(57)【要約】【課題】消費電力の増大を抑制しながら、投影される画像の画質を高めたい。【解決手段】レーザ光投射部１０は、入力される画像の画素信号に応じたレーザ光を順次、投射する。水平走査ミラー２０は、レーザ光を水平方向に走査する。垂直走査ミラー３０は、レーザ光を垂直方向に走査する。走査ミラー制御部４０は、水平走査ミラー２０、垂直走査ミラー３０を制御する。レーザ光投射部１０により投射されたレーザ光は、水平走査ミラー２０および垂直走査ミラー３０の順番で、またはその逆の順番で反射されて投影面８０に誘導される。走査ミラー制御部４０は、レーザ光の主走査を水平走査ミラー２０で、その副走査を垂直走査ミラー３０で行う第１モードと、レーザ光の主走査を垂直走査ミラー３０で、その副走査を水平走査ミラー２０で行う第２モードと、を切り替える。【選択図】図２
2010169772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像の画素信号に応じたレーザ光を順次、投射するレーザ光投射部と、
前記レーザ光を水平方向に走査する水平走査ミラーと、
前記レーザ光を垂直方向に走査する垂直走査ミラーと、
前記水平走査ミラー、前記垂直走査ミラーを制御する走査ミラー制御部と、を備え、
前記レーザ光投射部により投射されたレーザ光は、前記水平走査ミラーおよび前記垂直走査ミラーの順番で、またはその逆の順番で反射されて投影面に誘導され、
前記走査ミラー制御部は、前記レーザ光の主走査を前記水平走査ミラーで、その副走査を前記垂直走査ミラーで行う第１モードと、前記レーザ光の主走査を前記垂直走査ミラーで、その副走査を前記水平走査ミラーで行う第２モードと、を切り替えることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項２】
画像信号を解析して、その画像信号で生成される前記画像内の明るさの分布を求めることにより、前記第１モードと前記第２モードのいずれかを選択し、選択したモードを前記走査ミラー制御部に設定する画像解析部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の投射型映像表示装置。
【請求項３】
前記画像解析部は、前記画像の水平方向と垂直方向のうち、明るさがより黒帯化された方向を特定し、前記画像の水平方向に明るさがより黒帯化されている場合、前記第１モードを選択し、垂直方向に明るさがより黒帯化されている場合、前記第２モードを選択することを特徴とする請求項２に記載の投射型映像表示装置。
【請求項４】
前記画像解析部は、前記画像を水平方向および垂直方向に対してそれぞれ複数の帯状の領域に分割して、それぞれの領域の明るさの代表値を特定し、
前記走査ミラー制御部は、前記レーザ光の主走査を担当させる前記水平走査ミラーまたは前記垂直走査ミラーを規則的に振れさせるよう制御し、前記レーザ光の副走査を担当させる前記水平走査ミラーまたは前記垂直走査ミラーを、前記画像が副走査方向に分割された、複数の帯状の領域のそれぞれにおける明るさの代表値間の比率に応じた時間比率で、そのミラー面の向きを変化させるよう制御することを特徴とする請求項２または３に記載の投射型映像表示装置。
【請求項５】
入力される画像信号を補正する画像補正部をさらに備え、
前記画像解析部は、投影面に投影可能な領域である表示領域と前記画像内の有意な画像領域とを比較して、その画像内の有意でない画像領域に対応する信号を特定し、
前記画像補正部は、入力される画像信号から、前記有意でない画像領域に対応する信号を削除することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の投射型映像表示装置。
【請求項６】
前記走査ミラー制御部は、前記画像内の１フレームの間で前記第１モードと前記第２モードとを切り替えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の投射型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を走査することにより、投影面に画像を表示させる投射型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像内に含まれる各画素の値に対応するレーザ光を投影面にラスタスキャンすることにより、投影面に画像を表示させるレーザ光走査方式の、投射型映像表示装置の開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。このような装置では、レーザ光を走査するためのミラーを設ける必要がある。
