JP6492283B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、プロジェクタ等の投写型映像表示装置に関する。

特許文献１は、後レンズ群と前レンズ群との間に、光路変更部と、光路変更部を移動させる駆動部とを備える投写型映像表示装置を開示する。光路変更部が、映像光の光路を光軸に対して垂直な方向にシフトさせることにより、ライトバルブが生成する映像の解像度よりも高い解像度の映像を投写することができる。

特開２００５−２２７３３４号公報

本開示は、投写映像の品位を保つのに有効な投写型映像表示装置を提供する。

本開示における投写型映像表示装置は、入力される第１画素数および第１フレームレート（フレーム／秒）の入力映像信号を、第１画素数より少ない第２画素数および第１フレームレートのｎ倍（ｎ：２以上の整数）である第２フレームレート（フレーム／秒）の変換映像信号に変換する変換部と、光源と、光源から出射する光を、変換映像信号に基づいて変調して映像光を出射するライトバルブと、ライトバルブから出射する映像光の光軸を変位させる光学素子と、光学素子を、変換映像信号の表示タイミングに基づいて第１フレームレートの自然数倍となる周波数Ｆ（Ｈｚ）で駆動する光学素子駆動部と、光学素子により変位された映像光を投写面に投写する投写光学系と、回転数Ｒ（回転／秒）で回転する回転体と、を備える。回転数Ｒは、周波数Ｆに応じた所定範囲内の値となるように設定される。

本開示における投写型映像表示装置は、投写映像の品位を保つのに有効である。

実施の形態１のプロジェクタの全体構成を示す図 実施の形態１のプロジェクタの電気的構成を示すブロック図 実施の形態１の光学素子駆動装置の概略構成を示す図 実施の形態１の光学素子駆動装置の各アクチュエータの構成を示す図 実施の形態１の平行平板ガラスの平面図 平行平板ガラスによる光路変更の原理を説明するための図 実施の形態１の平行平板ガラスの動きを説明するための図 ベース映像信号の模式図 サブフレーム映像信号を示す図 サブフレーム映像をシフトさせた状態を示す図 冷却ファンの回転数とアクチュエータの駆動周波数との関係を示す図 サブフレーム映像を倍密映像になるようにシフトさせた状態を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
（実施の形態１）
以下、図１〜図１２を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成］
［１−１−１．全体構成］
図１は、本実施の形態のプロジェクタ１００の全体構成を示す図である。プロジェクタ１００は、光源１３０と、照明光学系１４０と、映像生成部２００と、平行平板ガラス４００と、投写光学系３００と、を備える。

光源１３０は、発光管１１０と、発光管１１０で発光した白色光を反射するリフレクタ１２０とを備える。発光管１１０は、互いに波長域が異なる赤色光、緑色光および青色光を含む白色の光束を射出する。発光管１１０は、例えば、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプで構成される。リフレクタ１２０は、一の焦点位置に配置された発光管１１０から射出された光束を反射させ、前方に平行光として出射する。

光源１３０からの白色光は、照明光学系１４０に入力される。照明光学系１４０は、光源１３０からの光束を映像生成部２００に導く。照明光学系１４０は、レンズ１６０、ロッド１７０、レンズ１８０およびミラー１９０を備える。照明光学系１４０は、光源１３０から射出された光束をデジタルミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：以下、ＤＭＤと称する）２４０、２５０、２６０を含む映像生成部２００に導く。ロッド１７０は、内部で光を全反射させる柱状ガラス部材である。光源１３０から射出された光束は、ロッド１７０内で複数回反射する。これにより、ロッド１７０の出射面での光強度分布は実質的に均一になる。

レンズ１８０は、ロッド１７０の出射面から出射する光束を、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０に導くリレーレンズである。ミラー１９０は、レンズ１８０から出射する光束を映像生成部２００に向けて反射する。

映像生成部２００は、外部から入力される映像信号（後述）に基づいて、照明光学系１４０から入射する光束を変調し、映像光を出射する。映像生成部２００は、フィールドレンズ２０１と、プリズムブロックと、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０と、を備える。

フィールドレンズ２０１は、照明光学系１４０から入射した光をプリズムブロックに導く。フィールドレンズ２０１を介した光束は、プリズムブロックに入射する。

プリズムブロックは、全反射プリズムと、カラープリズムとを備える。全反射プリズムは、プリズム２７０とプリズム２８０とで構成される。プリズム２７０とプリズム２８０との近接面には空気層２１０が存在する。空気層２１０は薄い空気層である。空気層２１０は、臨界角以上の角度で入射する光束を全反射する。フィールドレンズ２０１から入射した光束は、プリズム２７０における空気層２１０との境界面に臨界角以上の角度で入射する。したがってこの光束は、境界面により全反射される。全反射された光束は、カラープリズムに入射する。

