JP2020056886A - 画像投影装置及び画像投影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の見え方を向上させることを目的としている。【解決手段】入力された画像データを記憶する記憶部と、前記画像データに対し、前記画像データが示す画像５１を、前記画像５１の画角を維持した状態で、基準位置Ｓから等間隔の幅の領域Ｌ１〜Ｌ１０に分割し、前記基準位置Ｓから離れるしたがって前記領域Ｌ１〜Ｌ１０の幅が単調に減少するように、補正を行う制御部と、レーザ光線を出射する光源部を有し、前記制御部による補正後の画像データに基づき、前記レーザ光線を２次元に走査し、利用者の網膜に前記補正後の画像データが示す画像５１を投影するレーザ照射部と、を有する画像投影装置である。【選択図】図５

Description

本発明は、画像投影装置及び画像投影方法に関する。

網膜投影型の画像投影装置は、入力された画像データに基づくレーザ光で利用者の網膜を走査し、利用者の網膜に画像を投影することで、利用者に画像を視認させる。

また、従来の網膜走査型の画像投影装置では、レーザ光を照射する画像出力部の解像度が決められており、この解像度に基づき画像データが利用者の網膜に投影される。この場合、網膜に投影される画像は、この解像度と対応した視力に応じた見え方で利用者に視認される。

特開２０１６−１３４６６８号公報

網膜に投影された画像を、より良い視力に応じた見え方で利用者に視認させようとした場合、画像出力部の解像度を上げることが考えられる。しかしながら、画像出力部の解像度を上げようとすると、画像投影装置の光学系、画像のフォーマット、視野角によって制限を受けてしまう。

開示の技術は、上述した事情に鑑みて成されたものであり、画像の見え方を向上させることを目的としている。

開示の技術は、入力された画像データを記憶する記憶部と、前記画像データに対し、前記画像データが示す画像を、前記画像の画角を維持した状態で、基準位置から等間隔の幅の領域に分割し、前記基準位置から離れるしたがって前記領域の幅が単調に減少するように、補正を行う制御部と、レーザ光線を出射する光源部を有し、前記制御部による補正後の画像データに基づき、前記レーザ光線を２次元に走査し、利用者の網膜に前記補正後の画像データが示す画像を投影するレーザ照射部と、を有する画像投影装置である。

画像の見え方を向上させることができる。

第一の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。 第一の実施形態の制御部の機能を説明する図である。 第一の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。 第一の実施形態における画像の補正を説明するフローチャートである。 第一の実施形態における画像の補正を説明する第一の図である。 第一の実施形態における画像の補正を説明する第二の図である。 第一の実施形態における画像の補正を説明する第三の図である。 第二の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。 第二の実施形態の制御部の機能を説明する図である。 第二の実施形態の基準位置の設定を説明する図である。 第二の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。 第三の実施形態の画像投影システムを説明する図である。 投影する画像の解像度が低下する場合の処理を説明する図である。 投影する画像の解像度が改善する場合の処理を説明する図である。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。

本実施形態の画像投影装置１００は、マクスウェル視を利用した網膜投影型ヘッドマウントディスプレイである。マクスウェル視を利用して、利用者の網膜に画像を投影するものである。マクスウェル視とは、画像データに基づく画像用光線を一旦瞳孔の中心で収束させてから網膜上に投影することで、人の水晶体の調節機能に影響されずに、人に画像データが示す画像を視認させる方法である。

また、本実施形態の画像投影装置１００は、例えば、一般的な眼鏡のような形状としたフレームを有するものであっても良いし、利用者の両眼を覆うゴーグルのような形状であっても良い。

本実施形態の画像投影装置１００は、通信部２０、制御部３０、記憶部４０、レーザ出力制御部（光線出力制御部）５０、レーザ照射部６０、画像入力部７０を有する。

通信部２０は、画像投影装置１００と、外部装置との通信を行うための通信装置である。具体的には、例えば、通信部２０は、ネットワーク等を介して、外部装置から画像投影装置１００に投影させる画像の画像データを取得しても良い。通信部２０による通信の方式は、画像投影装置１００と外部装置とが通信を行うことができれば、どのような方式であっても良い。