【０００３】
近年、共振周波数で動作可能な、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を応用した共振ミラーが実用化されてきており、より高速な走査が実現可能な環境となってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４３３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、このような投射型映像表示装置において、従来と比較してエネルギー効率を低下させずに、投影される画像の画質を高めることに成功した。
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、消費電力の増大を抑制しながら、投影される画像の画質を高めることができる投射型映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様の投射型映像表示装置は、入力される画像の画素信号に応じたレーザ光を順次、投射するレーザ光投射部と、レーザ光を水平方向に走査する水平走査ミラーと、レーザ光を垂直方向に走査する垂直走査ミラーと、水平走査ミラー、垂直走査ミラーを制御する走査ミラー制御部と、を備える。レーザ光投射部により投射されたレーザ光は、水平走査ミラーおよび垂直走査ミラーの順番で、またはその逆の順番で反射されて投影面に誘導される。走査ミラー制御部は、レーザ光の主走査を水平走査ミラーで、その副走査を垂直走査ミラーで行う第１モードと、レーザ光の主走査を垂直走査ミラーで、その副走査を水平走査ミラーで行う第２モードと、を切り替える。
【０００７】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現方法を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、消費電力の増大を抑制しながら、投影される画像の画質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る投射型映像表示装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る投射型映像表示装置の回路構成を示す図である。
【図３】第１モードを説明するための図である。図３（ａ）は投影されるべき画像を示し、図３（ｂ）は画像を投影する際の、ビーム光の走査軌跡を概略的に示し、図３（ｃ）は水平走査ミラーの駆動信号を示し、図３（ｄ）は垂直走査ミラーの駆動信号を示す。
【図４】第２モードを説明するための図である。図４（ａ）は投影されるべき画像を示し、図４（ｂ）は画像を投影する際の、ビーム光の走査軌跡を概略的に示し、図４（ｃ）は水平走査ミラーの駆動信号を示し、図４（ｄ）は垂直走査ミラーの駆動信号を示す。
【図５】実施の形態に係る画像解析部による画像解析処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】黒帯領域を説明するための図である。図６（ａ）はピラーボックス方式で黒帯領域が挿入された画像を示し、図６（ｂ）はレターボックス方式で黒帯領域が挿入された画像を示す。
【図７】画像の領域分割処理と、水平バンドの最大輝度値および垂直バンドの最大輝度値の特定処理を説明するための図である。
【図８】実施の形態に係る画像補正部による画像補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】各バンドのパワー配分Ｐと信号ゲインＧの算出例を示す図である。