カラープリズムは、プリズム２２１、プリズム２３１およびプリズム２９０で構成される。プリズム２２１とプリズム２３１との近接面には青色光を反射するダイクロイック膜２２０が設けられている。また、プリズム２３１とプリズム２９０との近接面には赤色光を反射するダイクロイック膜２３０が設けられている。プリズム２２１とプリズム２３１との近接面で反射された青色光は、プリズム２２１の出射面から出射する。プリズム２３１とプリズム２９０との近接面で反射された赤色光は、プリズム２３１の出射面から出射する。いずれの近接面も透過した光束である緑色光は、プリズム２９０の出射面から出射する。

カラープリズムを構成する各プリズムの出射面側にはＤＭＤ２４０、２５０、２６０が配置される。すなわち、プリズム２２１の出射面側にはＤＭＤ２６０が配置される。プリズム２３１の出射面側にはＤＭＤ２５０が配置される。プリズム２９０の出射面側にはＤＭＤ２４０が配置される。

ＤＭＤ２４０、２５０、２６０は、１９２０×１０８０個のマイクロミラーを有する。ＤＭＤ２４０、２５０、２６０は、映像信号に応じて、各マイクロミラーを偏向させる。これにより、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０は、投写光学系３００に入射させる光と、投写光学系３００の有効範囲外へ反射する光とに映像信号に応じて分けることによって、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０に入射する光を変調する。なお、ＤＭＤ２４０には、緑色光が入射する。ＤＭＤ２５０には、赤色光が入射する。ＤＭＤ２６０には、青色光が入射する。ＤＭＤ２４０、２５０、２６０は、ライトバルブの一例である。

ＤＭＤ２４０、２５０、２６０で反射された各光束のうち投写光学系３００に入射する光束は、投写光学系３００の前段でカラープリズムにて再び１つの光束に合成される。合成された光束は、全反射プリズムに入射する。全反射プリズムに入射した光束は、空気層２１０に臨界角以下の角度で入射する。したがってこの光束は、空気層２１０を透過し、平行平板ガラス４００を透過して投写光学系３００に入射する。

平行平板ガラス４００は、プリズムブロックと投写光学系３００との間に配置される光学素子である。平行平板ガラス４００は、平板部が投写光学系３００の光軸に垂直となる向きを中心に、所定の角度範囲内で向きを変更可能なように配置される。平行平板ガラス４００を駆動するための光学素子駆動装置については後述する。

投写光学系３００は、入射した光束を拡大するための光学系である。投写光学系３００は、フォーカス機能やズーム機能を有し、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０からの映像光を投写面上に投写することにより、投写面上に映像を映出する。

図１に示すように、プロジェクタ１００は、さらにマイクロコンピュータ４０５と、サブフレーム信号生成部４１０と、ＤＭＤ駆動部４１１と、冷却ファン駆動部４１３と、冷却ファン４１４と、温度センサ４１５と、光学素子駆動部４０００と、を備える。

サブフレーム信号生成部４１０は、外部から入力されるベース映像信号から、サブフレーム映像信号を生成する。

ベース映像信号は、水平方向３８４０画素×垂直方向２１６０画素の、いわゆる４Ｋ２Ｋの映像信号である。ベース映像信号のフレームレートは、６０フレーム／秒（６０Ｈｚ）である。サブフレーム映像信号は、水平方向１９２０画素×垂直方向１０８０画素の映像信号である。サブフレーム映像信号のフレームレートは、２４０フレーム／秒（２４０Ｈｚ）である。サブフレーム映像信号の画素数は、ベース映像信号の画素数の１／４倍である。サブフレーム映像信号のフレームレートは、ベース映像信号のフレームレートの４倍である。サブフレーム信号生成部４１０は、変換部の一例である。サブフレーム信号生成部４１０の具体的な動作については後述する。

マイクロコンピュータ４０５は、プロジェクタ１００の各部を統括して制御する。マイクロコンピュータ４０５は、サブフレーム映像信号に基づいてＤＭＤ駆動部４１１を制御し、サブフレーム映像信号に基づいた映像光を生成させる。ＤＭＤ駆動部４１１は、サブフレーム映像信号とその同期信号に同期して各ＤＭＤ２４０、２５０、２６０の各マイクロミラーの偏向を制御する。これによりＤＭＤ駆動部４１１は、カラープリズムにより分光された各色光から、映像信号に基づく映像光を各ＤＭＤ２４０、２５０、２６０に形成させる。

