JP2022093047A - 投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力画像の画素数に応じて適切な画素シフト駆動を行うことができる投影装置を提供する。【解決手段】投影装置５００は、画像信号が入力される入力部１０１と、入力された画像信号の画素数を検出すると共に、画像信号から画像を生成する制御部１０２と、生成された画像を表示する表示素子１０５と、表示素子上に表示されている画像からの光を被投影面上に導光する投影レンズ１０９と、被投影面上における画像の画素の位置をシフトさせる画素シフト素子１１１と、画素シフト素子を駆動する画素シフト素子駆動部１１０とを備え、制御部は、検出された画素数に応じて複数のサブフレーム画像表示モードを含む複数の画像表示モードのうちの所定のサブフレーム画像表示モードに基づいて、画像信号からサブフレーム画像を生成し、画素シフト素子を駆動させながら表示素子によって生成されたサブフレーム画像を表示させる。【選択図】図１

Description

本発明は、投影装置に関する。

従来、投影装置では、表示素子より多い画素数を有する入力画像を被投影面に投影する際に、被投影面上における投影画像の画素の位置を、又は表示素子の位置を一画素未満の量だけシフトさせた位置との間で時間変化させる、いわゆる画素シフト駆動が知られている。
特許文献１は、入力画像の画素数が表示素子の画素数より多い場合に、入力画像が静止画像であるか動画像であるかに応じて画素シフト駆動をオンオフさせることができる投影装置を開示している。

特開２０１１－２０３４６０号公報

特許文献１に開示されている投影装置は、入力された静止画像の画素数が表示素子の画素数より多い場合に、所定の画素シフト駆動を行うように構成されている。
一方、入力画像の画素数が多岐にわたる場合には、入力画像の画素数に応じて適切な画素シフト駆動も異なってくる。そのため、所定の画素シフト駆動を行うだけの特許文献１に開示されている投影装置では、そのように画素数が多岐にわたる入力画像に対応するには不十分である。
そこで本発明は、入力画像の画素数に応じて適切な画素シフト駆動を行うことができる投影装置を提供することを目的とする。

本発明に係る投影装置は、画像信号が入力される入力部と、入力された画像信号の画素数を検出すると共に、画像信号から画像を生成する制御部と、生成された画像を表示する表示素子と、表示素子上に表示されている画像からの光を被投影面上に導光する投影レンズと、被投影面上における画像の画素の位置をシフトさせる画素シフト素子と、画素シフト素子を駆動する画素シフト素子駆動部とを備え、制御部は、検出された画素数に応じて複数のサブフレーム画像表示モードを含む複数の画像表示モードのうちの所定のサブフレーム画像表示モードに基づいて、画像信号からサブフレーム画像を生成し、画素シフト素子駆動部によって画素シフト素子を駆動させながら表示素子によって生成されたサブフレーム画像を表示させることを特徴とする。

本発明によれば、入力画像の画素数に応じて適切な画素シフト駆動を行うことができる投影装置を提供することができる。

第一実施形態に係る投影装置のブロック図。 画素シフト素子の正面図及び側面図。 第一実施形態に係る投影装置における４ｗａｙシフトモードでの動作を示した図。 第一実施形態に係る投影装置における２ｗａｙシフトモードでの動作を示した図。 第一実施形態に係る投影装置におけるシームレスモードでの動作を示した図。 第一実施形態に係る投影装置における画像投影処理のフローチャート。 第二実施形態に係る投影装置における画像投影処理のフローチャート。 本実施形態に係る投影装置における各メニューの表示画面を示した図。

以下に、本実施形態に係る投影装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。

［第一実施形態］
プロジェクタ等の投影装置では、光源から液晶パネル等の表示素子に入射された後、表示素子上で変調された光が投影レンズ等の投影光学系によってスクリーン等の被投影面に導光されることで、画像の投影（表示）が行われる。
またこのような投影装置では、被投影面上に投影される画像の画素の位置、又は表示素子自体の位置を一画素未満の量だけシフトさせることで被投影面上に投影される画像の画素数を疑似的に増加させる、いわゆる画素シフト駆動が知られている。

そのような画素シフト駆動を備える投影装置としては、例えば以下のようなものがある。
すなわち、入力された画像の解像度が表示素子の解像度よりも高い場合に、まず入力された画像が静止画像であるか又は動画像であるか判別する。
そして、入力画像が静止画像である場合には被投影面上における画素の像の位置を時間的に移動させる画素シフト駆動を行う一方で、入力画像が動画像である場合には被投影面上における画素の像の位置を時間的に移動させないように画素像移動部を制御する。
これにより、入力画像のフォーマットに応じて画素シフト駆動をオンオフさせることができる。

また画素シフト駆動を備える別の投影装置としては、例えば以下のようなものがある。
すなわち、高解像度の画像信号と画素シフト処理が施された低解像度の画像信号とのいずれかが入力される。
そして、入力された画像信号を判別し、判別結果に応じて光変調素子によって画素シフト駆動が行われる。

しかしながら、上述の従来の投影装置はいずれも、入力画像の解像度に応じて所定の画素シフト駆動を行うのみである一方で、入力画像の解像度によっては画素シフト駆動の適切な方法も異なってくるため、そのような構成だけでは不十分である。
そこで本実施形態は、入力画像の解像度に応じて適切な画素シフト駆動を行うことができる投影装置を提供することを目的としている。