【図１０】実施の形態に係る走査ミラー制御部による、走査ミラーの駆動処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】副走査を担当する走査ミラーの振角ωを説明するための図である。
【図１２】変形例に係るモード切り替えを説明するための図である。図１２（ａ）は投影されるべき画像を示し、図１２（ｂ）は画像を投影する際の、ビーム光の走査軌跡を概略的に示し、図１２（ｃ）は水平走査ミラーの駆動信号を示し、図１２（ｄ）は垂直走査ミラーの駆動信号を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係る投射型映像表示装置１００の基本構成を示す図である。投射型映像表示装置１００は、２軸走査の、直描方式またはバックライト方式のレーザプロジェクタである。投射型映像表示装置１００は、基本素子として、レーザ光投射部１０、水平走査ミラー２０および垂直走査ミラー３０を備える。レーザ光投射部１０により投射されたレーザ光は、水平走査ミラー２０および垂直走査ミラー３０の順番で、またはその逆の順番で反射されて、スクリーンや壁などの投影面８０に誘導される。以下、本実施の形態では、水平走査ミラー２０および垂直走査ミラー３０の順番で反射される例を説明する。
【００１１】
水平走査ミラー２０は水平方向に振れることが可能な素子であり、入射されるレーザ光を水平方向に走査する。垂直走査ミラー３０は垂直方向に振れることが可能な素子であり、入射されるレーザ光を垂直方向に走査する。水平走査ミラー２０および垂直走査ミラー３０は、ミラー、磁石および電流線をそれぞれ含む。当該磁石および電流線は、当該ミラーの振れ方向に応じた所定の位置に配置される。当該電流線に電流が流れると、ローレンツ力が発生し、当該ミラーが所定の振れ方向に動く。後述する走査ミラー制御部４０は、この電流線に流す電流量および電流の向きを制御することにより、水平走査ミラー２０および垂直走査ミラー３０の動きを制御することができる。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態に係る投射型映像表示装置１００の回路構成を示す図である。投射型映像表示装置１００は、レーザ光投射部１０、水平走査ミラー２０、垂直走査ミラー３０、走査ミラー制御部４０、画像解析部５０、画像補正部６０およびレーザ光投射制御部７０を備える。走査ミラー制御部４０、画像解析部５０、画像補正部６０およびレーザ光投射制御部７０の構成は、ハードウェア的には、任意のプロセッサ、メモリ、駆動素子、およびその他のＬＳＩで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１３】
レーザ光投射部１０は、画像信号に含まれる画素信号に応じたレーザ光を順次、投射する。より具体的には、レーザ光投射制御部７０は、画像補正部６０により補正された画像信号に含まれる各画素信号に応じて、各画素位置に投射すべき光量を決定し、その光量をレーザ光投射部１０に設定する。レーザ光投射部１０は、その設定された光量にしたがい、レーザ光を投射する。なお、レーザ光投射部１０からのレーザ光の投射方向は固定であり、レーザ光の投影位置は、水平走査ミラー２０および垂直走査ミラー３０により制御される。
【００１４】
水平走査ミラー２０は、レーザ光投射部１０により投射されたレーザ光を反射する。垂直走査ミラー３０は、水平走査ミラー２０により反射されたレーザ光を反射し、投影面８０に誘導する。投影面８０に瞬間的に投影されている光は一画素分であるが、その光が高速に走査されることにより、眼の残像効果により画面と認識することができる。
【００１５】
走査ミラー制御部４０は、レーザ光の主走査を水平走査ミラー２０で、その副走査を垂直走査ミラー３０で行う第１モードと、レーザ光の主走査を垂直走査ミラー３０で、その副走査を水平走査ミラー２０で行う第２モードとを切り替える。本明細書では、画像の水平方向および垂直方向のうち、高速に走査する方向を主走査方向、その方向への走査を主走査といい、および低速に走査する方向を副走査方向、その方向への走査を副走査という。
【００１６】