マイクロコンピュータ４０５は、サブフレーム映像信号に基づいた映像光の生成タイミングに同期して、光学素子駆動部４０００を制御し、各ＤＭＤ２４０、２５０、２６０により生成された映像光の投写位置をずらす（シフトさせる）。光学素子駆動部４０００は、マイクロコンピュータ４０５からの制御に従い、平行平板ガラス４００を駆動し、映像光の投写位置をずらす。プロジェクタ１００は、この平行平板ガラス４００を動作させることで、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０により生成される映像を構成する画素の投写面（スクリーン）上での表示位置を、画素ピッチ以下の間隔でずらす。これにより、プロジェクタ１００はＤＭＤ２４０、２５０、２６０が有する解像度よりも高解像度の映像を投写できる。

温度センサ４１５は、プロジェクタ１００の筐体内部に配置される。温度センサ４１５は、筐体内部の温度を検出し、温度情報をマイクロコンピュータ４０５に通知する。

マイクロコンピュータ４０５は、温度センサ４１５から入力された温度情報に基づいて冷却ファン４１４の回転数Ｒを決定し、冷却ファン駆動部４１３に指示を行う。冷却ファン駆動部４１３は、冷却ファン４１４を駆動し、指示された回転数Ｒで回転させる。冷却ファン４１４は、回転体の一例である。

また、マイクロコンピュータ４０５は、冷却ファン４１４の回転数Ｒと、平行平板ガラス４００の駆動周波数Ｆとの関係が、所定の条件を満たすように、双方を制御する。マイクロコンピュータ４０５による、冷却ファン４１４の回転数Ｒと、平行平板ガラス４００の駆動周波数Ｆとの制御については後述する。
［１−１−２．光学素子駆動部の構成］
次に、プリズムブロックと投写光学系３００との間に配置される光学素子である平行平板ガラス４００を駆動する光学素子駆動部４０００について説明する。

図２は、プロジェクタ１００の電気的構成を示すブロック図である。図３は、光学素子駆動部４０００の概略構成を示す図である。

本実施の形態では、光学素子として平面円形状の平行平板ガラス４００を使用している。平行平板ガラス４００の端部は連結部材４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、４０６ｄによって４個のアクチュエータＡ４０１ａ、アクチュエータＢ４０１ｂ、アクチュエータＣ４０１ｃ、アクチュエータＤ４０１ｄの可動部４０７ａ、４０７ｂ、４０７ｃ、４０７ｄと、それぞれ連結されている。

４つのアクチュエータＡ４０１ａ、アクチュエータＢ４０１ｂ、アクチュエータＣ４０１ｃ、アクチュエータＤ４０１ｄは、１つのマイクロコンピュータ４０５の制御信号によって制御される駆動回路４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃ、４０４ｄによって駆動される。駆動回路４０４ａ〜４０４ｄからの駆動信号電流によってアクチュエータＡ４０１ａ〜アクチュエータＤ４０１ｄは、一軸方向にその可動部４０７ａ〜４０７ｄが進退するように駆動される。

可動部４０７ａ〜４０７ｄの位置は、それに設けられた位置センサ４０２ａ〜４０２ｄと位置検出回路４０３ａ〜４０３ｄによって検出される。そして、位置検出回路４０３ａ〜４０３ｄの検出出力はマイクロコンピュータ４０５に入力され、マイクロコンピュータ４０５はこの検出信号に基づいて、アクチュエータＡ４０１ａ〜アクチュエータＤ４０１ｄの可動部４０７ａ〜４０７ｄの位置を常時監視し、アクチュエータＡ４０１ａ〜アクチュエータＤ４０１ｄをサーボ制御するようになっている。

マイクロコンピュータ４０５には、ベース映像信号がサブフレーム信号生成部４１０で処理された後に得られるサブフレーム映像信号が入力される。マイクロコンピュータ４０５は、サブフレーム映像信号に基づいて駆動回路４０４ａ〜４０４ｄに供給する同期信号を生成するとともに、ＤＭＤ駆動部４１１を制御するためのＤＭＤ駆動信号及び同期信号を生成する。

なお、単に、アクチュエータＡ４０１ａ〜アクチュエータＤ４０１ｄをアクチュエータ４０１、可動部４０７ａ〜４０７ｄを可動部４０７、位置センサ４０２ａ〜４０２ｄを位置センサ４０２、連結部材４０６ａ〜４０６ｄを連結部材４０６、と称する場合がある。

