画像を取得する。Ｓ３０２において、ＣＰＵ１１５は、ＲＡＭ１１６から振動処理が有効であるか否かを示す設定値を取得する。この設定値は、あらかじめ操作部１０９の処理により設定された振動処理に関する情報である。例えば、操作部１０９が示したメニュー画面が振動処理をオン／オフさせる項目画像を含み、ユーザが当該項目画像を選択して有効か否かを切換えることが可能である。また、ユーザが特定の動作モードを選択した場合に、振動処理を無効とするように、振動処理に関する情報を設定してもよい。例えば、テキストやグラフ等が多いプレゼンテーションファイルを表示するためのモード（プレゼンテーションモード）をユーザが選択した場合に、振動処理を無効とする。また、自然画を観賞するモードをユーザが選択した場合に、振動処理を無効としない。

Ｓ３０３で、ＣＰＵ１１５は、振動処理が有効か否かを設定値に基づいて判定する。振動処理が有効である場合に、Ｓ３０４に進む。そうでない場合はＳ３１０に進む。

Ｓ３０４で、解析部１０２は入力画像の画像全体の平均輝度値を取得する。これは各画素の輝度値の総和を、画素数で割ることによって求められる。Ｓ３０５で、移動量決定部１０３は、解析部１０２が取得した平均輝度が閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判定する。平均輝度が閾値Ｔｈ１よりも高い場合、処理はＳ３０９に進む。そうでない場合に、処理はＳ３０６に進む。

Ｓ３０６で、解析部１０２は入力画像の画像全体のエッジ量を取得する。エッジ検出には例えばラプラシアンフィルタやＣａｎｎｙ法などの公知のエッジ検出アルゴリズムを用いてよい。そしてエッジとして検出された部分の画素数の和をもってエッジ量としてもよい。またはフーリエ変換を用いて入力画像の周波数スペクトルを求めて、所定周波数以上の高周波スペクトルの総和に応じてエッジ量を決めてもよい。

Ｓ３０７で、移動量決定部１０３はエッジ量が閾値Ｔｈ２より小さいか否かを判定する。エッジ量が閾値Ｔｈ２よりも小さい場合、処理はＳ３０９に進む。そうでない場合、処理はＳ３０８に進む。

Ｓ３０８で、移動量決定部１０３は、移動量（振動量）ｙを、ｙ２とする。Ｓ３０８の処理が実行される場合、入力画像は平均輝度が低く、エッジ量が大きい場合である。このような画像は、格子領域による暗線に起因する格子感の画像への影響が小さい一方で、エッジが多いことから振動によるボケの画像への影響が大きい。したがって、振動量ｙを、後述する振動量ｙ１よりも小さい振動量ｙ２とすることにより、ボケの発生を抑制するように制御する。振動量ｙ２は、０として、振動処理を実質的に実行しないようにしてもよい。

Ｓ３０９で、移動量決定部１０３は、移動量（振動量）ｙを、ｙ１とする。このとき、振動量ｙ１は、振動量ｙ２よりも大きい量である。Ｓ３０９の処理が実行される場合、入力画像は平均輝度が高いか、もしくはエッジが少ない画像である。もしくは、入力画像は平均輝度が高く、エッジが少ない画像である。このような画像は明るくなだらかに輝度が変化する画像であり、画像中の格子領域による暗線による格子感が画像に及ぼす影響が大きい。一方で、振動によるボケが画像に及ぼす影響は小さい。したがって、振動量ｙを前述した振動量ｙ２よりも大きくすることにより、より格子感を低減するように制御する。例えば、振動量ｙ１は、水平および垂直方向に格子幅ｘの５倍移動する量以上であるとする。つまり、振動量ｙ１＝ｘ×５√２以上であるとする。また、振動量ｙ２は、水平および垂直方向に格子幅ｘの２倍移動する量以上、ｙ１未満であるとする。つまり、ｘ×２√２≦ｙ２＜ｘ×５√２であるとする。

また、Ｓ３１０で、移動量決定部１０３は、振動量ｙを０とする。なお、この時、ＣＰＵ１１５は、振動制御部１０４の制御をオフとするように制御してもよい。以上の処理で、振動量決定フローが終了する。

上述のようにして決定された振動量ｙで投影画像が周期的に移動するように、振動制御部１０４は振動部１０７を制御する。これにより、平均輝度が低く、エッジ量が大きい入力画像に基づいて画像を投影する場合、投影画像の振動量を小さくして振動によるボケの画像への影響を抑制することが可能となる。さらに、平均輝度が高い入力画像、エッジ量が大きい入力画像、平均輝度が高くエッジ量が大きい入力画像に基づいて画像を投影する場合、振動量を大きくして格子領域の画像への影響を抑制することが可能となる。したがって、種々の入力画像が入力された場合においても、格子感の低減と、画像の視認性との両立が可能となる。