図１は、第一実施形態に係る投影装置５００のブロック図を示している。
本実施形態に係る投影装置５００は、入力部１０１、画像処理部１０２、表示データ生成部１０３、パネル駆動部１０４、パネル１０５、光源駆動部１０６及び光源１０７を備えている。
また本実施形態に係る投影装置５００は、投影レンズ駆動部１０８、投影レンズ１０９、画素シフト素子駆動部１１０、画素シフト素子１１１、操作部１１２及び制御部１１３を備えている。

入力部１０１は、ＶＧＡ、Ｖｉｄｅｏ信号等のアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換や、ＨＤＭＩ（登録商標）やＤＶＩ等のデジタル信号を所定のデジタル信号フォーマットに変換するレシーバ等を備えている。そして入力部１０１には、ＰＣ等の外部機器から画像信号が入力される。

画像処理部１０２（制御部）には、入力部１０１によって変換されたデジタル画像信号が入力される。
そして画像処理部１０２は、入力された画像信号におけるＦＨＤ（１９２０×１０８０）やＵＨＤ（３８４０×２１６０）等の入力フォーマット（画素数）を検出する。
また画像処理部１０２は、画像信号処理専用のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等を有している。
そして画像処理部１０２は、投影装置５００の内部における処理に必要な解像度へ変換するためのスケーリング処理、トリミング処理、ボタン操作時のメニュー表示等のオンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）や台形補正（キーストン補正）処理等を行う。

表示データ生成部１０３（制御部）には、画像処理部１０２によって所定のフォーマットになるように処理された画像信号が入力される。
そして表示データ生成部１０３は、入力された画像信号からパネル１０５に表示させるための表示データ（画像）を生成する。具体的には、パネル１０５の特性に応じた補正、例えばγ補正や輝度ムラ補正等を行う。
また表示データ生成部１０３は、後述する画素シフト素子１１１を用いた高画質化処理を行う場合には、パネル１０５や画素シフト素子１１１の駆動に応じたスケーリング処理やサブフレーム画像生成を行う。
また表示データ生成部１０３は、他のブロックの制御に必要なパラメータ等を制御部１１３に送信する等の通信を行う。

パネル駆動部１０４には、表示データ生成部１０３によって生成された表示データが入力される。そしてパネル駆動部１０４は、入力された表示データをパネル１０５の駆動信号に変換した後、出力する。
パネル１０５（表示素子）は、パネル駆動部１０４から入力された駆動信号に基づいて光源１０７から射出された光を変調することで、画像の表示を行う。

光源駆動部１０６は、光源１０７を点灯させるための駆動回路であり、一般的にはＤＣ－ＤＣコンバータ等の電源回路で構成される。また光源駆動部１０６は、制御部１１３からの制御信号に応じて光源１０７の光量制御も行う。
光源１０７には、例えばレーザー光源が用いられるが、ランプ光源やＬＥＤ光源が用いられてもよい。そして光源１０７から出射した光は、パネル１０５において画像信号に基づいて変調された後、画素シフト素子１１１を透過し、投影レンズ１０９を介して不図示の被投影面上に導光される。

投影レンズ駆動部１０８は、制御部１１３からの制御信号に応じて投影レンズ１０９をシフト動作させたりズーム動作させる。
ここでいうシフト動作とは、投影レンズ１０９を光軸に垂直な方向に移動させる動作であり、これにより被投影面上における投影画像を平行移動させることができる。
またズーム動作とは、投影レンズ１０９を光軸に平行な方向に移動させる動作であり、これにより被投影面上における投影画像を拡大縮小させることができる。
なお、シフト動作の可動限界は投影レンズ１０９のイメージサークルによって決定される。
イメージサークルは、パネル１０５上の画像が被投影面上に良好に投影される領域を表しており、パネル１０５の表示領域がイメージサークルの範囲外に出ると、収差やケラレにより投影画像の劣化が許容できなくなる。
そして制御部１１３は、パネル１０５の表示領域がイメージサークルの外部に出ないように、投影レンズ１０９のシフト領域を制限するための制御も行う。

投影レンズ１０９は、光源１０７から出射した後、パネル１０５において画像信号に基づいて変調された光を不図示の被投影面に導光（投影）する。
画素シフト素子駆動部１１０は、制御部１１３からの制御信号に応じて画素シフト素子１１１を駆動する。

画素シフト素子１１１は、例えば傾斜することが可能なガラス板であり、これによりガラス板の光軸を変化させることで、ガラス板を透過する光の光路をシフトさせることができる。換言すると、画素シフト素子１１１は被投影面上における画像の画素の位置をシフトさせることができる。
そして、一フレームの間に画素シフト素子１１１の光軸を変化させながら表示データ生成部１０３によって生成されたサブフレーム画像を複数回投影することによって、実効的にパネル１０５の解像度よりも高い解像度の画像を投影することができる。
画素シフト素子１１１の詳細な構成や動作については後述する。

操作部１１２は、投影装置５００の筐体の側面に配置されたボタンやリモートコントローラー等によって構成されており、操作部１１２を介して電源のオンオフ、ピント調整や各種投影モードの設定の入力が行われる。
制御部１１３は、マイクロコンピュータ等のＣＰＵで構成されており、操作部１１２やその他のブロック等との間で信号の送受信を行うことで、投影装置５００の全般的な制御を行う。

次に、本実施形態に係る投影装置５００に設けられている画素シフト素子１１１の構成について説明する。

図２（ａ）は、本実施形態に係る投影装置５００に設けられている画素シフト素子１１１の正面図を示している。
また図２（ｂ）及び（ｃ）は、本実施形態に係る投影装置５００に設けられているパネル１０５、投影レンズ１０９及び画素シフト素子１１１の側面図を示している。