本実施の形態では、アクチュエータ４０１としてボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を使用している。図４は、ＶＣＭの構造を示す図である。ロ字型をしたヨーク４０１１の内部に異なる磁極の永久磁石（Ｎ極の永久磁石４０１２とＳ極の永久磁石４０１３）が一定の距離を隔てて対向するよう配置される。その対向配置された永久磁石４０１２、４０１３の間に可動部４０７が配置される。

この可動部４０７にはガイド窓４０７０が開設されており、このガイド窓４０７０にヨーク４０１１が挿通され、可動部４０７に設けられたコイル４０１４が、対向配置された永久磁石４０１２、４０１３の間に配置される。コイル４０１４に駆動信号電流を流すと、可動部４０７は矢印方向の一軸方向に移動する。可動部４０７は、コイル４０１４に流れる信号電流の大きさに応じて、基準位置から正方向または負方向に移動する。可動部４０７の移動量は、可動部４０７に取り付けられた位置センサ４０２によって検出される。位置センサ４０２は、永久磁石が発生させる磁界を検出するホール素子である。位置センサ４０２の両端には、検出する磁界に応じて電位差が発生する。図２に示す位置検出回路４０３ａ〜４０３ｄがこの電位差を検出することによって、可動部４０７の永久磁石との相対距離が移動量として検出される。コイル４０１４が取り付けられた可動部４０７と永久磁石４０１２、４０１３との間には僅かながら隙間が生じている。従って、可動部４０７は駆動信号電流により駆動される一軸方向に対して垂直方向の力が加わっても、その僅かな隙間分で許容される距離だけ変位が可能で、可動部４０７は傾くことができる。

図５は、平行平板ガラス４００の平面図である。アクチュエータ４０１の可動部４０７が結合される連結部材４０６は、図５に示すように平行平板ガラス４００の面中心Ｏで互いに直交するＡ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸上の端部ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ、ＥＤで連結されている。端部ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ、ＥＤは、連結部材４０６により、アクチュエータ４０１の可動部４０７と揺動自在に連結される。そして、アクチュエータＡ４０１ａ〜アクチュエータＤ４０１ｄを駆動することによって、面中心Ｏの位置を一定に保持しつつ、平行平板ガラス４００を２軸方向に揺動させる。

［１−２．動作］
以上のように構成された本実施の形態のプロジェクタ１００について、その動作を以下説明する。

［１−２−１．光学素子駆動部の動作］
光学素子駆動部４０００の動作について説明する。図６は、平行平板ガラス４００による光路変更の原理を説明するための図である。図６に示すように、平行平板ガラス４００の面が、入力光線Ｌｉに対して直交しているとき、入力光線Ｌｉは、平行平板ガラス４００と空気の界面において屈折せずに直進する。また、入力光線Ｌｉが平行平板ガラス４００を通過し、空気に出る界面においても、平行平板ガラス４００が平行平面であるために、光線と界面が直交しているため、屈折せずに直進する。このため入力光線Ｌｉが映像光である場合、映像の移動は発生しない。

一方、平行平板ガラス４００が、図６の破線で示すように入力光線Ｌｉに対して直交していないとき、入力光線Ｌｉは、平行平板ガラス４００と空気の界面において屈折する。入力光線Ｌｉが屈折して平行平板ガラス４００に入射後、平行平板ガラス４００を通過し、空気に出る界面においても、光線と界面が直交していないため屈折する。

平行平板ガラス４００が平行平面であるために、平行平板ガラス４００に入射するときに屈折する角度と、平行平板ガラス４００から出射するときに屈折する角度とは等しくなる。このため、入力光線Ｌｉが映像光であると、出力光線Ｌｏの映像光は平行平板ガラス４００の傾き方向に平行移動する。この結果、平行平板ガラス４００から出力され投写される映像の表示位置が移動することになる。

図７は、平行平板ガラス４００の動きを説明するための図である。例えば図において、Ｂ−Ｄ軸を回転軸中心として端部ＥＡを所定量上方に移動させ、端部ＥＣを所定量下方に移動させる。同時に、Ａ−Ｃ軸を回転軸中心として端部ＥＢを所定量下方に移動させて、端部ＥＤを所定量上方に移動させる。これによって、ガラス板に入射する映像光の光路が変更され所定の位置に画素が表示される。この状態から、同様にして端部ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ、ＥＤを上下方向に制御することによって、画素の表示位置を移動させる画素シフトを行うことができる。

