JP2018084686A - 画像投影装置および画像投影装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素ずらし制御を行う画像投影装置における台形補正時の画質を良好なものとする。【解決手段】光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、該画像表示素子を変位させる駆動手段と、を備え、駆動手段により画像表示素子を往復移動させながら画像を投影させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置において、入力画像に基づいて画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理部３３と、該画像生成処理部３３により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理部３４と、を備える。【選択図】図１９

Description

本発明は、画像投影装置および画像投影装置の制御方法に関する。

パーソナルコンピュータなどの情報処理装置、ＤＶＤプレーヤーなどの映像再生機器、デジタルカメラなどの撮像装置等から送信される画像データ（映像データ）に基づいて、光源から照射される光を用いて画像表示素子（光学変調素子）が画像を生成し、生成された画像を複数のレンズ等を含む光学系を通してスクリーン等の被投影面に投影する画像投影装置（プロジェクタ）が知られている。

画像投影装置は、多人数に対するプレゼンテーション、会議、講演会、教育現場、映画鑑賞や、サイネージなどに広く用いられているとともに、高画質化が進んでいる。画像投影装置において投影画像を高解像度化する場合には、画像表示素子の画素密度を上げることが考えられるが、画像表示素子の製造コストが増大することとなる。

これに対し、画像投影装置において、画素をずらすために、その一部をシフトさせる制御（画素ずらし制御という）をするとともに、画素ずらし制御用の画像処理を行うことで、画像表示素子の画素密度を上げずに、より高精細な画像表示を可能とすることが知られている。

画素ずらし制御では、投射レンズの一部などの光学素子を動かす方式と画像を形成する画像表示素子を動かす方式が知られており、例えば、特許文献１には、画素シフト素子で光路をシフトさせることにより中間画像を形成して画素密度を増やす表示装置が開示されている。

また、特許文献２には、画像表示素子としてのデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を備える可動ユニットを、固定ユニットに対して移動可能とすることで、投影画像を高解像度化する画像投影装置が開示されている。

ところで、画像投影装置の投影時には、画像投影装置を被投影面に対して真正面に配置することができない場合が多く、被投影面に対して斜め方向から投影がなされることが多い。この場合、投影画像に歪みが生じてしまうため、一般に画像投影装置は、歪みを補正するための台形補正機能を有している。台形補正処理は、画像投影装置に入力された映像信号（元画像）に対して処理を実行することで、最も画像劣化の少ない画像を生成することができる。

台形補正機能に関し、例えば、特許文献３には、プロジェクタの脚部が載置面に設置されているか否かに応じて台形補正の実行可否を判断することで、台形補正の実行タイミングの適正化を図り、画面のちらつきや消費電力を抑えるプロジェクタが開示されている。

画素ずらし制御を行う画像投影装置では、光学素子や画像表示素子を動かすとともに、画像表示素子に画像を出力する前に、投影する元画像（１フレーム）を２枚の画像（２フレーム）に分ける画像処理を施して、２枚の画像を交互に出力する制御が必要となる。

しかしながら、この画素ずらし制御時の画像処理を、台形補正が施された画像に対して実行すると画質の劣化が大きくなり視認性が低下してしまうという問題があった。

そこで本発明は、画素ずらし制御を行う画像投影装置における台形補正時の画質を良好なものとすることができる画像投影装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る画像投影装置は、光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、該画像表示素子を変位させる駆動手段と、を備え、前記駆動手段により前記画像表示素子を往復移動させながら画像を投影させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置において、入力画像に基づいて前記画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理部と、該画像生成処理部により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理部と、を備えるものである。

本発明によれば、画素ずらし制御を行う画像投影装置における台形補正時の画質を良好なものとすることができる。

（Ａ）画像投影装置の一実施形態を示す外観斜視図、（Ｂ）画像投影装置の側面図であって、被投影面への投影状態を示した図である。 （Ａ）画像投影装置の外装カバーを外した状態を示す斜視図、（Ｂ）（Ａ）の丸囲み部分の拡大構成図である。 照明光学系ユニット、投影光学系ユニット、画像表示ユニット、および光源ユニットの断面図である。 画像投影装置の機能構成を例示するブロック図である。 画像投影装置の機能構成を例示するブロック図である。 画像表示ユニットを例示する斜視図である。 画像表示ユニットを例示する側面図である。 固定ユニットを例示する斜視図である。 固定ユニットを例示する分解斜視図である。 固定ユニットによる可動プレートの支持構造について説明する図である。 固定ユニットによる可動プレートの支持構造について説明する部分拡大図である。 トップカバーを例示する底面図である。 可動ユニットを例示する斜視図である。 可動ユニットを例示する分解斜視図である。 可動プレートを例示する斜視図である。 可動プレートが外された可動ユニットを例示する斜視図である。 可動ユニットのＤＭＤ保持構造について説明する図である。 画素ずらし制御による高解像度化を説明する図である。 画素ずらし用画像処理部の機能構成を例示するブロック図の一例である。 画像投影装置の起動から投影開始までの処理を示すフローチャートである。 画像投影中に高解像度化機能のオン／オフの設定を切り替える場合の処理を示すフローチャートである。 画素ずらし用画像処理部の機能構成を例示するブロック図の他の例である。 画像投影装置の機能構成を例示するブロック図の他の例である。

以下、本発明に係る構成を図１から図２３に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

［第１の実施形態］
（画像投影装置の概要）
図１（Ａ）は、画像投影装置１の一実施形態を示す外観斜視図である。また、図１（Ｂ）は、画像投影装置１の側面図であって、被投影面であるスクリーンＳへの投影状態を示した図である。

また、図２（Ａ）は、画像投影装置１の外装カバー２を外した状態を示す斜視図である。また、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の丸囲み部分で示す光学エンジン３と光源ユニット４の拡大構成図である。

画像投影装置１は、装置内部に光源としてのランプや多数の電子基板を備えており、起動後は時間の経過と共に、装置の内部温度が上昇する。これは画像投影装置１の筐体サイズの小型化が進む昨今では顕著であり、このため、画像投影装置１には、内部の構成部品が耐熱温度を超えないように、吸気口１６および排気口１７が設けられている。

また、図２に示すように、画像投影装置１は、光学エンジン３および光源ユニット４を備えている。また、図３は、照明装置である照明光学系ユニット４０、投影光学系ユニット６０、画像表示ユニット５０、および光源ユニット４の上面から見た断面図である。光学エンジン３は、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット５０、および投影光学系ユニット６０からなる。

図２に示すように、吸気口１６、排気口１７の内側には、それぞれ吸気ファン１８、排気ファン１９が設けられており、吸気ファン１８から吸入した外気を排気ファン１９から排出することで、装置内の強制気流による空冷がなされる。

画像投影装置１においては、光源ユニット４の光源からの光（白色光）が光学エンジン３の照明光学系ユニット４０に照射される。照明光学系ユニット４０内では、照射された白色光をＲＧＢに分光した後、レンズ、ミラー等により画像表示ユニット５０へ導き、変調信号に応じて画像形成する画像表示ユニット５０とその画像を投影光学系ユニット６０によりスクリーンＳへ拡大投影する構成となっている。

光源ユニット４のランプ（光源３０）としては、種々のランプを用いることができるが、例えば、高圧水銀ランプ、キセノンランプなどのアークランプを用いることができる。例えば、高圧水銀ランプを用いることが好ましい。

また、光源ユニット４の側面の一方向側には光源を冷却する光源用ファン２０が設けられている。光源用ファン２０は、光源ユニット４の各部が設定された定格温度範囲内の温度となるように、その回転数が制御される。また、光源ユニット４からの光の出射方向と投影光学系ユニット６０からの画像光の出射方向は、図３に示すように、略９０°の関係となっている。

また、光学エンジン３の照明光学系ユニット４０は、光源から照射された光を分光するカラーホイール５（回転色フィルター）と、カラーホイール５から出射した光を導くライトトンネル６と、リレーレンズ７、平面ミラー８および凹面ミラー９と、を備えている。また、照明光学系ユニット４０内には、画像表示ユニット５０が設けられる。

