JP5509904B2 - projector - Google Patents

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  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、プロジェクター、特に画像のアスペクト比を変換させるプロジェクターの技術に関する。   The present invention relates to a technology of a projector, particularly a projector that converts an aspect ratio of an image.

プロジェクターには、表示させる画像(投写画像)の様式に応じて、様々なアスペクト比(縦横比)の画像信号が入力される。一方、プロジェクターが備える液晶パネル等の光変調素子のサイズは一定である。そこで、入力画像のアスペクト比と光変調素子のアスペクト比とが異なる場合に、投写画像のアスペクト比を変換させるアスペクト比変換光学系を設ける場合がある。   Image signals having various aspect ratios (aspect ratios) are input to the projector in accordance with the format of the image to be displayed (projected image). On the other hand, the size of a light modulation element such as a liquid crystal panel provided in the projector is constant. Therefore, an aspect ratio conversion optical system that converts the aspect ratio of the projected image may be provided when the aspect ratio of the input image is different from the aspect ratio of the light modulation element.

また、近年ではプロジェクターで表示させる投写画像のワイド化が進んでおり、例えば、アスペクト比が2.35:1であるシネマスコープや、アスペクト比が8:3や32:10である2画面表示といった画像表示も行われる。画像のワイド化に対応するために、上述したアスペクト比変換光学系を用いて、単純にアスペクト比を変換しただけでは、入力画像の画素数よりも投写画像の画素数が不足して、十分な解像度で画像を表示することが難しいという問題がある。   In recent years, the projection image displayed by a projector has been widened. For example, a cinema scope having an aspect ratio of 2.35: 1 and a two-screen display having an aspect ratio of 8: 3 or 32:10. Image display is also performed. To cope with the widening of the image, simply converting the aspect ratio using the above-described aspect ratio conversion optical system, the number of pixels of the projected image is insufficient compared to the number of pixels of the input image. There is a problem that it is difficult to display an image at a resolution.

そこで、例えば特許文献1には、投写画像の各画素に対して「4点画素ずらし」を行う画素ずらしユニットを備えることで、画素密度を高密度化させて投写画像の解像度を向上させる技術が開示されている。   Thus, for example, Patent Document 1 discloses a technique for improving the resolution of the projected image by increasing the pixel density by providing a pixel shifting unit that performs “four-point pixel shifting” for each pixel of the projected image. It is disclosed.

特開2007−316240号公報JP 2007-316240 A

しかしながら、特許文献1に開示のものは、「4点画素ずらし」によって、投写画像の解像度を向上させているものの、アスペクト比の変換率に関わらず、画一的なずらし量で画素ずらしを行っている。したがって、アスペクト比の変換倍率によっては、入力画像で要求する画素数と実際の投写画像の画素数とが異なってしまう場合がある。入力画像の画素数と投写画像の画素数との違いにより、入力画像で要求された解像度を投写画像において得ることができないという問題がある。   However, although the one disclosed in Patent Document 1 improves the resolution of the projected image by “four-point pixel shift”, the pixel shift is performed with a uniform shift amount regardless of the conversion ratio of the aspect ratio. ing. Therefore, depending on the aspect ratio conversion magnification, the number of pixels required in the input image may differ from the number of pixels in the actual projected image. Due to the difference between the number of pixels of the input image and the number of pixels of the projection image, there is a problem that the resolution required for the input image cannot be obtained in the projection image.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、アスペクト比の変換倍率に応じて、適切な解像度で画像を表示させることのできるプロジェクターを提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a projector capable of displaying an image with an appropriate resolution according to a conversion magnification of an aspect ratio.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光源部から射出される光を用いて被照射面に投写画像を表示させるプロジェクターであって、光源部から射出された光を入力画像に応じて変調する光変調素子と、光変調素子で変調された光が入射し、入力画像のアスペクト比に応じて投写画像のアスペクト比を光学的に変換するアスペクト比変換部と、投写画像の画素をずらす画素ずらし部と、アスペクト比変換部によるアスペクト比の変換倍率に基づいて画素のずらし量を算出する算出部と、画素ずらし部を制御して、ずらし量に基づいて画素をずらさせる制御部と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a projector for displaying a projection image on an irradiated surface using light emitted from a light source unit, and the light emitted from the light source unit is A light modulation element that modulates according to the input image, an aspect ratio conversion unit that receives light modulated by the light modulation element, and optically converts the aspect ratio of the projection image according to the aspect ratio of the input image, and projection A pixel shift unit that shifts the pixels of the image, a calculation unit that calculates a pixel shift amount based on the aspect ratio conversion magnification by the aspect ratio conversion unit, and a pixel shift unit that controls the pixel shift unit to shift the pixel based on the shift amount And a control unit for causing the controller to operate.

アスペクト比の変換倍率に基づくずらし量で画素をずらすので、アスペクト比の変換倍率に応じて画素密度の高密度化を図ることができる。したがって、アスペクト比の変換倍率に応じた適切な解像度で画像を表示させることができる。   Since the pixel is shifted by the shift amount based on the aspect ratio conversion magnification, the pixel density can be increased according to the aspect ratio conversion magnification. Therefore, an image can be displayed with an appropriate resolution according to the conversion ratio of the aspect ratio.

また、本発明の好ましい態様としては、光変調素子に変調された光を被照射面に向けて投写する投写光学系をさらに有し、画素ずらし部は、投写光学系に含まれることが望ましい。画素ずらし部を投写レンズに予め一体化しておくことで、投写レンズを取り付けるだけで、画素ずらし部の取り付け、位置決めを行うことができるようになり、プロジェクターの組立て工程を簡素化することができる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is preferable that the projection optical system further includes a projection optical system that projects the light modulated by the light modulation element toward the irradiated surface, and the pixel shift unit is included in the projection optical system. By integrating the pixel shifting unit with the projection lens in advance, the pixel shifting unit can be mounted and positioned simply by mounting the projection lens, and the assembly process of the projector can be simplified.

また、本発明の好ましい態様としては、入力画像のアスペクト比を判別するアスペクト比判別部をさらに有し、算出部は、入力画像のアスペクト比に基づいて変換倍率を算出することが望ましい。入力画像のアスペクト比に基づいて変換倍率を算出するので、入力画像のアスペクト比に応じた適切な解像度で画像を表示させることができる。   In addition, as a preferable aspect of the present invention, it is preferable that an aspect ratio determination unit that determines the aspect ratio of the input image is further included, and the calculation unit calculates the conversion magnification based on the aspect ratio of the input image. Since the conversion magnification is calculated based on the aspect ratio of the input image, the image can be displayed with an appropriate resolution corresponding to the aspect ratio of the input image.

また、本発明の好ましい態様としては、入力画像のアスペクト比を入力する入力部をさらに有し、アスペクト比判別部は、入力部からの入力結果に基づいて入力画像のアスペクト比を判別することが望ましい。ユーザーの入力に基づいてアスペクト比が判別されるので、ユーザーの意図に沿った画像表現が可能となる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the image processing apparatus further includes an input unit that inputs an aspect ratio of the input image, and the aspect ratio determination unit can determine the aspect ratio of the input image based on an input result from the input unit. desirable. Since the aspect ratio is determined based on the user's input, it is possible to express an image in accordance with the user's intention.

また、本発明の好ましい態様としては、アスペクト比変換部は、投写画像のアスペクト比を設定する設定部を備え、アスペクト比判別部は、設定部により設定されたアスペクト比に基づいて入力画像のアスペクト比を判別することが望ましい。例えば、ユーザーが被照射面を見ながら直感的にアスペクト比を設定できるので、操作性の向上を図ることができる。また、直感的に設定されたアスペクト比に応じた適切な解像度で画像を表示させることができる。   In a preferred aspect of the present invention, the aspect ratio conversion unit includes a setting unit that sets the aspect ratio of the projected image, and the aspect ratio determination unit determines the aspect ratio of the input image based on the aspect ratio set by the setting unit. It is desirable to determine the ratio. For example, since the user can intuitively set the aspect ratio while looking at the irradiated surface, the operability can be improved. In addition, an image can be displayed with an appropriate resolution according to an intuitively set aspect ratio.

また、本発明の好ましい態様としては、算出部は、入力画像のアスペクト比をxi:yiとし、光変調素子のアスペクト比である変調側アスペクト比をxo:yoとし、アスペクト比変換部による横方向へのアスペクト比の横変換倍率をamxとし、アスペクト比変換部による縦方向へのアスペクト比の縦変換倍率をamyとした場合に、画素ずらし部による横方向への画素のずらし量nx、縦方向への画素のずらし量nyを以下の式に基づいて算出することが望ましい。
nx=1/amx
ny=1/amy
ただし、
amx=xi/xo
amy=yi/yo
As a preferred aspect of the present invention, the calculation unit sets the aspect ratio of the input image to xi: yi, sets the modulation-side aspect ratio, which is the aspect ratio of the light modulation element, to xo: yo, and performs the horizontal direction by the aspect ratio conversion unit. When the horizontal conversion magnification of the aspect ratio to ax is set to amx and the vertical conversion magnification of the aspect ratio in the vertical direction by the aspect ratio conversion unit is set to amy, the pixel shift amount nx in the horizontal direction by the pixel shift unit, the vertical direction It is desirable to calculate the pixel shift amount ny with respect to
nx = 1 / amx
ny = 1 / amy
However,
amx = xi / xo
amy = yi / yo

アスペクト比の変換倍率が入力画像のアスペクト比に基づいて算出され、その変換倍率に基づいて画素のずらし量が算出されるので、入力画像のアスペクト比に応じた解像度で画像を表示させることができる。   Since the conversion ratio of the aspect ratio is calculated based on the aspect ratio of the input image and the pixel shift amount is calculated based on the conversion ratio, the image can be displayed with a resolution corresponding to the aspect ratio of the input image. .