サブフレーム信号生成部４１０では、入力された映像信号の１フレーム毎に、平行平板ガラス４００およびアクチュエータＡ４０１ａ〜Ｄ４０１ｄによる投写位置の移動に対応した４枚のサブフレーム映像信号を生成する。なお、サブフレーム映像信号の画素数は、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０の対応画素数と同じである。

マイクロコンピュータ４０５は、サブフレーム信号生成部４１０で生成した４枚のサブフレーム映像信号をＤＭＤ駆動部４１１に送る。ＤＭＤ駆動部４１１は、サブフレーム信号生成部４１０で生成した４枚のサブフレーム映像信号を、ベース映像信号のフレームレートである出力フレームレートの４倍の速度で出力するようＤＭＤ駆動信号を生成する。駆動回路４０４ａ〜４０４ｄは、ＤＭＤ駆動部４１１に同期してアクチュエータＡ４０１ａ〜Ｄ４０１ｄを駆動して画素の投写位置を移動させるよう、アクチュエータ駆動信号を生成する。

ここで、プロジェクタ１００において、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０は水平方向１９２０画素×垂直方向１０８０画素の映像を出力可能である。また、平行平板ガラス４００をアクチュエータ４０１で駆動することにより、水平方向１／２画素分、垂直１／２画素分だけ投写位置をずらす（シフトする）ことが可能である。ここで、１／２画素分（または、半画素分）ずらすとは、画素を画素間のピッチの半分の位置まで移動させることを意味する。このシフト量は後述する方法によって設定される。

図８は、ベース映像信号の模式図である。ベース映像信号は、プロジェクタ１００の光学素子駆動部４０００においてサブフレーム映像を作成するためのベースとなる映像信号である。ベース映像信号は、水平方向３８４０画素×垂直方向２１６０画素の、いわゆる４Ｋ２Ｋ映像である。ベース映像信号の画素数は、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０の画素数の４倍である。ベース映像信号は、外部機器から直接入力された映像信号であっても良いし、より低解像度の入力映像をシステム内部においてアップコンバートした信号であっても良い。図８に示すベース映像信号の各画素に示す３桁の数字は、サブフレーム映像信号の座標を意味する。

光学素子駆動部４０００の動作について説明する。図９は、ベース映像信号から生成されるサブフレーム映像信号を示す図である。図１０は、サブフレーム映像をシフトさせた状態を示す図である。

まず、サブフレーム信号生成部４１０におけるサブフレーム信号作成方法について説明する。図９は、図８で示すベース映像信号をどのようにサンプリングしてサブフレーム映像信号を作成するのかを示したものである。

図８に示すベース映像信号において、
１）水平方向に０から数え何番目（列番号）であるかを示す数値を２で除した余りが０であり、かつ、垂直方向に０から数え何番目（行番号）であるかを示す数値を２で除した余りが０である画素をサンプリングした信号を、第１サブフレームとする。
２）水平方向に０から数え何番目（列番号）であるかを示す数値を２で除した余りが１であり、かつ、垂直方向に０から数え何番目（行番号）であるかを示す数値を２で除した余りが０である画素をサンプリングした信号を、第２サブフレームとする。
３）水平方向に０から数え何番目（列番号）であるかを示す数値を２で除した余りが１であり、かつ、垂直方向に０から数え何番目（行番号）であるかを示す数値を２で除した余りが１である画素をサンプリングした信号を、第３サブフレームとする。
４）水平方向に０から数え何番目（列番号）であるかを示す数値を２で除した余りが０であり、かつ、垂直方向に０から数え何番目（行番号）であるかを示す数値を２で除した余りが１である画素をサンプリングした信号を、第４サブフレームとする。

ＤＭＤ２４０、２５０、２６０は、出力フレームレートの４倍の速度で４枚のサブフレーム映像を出力する。具体的には、出力フレームレートを６０Ｈｚとすると、サブフレーム映像は２４０Ｈｚで出力され、各アクチュエータ４０１は６０Ｈｚで駆動される。

