(57)【要約】【課題】容易に、ユーザが視認する投影画像のボケを抑制でき、より高い解像感をユーザに与えることができる投影装置を提供する。【解決手段】投影装置は、入力画像の１フレームから、複数のサブフレーム画像を生成する生成手段と、前記複数のサブフレーム画像を投影する投影手段と、光学部材を有し、前記光学部材の状態を変化させることにより、前記投影手段が投影するサブフレーム画像の投影位置を制御する位置調整手段と、前記光学部材の状態に基づいたタイミングにより、前記投影手段が投影するサブフレーム画像の切り替えを行う切替制御手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図６
2020068508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像の１フレームから、複数のサブフレーム画像を生成する生成手段と、
前記複数のサブフレーム画像を投影する投影手段と、
光学部材を有し、前記光学部材の状態を変化させることにより、前記投影手段が投影するサブフレーム画像の投影位置を制御する位置調整手段と、
前記光学部材の状態に基づいたタイミングにより、前記投影手段が投影するサブフレーム画像の切り替えを行う切替制御手段と、
を備える、
ことを特徴とする投影装置。
【請求項２】
前記光学部材の状態を検出することにより取得する検出手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
【請求項３】
前記切替制御手段は、
予め設定された、前記光学部材の状態が変化し始めてから前記光学部材が所定の状態に到達するまでの時間に基づいて、前記タイミングを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
【請求項４】
前記位置調整手段は、
光源から前記光学部材に照射される光に対する、前記光学部材の傾きを制御することにより、前記投影位置の制御を行う、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項５】
前記光学部材の状態は、光源から前記光学部材に照射される光に対する、前記光学部材の傾きである、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項６】
前記切替制御手段は、光源から前記光学部材に照射される光に対して、前記光学部材が略垂直であるときに、前記切り変えを行う、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項７】
前記位置調整手段は、所定の範囲において前記投影位置を制御し、
前記切替制御手段は、前記所定の範囲の中心の位置を前記投影位置とする前記光学部材の状態のときに、前記切り変えを行う、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項８】
前記所定の範囲の中心の位置とは、
前記位置調整手段が前記投影位置を制御しない場合の前記投影位置と同じ位置である、
ことを特徴とする請求項７に記載の投影装置。
【請求項９】
前記切替制御手段は、
前記光学部材の状態が変化している場合には、黒画像または白画像または無彩色画像に、前記投影手段が投影する画像を切り替える、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項１０】
投影手段と、
光学部材を有し、前記光学部材の状態を変化させることにより、前記投影手段が投影する画像の投影位置を制御する位置調整手段と、
を備える投影装置の制御方法であって、
入力画像の１フレームから、複数のサブフレーム画像を生成する生成工程と、
前記複数のサブフレーム画像を前記投影手段に投影させる投影制御工程と、
前記光学部材の状態に基づいたタイミングにより、前記投影手段が投影するサブフレーム画像の切り替えを行う切替制御工程と、
を有する、
ことを特徴とする投影装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影装置、投影装置の制御方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、投影装置に搭載された液晶パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）の解像度よりも投影される画像の解像度を高く見せるために、「画素ずらし」と呼ばれる技術が知られている。具体的には、投影装置は、画像の１フレームから一部の画素を抽出することにより解像度を下げた複数の静止画像（以降、サブフレーム画像と呼ぶ）を生成する。そして、投影装置は、当該１フレームの期間内に複数のサブフレーム画像を投影する際に投影位置を所定のシフト位置にずらす。この投影位置をずらす処理が「画素ずらし」である。これは、具体的には、入射された投影光を画素ずらし機構により屈折させて、光路をずらして投影された画素をずらす。ここで、一般的に容易な画素ずらしとして、２つのサブフレーム画像をそれぞれ異なるシフト位置に投影することにより、より高い解像感をユーザに与えることが行われている。
【０００３】
一方、「画素ずらし」は時間経過とともに徐々に画素をずらすため、画素の遷移がぼけとして視認され、十分に高解像度化の効果を得ることができないことがあった。特に、投影装置が、２つのシフト位置の端から端まで移動している期間に１つのサブフレーム画像を継続して投影すると、画素は大きく移動してしまう。そのため画素が視認される面積が大きいため、投影されている画像がぼけて見えるということがあった。
【０００４】
そこで特許文献１では、サブフレーム画像の切り替えタイミングに合わせて画素ずらし機構の動作を制御する例が開示されている。具体的には、サブフレーム画像が切り替わる時点における投影位置が２つのシフト位置の中間地点であるように、画素ずらし機構の動作が制御される。この制御により画素の遷移量を小さくすることができ、画像ぼけによる画質劣化を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１１６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、画素ずらし機構は、特許文献１で開示されているように、例えば、ばねが伸縮することにより動作しているため、画素ずらし機構の個体差や経年劣化により投影位置の遷移速度にばらつきが生じてしまっていた。そのため、画素ずらし機構自体の動作を制御することによっては、ユーザが視認する投影画像のボケを抑制することが容易ではないため、より高い解像感をユーザに与えることができないことがあった。