図２（ａ）に示されているように、画素シフト素子１１１は、屈折ガラス２１０、上部コイル２１１Ａ、左部コイル２１１Ｂ、下部コイル２１１Ｃ及び右部コイル２１１Ｄから構成されている。
そして画素シフト素子１１１は、投影レンズ１０９とパネル１０５との間に配置されており、以下に示すように屈折ガラス２１０を傾けることによって投影光の光路をシフトさせることで、被投影面上における画像の画素の位置をシフトさせることができる。

図２（ｂ）に示されているように、画素シフト素子１１１がいずれのコイルも駆動されていない正位置にあるときは、パネル１０５を通過した投影光は、光路をシフトさせないまま投影レンズ１０９に入射する。

一方、下部コイル２１１Ｃが駆動されると、画素シフト素子１１１が図２（ｃ）に示されているように傾く。
これによりパネル１０５を通過した光は、屈折ガラス２１０の内部で屈折されることによって、光路が下側にシフトした状態で投影レンズ１０９に入射することになる。
そして画素シフト素子１１１の傾き量、すなわち投影光の光路のシフト量は、下部コイル２１１Ｃへ印加される電流の大きさに応じて変化させることができる。

なお上記の駆動は、上部コイル２１１Ａ、左部コイル２１１Ｂ及び右部コイル２１１Ｄにも同様に適用することができる。
すなわち、左部コイル２１１Ｂを駆動することによって投影光の光路を左側にシフトさせることができ、上部コイル２１１Ａ及び右部コイル２１１Ｄ双方を駆動することによって、投影光の光路を右上側にシフトさせることができる。

次に、本実施形態に係る投影装置５００における画素シフト素子１１１の駆動による高画質化について説明する。

以下に示すように、本実施形態に係る投影装置５００では表示データ生成部１０３によるサブフレーム画像生成と画素シフト素子１１１による画像の画素のシフトによって、実効的にパネル１０５を上回る解像度を有する画像を被投影面上に投影することができる。

換言すると、本実施形態に係る投影装置５００では検出された画素数に応じて複数のサブフレーム画像表示モードを含む複数の画像表示モードのうちの所定のサブフレーム画像表示モードが選択される。
そして、選択されたサブフレーム画像表示モードに基づいて、画像信号からサブフレーム画像を生成し、画素シフト素子駆動部によって画素シフト素子を駆動させながら表示素子によって生成されたサブフレーム画像を表示させる。

まず、ＵＨＤ（３８４０×２１６０）の入力画像をＵＨＤの１／４の画素数であるＦＨＤ（１９２０×１０８０）のパネル１０５で疑似的に投影する際の動作（以下、４ｗａｙシフトモード（第１のサブフレーム画像表示モード）と称する。）について説明する。

図３（ａ）は、ＵＨＤの入力画像のうち四行四列の画素それぞれのデータを示している。また図３（ｂ）は、ＦＨＤのパネル１０５のうち二行二列の画素それぞれに表示されるデータをタイミングＳＦ１乃至ＳＦ４それぞれにおいて示している。また図３（ｃ）は、画素シフト素子１１１に設けられている上部コイル２１１Ａ、左部コイル２１１Ｂ、下部コイル２１１Ｃ及び右部コイル２１１ＤそれぞれのタイミングＳＦ１乃至ＳＦ４における駆動プロファイルを示している。

本実施形態に係る投影装置５００では、図３（ａ）に示されている入力画像に基づいて、図３（ｂ）に示されているように、表示データ生成部１０３が生成したサブフレーム画像がパネル１０５によってタイミングＳＦ１乃至ＳＦ４それぞれにおいて表示される。
そして、パネル１０５がタイミングＳＦ１乃至ＳＦ４それぞれにおいて四つのサブフレーム画像を順次表示する際に、図３（ｃ）に示されているように、画素シフト素子１１１が駆動されることで被投影面上における画素の投影位置が順次シフトされる。

具体的には、図３（ｃ）に示されているように、まずタイミングＳＦ１において上部コイル２１１Ａ及び左部コイル２１１Ｂが電流駆動されることで、パネル１０５を通過した投影光の光路を左上にシフトさせる。
これにより、図３（ａ）に示されている入力画像のうち１－１、１－３、３－１及び３－３の四つの画素をパネル１０５の四つの画素（１－１、１－２、２－１、２－２）で実効的に表示することができる。

次に、タイミングＳＦ２において左部コイル２１１Ｂ及び下部コイル２１１Ｃが電流駆動されることで、パネル１０５を通過した投影光の光路を左下にシフトさせる。
これにより、図３（ａ）に示されている入力画像のうち２－１、２－３、４－１及び４－３の四つの画素をパネル１０５の四つの画素（１－１、１－２、２－１、２－２）で実効的に表示することができる。

また、タイミングＳＦ３において下部コイル２１１Ｃ及び右部コイル２１１Ｄが電流駆動されることで、パネル１０５を通過した投影光の光路を右下にシフトさせる。
これにより、図３（ａ）に示されている入力画像のうち２－２、２－４、４－２及び４－４の四つの画素をパネル１０５の四つの画素（１－１、１－２、２－１、２－２）で実効的に表示することができる。

そして、タイミングＳＦ４において右部コイル２１１Ｄ及び上部コイル２１１Ａが電流駆動されることで、パネル１０５を通過した投影光の光路を右上にシフトさせる。
これにより、図３（ａ）に示されている入力画像のうち１－２、１－４、３－２及び３－４の四つの画素をパネル１０５の四つの画素（１－１、１－２、２－１、２－２）で実効的に表示することができる。
そして、次のタイミングではタイミングＳＦ１と同様の動作を行い、以降、上記を繰り返す。