なお、振動量と、入力画像の特性との対応関係は上述した関係に限らない。入力画像の平均輝度が高いほど、または入力画像のエッジ量が小さいほど、振動量が大きくなるように振動量ｙを決定してもよい。図７は、入力画像の特性と振動量との対応関係を示すテーブルを示した模式図である。水平方向は入力画像の平均輝度を示す。平均輝度が高いほど右側の数値が選択される。垂直方向はエッジ量を示す。エッジ量が大きいほど上側の数値が選択される。

テーブル内の数値は振動量を示す。ここでは格子幅ｘの何倍振動させるかを示している。例えば数値が１．５の場合、格子幅ｘの１．５倍振動させることを示す。格子幅ｘは変調パネル１０６の固有の値であり、ＲＯＭ１１６にあらかじめ記憶されているものとする。

図７に示したテーブルの例では、テーブルの左上に近いほど振動量が小さく、左上から離れるほど振動量が大きくなるようになっている。平均輝度が高いほど格子が目立ち、画像中のエッジが少ない画像ほどぼけ感が目立たないので、振動量を大きくしている。また、平均輝度が低いほど格子が目立ちにくく、画像中のエッジが多い画像ほどぼけ感が目立つので、振動量を小さくしている。

本実施例では、Ｓ３０３において、特定のモードが選択されている場合には振動処理を無効としたが、選択された動作モードに応じて振動量を制御してもよい。移動量決定部１０３は、選択された動作モードに対応するゲインを、決定された振動量ｙに、乗算して振動量を補正する。例えばプレゼンテーションモードが選択されている場合、ユーザは文字などの情報をくっきり投影したい可能性が高い。したがって、プレゼンテーションモードに対応するゲインを０．３として、振動量を減少させて投影画像がぼやけにくくする。一方で、自然画表示モードでは、ゲインを１．０として振動量を減少させないようにする。

本実施例では、１枚の入力画像を元に振動量を決定しているが、複数の入力画像を用いてもよい。例えば、複数枚の入力画像の平均輝度とエッジ量の平均値を元に振動量を決定してもよい。また、解析部１０２で複数枚の入力画像から、入力画像が動画像なのか静止画像なのかを判定して、静止画像の場合は格子が目立ちやすいので振動量が大きくなるようにし、動画像の場合は格子が目立ちにくいので振動量が小さくなるようにしてもよい。

以上説明したように本実施例による投影装置では、入力画像の平均輝度とエッジ量を元に画像の投影位置の振動量を決定するため、画質的な妨害が出にくいように振動量を決定する投影装置を提供することができる。

＜実施例２＞
実施例２の投影装置は、投影画像の微小移動（振動）制御に加えて、投影画像の解像感を高める画素ずらし制御を実行する。画素ずらし制御は、投影装置に搭載されたパネルの解像度よりも投影される画像の解像度を高くするために、投影面上の画素をずらす制御である。画素ずらし制御は、入力画像を複数のサブフレーム画像に分割し、投影位置をずらすことによって、パネルの解像度以上の解像度を持つ画像を表示することができる。

画素ずらし制御の方式は、投影画像の投影位置を、基準位置と、基準位置に対して投影画像の斜め方向に投影画像の画素の半分ずつ移動した移動位置との間で周期的に移動する２方向駆動方式がある。また、画素ずらし制御の他の方式は、基準位置と、その他３つの移動位置との間で周期的に移動する４方向駆動方式がある。３つの移動位置は、基準位置から投影画像の水平方向に半画素分ずらした第１移動位置と、第１移動位置から垂直方向に半画素分ずらした第２移動位置と、第２移動位置から水平方向に半画素分ずらした第３移動位置とを含む。

実施例２の投影装置１００の構成は、図２に示した投影装置１００と同様である。実施例２の投影装置１００は、画素ずらし部１２０と画素ずらし制御部１２１とサブフレーム生成部１２２とが動作する点が実施例１と異なる。他の機能ブロックの動作の概要は、実施例１と同等であるので、詳細な説明を省略する。本実施例では、２方向駆動方式の画素ずらし制御が実行される例を説明する。

画素ずらし部１２０は、振動部１０７から出力された投影画像の投影位置を所定の周期で、基準位置と移動位置との間で切り換える。画素ずらし部１２０の構成は、振動部１０７と同様の構成をとることが可能である。すなわち、画素ずらし部１２０は、ガラス板とガラス板の角度を制御して、振動部１０７から出力された投影画像の光軸のガラス板への入射角度を切り替えることにより、投影光学系１０８へ入射される投影画像の位置を切り替える。