【０００７】
そこで本発明は、容易に、ユーザが視認する投影画像のボケを抑制でき、より高い解像感をユーザに与えることができる投影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、
入力画像の１フレームから、複数のサブフレーム画像を生成する生成手段と、
前記複数のサブフレーム画像を投影する投影手段と、
光学部材を有し、前記光学部材の状態を変化させることにより、前記投影手段が投影す
るサブフレーム画像の投影位置を制御する位置調整手段と、
前記光学部材の状態に基づいたタイミングにより、前記投影手段が投影するサブフレーム画像の切り替えを行う切替制御手段と、
を備える、
ことを特徴とする投影装置である。
【０００９】
本発明の第２の態様は、
投影手段と、
光学部材を有し、前記光学部材の状態を変化させることにより、前記投影手段が投影する画像の投影位置を制御する位置調整手段と、
を備える投影装置の制御方法であって、
入力画像の１フレームから、複数のサブフレーム画像を生成する生成工程と、
前記複数のサブフレーム画像を前記投影手段に投影させる投影制御工程と、
前記光学部材の状態に基づいたタイミングにより、前記投影手段が投影するサブフレーム画像の切り替えを行う切替制御工程と、
を有する、
ことを特徴とする投影装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、容易に、ユーザが視認する投影画像のボケを抑制でき、より高い解像感をユーザに与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る投影装置の構成図
【図２】実施形態１に係る位置調整部の状態を説明する図
【図３】実施形態１に係るサブフレーム画像の投影制御を示すフローチャート
【図４】実施形態１に係るサブフレーム画像の生成方法を説明する図
【図５】実施形態１に係る位置調整部の動作を示す図
【図６】実施形態１に係る投影する画像の切り替えを示す図
【図７】比較例における投影する画像の切り替えを示す図
【図８】変形例１に係る投影する画像の切り替えを示す図
【図９】実施形態２に係る投影装置の構成図
【図１０】実施形態２に係るサブフレーム画像の投影制御を示すフローチャート
【図１１】実施形態２に係る投影する画像の切り替えを示す図
【図１２】画素ずらしを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明するが、この発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
＜実施形態１＞
以下、実施形態１に係る投影装置について説明する。実施形態１では、投影位置を制御する位置調整部（画素ずらし機構）の状態を検出（監視）することによって、適切なタイミングでサブフレーム画像の投影を切り替える投影装置について説明する。これによれば、位置調整部の動作を制御することができない場合においても、投影装置は、容易に、より高い解像感をユーザに与えながら、ユーザが視認する投影画像のボケを抑制できる。
【００１４】
［画素ずらしの概要について］
はじめに、本実施形態に係る「画素ずらし」の概要について説明する。本実施形態では、投影装置は、まず、図１２（Ａ）の太線が示すように、入力画像の１フレームを２×２
画素ごとの領域に分割する。ここで、図１２（Ａ）におけるアルファベットは、各画素を識別するための符号である。次に、投影装置は、図１２（Ｂ）が示すように、画素Ａや画素Ｃなどの分割した領域の「左上」の画素を各領域から抽出（サンプリング）して、液晶パネルと同じ解像度の第一サブフレーム画像を生成する。そして、投影装置は、この第一サブフレーム画像をスクリーンなどに、「左上」の投影位置（第１位置）に投影しているものとする。例えば、第一サブフレーム画像のある画素１２００に注目すると、画素１２００は図１２（Ｃ）の斜線で示す領域に投影される。入力画像の領域の「右下」に関しても同様に、投影装置は、図１２（Ｄ）に示すように、当該１フレームから画素Ｈや画素Ｊなどの分割された領域の「右下」の画素を抽出して第二サブフレーム画像を生成する。そして、投影装置は、第１位置から垂直方向に０．５画素、水平方向に０．５画素だけ投影位置をずらした第２位置に第二サブフレーム画像の投影を行う。例えば、上述した画素１２００は、図１２（Ｅ）が示すように、図１２（Ｃ）が示した位置から垂直方向に０．５画素、水平方向に０．５画素だけずれた位置に投影される。なお、この０．５画素は、スクリーン（投影面）上での第一サブフレーム画像（投影画像）における０．５画素を示す。
【００１５】
これによれば、分割された領域の「右下」から画素を抽出して生成された第二サブフレーム画像は、第一サブフレーム画像と比較して「右下」の位置に投影される。なお、投影装置は、入力画像の１フレームの期間内に、この第一サブフレーム画像および第二サブフレーム画像を切り替えてスクリーンに投影するようにする。このように「画素ずらし」により投影位置をずらすことによれば、投影装置の液晶パネルの解像度以上の解像感を観賞するユーザに与えることができる。
【００１６】
なお、画素をずらす方式には、上述のように「左上」「右下」などの斜め４５度に２方向にずらす方式（２方向駆動）と、縦横（水平垂直）に４方向にずらす方式（４方向駆動）がある。なお、本実施形態に係る投影装置では、２方向駆動によって画素ずらしを行うものとして説明する。また、上述のように、理想的には、第一サブフレーム画像は「左上」のみに投影され、第二サブフレーム画像は「右下」のみに投影されることが望ましい。しかし、現実的には、図７（Ａ）が示すように、時間の経過（時刻）とともに投影位置（遷移位置）を徐々に変化させるため、それ以外の場所にもサブフレーム画像は投影されている。これにより、投影される画像にボケが視認されてしまう。
【００１７】
［投影装置１００の構成］
図１は、投影装置１００の構成図である。以下の図１を用いた説明では、構成要素と概略機能の説明を行う。より詳細な処理内容は、後述にて説明する。