走査ミラー制御部４０は、画像解析部５０からの指示に応じて第１モードと第２モードとの間でモードを切り替えることができる。なお、図示しない操作部からの、ユーザ操作に起因するモード選択信号にしたがい、モードを切り替えてもよい。また、設定された時間経過ごとに、両モードの間でモードを切り替えてもよい。
【００１７】
走査ミラー制御部４０は、レーザ光の主走査を担当させる水平走査ミラー２０または垂直走査ミラー３０を規則的に振れさせるよう制御する。たとえば、共振周波数で動作させる。主走査方向はミラー面を高速に動作させる必要があるため、主走査を担当させる走査ミラーには、ミラー面の振幅を画像内のラインごとに変化させるなどの、細かい制御は施さない。
【００１８】
走査ミラー制御部４０は、レーザ光の副走査を担当させる水平走査ミラー２０または垂直走査ミラー３０を、上記画像の副走査方向に分割された複数の帯状の領域のそれぞれにおける代表輝度値間の比率に応じた時間比率で、そのミラー面の向きを変化させるよう制御する。この時間比率は画像補正部６０から設定させることができる。副走査方向は画像の同期信号区間の時間（たとえば、１６．６ミリ秒）内で一走査すればよいため、副走査を担当させる走査ミラーには、より細かい制御を施す。副走査を担当させる走査ミラーに施す制御の詳細は後述する。
【００１９】
画像解析部５０は、図示しない記録媒体または通信媒体から、図示しないバッファを経て入力される画像信号を解析して、その画像信号で生成される画像内の明るさの分布を求めることにより、第１モードと第２モードのいずれかを選択する。ここで、明るさとは輝度値、明度、または入力映像信号そのもの（ＲＧＢの最大値等）であってもよい。そして、選択したモードを走査ミラー制御部４０および画像補正部６０に設定する。たとえば、画像解析部５０は、画像の水平方向と垂直方向のうち、明るさ（たとえば、輝度レベル）がより平準化される方向を特定し、当該画像の水平方向に明るさがより平準化されている場合、第１モードを選択し、垂直方向に明るさがより平準化されている場合、第２モードを選択する。ここで、平準化される方向とは、黒帯化される方向であってもよい。以下、画像の水平方向と垂直方向のうち、明るさがより黒帯化される方向を特定する例を説明する。
【００２０】
その黒帯化された方向を特定するための一例として、画像解析部５０は、画像内において所定の基準値以下の輝度値を持つ画素が、水平方向に広がっているか、垂直方向に広がっているかを特定する。上記基準値はゼロまたはゼロに近い値に設定される。すなわち、画像内の実質的に黒の画素が水平方向に連続的に広がっているか、垂直方向に連続的に広がっているかを特定する。
【００２１】
それを特定するため、画像解析部５０は、上記画像を水平方向および垂直方向に対してそれぞれ複数の帯状の領域（以下、バンドという）に分割して、それぞれのバンドの明るさの代表値（たとえば、最大輝度値）を特定する。各方向ごとに、複数のバンドの代表値の最小値を算出し、水平方向に対する当該最小値と垂直方向に対する当該最小値とを比較する。前者が後者より大きいとき、第２モードを選択し、前者が後者以下のとき、第１モードを選択する。
【００２２】
画像解析部５０は、投影面に投影可能な領域である表示領域と上記画像内の有意な画像領域とを比較して、その画像内の有意でない画像領域に対応する信号（以下、黒帯領域信号という）を特定することができる。黒帯領域信号は、画像内の有意な画像領域のアスペクト比と表示領域のアスペクト比とを調整するための信号である。入力される画像信号には、当該黒帯領域信号が含まれている場合がある。画像解析部５０は、入力される画像信号内に当該黒帯領域信号を検出した場合、その黒帯領域信号の当該画像信号内における位置を特定するための情報を走査ミラー制御部４０および画像補正部６０に通知する。
【００２３】
画像補正部６０は、入力される画像信号を補正して、レーザ光投射制御部７０に供給する。画像補正部６０は、第２モードが選択されているとき、入力される画像信号に含まれる画素信号の順番を組みかえる。通常の画像信号は、水平方向を主走査方向とし、かつ垂直方向を副走査方向とする順番で各画素信号が並べられている。すなわち、第１モードのように走査されることを前提としている。したがって、第１モードが選択されているときは、画像信号に含まれる画素信号を組みかえる必要はないが、第２モードが選択されているときは、その走査順番にしたがい、それら画素信号の順番を組みかえる必要がある。