また、本発明の好ましい態様としては、制御部は、横変換倍率amxが2以上である場合には、算出されたずらし量nxの値に関わらず画素ずらし部による横方向への画素のずらし量を1/2とし、縦変換倍率amが2以上である場合には、算出されたずらし量nの値に関わらず画素ずらし部による縦方向への画素のずらし量を1/2とすることが望ましい。画素のずらし量を1/2とした場合に、そのずらした方向に画素密度を2倍に高密度化することができる。また、縦横ともに画素密度を2倍以上に高密度化することは難しい。したがって、変換倍率が2倍以上となった場合であっても、画素ずらし量が1/2とされれば、可能な範囲で最大に高密度化された解像度で画像を表示させることができる。
As a preferred aspect of the present invention, when the horizontal conversion magnification ratio amx is 2 or more, the control unit shifts the pixel in the horizontal direction by the pixel shift unit regardless of the value of the calculated shift amount nx. was 1/2, if the vertical conversion ratio am y is 2 or more, the shift amount of the pixel in the vertical direction and half by the pixel shifting unit regardless of the value of the shift amount n y calculated It is desirable. When the pixel shift amount is halved, the pixel density can be doubled in the shifted direction. In addition, it is difficult to increase the pixel density twice or more both vertically and horizontally. Therefore, even when the conversion magnification is twice or more, if the pixel shift amount is halved, an image can be displayed with a resolution that is maximized in the possible range.

また、本発明の好ましい態様としては、算出部は、横軸に対して画素をずらす角度θ、および角度θでの画素のずらし量nxyを、以下の式に基づいて算出することが望ましい。
θ=atan(ny/nx)

Figure 0005509904
As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the calculation unit calculates an angle θ for shifting the pixel with respect to the horizontal axis and a pixel shift amount nxy at the angle θ based on the following equations.
θ = atan (ny / nx)
Figure 0005509904

例えば、画素ずらし部として1枚のミラーで一括して画素ずらしを行う場合には、角度θとその方向への画素のずらし量nxyを算出することで、ミラーに円滑な動作をさせやすくなる。   For example, when pixel shifting is performed collectively with a single mirror as the pixel shifting unit, it is easy to make the mirror operate smoothly by calculating the angle θ and the pixel shift amount nxy in that direction.

本発明の実施例1に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to a first embodiment of the invention. ウォブリング素子を拡大した図であって、X軸に沿って見た側面図である。It is the figure which expanded the wobbling element, Comprising: It is the side view seen along the X-axis. ウォブリング素子を拡大した図であって、Y軸に沿って見た平面図である。It is the figure which expanded the wobbling element, Comprising: It is the top view seen along the Y-axis. アスペクト比変換部をY−Z平面に平行な面で切断した横断面図である。It is the cross-sectional view which cut | disconnected the aspect-ratio conversion part by the surface parallel to a YZ plane. アスペクト比変換部をZ−X平面に平行な面で切断した平面断面図である。It is the plane sectional view which cut | disconnected the aspect-ratio conversion part by the surface parallel to ZX plane. 画像処理部の詳細な構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the detailed structure of an image process part. 画素ずらしによる画素の高密度化について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the high density of the pixel by pixel shifting. 画素ずらしによる画素の高密度化について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the high density of the pixel by pixel shifting. 画素ずらしによる画素の高密度化について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the high density of the pixel by pixel shifting. 本発明の実施例1の変形例1に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projector which concerns on the modification 1 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例2に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projector which concerns on the modification 2 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例3に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projector which concerns on the modification 3 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projector which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projector which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projector which concerns on Example 4 of this invention.

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

<プロジェクターの構成について>
図1は、本発明の実施例1に係るプロジェクター1の概略構成を示す。プロジェクター1は、不図示のスクリーンへ光を投写し、スクリーンで反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクターである。プロジェクター1は、光源装置2、駆動部6、画像処理部8を有して大略構成される。なお、本願の実施例の説明において、Z軸は、投写レンズ48の中心軸に平行な軸である。Y軸は、Z軸に直交する軸である。X軸は、Y軸およびZ軸に直交する軸である。Z軸の矢印の方向は、投写レンズ48から不図示の被照射面へ向かう方向を表す。各軸の矢印方向を正の方向とし、その逆方向を負の方向とする。また、本願の実施例において、X軸を横軸ともいい、X軸に沿った方向を横方向という。また、Y軸を縦軸ともいい、Y軸に沿った方向を縦方向という。
<About the projector configuration>
FIG. 1 shows a schematic configuration of a projector 1 according to a first embodiment of the invention. The projector 1 is a front projection type projector that projects light onto a screen (not shown) and observes an image by observing light reflected on the screen. The projector 1 has a light source device 2, a drive unit 6, and an image processing unit 8 and is roughly configured. In the description of the embodiment of the present application, the Z axis is an axis parallel to the central axis of the projection lens 48. The Y axis is an axis orthogonal to the Z axis. The X axis is an axis orthogonal to the Y axis and the Z axis. The direction of the arrow on the Z axis represents the direction from the projection lens 48 toward the irradiated surface (not shown). The arrow direction of each axis is a positive direction, and the opposite direction is a negative direction. In the embodiment of the present application, the X axis is also referred to as a horizontal axis, and the direction along the X axis is referred to as a horizontal direction. The Y axis is also referred to as the vertical axis, and the direction along the Y axis is referred to as the vertical direction.

光源装置2は、例えば超高圧水銀ランプ等の発光管(図示せず)を備え、赤色(R)光、緑色(G)光、青色(B)光を含む光を光学エンジン4に向けて射出する。なお、光源装置2は、LEDなどの半導体光源を用いたものでもよい。光学エンジン4は、各種レンズや光学素子を備えて、光源装置2から射出された光を、被照射面に向けて投写させる。   The light source device 2 includes an arc tube (not shown) such as an ultrahigh pressure mercury lamp, for example, and emits light including red (R) light, green (G) light, and blue (B) light toward the optical engine 4. To do. The light source device 2 may use a semiconductor light source such as an LED. The optical engine 4 includes various lenses and optical elements, and projects the light emitted from the light source device 2 toward the irradiated surface.

凹レンズ31は、光源装置2から射出した光を平行化させる。第1インテグレーターレンズ32および第2インテグレーターレンズ33は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第1インテグレーターレンズ32は、凹レンズ31からの光束を複数に分割する。第1インテグレーターレンズ32の各レンズ素子は、凹レンズ31からの光束を第2インテグレーターレンズ33のレンズ素子近傍にて集光させる。第2インテグレーターレンズ33のレンズ素子は、第1インテグレーターレンズ32のレンズ素子の像を空間光変調装置上に形成する。   The concave lens 31 collimates the light emitted from the light source device 2. The first integrator lens 32 and the second integrator lens 33 have a plurality of lens elements arranged in an array. The first integrator lens 32 divides the light flux from the concave lens 31 into a plurality of parts. Each lens element of the first integrator lens 32 condenses the light beam from the concave lens 31 in the vicinity of the lens element of the second integrator lens 33. The lens element of the second integrator lens 33 forms an image of the lens element of the first integrator lens 32 on the spatial light modulator.

2つのインテグレーターレンズ32、33を経た光は、偏光変換素子34にて特定の振動方向の直線偏光に変換される。重畳レンズ35は、第1インテグレーターレンズ32の各レンズ素子の像を空間光変調装置上で重畳させる。第1インテグレーターレンズ32、第2インテグレーターレンズ33および重畳レンズ35は、光源装置2からの光の強度分布を空間光変調装置上にて均一化させる。重畳レンズ35からの光は、第1ダイクロイックミラー36に入射する。第1ダイクロイックミラー36は、R光を反射し、G光およびB光を透過させる。第1ダイクロイックミラー36へ入射したR光は、第1ダイクロイックミラー36、反射ミラー37でそれぞれ光路が折り曲げられ、R光用フィールドレンズ38Rへ入射する。R光用フィールドレンズ38Rは、反射ミラー37からのR光を平行化し、R光用空間光変調装置39Rへ入射させる。   The light that has passed through the two integrator lenses 32 and 33 is converted into linearly polarized light in a specific vibration direction by the polarization conversion element 34. The superimposing lens 35 superimposes the image of each lens element of the first integrator lens 32 on the spatial light modulator. The first integrator lens 32, the second integrator lens 33, and the superimposing lens 35 make the light intensity distribution from the light source device 2 uniform on the spatial light modulator. Light from the superimposing lens 35 enters the first dichroic mirror 36. The first dichroic mirror 36 reflects R light and transmits G light and B light. The R light incident on the first dichroic mirror 36 has its optical path bent by the first dichroic mirror 36 and the reflection mirror 37, and is incident on the R light field lens 38R. The R light field lens 38R collimates the R light from the reflection mirror 37 and makes it incident on the R light spatial light modulator 39R.

R光用空間光変調装置39Rは、入力画像に応じてR光を変調可能な空間光変調装置であって、所定の画素数、所定のアスペクト比で構成される透過型液晶表示装置である。なお、空間光変調装置のアスペクト比とは、光を変調可能な有効領域の縦横比である。本実施例では、各画素の縦横比が1:1であり、画素数の縦横比(解像度)とアスペクト比とが一致する。R光用空間光変調装置39Rに設けられた不図示の液晶パネルは、2つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。R光用空間光変調装置39Rで変調されたR光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム40へ入射する。   The spatial light modulator 39R for R light is a spatial light modulator that can modulate R light according to an input image, and is a transmissive liquid crystal display device configured with a predetermined number of pixels and a predetermined aspect ratio. The aspect ratio of the spatial light modulator is an aspect ratio of an effective area where light can be modulated. In this embodiment, the aspect ratio of each pixel is 1: 1, and the aspect ratio (resolution) of the number of pixels matches the aspect ratio. A liquid crystal panel (not shown) provided in the R light spatial light modulator 39R encloses a liquid crystal layer for modulating light according to an image signal between two transparent substrates. The R light modulated by the R light spatial light modulator 39R is incident on the cross dichroic prism 40 which is a color synthesis optical system.