【００１８】
投影装置１００は、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１１１、ＲＡＭ１１２、操作部１１３を有する。また、投影装置１００は、画像入力部１２０、画像処理部１２１、画像生成部１２４、素子制御部１２５、駆動制御部１２６、位置調整部１２７、光学系制御部１２８、投影光学系１２９、検出部１３０、切替制御部１３１を有する。さらに、投影装置１００は、光源制御部１４０、光源１４１、色生成部１４２、表示素子１４３を有する。
【００１９】
ＣＰＵ１１０は、不図示の通信バスを介して投影装置１００の各機能部を制御する。また、ＣＰＵ１１０は、操作部１１３から入力された制御信号を取得して、投影装置１００の各機能部を制御することができる。
【００２０】
ＲＯＭ１１１は、投影装置１００を構成する各機能部をＣＰＵ１１０が制御するためのプログラムが記録（記憶）されている。
【００２１】
ＲＡＭ１１２は、ワークメモリとして一時的に制御プログラムやデータを格納するもの
である。
【００２２】
操作部１１３は、ユーザの指示を受け付け、ＣＰＵ１１０に制御信号を送信するものであり、例えば、スイッチやダイヤルなどを有する。また、操作部１１３は、例えば、リモコンからの信号を取得する信号取得部（赤外線取得部など）によって、取得した信号に基づいて所定の制御信号をＣＰＵ１１０に送信するものであってもよい。
【００２３】
画像入力部１２０は、不図示の外部装置から送信される画像（入力画像）を取得するものである。画像入力部１２０は、例えば、コンポジット端子、ＤＶＩ−Ｄ端子、ＨＤＭＩ（登録商標；Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子などを含む。ここで、外部装置とは、画像を出力できるものであれば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、ハードディスクレコーダなどどのようなものであってもよい。画像入力部１２０は、取得した入力画像を画像処理部１２１へ送信する。
【００２４】
画像処理部１２１は、画像入力部１２０から取得した入力画像に対して、解像度変換処理、変形処理（台形補正、ワーピング）、色補正処理といった画像処理を行う。画像処理部１２１は、画像処理した入力画像を画像生成部１２４および駆動制御部１２６に出力する。
【００２５】
画像生成部１２４は、画像処理部１２１から取得した入力画像の１フレームをサンプリング（抽出）して縮小したサブフレーム画像を複数生成する。ここで、本実施形態では、画像生成部１２４は、当該１フレームから２枚のサブフレーム画像を生成する。そして、画像生成部１２４は、サブフレーム画像の切り替えを指示する画像切替信号（垂直同期信号）とともに、生成したサブフレーム画像を切替制御部１３１へ送信する。なお、投影画像のフレームレートは、画像生成部１２４が生成するサブフレーム画像の枚数に応じて速くなる。例えば、本実施形態のように、２枚のサブフレーム画像が生成される場合には、投影画像のフレームレートは、画像処理部１２１から取得した入力画像の２倍である。これは、入力画像の１フレームに相当する期間に、投影画像として２枚のサブフレーム画像が投影されるためである。また、上述のように、２枚のサブフレーム画像を、それぞれ第一サブフレーム画像（１ｓｔフレーム画像）と第二サブフレーム画像（２ｎｄフレーム画像）と呼ぶ。
【００２６】
なお、画像生成部１２４は、黒画像、白画像、無彩色画像を生成してもよい。黒画像、白画像、無彩色画像は、位置調整部１２７の状態が変化している期間に表示されることにより画素のぼけを低減することができる。なお、画像生成部１２４が、黒画像、白画像、無彩色画像を生成する必要はなく、例えば、予めＲＯＭ１１１に黒画像、白画像、無彩色画像が格納されていてもよい。
【００２７】
素子制御部１２５は、切替制御部１３１から取得するサブフレーム画像および画像切替信号に基づいて、表示素子１４３のＤＭＤのマイクロミラーの鏡面下部に設けた電極を駆動する。
【００２８】
駆動制御部１２６は、位置調整部１２７の動作を制御する（駆動する）。例えば、駆動制御部１２６は、位置調整部１２７に付帯したコイルに流す電流や圧電素子に印加する電圧の制御によって位置調整部１２７を制御する。ここで、スクリーンなどに対してサブフレーム画像（投影画像）が投影される場合にのみ位置調整部１２７が動作していればよいため、駆動制御部１２６は、画像処理部１２１から画像が入力されている場合のみ、位置調整部１２７を制御すればよい。
【００２９】
位置調整部１２７は、図２（Ａ）が示す光学部材５００を有する、投影画像の投影位置
を所定の位置にシフトさせる画素ずらし機構（画素ずらしデバイス）である。位置調整部１２７は、駆動制御部１２６の制御によって、図２（Ｂ）が示すように、状態を変化させることで、表示素子１４３を介して光源１４１から照射される光の光路をずらすことにより２方向に０．５画素ずれたシフト位置に投影画像を投影する。例えば、位置調整部１２７は、付帯したコイルと永久磁石による磁力や圧電素子による力でばねが伸縮することにより動作していてもよく、動作方法は限定しない。
【００３０】
なお、本実施形態においては、位置調整部１２７が平行平板方式である場合を例にとって説明を行う。平行平板方式の位置調整部１２７は、透過性の光学部材５００を有する。また、この光学部材５００は、空気に対する屈折率１以上の長方形の板形状であり、表示素子１４３から照射される光に対して、通常は、略垂直に配置される。また、位置調整部１２７は、照射される光に対する、光学部材５００の傾き（角度）を制御することによって、投影位置の制御を行う。位置調整部１２７の動作の詳細については後述する。
【００３１】
光学系制御部１２８は、投影光学系１２９を制御するものであり、制御用のマイクロプロセッサから構成される。なお、光学系制御部１２８は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、ＲＯＭ１１１に記憶されたプログラムによって、ＣＰＵ１１０が光学系制御部１２８と同様の処理を実行してもよい。
【００３２】