【００２４】
また、画像補正部６０は、画像解析部５０から上記黒帯領域信号の位置を特定するための情報が通知された場合、入力される画像信号から当該黒帯領域信号を削除して、レーザ光投射制御部７０に供給する。
【００２５】
また、画像補正部６０は、副走査方向に決定された複数のバンドのそれぞれに配分されるべき各パワー配分を算出し、そのパワー配分を走査ミラー制御部４０に設定する。このパワー配分の算出方法の詳細は後述する。
【００２６】
また、画像補正部６０は、上記黒帯領域信号の削除または算出したパワー配分に応じて、画像信号を圧縮または伸張することができる。より具体的には、画像信号内の画素信号の間引き処理または補間処理により、当該画像信号を圧縮または伸張する。たとえば、上記黒帯領域信号を削除した分を補うため、その削除後の画像信号を伸張する。また、大きなパワーが配分されたバンドは、副走査方向が低速に走査され、主走査方向の速度は一定であるから、実際の画素ライン数より多くの回数、主走査方向にビーム光を往復させる必要がある。この場合、画像補正部６０は副走査方向にそのバンドの画像信号を伸張する。小さなパワーが配分されたバンドについては、この逆の原理で、画像補正部６０は副走査方向にそのバンドの画像信号を圧縮する。
【００２７】
また、画像補正部６０は、副走査方向に決定された複数のバンドのそれぞれに含まれる画像信号の輝度値を増幅するための各信号ゲインを算出し、その各信号ゲインで、対応する各バンドの画像信号の輝度値を増幅する。この増幅処理は、上記パワー配分に応じて発生する、副走査方向の各バンドの明るさの変化を、各バンドの画像信号の輝度値の増幅により打ち消すための処理である。したがって、コントラストを高めることを重視する場合、この増幅処理を施す必要はない。また、各バンドの明るさの変化を、一部打ち消すだけの信号ゲインで、各バンドの画像信号の輝度値を増幅してもよい。この信号ゲインの算出方法の詳細は後述する。
【００２８】
図３は、第１モードを説明するための図である。図３（ａ）は投影されるべき画像１１１を示す。この画像１１１は、水平方向に輝度値がより黒帯化された画像であり、実質的に黒の画素が比較的水平方向に広がっている画像である。したがって、この画像１１１の走査を第１モードで実行する。図３（ｂ）は画像１１１を投影する際の、ビーム光の走査軌跡１１２を概略的に示す。ここでは、ビーム光が下から上に向けて移動した走査軌跡１１２を示している。
【００２９】
図３（ｃ）は水平走査ミラー２０の駆動信号１１３を示し、図３（ｄ）は垂直走査ミラー３０の駆動信号１１４を示す。横軸は時間を示し、縦軸は各走査ミラーに供給される電流値を示す。なお、縦軸はその電流値により制御される各走査ミラーの振角と考えてもよい。図３（ｄ）に描かれている「１Ｖ」は一フレーム期間を示している。水平走査ミラー２０の駆動信号１１３は、共振周波数で変化する電流値である。
【００３０】
垂直走査ミラー３０の駆動信号１１４の電流値の傾き、すなわち垂直走査ミラー３０の振れ速度が、一フレーム期間に二回切り替わる。一フレーム期間のうち、第１期間の速度が一番速く、第２期間の速度が一番遅く、および第３期間の速度はその間の速度である。図３（ｂ）に示す走査軌跡１１２には、この二回の速度の変化が反映されている。画像１１１内おいて、実質的に黒い画素が水平方向に帯状に広がっている下方領域では、副走査方向に最も速い速度で走査され、太陽が描かれている中央領域では、副走査方向に最も遅い速度で走査されていることが分かる。
【００３１】
図４は、第２モードを説明するための図である。図４（ａ）は投影されるべき画像１２１を示す。この画像１２１は、垂直方向に輝度値がより黒帯化された画像であり、実質的に黒の画素が比較的垂直方向に広がっている画像である。したがって、この画像１２１の走査は第２モードで実行される。図４（ｂ）は画像１２１を投影する際の、ビーム光の走査軌跡１２２を概略的に示す。ここでは、ビーム光が左から右に向けて移動した走査軌跡１２２を示している。
【００３２】
