(57)【要約】【課題】  投写面上に投写される映像の品質を向上することを可能とする投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】  投写型映像表示装置１００は、固体光源２０と、固体光源２０から出射されるスポット光を投写面上で走査する投写素子１０とを備える。投写型映像表示装置１００は、映像入力信号に基づいて、投写素子１０の走査速度を制御する投写素子制御部２３０と、投写素子制御部２３０によって制御される投写素子１０の走査速度に基づいて、映像入力信号を補正する信号補正部２４０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体光源と、前記固体光源から出射されるスポット光を投写面上で走査する投写素子とを備えた投写型映像表示装置であって、
映像入力信号に基づいて、前記投写素子の走査速度を制御する素子制御部と、
前記素子制御部によって制御される前記投写素子の走査速度に基づいて、前記映像入力信号を補正する信号補正部とを備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記素子制御部によって制御される前記投写素子の走査速度に基づいて、前記固体光源から出射されるスポット光のスポット径を制御する光源制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記映像入力信号に基づいて、画像内において高周波成分を含む領域である高周波領域を特定する特定部をさらに備え、
前記投写素子の走査速度として、基準走査速度が定められており、
前記素子制御部は、前記高周波領域において、前記投写素子の走査速度を基準走査速度よりも遅い速度に制御し、前記高周波領域以外において、前記投写素子の走査速度を基準走査速度よりも速い速度に制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記素子制御部によって制御される前記投写素子の走査速度に基づいて、前記固体光源から出射されるスポット光のスポット径を制御する光源制御部をさらに備え、
前記光源制御部は、前記高周波領域において、前記固体光源から出射されるスポット光のスポット径を小さくすることを特徴とする請求項３に記載の投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体光源から出射される光を投写面上で走査する投写素子を有する投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体光源から出射されるスポット光を投写面上で走査する投写素子を備えた投写型映像表示装置が知られている。投写面上に投写される映像の品質を向上する方法としては、映像の高解像度化が考えられる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、ファクシミリやデジタル複写機において、被走査面上でスポット光を走査することによって、被走査面上に情報を記録する技術が知られている（例えば、特許文献２）。具体的には、このような技術では、スポット光のスポット径を小さくすることによって、高階調化が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４３３９７号公報
【特許文献２】特開平５−１０７４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、投写面上に投写される映像において、走査方向における画素（ドット）数は一定であり、投写面上に投写される映像は所望のサイズに設定される。従って、例えば、上述した技術を転用して、単に、スポット径を小さくしても、高解像度化を実現することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、投写面上に投写される映像の品質を向上することを可能とする投写型映像表示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】
【０００７】
第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、固体光源（固体光源２０）と、前記固体光源から出射されるスポット光を投写面上で走査する投写素子（投写素子１０）とを備える。投写型映像表示装置は、映像入力信号に基づいて、前記投写素子の走査速度を制御する素子制御部（投写素子制御部２３０）と、前記素子制御部によって制御される前記投写素子の走査速度に基づいて、前記映像入力信号を補正する信号補正部（信号補正部２４０）とを備える。
【０００８】
第１の特徴において、投写型映像表示装置は、前記素子制御部によって制御される前記投写素子の走査速度に基づいて、前記固体光源から出射されるスポット光のスポット径を制御する光源制御部（光源制御部２５０）をさらに備える。
【０００９】
第１の特徴において、投写型映像表示装置は、前記映像入力信号に基づいて、画像内において高周波成分を含む領域である高周波領域を特定する特定部（走査速度算出２２０）をさらに備える。前記投写素子の走査速度として、基準走査速度が定められている。前記素子制御部は、前記高周波領域において、前記投写素子の走査速度を基準走査速度よりも遅い速度に制御し、前記高周波領域以外において、前記投写素子の走査速度を基準走査速度よりも速い速度に制御する。
【００１０】
第１の特徴において、投写型映像表示装置は、前記素子制御部によって制御される前記投写素子の走査速度に基づいて、前記固体光源から出射されるスポット光のスポット径を制御する光源制御部（光源制御部２５０）をさらに備える。前記光源制御部は、前記高周波領域において、前記固体光源から出射されるスポット光のスポット径を小さくする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、投写面上に投写される映像の品質を向上することを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る投写素子１０の走査を示す図である。