投影光学系１２９は、位置調整部１２７から出力された光をスクリーンなどの投影対象物に投影するためのものであり、複数のレンズ、レンズ動作用のアクチュエータから構成される。つまり、本実施形態では、投影光学系１２９が、位置調整部１２７を介して光源１４１から照射された光を、サブフレーム画像としてスクリーンなどに投影する投影手段であるといえる。ここで、切替制御部１３１によって表示素子１４３が制御されることにより、投影光学系１２９は、複数のサブフレーム画像を切り替えて投影する。なお、投影光学系１２９のアクチュエータによりレンズを動作することにより、投影画像の拡大縮小、投影位置のシフト調整、焦点調節などを行うことができる。従って、本実施形態では、投影光学系１２９は、スクリーンなどに画像を投影する投影手段であるといえる。
【００３３】
検出部１３０は、例えば、傾きなどの位置調整部１２７の状態を検出することにより取得する。検出部１３０が行う状態の検出方法については、後述にて詳細に説明する。検出部１３０は、検出した位置調整部１２７の状態の情報を状態情報として、切替制御部１３１に出力する。
【００３４】
切替制御部１３１は、投影するサブフレーム画像の切り替えタイミングを制御する。具体的には、切替制御部１３１は、検出部１３０から取得した状態情報を基に、サブフレーム画像の切り替えを指示する画像切替信号（垂直同期信号）を、素子制御部１２５へ送信するタイミングを制御する。つまり、切替制御部１３１は、画像切替信号を用いて、投影光学系１２９が投影するサブフレーム画像を切り替えているともいえる。また、切替制御部１３１は、画像切替信号とともに、画像生成部１２４から取得するサブフレーム画像を素子制御部１２５へ送信する。切替制御部１３１の処理の詳細については後述する。
【００３５】
光源制御部１４０は、光源１４１のオン／オフの制御や光量の制御を行う。
光源１４１は、不図示のスクリーンに画像を投影するための光を出力するものであり、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプなどであってもよい。
【００３６】
色生成部１４２は、光源１４１から出力された光を高速で回転するカラーホイールを通過させることにより赤色・緑色・青色の色を生成する。なお、光源１４１として、各色に対応するＬＥＤなどを使用する場合には、色生成部１４２は不要である。
【００３７】
表示素子１４３は、赤色・緑色・青色に対応するＤＭＤであって、赤色・緑色・青色に生成された光の透過率や反射率、またはＤＭＤのオン／オフ状態を制御するためのものである。色生成部１４２を介して光源１４１から入射された光は、表示素子１４３により反射させられて、位置調整部１２７に照射される。より詳細には、表示素子１４３は、素子制御部１２５によって、画像切替信号やサブフレーム画像に応じて、光の透過率や反射率、またはＤＭＤのオン／オフ状態を制御される。これにより、表示素子１４３は、光源１４１から照射された光を反射して、位置調整部１２７に照射する。そして、表示素子１４３が照射する光が、位置調整部１２７および投影光学系１２９を介して、スクリーンなどにサブフレーム画像として投影される。
【００３８】
［検出部１３０の傾き検出方法について］
図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、位置調整部１２７の状態を検出するための検出部１３０の処理を説明するための図である。本実施形態では、検出部１３０は、位置調整部１２７の状態として、位置調整部１２７が有する光学部材５００の傾き（角度）を検出する。図２（Ａ）は、表示素子１４３から照射される光に対して、位置調整部１２７が有する光学部材５００の面が略垂直に配置されたときの図である。ここで、検出部１３０が検出することのできる範囲は、破線２００で示した横長な矩形状の範囲である。光学部材５００の面が略垂直である時点（動作前）において、光学部材５００の所定部位の位置を検出部１３０が検出した位置は、破線２００が示す範囲に含まれる網掛け部２０１である。
【００３９】
図２（Ｂ）は、光学部材５００が動作（移動）したとき（動作後）の状態を示す図である。当該動作をしたときの、光学部材５００の所定部位の位置を検出部１３０が検出した位置は、破線２００が示す範囲に含まれる網掛け部２０２である。そして、検出部１３０は、動作前後の２つの光学部材５００の所定部位の位置により、光学部材５００の動作の軌跡を示す円弧Ｌを求めることができる。なお、光学部材５００は、半径ｒで円弧を描くように動作するものとする。
【００４０】
従って、検出部１３０は、円弧Ｌおよび半径ｒから、動作により変化した角度θ（度）を下記の式１によって算出することができる。なお、ここで、角度θは、０に近い値であるとする。
θ＝（１８０×Ｌ）／（π×ｒ）  ・・・式１
【００４１】
検出部１３０は、算出した角度θを位置調整部１２７（光学部材５００）の状態情報として切替制御部１３１へ送信する。つまり、本実施形態では、検出部１３０は、位置調整部１２７の光学部材５００の傾きを状態情報として切替制御部１３１に送信する。なお、検出部１３０は、角度θを位置調整部１２７の状態情報としているが、円弧Ｌを状態情報としてもよいし、動作後の光学部材５００の所定部位の位置を状態情報としてもよい。なお、検出部１３０は、位置調整部１２７の光学部材５００の傾きを検出できればよく、撮像装置や赤外センサや光電センサなど特に限定はしない。
【００４２】
［サブフレーム画像の投影制御について］
次に、実施形態１に係る投影装置１００のサブフレーム画像の投影制御を説明する。図３は、実施形態１に係る投影装置１００のサブフレーム画像の投影制御を示したフローチャートである。ここで、画像生成部１２４が、画像処理部１２１から入力画像を取得すると、このフローチャートが開始される。
【００４３】
（Ｓ３００について）
Ｓ３００において、ＣＰＵ１１０は、画像生成部１２４を制御して、入力画像からサブフレーム画像を生成する。
【００４４】
ここで、Ｓ３００における画像生成部１２４の処理について詳細に説明する。図４は、サブフレーム画像の生成方法を説明するための図である。図４において示されている（０，０）や（１，０）などは、入力画像の１フレームにおける各画素の位置（座標）を示す。
【００４５】