画素ずらし制御部１２１は、投影画像の投影位置が所定の基準位置と移動位置との関係になるように、周期的に画素ずらし部１２０のアクチュエータを制御する。

サブフレーム生成部１２２は入力画像から２枚のサブフレーム画像Ａ、Ｂを生成する。各サブフレーム画像Ａ，Ｂは、基準位置と移動位置とにそれぞれ対応する。サブフレーム生成部１２２は、入力画像の奇数番目のラインの奇数番目の画素をサンプリングして、サブフレーム画像Ａを生成する。サブフレーム生成部１２２は、入力画像の偶数番目のラインの偶数番目の画素をサンプリングして、サブフレーム画像Ｂを生成する。

図８は、入力画像と、各サブフレームに対応するサンプリング位置を示す模式図である。例えば、入力画像の画素が画面の左上から以下のようになっていたとすると、サブフレーム画像Ａは斜線で示した画素（ａ、ｃ）をサンプリングする。また、サブフレーム画像Ｂはｆ、ｈの画素をサンプリングする。上述のようにして、サブフレーム生成部１２２は、基準位置と移動位置とに対応するサブフレーム画像を得る。サブフレーム画像の画素数は、入力画像の１／４の画素数になる。なお、上記のようにサンプリングするのではなく、画素を補完してサブフレーム画像を生成してもよい。

図９は、投影装置の画素ずらしと格子の見え方の模式図である。実線で示した領域Ｒａは、サブフレーム画像Ａに基づいて基準位置に投影された投影画像のある画素を示す。点線で示した領域Ｒｂは、サブフレーム画像Ｂに基づいて移動位置に投影された投影画像のある画素を示す。画素の周囲に幅ｘの格子がある。画素の対角線の長さをｗとする。基準位置と移動位置との距離は、画素ずらし量ｚである。実施例１で説明したように、投影位置を細かく動かすことによって投影画像の位置を振動量ｙで振動させる。

図１０は、投影装置の画素ずらしの方法を表した模式図である。横軸は時間、縦軸は、基準位置に対して投影画像の斜め方向（画素ずらし方向）への画像の移動量を表す。画素ずらし制御部１２１は、サブフレーム画像Ａに基づく投影画像の投影位置を、ｚ＝０の位置に、サブフレーム画像Ｂに基づく投影画像の投影位置をｚ＝１／２ｗの位置に制御する。

パネル制御部１１１は、画素ずらし量ｚが０〜１／４ｗの期間はサブフレーム画像Ａに基づく投影画像を出力し、画素ずらし量ｚが１／４ｗ〜１／２ｗの期間はサブフレーム画像Ｂに基づく投影画像が出力されるように、変調パネル１０６を制御する。

図１０（Ａ）は、振動量ｙが０の時の動作を表す。すなわち、振動処理を実行せず、画素ずらし制御のみを実行した場合の動作を示す。ｚ＝０の時、投影位置は図９の領域Ｒａに対応する位置（基準位置）に画像が投影される。ｚ＝１／２ｗの時、投影位置は図９の領域Ｒｂに対応する位置（移動位置）に画像が投影される。ｚ＝０〜１／２ｗは、画素ずらし制御部１２１が画素ずらし量を変えるための遷移の時間である。

図１０（Ｂ）に振動量ｙが０以上の時の動作を表す。振動制御部１０４は、画素ずらし量がｚ＝０の時とｚ＝１／２ｗの時に、投影位置を振動量ｙで細かく振動させている。このことにより、図９の振動量ｙの矢印がある、グレーで示した領域において、格子が存在する位置が変動する。なお、ｚ＝０〜１／２ｗの画素ずらし量の遷移時間中は振動をさせない。遷移時間は画素の大きな移動が発生する時間で、この時間が長いと画像がぶれて見えるので、なるべく短いほうが望ましいからである。

振動の速度はここでは遷移の速度と同じとしている。人の目に視認される以上の速度であれば、振動の速度を変えても格子が拡散される効果は変わらない。振動量ｙの決め方は実施例１と同等であるため説明を省略する。

本実施例では、１枚の（１フレームの）入力画像を表示する際に、サブフレーム画像の画素ずらし量を振動させるようにしたが、フレーム間にまたがって画素ずらしの量が変動するようにしてもよい。図１１は、画素ずらしの第二の方法を表した模式図である。サブフレーム画像の画素ずらしの量がフレームごとに変化しており、この例では６フレーム周期で画素ずらしの量が変動している。

なお、本実施例では、微小移動（振動）処理のための振動部１０７と、画素ずらし制御のための画素ずらし部１２０とをそれぞれ独立した構造として説明したが、共通の投影位置の移動のための構造としてもよい。例えば、１つのガラス板とアクチュエータとの組合せを用いて、上述したような振動処理と画素ずらし制御とを同時に実行するように投影位置を制御してもよい。