以上のように、パネル１０５の各画素が四つのサブフレーム画像をタイミングＳＦ１乃至ＳＦ４それぞれにおいて順次表示させながら投影光の光路を順次シフトさせるように画素シフト素子１１１を駆動する。
換言すると、４ｗａｙシフトモードでは、入力画像から互いに異なる四つのサブフレーム画像が生成される。そして、画素シフト素子１１１を互いに異なる四つの位置に順次駆動しながらパネル１０５が生成された四つのサブフレーム画像を順次表示することで、四倍の高画素表示を行うことができる。

次に、ＷＱＨＤ（２５６０×１４４０）の入力画像をＦＨＤ（１９２０×１０８０）のパネル１０５で疑似的に投影する際の動作（以下、２ｗａｙシフトモード（第２のサブフレーム画像表示モード）と称する。）について説明する。

図４（ａ）は、ＷＱＨＤの入力画像に対して画像処理による変換を行うことで取得される八つの画素それぞれのデータを示している。
具体的には、図４（ａ）に示されている八つの画素は、二組の二行二列の画素が互いに斜め方向に距離Ｌだけシフトした関係で配置されている。
そして、不図示の画素も含めて二組の画素の総数がＷＱＨＤの入力画像の総画素数と略同一となっている。

また図４（ｂ）は、ＦＨＤのパネル１０５のうち二行二列の画素それぞれに表示されるデータをタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて示している。また図４（ｃ）は、画素シフト素子１１１に設けられている上部コイル２１１Ａ、左部コイル２１１Ｂ、下部コイル２１１Ｃ及び右部コイル２１１ＤそれぞれのタイミングＳＦ１及びＳＦ２における駆動プロファイルを示している。

本実施形態に係る投影装置５００における２ｗａｙシフトモードでは、まず上記のように、ＷＱＨＤの入力画像に対して画像処理による変換を行うことで図４（ａ）に示されているように配置されている各画素に表示する色（画像）が決定される。
そして、前述の４ｗａｙシフトモードと同様に、表示データ生成部１０３によるサブフレーム画像の生成と画素シフト素子１１１の駆動による投影光の光路の変更を行う。

すなわち、図４（ａ）に示されている変換画像に基づいて、図４（ｂ）に示されているように、表示データ生成部１０３によって生成されたサブフレーム画像がパネル１０５によってタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて表示される。
そして、パネル１０５がタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて二つのサブフレーム画像を順次表示する際に、図４（ｃ）に示されているように、画素シフト素子１１１が駆動されることで被投影面上における画素の投影位置が順次シフトされる。

具体的には、図４（ｃ）に示されているように、まずタイミングＳＦ１において上部コイル２１１Ａ及び左部コイル２１１Ｂが電流駆動されることで、パネル１０５を通過した投影光の光路を左上にシフトさせる。
これにより、図４（ａ）に示されている変換画像のうち１－１－１、１－２－１、２－１－１及び２－２－１の四つの画素をパネル１０５の四つの画素（１－１、１－２、２－１、２－２）で実効的に表示することができる。

次に、タイミングＳＦ２において下部コイル２１１Ｃ及び右部コイル２１１Ｄが電流駆動されることで、パネル１０５を通過した投影光の光路を右下にシフトさせる。
これにより、図４（ａ）に示されている変換画像のうち１－１－２、１－２－２、２－１－２及び２－２－２の四つの画素をパネル１０５の四つの画素（１－１、１－２、２－１、２－２）で実効的に表示することができる。
そして、次のタイミングではタイミングＳＦ１と同様の動作を行い、以降、上記を繰り返す。

以上のように、パネル１０５の各画素が二つのサブフレーム画像をタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて順次表示させながら投影光の光路を順次シフトさせるように画素シフト素子１１１を駆動する。
換言すると、２ｗａｙシフトモードでは、入力画像から互いに異なる二つのサブフレーム画像が生成される。そして、画素シフト素子１１１を互いに異なる二つの位置に順次駆動しながらパネル１０５が生成された二つのサブフレーム画像を順次表示することで、二倍の高画素表示を行うことができる。

次に、本実施形態に係る投影装置５００におけるシームレスモード（第１の画像表示モード）による画像表示について説明する。

図５（ａ）は、例えばＦＨＤの入力画像が第１のシームレスモードにおいて表示される際の八つの画素それぞれのデータを示している。
また図５（ｂ）は、第１又は第２のシームレスモードにおいてＦＨＤのパネル１０５のうち二行二列の画素それぞれに表示されるデータをタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて示している。
また図５（ｃ）は、例えばＦＨＤの入力画像が第２のシームレスモードにおいて表示される際の八つの画素それぞれのデータを示している。

本実施形態に係る投影装置５００におけるシームレスモードとは、画素間で発生するグリッドの視認を低減するために行われる画像表示モードである。

第１のシームレスモードでは、まずＦＨＤの入力画像が図５（ａ）に示されているように互いに斜め方向に距離０．５Ｌだけシフトした関係で配置されている二組の画素群それぞれで表示される。
すなわち、第１のシームレスモードではサブフレーム画像の生成は行わず、図５（ｂ）に示されているように、入力画像がパネル１０５によってタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて表示される。

そして、パネル１０５がタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて入力画像を表示する際に、図４（ｃ）に示されているように、画素シフト素子１１１が駆動されることで被投影面上における画素の投影位置が順次シフトされる。