制御部３０は、例えば、演算処理装置等であり、本実施形態の画像投影装置１００の動作の全体を制御する。具体的には、制御部３０は、通信部２０から入力された画像データや、記憶部４０に格納された画像データや、画像入力部７０から入力された画像データに対して、補正を行い、補正後の画像データをレーザ出力制御部５０へ出力する。

より具体的には、本実施形態の制御部３０は、画像データが示す画像のサイズ（画角）を変えずに、この画像の中心部分を拡大し、周辺部分を縮小するように、画像データを補正し、補正後の画像データをレーザ出力制御部５０へ出力する。制御部３０による画像の補正の詳細は後述する。

記憶部４０は、制御部３０により実行されるプログラムや、演算により取得された各種の値等を格納する。また、記憶部４０は、通信部２０、画像入力部７０等によって入力された画像データを保持する。さらに、記憶部４０は、制御部３０により補正された補正後の画像データが格納されても良い。

レーザ出力制御部５０は、レーザ照射部６０を制御するための演算処理装置等であっても良く、例えば、記憶部４０に格納された補正後の画像データに基づくレーザ光を、予め設定された光量で、レーザ照射部６０から照射させる。

レーザ照射部６０は、レーザ光を照射する光源部を有し、補正後の画像データに基づくレーザ光を２次元に走査して、予め設定された光量で利用者の眼球（網膜）１６０に照射することによって、画像を網膜へ投影する。

画像入力部７０は、画像投影装置１００に画像データを入力するためのものである。本実施形態の画像入力部７０は、例えば、カメラ等の撮像装置であっても良く、この撮像装置により撮像された画像データは、記憶部４０に格納されても良い。

また、画像入力部７０は外部装置からの画像データ、動画像データをＤＶＩ（Digital Visual Interface）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）などのインタフェースを用いて入力することもできる。

本実施形態では、このように、画像の中心部分が拡大された補正後の画像データが示す画像が、利用者の網膜に投影される。したがって、本実施形態によれば、補正後の画像データが示す画像において、拡大された中心部分が、利用者の網膜の中でもっとも視力が良いとされる黄斑部中心窩に投影されることになる。言い換えれば、本実施形態によれば、補正後の画像データが示す画像を、画像投影装置１００の解像度に応じた大きさの画像よりも、大きい画像として、利用者に視認させることができる。

よって、本実施形態によれば、拡大された中央部分において、画像投影装置１００の解像度と対応する視力よりも良い視力に応じた見え方で、利用者に画像を視認させることができ、利用者による画像の見え方を向上させることができる。

また、本実施形態では、画角を変えないように画像データを補正するため、利用者に網膜に投影される画像の大きさは維持される。言い換えれば、本実施形態によれば、画像の全体を利用者に視認させつつ、中心部分の見え方をより良くすることができる。

尚、図１では、画像投影装置１００が各部を有する構成としたが、これに限定されない。例えば、通信部２０、制御部３０、記憶部４０等は、画像投影装置１００と接続されて画像投影装置１００を制御する制御用端末等に設けられていても良い。この場合、画像投影装置１００には、少なくとも、レーザ出力制御部５０、レーザ照射部６０が設けられていれば良い。

次に、本実施形態の画像投影装置１００の制御部の機能について説明する。図２は、第一の実施形態の制御部の機能を説明する図である。

本実施形態の制御部３０は、画像データ取得部３１、画像補正部３２、画像データ出力部３３を有する。

画像データ取得部３１は、記憶部４０に格納された画像データを読み出して取得する。また、画像データ取得部３１は、通信部２０が受信した画像データを取得する。

画像補正部３２は、画像データ取得部３１が取得した画像データを補正する。具体的には、本実施形態では、画像データ取得部３１が取得した画像データが示す画像のサイズ（画角）を変えずに、この画像の中心部分を拡大し、周辺部分を縮小する。画像補正部３２の詳細は後述する。