第1ダイクロイックミラー36を透過したG光およびB光は、第2ダイクロイックミラー41へ入射する。第2ダイクロイックミラー41は、G光を反射し、B光を透過させる。第2ダイクロイックミラー41へ入射したG光は、第2ダイクロイックミラー41で光路が折り曲げられ、G光用フィールドレンズ38Gへ入射する。G光用フィールドレンズ38Gは、第2ダイクロイックミラー41からのG光を平行化し、G光用空間光変調装置39Gへ入射させる。G光用空間光変調装置39Gは、入力画像に応じてR光を変調可能な空間光変調装置であって、所定の画素数、所定のアスペクト比で構成される透過型液晶表示装置である。G光用空間光変調装置39Gで変調されたG光は、クロスダイクロイックプリズム40のうちR光が入射する面とは異なる面へ入射する。   The G light and B light transmitted through the first dichroic mirror 36 enter the second dichroic mirror 41. The second dichroic mirror 41 reflects G light and transmits B light. The G light incident on the second dichroic mirror 41 has its optical path bent by the second dichroic mirror 41 and is incident on the G light field lens 38G. The G light field lens 38G collimates the G light from the second dichroic mirror 41 and makes it incident on the G light spatial light modulator 39G. The G light spatial light modulation device 39G is a spatial light modulation device capable of modulating R light in accordance with an input image, and is a transmissive liquid crystal display device having a predetermined number of pixels and a predetermined aspect ratio. The G light modulated by the G light spatial light modulator 39G is incident on a different surface of the cross dichroic prism 40 from the surface on which the R light is incident.

第2ダイクロイックミラー41を透過したB光は、リレーレンズ42を透過した後、反射ミラー43での反射により光路が折り曲げられる。反射ミラー43からのB光は、さらにリレーレンズ44を透過した後、反射ミラー45での反射により光路が折り曲げられ、B光用フィールドレンズ38Bへ入射する。R光の光路およびG光の光路よりもB光の光路が長いことから、空間光変調装置における照明倍率を他の色光と等しくするために、B光の光路には、リレーレンズ42、44を用いるリレー光学系が採用されている。   The B light transmitted through the second dichroic mirror 41 is transmitted through the relay lens 42, and then the optical path is bent by reflection at the reflection mirror 43. The B light from the reflection mirror 43 further passes through the relay lens 44, and then the optical path is bent by reflection by the reflection mirror 45, and enters the B light field lens 38B. Since the optical path of the B light is longer than the optical path of the R light and the optical path of the G light, relay lenses 42 and 44 are provided in the optical path of the B light in order to make the illumination magnification in the spatial light modulator equal to that of other color lights. The relay optical system to be used is adopted.

B光用フィールドレンズ38Bは、反射ミラー45からのB光を平行化し、B光用空間光変調装置39Bへ入射させる。B光用空間光変調装置39Bは、入力画像に応じてR光を変調可能な空間光変調装置であって、所定の画素数、所定のアスペクト比で構成される透過型液晶表示装置である。B光用空間光変調装置39Bで変調されたB光は、クロスダイクロイックプリズム40のうちR光が入射する面、G光が入射する面とは異なる面へ入射する。   The B light field lens 38B collimates the B light from the reflection mirror 45 and makes it incident on the B light spatial light modulator 39B. The B light spatial light modulation device 39B is a spatial light modulation device capable of modulating R light in accordance with an input image, and is a transmissive liquid crystal display device having a predetermined number of pixels and a predetermined aspect ratio. The B light modulated by the B light spatial light modulator 39B is incident on a surface of the cross dichroic prism 40 different from the surface on which the R light is incident and the surface on which the G light is incident.

クロスダイクロイックプリズム40は、互いに略直交する2つのダイクロイック膜46、47を有する。第1ダイクロイック膜46は、R光を反射し、G光およびB光を透過させる。第2ダイクロイック膜47は、B光を反射し、R光およびG光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム40は、それぞれ異なる方向から入射したR光、G光およびB光を合成し、ウォブリング素子(画素ずらし部)50の方向へ射出する。   The cross dichroic prism 40 has two dichroic films 46 and 47 that are substantially orthogonal to each other. The first dichroic film 46 reflects R light and transmits G light and B light. The second dichroic film 47 reflects B light and transmits R light and G light. The cross dichroic prism 40 combines the R light, G light, and B light incident from different directions, and emits them in the direction of the wobbling element (pixel shift unit) 50.

図2−1は、ウォブリング素子50を拡大した図であって、X軸に沿って見た側面図である。図2−2は、ウォブリング素子50を拡大した図であって、Y軸に沿って見た平面図である。ウォブリング素子50は、第1平行平板51と第2平行平板52を備える。第1平行平板51および第2平行平板52には、透光性の材料、例えばガラスが用いられる。第1平行平板51および第2平行平板52は、光の入射面と出射面とが平行になっている。   FIG. 2A is an enlarged view of the wobbling element 50, and is a side view seen along the X axis. FIG. 2B is an enlarged view of the wobbling element 50, and is a plan view seen along the Y axis. The wobbling element 50 includes a first parallel flat plate 51 and a second parallel flat plate 52. For the first parallel flat plate 51 and the second parallel flat plate 52, a translucent material, for example, glass is used. In the first parallel plate 51 and the second parallel plate 52, the light incident surface and the light exit surface are parallel to each other.

第1平行平板51は、回転軸51aを中心に回転可能とされている。図2−1に示すように、第1平行平板51の角度を変化させることで、第1平行平板51に入射した光線を、Y軸に平行な方向(縦方向)にシフトさせることができる。第2平行平板52は、回転軸52aを中心に回転可能とされている。図2−2に示すように、第2平行平板52の角度を変化させることで、第2平行平板52に入射した光線を、X軸に平行な方向(横方向)にシフトさせることができる。ウォブリング素子50を透過した光は、投写レンズ48に入射する。ウォブリング素子50によって、横方向および縦方向に光線をシフトさせることで、後述するように、投写画像において画素をずらすことができる。投写レンズ48は、複数のレンズを備えて構成され、入射した光を被照射面に向けて拡大投写する。   The first parallel flat plate 51 is rotatable around a rotation shaft 51a. As shown in FIG. 2A, by changing the angle of the first parallel plate 51, the light beam incident on the first parallel plate 51 can be shifted in a direction (longitudinal direction) parallel to the Y axis. The second parallel flat plate 52 is rotatable about a rotation shaft 52a. As illustrated in FIG. 2B, by changing the angle of the second parallel plate 52, the light beam incident on the second parallel plate 52 can be shifted in a direction (lateral direction) parallel to the X axis. The light transmitted through the wobbling element 50 enters the projection lens 48. By shifting the light beam in the horizontal direction and the vertical direction by the wobbling element 50, the pixels in the projected image can be shifted as will be described later. The projection lens 48 includes a plurality of lenses, and magnifies and projects incident light toward the irradiated surface.

図3−1は、アスペクト比変換部54をY−Z平面に平行な面で切断した横断面図である。図3−2は、アスペクト比変換部をZ−X平面に平行な面で切断した平面断面図である。アスペクト比変換部54は、投写レンズの後段に設けられ、投写レンズ48から被照射面に向けて拡大投写された光が入射する。   FIG. 3A is a cross-sectional view of the aspect ratio converter 54 cut along a plane parallel to the YZ plane. FIG. 3B is a cross-sectional plan view of the aspect ratio conversion section cut along a plane parallel to the ZX plane. The aspect ratio conversion unit 54 is provided at the subsequent stage of the projection lens, and receives light that is enlarged and projected from the projection lens 48 toward the irradiated surface.

アスペクト比変換部54は、投写レンズ48から投写された光が入射する位置に設けられている。アスペクト比変換部54は、第1のレンズ群L1と第2のレンズ群L2を有している。第1のレンズ群L1は、平面断面(一断面)において正のパワーを有する。第2のレンズ群L2は、平面断面(一断面)において正のパワーを有する。また、第1のレンズ群L1および第2のレンズ群L2は、横断面においてはパワーを持たない。レンズ群L1およびレンズ群L2は、少なくとも1のレンズを有して構成される。本実施例では、レンズ群L1およびレンズ群L2は、説明の簡単のために、平面断面と横断面とで曲率の異なる1のレンズで構成されたもので説明する。第1のレンズ群L1は、平面断面において光の入射面と出射面の両面が凸面となっているが、横断面における両面の曲率は無限大となっている。第2のレンズ群L2は、平面断面において光の入射面と出射面の両面が凹面となっているが、横断面における両面の曲率は無限大となっている。   The aspect ratio conversion unit 54 is provided at a position where light projected from the projection lens 48 enters. The aspect ratio conversion unit 54 includes a first lens group L1 and a second lens group L2. The first lens unit L1 has positive power in a plane cross section (one cross section). The second lens unit L2 has a positive power in a planar cross section (one cross section). The first lens group L1 and the second lens group L2 have no power in the cross section. The lens group L1 and the lens group L2 are configured to include at least one lens. In the present embodiment, the lens group L1 and the lens group L2 will be described as being composed of one lens having different curvatures in a plane cross section and a cross section for the sake of simplicity. In the first lens unit L1, both the light incident surface and the light exit surface are convex in the plane cross section, but the curvature of both surfaces in the cross section is infinite. In the second lens unit L2, both the light incident surface and the light exit surface are concave in the plane cross section, but the curvature of both surfaces in the cross section is infinite.

両レンズ群L1,L2のうち、第2のレンズ群L2は、光軸に沿って平行に移動可能とされている。なお、以下、第1のレンズ群L1から投写レンズ48方向に離れた側を広角側といい、第1のレンズ群L1に近い側を望遠側という。アスペクト比変換部54はアフォーカル光学系となっており、第2のレンズ群L2が広角側に配置されている場合と望遠側に配置されている場合のどちらも、第1のレンズ群L1と第2のレンズ群L2とはアフォーカルな関係となる。   Of the two lens groups L1 and L2, the second lens group L2 is movable in parallel along the optical axis. Hereinafter, the side away from the first lens unit L1 in the direction of the projection lens 48 is referred to as the wide-angle side, and the side close to the first lens unit L1 is referred to as the telephoto side. The aspect ratio conversion unit 54 is an afocal optical system, and the second lens group L2 is arranged with the first lens group L1 both when it is arranged on the wide-angle side and when it is arranged on the telephoto side. It has an afocal relationship with the second lens unit L2.