図１０は、このときのアクチュエータＡ４０１ａ〜Ｄ４０１ｄに指示する変位（ＶＣＭ変位）とサブフレーム映像の移動の様子を模式的に示している。ＶＣＭ変位は、各アクチュエータ４０１の変位の様子を、図７の上方向を正方向（＋）、下方向を負方向（−）として示している。例えば、図１０に示すように、１フレーム目の第１サブフレームの期間（時間ｔ０−ｔ１）において、アクチュエータＡ４０１ａに対しては変位（−）を指示し、アクチュエータＣ４０１ｃに対しては変位（＋）を指示する。また、アクチュエータＢ４０１ｂに対しては変位（＋）を指示し、アクチュエータＤ４０１ｄに対しては変位（−）を指示する。アクチュエータＡ４０１ａとアクチュエータＣ４０１ｃに指示する変位波形に対してアクチュエータＢ４０１ｂとアクチュエータＤ４０１ｄに指示する変位波形は、位相が９０°相違している。これによって、平行平板ガラス４００は、Ｂ−Ｄ軸及びＡ−Ｃ軸の２軸を回転軸として揺動することになるので、入力映像光の光路が水平、垂直方向に変位され、互いに半画素ずれた第１サブフレーム映像（第１ＳＦ）、第２サブフレーム映像（第２ＳＦ）、第３サブフレーム映像（第３ＳＦ）、第４サブフレーム映像（第４ＳＦ）が投写される。即ち、図９に示すように、時間ｔ１−ｔ２では、第１サブフレーム映像に対して右方向に半画素ずれて第２サブフレーム映像が投写され、ｔ２−ｔ３では、更に下方向に半画素ずれて第３サブフレーム映像が投写され、時間ｔ３−ｔ４では、更に左方向に半画素ずれて第４サブフレーム映像が投写される。
［１−２−２．光学素子駆動部および冷却ファンの制御］
マイクロコンピュータ４０５による、光学素子駆動部４０００と冷却ファン４１４の制御について説明する。

温度センサ４１５は、プロジェクタ１００内の温度を検知する。検知された温度情報はマイクロコンピュータ４０５へ送られる。マイクロコンピュータ４０５は送られた温度情報を元に、プロジェクタ１００内の温度が適正範囲に保たれるように、冷却ファン駆動部４１３へ冷却ファン４１４の回転数Ｒを指定する。具体的にはマイクロコンピュータ４０５は、温度情報が高温を示すときほど、冷却ファン４１４の回転数Ｒを高く指定する。冷却ファン駆動部４１３は、冷却ファン４１４がマイクロコンピュータ４０５から指定された回転数Ｒで回転するよう駆動電流を調整する。このことにより、プロジェクタ１００内の温度上昇を抑制する。

ただし、このようにして決定された冷却ファン４１４の回転数Ｒとアクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆの自然数倍との差が一定範囲内にある場合、その差（アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆの自然数倍−冷却ファンの回転数Ｒの絶対値）を周波数とする画素の振動が映像表示面上で目立つ可能性がある。この画素の振動による映像表示の乱れを抑制するためには、冷却ファン４１４の回転数Ｒを制御する方法と、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆを制御する方法の２つの方法が考えられる。これらについて順に説明する。
１）冷却ファンの回転数の制御による画素振動の抑制
画素の振動による映像表示の乱れを抑制するための第１の方法として、冷却ファン４１４の回転数Ｒを制御することについて説明する。図１１は、冷却ファン４１４の回転数Ｒとアクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆとの関係を示す図である。図において、横軸は冷却ファン４１４の回転数Ｒを示している。図１１に示すように、画素の振動の周波数が視聴者にとって不快に感じられる周波数（網掛けの範囲）を避けて、マイクロコンピュータ４０５が冷却ファン４１４の回転数Ｒを制御する。つまり、不快と感じられる画素振動の周波数をａ以上ｂ以下とすると、不快に感じられる周波数を避けて制御される冷却ファン４１４の回転数Ｒは、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆとの関係で、次の式（１）、（２）を用いて表すことが出来る。即ち、冷却ファン４１４は、式（１）又は式（２）を満足する回転数Ｒで制御される。

ｍ×Ｆ−ａ＜Ｒ＜ｍ×Ｆ＋ａ ・・・（１）
ｍ×Ｆ＋ｂ＜Ｒ＜（ｍ＋１）×Ｆ−ｂ ・・・（２）
ただし、整数ｍは０以上であり、周波数ｂの値はＦ×０．５の値よりも小さくなければならない。

言い換えると、冷却ファン４１４の回転数Ｒが（Ｆ×ｍ２−ｂ）から（Ｆ×ｍ２−ａ）となる範囲、および、（Ｆ×ｍ２＋ａ）から（Ｆ×ｍ２＋ｂ）となる範囲を避けて、回転数Ｒを制御することで、画素の振動による映像の乱れを抑制することができる。