具体的には、図４（ｃ）に示されているように、まずタイミングＳＦ１において上部コイル２１１Ａ及び左部コイル２１１Ｂが電流駆動されることで、パネル１０５を通過した投影光の光路を左上にシフトさせる。
これにより、図５（ａ）に示されている画像のうち１－１－１、１－２－１、２－１－１及び２－２－１の四つの画素をパネル１０５の四つの画素（１－１、１－２、２－１、２－２）で実効的に表示することができる。

次に、タイミングＳＦ２において下部コイル２１１Ｃ及び右部コイル２１１Ｄが電流駆動されることで、パネル１０５を通過した投影光の光路を右下にシフトさせる。
これにより、図５（ａ）に示されている画像のうち１－１－２、１－２－２、２－１－２及び２－２－２の四つの画素をパネル１０５の四つの画素（１－１、１－２、２－１、２－２）で実効的に表示することができる。
そして、次のタイミングではタイミングＳＦ１と同様の動作を行い、以降、上記を繰り返す。

以上のように、パネル１０５の各画素が入力画像をタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて表示させながら投影光の光路を順次シフトさせるように画素シフト素子１１１を駆動する。
換言すると、シームレスモードでは、画素シフト素子１１１を互いに異なる少なくとも二つの位置に順次駆動しながらパネル１０５が入力画像を表示することで、画素間で発生するグリッドの視認を低減することができる。

また第２のシームレスモードでは、まずＦＨＤの入力画像が図５（ｃ）に示されているように互いに斜め方向に距離０．７Ｌだけシフトした関係で配置されている二組の画素群それぞれで表示される。
すなわち、第２のシームレスモードではサブフレーム画像の生成は行わず、図５（ｂ）に示されているように、入力画像がパネル１０５によってタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて表示される。

そして、パネル１０５がタイミングＳＦ１及びＳＦ２それぞれにおいて入力画像を表示する際に、図４（ｃ）に示されているように、画素シフト素子１１１が駆動されることで被投影面上における画素の投影位置が順次シフトされる。

そして、第２のシームレスモードにおいても第１のシームレスモードと同様の動作を行うことで、画素間で発生するグリッドの視認をさらに低減することができる。

また本実施形態に係る投影装置５００では、画素シフト素子１１１を駆動させずにパネル１０５が入力画像を表示するノンシフトモード（第２の画像表示モード）も実行することができる。

以上のように、本実施形態に係る投影装置５００では、入力画像のフォーマットに応じて４ｗａｙシフトモード、２ｗａｙシフトモード、シームレスモード及びノンシフトモードのいずれかを選択して画像投影を行うことができる。

なお、本実施形態に係る投影装置５００における画素シフト素子１１１の駆動周波数（駆動速度）及びパネル１０５によるサブフレーム画像の表示周波数（表示速度）は、入力される画像信号の画像周波数に基づいて決定される。
すなわち、例えば画像信号の画像周波数が５０Ｈｚであるときには、４ｗａｙシフトモードにおける画素シフト素子１１１の駆動周波数及びパネル１０５によるサブフレーム画像の表示周波数は２００Ｈｚとなる。また、２ｗａｙシフトモードにおける画素シフト素子１１１の駆動周波数及びパネル１０５によるサブフレーム画像の表示周波数は１００Ｈｚとなる。

次に、本実施形態に係る投影装置５００における画像投影処理について説明する。
図６は、本実施形態に係る投影装置５００における画像投影処理のフローチャートを示している。

まずステップＳ１０１において、ＨＤＭＩ（登録商標）ポート、ディスプレイポート又はアナログボート等の入力部１０１に画像信号が入力され、その後に画像処理部１０２が入力部１０１から入力された画像信号のフォーマットを検出する。
次にステップＳ１０２において、入力画像の画素数がパネル１０５の画素数（ネイティブ表示画素と称されることもある）より多いか制御部１１３が判定を行う。なお以下では、パネル１０５の画素数はＦＨＤ（１９２０×１０８０）であるとする。

そして、入力画像の画素数が例えばＸＧＡ（１０２４×７６８）やＷＸＧＡ（１２８０×８００）、すなわちパネル１０５の画素数以下である場合には（ステップＳ１０２のＮｏ）、ステップＳ１０３に移行する。
ステップＳ１０３では、上述のシームレスモードによる画像投影を行うか判定を行う。

そして、例えば操作部１１２を介して予め第１又は第２のシームレスモードが選択されていた場合には（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、ステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４では、制御部１１３からの制御信号に基づいてシームレスモードによる画素シフト素子１１１の駆動処理が開始され、ステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５では、パネル１０５の解像度を上回る画像を実効的に投影するためのサブフレーム画像の生成は行わず、すなわち各サブフレーム画像は入力画像と同一の画像として生成される。
なおこのとき、ドットバイドットの表示設定が選択されていれば、パネル１０５のＦＨＤ（１９２０×１０８０）の画素のうち、入力画像の画素数、例えばＸＧＡ（１０２４×７６８）やＷＸＧＡ（１２８０×８００）の範囲のみを駆動して画像を表示する。

一方、フルスクリーンの表示設定が選択されていれば、パネル１０５のＦＨＤの表示エリア全体にわたってアスペクト比を維持しながら入力画像を拡大表示する。
このとき、フルスクリーンで表示するための画像データは、制御部１１３からの制御信号に基づいて入力画像信号を画像処理部１０２によってスケーリング処理することで生成される。
そして、上記に従って画像の表示を行った後、画像投影処理を終了する。