照明光学系ユニット４０では、先ず、光源からの出射光である白色光が、円盤状のカラーホイール５で単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換され出射される。カラーホイール５から出射された色分離された光は、ライトトンネル６に導かれる。ライトトンネル６は、入射された光がその内部（内壁）で複数回反射され合成されることで均一化する照明均一変換光学部材である。

次いで、ライトトンネル６から出射された光は、２枚のレンズを組み合わせてなるリレーレンズ７により、光の軸上色収差を補正しつつ集光される。また、リレーレンズ７から出射される光は、平面ミラー８および凹面ミラー９によって反射されて、画像表示ユニット５０に集光される。画像表示ユニット５０は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、画像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の画像を形成するように投影光を加工して反射する画像表示素子としてのＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）５５１を備えている。

画像表示ユニット５０は、入力信号に応じてマイクロミラーのオンオフを切り替えることで投影ユニットへ光を出力する光を選別するとともに階調を表現する。すなわち、ＤＭＤ５５１により、時分割で画像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投影レンズへ反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へ反射される。画像表示ユニット５０で使用する光は投影光学系ユニット６０へ反射し、投影光学系ユニット６０内の複数の投影レンズを通り拡大された画像光はスクリーンＳ上へ拡大投影される。

なお、照明光学系ユニット４０内部のリレーレンズ７、平面ミラー８、凹面ミラー９、画像表示ユニット５０、および投影光学系ユニット６０の入射側は、各部品を覆うように図示しないハウジングにより保持されており、かつハウジングの合せ面はシール材にて密閉された防塵構造となっている。

（画像投影装置の機能構成（前提例））
図４は、本発明に係る画像投影装置１の前提となる構成例を示す機能ブロック図である。

画像投影装置１は、システム制御部１０、ランプ制御部１１、カラーホイール制御部１２、ＤＭＤ制御部１３、ファン制御部１５、リモコン受信部２２、本体操作部２３、入力端子２４、映像信号制御部２５、不揮発性メモリ２６、電源ユニット２７、温度センサ２８、ファン２９、光源３０、傾き検知部３１、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット５０、投影光学系ユニット６０、等を備え、スクリーンＳに画像を投影する画像投影装置である。また、遠隔操作手段としてのリモコン２１を備えている。

システム制御部１０は、画像投影装置１の全体の制御を行う主制御手段である。また、入力された映像信号（入力画像）に対して、コントラスト調整、明るさ調整、シャープネス調整、スケーリング処理、メニュー情報などの重畳画面（ＯＳＤ：On Screen Display）の表示制御、その他各種制御をおこなう。

また、システム制御部１０は、傾き検知部３１で検知した傾き角度情報より算出された補正量を元に台形補正を行う。システム制御部１０における台形補正の実行部を台形補正処理部１０Ａ（第二の台形補正処理部）と呼ぶ。

また、ランプ制御部１１、カラーホイール制御部１２、ＤＭＤ制御部１３、ファン制御部１５、リモコン受信部２２、本体操作部２３、映像信号制御部２５、不揮発性メモリ２６、温度センサ２８、傾き検知部３１と接続されており、これらの各機能部を制御する。

システム制御部１０等の各制御部は、例えば、マイクロコントローラ（マイコン）で構成され、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などの演算部および記憶部を有し、ＣＰＵがＲＡＭと協働して記憶部（不揮発性メモリ２６など）に記憶されているプログラム（制御プログラム）を実行することで、各部の機能が実現される。

入力端子２４は、映像信号を入力するインタフェースであって、Ｄ−Ｓｕｂコネクタ等のＶＧＡ（Video Graphics Array）入力端子やＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等のビデオ入力端子等である。入力端子２４に接続されたケーブルを介してコンピュータやＡＶ機器などの映像供給装置から映像信号を受信する。また、複数の入力端子２４を備える場合もある。

映像信号制御部２５は、入力端子２４に入力された映像信号を処理するものであって、例えば、当該映像信号にシリアル−パラレル変換や電圧レベル変換などの種々の処理を施す。また、映像信号の解像度や周波数などを解析する信号判定機能を有する。

不揮発性メモリ２６は、映像信号に対する画像処理やその他各種処理において、データを記憶する。不揮発性メモリ２６としては、例えば、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性半導体メモリを採用することができる。画像投影装置１は、電源オフ後も前回の設定内容（言語設定など）を保存しておくことができる。

本体操作部２３は、画像投影装置１を操作するインタフェースであって、ユーザからの種々の操作要求を受け付ける。本体操作部２３は、操作要求を受け付けると、当該操作要求をシステム制御部１０に通知する。本体操作部２３は、画像投影装置１の外面に設けられる操作キー（操作ボタン）等によって構成される。

リモコン受信部２２は、リモコン２１からの操作信号を受信する。リモコン受信部２２は、操作信号を受信すると、当該操作信号をシステム制御部１０に通知する。

ユーザは、本体操作部２３またはリモコン２１を操作することにより、各種設定等を行うことができる。例えば、画素ずらし制御のオンオフ設定、メニュー画面等の表示指示、画像投影装置１の設置状態の選択、投影画像のアスペクト比の変更要求、画像投影装置１の電源ＯＦＦ要求、光源３０の光量を変更するランプパワー変更要求、投影画像の画質（高輝度や標準、ナチュラル等）を変更する映像モード変更要求、投影画像を停止するフリーズ要求、などを実行することができる。

ファン制御部１５は、温度センサ２８で検知される画像投影装置１の内部温度を取得し、画像投影装置１の内部温度や光源３０の温度が所定の温度となるようにファン２９を制御する。

電源ユニット２７は、画像投影装置１内の各デバイスに接続されており、コンセントなどから入力されたＡＣ（交流）電源をＤＣ（直流）に変換して、画像投影装置１内の各デバイスに電源を供給する。

温度センサ２８は、画像投影装置１内の所定位置に設けられて、装置の内部温度を検知する温度検知手段であり、温度センサ２８での検知結果（すなわち、内部温度）は、システム制御部１０に入力される。

ファン２９は、吸気ファン１８、排気ファン１９、光源用ファン２０等で構成される。吸気ファン１８から吸入した外気を排気ファン１９から排出することで、画像投影装置１に気流を発生させて空冷がなされる。また、光源３０の近傍には光源冷却手段としての光源用ファン２０が設けられており、内部温度に基づいて光源用ファン２０の回転量が制御される。

光源３０は、例えば、一対の電極間の放電により発光物質が発光する高圧水銀ランプであって、照明光学系ユニット４０に光を照射する。また、光源３０として、キセノンランプ、ＬＥＤ等を用いることもできる。また、ランプ制御部１１は、光源３０のオン／オフや点灯パワーなどを制御する。

傾き検知部３１は、画像投影装置１の傾きを検知する加速度センサなどの傾き検知手段であり、画像投影装置１の投影画像に対する垂直方向での傾きを検知する。画像投影装置１の水平方向での傾き検知については、他の実施形態で説明する。傾き検知部３１での検知結果である傾き角度情報は、例えば、不揮発性メモリ２６に記憶される。なお、傾き検知部３１が撮像装置を備え、撮像装置により被投影面に投影されている投影画像を撮像し、撮像データに基づいて、台形補正に必要な補正量を算出してもよい。

光源３０から放射された光は、照明光学系ユニット４０における円盤状のカラーホイール５により単位時間毎に各色が繰り返す光に分光される。

カラーホイール制御部１２は、カラーホイール５の回転駆動を制御する。

カラーホイール５から出射した光は、ライトトンネル６、リレーレンズ７、平面ミラー８および凹面ミラー９を介して、画像表示ユニット５０における画像表示素子としてのＤＭＤ５５１に集光される。

ＤＭＤ５５１は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の映像を形成するように投影光を加工して反射する画像表示素子である。また、ＤＭＤ制御部１３は、ＤＭＤ５５１のマイクロミラーのオン／オフを制御する。