アスペクト比変換部54は、第2のレンズ群L2の位置を広角側に移動させたり、望遠側に移動させたりすることで、投写画像の横幅を変更することができる。したがって、アスペクト比変換部54の第2のレンズ群L2の位置によって、投写画像のアスペクト比が変換される。例えば、第2のレンズ群L2が広角側に配置された状態で、アスペクト比が4:3で表示される画像を、第2のレンズ群L2を望遠側に移動させることで、アスペクト比が8:3の二画面表示で表示させることができる。また、第2のレンズ群L2の位置を様々に変えることで、様々なアスペクト比に対応することができる。なお、投写画像の高さを変更できるような構成で両レンズ群L1,L2を配置しても構わない。   The aspect ratio converter 54 can change the horizontal width of the projected image by moving the position of the second lens unit L2 to the wide-angle side or the telephoto side. Therefore, the aspect ratio of the projected image is converted depending on the position of the second lens unit L2 of the aspect ratio conversion unit 54. For example, when the second lens unit L2 is arranged on the wide-angle side, an image displayed with an aspect ratio of 4: 3 is moved to the telephoto side so that the aspect ratio is 8 : Can be displayed in a three-screen display. In addition, by changing the position of the second lens unit L2, various aspect ratios can be handled. Both lens groups L1 and L2 may be arranged in such a configuration that the height of the projected image can be changed.

駆動部6は、光変調素子駆動部61、ウォブリング素子駆動部62、レンズ群駆動部63を備える。光変調素子駆動部61は、後述する画像処理部8からの指令に基づいて、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bを駆動し、画像信号に応じた光の変調を行わせる。ウォブリング素子駆動部62は、画像処理部8からの指令に基づいて、ウォブリング素子50を構成する第1平行平板51および第2平行平板52を、回転軸51a,52aを中心に所定角度回転させる。レンズ群駆動部63は、画像処理部8からの指令に基づいて、第2レンズ群L2を広角側に移動させたり、望遠側に移動させたりする。   The driving unit 6 includes a light modulation element driving unit 61, a wobbling element driving unit 62, and a lens group driving unit 63. The light modulation element driving unit 61 drives each of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for light based on a command from the image processing unit 8 described later, and modulates light according to the image signal. Based on a command from the image processing unit 8, the wobbling element driving unit 62 rotates the first parallel plate 51 and the second parallel plate 52 constituting the wobbling element 50 by a predetermined angle about the rotation shafts 51a and 52a. The lens group driving unit 63 moves the second lens group L2 to the wide angle side or to the telephoto side based on a command from the image processing unit 8.

図4は、画像処理部の詳細な構成を説明するためのブロック図である。画像処理部8は、入力された画像信号に応じて、光変調素子駆動部61、ウォブリング素子駆動部62およびレンズ群駆動部63に指令を送り、各光用空間光変調装置39R,39G,39B、ウォブリング素子50および第2レンズ群L2を制御する。画像処理部8は、判別部81、演算制御回路82、スケーラー83を備える。画像処理部8による各制御については、後に詳述する。   FIG. 4 is a block diagram for explaining a detailed configuration of the image processing unit. The image processing unit 8 sends commands to the light modulation element driving unit 61, the wobbling element driving unit 62, and the lens group driving unit 63 in accordance with the input image signal, and the spatial light modulation devices 39R, 39G, and 39B for each light. The wobbling element 50 and the second lens unit L2 are controlled. The image processing unit 8 includes a determination unit 81, an arithmetic control circuit 82, and a scaler 83. Each control by the image processing unit 8 will be described in detail later.

<画素のずらし量の算出について>
次に、画像処理部8による、投写画像における画素のずらし量の算出について説明する。なお、画素のずらし量の算出の説明では、入力画像の解像度(入力側解像度)を640×240とし、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bの解像度(変調側解像度)を320×240とする。すなわち、入力画像のアスペクト比は8:3であり、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bのアスペクト比は4:3となる。なお、入力画像のアスペクト比とは、入力画像の縦横比である。本実施例では、入力画像を構成する各画素の縦横比は1:1であり、画素数の縦横比(解像度)とアスペクト比とが一致する。
<Calculation of pixel shift amount>
Next, calculation of the pixel shift amount in the projected image by the image processing unit 8 will be described. In the description of calculation of the pixel shift amount, the resolution of the input image (input side resolution) is 640 × 240, and the resolution (modulation side resolution) of each of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for light is 320 × 240. And That is, the aspect ratio of the input image is 8: 3, and the aspect ratio of each of the light spatial light modulators 39R, 39G, and 39B is 4: 3. The aspect ratio of the input image is the aspect ratio of the input image. In this embodiment, the aspect ratio of each pixel constituting the input image is 1: 1, and the aspect ratio (resolution) of the number of pixels matches the aspect ratio.

判別部81は、入力された画像信号から入力側解像度を判別する解像度判別部として機能する。また、判別部81は、入力された画像信号から入力画像のアスペクト比を判別するアスペクト比判別部として機能する。判別部81は、判別した入力側解像度およびアスペクト比を示す信号を演算制御回路82に送信する。また、判別部81は、入力された画像信号をスケーラー83に向けて転送する。   The determination unit 81 functions as a resolution determination unit that determines the input-side resolution from the input image signal. The determination unit 81 functions as an aspect ratio determination unit that determines the aspect ratio of the input image from the input image signal. The determination unit 81 transmits a signal indicating the determined input-side resolution and aspect ratio to the arithmetic control circuit 82. Also, the determination unit 81 transfers the input image signal toward the scaler 83.

演算制御回路82は、入力画像のアスペクト比をxi:yiとし、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bの解像度の比である変調装置のアスペクト比をxo:yoとした場合に、アスペクト比変換部54による横方向へのアスペクト比の横変換倍率amx、およびアスペクト比変換部54による縦方向へのアスペクト比の縦変換倍率amyを以下の数式(1),(2)に基づいて算出する。
amx=xi/xo (1)
amy=yi/yo (2)
When the aspect ratio of the input image is xi: yi and the aspect ratio of the modulator, which is the ratio of the resolutions of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B, is set to xo: yo, the arithmetic control circuit 82 The horizontal conversion magnification ratio amx of the aspect ratio in the horizontal direction by the ratio conversion section 54 and the vertical conversion magnification ratio amy of the aspect ratio in the vertical direction by the aspect ratio conversion section 54 are calculated based on the following formulas (1) and (2). To do.
amx = xi / xo (1)
amy = yi / yo (2)

また、演算制御回路82は、ウォブリング素子50による横方向への画素ずらし量nx、すなわち、第2平行平板52による光線のシフト量を、以下の数式(3)に基づいて算出する。
nx=1/amx (3)
The arithmetic control circuit 82 calculates the pixel shift amount nx in the horizontal direction by the wobbling element 50, that is, the light beam shift amount by the second parallel plate 52 based on the following mathematical formula (3).
nx = 1 / amx (3)

また、演算制御回路82は、ウォブリング素子50による縦方向への画素ずらし量ny、すなわち、第1平行平板51による光線のシフト量を、以下の数式(4)に基づいて算出する。
ny=1/amy (4)
Further, the arithmetic control circuit 82 calculates the pixel shift amount ny in the vertical direction by the wobbling element 50, that is, the light beam shift amount by the first parallel plate 51 based on the following formula (4).
ny = 1 / amy (4)

本説明では、amx=8/4=2、amy=3/3=1となり、nx=1/2、ny=1となる。なお、nxおよびnyの単位は画素である。すなわち、nx=1/2、ny=1となる場合には、被照射面において、投写画像を形成する画素を、横方向に1/2画素ずらし、縦方向に1画素ずらすことを意味する。また、amx=2、amy=1である場合には、入力画像が要求する精細さで画像を投写するためには、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bの画素数を横方向に2倍にする必要があることを意味する。なお、変調側解像度や、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bのアスペクト比は、プロジェクター1に固有の値であり、これらの情報はプロジェクター1に予め保持されている。   In this description, amx = 8/4 = 2, amy = 3/3 = 1, nx = 1/2, and ny = 1. The unit of nx and ny is a pixel. That is, when nx = 1/2 and ny = 1, it means that the pixels forming the projected image are shifted by 1/2 pixel in the horizontal direction and 1 pixel in the vertical direction on the irradiated surface. When amx = 2 and amy = 1, the number of pixels of each of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for light is set in the horizontal direction in order to project an image with the fineness required by the input image. It means that it needs to be doubled. Note that the modulation-side resolution and the aspect ratio of each of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for light are values unique to the projector 1, and these pieces of information are stored in the projector 1 in advance.

また、演算制御回路82は、算出したnxおよびnyに基づいて、ウォブリング素子駆動部62に対して指令を送出し、第1平行平板51および第2平行平板52を初期状態から所定角度だけ回転させて、画素ずらしを実行させる。この画素ずらしは、後述するスケーラー83が行うスケーリングにおける時分割の周期に従って行われる。すなわち、各平行平板51,52の回転が行われた次の周期で、各平行平板51,52の初期状態への復帰が行われ、次の周期で再度、各平行平板51,52の回転が行われる。なお、変換倍率が1となった縦方向については、入力画像の画素数と各光用空間光変調装置39R,39G,39Bの画素数とが一致している。また、1画素の画素ずらしでは、単純に画素が重なるにすぎない。したがって、変換倍率が1となった方向、すなわちnxまたはnyの値が1となる方向には、後述する画素密度の高密度化を行う必要がない。そのため、演算制御回路82は、変換倍率が1となる方向には画素ずらしは行わせない。   The arithmetic control circuit 82 also sends a command to the wobbling element driving unit 62 based on the calculated nx and ny, and rotates the first parallel plate 51 and the second parallel plate 52 by a predetermined angle from the initial state. The pixel shift is executed. This pixel shift is performed according to a time division cycle in scaling performed by a scaler 83 described later. That is, the parallel plates 51 and 52 are returned to the initial state in the next cycle in which the parallel plates 51 and 52 are rotated, and the parallel plates 51 and 52 are rotated again in the next cycle. Done. In the vertical direction where the conversion magnification is 1, the number of pixels of the input image and the number of pixels of each of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for light coincide with each other. In addition, shifting pixels by one pixel simply overlaps the pixels. Therefore, it is not necessary to increase the pixel density to be described later in the direction in which the conversion magnification is 1, that is, the direction in which the value of nx or ny is 1. Therefore, the arithmetic control circuit 82 does not shift the pixels in the direction in which the conversion magnification is 1.