画像データ出力部３３は、画像補正部３２により補正された補正後の画像データをレーザ出力制御部５０へ出力する。以下の説明では、画像補正部３２による補正が行われた後の画像データを投影用画像データと呼ぶ。

次に、図３を参照して、本実施形態の画像投影装置１００の動作について説明する。図３は、第一の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態の画像投影装置１００の制御部３０は、画像データ取得部３１により、画像データを取得する（ステップＳ３１）。

尚、本実施形態では、例えば、制御部３０において、画像データ取得部３１により取得する画像データが予め設定されていても良い。具体的には、例えば、画像データ取得部３１には、記憶部４０に格納された画像データを取得するのか、又は、通信部２０が受信した画像データを取得するのか、が予め設定されていても良い。

また、本実施形態では、画像データ取得部３１は、通信部２０が画像データを受信している場合には、受信している画像データを優先的に取得し、通信部２０が画像データを受信していない場合には、記憶部４０に格納された画像データを取得するようにしても良い。

続いて、制御部３０は、画像補正部３２により、取得した画像データを補正する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の詳細は、後述する。

続いて、制御部３０は、画像補正部３２から出力される投影用画像データを取得し、レーザ出力制御部５０へ出力する（ステップＳ３３）。

続いて、レーザ出力制御部５０は投影用画像データを取得すると、レーザ照射部６０を制御して、投影用画像データに応じたレーザ光線を照射させ、投影用画像（補正後の画像）を利用者の網膜に投影させる（ステップＳ３４）。

投影する画像データが、カメラからの動画や、外部装置で再生された動画像（映像）ソースであれば、上記処理を繰り返し実行し、補正された動画像をリアルタイムに利用者の網膜に投影させることができる。

次に、図４を参照して、本実施形態の画像補正部３２による画像の補正について説明する。図４は、第一の実施形態における画像の補正を説明するフローチャートである。図４は、図３に示すステップＳ３２の詳細を示している。

本実施形態の画像投影装置１００において、制御部３０の画像補正部３２は、画像データ取得部３１が取得した画像データが示す画像を等間隔に分割する（ステップＳ４１）。尚、分割する方向は、縦方向又は横方向の何れか一方に対して、等間隔への分割を行っても良いし、縦方向と横方向の両方を等間隔に分割しても良い。

続いて、画像補正部３２は、複数の分割後の領域において、中心部分の領域の補正倍率を算出する（ステップＳ４２）。

本実施形態では、中心部分の領域の補正倍率は、希望視力÷現状視力によって求められる。

現状視力とは、画像投影装置１００（レーザ照射部６０）の解像度と対応する視力を示しており、予め与えられた値である。希望視力とは、投影用画像データを利用者の網膜に投影した場合の画像の見え方と対応する視力であり、任意に設定できる値である。

続いて、画像補正部３２は、等間隔に分割した領域の幅を等比数列的に小さくするための補正倍率の算出に用いる公比βを算出する（ステップＳ４３）。

続いて、画像補正部３２は、公比βを用いて、中心部分の領域以外の領域の補正倍率を算出する（ステップＳ４４）。

続いて、画像補正部３２は、算出され各領域の補正倍率に応じて、各領域の幅を拡大・縮小し、投影用画像データを作成する（ステップＳ４５）。

上記の画像の補正の処理については、画像データを取得してから順に各ステップで算出するものとして説明したが、これに限定されない。補正倍率、公比の算出は、表示するモード等に応じて予め算出しておき、その値を用いて投影用画像データを生成することで、画像（動画像）表示のリアルタイム性をさらに向上させることができる。