ＤＭＤ５５１により、時分割で映像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投影光学系ユニット６０へ反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へ反射される。使用する光は投影光学系ユニット６０へ反射し、投影光学系ユニット６０を通り拡大された映像光はスクリーンＳ上へ拡大投影される。

投影光学系ユニット６０は、例えば複数の投影レンズ、ミラー等を有し、画像表示ユニット５０のＤＭＤ５５１によって生成される画像を拡大してスクリーンＳに投影する。

（画像投影装置の機能構成（第１の実施形態））
図５は、本実施形態に係る画像投影装置１の構成例を示す機能ブロック図である。図４に示した画像投影装置１と同様の点については説明を省略する。

図５に示す画像投影装置１は、画素ずらし制御のための機構および画像処理部を備えている。具体的には、図４に示した構成に加え、可動ユニット制御部１４、画素ずらし用画像処理部３２、位置検知手段５２、可動ユニット５５を備えている。

画素ずらし用画像処理部３２は、画素ずらし制御の際のフレーム生成などの画像処理を行うブロックであって、少なくともシステム制御部１０とは独立した制御手段である。また、傾き検知部３１で検知した傾き角度情報より算出された補正量を元に台形補正を行う。画素ずらし用画像処理部３２は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのプログラマブルロジックデバイス（PLD：Programmable Logic Device）で構成される。画素ずらし用画像処理部３２の詳細は後述する。

画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１（図６）、固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５を有する。可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１を有し、可動ユニット制御部１４によって固定ユニット５１に対する位置が制御される。なお、可動ユニット制御部１４は、システム制御部１０と接続されており、システム制御部１０により制御される。

可動ユニット５５には、駆動手段としての電磁アクチュエータ（ボイスコイル、磁石）が設けられており、可動ユニット制御部１４は、可動ユニット５５の駆動手段に流すための電流量を制御してＤＭＤ５５１の移動量を制御する。なお、可動ユニット制御部１４によるＤＭＤ５５１を往復移動させる制御（画素ずらし制御）は、本体操作部２３またはリモコン２１を操作することにより、オン／オフ可能となっている。ＤＭＤ５５１を往復移動させる制御がオフに設定される場合は、ＤＭＤ５５１を往復移動させる制御がされない通常の投影画面の表示となる。

また、可動ユニット５５（すなわち、ＤＭＤ５５１）の位置は、画像表示ユニット５０に設けられた、光センサや磁気センサなどの位置検知手段５２（位置センサ）により検知可能となっている。可動ユニット制御部１４は、駆動手段に流した電流量（制御内容）と、位置検知手段５２の検知結果（制御結果）に基づいて、可動ユニット５５が目標位置にあるかどうか、すなわち、可動ユニット５５が正常に動作しているか否かを検知しており、検知結果をシステム制御部１０へ入力する。これにより、システム制御部１０では、正常に画素ずらし制御が動作しているかを検知可能となっている。

（画像表示ユニット）
図６は、画像表示ユニット５０を例示する斜視図である。また、図７は、画像表示ユニット５０を例示する側面図である。

図６及び図７に示されるように、画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１、固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５を有する。

固定ユニット５１は、第１固定板としてのトッププレート５１１、第２固定板としてのベースプレート５１２を有する。固定ユニット５１は、トッププレート５１１とベースプレート５１２とが所定の間隙を介して平行に設けられている。

可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、第１可動板としての可動プレート５５２、第２可動板としての結合プレート５５３、ヒートシンク５５４を有し、固定ユニット５１に移動可能に支持されている。

可動プレート５５２は、固定ユニット５１のトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられ、固定ユニット５１によってトッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行且つ表面に平行な方向に移動可能に支持されている。

結合プレート５５３は、固定ユニット５１のベースプレート５１２を間に挟んで可動プレート５５２に固定されている。結合プレート５５３は、上面側にＤＭＤ５５１が固定して設けられ、下面側にヒートシンク５５４が固定されている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、可動プレート５５２、ＤＭＤ５５１、及びヒートシンク５５４と共に固定ユニット５１に移動可能に支持されている。

ＤＭＤ５５１は、結合プレート５５３の可動プレート５５２側の面に設けられ、可動プレート５５２及び結合プレート５５３と共に移動可能に設けられている。ＤＭＤ５５１は、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を有する。ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーは、鏡面がねじれ軸周りに傾動可能に設けられており、ＤＭＤ制御部１３から送信される画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ駆動される。

マイクロミラーは、例えば「ＯＮ」の場合には、光源３０からの光を投影光学系ユニット６０に反射するように傾斜角度が制御される。また、マイクロミラーは、例えば「ＯＦＦ」の場合には、光源３０からの光をＯＦＦ光板に向けて反射する方向に傾斜角度が制御される。

このように、ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ制御部１３から送信される画像信号によって各マイクロミラーの傾斜角度が制御され、光源３０から照射されて照明光学系ユニット４０を通った光を変調して投影画像を生成する。

ヒートシンク５５４は、拡大放熱部の一例であり、少なくとも一部分がＤＭＤ５５１に当接するように設けられている。ヒートシンク５５４は、移動可能に支持される結合プレート５５３にＤＭＤ５５１と共に設けられることで、ＤＭＤ５５１に当接して効率的に冷却することが可能になっている。このような構成により、本実施形態に係る画像投影装置１では、ヒートシンク５５４がＤＭＤ５５１の温度上昇を抑制し、ＤＭＤ５５１の温度上昇による動作不良や故障等といった不具合の発生が低減されている。

［固定ユニット］
図８は、固定ユニット５１を例示する斜視図である。また、図９は、固定ユニット５１を例示する分解斜視図である。

図８及び図９に示されるように、固定ユニット５１は、トッププレート５１１、ベースプレート５１２を有する。

トッププレート５１１及びベースプレート５１２は、平板状部材から形成され、それぞれ可動ユニット５５のＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５１３，５１４が設けられている。また、トッププレート５１１及びベースプレート５１２は、複数の支柱５１５によって、所定の間隙を介して平行に設けられている。

支柱５１５は、図９に示されるように、上端部がトッププレート５１１に形成されている支柱孔５１６に圧入され、雄ねじ溝が形成されている下端部がベースプレート５１２に形成されている支柱孔５１７に挿入される。支柱５１５は、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に一定の間隔を形成し、トッププレート５１１とベースプレート５１２とを平行に支持する。

また、トッププレート５１１及びベースプレート５１２には、支持球体５２１を回転可能に保持する支持孔５２２，５２６がそれぞれ複数形成されている。

トッププレート５１１の支持孔５２２には、内周面に雌ねじ溝を有する円筒状の保持部材５２３が挿入される。保持部材５２３は、支持球体５２１を回転可能に保持し、位置調整ねじ５２４が上から挿入される。ベースプレート５１２の支持孔５２６は、下端側が蓋部材５２７によって塞がれ、支持球体５２１を回転可能に保持する。

トッププレート５１１及びベースプレート５１２の支持孔５２２，５２６に回転可能に保持される支持球体５２１は、それぞれトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられる可動プレート５５２に当接し、可動プレート５５２を移動可能に支持する。

図１０は、固定ユニット５１による可動プレート５５２の支持構造を説明するための図である。また、図１１は、図１０に示されるＡ部分の概略構成を例示する部分拡大図である。

図１０及び図１１に示されるように、トッププレート５１１では、支持孔５２２に挿入される保持部材５２３によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。また、ベースプレート５１２では、下端側が蓋部材５２７によって塞がれている支持孔５２６によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。

各支持球体５２１は、支持孔５２２，５２６から少なくとも一部分が突出するように保持され、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられる可動プレート５５２に当接して支持する。可動プレート５５２は、回転可能に設けられている複数の支持球体５２１により、トッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行且つ表面に平行な方向に移動可能に両面から支持される。