図４（ｃ）は水平走査ミラー２０の駆動信号１２３を示し、図４（ｄ）は垂直走査ミラー３０の駆動信号１２４を示す。水平走査ミラー２０の駆動信号１２３の電流値の傾き、すなわち水平走査ミラー２０の振れ速度が、一フレーム期間に一回切り替わる。一フレーム期間のうち、第１期間の速度が速く、第２期間の速度が遅い。垂直走査ミラー３０の駆動信号１２４は、共振周波数で変化する電流値である。
【００３３】
図４（ｂ）に示す走査軌跡１２２には、この速度の変化が反映されている。画像１２１内おいて、実質的に黒い画素が水平方向に帯状に広がっている左方領域では、副走査方向に速い速度で走査され、花火が描かれている中央から右方にかけた領域では、副走査方向に遅い速度で走査されていることが分かる。
【００３４】
図５は、実施の形態に係る画像解析部５０による画像解析処理を説明するためのフローチャートである。まず、画像解析部５０は、入力された画像信号で生成される画像に黒帯領域が含まれている場合、その黒帯領域を以降の処理対象から除外する（Ｓ１０１）。つぎに、画像解析部５０は、その画像をｎ（ｎは２以上の整数）個の水平バンドに分割する（Ｓ１０２）。ここで、各水平バンドの面積が等しくなるように分割することが好ましい。画像解析部５０は、各水平バンドに含まれる画素の輝度値から、各水平バンドの最大輝度値Ｙｈ(1,2,...,n)を特定する（Ｓ１０３）。
【００３５】
同様に、画像解析部５０は、上記画像をｍ（ｍは２以上の整数）個の垂直バンドに分割する（Ｓ１０４）。ここで、各垂直バンドの面積が等しくなるように分割することが好ましい。画像解析部５０は、各垂直バンドに含まれる画素の輝度値から、各垂直バンドの最大輝度値Ｙｖ(1,2,...,m)を特定する（Ｓ１０５）。ｍ、ｎは画像の画面アスペクト比に比例していることが好ましい。
【００３６】
画像解析部５０は、各水平バンドの最大輝度値Ｙｈ(1,2,...,n)の最小値と、各垂直バンドの最大輝度値Ｙｖ(1,2,...,m)の最小値とを比較する（Ｓ１０６）。前者が後者以下の場合（Ｓ１０６のＹ）、画像解析部５０は水平方向を主走査方向に決定する（Ｓ１０７）。前者が後者より大きい場合（Ｓ１０６のＮ）、画像解析部５０は垂直方向を主走査方向に決定する（Ｓ１０８）。
【００３７】
すなわち、各水平バンドの最大輝度値Ｙｈ(1,2,...,n)の最小値は、上記画像の水平方向における最も暗いと推測されるバンドの明るさを代表する値であり、各垂直バンドの最大輝度値Ｙｖ(1,2,...,m)の最小値は、上記画像の垂直方向における最も暗いと推測されるバンドの明るさを代表する値である。したがって、この値が小さいほうを、より暗い領域が広がっているバンドがある方向と判断し、その方向を主走査方向に決定する。
【００３８】
図６は、黒帯領域を説明するための図である。画像は規格により画面アスペクト比が異なる。たとえば、画面アスペクト比が４：３や１６：９の画像が規格化されている。画像信号によっては、画面アスペクト比の違いを吸収するため、解像度をいずれかの画面アスペクト比に固定しているものがある。画面アスペクト比を固定する場合、解像度が足りない画像には黒帯領域が挿入される。
【００３９】
図６（ａ）は、ピラーボックス方式で黒帯領域ＢＷが挿入された画像１４１を示す。ピラーボックス方式は、縦長サイズの画像を横長サイズの画像内に収まるようにするための方式である。図６（ｂ）は、レターボックス方式で黒帯領域ＢＷが挿入された画像１４２を示す。レターボックス方式は、横長サイズの画像を縦長サイズの画像内に収まるようにするための方式である。走査方式のレーザプロジェクタでは、黒帯領域を除外して投影したほうが、効率的に画像を表示することができる。
【００４０】
図７は、画像１５０の領域分割処理と、水平バンドＨＢの最大輝度値Ｙｈおよび垂直バンドＶＢの最大輝度値Ｙｖの特定処理を説明するための図である。画像１５０は、Ｎ個の水平バンドＨＢに分割される。各水平バンドＨＢ(1,2,...,n)に含まれる画素の輝度値のうち、最も高い輝度値を各水平バンドＨＢ(1,2,...,n)の最大輝度値Ｙｈ(1,2,...,n)とする。同様に、画像１５０は、ｍ個の垂直バンドＶＢに分割される。各垂直バンドＶＢ(1,2,...,m)に含まれる画素の輝度値のうち、最も高い輝度値を各垂直バンドＶＢ(1,2,...,m)の最大輝度値Ｙｈ(1,2,...,m)とする。