画像生成部１２４は、サブフレーム画像を生成するために、入力画像の１フレームに対して、図４が示す位置に応じたサンプリング（抽出）を行う。具体的には、画像生成部１２４は、入力画像の１フレームを２×２画素のブロック（領域）に分割した場合における、各ブロックの所定の位置から画素を抽出して、サブフレーム画像を生成する。本実施形態では、画像生成部１２４は、各ブロックの左上の画素から第一サブフレーム画像を生成して、各ブロックの右下の画素から第二サブフレーム画像を生成する。図４においては、太い実線により囲まれた画素が、第一サブフレーム画像を生成するためにサンプリングされる画素であり、斜線により示された画素が、第二サブフレーム画像を生成するためにサンプリングされる画素である。ここで、サンプリングされない画素は画像情報として取り扱わない。すなわち、サブフレーム画像の画素数は、入力画像の１／４倍の画素数である。
【００４６】
なお、本実施形態では、サブフレーム画像は、このように画素を間引いて生成するＮｅａｒｅｓｔＮｅｉｇｈｂｏｒ法を用いて生成されているものとするが、画素を補間するＢｉｃｕｂｉｃ法やＢｉｌｉｎｅａｒ法などを用いて生成されていてもよい。
【００４７】
（Ｓ３０１について）
Ｓ３０１において、ＣＰＵ１１０は、駆動制御部１２６を制御して位置調整部１２７の光学部材５００を動かす（駆動する）。具体的には、ＣＰＵ１１０は、位置調整部１２７に照射される光に対する、位置調整部１２７の光学部材５００の傾き（角度）を制御する。これにより、位置調整部１２７は、投影光学系１２９が投影するサブフレーム画像の投影位置を制御する。
【００４８】
ここで、位置調整部１２７の動作について詳細に説明する。図５（Ａ）〜図５（Ｆ）は、位置調整部１２７の動作とサブフレーム画像の投影位置との関係を示した図である。図５（Ａ）〜図５（Ｆ）では、駆動制御部１２６が、位置調整部１２７が有する光学部材５００を制御して光路をずらすことにより、画素移動させた位置に投影画像を投影している。
【００４９】
図５（Ａ）は、位置調整部１２７が、表示素子１４３から照射されている光の光路を変更しない場合の様子を示している。つまり、光学部材５００に入射した光は、そのまま透過して投影光学系１２９へ出力される。具体的には、駆動制御部１２６は、光学部材５００の角度θを０度にするように制御することにより、当該光路を変更しない制御を行う。ここで角度θは、入射光に対して垂直な角度を０度としたときの、光学部材５００の角度である。
【００５０】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）が示すように、位置調整部１２７の光学部材５００の角度θ＝０度である場合の、サブフレーム画像のある画素Ｐの投影面での投影位置を示している。ここで、光路を制御しない場合の画素Ｐの中心位置を、中心画素位置５０１と呼ぶ。これによれば、位置調整部１２７が投影位置を制御しない場合と同じ位置に、サブフレーム画像を投影することができる。
【００５１】
図５（Ｃ）は、中心画素位置５０１に対して左上の位置に画素Ｐを投影するときの位置調整部１２７の動作状態を示している。
【００５２】
駆動制御部１２６は、光学部材５００の角度θ＝−α度にするように傾ける制御をしている。すると、光学部材５００に入射した光は屈折により、入射光の光路がずれて投影光学系１２９へ出力される。これによって、図５（Ｄ）が示すように、画素Ｐの中心位置は、中心画素位置５０１から左上の位置にある中心画素位置５０２へ移動する。ここで、中心画素位置５０２は、中心画素位置５０１に対して水平垂直方向に０．２５画素移動した位置である。
【００５３】
図５（Ｅ）は、中心画素位置５０１に対して右下の位置に画素Ｐを投影するときの位置調整部１２７の動作状態を示している。
【００５４】
駆動制御部１２６は、光学部材５００の角度θ＝＋α度にするように傾ける制御をしている。すると、光学部材５００に入射した光は屈折により、入射光の光路がずれて投影光学系１２９へ出力される。これによって、図５（Ｆ）が示すように、画素Ｐの中心位置は、中心画素位置５０１から右下の位置にある中心画素位置５０３へ移動する。ここで、中心画素位置５０３は、中心画素位置５０１に対して水平垂直方向に０．２５画素移動した位置である。また、中心画素位置５０３と中心画素位置５０２とでは、水平垂直方向に０．５画素ずつ異なる。
【００５５】
このように、ＣＰＵ１１０は、駆動制御部１２６を制御して位置調整部１２７を動かす（駆動する）ことにより、表示素子１４３から照射される光の光路を変化させる。これにより、投影装置１００は、サブフレーム画像の投影位置を動かすことができる。
【００５６】
（Ｓ３０２について）
Ｓ３０２において、ＣＰＵ１１０は、検出部１３０を制御して位置調整部１２７の光学部材５００の傾き（位置調整部１２７の状態）を検出し、上述のように状態情報である角度θを算出して、切替制御部１３１へ送信する。
【００５７】
（Ｓ３０３について）
Ｓ３０３において、ＣＰＵ１１０は、切替制御部１３１を制御して、サブフレーム画像を切り替える指示を画像切替信号として素子制御部１２５へ送信する。なお、サブフレーム画像を切り替えるタイミングは、検出部１３０が検出した状態情報に基づいて決定される。そして、ＣＰＵ１１０は、切替制御部１３１から素子制御部１２５に入力されるサブフレーム画像に応じて、当該サブフレーム画像を投影光学系１２９に投影させる投影制御を行う。ここで、切替制御部１３１が行うサブフレーム画像の切り替えタイミングの決定について詳細に説明する。
【００５８】
図６（Ａ）は、サブフレーム画像の遷移位置とサブフレーム画像の切り替えタイミングとの関係を示した図である。図６（Ａ）において、縦軸は、サブフレーム画像の遷移位置、つまり投影面におけるサブフレーム画像の位置を示す。具体的には、遷移位置＝０は、光学部材５００の角度θ＝０度の場合のサブフレーム画像の投影位置（中心位置）を示している。また、遷移位置＝＋０．２５ｐｉｃとは、当該中心位置から０．２５画素左上に投影位置が遷移している位置を示しており、遷移位置＝−０．２５ｐｉｃとは、当該中心位置から０．２５画素右下に投影位置が遷移している位置を示す。つまり、図６（Ａ）が示すように、本実施形態では、遷移位置が−０．２５ｐｉｃ〜＋０．２５ｐｉｃである範囲に、投影装置１００はサブフレーム画像（投影画像）を投影する。
【００５９】
図６（Ａ）において、横軸は時刻を示し、時刻ｔ１および時刻ｔ２は、投影されるサブフレーム画像が切り替わる時刻を示す。また、以下では、図６（Ａ）において、斜線によって示された投影画像を、第一サブフレーム画像６００とする。灰塗りされた投影画像を、第二サブフレーム画像６０１とする。また、第一サブフレーム画像６００の表示が開始