以下に、図５を参照して、本実施形態の画像補正部３２による画像の補正についてさらに説明する。図５は、第一の実施形態における画像の補正を説明する第一の図である。図５（Ａ）は、補正を行う前の画像５１の例を示し、図５（Ｂ）は、補正を行った後の画像５１Ａの例を示す。尚、図５では、説明の便宜上、一色の画像としている。また、図５の例では、画像を横方向に対し、等間隔に分割するものとしている。

画像５１は、画像データ取得部３１が取得した画像データが示す画像である。画像補正部３２は、この画像５１における中心点Ｐを通り、且つ、画像５１を２等分する線Ｓを特定する。尚、中心点Ｐは、例えば、画像５１が示す長方形の重心である。次に、画像補正部３２は、線Ｓによって分割された領域の数が左右で同数となるように、画像５１を等間隔に分割する。

図５（Ａ）の例では、画像補正部３２は、線Ｓを中心（基準）に、右側の領域と左側の領域とを、それぞれ１０の領域Ｌ１〜Ｌ１０に分割している。したがって、図５（Ａ）の例では、中心部分の領域とは、線Ｓの両側に位置する２つの領域Ｌ１である。

ここで、例えば、現状視力が０．６であり、希望視力が０．８であったとすると、中心部分の領域Ｌ１の補正倍数Ｘ_１は、０．８÷０．６＝１．３３・・となる。

また、本実施形態では、領域Ｌ２〜Ｌ１０のそれぞれに対応する補正倍数Ｘ_２〜Ｘ_１０は、Ｘ_ｎ＝β×Ｘ_ｎ−１で示される。

ここで、画像補正部３２は、領域Ｌ１〜Ｌ１０までの幅を正規化して加算した値をＡとし、領域Ｌ１の補正倍数Ｘ_１と、領域Ｌ２〜Ｌ１０のそれぞれに対応する補正倍数をＸ_２〜Ｘ_１０とを加算した値をＢとしたとき、Ｂ≦Ａを満たし、且つＢが最大値となるときのβを公比とする。

次に、画像補正部３２は、各領域Ｌｎの幅を、公比βを用いて補正する。具体的には、図５（Ｂ）に示す補正後の領域Ｌ１′の幅Ｗ_１は、領域Ｌ１の幅×補正倍数Ｘ_１によって求められる。また、補正後の領域Ｌ２′の幅Ｗ_２は、幅Ｗ_１×公比βによって求められ、補正後の領域Ｌ３′の幅Ｗ_３は、幅Ｗ_２×公比βによって求められる。

つまり、補正後の領域Ｌ２′〜領域Ｌ１０′の幅Ｗ_２〜幅Ｗ_１０は、幅Ｗ_ｎ＝幅Ｗ_ｎ−１×公比βによって求められる。

本実施形態では、以上のように、画像を横方向に等間隔に分割し、中心部分の分割幅を最も広くし、中心部分から遠ざかるにつれて、分割幅が単調に減少していくように、画像を補正する。

言い換えれば、本実施形態では、画像の画角を変えずに、画像を、基準位置を中心として等間隔の幅の領域に分割し、基準位置から遠ざかるにしたがって、領域の幅が等比級数的に減少していくように、補正する。

本実施形態では、この補正により、補正前の画像のサイズ（画角）を維持したまま、画像の中心部分を拡大し、周辺部分に向かって画像を縮小させることができる。

以下に、図６及び図７を参照して、補正後の画像についてさらに説明する。図６は、第一の実施形態における画像の補正を説明する第二の図である。

図６（Ａ）は、補正前の画像データを利用者の網膜に投影した場合の画像Ｇ１の見え方を示しており、図６（Ｂ）は、投影用画像データ（補正後の画像データ）を利用者の網膜に投影した場合の投影用画像Ｇ２の見え方を示している。