【００４１】
図８は、実施の形態に係る画像補正部６０による画像補正処理を説明するためのフローチャートである。まず、画像補正部６０は、画像解析部５０により決定された主走査方向が、画像の垂直方向であるか水平方向であるか判定する（Ｓ２０１）。垂直方向である場合（Ｓ２０１のＹ）、対象となる画像信号を転置する（Ｓ２０２）。より具体的には、水平方向の各画素列を順番に出力する配列から、垂直方向の各画素列を順番に出力する配列に転置する。上記判定の結果が水平方向である場合（Ｓ２０１のＮ）、ステップＳ２０２の処理をスキップする。
【００４２】
つぎに、画像補正部６０は、上記画像に黒帯領域が含まれている場合（Ｓ２０３のＹ）、その黒帯領域信号を削除する。そして、削除した黒帯領域に対応する空白部分を埋めるため、その画像信号を主走査方向に伸張する（Ｓ２０４）。具体的には伸張する比率に応じて、主走査方向に画素信号を補間する。補間する画素信号として、その画素に隣接する複数の画素の、各画素信号の平均値などを用いることができる。上記画像に黒帯領域が含まれていない場合（Ｓ２０３のＮ）、ステップＳ２０４の処理をスキップする。
【００４３】
つぎに、画像補正部６０は、副走査方向に決定されたバンドの、パワー配分Ｐおよび信号ゲインＧを算出する（Ｓ２０５）。この具体的算出方法は後述する。
つぎに、変数ｉの初期値設定として、１が代入される（Ｓ２０６）。変数ｉがバンド数を超えたとき（Ｓ２０７のＹ）、全体の処理を終了する。超えない場合（Ｓ２０７のＮ）、ステップＳ２０８以降の処理を行う。なお、当該バンド数は、副走査方向が水平方向の場合、ｍであり、副走査方向が垂直方向の場合、ｎである。
【００４４】
画像補正部６０は、バンド(i)の画像信号を副走査方向にＰ(i)倍、圧縮または伸張する（Ｓ２０８）。Ｐ(i)の値が１より大きい場合、画像信号を伸張し、１より小さい場合、圧縮する。画像信号の伸張は、上述した主走査方向への画像信号の伸張と同様の手法を用いることができる。画像信号の圧縮は、圧縮する比率に応じて、そのバンド(i)の副走査方向の画素信号を間引く。
【００４５】
画像補正部６０は、バンド(i)の画像信号の輝度値、より具体的にはその画像信号に含まれる複数の画素信号の輝度値をＧ(i)倍、増幅する（Ｓ２０９）。この処理の終了後、変数ｉをインクリメントし（Ｓ２１０）、ステップＳ２０７の判定処理に遷移する。
【００４６】
図９は、各バンドのパワー配分Ｐと信号ゲインＧの算出例を示す図である。ここでは、副走査方向が垂直方向に決定された場合の例を説明する。対象画像は、ｎ個の水平バンドに分割され、それら水平バンドＨＢ(1,2,...,n)の最大輝度値Ｙｈ(1,2,...,n)は、１２８、１９２、２５５、・・・、３２である。これらの最大輝度値Ｙｈ(1,2,...,n)の平均値は１９２である。
【００４７】
パワー配分Ｐは、各水平バンドＨＢ(i)の最大輝度値Ｙｈ(i)を、それら水平バンドＨＢ(1,2,...,n)の最大輝度値Ｙｈ(1,2,...,n)の平均値で割った値である。それら水平バンドＨＢ(1,2,...,n)のパワー配分Ｐ(1,2,...,n)は、０．６７、１．０、１．３３、・・・、０．１７となる。信号ゲインＧは、ｎ個の水平バンドＨＢ(1,2,...,n)のパワー配分Ｐ(1,2,...,n)のうちの最大値を、各水平バンドＨＢ(i)のパワー配分Ｐ(i)で割った値である。なお、信号ゲインＧは所定の係数を掛けることにより調整されてもよい。
【００４８】
図１０は、実施の形態に係る走査ミラー制御部４０による、走査ミラー２０、３０の駆動処理を説明するためのフローチャートである。まず、走査ミラー制御部４０は、対象画像に黒帯領域が含まれている場合（Ｓ３０１のＹ）、主走査方向を担当させる走査ミラーの振角を、黒帯領域を除いた角度に変更する（Ｓ３０２）。対象画像に黒帯領域が含まれていない場合（Ｓ３０１のＮ）、ステップＳ３０２の処理をスキップする。
【００４９】
走査ミラー制御部４０は、主走査を担当させる走査ミラーを共振駆動する（Ｓ３０３）。走査ミラー制御部４０は、副走査を担当させる走査ミラーをパワー配分Ｐにしたがって、駆動する（Ｓ３０４）。パワー配分Ｐの値により、ビーム光が、副走査方向の複数のバンドのそれぞれを通過する際の速度が決定される。