また、トッププレート５１１側に設けられている支持球体５２１は、可動プレート５５２とは反対側で当接する位置調整ねじ５２４の位置に応じて、保持部材５２３の下端からの突出量が変化する。例えば、位置調整ねじ５２４がＺ１方向に変位すると、支持球体５２１の突出量が減り、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔が小さくなる。また、例えば、位置調整ねじ５２４がＺ２方向に変位すると、支持球体５２１の突出量が増え、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔が大きくなる。

このように、位置調整ねじ５２４を用いて支持球体５２１の突出量を変化させることで、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔を適宜調整できる。

また、図８及び図９に示されるように、トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。

図１２は、トッププレート５１１を例示する底面図である。図１２に示されるように、トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。

磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、トッププレート５１１の中央孔５１３を囲むように４箇所に設けられている。磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、それぞれ長手方向が平行になるように配置された直方体状の２つの磁石で構成され、それぞれ可動プレート５５２に及ぶ磁界を形成する。

磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、それぞれ可動プレート５５２の上面に各磁石５３１，５３２，５３３，５３４に対向して設けられているコイルとで、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成する。

なお、上記した固定ユニット５１に設けられる支柱５１５、支持球体５２１の数や位置等は、可動プレート５５２を移動可能に支持できればよく、本実施形態に例示される構成に限られるものではない。

［可動ユニット］
図１３は、可動ユニット５５を例示する斜視図である。また、図１４は、可動ユニット５５を例示する分解斜視図である。

図１３及び図１４に示されるように、可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、可動プレート５５２、結合プレート５５３、ヒートシンク５５４、保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７を有し、固定ユニット５１に対して移動可能に支持されている。

可動プレート５５２は、上記したように、固定ユニット５１のトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられ、複数の支持球体５２１により表面に平行な方向に移動可能に支持される。

図１５は、可動プレート５５２を例示する斜視図である。

図１５に示されるように、可動プレート５５２は、平板状の部材から形成され、ＤＭＤ基板５５７に設けられるＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５７０を有し、中央孔５７０の周囲にコイル５８１，５８２，５８３，５８４が設けられている。

コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれＺ１Ｚ２方向に平行な軸を中心として電線が巻き回されることで形成され、可動プレート５５２のトッププレート５１１側の面に形成されている凹部に設けられてカバーで覆われている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれトッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４とで、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成する。

トッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４と、可動プレート５５２のコイル５８１，５８２，５８３，５８４とは、可動ユニット５５が固定ユニット５１に支持された状態で、それぞれ対向する位置に設けられている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４に電流が流されると、磁石５３１，５３２，５３３，５３４によって形成される磁界により、可動プレート５５２を移動させる駆動力となるローレンツ力が発生する。

可動プレート５５２は、磁石５３１，５３２，５３３，５３４とコイル５８１，５８２，５８３，５８４との間で発生する駆動力としてのローレンツ力を受けて、固定ユニット５１に対して、ＸＹ平面において直線的又は回転するように変位する。

各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流の大きさ及び向きは、可動ユニット制御部１４によって制御される。可動ユニット制御部１４は、各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさ及び向きによって、可動プレート５５２の移動（回転）方向、移動量や回転角度等を制御する。

本実施形態では、第１駆動手段として、コイル５８１及び磁石５３１と、コイル５８４及び磁石５３４とが、Ｘ１Ｘ２方向に対向して設けられている。コイル５８１及びコイル５８４に電流が流されると、図１５に示されるようにＸ１方向又はＸ２のローレンツ力が発生する。可動プレート５５２は、コイル５８１及び磁石５３１と、コイル５８４及び磁石５３４とにおいて発生するローレンツ力により、Ｘ１方向又はＸ２方向に移動する。

また、本実施形態では、第２駆動手段として、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とが、Ｘ１Ｘ２方向に並んで設けられ、磁石５３２及び磁石５３３は、磁石５３１及び磁石５３４とは長手方向が直交するように配置されている。このような構成において、コイル５８２及びコイル５８３に電流が流されると、図１５に示されるようにＹ１方向又はＹ２方向のローレンツ力が発生する。

可動プレート５５２は、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とにおいて発生するローレンツ力により、Ｙ１方向又はＹ２方向に移動する。また、可動プレート５５２は、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とで反対方向に発生するローレンツ力により、ＸＹ平面において回転するように変位する。

例えば、コイル５８２及び磁石５３２においてＹ１方向のローレンツ力が発生し、コイル５８３及び磁石５３３においてＹ２方向のローレンツ力が発生するように電流が流されると、可動プレート５５２は、上面視で時計回り方向に回転するように変位する。また、コイル５８２及び磁石５３２においてＹ２方向のローレンツ力が発生し、コイル５８３及び磁石５３３においてＹ１方向のローレンツ力が発生するように電流が流されると、可動プレート５５２は、上面視で反時計回り方向に回転するように変位する。

また、可動プレート５５２には、固定ユニット５１の支柱５１５に対応する位置に、可動範囲制限孔５７１が設けられている。可動範囲制限孔５７１は、固定ユニット５１の支柱５１５が挿入され、例えば振動や何らかの異常等により可動プレート５５２が大きく移動した時に支柱５１５に接触することで、可動プレート５５２の可動範囲を制限する。

以上で説明したように、本実施形態では、可動ユニット制御部１４が、コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさや向きを制御することで、可動範囲内で可動プレート５５２を任意の位置に移動させることができる。

なお、移動手段としての磁石５３１，５３２，５３３，５３４及びコイル５８１，５８２，５８３，５８４の数、位置等は、可動プレート５５２を任意の位置に移動させることが可能であれば、本実施形態とは異なる構成であってもよい。例えば、移動手段としての磁石は、トッププレート５１１の上面に設けられてもよく、ベースプレート５１２の何れかの面に設けられてもよい。また、例えば、磁石が可動プレート５５２に設けられ、コイルがトッププレート５１１又はベースプレート５１２に設けられてもよい。

また、可動範囲制限孔５７１の数、位置及び形状等は、本実施形態に例示される構成に限られない。例えば、可動範囲制限孔５７１は一つであってもよく、複数であってもよい。また、可動範囲制限孔５７１の形状は、例えば長方形や円形等、本実施形態とは異なる形状であってもよい。

固定ユニット５１によって移動可能に支持される可動プレート５５２の下面側（ベースプレート５１２側）には、図１３に示されるように、結合プレート５５３が固定されている。結合プレート５５３は、平板状部材から形成され、ＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔を有し、周囲に設けられている折り曲げ部分が３本のねじ５９１によって可動プレート５５２の下面に固定されている。

図１６は、可動プレート５５２が外された可動ユニット５５を例示する斜視図である。

図１６に示されるように、結合プレート５５３には、上面側にＤＭＤ５５１、下面側にヒートシンク５５４が設けられている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、ＤＭＤ５５１、ヒートシンク５５４と共に、可動プレート５５２に伴って固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている。

ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ基板５５７に設けられており、ＤＭＤ基板５５７が保持部材５５５と結合プレート５５３との間で挟み込まれることで、結合プレート５５３に固定されている。保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７、結合プレート５５３、ヒートシンク５５４は、図１４及び図１６に示されるように、固定部材としての段付ねじ５６０及び押圧手段としてのばね５６１によって重ねて固定されている。

図１７は、可動ユニット５５のＤＭＤ保持構造について説明する図である。図１７は、可動ユニット５５の側面図であり、可動プレート５５２及び結合プレート５５３は図示が省略されている。

図１７に示されるように、ヒートシンク５５４は、結合プレート５５３に固定された状態で、ＤＭＤ基板５５７に設けられている貫通孔からＤＭＤ５５１の下面に当接する突出部５５４ａを有する。なお、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａは、ＤＭＤ基板５５７の下面であって、ＤＭＤ５５１に対応する位置に当接するように設けられてもよい。

また、ＤＭＤ５５１の冷却効果を高めるために、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａとＤＭＤ５５１との間に弾性変形可能な伝熱シートが設けられてもよい。伝熱シートによりヒートシンク５５４の突出部５５４ａとＤＭＤ５５１との間の熱伝導性が向上し、ヒートシンク５５４によるＤＭＤ５５１の冷却効果が向上する。