図６（Ａ）の例では、画像Ｇ１の中心部分には、ランドルト環の画像Ｒ１が配置されており、このランドルト環の画像Ｒ１は、利用者の網膜の中心部分に投影される。このとき、図６（Ａ）に示す画像Ｒ１は、視力０．６を示すランドルト環の画像である。この視力は、画像投影装置１００の解像度によって、現状視力として与えられるものである。

図６（Ｂ）に示す画像Ｇ２は、画像Ｇ１を示す画像データを画像補正部３２によって補正した投影用画像データが示す画像である。

この画像Ｇ２の中心部分には、ランドルト環の画像Ｒ２が配置されている。ランドルト環の画像Ｒ２は、画像補正部３２によって、画像Ｇ１の中心部分を拡大することで、画像Ｇ１の中心に配置されていたランドルト環の画像Ｒ１が拡大された結果の画像である。尚、図６の例では、希望視力を０．８として、画像補正部３２による補正が行われたものとする。

図７は、第一の実施形態における画像の補正を説明する第三の図である。図７（Ａ）は、補正前の画像データを利用者の網膜に投影した場合の画像Ｇ３の見え方を示しており、図７（Ｂ）は、投影用画像データ（補正後の画像データ）を利用者の網膜に投影した場合の投影用画像Ｇ４の見え方を示している。

図７の例では、画像Ｇ４の中心部分が、画像Ｇ３と比較して、拡大されていることがわかる。また、本実施形態では、画像Ｇ３と画像Ｇ４の両方において、画角（画像の大きさ）は変更されていない。よって、画像Ｇ４では、中心部分が拡大された状態で、且つ、画像Ｇ３と同じ範囲の画像を含むものとなる。このため、本実施形態では、利用者の視界を狭めることがなく、利用者に違和感を感じさせないように、画像Ｇ３の中心部分の見え方を向上させることができる。

尚、本実施形態の画像補正部３２による画像の補正の方法は、上述した方法に限定されない。本実施形態では、画角を変えずに、等間隔に分割した画像領域の幅の値が、基準とした位置から周辺方向に向かって単調に減少していくようできれば良く、上述した方法以外のどのような方法で補正されても良い。

また、図５乃至図７の例では、画像を、横方向（長辺方向）の幅が等間隔となるように分割しているが、これに限定されない。画像は、例えば、縦方向（短辺方向）の幅が等間隔となるように分割されても良いし、横方向と縦方向の両方が、等間隔となるように分割されても良い。

また、例えば、本実施形態では、画像の横方向（長辺方向）の幅を分割するか、縦方向の幅を分割するか、又は、横方向及び縦方向の幅を分割するか、を、利用者の網膜に投影させる画像の向きや画像の種類に応じて選択しても良い。このとき、画像の縦横比（アスペクト比）を維持しておくようにすることが好ましい。

また、本実施形態の画像投影装置１００は、一般的な眼鏡型のヘッドマウントディスプレイとして説明したが、これに限定されない。画像投影装置１００は、例えば、医療機関や眼鏡店等に設置される据え置き型の視覚検査用機器としての画像投影装置であっても良い。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、補正前の画像を分割する際に、基準となる位置を設定できる点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図８は、第二の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。本実施形態の画像投影装置１００Ａは、通信部２０、制御部３０Ａ、記憶部４０、レーザ出力制御部（光線出力制御部）５０、レーザ照射部６０、画像入力部７０、操作部８０を有する。

本実施形態の操作部８０は、画像投影装置１００Ａに対して各種の情報を入力するためのものである。具体的には、例えば、操作部８０は、画像投影装置１００Ａによって利用者の網膜に投影する画像のうち、拡大する領域を設定するための操作部材である。

本実施形態の操作部８０は、例えば、画像投影装置１００Ａが眼鏡型のヘッドマウントディスプレイである場合には、ツルの部分等に設けられていても良い。操作部８０がツルの部分に設けられていると、画像投影装置１００Ａの利用者が、画像投影装置１００Ａを装着した状態で、自身の網膜に投影されている画像において、拡大させたい領域を指定することができる。