また、演算制御回路82は、入力画像のアスペクト比に応じたアスペクト比で、被照射面に投写画像を投写するために、レンズ群駆動部63に対して指令を送出し、第2レンズ群L2を適切な位置に移動させる。また、演算制御回路82は、算出した変換倍率を示す情報をスケーラー83に送信する。   In addition, the arithmetic control circuit 82 sends a command to the lens group driving unit 63 to project a projection image on the irradiated surface with an aspect ratio corresponding to the aspect ratio of the input image, and the second lens group L2. Move to the appropriate position. In addition, the arithmetic control circuit 82 transmits information indicating the calculated conversion magnification to the scaler 83.

スケーラー83は、入力画像を、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bのアスペクト比に圧縮するとともに、時分割で2種類の画像信号に分けてスケーリングを行う。時分割の周期は、1/24秒以下であることが望ましい。スケーラー83は、光変調素子駆動部61に指令を送出し、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bを駆動させて、スケーリングされた画像信号に応じた光の変調を行わせる。スケーリングによって生成された画像信号に基づいて表示される2種類の画像は、時分割の周期分ずれたタイミングで表示される。また、上記2種類の画像は、上述した画素ずらしによって、互いにnx、ny画素分だけずれた位置で被照射面に表示されることとなる。   The scaler 83 compresses the input image to the aspect ratio of each of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for light and performs scaling by dividing the input image into two types of image signals in a time division manner. The time division period is preferably 1/24 seconds or less. The scaler 83 sends a command to the light modulation element driving unit 61 to drive each of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for light, and to modulate light according to the scaled image signal. Two types of images displayed on the basis of the image signal generated by scaling are displayed at a timing shifted by a time division period. The two types of images are displayed on the irradiated surface at positions shifted from each other by nx and ny pixels due to the pixel shift described above.

<解像度の向上(画素密度の高密度化)について>
次に、アスペクト比の変換倍率に応じた解像度の向上(画素密度の高密度化)について説明する。図5〜図7は、画素ずらしによる画素の高密度化について説明するための図である。まず、図5を用いて、投写画像の各画素を横方向に1/2画素ずらした場合の画素の高密度化について説明する。すなわち、画素のずらし量がnx=1/2、ny=1で、縦横の変換倍率がamx=2、amy=1の場合の画素密度の高密度化について説明する。なお、この変換倍率は、画素のずらし量の算出で説明した場合と同じ変換倍率である。なお、図5では、投写画像を構成する画素のうち、一部の画素のみを示し、それ以外の画素を省略している。図5で示す画素のうち、(a)は画素ずらしを行う前の画素を示し、(b)は画素ずらしを行った状態の画素を示し、(c)は、(a),(b)で示す画素が擬似的に合成された状態を模式的に示すものである。
<Improvement of resolution (higher pixel density)>
Next, an explanation will be given on the improvement of resolution (higher pixel density) according to the conversion ratio of the aspect ratio. 5 to 7 are diagrams for explaining pixel density increase by pixel shifting. First, with reference to FIG. 5, a description will be given of the increase in density of pixels when each pixel of the projected image is shifted by 1/2 pixel in the horizontal direction. That is, the pixel density increase when the pixel shift amount is nx = 1/2 and ny = 1 and the vertical and horizontal conversion magnifications are amx = 2 and amy = 1 will be described. This conversion magnification is the same as the conversion magnification described in the calculation of the pixel shift amount. In FIG. 5, only some of the pixels constituting the projected image are shown, and the other pixels are omitted. Among the pixels shown in FIG. 5, (a) shows a pixel before pixel shifting, (b) shows a pixel in a state where pixel shifting has been performed, and (c) shows (a) and (b). FIG. 2 schematically shows a state in which pixels shown are synthesized in a pseudo manner.

図5(a)で示す画素と、図5(b)で示す画素は、異なるタイミングで表示されるものであるが、スケーリングにおける時分割の周期が非常に短いため、視聴者の視覚上で両方の画素は重畳されて認識される。上述したスケーラー83が行うスケーリングによって、図5(a)で示す画素領域10には「C+D」の成分で画素が表示され、画素領域11には「A+B」の成分で画素が表示される。また、図5(b)で示す画素領域12には「D+A」の成分で画素が表示され、画素領域13には「B+E」の成分で画素が表示される。   The pixel shown in FIG. 5 (a) and the pixel shown in FIG. 5 (b) are displayed at different timings. However, since the period of time division in scaling is very short, both are visually perceived by the viewer. These pixels are superimposed and recognized. By the scaling performed by the scaler 83 described above, pixels are displayed with the component “C + D” in the pixel region 10 shown in FIG. 5A, and pixels are displayed with the component “A + B” in the pixel region 11. 5B, pixels are displayed with a component “D + A”, and pixels are displayed with a component “B + E” in the pixel region 13.

図5(a)で示す画素と、図5(b)で示す画素が擬似的に合成されることで、図5(c)で示すような画素として視聴者に認識される。より具体的には、仮想画素領域14には、画素領域11に表示される成分の1/2の成分と、画素領域12に表示される成分の1/2の成分とが重畳される。したがって、仮想画素領域14に表示される成分は、「A/2+B/2+D/2+A/2=A+B/2+D/2」となる。このように、仮想画素領域14では、成分「A」が最も強く認識されるため、仮想画素領域14を擬似的に「A」の成分が表示される画素とすることができる。   By artificially synthesizing the pixel shown in FIG. 5A and the pixel shown in FIG. 5B, the viewer recognizes the pixel as shown in FIG. 5C. More specifically, a ½ component of the component displayed in the pixel region 11 and a ½ component of the component displayed in the pixel region 12 are superimposed on the virtual pixel region 14. Therefore, the component displayed in the virtual pixel area 14 is “A / 2 + B / 2 + D / 2 + A / 2 = A + B / 2 + D / 2”. As described above, since the component “A” is recognized most strongly in the virtual pixel region 14, the virtual pixel region 14 can be a pixel in which the component “A” is displayed in a pseudo manner.

同様に、仮想画素領域15に表示される成分は、「A/2+B/2+B/2+E/2=B+A/2+E/2」となる。このように、仮想画素領域15では、成分「B」が最も強く認識されるため、仮想画素領域15を擬似的に「B」の成分が表示される画素とすることができる。   Similarly, the component displayed in the virtual pixel area 15 is “A / 2 + B / 2 + B / 2 + E / 2 = B + A / 2 + E / 2”. Thus, since the component “B” is recognized most strongly in the virtual pixel area 15, the virtual pixel area 15 can be a pixel in which the component “B” is displayed in a pseudo manner.

図5(c)に示すように、仮想画素領域14と仮想画素領域15とで、元の1画素分の大きさとなっている。すなわち、仮想画素領域14と仮想画素領域15とで、元の1画素分の領域に対して、擬似的に2画素の表示を行うこととなり、画素の高密度化を図ることができる。このように、横方向に1/2画素分の画素ずらしを行うことで、横方向に画素密度を2倍に高密度化することができる。すなわち、横変換倍率amx=2に応じて画素密度も2倍に高密度化されたこととなる。なお、縦方向に1/2画素分の画素ずらしを行えば、縦方向に画素密度を2倍に高密度化することができる。   As shown in FIG. 5C, the virtual pixel region 14 and the virtual pixel region 15 have the size of the original one pixel. In other words, the virtual pixel region 14 and the virtual pixel region 15 display two pixels in a pseudo manner with respect to the original one pixel region, so that the pixel density can be increased. In this way, by shifting the pixels by 1/2 pixel in the horizontal direction, the pixel density can be doubled in the horizontal direction. That is, the pixel density is doubled according to the lateral conversion magnification amx = 2. In addition, if pixel shift of 1/2 pixel is performed in the vertical direction, the pixel density can be doubled in the vertical direction.

次に、図6を用いて、投写画像の各画素を横方向に2/3画素ずらした場合の画素の高密度化について説明する。すなわち、画素ずらし量がnx=2/3、ny=1で、縦横の変換倍率がamx=1.5、amy=1の場合の画素密度の高密度化について説明する。なお、図6では、投写画像を構成する画素のうち、一部の画素のみを示し、それ以外の画素を省略している。図6で示す画素のうち、(a)は画素ずらしを行う前の画素を示し、(b)は画素ずらしを行った状態の画素を示し、(c)は、(a),(b)で示す画素が擬似的に合成された状態を模式的に示すものである。   Next, with reference to FIG. 6, description will be given of pixel density increase when each pixel of the projected image is shifted by 2/3 pixel in the horizontal direction. That is, the pixel density increase when the pixel shift amount is nx = 2/3, ny = 1, and the vertical and horizontal conversion magnifications are amx = 1.5 and amy = 1 will be described. In FIG. 6, only some of the pixels constituting the projected image are shown, and the other pixels are omitted. Among the pixels shown in FIG. 6, (a) shows a pixel before pixel shifting, (b) shows a pixel in a state where pixel shifting has been performed, and (c) shows (a) and (b). FIG. 2 schematically shows a state in which pixels shown are synthesized in a pseudo manner.

図6(a)で示す画素と、図6(b)で示す画素は、異なるタイミングで表示されるものであるが、スケーリングにおける時分割の周期が非常に短いため、視聴者の視覚上で両方の画素は重畳されて認識される。上述したスケーラー83が行うスケーリングによって、図6(a)で示す画素領域16には「2D+E」の成分で画素が表示され、画素領域17には「2A+B」の成分で画素が表示され、画素領域18には「B+2C」の成分で画素が表示される。また、図6(b)で示す画素領域19には「E+2A」の成分で画素が表示され、画素領域20には「2B+C」の成分で画素が表示され、画素領域21には「C+2D」の成分で画素が表示される。   The pixel shown in FIG. 6 (a) and the pixel shown in FIG. 6 (b) are displayed at different timings. However, since the period of time division in scaling is very short, both are visually perceived by the viewer. These pixels are superimposed and recognized. By the scaling performed by the scaler 83 described above, the pixel is displayed with the component “2D + E” in the pixel region 16 illustrated in FIG. 6A, and the pixel is displayed with the component “2A + B” in the pixel region 17. In 18, a pixel is displayed with a component of “B + 2C”. 6B, the pixel is displayed with the component “E + 2A”, the pixel is displayed with the component “2B + C” in the pixel region 20, and the pixel region 21 has “C + 2D”. Pixels are displayed by component.