ステップＳ１０３に戻り、シームレスモードが選択されていない場合には（ステップＳ１０３のＮｏ）、ステップＳ１０６に移行する。
ステップＳ１０６ではノンシフトモードに基づいて画素シフト素子１１１を駆動停止状態に制御し、その後ステップＳ１０５に移行し、上記と同様の処理を行い、画像投影処理を終了する。

次にステップＳ１０２に戻り、入力画像の画素数がパネル１０５の画素数より多い場合には（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、ステップＳ１０７に移行する。
ステップＳ１０７では、入力画像の画素数が第１の所定の画素数以下であるか判定する。
なおここでいう第１の所定の画素数とは、パネル１０５の画素数の二倍、例えばＦＨＤ（１９２０×１０８０）の略二倍であるＷＱＨＤ（２５６０×１４４０）である。すなわちステップＳ１０７では、例えば入力画像の画素数がパネル１０５の画素数の二倍以下であるか判定する。

そして、入力画像の画素数が第１の所定の画素数以下である場合には（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、ステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０８では、制御部１１３からの制御信号に基づいて２ｗａｙシフトモードによる画素シフト素子１１１の駆動処理が開始され、ステップＳ１０９に移行する。
ステップＳ１０９では、制御部１１３からの制御信号に基づいて表示データ生成部１０３が上述の２ｗａｙシフトモードに応じたサブフレーム画像の生成を行う。
これにより、被投影面上にパネル１０５の解像度を実効的に上回る入力画像を投影することができる。そして、上記に従って画像の表示を行った後、画像投影処理を終了する。

次にステップＳ１０７に戻り、入力画像の画素数が第１の所定の画素数より多い場合には（ステップＳ１０７のＮｏ）、ステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ１１０では、入力画像の画素数が第２の所定の画素数以下であるか判定する。なおここでいう第２の所定の画素数とは、パネル１０５の画素数の四倍、例えばＦＨＤ（１９２０×１０８０）の四倍であるＵＨＤ（３８４０×２１６０）である。すなわちステップＳ１１０では、例えば入力画像の画素数がパネル１０５の画素数の四倍以下であるか判定する。

そして、入力画像の画素数が第２の所定の画素数以下である場合には（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、ステップＳ１１１に移行する。

ステップＳ１１１では、制御部１１３からの制御信号に基づいて４ｗａｙシフトモードによる画素シフト素子１１１の駆動処理が開始され、ステップＳ１１２に移行する。
ステップＳ１１２では、制御部１１３からの制御信号に基づいて表示データ生成部１０３が上述の４ｗａｙシフトモードに応じたサブフレーム画像の生成を行う。
これにより、被投影面にパネル１０５の解像度を実効的に上回る入力画像を投影することができる。そして、上記に従って画像の表示を行った後、画像投影処理を終了する。

次にステップＳ１１０に戻り、入力画像の画素数が第２の所定の画素数より多い場合には（ステップＳ１１０のＮｏ）、ステップＳ１１３に移行する。
ステップＳ１１３では、画像処理部１０２から例えば図８（ｄ）に示されているような「表示できないフォーマットです。」というＯＳＤ表示を行い、画像投影処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る投影装置５００は複数の画像投影モードを有しており、入力画像のフォーマットに応じて適正なシフト駆動を煩雑な設定を必要とすることなく自動的に行うことで、様々な解像度の画像を投影することができる。

［第二実施形態］
図７は、第二実施形態に係る投影装置における画像投影処理のフローチャートを示している。
なお第二実施形態に係る投影装置は、第一実施形態に係る投影装置５００と同一の構成であるため、同一の部材には同一の符番を付して説明を省略する。

まずステップＳ２０１において、ＨＤＭＩ（登録商標）ポート、ディスプレイポート又はアナログボート等の入力部１０１に画像信号が入力され、その後に画像処理部１０２が入力部１０１から入力された画像信号のフォーマットを検出する。
次にステップＳ２０２において、入力画像の画素数がパネル１０５の画素数より多いか制御部１１３が判定を行う。なお以下では、パネル１０５の画素数はＦＨＤ（１９２０×１０８０）であるとする。

そして、入力画像の画素数がパネル１０５の画素数以下である場合には（ステップＳ２０２のＮｏ）、ステップＳ２０３に移行する。
ステップＳ２０３では、例えば図８（ａ）に示されているような高解像度モード選択メニュー（設定画面）を、画像処理部１０２がデータを生成した後に不図示の表示部が表示し、ステップＳ２０４に移行する。
ステップＳ２０４では、高解像度モード選択メニューを介して高解像度モードが選択されたか判定を行う。

そして、高解像度モードが選択されなかった場合には（ステップＳ２０４のＮｏ）、ステップＳ２０５に移行する。
ステップＳ２０５では、例えば図８（ｂ）に示されているようなシームレスモード選択メニュー（設定画面）を、画像処理部１０２がデータを生成した後に不図示の表示部が表示し、ステップＳ２０６に移行する。
ステップＳ２０６では、シームレスモード選択メニューを介してシームレスモードが選択されたか判定を行う。

そして、シームレスモードが選択された場合には（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、ステップＳ２０７に移行する。
ステップＳ２０７では、制御部１１３からの制御信号に基づいて上述のシームレスモードによる画素シフト素子１１１の駆動処理が開始され、ステップＳ２０８に移行する。

ステップＳ２０８では、パネル１０５の解像度を上回る画像を実効的に投影するためのサブフレーム画像の生成は行わず、すなわち各サブフレーム画像は入力画像と同一の画像として生成される。
なおこのとき、ドットバイドットの表示設定が選択されていれば、パネル１０５の画素のうち、入力画像の画素数の範囲のみを駆動して画像を表示する。