不快に感じられる画素振動の周波数は、ａ＝４Ｈｚ、ｂ＝１２．５Ｈｚとするのが一般的である。例えば、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆが６０Ｈｚの場合、上記式（１）及び式（２）より、以下に示す周波数にならないように、マイクロコンピュータ４０５は冷却ファン駆動部４１３に回転数Ｒを指定する。

４７．５（＝６０−１２．５）Ｈｚ以上５６（＝６０−４）Ｈｚ以下、
６４（＝６０＋４）Ｈｚ以上７２．５（＝６０＋１２．５）Ｈｚ以下、
１０７．５（＝６０×２−１２．５）Ｈｚ以上１１６（＝６０×２−４）Ｈｚ以下、
１２４（＝６０×２＋４）Ｈｚ以上１３２．５（＝６０×２＋１２．５）Ｈｚ以下、
・・・（以下、省略）
２）アクチュエータの駆動周波数の制御よる画素振動の抑制
画素の振動による映像表示の乱れを抑制するための第２の方法として、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆを制御することについて説明する。

アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆは、図１０で説明したように出力フレームレートと同期している。そのため、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆを変更する場合は、出力フレームレートの自然数倍になることが望ましい。具体的には、冷却ファン４１４の回転数Ｒを６０Ｈｚ、出力フレームレートが６０Ｈｚのときに、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆを出力フレームレートの２倍である１２０Ｈｚとした場合、冷却ファン４１４の回転数Ｒは、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆの０．５倍となり、自然数倍ではなくなる。したがって、画素の振動は視認されにくい。

例えば、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆが１２０Ｈｚの場合、上記「１）冷却ファンの回転数の制御による画素振動の抑制」の場合と同様に、不快に感じられる画素振動の周波数を、ａ＝４Ｈｚ、ｂ＝１２．５Ｈｚとすると、画素の振動による映像表示の乱れが目立つ冷却ファン４１４の回転数Ｒは、次のようになる。

１０７．５（＝１２０−１２．５）Ｈｚ以上１１６（＝１２０−４）Ｈｚ以下
１２４（＝１２０＋４）Ｈｚ以上１３２．５（＝１２０＋１２．５）Ｈｚ以下
２２７．５（＝１２０×２−１２．５）Ｈｚ以上２３６（＝１２０×２−４）Ｈｚ以下
２４４（＝１２０×２＋４）Ｈｚ以上２５２．５（＝１２０×２＋１２．５）Ｈｚ以下
・・・（以下、省略）
上記「１）冷却ファンの回転数の制御による画素振動の抑制」で説明したアクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆが１２０Ｈｚの場合に比べると、例えば、４７．５Ｈｚ以上５６Ｈｚ以下及び６４Ｈｚ以上７２．５Ｈｚ以下の範囲の回転数は、不快に感じられる画素振動が目立つ周波数ではなくなる。即ち、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆが１２０Ｈｚの場合に比べると、不快に感じられる画素振動が目立つ周波数の範囲は、１／２となり、画素の振動は視認されにくくなる。ただし、この時、投写位置の移動速度も２倍となるため、図１２のように、サブフレームの表示は１フレーム区間に、アクチュエータ４０１の駆動に合わせて第１サブフレーム、第２サブフレーム、第３サブフレーム、第４サブフレームの順に２回同じサブフレームを表示する。

また、この場合、上記「１）冷却ファンの回転数の制御による画素振動の抑制」で説明した冷却ファン４１４の回転数Ｒに対する制御を併用して、冷却ファン４１４の回転数Ｒが不快に感じられる画素振動が目立つ周波数にならないように、マイクロコンピュータ４０５が冷却ファン駆動部４１３に回転数Ｒを指定しても良い。
［１−２−３．効果等］
以上のように、本実施の形態においてプロジェクタ１００は、入力される第１画素数および第１フレームレート（フレーム／秒）のベース映像信号を第１画素数より少ない第２画素数および第１フレームレートのｎ倍（ｎ：２以上の整数）である第２フレームレート（フレーム／秒）のサブフレーム映像信号に変換するサブフレーム信号生成部４１０と、光源１３０から出射する光をサブフレーム映像信号に基づいて変調して映像光を出射するＤＭＤ２４０、２５０、２６０と、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０から出射する映像光の光軸を変位させる平行平板ガラス４００と、平行平板ガラス４００をサブフレーム映像信号の表示タイミングに基づいて第１フレームレートの自然数倍となる周波数Ｆ（Ｈｚ）で駆動する光学素子駆動部４０００と、平行平板ガラス４００により変位された映像光を投写面に投写する投写光学系３００と、回転数Ｒ（回転／秒）で回転する冷却ファン４１４と、を備える。そして、回転数Ｒは、周波数Ｆに応じた所定範囲内の値となるように設定される。