尚、本実施形態では、利用者の網膜に投影する画像における拡大する領域の設定は、例えば、通信部２０を介して画像投影装置１００Ａと接続された端末装置によって行われても良い。

本実施形態の制御部３０Ａは、操作部８０によって設定された領域が拡大されるように、画像データを補正する。

図９は、第二の実施形態の制御部の機能を説明する図である。本実施形態の制御部３０Ａは、画像データ取得部３１、画像補正部３２、画像データ出力部３３、基準位置設定部３４を有する。

本実施形態の基準位置設定部３４は、補正前の画像において、画像を等間隔に分割する際の基準位置を設定する。

以下に、図１０を参照して、基準位置について説明する。図１０は、第二の実施形態の基準位置の設定を説明する図である。

図１０では、画像５１において、線Ｓ１が基準として設定された場合を示している。図１０の例では、線Ｓ１が画像を等間隔に分割する際の基準となるため、線Ｓ１を挟んで隣接する２つの領域Ｌ１１が、中心の領域となる。

つまり、本実施形態では、線Ｓ１を中心とした領域が、画像補正部３２によって拡大されることになる。

尚、図１０の例では、基準位置として、線Ｓ１を設定するものとしたが、これに限定されない。基準位置は、点であっても良い。基準位置として、点が設定された場合には、しその点を中心にして、画像５１の縦方向と横方向について、それぞれ等間隔に分割し、点を介して縦方向に隣接する領域と、点を介して横方向に隣接する領域とを中心の領域とすれば良い。

また、基準位置が点である場合には、この点を中心とした同心円のうち、最も半径が短い円の領域と、この円と、次に半径が短い円とが重ならない領域と、を隣接する領域としても良い。

次に、図１１を参照して、本実施形態の制御部３０Ａの動作について説明する。図１１は、第二の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態の制御部３０Ａは、画像データ取得部３１により、画像データを取得する（ステップＳ１１０１）。続いて、制御部３０Ａは、基準位置設定部３４により、画像補正部３２による補正の基準となる位置を決定する（ステップＳ１１０２）。

図１１のステップＳ１１０３からステップＳ１１０５までの処理は、図３のステップＳ３２からステップＳ３４までの処理と同様であるから、説明を省略する。

本実施形態では、このように、画像補正部３２による補正の基準位置を任意に設定できるため、利用者の要望に応じて、利用者の網膜に投影する画像の任意の領域を拡大させることができる。

また、本実施形態では、基準位置を設定する操作部８０を、利用者が画像投影装置１００Ａを装着した状態で操作できるようにしたため、利用者が視認している画像の中から、利用者が所望する領域を自身で拡大させることができる。

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して第三の実施形態について説明する。第三の実施形態では、画像投影装置１００Ａにおいて、画像を拡大させる領域を、視野検査の結果を示す情報に応じて決定する点が、第二の実施形態と相違する。よって、以下の第三の実施形態の説明では、第二の実施形態との相違点についてのみ説明し、第二の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第二の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１２は、第三の実施形態の画像投影システムを説明する図である。本実施形態の画像投影システム２００は、画像投影装置１００Ａと、サーバ装置３００とを含み、画像投影装置１００Ａとサーバ装置３００とは、ネットワーク等を介して接続される。

サーバ装置３００には、検査結果データベース３１０を有する。検査結果データベース３１０は、画像投影装置１００Ａの利用者の視野検査の結果や、視力検査の結果を含む検査結果情報が格納されている。尚、本実施形態の検査結果データベース３１０には、画像投影装置１００Ａを特定する識別情報と、画像投影装置１００Ａの利用者の検査結果情報とが対応付けられて格納されていても良い。