【００５０】
図１１は、副走査を担当する走査ミラーの振角ωを説明するための図である。横軸は時間ｔを示し、縦軸は振角ωを示す。図１１は図９の算出値に準拠している。副走査方向の各バンドを通過する時間は、各バンドのパワー配分Ｐ(1,2,...,n)により決定される。ω／ｎは、各バンドの画像信号を投影するに必要な、当該走査ミラーの振角を示す。図１１から分かるように、三番目のバンドには、一番目および二番目のバンドより大きなパワーが配分されることが分かる。
【００５１】
以上説明したように本実施の形態によれば、第１モードと第２モードとを適宜、切り替えることにより、消費電力の増大を抑制しながら、投影される画像の画質を高めることができる。すなわち、画像内の輝度分布がより黒帯化された方向を、高速動作の必要があり、きめ細かな制御が困難な主走査方向に割り当てることにより、より輝度分布に変化がある方向を、きめ細かな制御が可能な副走査方向に割り当てることができる。したがって、副走査方向において、暗い領域に配分されるべきパワーの一部を、明るい領域に振り替えることができる。すなわち、光量が必要な領域に効率的に光を集めることができる。したがって、消費電力を増大させずに、画質、とくにコントラストを高めることができる。
【００５２】
以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５３】
上記実施の形態では、第１モードと第２モードとの切り替えをフレーム単位で行う例を説明した。変形例では、フレームより細かい単位で切り替えを行う。変形例に係る走査ミラー制御部４０は、画像内の一フレームの間で第１モードと第２モードとを切り替える。
【００５４】
図１２は、変形例に係るモード切り替えを説明するための図である。図１２（ａ）は投影されるべき画像１３１を示す。この画像１３１にはウインドウ１３１ａが開かれている。この画像１３１は、右上が比較的明るく、左下が比較的暗い画像である。そこで、この画像１１１の走査を、一フレーム期間の前半に第１モードで実行し、その期間の後半に第２モードで実行する。図１２（ｂ）は画像１３１を投影する際の、ビーム光の走査軌跡１３２を概略的に示す。ここでは、ビーム光が下から上、続いて左から右に向けて移動した走査軌跡１３２を示している。
【００５５】
図１２（ｃ）は水平走査ミラー２０の駆動信号１３３を示し、図１２（ｄ）は垂直走査ミラー３０の駆動信号１３４を示す。水平走査ミラー２０は、一フレーム期間の前半に共振周波数で動作し、その後半に上記パワー配分に応じた時間で動作したことが分かる。一方、垂直走査ミラー３０は、一フレーム期間の前半に上記パワー配分に応じた時間で動作し、その後半に共振周波数で動作したことが分かる。副走査方向への走査速度を図３または図４に示した例の２倍にすれば、一フレーム期間に図１２（ｂ）に示した走査軌跡１３２のビーム光の走査が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  レーザ光投射部、  ２０  水平走査ミラー、  ３０  垂直走査ミラー、  ４０  走査ミラー制御部、  ５０  画像解析部、  ６０  画像補正部、  ７０  レーザ光投射制御部、  ８０  投影面、  １００  投射型映像表示装置。
【図１】
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【図２】
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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３】
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【図４】
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【図１２】
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