上記したように、保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７、ヒートシンク５５４は、段付きねじ５６０及びばね５６１によって重ねて固定されている。段付きねじ５６０が締められると、ばね５６１がＺ１Ｚ２方向に圧縮され、図１７に示されるＺ１方向の力Ｆ１がばね５６１から生じる。ばね５６１から生じる力Ｆ１により、ヒートシンク５５４はＺ１方向に力Ｆ２でＤＭＤ５５１に押圧されることとなる。

本実施形態では、段付きねじ５６０及びばね５６１は４箇所に設けられており、ヒートシンク５５４にかかる力Ｆ２は、４つのばね５６１に生じる力Ｆ１を合成したものに等しい。また、ヒートシンク５５４からの力Ｆ２は、ＤＭＤ５５１が設けられているＤＭＤ基板５５７を保持する保持部材５５５に作用する。この結果、保持部材５５５には、ヒートシンク５５４からの力Ｆ２に相当するＺ２方向の反力Ｆ３が生じ、保持部材５５５と結合プレート５５３との間でＤＭＤ基板５５７を保持できるようになる。

段付きねじ５６０及びばね５６１には、保持部材５５５に生じる力Ｆ３からＺ２方向の力Ｆ４が作用する。ばね５６１は、４箇所に設けられているため、それぞれに作用する力Ｆ４は、保持部材５５５に生じる力Ｆ３の４分の１に相当し、力Ｆ１と釣り合うこととなる。

また、保持部材５５５は、図１７において矢印Ｂで示されるように撓むことが可能な部材で板ばね状に形成されている。保持部材５５５は、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａに押圧されて撓み、ヒートシンク５５４をＺ２方向に押し返す力が生じることで、ＤＭＤ５５１とヒートシンク５５４との接触をより強固に保つことができる。

可動ユニット５５は、以上で説明したように、可動プレート５５２と、ＤＭＤ５５１及びヒートシンク５５４を有する結合プレート５５３とが、固定ユニット５１によって移動可能に支持されている。可動ユニット５５の位置は、可動ユニット制御部１４によって制御される。また、可動ユニット５５には、ＤＭＤ５５１に当接するヒートシンク５５４が設けられており、ＤＭＤ５５１の温度上昇に起因する動作不良や故障といった不具合の発生が防止されている。

（画素ずらし制御）
上述のように、画像投影装置１において投影画像を生成するＤＭＤ５５１は、可動ユニット５５に設けられており、可動ユニット制御部１４によって可動ユニット５５と共に位置が制御される。

可動ユニット制御部１４は、例えば、画像投影時にフレームレートに対応する所定の周期で、ＤＭＤ５５１の複数のマイクロミラーの配列間隔未満の距離だけ離れた複数の位置の間を高速移動するように可動ユニット５５の位置を制御する。このとき、画素ずらし用画像処理部３２は、それぞれの位置に応じてシフトした投影画像を生成し、ＤＭＤ制御部１３を介してＤＭＤ５５１に画像信号を送信する。

可動ユニット制御部１４は、Ｘ１Ｘ２方向及びＹ１Ｙ２方向にＤＭＤ５５１のマイクロミラーの配列間隔未満の距離だけ離れた第１位置と第２位置との間で、ＤＭＤ５５１を所定の周期で往復移動させる。このとき、ＤＭＤ制御部１３が、それぞれの位置に応じてシフトした投影画像を生成するようにＤＭＤ５５１を制御することで、投影画像の解像度を、ＤＭＤ５５１の解像度の約２倍にすることが可能になる。

このように、可動ユニット制御部１４が可動ユニット５５と共にＤＭＤ５５１を所定の周期で移動させ、画素ずらし用画像処理部３２およびＤＭＤ制御部１３がＤＭＤ５５１に位置に応じた投影画像を生成させることで、ＤＭＤ５５１の解像度以上の画像を投影することが可能になる。

図１８は、画素ずらし制御にて半画素分シフトした画素の表示状態のイメージを示した説明図である。

図１８（Ａ）は、表示位置をシフトしない状態（シフト前の状態、第１位置）である各画素Ｓ１を示しており、各画素のサイズはＸＬ×ＹＬとなっている。また、図１８（Ｂ）は、半画素分（ＸＬ／２，ＹＬ／２）シフトされた状態（第２位置）であるの各画素Ｓ２を示している。このように、斜め方向で２つの状態にシフトさせる方式を２ｗａｙ方式と呼ぶ。なお、ここでは、シフト量を半画素分としているが、シフト量は半画素分に限られるものではない。

そして、２つの画像を合成、すなわち、交互に各画素での映像を投影することにより、図１８（Ｃ）に示すように、擬似的に高解像度することが可能となる。

（画素ずらし用画像処理部）
この画素ずらし制御の際には、可動ユニット制御部１４にて可動ユニット５５のＤＭＤ５５１を斜め方向に往復移動させて、図１８（Ｃ）に示すように、半画素ずらした状態で投影する。また、画素ずらし用画像処理部３２では、入力された映像信号（１フレーム）に対して、第１位置の画像と第２位置の画像との２つの画像（２つのフレーム）を生成する画像処理を行う（画素ずらし用の画像処理）。

画素ずらし制御では、可動ユニット制御部１４による可動ユニット５５の制御と、画素ずらし用画像処理部３２での画像生成を同期させ、高解像度化を実現する。例えば、入力画像の解像度がＵＨＤ（４Ｋ，３８４０×２１６０）の１枚の画像から、２枚のＦＨＤ（２Ｋ，１９２０×１０８０）の画像を生成し、この２枚の画像を交互に切り替えて表示させ、表示の切替タイミングと画素のシフトのタイミングを同期させて、高解像度化を実現するものである。

ところで、台形補正処理は、一般に画像投影装置１に入力された映像信号（元画像）に対して処理を実行することで、最も画像劣化の少ない画像を生成することができるため、これまで画素ずらし制御を行う画像投影装置では、システム制御部１０の台形補正処理部１０Ａにて、画素ずらし制御用の画像処理が実行される前の画像に対して、台形補正処理を施し、この台形補正後の画像に基づいて２つの画像を生成されていた。

しかしながら、本願発明者らは、画素ずらし制御時の画像処理を、台形補正が施された画像に対して実行すると画質の劣化が大きくなり視認性が低下してしまうことを知見した。これは、台形補正処理後の画像は、台形補正処理前の元画像に比べ、画像の形状が変化する補正が施されていることによるものである。このような画像にさらに、画素ずらし用の画像処理を施すことで、画質の劣化が大きくなってしまう。また、画素ずらし制御用の画像処理においては、１つの画像から２つの画像を生成する際に、必要に応じて補正処理、例えば、画像を分割して解析して、その特性から補正を施す処理を実行する場合がある。このように画素ずらし制御用の画像処理として、画像を２枚生成する以外の補正を実行している場合、さらに台形補正を施すことで、画質の低下に繋がってしまう。

そこで、本実施形態に係る画像投影装置１は、光源（光源３０）からの光を用いて画像を形成する画像表示素子（ＤＭＤ５５１）と、該画像表示素子を変位させる駆動手段（可動ユニット５５）と、を備え、駆動手段により画像表示素子を往復移動させながら画像を投影させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置において、入力画像に基づいて画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理部（画像生成処理部３３）と、該画像生成処理部により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理部（台形補正処理部３４）と、を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

すなわち、これまでシステム制御部１０（メインチップ）で実行していた台形補正処理部を、システム制御部１０の後段に設けた画素ずらし用画像処理部３２（システム制御部１０からは独立したチップ）であって、画素ずらし制御用の画像を生成する画像生成処理部３３の後段に配置したものである。