本実施形態の画像投影装置１００Ａは、例えば、通信部２０を介して、画像投影装置１００Ａを特定する識別情報（装置ＩＤ等）をサーバ装置３００に送信する。サーバ装置３００は、この識別情報を受け付けると、識別情報と対応付けられた検査結果情報を参照し、画像投影装置１００Ａに対して、例えば、画像投影装置１００Ａの利用者の検査結果情報を送信する。

検査結果情報には、例えば、利用者の視野に関する情報と、視力を示す情報とが含まれる。視野に関する情報とは、例えば、利用者が画像を視認することができる領域を示す情報である。

画像投影装置１００Ａは、この検査結果情報を受信すると、基準位置設定部３４により、利用者が画像を視認できる領域内に、画像補正部３２による補正の基準位置を設定しても良い。

また、画像投影装置１００Ａは、例えば、検査結果情報に含まれる視力を示す情報から、利用者の視力が所定の値以下であると判定した場合に、画像補正部３２により画像の補正を行っても良い。

ここで、本発明の画像投影装置１００において、網膜に投影される画像の解像度が改善されることについて説明する。

第一の実施の形態の図１の画像入力部７０から入力される画像データは、カメラや、画像データの再生ができる外部装置から出力されるものである。以下の説明では、これらの機器から出力される画像データが示す画像、つまり、画像入力部７０から入力される画像データが示す画像を、入力画像と呼ぶ。

入力画像の解像度は、７２０ｐと呼ばれるハイビジョンで１２８０×７２０画素であり、１０８０ｐと呼ばれるフルハイビジョンでは１９２０×１０８０画素であり、さらに、４Ｋと呼ばれるものでは３８４０×２１６０画素を実現しており、入力画像の解像度は向上し続けている。

しかしながら、本実施形態の画像投影装置１００における光学系を用いた投影系の解像度は、現状では７２０ｐ程度であるため、高解像度の入力画像の画像データを入力しても、網膜に投影するときには、その解像度の画像を投影することができない。

本実施形態の画像投影装置１００では、このように、入力画像の解像度よりも、投影系の解像度が低い場合でも、投影系の解像度を向上させることができる。

図１３と図１４により、投影系の解像度が改善する仕組みを説明する。図１３は、投影する画像の解像度が低下する場合の処理を説明する図であり、図１４は、投影する画像の解像度が改善する場合の処理を説明する図である。

図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、カメラ等から入力された画像データが示す入力画像と、拡大補正をしない場合の投影系の画像を模式的に表した図である。

入力画像の解像度は５４×５４画素であるのに対し、投影系によって投影される投影画像の解像度は２７×２７画素であり、投影画像の解像度は入力画像の解像度の半分である。

この場合、入力画像を示す画像データを、解像度が半分である投影系へ直接変換しで投影すると、その画像データは間引かれてしまい、投影画像では、入力画像のすべてを再現できなくなる。

具体的には、図１３（ａ）に表示されているランドルト環は、１８×１８の画素内に表示されているが、図１３（ｂ）では ９×９の画素内に表示されて、その解像度が減少していることがわかる。

次に、図１４を参照して、本実施形態の画像投影装置１００における、拡大補正を行った場合の解像度の状態を説明する。

図１４（ａ）は、図１３（ａ）と同様に、５４×５４画素の解像度の入力画像を示す図であり、図１４（ｂ）は、入力画像に対して拡大補正を行った補正後の画像を示す図である。

これまで第一の実施形態等で説明した例では、拡大補正は中央部から単調にその補正率が減少する処理を行なっていたが、ここでは、簡単のために、中央部を固定した倍率で拡大し、その周囲を固定した倍率で縮小した処理を行った場合の例を示している。

図１４（ａ）の中央部にあるランドルト環は、１８×１８の画素内で画像データ化されている。これを縦横２倍に拡大補正したものが図１４（ｂ）である。図１４（ｂ）に示す画像では、入力画像の中央部を拡大したため、入力画像の視野全体を表示するためには、周囲を縮小させる必要があり、図１４（ｂ）では周囲を縮小している。尚、図１４（ｂ）では、拡大された中央部の領域を領域Ｃとし、縮小された周囲の領域を領域Ｔとしている。