された時刻を０とする。
【００６０】
投影装置１００は、時刻０〜ｔ１までは第一サブフレーム画像６００を投影し、図６（Ａ）に示すように、第一サブフレーム画像６００の遷移位置は０〜０．２５ｐｉｃの範囲で変化する。時刻ｔ１の時点において、検出部１３０は、遷移位置が０（角度θ＝０）であることを検出し、切替制御部１３１は、投影する画像を第二サブフレーム画像６０１に切り替える。同様に、投影装置１００は、時刻ｔ１〜ｔ２まで第二サブフレーム画像６０１を投影し、時刻ｔ２において、切替制御部１３１は、投影する画像を第一サブフレーム画像６００に切り替える。
【００６１】
つまり、サブフレーム画像の遷移位置が、−０．２５〜＋０．２５ｐｉｃの範囲の中心である０の時点で、状態情報がθ＝０であることが検出されて、サブフレーム画像の切り替えが行われる。従って、切替制御部１３１は、投影する範囲の中心の位置にサブフレーム画像を投影する時点に対応する状態情報が検出されると、サブフレーム画像を切り替えている。なお、必ずしも、サブフレーム画像の遷移位置が０ｐｉｃである時点で、サブフレーム画像の切り替えが行われる必要はなく、例えば、サブフレーム画像の遷移位置が０を含む一定の範囲内の値をとった時点で、サブフレーム画像の切り替えが行われてもよい。
【００６２】
図６（Ｂ）は、各サブフレーム画像が切り替えられるまでに遷移する幅（遷移幅）を示す模式図である。上述した動作により、各サブフレーム画像の遷移する幅を、水平垂直方向に０．２５画素にすることができる。これは、図７（Ａ）を用いて後述する、比較例の各サブフレーム画像の遷移幅よりも短い。このため、投影する範囲の中心の位置にサブフレーム画像を投影する時点において、サブフレーム画像を切り替えることにより画像のぼけの視認を低減することができる。また、投影装置１００は、光学部材５００の傾きに基づいて、投影するサブフレーム画像を切り替えるので、位置調整部１２７（画素ずらし機構）が劣化した場合などでも、適切なタイミングでサブフレーム画像を切り替えることができる。
【００６３】
［θ＝０の際に、サブフレーム画像を切り替える効果］
以下にて、θ＝０の際、つまり投影する範囲の中心の位置にサブフレーム画像を投影する際に、サブフレーム画像を切り替える効果について詳細に説明する。
【００６４】
図７（Ａ）は、本実施形態に対する比較例における、サブフレーム画像の投影位置とサブフレーム画像の切り替えタイミングの関係を示した図である。ここで、比較例に係る投影装置を、投影装置１００’とし、投影装置１００’は、本実施形態に係る投影装置１００と同様の機能部を有しているものとして「切替制御部１３１’」などと「’」を付して示す。また、図７（Ａ）における縦軸および横軸は、図６（Ａ）と同様のものを示している。ここで、第二サブフレーム画像６０１が投影されており、第二サブフレーム画像６０１の遷移位置＝０であるときの時刻を０とする。
【００６５】
投影装置１００’は、時刻０〜ｔ３までは第二サブフレーム画像６０１を投影し、図７（Ａ）に示すように第二サブフレーム画像６０１の遷移位置は、０から＋０．２５ｐｉｃに変化する。そして、切替制御部１３１’は、時刻ｔ３において、画像切替信号によって、第一サブフレーム画像６００に投影する画像を切り替える。
【００６６】
また、投影装置１００’は、時刻ｔ３〜ｔ４まで第一サブフレーム画像６００を投影する。そして、切替制御部１３１’は、時刻ｔ４において、第一サブフレーム画像６００の遷移位置＝−０．２５ｐｉｃであるときに、画像切替信号によって、投影する画像を第二サブフレーム画像６０１に切り替える。さらに、投影装置１００’は、時刻ｔ４〜ｔ５ま
で第二サブフレーム画像６０１を投影し、時刻ｔ５において、遷移位置＝＋０．２５ｐｉｃであるときに、画像切替信号によって、投影する画像を第一サブフレーム画像６００に切り替える。
【００６７】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示すように切替制御部１３１’がサブフレーム画像を切り替える場合に、切り替えられるまでにサブフレーム画像が遷移する幅（遷移幅）を示す。上述した動作により、各サブフレーム画像の中心位置は、投影される画像が切り替わるまでの期間に、水平垂直方向に０．５画素遷移する。従って、本実施形態よりも各サブフレーム画像の遷移幅が大きいため、画像のぼけが大きく見える。つまり、サブフレーム画像の遷移位置＝±０．２５ｐｉｃの位置でサブフレーム画像を切り替えるのではなく、本実施形態のように、遷移位置＝０ｐｉｃである際にサブフレーム画像を切り替えた方が、投影される画像のぼけは低減できる。もちろん、画素の遷移速度にもぼけ感は依存し、遷移速度が速い方がぼけは視認されにくい。しかし、位置調整部１２７の光学部材５００傾きを変更する速度にも限界があるため、画素の遷移速度を速められない場合がある。そのような場合においても、遷移幅は、ぼけ感に対して影響があるので本実施形態は有効である。
【００６８】
なお、本実施形態では、サブフレーム画像の遷移位置が０の場合に、投影するサブフレーム画像が切り替えられたが、その限りではない。例えば、遷移位置０〜＋０．５ｐｉｃの範囲でサブフレーム画像が遷移する場合には、遷移位置＝＋０．２５ｐｉｃである時点で、投影するサブフレーム画像が切り替えられてもよい。つまり、各サブフレーム画像の遷移幅を抑制できればよいため、投影位置が遷移する範囲の中心の位置において、投影するサブフレーム画像が切り替えられればよい。このような制御は、例えば、遷移位置と位置調整部１２７の光学部材５００の傾き（角度θ）との対応を記憶するテーブルなどが事前に生成されていれば実現可能である。
【００６９】
なお、本実施形態では、入力画像の１フレームから２つのサブフレーム画像を生成して投影する２方向駆動の場合について説明したが、入力画像の１フレームから４つのサブフレーム画像を生成して投影する４方向駆動の場合に対しても適用可能である。つまり、４方向駆動の場合にも、状態情報に応じて、各サブフレーム画像の遷移幅が最小になるように、投影するサブフレーム画像が切り替えられればよい。より具体的には、切替制御部１３１は、例えば、角度θの絶対値が極小値をとるようなタイミングにおいて、投影されるサブフレーム画像が切り替えるとよい。