図１９は、画素ずらし用画像処理部３２の構成例を示す機能ブロック図である。画素ずらし用画像処理部３２は、画像生成処理部３３、台形補正処理部３４、通信制御部３５、およびスイッチ３６，３７を備えている。なお、図１９（Ａ）は画素ずらし制御がオンの場合、図１９（Ｂ）は画素ずらし制御がオフの場合を示している。

画像生成処理部３３は、１枚の画像から２枚の画像を生成する処理を行う。また、必要に応じて、補正処理を行うようにしてもよい。

台形補正処理部３４（第１の台形補正処理部）は、傾き検知部３１で検知した傾き角度情報より算出された補正量を元に台形補正を行う。台形補正処理部３４での台形補正処理は、画像生成処理部３３で画素ずらし用の画像処理がなされた画像に対してなされる点でシステム制御部１０の台形補正処理部１０Ａでの台形補正処理と異なるが、処理自体は、システム制御部１０の台形補正処理部１０Ａで実行するものと同処理である。

通信制御部３５は、システム制御部１０との通信ＩＦを備え、システム制御部１０から画素ずらし制御の設定がオンオフのいずれであるかの設定情報を受け付ける。

スイッチ３６，３７は、通信制御部３５によりオンオフの切替制御がなされるスイッチであって、システム制御部１０からの設定情報に基づいて、切替制御がなされる。画素ずらし制御の設定がオンである旨の通知を受けた場合は、スイッチ３６，３７は、画像の入力ラインを画像生成処理部３３および台形補正処理部３４が設けられている側のラインに切り替える（図１９（Ａ））。一方、画素ずらし制御の設定がオフである旨の通知を受けた場合は、スイッチ３６，３７は、画像の入力ラインを画像生成処理部３３および台形補正処理部３４が設けられていない側のラインに切り替える（図１９（Ｂ））。

図１９（Ａ）に示す画素ずらし制御がオンの場合、システム制御部１０から画素ずらし用画像処理部３２へ入力される画像に基づいて、画像生成処理部３３において、可動ユニット５５と同期をとるための画素ずらし用の画像が生成される。すなわち、１枚の画像から２枚の画像を生成する処理がなされる。

次いで、台形補正処理部３４は、画像生成処理部３３において生成された画像に対して、傾き検知部３１で検知した傾き角度情報に基づいて台形補正を実行する。なお、傾き角度情報と台形補正の補正量との関係は予め設定され記憶されているものであればよい。

台形補正が施された画像は、画素ずらし用画像処理部３２からＤＭＤ制御部１３へ出力される。

図１９（Ｂ）に示す画素ずらし制御がオフの場合、システム制御部１０から画素ずらし用画像処理部３２へ入力される画像は、画素ずらし用画像処理部３２では処理されず、そのままＤＭＤ制御部１３へ出力される。画素ずらし制御がオフの場合は、システム制御部１０の台形補正処理部１０Ａにて台形補正処理が施される。

画素ずらし制御がオフの場合には、画像生成処理部３３と台形補正処理部３４を待機状態（オフ）にすることができるため、消費電力の低減を図ることが可能である。

図２０は、画像投影装置１の起動から投影開始までの処理を示すフローチャートである。画像投影装置１の電源がオンとなり起動すると（Ｓ１００）、自動台形補正処理がオン／オフいずれの設定となっているかを判断する（Ｓ１０１）。この設定は、例えば、不揮発性メモリ２６に記憶されている。なお、自動台形補正処理とは、画像投影装置１の起動時に、設置状態を検知して、画像の投影開始時には画像に台形補正処理を施したうえで投影する機能をいう。

自動台形補正処理がオンである場合は（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、傾き検知部３１で画像投影装置１の傾きを検知する（Ｓ１０２）。次いで、検知した傾き角度情報は、不揮発性メモリ２６などの記憶部に記憶される（Ｓ１０３）。自動台形補正処理がオフである場合は（Ｓ１０１：Ｎｏ）、Ｓ１０２およびＳ１０３の処理は実行しない。

次いで、画素ずらし制御（高解像度化機能）がオン／オフのいずれに設定されているかを判断する（Ｓ１０４）。

画素ずらし制御がオンの場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、可動ユニット５５は、画素ずらし制御を行う場合の初期位置（例えば、センター位置）にセットされる（Ｓ１０５）。可動ユニット５５は、起動するまでは固定されておらず、投影開始に最適な位置となっていないため、センタリングにより最適な初期位置とするものである。また、スイッチ３６，３７は、図１９（Ａ）に示す画像の入力ラインを画像生成処理部３３および台形補正処理部３４が設けられている側のラインに切り替える。

次いで、画像生成処理部３３での画素ずらし制御用の画像処理（Ｓ１０６）、台形補正処理部３４での台形補正処理（Ｓ１０７）が実行される。台形補正処理では、Ｓ１０３の処理にて不揮発性メモリ２６に記憶されている傾き情報から補正値を算出し、該補正値に基づいて台形補正処理を実行する。ＤＭＤ５５１には、画素ずらし制御用の画像処理および台形補正処理が施された画像が伝送される。

そして、可動ユニット５５の半画素移動処理がオンとなり、画素ずらし用画像処理された画像と同期をとりながら高解像度化のための画素ずらし制御を開始する（Ｓ１０８）。

一方、画素ずらし制御がオフの場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、可動ユニット５５は、画素ずらし制御を行わない場合の初期位置（例えば、センター位置）にセットされる（Ｓ１０５）。また、スイッチ３６，３７は、図１９（Ｂ）に示す画像の入力ラインを画像生成処理部３３および台形補正処理部３４が設けられていない側のラインに切り替えて、画像生成処理部３３での画素ずらし制御用の画像処理、および台形補正処理部３４での台形補正処理をオフとする（Ｓ１１０）。画像生成処理部３３および台形補正処理部３４への電力供給を不要とすることで、消費電力が低減される。

画素ずらし制御がオフの場合は、システム制御部１０の台形補正処理部１０Ａでの台形補正処理（Ｓ１１１）が実行される。台形補正処理では、Ｓ１０３の処理にて不揮発性メモリ２６に記憶されている傾き情報から補正値を算出し、該補正値に基づいて台形補正処理を実行する。

Ｓ１０８またはＳ１１１の処理が完了し、投影準備の完了後、映像の投影が開始される（Ｓ１１２）。なお、画像投影装置１の起動（Ｓ１０１）から映像投影が開始（Ｓ１１２）されるまでは、入力画像の投影はミュートとなっているが、画像投影装置１のスタートアップ画面等の投影がなされてもよい。

次いで、画像投影中に画素ずらし制御（高解像度化機能）のオン／オフの設定を切り替える場合の処理を説明する。図２１は、画像投影中に高解像度化機能のオン／オフの設定を切り替える場合の処理を示すフローチャートである。

先ず、高解像度化機能の設定の変更指示があったかどうかを判断する（Ｓ２００）。変更指示がない場合（Ｓ２００：Ｎｏ）は、本フローでの処理は実行されない。変更指示があった場合は、映像投影をオフとしてミュート状態とする（Ｓ２０１）。高解像度化機能のオンオフの切替時に画像が投影されていると、画像処理の切替により画像にブレなどが生じるため、ユーザがこれを視認しないようにするものである。

次いで、設定の切替がオンからオフであるか、オフからオンであるかを判断する（Ｓ２０２）。高解像度化機能の設定がオンからオフへの切替の場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、可動ユニット５５の半画素移動処理をオフとする（Ｓ２０３）。また、スイッチ３６，３７を切り替えて、画像生成処理部３３での画素ずらし制御用の画像処理、および台形補正処理部３４での台形補正処理をオフとする（Ｓ２０４，Ｓ２０５）。

次いで、システム制御部１０の台形補正処理部１０Ａでの台形補正処理をオンとし（Ｓ２０６）、台形補正処理部１０Ａにて台形補正処理を実行して、画像を生成する。

一方、高解像度化機能の設定がオフからオンへの切替の場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、システム制御部１０の台形補正処理部１０Ａでの台形補正処理をオフとする（Ｓ２０７）。また、スイッチ３６，３７を切り替えて、画像生成処理部３３での画素ずらし制御用の画像処理、および台形補正処理部３４での台形補正処理をオンとし（Ｓ２０８，Ｓ２０９）、画素ずらし制御用の画像処理および台形補正処理が施された画像を生成する。