図6(a)で示す画素と、図6(b)で示す画素が擬似的に合成されることで、図6(c)で示すような画素として視聴者に認識される。より具体的には、仮想画素領域22には、画素領域17に表示される成分の2/3の成分と、画素領域19に表示される成分の2/3の成分とが重畳される。したがって、仮想画素領域22に表示される成分は、「(2A+B)×2/3+(E+2A)×2/3=8A/3+2B/3+2E/3」となる。このように、仮想画素領域22では、成分「A」が最も強く認識されるため、仮想画素領域22を擬似的に「A」の成分が表示される画素とすることができる。   By synthesizing the pixels shown in FIG. 6A and the pixels shown in FIG. 6B, the viewer recognizes the pixels as shown in FIG. 6C. More specifically, in the virtual pixel area 22, 2/3 of the components displayed in the pixel area 17 and 2/3 of the components displayed in the pixel area 19 are superimposed. Therefore, the component displayed in the virtual pixel area 22 is “(2A + B) × 2/3 + (E + 2A) × 2/3 = 8A / 3 + 2B / 3 + 2E / 3”. Thus, since the component “A” is recognized most strongly in the virtual pixel region 22, the virtual pixel region 22 can be a pixel in which the component “A” is displayed in a pseudo manner.

同様に、仮想画素領域23に表示される成分は、「(2A+B)×1/3+(B+2C)×1/3+(2B+C)×2/3=2A/3+6B/3+4C/3」となる。このように、仮想画素領域23では、成分「B」が最も強く認識されるため、仮想画素領域23を擬似的に「B」の成分が表示される画素とすることができる。   Similarly, the component displayed in the virtual pixel area 23 is “(2A + B) × 1/3 + (B + 2C) × 1/3 + (2B + C) × 2/3 = 2A / 3 + 6B / 3 + 4C / 3”. Thus, since the component “B” is recognized most strongly in the virtual pixel region 23, the virtual pixel region 23 can be a pixel in which the component “B” is displayed in a pseudo manner.

同様に、仮想画素領域24に表示される成分は、「(B+2C)×2/3+(2B+C)×1/3+(C+2D)×1/3=4B/3+6C/3+2D/3」となる。このように、仮想画素領域24では、成分「C」が最も強く認識されるため、仮想画素領域24を擬似的に「C」の成分が表示される画素とすることができる。   Similarly, the component displayed in the virtual pixel area 24 is “(B + 2C) × 2/3 + (2B + C) × 1/3 + (C + 2D) × 1/3 = 4B / 3 + 6C / 3 + 2D / 3”. Thus, since the component “C” is recognized most strongly in the virtual pixel region 24, the virtual pixel region 24 can be a pixel in which the component “C” is displayed in a pseudo manner.

図6(c)に示すように、仮想画素領域22,23,24で、元の2画素分の大きさとなっている。すなわち、仮想画素領域22,23,24で、元の2画素分の領域に対して、擬似的に3画素の表示を行うこととなり、画素の高密度化を図ることができる。このように、横方向に2/3画素分の画素ずらしを行うことで、横方向に画素密度を1.5倍に高密度化することができる。すなわち、横変換倍率amx=1.5に応じて画素密度も1.5倍に高密度化されたこととなる。なお、縦方向に2/3画素分の画素ずらしを行えば、縦方向に画素密度を1.5倍に高密度化することができる。   As shown in FIG. 6C, the virtual pixel regions 22, 23, and 24 have the same size as the original two pixels. That is, in the virtual pixel regions 22, 23, and 24, three pixels are displayed in a pseudo manner with respect to the original two pixel regions, so that the density of the pixels can be increased. In this way, by shifting the pixels by 2/3 pixels in the horizontal direction, the pixel density in the horizontal direction can be increased by 1.5 times. That is, the pixel density is increased to 1.5 times in accordance with the lateral conversion magnification amx = 1.5. Note that if the pixel shift of 2/3 pixels is performed in the vertical direction, the pixel density can be increased by 1.5 times in the vertical direction.

ここで、横変換倍率amxがamx>2となった場合には、画素ずらし量nxは、0<nx<1/2となるが、横方向の画素密度は2倍以上に高密度化されない。したがって、演算制御回路82は、横変換倍率amxがamx>2となった場合には、画素密度の高密度化が最大となるように、画素ずらし量nxをnx=1/2として、ウォブリング素子駆動部62に指令を送出する。縦変換倍率amyについても同様の理由により、amy>2となった場合には、演算制御回路82は、画素ずらし量nyをny=1/2として、ウォブリング素子駆動部62に指令を送出する。   Here, when the horizontal conversion magnification ratio amx becomes amx> 2, the pixel shift amount nx becomes 0 <nx <1/2, but the pixel density in the horizontal direction is not increased more than twice. Therefore, the arithmetic control circuit 82 sets the pixel shift amount nx to nx = 1/2 so that the pixel density is maximized when the lateral conversion magnification amx is amx> 2, and sets the pixel shift amount nx to ½. A command is sent to the drive unit 62. For the same reason for the vertical conversion magnification ratio amy, when amy> 2, the arithmetic control circuit 82 sets the pixel shift amount ny to ny = 1/2 and sends a command to the wobbling element driving unit 62.

図5および図6では、横方向のみに画素ずらしを行ったが、入力画像のアスペクト比と各光用空間光変調装置39R,39G,39Bのアスペクト比とによって、すなわち得られた横変換倍率amx,縦変換倍率amy,横方向への画素ずらし量nx,縦方向への画素ずらし量nyによっては、縦方向に画素ずらしを行ってもよい。   5 and 6, the pixel shift is performed only in the horizontal direction. However, depending on the aspect ratio of the input image and the aspect ratios of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for each light, that is, the obtained horizontal conversion magnification amx Depending on the vertical conversion magnification ratio amy, the pixel shift amount nx in the horizontal direction, and the pixel shift amount ny in the vertical direction, the pixel shift may be performed in the vertical direction.

このように、変換倍率に応じて画素をずらすことで、空間光変調装置の解像度を高密度化せずに、簡単な構成で擬似的に画素密度を高密度化できるので、空間光変調装置やプロジェクターの小型化を図ることができる。   In this way, by shifting the pixels according to the conversion magnification, the pixel density can be increased in a pseudo configuration with a simple configuration without increasing the resolution of the spatial light modulation device. Miniaturization of the projector can be achieved.

なお、判別部81(解像度判別部)で得られた入力側解像度とプロジェクター1に予め保持されている変調側解像度との差によっては、上述のアスペクト比変換のための画素ずらしの他に、図7に示すように、縦方向および横方向の両方向に画素ずらしを行ってもよい。縦横両方向への画素ずらしにより、図7(c)に示すように、縦横両方向への画素密度の高密度化を図ることができる。なお、本説明では、投写画像の一部について説明したが、投写画像の全体を解析した上でスケーリングを行うことで、画像全体で高密度化が図られた高精細な投写画像を得ることができる。   Depending on the difference between the input-side resolution obtained by the discriminating unit 81 (resolution discriminating unit) and the modulation-side resolution previously held in the projector 1, in addition to the above-described pixel shift for aspect ratio conversion, FIG. As shown in FIG. 7, pixel shifting may be performed in both the vertical direction and the horizontal direction. By shifting the pixels in both the vertical and horizontal directions, the pixel density in both the vertical and horizontal directions can be increased as shown in FIG. In this description, a part of the projected image has been described. However, by performing scaling after analyzing the entire projected image, it is possible to obtain a high-definition projected image in which the density of the entire image is increased. it can.

<画素形状の復元について>
図5や図6に示すように、画素ずらしを行うことで、画素形状が変形してしまう場合がある。図5、図6では、略正方形の正方画素が、画素ずらしを行うことで、擬似的に長方形の長方画素に変形している。ここで、本実施例では、アスペクト比の変換倍率に応じた
ずらし量で画素ずらしを行うことで、擬似的に入力画像の画素密度と、投写画像の画素密度を一致させている。したがって、アスペクト比変換部54によって、投写画像のアスペクト比を入力画像のアスペクト比と一致させれば、変形した画素形状が被照射面上で復元されることとなる。このように、本実施例では画一的な画素の高密度化ではなくアスペクト比の変換倍率に応じて画素の高密度化を図っているので、高密度化された画素の画素形状の復元がなされ、適切な形状の画素を用いて、高精細な画像を被照射面に表示させることができる。
<Restoring the pixel shape>
As shown in FIGS. 5 and 6, the pixel shape may be deformed by performing pixel shifting. In FIGS. 5 and 6, a substantially square square pixel is transformed into a rectangular rectangular pixel by performing pixel shifting. Here, in the present embodiment, the pixel density of the input image and the pixel density of the projected image are made to coincide with each other by performing pixel shift with a shift amount corresponding to the conversion ratio of the aspect ratio. Therefore, if the aspect ratio of the projected image is matched with the aspect ratio of the input image by the aspect ratio conversion unit 54, the deformed pixel shape is restored on the irradiated surface. As described above, in this embodiment, the pixel density is increased according to the conversion ratio of the aspect ratio rather than the uniform pixel density increase, so that the pixel shape of the higher density pixel is restored. Thus, a high-definition image can be displayed on the irradiated surface using pixels having an appropriate shape.

このように、アスペクト比変換部54により、投写画像のアスペクト比を変換できるので、入力画像のワイド化に合わせて空間光変調素子をワイド化せずに済むので、照明効率の向上や、既存の空間光変調素子と共通化によるコスト削減を図ることができる。   Thus, since the aspect ratio of the projected image can be converted by the aspect ratio conversion unit 54, it is not necessary to widen the spatial light modulation element in accordance with the widening of the input image. Cost reduction can be achieved by sharing the spatial light modulator.