【００７０】
なお、本実施形態では、位置調整部１２７が有する光学部材５００は、透過型のものとして説明したが、反射型のものであってもよい。光学部材５００が反射型のものであっても、入射される光に対する光学部材５００の傾きによって、投影画像の投影位置を調整することが可能である。つまり、上述と同様に、光学部材５００の傾きを検出部１３０が検出することによって、投影装置１００は、適切なタイミングで投影するサブフレーム画像を切り替えることができる。
【００７１】
以上、実施形態１によれば、当該位置調整部の状態を検出することにより、位置調整部（画素ずらし機構）の動作を制御できない場合においても、ユーザが視認する投影画像のボケを抑制できる。そして、位置調整部の個体差や経年劣化により投影位置の遷移速度にばらつきが生じてしまう場合においても、ユーザが視認する投影画像のボケを抑制できる。
【００７２】
［変形例１］
実施形態１では、各サブフレーム画像の遷移幅が０よりも大きい０．２５ｐｉｃであるため、ユーザが視認する投影画像のボケが残存する可能性がある。そこで、変形例１では
、各サブフレーム画像の遷移幅を０にする投影装置１００を説明する。
【００７３】
なお、本変形例に係る投影装置１００の各機能部の構成は、実施形態１に係る投影装置１００の各機能部の構成と同様であるため、各機能部についての詳細な説明は省略する。そして、本変形例と実施形態１では、Ｓ３０３の処理のみが異なるため、本変形例に係るＳ３０３について図８（Ａ）および図８（Ｂ）を用いて以下説明する。
【００７４】
Ｓ３０３において、図８（Ａ）が示すように、切替制御部１３１は、状態情報に基づいて、角度θ＝−αの場合（遷移位置＝＋０．２５ｐｉｃの場合）には、投影する画像を第一サブフレーム画像６００に切り替える。切替制御部１３１は、状態情報に基づいて、角度θ＝＋αの場合（遷移位置＝−０．２５ｐｉｃの場合）には、投影する画像を第二サブフレーム画像６０１に切り替える。そして、切替制御部１３１は、状態情報に基づいて、角度θ≠±αの場合（遷移位置≠±０．２５ｐｉｃの場合）には、投影する画像を黒画像に切り替える。これによれば、位置調整部１２７の光学部材５００の傾きが変化しているとき、つまり、投影位置が変化しているときには、サブフレーム画像の代わりに黒画像が表示される。なお、投影される画像は、黒画像である必要はなく、白画像や無彩色画像であってもよい。
【００７５】
本変形例によれば、図８（Ｂ）が示すように、第一サブフレーム画像および第二サブフレーム画像の遷移幅を０にすることができる。このため、実施形態１よりもさらに、投影される画像のボケを視認しにくくすることができる。
【００７６】
＜実施形態２＞
実施形態１では、投影装置は、位置調整部の状態を検出してサブフレーム画像を切り替えていた。実施形態２では、位置調整部の状態を検出せずに推定し、サブフレーム画像の切り替えタイミングを、投影位置が変化し始めてから所定の期間（時間）遅延させることにより、サブフレーム画像を適切に切り替える投影装置について説明する。
【００７７】
［投影装置８００の構成］
まず、図９を用いて投影装置８００の構成を説明する。図９は、実施形態２に係る投影装置８００の構成図である。本構成図を用いた説明では、構成要素と概略機能の説明を行う。なお、詳細な処理内容は後述する。
【００７８】
投影装置８００は、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１１１、ＲＡＭ１１２、操作部１１３、画像入力部１２０、画像処理部１２１、画像生成部１２４、素子制御部１２５、駆動制御部１２６、位置調整部１２７、光学系制御部１２８、投影光学系１２９を有する。さらに、投影装置８００は、光源制御部１４０、光源１４１、色生成部１４２、表示素子１４３を有する。これらは、実施形態１における同じ符号の機能部と同様の処理を行うため、詳細な説明を省略する。また、投影装置８００は、切替制御部８３１を有する。
【００７９】
切替制御部８３１は、投影するサブフレーム画像の切り替えタイミングを制御する。ここで、実施形態１とは異なり、検出部１３０が存在しないため、位置調整部１２７の光学部材５００の傾き（角度θ）を示す状態情報が入力されない。そこで、切替制御部８３１は、位置調整部１２７の角度θが０をとるタイミングを推定する。そして、切替制御部８３１は、素子制御部１２５に対して、図７（Ａ）を用いて説明した比較例の画像切替のタイミングよりも所定の期間遅延をさせて、サブフレーム画像とともに画像切替信号を当該推定したタイミングに送信する。
【００８０】
［サブフレーム画像の投影制御について］
次に、図１０を用いて、実施形態２に係る投影装置８００のサブフレーム画像の投影制
御を説明する。図１０は、実施形態２に係る投影装置８００のサブフレーム画像の投影制御を示したフローチャートである。ここで、画像生成部１２４が、画像処理部１２１から入力画像を取得すると、このフローチャートが開始される。
【００８１】
Ｓ３００およびＳ３０１は、実施形態１において説明した同じ符号の処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００８２】
Ｓ９０２において、ＣＰＵ１１０は、切替制御部８３１を制御して素子制御部１２５に対して、サブフレーム画像を切り替えることを指示する画像切替信号を送信する。
【００８３】
ここで、切替制御部８３１がサブフレーム画像の切り替えを指示するタイミングについて詳細に説明する。図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、サブフレーム画像の遷移位置とサブフレーム画像の切り替えタイミングの関係を示した図である。図１１（Ａ）の縦軸はサブフレーム画像の遷移位置、つまり投影面におけるサブフレーム画像の位置を示す。横軸は時刻を示し、時刻ｔ２とｔ４はサブフレーム画像の遷移幅が０である時刻を示している。なお、以下においては、第一サブフレーム画像１００１と、第二サブフレーム画像１０００とが切り替えられながら投影されるものとする。第二サブフレーム画像１０００の遷移位置＝−０．２５ｐｉｃの状態において、第二サブフレーム画像１０００が表示されている時刻を０とする。
【００８４】