次いで、可動ユニット５５の半画素移動処理がオンとして、画素ずらし用画像処理された画像と同期をとりながら高解像度化のための画素ずらし制御を開始する（Ｓ２１０）。

Ｓ２０６またはＳ２１０の処理が完了し、画像生成が完了したら、ミュートを解除して、映像の投影が再開される（Ｓ２１１）。

以上説明した本実施形態に係る画像投影装置によれば、画素ずらし処理により高解像度を図る画像投影装置１において、画素ずらし処理の実行時に台形補正処理を行う場合、画素ずらし制御用の画像処理がなされた画像に対して、台形補正処理を施すことで、台形補正処理による画像劣化を抑制し、台形補正処理時の画質を良好なものとすることができる。

また、画素ずらし処理を実行しない場合には、台形補正処理はシステム制御部１０にて実行し、画像生成処理部３３と台形補正処理部３４を待機状態にすることができるため、消費電力の低減を図ることができる。

［第２の実施形態］
以下、本発明に係る画像投影装置の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。

図２２は、画素ずらし用画像処理部３２の他の構成例を示す機能ブロック図である。図２２（Ａ）は画素ずらし制御がオンの場合、図２２（Ｂ）は画素ずらし制御がオフの場合を示している。図１９に示した例と同様に、画素ずらし用画像処理部３２は、画像生成処理部３３、台形補正処理部３４、通信制御部３５およびスイッチ３６，３７を備えているが、台形補正処理を画素ずらし制御がオンオフいずれの場合も、画素ずらし用画像処理部３２にて実行する点において、図１９に示した例と異なっている。

図２２に示す構成例は、システム制御部１０が台形補正処理部１０Ａを有していない場合の画素ずらし用画像処理部３２の構成例である。近年、画像投影装置１のメインチップ（システム制御部１０）として、テレビなどの他の装置で使用しているものを流用することが考えられている。この場合のシステム制御部１０は、台形補正処理部１０Ａを備えていないため、図２２に示すように、画素ずらし制御がオンオフいずれの場合も、画素ずらし用画像処理部３２にて台形補正を実行する。

図２２（Ａ）に示す画素ずらし制御がオンの場合、システム制御部１０から画素ずらし用画像処理部３２へ入力される画像は、画像生成処理部３３において、可動ユニット５５と同期をとるための画素ずらし用の画像が生成される。すなわち、１枚の画像から２枚の画像を生成する処理がなされる。

次いで、台形補正処理部３４は、画像生成処理部３３において生成された画像に対して、傾き検知部３１で検知した傾きに基づいて台形補正を実行する。台形補正が施された画像は、画素ずらし用画像処理部３２からＤＭＤ制御部１３へ出力される。

図２２（Ｂ）に示す画素ずらし制御がオフの場合、システム制御部１０から画素ずらし用画像処理部３２へ入力される画像は、台形補正処理部３４へ入力される。台形補正処理部３４は、入力された画像に対して、傾き検知部３１で検知した傾きに基づいて台形補正を実行する。台形補正が施された画像は、画素ずらし用画像処理部３２からＤＭＤ制御部１３へ出力される。

画素ずらし制御がオフの場合には、画像生成処理部３３を待機状態にすることができるため、消費電力の低減を図ることが可能である。

［第３の実施形態］
第１の実施形態では、傾き検知部３１は、画像投影装置１の垂直方向での傾きを検知する加速度センサ等であり、垂直方向の台形補正処理を実行する例について説明したが、本発明の制御は、水平方向での台形補正や、被投影面が平面でない場合の湾曲補正などの投影画像の形状が変化するような歪み補正を実行する場合に適用できる。

すなわち、画像投影装置１は、水平方向での傾きを検知して、水平方向での台形補正処理も実行することが好ましい。

水平方向での台形補正処理の補正量を算出するための画像投影装置１の水平方向の傾きを検知する手段としては、公知または新規の傾き検知手段を用いることができる。例えば、画像投影装置１が撮像装置（カメラ）を備え、撮像装置で被投影面に投影されている画像を撮像し、撮像画像に基づいて、水平方向での台形補正処理を実行する。この場合、傾き検知部３１は撮像装置を備えるものである。

また、画像投影装置１は、被投影面が平面でない場合に画像の湾曲を補正する湾曲補正処理も実行することが好ましい。

湾曲補正の補正量を算出するための手段としては、公知または新規の傾き手段を用いることができる。例えば、画像投影装置１が撮像装置（カメラ）を備え、撮像装置で被投影面に投影されている画像を撮像し、撮像画像に基づいて、湾曲補正を実行する。また、画像投影装置１が距離測定装置（距離センサ）を備え、被投影面までの距離に基づいて、湾曲補正を実行するものであってもよい。

画素ずらし処理により高解像度を図る画像投影装置１において、画素ずらし処理の実行時に、水平方向の台形補正処理、湾曲補正処理を行う場合も、垂直方向の台形補正処理と同様の問題が生じる。これに対し、第３の実施形態では、台形補正処理部１０Ａおよび台形補正処理部３４は、台形補正とともに、傾き検知部３１での検知結果に基づいて、水平方向の台形補正と湾曲補正についても実行する。これにより、画像劣化を抑制し、水平方向の台形補正処理時、湾曲補正処理時の画質についても良好なものとすることができる。

［第４の実施形態］
第１の実施形態では、画像投影装置１は、ＤＬＰ(Digital Light Processing)方式のプロジェクタであって、画像表示素子を往復移動させる制御する場合の例について説明したが、本発明を適用可能な画像投影装置１はこれに限られるものではなく、画像表示素子を往復移動させる制御を行い高解像度化を図るものであれば他の方式によるものであって良い。

また、画像表示素子を制御させるものに限られず、例えば、特許文献１に示したような、光路における光学素子を往復移動させる制御することで中間画像を形成する方式であってもよい。例えば、ＤＬＰ方式のプロジェクタにおいて、画像表示素子を往復移動させる制御させるのではなく、画像表示素子の後段の光学素子を往復移動させる制御するものであってもよい。

第４の実施形態では、液晶方式の画像投影装置の例を説明する。図２３は、第４の実施形態に係る画像投影装置１の一例を示す機能ブロック図である。図２３は液晶方式の画像投影装置１の例である。

本実施形態に係る画像投影装置１は、光源（光源３０）からの光を用いて画像を形成する画像表示素子（液晶パネル部７０）と、光路における画像表示素子の後段に配置される光学素子（可動レンズ７２）と、該光学素子を変位させる駆動手段と、を備え、駆動手段により光学素子を往復移動させながら画像を投影させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置において、入力画像に基づいて画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理部（画像生成処理部３３）と、該画像生成処理部により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理部（台形補正処理部３４）と、を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

画像投影装置１は、システム制御部１０、ランプ制御部１１、傾き検知部３１、画素ずらし用画像処理部３２、液晶パネル制御部７１、可動レンズ制御部７３、ファン制御部１５、リモコン受信部２２、本体操作部２３、入力端子２４、映像信号制御部２５、不揮発性メモリ２６、電源ユニット２７、温度センサ２８、ファン２９、光源３０、液晶パネル部７０、可動レンズ７２、投影光学系ユニット６０、等を備え、スクリーンＳに画像を投影する画像投影装置である。また、遠隔操作手段としてのリモコン２１を備えている。以下、図５を参照して説明した画像投影装置１と異なる点について説明する。

液晶パネル部７０はＲＧＢの液晶パネルを備えており、液晶パネル制御部７１で各液晶パネルを制御することで映像が作成される。光源３０から液晶パネル部７０に投射され、液晶パネル部７０にて反射された投射光は、可動レンズ７２に投射される。可動レンズ７２には、該可動レンズ７２を可動させる駆動手段が設けられており、可動レンズ制御部７３は、投影画像が半画素シフトされるように、可動レンズ７２の傾きを制御する。