一方、フルスクリーンの表示設定が選択されていれば、パネル１０５の表示エリア全体にわたってアスペクト比を維持しながら入力画像を拡大表示する。
このとき、フルスクリーンで表示するための画像データは、制御部１１３からの制御信号に基づいて入力画像信号を画像処理部１０２によってスケーリング処理することで生成される。
そして、上記に従って画像の表示を行った後、画像投影処理を終了する。

次にステップＳ２０６に戻り、シームレスモードが選択されていない場合には（ステップＳ２０６のＮｏ）、ステップＳ２０９に移行する。
ステップＳ２０９ではノンシフトモードに基づいて画素シフト素子１１１を駆動停止状態に制御し、その後ステップＳ２０８に移行し、上記と同様の処理を行い、画像投影処理を終了する。

次にステップＳ２０４に戻り、高解像度モードが選択された場合には（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、ステップＳ２１０に移行する。
ステップＳ２１０では、例えば図８（ｃ）に示されているような表示モード選択メニュー（設定画面）を、画像処理部１０２がデータを生成した後に不図示の表示部が表示し、ステップＳ２１１に移行する。

ステップＳ２１１では、表示モード選択メニューを介してフルスクリーンが選択されたか等倍が選択されたか判定を行い、等倍が選択された場合には、ステップＳ２１２に移行する。

ステップＳ２１２では、ステップＳ２０２と同様に、入力画像の画素数がパネル１０５の画素数より多いか制御部１１３が再度判定を行う。
そして、入力画像の画素数がパネル１０５の画素数より多い場合には（ステップＳ２１２のＹｅｓ）、ステップＳ２１３に移行する。

ステップＳ２１３では、制御部１１３からの制御信号に基づいて２ｗａｙシフトモードによる画素シフト素子１１１の駆動処理が開始され、ステップＳ２１４に移行する。
ステップＳ２１４では、制御部１１３からの制御信号に基づいて表示データ生成部１０３が上述の２ｗａｙシフトモードに応じたサブフレーム画像の作成を行う。
これにより、被投影面上にパネル１０５の解像度を実効的に上回る入力画像を投影することができる。そして、上記に従って画像の表示を行った後、画像投影処理を終了する。

次にステップＳ２１２に戻り、入力画像の画素数がパネル１０５の画素数以下である場合には（ステップＳ２１２のＮｏ）、ステップＳ２１５に移行する。
ステップＳ２１５では、第２のスケーリングを実行、すなわち入力画像に対して縦横それぞれの画素数で二倍、総画素数で四倍になるようにスケーリングを行い、ステップＳ２１６に移行する。
例えば入力画像のフォーマットがＦＨＤ（１９２０×１０８０）であればＵＨＤ（３８４０×２１６０）に、ＸＧＡ（１０２４×７６８）であればＱＸＧＡ（２０４８×１５３６）にスケーリングするように表示データが表示データ生成部１０３によって生成される。

ステップＳ２１６では、制御部１１３からの制御信号に基づいて４ｗａｙシフトモードによる画素シフト素子１１１の駆動処理が開始され、ステップＳ２１７に移行する。
ステップＳ２１７では、制御部１１３からの制御信号に基づいて表示データ生成部１０３が上述の４ｗａｙシフトモードに応じたサブフレーム画像の生成を行う。
これにより、被投影面にパネル１０５の解像度を実効的に上回る入力画像を投影することができる。そして、上記に従って画像の表示を行った後、画像投影処理を終了する。

次にステップＳ２１１に戻り、フルスクリーンが選択された場合には、ステップＳ２１８に移行する。
ステップＳ２１８では、第１のスケーリングを実行、すなわち入力画像をＵＨＤ（３８４０×２１６０）の解像度になるようにアップコンバートした後、ステップＳ２１６に移行する。
なおここでいうフルスクリーン表示のためのアップコンバートとは、入力画像をフォーマットに応じて縦方向又は横方向の表示領域における限界の比率までスケーリングすることを意味している。

そしてステップＳ２１６では、制御部１１３からの制御信号に基づいて４ｗａｙシフトモードによる画素シフト素子１１１の駆動処理が開始され、ステップＳ２１７に移行する。
ステップＳ２１７では、制御部１１３からの制御信号に基づいて表示データ生成部１０３が上述の４ｗａｙシフトモードに応じたサブフレーム画像の生成を行う。
これにより、被投影面にパネル１０５の解像度を実効的に上回る入力画像を投影することができる。そして、上記に従って画像の表示を行った後、画像投影処理を終了する。

次にステップＳ２０２に戻り、入力画像の画素数がパネル１０５の画素数より多い場合には（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、ステップＳ２１９に移行する。
ステップＳ２１９では、入力画像の画素数が第２の所定の画素数以下であるか判定する。
なおここでいう第２の所定の画素数とは、パネル１０５の画素数の四倍、すなわち例えばＦＨＤ（１９２０×１０８０）の四倍であるＵＨＤ（３８４０×２１６０）である。

そして、入力画像の画素数が第２の所定の画素数以下である場合には（ステップＳ２１９のＹｅｓ）、ステップＳ２１０に移行し、以降、上記と同様の動作を行う。
一方、入力画像の画素数が第２の所定の画素数より多い場合には（ステップＳ２１９のＮｏ）、ステップＳ２２０に移行する。

ステップＳ２２０では、画像処理部１０２から例えば図８（ｄ）に示されているような「表示できないフォーマットです。」というＯＳＤ表示を行い、画像投影処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る投影装置は複数の画像投影モードを有しており、入力画像のフォーマットに応じて様々な解像度の画像を投影することができる。
そしてその際に、本実施形態に係る投影装置では適正なシフト駆動の設定を、例えばユーザが選択することで簡単に決定するための表示を行うことができる。