【図３】第１実施形態に係るフィルタを示す図である。
【図４】第１実施形態に係る走査速度制御係数αを示す図である。
【図５】第１実施形態に係る投写素子１０の走査速度を説明するための図である。
【図６】第１実施形態に係るスポット径を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１４】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
［実施形態の概要］
実施形態に係る投写型映像表示装置は、固体光源と、固体光源から出射されるスポット光を投写面上で走査する投写素子とを備える。投写型映像表示装置は、映像入力信号に基づいて、投写素子の走査速度を制御する素子制御部と、素子制御部によって制御される投写素子の走査速度に基づいて、映像入力信号を補正する信号補正部とを備える。
【００１６】
実施形態では、素子制御部は、映像入力信号に基づいて、投写素子の走査速度を制御する。また、信号補正部は、投写素子の走査速度に基づいて、映像入力信号を補正する。従って、高解像度化が実現され、投写面上に投写される映像の品質を向上することができる。
【００１７】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、投写素子１０と、固体光源２０と、制御ユニット２００とを有する。
【００１９】
投写素子１０は、固体光源２０から出射されたスポット光を投写面（不図示）上で走査する。なお、投写素子１０の走査速度としては、投写面上に投写される映像のサイズに応じて、基準走査速度が予め定められている。
【００２０】
例えば、投写素子１０は、図２に示すように、ｙ軸方向（垂直方向）に沿ってスポット光を走査する。なお、図２では、投写面は、水平方向のｘ軸及び垂直方向のｙ軸によって定義される。なお、投写素子１０の走査方向は、ｙ軸方向（垂直方向）に限定されるものではなく、ｘ軸方向（水平方向）であってもよい。
【００２１】
固体光源２０は、ＬＥＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）などの固体光源である。固体光源２０は、赤固体光源と、緑固体光源と、青固体光源とによって構成される。赤固体光源は、赤スポット光を出射する。同様に、緑固体光源は、緑スポット光を出射し、青固体光源は、青スポット光を出射する。なお、各色の固体光源は、複数の固体光源によって構成されるアレイ光源であってもよい。
【００２２】
制御ユニット２００は、投写型映像表示装置１００に設けられた各構成を制御する。具体的には、制御ユニット２００は、映像信号受付部２１０と、走査速度算出２２０と、投写素子制御部２３０と、信号補正部２４０と、光源制御部２５０とを有する。
【００２３】
映像信号受付部２１０は、ＤＶＤやＴＶチューナなどの外部機器から、１フレーム（画像）を構成する複数の画素毎の映像入力信号を取得する。映像入力信号は、赤入力信号Ｒ、緑入力信号Ｇ及び青入力信号Ｂによって構成される。
【００２４】
走査速度算出２２０は、映像入力信号に基づいて、投写素子１０の走査速度を算出する。具体的には、走査速度算出２２０は、高解像度化すべき領域（以下、高周波領域）を特定して、高周波領域に基づいて、投写素子１０の走査速度を算出する。
【００２５】
第１に、走査速度算出２２０は、映像入力信号に基づいて、高周波成分を有する画素を抽出する。走査速度算出２２０は、高周波成分を有する画素を含む領域を高周波領域として特定する。すなわち、高周波領域は、１フレーム（画像）内において高周波成分を含む領域である。
【００２６】
例えば、走査速度算出２２０は、図３に示すフィルタを用いて、対象画素（ｍ、ｎ）の周波数成分Ｆ（ｍ，ｎ）を算出する。図３に示される値は、画素（ｍ−１，ｎ−１）〜画素（ｍ＋１，ｎ＋１）の画素値に乗算される係数である。
【数１】
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【００２７】
ここで、走査速度算出２２０は、周波数成分Ｆ（ｍ，ｎ）が所定閾値よりも大きい場合に、高周波成分を有する画素として、対象画素（ｍ、ｎ）を抽出する。
【００２８】
なお、高周波成分を有する画素の抽出方法は、図３に示すフィルタを用いる方法に限定されるものではなく、フーリエ変換を用いた周波数解析方法を用いてもよい。
【００２９】
第２に、走査速度算出２２０は、高周波領域に含まれる画素の周波成分の値（以下、高周波成分値）に基づいて、走査速度制御係数αを取得する。なお、高周波成分値は、例えば、高周波領域に含まれる画素の周波成分の平均値である。また、走査速度制御係数αは、投写素子１０の走査速度を遅らせるための係数である。走査速度制御係数αの値は、最小値ＭＩＮ（＞０）〜最大値ＭＡＸ（＝１）の範囲である。
【００３０】
例えば、走査速度算出２２０は、図４に示す関係に基づいて、走査速度制御係数αを取得する。図４に示すように、高周波成分値が閾値Ｔｈ１よりも小さい場合には、走査速度制御係数αが最大値ＭＡＸで一定である。高周波成分値が閾値Ｔｈ２よりも大きい場合には、走査速度制御係数αが最小値ＭＩＮで一定である。高周波成分値が閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２との間である場合には、高周波成分値が大きいほど、走査速度制御係数αが小さい。
【００３１】