この図１４（ｂ）に示す画像の画像データを、解像度が半分である投影系へ変換したものが図１４（ｃ）であり、中央部の領域Ｃ内のランドルト環は、投影系の解像度でもカメラ画像と同じ１８×１８の画素で表示されていることがわかる。

このように、本実施形態では、拡大補正を行うことで、投影系の解像度が入力画像の解像度よりも低い場合でも、入力画像上で拡大補正を行った位置では解像度を改善することができるようになる。

また、入力画像の解像度と、投影系によって投影される画像の解像度が同じであっても、拡大補正を行うことによって拡大補正を行った部位の視認性を向上させることができる。

このように、本実施形態の画像投影装置１００Ａは、利用者の視野検査や視力検査の結果に応じて、画像の補正を行っても良い。このようにすれば、本実施形態では、利用者が画像投影装置１００Ａを装着するだけで、利用者個人の見え方を向上させるように、補正された画像を利用者の網膜に投影することができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態にあげた構成、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

２０ 通信部
３０、３０Ａ 制御部
４０ 記憶部
５０ レーザ出力制御部
６０ レーザ照射部
７０ 画像入力部
８０ 操作部
１００、１００Ａ 画像投影装置

Claims (9)

1. 入力された画像データを記憶する記憶部と、
   前記画像データに対し、前記画像データが示す画像を、前記画像の画角を維持した状態で、基準位置から等間隔の幅の領域に分割し、前記基準位置から離れるにしたがって前記領域の幅が単調に減少するように、補正を行う制御部と、
   レーザ光線を出射する光源部を有し、前記制御部による補正後の画像データに基づき、前記レーザ光線を２次元に走査し、利用者の網膜に前記補正後の画像データが示す画像を投影するレーザ照射部と、を有する画像投影装置。
2. 前記制御部は、
   前記基準位置から最も近い領域の幅を、前記等間隔の幅よりも広くし、前記基準位置から離れるしたがって前記領域の幅を等比級数的に減少させる、請求項１記載の画像投影装置。
3. 前記基準位置は、
   前記画像データが示す画像の中心点を含む直線が示す位置である、請求項１又は２記載の画像投影装置。
4. 前記画像における基準位置の設定を行うための操作部を有し、
   前記制御部は、
   前記操作部による設定に応じて、前記画像における前記基準位置を設定する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像投影装置。
5. 前記基準位置から最も近い領域の幅は、
   前記レーザ照射部の解像度と対応した視力の値と、任意に設定された視力の値と、に応じて算出される、請求項２記載の画像投影装置。
6. 前記制御部による補正は、
   前記レーザ照射部から投影される画像の解像度を上げる補正である、請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像投影装置。
7. 前記制御部による補正は、
   前記レーザ照射部から投影される画像の解像度が、前記入力された画像データが示す画像の解像度より低い場合に、前記レーザ照射部から投影される画像の解像度を上げる補正である、請求項６記載の画像投影装置。
8. 画像投影装置による画像投影方法であって、前記画像投影装置が、
   入力された画像データを記憶部に記憶する手順と、
   前記画像データに対し、前記画像データが示す画像を、前記画像の画角を維持した状態で、基準位置から等間隔の幅の領域に分割し、前記基準位置から離れるしたがって前記領域の幅が単調に減少するように、補正を行う手順と、
   レーザ光線を出射する光源部を有し、補正後の前記画像データに基づき、前記レーザ光線を２次元に走査し、利用者の網膜に前記補正後の画像データが示す画像を投影する手順と、を有する画像投影方法。
9. 前記補正は、前記投影された画像データの解像度を上げる補正である、請求項８記載の画像投影方法。