なお、画素ずらしにおける画素ずらし量は、以下の数式(5),(6)に基づいて演算制御回路82によって算出されてもよい。
nx=1−(1/amx) (5)
ny=1−(1/amy) (6)
Note that the pixel shift amount in the pixel shift may be calculated by the arithmetic control circuit 82 based on the following formulas (5) and (6).
nx = 1- (1 / amx) (5)
ny = 1- (1 / amy) (6)

ここで、数式(3),(4)に基づいて算出される画素ずらし量は、1>nx,ny≧1/2となる。一方、数式(5),(6)に基づいて算出される画素ずらし量は、1/2≧nx,ny>0となる。このように、数式(5),(6)に基づいて算出された画素ずらし量は、数式(3),(4)に基づいて算出された画素ずらし量以下となるため、ウォブリング素子50を構成する第1平行平板51と第2平行平板52の回転角度を小さくすることができる。これにより、ウォブリング素子駆動部62の負荷を軽減することができるとともに、ウォブリング素子50の高速駆動や、構成の簡素化を図ることができる。   Here, the pixel shift amounts calculated based on Equations (3) and (4) are 1> nx and ny ≧ 1/2. On the other hand, the pixel shift amount calculated based on the equations (5) and (6) is 1/2 ≧ nx, ny> 0. As described above, the pixel shift amount calculated based on the formulas (5) and (6) is equal to or less than the pixel shift amount calculated based on the formulas (3) and (4), and thus the wobbling element 50 is configured. Thus, the rotation angle of the first parallel plate 51 and the second parallel plate 52 can be reduced. As a result, the load on the wobbling element driving unit 62 can be reduced, and the wobbling element 50 can be driven at a high speed and the configuration can be simplified.

また、本実施例では、画素ずらし量を、横方向と縦方向で別々に算出しているが、これに限られず、画素をずらす方向と、画素ずらし量とを算出するように構成してもよい。例えば、画素をずらす方向と横軸(X軸)とがなす角度θを以下の数式(7)によって算出し、そのずらし量nxyを以下の数式(8)によって算出してもよい(図7も参照)。
θ=atan(ny/nx) (7)
In this embodiment, the pixel shift amount is calculated separately in the horizontal direction and the vertical direction. However, the present invention is not limited to this, and the pixel shift amount and the pixel shift amount may be calculated. Good. For example, the angle θ formed by the pixel shifting direction and the horizontal axis (X axis) may be calculated by the following formula (7), and the shift amount nxy may be calculated by the following formula (8) (also in FIG. 7). reference).
θ = atan (ny / nx) (7)

Figure 0005509904
Figure 0005509904

本実施例で示したウォブリング素子50のように、横方向に画素をずらす要素(第2平行平板52)と、縦方向に画素をずらす要素(第1平行平板51)とを、別々に備える構成ではなく、例えば、1枚のミラーを用いて一括して画素ずらしを行う場合には、上述したように画素をずらす角度θとそのずらし量を算出することで、ミラーに円滑な動作をさせやすくなる。   As in the wobbling element 50 shown in the present embodiment, a configuration in which an element for shifting pixels in the horizontal direction (second parallel plate 52) and an element for shifting pixels in the vertical direction (first parallel plate 51) are provided separately. Instead, for example, when pixel shifting is performed collectively using a single mirror, it is easy to make the mirror operate smoothly by calculating the angle θ and the amount of shifting the pixel as described above. Become.

図8は、本発明の実施例1の変形例1に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。本変形例1では、ウォブリング素子50が投写レンズ48に組み込まれている。このようにウォブリング素子50を投写レンズ48に一体化することで、プロジェクター1の組立時の、ウォブリング素子50の位置決めを容易にすることができる。   FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to the first modification of the first embodiment of the present invention. In the first modification, the wobbling element 50 is incorporated in the projection lens 48. By integrating the wobbling element 50 into the projection lens 48 in this way, the positioning of the wobbling element 50 can be facilitated when the projector 1 is assembled.

図9は、本発明の実施例1の変形例2に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。本変形例2では、ウォブリング素子50を投写レンズ48の後段側に配置している。このような構成であれば、ウォブリング素子50を備えていない一般的なプロジェクターであっても、空間光変調装置の駆動を倍速にし、ウォブリング素子50を投写レンズ48の後段側に配置すれば、画素密度の高密度化を図ることができる。   FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to the second modification of the first embodiment of the invention. In the second modification, the wobbling element 50 is disposed on the rear stage side of the projection lens 48. With such a configuration, even in a general projector that does not include the wobbling element 50, if the driving of the spatial light modulator is doubled and the wobbling element 50 is arranged on the rear stage side of the projection lens 48, the pixel The density can be increased.

図10は、本発明の実施例1の変形例3に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。本変形例3では、プロジェクター1が、投写レンズ48よりも前段で中間像を結像させるリレー光学系90を備えており、ウォブリング素子50はその中間像部分に配置されている。このように構成することで、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bでの映像光を、確実にウォブリング素子50で光路変更することができ、高精細な映像が得やすくなる。   FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to the third modification of the first embodiment of the present invention. In the third modification, the projector 1 includes a relay optical system 90 that forms an intermediate image before the projection lens 48, and the wobbling element 50 is disposed in the intermediate image portion. With this configuration, it is possible to reliably change the optical path of the image light from each of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for light by the wobbling element 50, and it becomes easy to obtain a high-definition image.

図11は、本発明の実施例2に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。実施例1と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例2に係るプロジェクター100は、ユーザーが入力画像のアスペクト比を入力できる入力部92を備える。入力部92は、例えばテンキーで構成されて、ユーザーが任意の数値を入力できるものであってもよい。また、入力部92は複数のスイッチから構成され、予め定められたアスペクト比が各スイッチに対応付けられており、その複数のスイッチを操作することでユーザーが解像度を選択できるものであってもよい。この構成では、判別部81は、入力部92から入力された入力結果に基づいて入力画像のアスペクト比を判別する。また、演算制御回路82は、入力部92で入力されたアスペクト比に基づいて、アスペクト比の変換倍率amx,amyや、画素のずらし量nx,nyを算出する。より具体的には、数式(1)〜(4)において、入力画像のアスペクト比と各光用空間光変調装置39R,39G,39Bのアスペクト比とを適用して算出すればよい。   FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of the projector according to the second embodiment of the invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The projector 100 according to the second embodiment includes an input unit 92 that allows a user to input an aspect ratio of an input image. The input unit 92 may be configured with a numeric keypad, for example, and the user can input an arbitrary numerical value. The input unit 92 may be composed of a plurality of switches, a predetermined aspect ratio is associated with each switch, and the user can select a resolution by operating the plurality of switches. . In this configuration, the determination unit 81 determines the aspect ratio of the input image based on the input result input from the input unit 92. Further, the arithmetic control circuit 82 calculates the aspect ratio conversion magnifications amx and amy and the pixel shift amounts nx and ny based on the aspect ratio input by the input unit 92. More specifically, in the formulas (1) to (4), the aspect ratio of the input image and the aspect ratios of the spatial light modulators 39R, 39G, and 39B for light may be applied.

このように構成することで、ユーザーが画像信号を強制的に変化させたいときや、入力画像として2画面分の画像信号があるときに、ユーザーがいずれか一方の画面を選択して表示させる場合でも、ユーザーの意図に沿った画像表現が可能となり、プロジェクター100の利便性が向上する。   With this configuration, when the user wants to forcibly change the image signal, or when there is an image signal for two screens as an input image, the user selects and displays one of the screens. However, it is possible to express an image according to the user's intention, and the convenience of the projector 100 is improved.

図12は、本発明の実施例3に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。上記実施例と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例3に係るプロジェクター150は、ユーザーがアスペクト比変換部54を操作して、投写画像のアスペクト比を設定できる設定部93を備える。より具体的には、設定部93を操作することで、第2レンズ群L2を移動させることができる。本実施例3では、判別部81は、設定部93の操作により移動された第2レンズ群L2の位置に基づいて、投写画像のアスペクト比を判別する。なお、投写画像のアスペクト比とは、投写画像の縦横比である。本実施例では、投写画像を構成する各画素の縦横比は1:1であり、画素数の縦横比(解像度)とアスペクト比とが一致する。また、演算制御回路82は、入力部92で入力されたアスペクト比に基づいて、アスペクト比の変換倍率amx,amyや、画素のずらし量nx,nyを算出する。より具体的には、数式(1)〜(4)において、入力側アスペクト比の部分に投写画像のアスペクト比を適用して算出すればよい。この構成によれば、ユーザーが設定部93を操作して投写画像のアスペクト比を任意に変更した場合でも、そのアスペクト比に応じた画素密度の高密度化を図ることができる。また、ユーザーは被照射面を見ながら直感的にアスペクト比を設定できるので、より一層の操作性に向上を図ることができる。   FIG. 12 is a diagram illustrating a schematic configuration of the projector according to the third embodiment of the invention. The same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The projector 150 according to the third embodiment includes a setting unit 93 that allows the user to set the aspect ratio of the projected image by operating the aspect ratio conversion unit 54. More specifically, the second lens unit L2 can be moved by operating the setting unit 93. In the third embodiment, the determination unit 81 determines the aspect ratio of the projection image based on the position of the second lens unit L2 moved by the operation of the setting unit 93. The aspect ratio of the projected image is the aspect ratio of the projected image. In this embodiment, the aspect ratio of each pixel constituting the projected image is 1: 1, and the aspect ratio (resolution) of the number of pixels matches the aspect ratio. Further, the arithmetic control circuit 82 calculates the aspect ratio conversion magnifications amx and amy and the pixel shift amounts nx and ny based on the aspect ratio input by the input unit 92. More specifically, in the formulas (1) to (4), the aspect ratio of the projected image may be applied to the input side aspect ratio. According to this configuration, even when the user operates the setting unit 93 to arbitrarily change the aspect ratio of the projected image, the pixel density can be increased according to the aspect ratio. In addition, since the user can intuitively set the aspect ratio while looking at the irradiated surface, the operability can be further improved.