以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、本実施形態に係る投影装置ではシームレスモードによる画像表示を上述の２ｗａｙシフトモードと類似の方法で行っているが、これに限らず４ｗａｙシフトモードと類似の方法で行ってもよい。
また、本実施形態に係る投影装置に設けられているパネル１０５の画素数はＦＨＤ（１９２０×１０８０）としているが、これに限られない。

また、上記では本実施形態に係る投影装置について説明したが、上記に示した投影装置を制御する方法、該方法を実施するためのプログラム、及び該プログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体も本実施形態の範囲に含まれる。

１０１ 入力部
１０２ 画像処理部（制御部）
１０３ 表示データ生成部（制御部）
１０５ パネル（表示素子）
１０９ 投影レンズ
１１０ 画素シフト素子駆動部
１１１ 画素シフト素子
５００ 投影装置

Claims (12)

1. 画像信号が入力される入力部と、
   該入力された画像信号の画素数を検出すると共に、該画像信号から画像を生成する制御部と、
   該生成された画像を表示する表示素子と、
   該表示素子上に表示されている前記画像からの光を被投影面上に導光する投影レンズと、
   前記被投影面上における前記画像の画素の位置をシフトさせる画素シフト素子と、
   該画素シフト素子を駆動する画素シフト素子駆動部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記検出された画素数に応じて複数のサブフレーム画像表示モードを含む複数の画像表示モードのうちの所定のサブフレーム画像表示モードに基づいて、前記画像信号からサブフレーム画像を生成し、前記画素シフト素子駆動部によって前記画素シフト素子を駆動させながら前記表示素子によって該生成されたサブフレーム画像を表示させることを特徴とする投影装置。
2. 前記複数の画像表示モードは、前記画像信号から互いに異なる四つのサブフレーム画像が生成され、前記画素シフト素子駆動部によって前記画素シフト素子が互いに異なる四つの位置に順次駆動されながら前記表示素子によって該生成された四つのサブフレーム画像が順次表示される第１のサブフレーム画像表示モードを含むことを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
3. 前記制御部は、前記検出された画像信号の画素数が前記表示素子の画素数の二倍より多く四倍以下であるときに前記第１のサブフレーム画像表示モードを選択することを特徴とする請求項２に記載の投影装置。
4. 前記複数の画像表示モードは、前記画像信号から互いに異なる二つのサブフレーム画像が生成され、前記画素シフト素子駆動部によって前記画素シフト素子が互いに異なる二つの位置に順次駆動されながら前記表示素子によって該生成された二つのサブフレーム画像が順次表示される第２のサブフレーム画像表示モードを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投影装置。
5. 前記制御部は、前記検出された画像信号の画素数が前記表示素子の画素数より多く二倍以下であるときに前記第２のサブフレーム画像表示モードを選択することを特徴とする請求項４に記載の投影装置。
6. 前記複数の画像表示モードは、前記画素シフト素子駆動部によって前記画素シフト素子が互いに異なる少なくとも二つの位置に順次駆動されながら前記表示素子によって前記画像が表示される第１の画像表示モードと、前記画素シフト素子を駆動させずに前記表示素子によって前記画像が表示される第２の画像表示モードとを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の投影装置。
7. 前記制御部は、前記検出された画像信号の画素数が前記表示素子の画素数以下であるときに、前記画像表示モードに関する設定に応じて前記第１の画像表示モード又は前記第２の画像表示モードを選択することを特徴とする請求項６に記載の投影装置。
8. 前記画像表示モードは、ユーザの選択に応じて決定されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の投影装置。
9. 前記画像表示モードに関する設定画面を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の投影装置。
10. 前記制御部は、前記画像信号の画像周波数に基づいて前記画素シフト素子の駆動速度及び前記サブフレーム画像の表示速度を決定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の投影装置。
11. 画像信号が入力される入力部と、該入力された画像信号から生成された画像を表示する表示素子と、該表示素子上に表示されている前記画像からの光を被投影面上に導光する投影レンズと、前記被投影面上における前記画像の画素の位置をシフトさせる画素シフト素子と、該画素シフト素子を駆動する画素シフト素子駆動部とを備える投影装置によって画像を投影する方法であって、
    前記画像信号の画素数を検出するステップと、
    該検出された画素数に応じて複数のサブフレーム画像表示モードを含む複数の画像表示モードのうちの所定のサブフレーム画像表示モードに基づいて、前記画像信号からサブフレーム画像を生成し、前記画素シフト素子駆動部によって前記画素シフト素子を駆動させながら前記表示素子によって該生成されたサブフレーム画像を表示させるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
12. 画像信号が入力される入力部と、該入力された画像信号から生成された画像を表示する表示素子と、該表示素子上に表示されている前記画像からの光を被投影面上に導光する投影レンズと、前記被投影面上における前記画像の画素の位置をシフトさせる画素シフト素子と、該画素シフト素子を駆動する画素シフト素子駆動部とを備える投影装置における画像投影をコンピュータに制御させるプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、
    前記画像信号の画素数を検出する工程と、
    該検出された画素数に応じて複数のサブフレーム画像表示モードを含む複数の画像表示モードのうちの所定のサブフレーム画像表示モードに基づいて、前記画像信号からサブフレーム画像を生成し、前記画素シフト素子駆動部によって前記画素シフト素子を駆動させながら前記表示素子によって該生成されたサブフレーム画像を表示させる工程と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体。

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