図１１（Ｂ）は、上述した比較例の投影装置１００’と同様に、切替制御部８３１が、素子制御部１２５へ画像切替信号を送信したタイミングを示している。一方、図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）の場合に対して、切替制御部８３１が画像切替信号を遅延させて素子制御部１２５へ送信したタイミングを示している。ここで、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）において、縦軸は画像切替信号の電圧を示しており、横軸は時刻を示している。つまり、電圧の値が０Ｖから３．３Ｖに変化した時刻に、画像切替信号が素子制御部１２５に送信される。
【００８５】
つまり、図１１（Ｂ）では、サブフレーム画像の遷移位置＝±０．２５ｐｉｃである時刻ｔ１および時刻ｔ３において、切替制御部８３１は、サブフレーム画像を切り替えるように画像切替信号を出力している。一方、図１１（Ｃ）では、サブフレーム画像の遷移位置＝±０ｐｉｃである時刻ｔ２および時刻ｔ４において、切替制御部８３１は、サブフレーム画像を切り替えるように画像切替信号を出力している。
【００８６】
具体的には、投影装置８００は、時刻０〜ｔ２までは第二サブフレーム画像１０００を投影し、図１１（Ａ）に示すように、第二サブフレーム画像１０００の遷移位置は−０．２５ｐｉｃから０に変化する。ここで、時刻ｔ１の時点では、第二サブフレーム画像１０００の投影位置（遷移位置）が変化し始めるため、切替制御部８３１は、当該投影位置が変化し始めてから、画像切替信号を送信せずに所定の期間待機することにより、送信のタイミングを遅延させる。そして、図１１（Ｃ）に示すように、時刻ｔ２の時点つまり遷移位置が０になるタイミングで、切替制御部８３１は、画像切替信号を素子制御部１２５へ送信し、第一サブフレーム画像１００１に投影する画像を切り替える。つまり、切替制御部８３１は、サブフレーム画像の投影位置が変化してから所定の期間を経過するタイミングにおいて、位置調整部１２７の光学部材５００の角度θが０をとると推定している。また、切替制御部８３１は、当該推定によって位置調整部１２７の状態を取得しているともいえる。
【００８７】
なお、所定の期間は、例えば、時刻ｔ１からｔ２までの期間（時間）などの、位置調整部１２７の光学部材５００の傾きが変化を始めてから所定の傾き（角度θ＝０）に到達するまでの期間（時間）であり、予め工場の出荷前などに調整（設定）された値とする。ま
た、投影位置が変化し始めたか否かは、例えば、位置調整部１２７に対して駆動力や電圧がかかったことを検知することや投影されている画像を撮像することにより判定可能である。
【００８８】
そして、同様に、投影装置８００は、時刻ｔ２〜ｔ４まで第一サブフレーム画像１００１を投影し、時刻ｔ４において、切替制御部８３１は第二サブフレーム画像１０００へ投影する画像を切り替える。上述した動作により、各サブフレーム画像の遷移幅は、実施形態１と同様に、水平垂直方向に０．２５画素にすることができる。
【００８９】
なお、本実施形態では、切替制御部８３１は、予め工場の出荷前などに調整された値を用いて、位置調整部１２７の角度θが０をとる時刻を推定して、画像切替信号の送信のタイミングを決定するが、これには限らない。例えば、撮像部などがスクリーンを撮像することによって、切替制御部８３１は、投影している画像がスクリーンにおいて動く範囲を取得し、当該範囲の中心位置に画像が投影されている場合に、位置調整部１２７の角度θが０であると推定してもよい。つまり、切替制御部８３１は、当該範囲の中心位置に画像が投影されていると判定した場合に、画像切替信号を送信してもよい。
【００９０】
なお、上述の変形例１と同様に、投影位置が変化しているとき（光学部材５００の傾きが変化しているとき）には、黒画像や白画像、無彩色画像を投影させてもよい。具体的には、投影位置が変化し始めると、切替制御部８３１は、投影する画像を黒画像に切り替えて、そこから所定の期間経過すると、投影する画像をサブフレーム画像に切り替える。ここで、所定の期間は、例えば、図５（Ａ）〜図５（Ｆ）が示すような、角度θが−αから＋αに変化するまでの時間である。これによれば、さらに、投影画像におけるボケの視認を抑制することができる。
【００９１】
以上、実施形態２によれば、位置調整部の状態（傾き）自体を検出せずに推定し、サブフレーム画像の切り替えタイミングを、投影位置が変化し始めてから所定の期間遅延させて、サブフレーム画像を切り替える。これにより、画像のぼけを低減することができる。つまり、位置調整部の状態を検出することができない場合においても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
なお、上記の各実施形態や各変形例の各機能部は、個別のハードウェアであってもよいし、そうでなくてもよい。２つ以上の機能部の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の複数の機能のそれぞれが、個別のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の２つ以上の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能部は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰなどのハードウェアによって実現されてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、装置が、プロセッサと、制御プログラムが格納されたメモリ（記憶媒体）とを有していてもよい。そして、装置が有する少なくとも一部の機能部の機能が、プロセッサがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現されてもよい。
【００９３】
（その他の実施形態）
本発明は、上記の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１００：投影装置、１２７：位置調整部、１２９：投影光学系
１３０：検出部、１３１：切替制御部、５００：光学部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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