図13は、本発明の実施例4に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。上記実施例と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例4に係るプロジェクター200では、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bとして、反射型の変調装置、例えばDMD(Digital MicroMirror Device)を用いる。また、ウォブリング素子50に平面ミラーを用いる。ここで、光線の振り角はミラーの振り角の2倍となるので、ウォブリング素子50に平面ミラーを用いることで、少ない変位量で画素をずらすことができる。したがって、ウォブリング素子50の駆動部分の負荷を減らすことができ、簡単な構成で高速に画素をずらすことができる。なお、各光用空間光変調装置39R,39G,39Bとして用いる反射型の変調装置は、例えばLCOS(Liquid Crystal on Silicon)など、他の反射型の変調装置であってもよい。   FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to the fourth embodiment of the invention. The same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the projector 200 according to the fourth embodiment, a reflection type modulation device such as a DMD (Digital MicroMirror Device) is used as each of the light spatial light modulation devices 39R, 39G, and 39B. A flat mirror is used for the wobbling element 50. Here, since the swing angle of the light beam is twice the swing angle of the mirror, the use of a plane mirror for the wobbling element 50 can shift the pixel with a small amount of displacement. Therefore, the load on the driving portion of the wobbling element 50 can be reduced, and the pixels can be shifted at high speed with a simple configuration. Note that the reflection type modulation devices used as the spatial light modulation devices 39R, 39G, and 39B for each light may be other reflection type modulation devices such as LCOS (Liquid Crystal on Silicon).

なお、プロジェクターは、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクターは、一の空間光変調装置により2つ又は3つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクターは、空間光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクターは、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から射出される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクターであっても良い。   In addition, a projector is not restricted to the structure provided with a spatial light modulator for every color light. The projector may be configured to modulate two or three or more color lights with one spatial light modulator. The projector is not limited to using a spatial light modulator. The projector may be a so-called rear projector that supplies light to one surface of the screen and observes an image by observing light emitted from the other surface of the screen.

また、ウォブリング素子は、平行平板やミラーを用いるものに限られない。例えば、複屈折性結晶を備える光学素子であって、その光学素子に入射する入射光の変更方向を周期的に変化させることで、光線をシフトさせるものであってもよい。   Further, the wobbling element is not limited to one using a parallel plate or a mirror. For example, the optical element may include a birefringent crystal, and the light beam may be shifted by periodically changing the changing direction of incident light incident on the optical element.

1,100,150,200 プロジェクター、2 光源装置、4 光学エンジン、6 駆動部、8 画像処理部、10,11,12,13 画素領域、14,15 仮想画素領域、16,17,18,19,20,21 画素領域、22,23,24 仮想画素領域、31 凹レンズ、32 インテグレーターレンズ、33 インテグレーターレンズ、34 偏光変換素子、35 重畳レンズ、36 ダイクロイックミラー、37 反射ミラー、38R R光用フィールドレンズ、38G G光用フィールドレンズ、38B B光用フィールドレンズ、39R R光用空間光変調装置、39G G光用空間光変調装置、39B B光用空間光変調装置、40 クロスダイクロイックプリズム、41 ダイクロイックミラー、42 リレーレンズ、43 反射ミラー、44 リレーレンズ、45 反射ミラー、46 ダイクロイック膜、47 ダイクロイック膜、48 投写レンズ、50 ウォブリング素子(画素ずらし部)、51 第1平行平板、51a 回転軸、52 第2平行平板、52a 回転軸、54 アスペクト比変換部、61 光変調素子駆動部、62 ウォブリング素子駆動部、63 レンズ群駆動部、81 判別部、82 演算制御回路、83 スケーラー、90 リレー光学系、92 入力部、93 設定部、L1 第1レンズ群、L2 第2レンズ群 1,100,150,200 projector, 2 light source device, 4 optical engine, 6 drive unit, 8 image processing unit, 10, 11, 12, 13 pixel region, 14, 15 virtual pixel region, 16, 17, 18, 19 , 20, 21 Pixel region, 22, 23, 24 Virtual pixel region, 31 Concave lens, 32 Integrator lens, 33 Integrator lens, 34 Polarization conversion element, 35 Superimposing lens, 36 Dichroic mirror, 37 Reflecting mirror, 38R R light field lens 38G G light field lens, 38B B light field lens, 39R R light spatial light modulator, 39G G light spatial light modulator, 39B B light spatial light modulator, 40 cross dichroic prism, 41 dichroic mirror , 42 Relay lens, 43 Reflection mirror , 44 relay lens, 45 reflecting mirror, 46 dichroic film, 47 dichroic film, 48 projection lens, 50 wobbling element (pixel shifting part), 51 first parallel plate, 51a rotation axis, 52 second parallel plate, 52a rotation axis 54 Aspect ratio conversion unit 61 Light modulation element drive unit 62 Wobbling element drive unit 63 Lens group drive unit 81 Discrimination unit 82 Calculation control circuit 83 Scaler 90 Relay optical system 92 Input unit 93 Setting unit , L1 first lens group, L2 second lens group

Claims (8)

光源部から射出される光を用いて被照射面に投写画像を表示させるプロジェクターであって、
前記光源部から射出された光を入力画像に応じて変調する光変調素子と、
前記光変調素子で変調された光が入射し、前記入力画像のアスペクト比に応じて前記投写画像のアスペクト比を光学的に変換するアスペクト比変換部と、
前記投写画像の画素をずらす画素ずらし部と、
前記アスペクト比変換部によるアスペクト比の変換倍率に基づいて前記画素のずらし量を算出する算出部と、
前記画素ずらし部を制御して、前記ずらし量に基づいて前記画素をずらさせる制御部と、を有することを特徴とするプロジェクター。
A projector that displays a projected image on an irradiated surface using light emitted from a light source unit,
A light modulation element that modulates light emitted from the light source unit according to an input image;
An aspect ratio conversion unit that receives light modulated by the light modulation element and optically converts the aspect ratio of the projection image according to the aspect ratio of the input image;
A pixel shifting unit for shifting the pixels of the projected image;
A calculation unit that calculates the shift amount of the pixel based on the conversion ratio of the aspect ratio by the aspect ratio conversion unit;
And a control unit that controls the pixel shift unit to shift the pixel based on the shift amount.
前記光変調素子に変調された光を前記被照射面に向けて投写する投写光学系をさらに有し、
前記画素ずらし部は、前記投写光学系に含まれることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。
A projection optical system that projects the light modulated by the light modulation element toward the irradiated surface;
The projector according to claim 1, wherein the pixel shifting unit is included in the projection optical system.
前記入力画像のアスペクト比を判別するアスペクト比判別部をさらに有し、
前記算出部は、前記入力画像のアスペクト比に基づいて前記変換倍率を算出することを特徴とする請求項1または2に記載のプロジェクター。
An aspect ratio determining unit for determining an aspect ratio of the input image;
The projector according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the conversion magnification based on an aspect ratio of the input image.
前記入力画像のアスペクト比を入力する入力部をさらに有し、
前記アスペクト比判別部は、前記入力部からの入力結果に基づいて前記入力画像のアスペクト比を判別することを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。
An input unit for inputting an aspect ratio of the input image;
The projector according to claim 3, wherein the aspect ratio determination unit determines an aspect ratio of the input image based on an input result from the input unit.
前記アスペクト比変換部は、前記投写画像のアスペクト比を設定する設定部を備え、
前記アスペクト比判別部は、前記設定部により設定されたアスペクト比に基づいて前記入力画像のアスペクト比を判別することを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。
The aspect ratio conversion unit includes a setting unit that sets an aspect ratio of the projected image,
The projector according to claim 3, wherein the aspect ratio determination unit determines an aspect ratio of the input image based on the aspect ratio set by the setting unit.
前記算出部は、前記入力画像のアスペクト比をxi:yiとし、前記光変調素子の解像度の比である変調側アスペクト比をxo:yoとし、前記アスペクト比変換部による横方向へのアスペクト比の横変換倍率をamxとし、前記アスペクト比変換部による縦方向へのアスペクト比の縦変換倍率をamyとした場合に、
前記画素ずらし部による横方向への画素のずらし量nx、縦方向への画素のずらし量nyを以下の式に基づいて算出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のプロジェクター。
nx=1/amx
ny=1/amy
ただし、
amx=xi/xo
amy=yi/yo
The calculation unit sets the aspect ratio of the input image to xi: yi, sets the modulation-side aspect ratio, which is the resolution ratio of the light modulation element, to xo: yo, and sets the aspect ratio in the horizontal direction by the aspect ratio conversion unit. When the horizontal conversion magnification is amx and the aspect ratio vertical conversion magnification in the vertical direction by the aspect ratio conversion unit is amy,
The pixel shift amount nx in the horizontal direction and the pixel shift amount ny in the vertical direction by the pixel shift unit are calculated based on the following expressions. Projector.
nx = 1 / amx
ny = 1 / amy
However,
amx = xi / xo
amy = yi / yo
前記制御部は、
前記横変換倍率amxが2以上である場合には、算出されたずらし量nxの値に関わらず前記画素ずらし部による横方向への画素のずらし量を1/2とし、
前記縦変換倍率amが2以上である場合には、算出されたずらし量nの値に関わらず前記画素ずらし部による縦方向への画素のずらし量を1/2とすることを特徴とする請求項6に記載のプロジェクター。
The controller is
When the horizontal conversion magnification amx is 2 or more, regardless of the calculated shift amount nx, the pixel shift amount in the horizontal direction by the pixel shift unit is halved,
If the is longitudinal conversion magnification am y is 2 or more, and characterized in that the shift amount of pixels in the vertical direction and 1/2 by the pixel shifting unit regardless of the value of the shift amount n y calculated The projector according to claim 6.
前記算出部は、横軸に対して画素をずらす角度θおよび前記角度θでの画素のずらし量nxyを、以下の式に基づいて算出することを特徴とする請求項6に記載のプロジェクター。
θ=atan(ny/nx)
Figure 0005509904
The projector according to claim 6, wherein the calculation unit calculates an angle θ for shifting the pixel with respect to the horizontal axis and a pixel shift amount nxy at the angle θ based on the following expression.
θ = atan (ny / nx)
Figure 0005509904
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