第３に、走査速度算出２２０は、走査速度制御係数αに基づいて、投写素子１０の走査速度を算出する。具体的には、走査速度算出２２０は、高周波領域以外における投写素子１０の走査速度及び高周波領域における投写素子１０の走査速度を算出する。ここで、高周波領域以外における投写素子１０の走査速度と高周波領域における投写素子１０の走査速度との比率は、最大値ＭＡＸ（＝１）：走査速度制御係数αで保たれる。
【００３２】
例えば、走査速度算出２２０は、以下の式に基づいて、高周波領域以外における投写素子１０の走査速度（Ａ１）及び高周波領域における投写素子１０の走査速度（Ｌ１）を算出する。
【数２】
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【００３３】
なお、Ｌ、Ｌ１及びＡ１の関係が図５に示されている。図５に示すＬ、Ｌ１及びＡ１の傾き、すなわち、ｙ軸方向の印可電圧の増加率は、投写素子１０の走査速度に対応することに留意すべきである。
【００３４】
投写素子制御部２３０は、投写素子１０を制御する。具体的には、投写素子制御部２３０は、高周波領域については、走査速度（Ａ１）で投写素子１０を制御する。一方で、投写素子制御部２３０は、高周波領域以外については、走査速度（Ｌ１）で投写素子１０を制御する。
【００３５】
信号補正部２４０は、投写素子１０の走査速度に基づいて、映像入力信号を補正する。例えば、信号補正部２４０は、ｙ軸方向（垂直方向）における画素の間引き処理、ｙ軸方向（垂直方向）における画素の補間処理を行う。具体的には、信号補正部２４０は、高周波領域以外については、走査速度（Ｌ１）が基準走査速度（Ｌ）よりも速い（高い）ため、走査速度（Ｌ１）に基づいて、画素の間引き処理を行う。一方で、信号補正部２４０は、高周波領域については、走査速度（Ａ１）が基準走査速度（Ｌ）よりも遅い（低い）ため、走査速度（Ａ１）に基づいて、画素の補間処理を行う。
【００３６】
光源制御部２５０は、固体光源２０を制御する。第１に、光源制御部２５０は、信号補正部２４０によって補正された映像入力信号に基づいて、固体光源２０から出射されるスポット光の強度を制御する。第２に、光源制御部２５０は、投写素子１０の走査速度に基づいて、固体光源２０から出射されるスポット光のスポット径を制御する。
【００３７】
具体的には、光源制御部２５０は、図６に示す関係を用いて、固体光源２０から出射されるスポット光のスポット径を制御する。図６に示すように、走査速度が速いほど、スポット径が小さい。
【００３８】
すなわち、光源制御部２５０は、高周波領域以外については、走査速度（Ｌ１）が基準走査速度（Ｌ）よりも速いため、スポット径を基準スポット径よりも大きくする。一方で、光源制御部２５０は、高周波領域については、走査速度（Ａ１）が基準走査速度（Ｌ）よりも遅いため、スポット径を基準スポット径よりも小さくする。なお、基準スポット径は、基準走査速度（Ｌ）で適用されるスポット径である。
【００３９】
（作用及び効果）
第１実施形態では、投写素子制御部２３０は、映像入力信号に基づいて算出された走査速度（Ｌ１、Ａ１）で、投写素子１０の走査速度を制御する。また、信号補正部２４０は、投写素子１０の走査速度に基づいて、映像入力信号を補正する。従って、高解像度化が実現され、投写面上に投写される映像の品質を向上することができる。
【００４０】
具体的には、第１実施形態では、高周波領域において、基準走査速度（Ｌ）よりも遅い走査速度（Ａ１）で、投写素子１０の走査速度が制御される。従って、高周波領域において高解像度化が実現され、投写面上に投写される映像の品質を向上することができる。
【００４１】
なお、高周波領域以外において、基準走査速度（Ｌ）よりも速い走査速度（Ｌ１）で、投写素子１０の走査速度が制御される。従って、高周波領域以外では、解像度が低下する。しかしながら、高周波領域以外では、画素間の差が小さいため、映像全体としては、品質劣化が生じにくい。
【００４２】
第１実施形態では、光源制御部２５０は、投写素子１０の走査速度に基づいて、固体光源２０から出射されるスポット光のスポット径を制御する。従って、高解像度化の効果を高めることができる。
【００４３】
具体的には、第１実施形態では、高周波領域については、走査速度（Ａ１）が基準走査速度（Ｌ）よりも遅いため、スポット径が基準スポット径よりも小さい。高周波領域以外については、走査速度（Ｌ１）が基準走査速度（Ｌ）よりも速いため、スポット径が基準スポット径よりも大きい。従って、高周波領域において、高解像度化の効果を高めることができる。
【００４４】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４５】
上述した実施形態では、スポット径を変更する構成について触れていない。スポット径の変更は、特開平５−１０７４９６に示されるように、可変アパーチュア素子によって構成された光束径可変装置によって実現される。
【００４６】
上述した実施形態では、高周波領域が１つであるケースについて例示したが、実施形態は、これに限定されるものではない。具体的には、複数の高周波領域毎に、投写素子１０の走査速度が算出されてもよい。例えば、高周波領域＃１及び高周波領域＃２が設けられているケースでは、以下の式に従って、投写素子１０の走査速度が算出される。
【数３】
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【符号の説明】
【００４７】
１０・・・投写素子、２０・・・固体光源、１００・・・投写型映像表示装置、２００・・・制御ユニット、２１０・・・映像信号受付部、２２０・・・走査速度算出、２３０・・・投写素子制御部、２４０・・・信号補正部、２５０・・・光源制御部
【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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