また、可動レンズ７２を動作させる場合、画素ずらし用画像処理部３２において、入力された映像信号を画素ずらし制御用の所定の画像処理を施し、可動レンズ７２の動作と同期させることで、投影画像を高解像度化をする。

また、可動レンズ７２の位置は、可動レンズ７２の近傍に設けられた、位置検知手段７４（位置センサ）により検知可能となっている。可動レンズ制御部７３は、位置検知手段７４の検知結果に基づいて、可動レンズ７２が目標位置にあるかどうか、すなわち、可動レンズ７２が正常に動作しているか否かを検知しており、判定結果をシステム制御部１０へ入力する。なお、位置検知手段７４は、特に限られるものではなく、可動レンズ７２が所望の動作となっているか否かを検知可能な手段であればよい。

画像投影装置１は、画素ずらし制御（高解像度化機能）のオン／オフを設定可能であり、オンの場合は可動レンズ７２を駆動させ、オフの場合は可動レンズ７２を駆動させないものである。第４の実施形態に係る画像投影装置では、第１の実施形態と同様に、画素ずらし制御（高解像度化機能）がオンの場合には、画素ずらし用画像処理部３２の台形補正処理部３４にて台形補正を実行し、オフの場合には、システム制御部１０の台形補正処理部１０Ａにて台形補正処理を実行する。

第４の実施形態によれば、光学素子を往復移動させる制御をする画像投影装置においても、台形補正処理時の画質を良好なものとすることができる。

［第５の実施形態］
第４の実施形態では、液晶方式の画像投影装置において、画像表示素子（液晶パネル部７０）の後段に配置される可動レンズ７２を往復移動させることで画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置１について説明した。画像投影装置１の構成として、画像表示素子と投影光学系（投影レンズ部）との間に、複屈折性を有する光学部材を設ける構成（参考文献：特開２０１４−１１９４７２号公報）が知られている。

複屈折性を有する光学部材によれば、該光学部材に入射した光が２つの光線（通常光線と異常光線）に分けられるため、当該構成において画素ずらし制御用の画像処理を行うことで、画素ずらし制御を行うことが可能となる。

そこで、本実施形態に係る画像投影装置は、光源（光源３０）からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、画像表示素子に表示された画像の投影像を投影する投影レンズ部と、画像表示素子と投影レンズ部との間に配置され、投影像の位置を移動させる光学素子（複屈折性を有する光学部材）とを備え、光学素子によって投影像の投影位置を往復移動させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置において、入力画像に基づいて画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理部（画像生成処理部３３）と、 該画像生成処理部により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理部（台形補正処理部３４）と、を備えるものである。

第５の実施形態によれば、複屈折性を有する光学部材を有する画像投影装置においても、台形補正処理時の画質を良好なものとすることができる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

例えば、上記実施形態では、水平置きのプロジェクタを例に説明したが、光学の反射を利用した縦置きの超短焦点型プロジェクタにおいても、本発明を適用することができる。

１ 画像投影装置
２ 外装カバー
３ 光学エンジン
４ 光源ユニット
５ カラーホイール
６ ライトトンネル
７ リレーレンズ
８ 平面ミラー
９ 凹面ミラー
１０ システム制御部
１０Ａ 台形補正処理部
１１ ランプ制御部
１２ カラーホイール制御部
１３ ＤＭＤ制御部
１４ 可動ユニット制御部
１５ ファン制御部
１６ 吸気口
１７ 排気口
１８ 吸気ファン
１９ 排気ファン
２０ 光源用ファン
２１ リモコン
２２ リモコン受信部
２３ 本体操作部
２４ 入力端子
２５ 映像信号制御部
２６ 不揮発性メモリ
２７ 電源ユニット
２８ 温度センサ
２９ ファン
３０ 光源
３１ 傾き検知部
３２ 画素ずらし用画像処理部
３３ 画像生成処理部
３４ 台形補正処理部
３５ 通信制御部
３６，３７ スイッチ
４０ 照明光学系ユニット
５０ 画像表示ユニット
５１ 固定ユニット
５２ 位置検知手段
５５ 可動ユニット
５５１ ＤＭＤ
６０ 投影光学系ユニット
７０ 液晶パネル部
７１ 液晶パネル制御部
７２ 可動レンズ
７３ 可動レンズ制御部
７４ 位置検知手段
Ｓ スクリーン

特開２００７−２４８８９４号公報 特開２０１６− ８５３６３号公報 特開２０１２− ３７８２６号公報

Claims (10)

1. 光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
   該画像表示素子を変位させる駆動手段と、を備え、
   前記駆動手段により前記画像表示素子を往復移動させながら画像を投影させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置において、
   入力画像に基づいて前記画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理部と、
   該画像生成処理部により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理部と、を備えることを特徴とする画像投影装置。
2. 光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
   光路における前記画像表示素子の後段に配置される光学素子と、
   該光学素子を変位させる駆動手段と、を備え、
   前記駆動手段により前記光学素子を往復移動させながら画像を投影させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置において、
   入力画像に基づいて前記画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理部と、
   該画像生成処理部により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理部と、を備えることを特徴とする画像投影装置。
3. 光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
   前記画像表示素子に表示された画像の投影像を投影する投影レンズ部と、
   前記画像表示素子と前記投影レンズ部との間に配置され、前記投影像の位置を移動させる光学素子とを備え、
   前記光学素子によって前記投影像の投影位置を往復移動させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置において、
   入力画像に基づいて前記画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理部と、
   該画像生成処理部により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理部と、を備えることを特徴とする画像投影装置。
4. 前記画素ずらしモードを第一のモードとし、前記台形補正処理部を第一の台形補正処理部としたとき、
   前記駆動手段により前記画像表示素子を変位させずに画像を投影させる第二のモードでの画像の投影が可能であって、
   前記第二のモードにおいて、前記画像生成処理部の前段で前記入力画像に対して、台形補正処理を施す第二の台形補正処理部と、を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
5. 前記第二のモードでは、
   前記画像生成処理部と前記第一の台形補正処理部を待機状態にすることを特徴とする請求項４に記載の画像投影装置。
6. 前記第二の台形補正処理部は、当該画像投影装置の主制御手段に設けられ、
   前記画像生成処理部および前記第一の台形補正処理部は、前記主制御手段とは異なる制御手段に設けられることを特徴とする請求項４または５に記載の画像投影装置。
7. 前記台形補正処理部は、
   垂直方向での台形補正を施すとともに、
   少なくとも水平方向での台形補正または投影画像の湾曲補正のいずれかの補正を施すことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
8. 光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
   該画像表示素子を変位させる駆動手段と、を備え、
   前記駆動手段により前記画像表示素子を往復移動させながら画像を投影させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置の制御方法において、
   入力画像に基づいて前記画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理と、
   該画像生成処理により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理と、を行うことを特徴とする画像投影装置の制御方法。
9. 光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
   光路における前記画像表示素子の後段に配置される光学素子と、
   該光学素子を変位させる駆動手段と、を備え、
   前記駆動手段により前記光学素子を往復移動させながら画像を投影させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置の制御方法において、
   入力画像に基づいて前記画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理と、
   該画像生成処理部により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理と、を行うことを特徴とする画像投影装置の制御方法。
10. 光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
    前記画像表示素子に表示された画像の投影像を投影する投影レンズ部と、
    前記画像表示素子と前記投影レンズ部との間に配置され、前記投影像の位置を移動させる光学素子とを備え、
    前記光学素子によって前記投影像の投影位置を往復移動させる画素ずらしモードでの画像の投影をする画像投影装置の制御方法において、
    入力画像に基づいて前記画素ずらしモード用の画像を生成する画像生成処理と、
    該画像生成処理部により生成された画像に対して、台形補正を施す台形補正処理と、を行うことを特徴とする画像投影装置の制御方法。