これにより、光学素子駆動部４０００により駆動される平行平板ガラス４００の駆動周波数Ｆの自然数倍と、冷却ファン４１４の回転数Ｒとの差が、一般的に視聴者が不快に感じる周波数を避ける値となるように設定される。このため、映像の乱れによる不快感が軽減できる。すなわち、プロジェクタ１００は、この構成により投写映像の品位を保つことができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１では、ライトバルブの一例としてＤＭＤ２４０、２５０、２６０を説明した。ライトバルブは、光源１３０から出射する光を、サブフレームの映像信号に基づいて変調して映像光を出射すればよい。したがって、ライトバルブは、ＤＭＤ２４０、２５０、２６０に限定されない。例えば、ライトバルブは反射型または透過型の液晶パネルを用いても良い。

実施の形態１では、ベース映像信号に対して画素数が１／４倍、フレームレートが４倍となるサブフレーム映像信号を生成する構成について説明した。入力される第１画素数および第１フレームレート（フレーム／秒）のベース映像信号に対して、サブフレーム映像信号は、第１画素数より少ない第２画素数および第１フレームレートのｎ倍（ｎ：２以上の整数）である第２フレームレート（フレーム／秒）であればよい。例えば、ベース映像信号に対して画素数が１／４倍、フレームレートが２倍となるサブフレーム映像信号を生成する構成としてもよい。

また、実施の形態１では、４つのアクチュエータＡ４０１ａ〜アクチュエータＤ４０１ｄを駆動することによって、面中心Ｏの位置を一定に保持しつつ、平行平板ガラス４００を２軸方向に揺動させたが、本開示はこれに限定されない。例えば、２つのアクチュエータＡ４０１ａ、アクチュエータＣ４０１ｃを駆動することによって、Ｂ−Ｄ軸を一定に保持しつつ、平行平板ガラス４００を１軸方向に揺動させでもよい。この場合、ベース映像信号に対して画素数が１／２倍、フレームレートが２倍となるサブフレーム映像信号を生成する構成としてもよい。

実施の形態１では、回転体の一例として冷却ファン４１４を説明した。回転体の回転数Ｒは、アクチュエータ４０１の駆動周波数Ｆに応じた所定範囲内の値となるように設定されればよい。したがって、回転体は、冷却ファン４１４に限定されない。

本開示は、画素の表示位置をシフトし高精細な投写映像を映出する投写型映像表示装置に適用可能である。

１００ プロジェクタ
１３０ 光源
１４０ 照明光学系
２００ 映像生成部
２４０、２５０、２６０ ＤＭＤ
３００ 投写光学系
４００ 平行平板ガラス
４０１ アクチュエータ
４０１ａ アクチュエータＡ
４０１ｂ アクチュエータＢ
４０１ｃ アクチュエータＣ
４０１ｄ アクチュエータＤ
４０５ マイクロコンピュータ
４１０ サブフレーム信号生成部
４１１ ＤＭＤ駆動部
４１３ 冷却ファン駆動部
４１４ 冷却ファン
４１５ 温度センサ
４０００ 光学素子駆動部

Claims (2)

1. 入力される第１画素数および第１フレームレート（フレーム／秒）の入力映像信号を、前記第１画素数より少ない第２画素数および前記第１フレームレートのｎ倍（ｎ：２以上の整数）である第２フレームレート（フレーム／秒）の変換映像信号に変換する変換部と、
   光源と、
   前記光源から出射する光を、前記変換映像信号に基づいて変調して映像光を出射するライトバルブと、
   前記ライトバルブから出射する映像光の光軸を変位させる光学素子と、
   前記光学素子を、前記変換映像信号の表示タイミングに基づいて前記第１フレームレートの自然数倍となる周波数Ｆ（Ｈｚ）で駆動する光学素子駆動部と、
   前記光学素子により変位された映像光を投写面に投写する投写光学系と、
   回転数Ｒ（回転／秒）で回転する回転体と、
   を備え、
   前記回転数Ｒは、前記周波数Ｆに応じた所定範囲内の値となるように設定され、
   前記回転体は、前記光源および前記ライトバルブのうち少なくともいずれか一方に送風するファンである、
   投写型映像表示装置。
2. 前記回転数Ｒが前記周波数Ｆに応じた所定範囲内の値となるように、前記周波数Ｆおよび
   前記回転数Ｒのうち少なくともいずれか一方を設定する制御部を備える、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。

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