以上説明したように本実施例による投影装置では、画素ずらし技術を搭載し、入力画像の平均輝度とエッジ量を元に画像の投影位置の振動量を決定するため、画質的な妨害が出にくいように振動量を決定する投影装置を提供することができる。

＜その他の実施例＞
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００ 投影装置
１０１ 入力部
１０２ 解析部
１０３ 移動量決定部
１０４ 振動制御部
１０５ 光源
１０６ 変調パネル
１０７ 振動部
１０８ 投影光学系
１０９ 操作部

Claims (11)

1. 光源と、
   前記光源からの光を入力画像に基づいて変調する変調手段と、
   前記変調された光を投影面に投影して投影画像を前記投影面に投影する投影手段と、
   前記投影面に投影される前記投影画像の位置を移動させる移動手段と、
   前記入力画像に応じて、前記移動手段が前記投影面上で移動させる前記投影画像の移動量を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記入力画像が所定の条件を満たす場合に、第１の移動量で前記投影画像を前記投影面上で移動させ、そうでない場合に、前記第１の移動量よりも小さい第２の移動量で前記投影画像を前記投影面上で移動させることを特徴とする投影装置。
2. 前記変調手段は、所定の垂直同期信号の周期に同期して前記光を変調し、
   前記移動手段は、前記所定の垂直同期信号の周期よりも短い周期で前記投影画像の位置を振動させ、
   前記移動量は、前記振動の振幅であることを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
3. 前記制御手段は、前記入力画像の平均輝度が第１閾値よりも高い場合に、前記第１の移動量で前記投影画像を移動させるように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の投影装置。
4. 前記制御手段は、前記入力画像のエッジ量が第２閾値よりも低い場合に、前記第２の移動量で前記投影画像を移動させるように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投影装置。
5. 前記制御手段は、前記入力画像が静止画像である場合に、前記第１の移動量で前記投影画像を移動させ、前記入力画像が動画像である場合に、前記第２の移動量で前記投影画像を移動させるように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投影装置。
6. 前記投影面上の第１位置と、前記第１位置に対して水平方向および垂直方向の少なくとも一方に前記投影画像の半画素だけ移動した第２位置との間で、前記投影画像を周期的に移動させる画像ずらし手段をさらに備え、
   前記変調手段は、画像ずらし手段に同期して、前記入力画像から生成された前記第１位置に対応する第１サブフレームおよび前記第２位置に対応する第２サブフレームそれぞれに基づいて前記光を変調し、
   前記制御手段は、前記画像ずらし手段が前記第１位置と前記第２位置とを移動する周期よりも速い周期で、前記投影画像の投影位置を移動させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投影装置。
7. 前記移動手段は、前記投影画像の前記投影面上における位置を振動させる光学素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の投影装置。
8. 前記第２の移動量は、前記投影面上での前記投影画像の移動量が０であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投影装置。
9. 光源と、
   前記光源からの光を入力画像に基づいて変調する変調手段と、
   前記変調された光を投影面に投影して投影画像を前記投影面に投影する投影手段と、
   前記投影面に投影される前記投影画像の位置を移動させる移動手段と、
   前記入力画像に応じて、前記移動手段が前記投影面上で移動させる前記投影画像の移動量を制御する制御手段と、
   ユーザが、前記移動量を、第１の移動量および前記第１の移動量よりも小さい第２の移動量を含む複数の移動量のうちいずれかを選択するための操作手段と、
   を備えることを特徴とする投影装置。
10. 光源と、前記光源からの光を入力画像に基づいて変調する変調手段と、前記変調された光を投影面に投影して投影画像を前記投影面に投影する投影手段と、前記投影面に投影される前記投影画像の位置を移動させる移動手段と、を備える投影装置の制御方法であって、
    前記入力画像に応じて前記移動手段が前記投影面上で移動させる前記投影画像の移動量を制御する制御工程と、
    前記移動量で、前記投影画像の位置を移動させる移動工程と、
    を備え、
    前記制御工程は、前記入力画像が所定の条件を満たす場合に、第１の移動量で前記投影画像を前記投影面上で移動させ、そうでない場合に、前記第１の移動量よりも小さい第２の移動量で前記投影画像を前記投影面上で移動させることを特徴とする投影装置の制御方法。
11. 光源と、前記光源からの光を入力画像に基づいて変調する変調手段と、前記変調された光を投影面に投影して投影画像を前記投影面に投影する投影手段と、前記投影面に投影される前記投影画像の位置を移動させる移動手段と、を備える投影装置の制御方法であって、
    前記入力画像に応じて、前記移動手段が前記投影面上で移動させる前記投影画像の移動量を制御する制御工程と、
    ユーザが、前記移動量を、第１の移動量および前記第１の移動量よりも小さい第２の移動量を含む複数の移動量のうちいずれかを選択するための選択工程と、
    を備えることを特徴とする投影装置の制御方法。

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