(57)【要約】【課題】画像投影装置１で投影する映像データにぶれが含まれている場合であっても、ぶれの影響を打ち消した投影画像を投影する。【解決手段】光を出射する光源と、該光源からの光を用いて画像を形成する作像素子２１と、光源からの光を作像素子２１に導く照明光学手段と、作像素子２１によって形成された画像を拡大投影する投影光学手段と、作像素子２１を変位させる駆動手段（アクチュエータ２２、作像素子駆動手段３４）と、を備える画像投影装置１において、入力される映像信号Ｓ１に基づいて映像データがぶれを含むか否かを検出する手振れ検出手段３２と、映像データの複数フレームのデータに基づいて、ぶれを打ち消すために必要な投影画像の移動量を算出する画像駆動量算出手段３３と、を備え、駆動手段は、移動量に基づいて作像素子２１を変位させる。【選択図】図７
2018141887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
該光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学手段と、
前記画像表示素子によって形成された画像を拡大投影する投影光学手段と、
前記画像表示素子を変位させる駆動手段と、を備える画像投影装置において、
入力される映像信号に基づいて映像データがぶれを含むか否かを検出するぶれ検出手段と、
前記映像データの複数フレームのデータに基づいて、前記ぶれを打ち消すために必要な投影画像の移動量を算出する移動量算出手段と、を備え、
前記駆動手段は、前記移動量に基づいて前記画像表示素子を変位させることを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
光を出射する光源と、
該光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学手段と、
前記画像表示素子によって形成された画像を拡大投影する投影光学手段と、
前記投影光学手段が有する少なくとも一部の光学素子を変位させる駆動手段と、を備える画像投影装置において、
入力される映像信号に基づいて映像データがぶれを含むか否かを検出するぶれ検出手段と、
前記映像データの複数フレームのデータに基づいて、前記ぶれを打ち消すために必要な投影画像の移動量を算出する移動量算出手段と、を備え、
前記駆動手段は、前記移動量に基づいて前記光学素子を変位させることを特徴とする画像投影装置。
【請求項３】
前記移動量算出手段は、前記映像データの複数フレーム間での特異点の移動量に基づいて、前記移動量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記移動量に基づいて、被投影面へ常に投影される領域以外の領域をトリミングする投影像トリミング手段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。
【請求項５】
画像処理により、前記トリミング後の投影画像のサイズを、前記トリミング前の投影画像のサイズに変更するデジタルズーム制御手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記投影光学手段の焦点距離を変更することにより、前記トリミング後の投影画像のサイズを、前記トリミング前の投影画像のサイズに変更する光学ズーム制御手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記駆動手段は、画像投影時において、前記画像表示素子を周期的に変位させることを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、画像投影時において、前記光学素子を周期的に変位させることを特徴とする請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項９】
光を出射する光源と、
該光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学手段と、
前記画像表示素子によって形成された画像を拡大投影する投影光学手段と、を備える画像投影装置の制御方法において、
入力される映像信号に基づいて映像データがぶれを含むか否かを検出するぶれ検出処理と、
前記映像データの複数フレームのデータに基づいて、前記ぶれを打ち消すために必要な投影画像の移動量を算出する移動量算出処理と、
前記移動量に基づいて、前記画像表示素子を変位させる画像表示素子駆動処理と、を行うことを特徴とする画像投影装置の制御方法。
【請求項１０】
光を出射する光源と、
該光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学手段と、
前記画像表示素子によって形成された画像を拡大投影する投影光学手段と、を備える画像投影装置の制御方法において、
入力される映像信号に基づいて映像データがぶれを含むか否かを検出するぶれ検出処理と、
前記映像データの複数フレームのデータに基づいて、前記ぶれを打ち消すために必要な投影画像の移動量を算出する移動量算出処理と、
前記移動量に基づいて、前記投影光学手段が有する少なくとも一部の光学素子を変位させる光学素子駆動処理と、を行うことを特徴とする画像投影装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラなどの撮像装置による撮像時の手振れ補正の方法として、手振れによる振動を検知し、手振れを打ち消すように撮像装置の撮像素子を動かすことで、被写体の動画をぶれることなく撮影する技術が知られている。
【０００３】
また、撮像装置から入力される動画（映像データ）を表示する装置として、光源から照射される光を用いて作像素子（画像表示素子ともいう）が画像を生成し、生成された画像（映像）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）が広く用いられている。なお、撮像装置で撮影された動画は、撮像装置から画像投影装置に直接入力される場合の他、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置やＤＶＤプレーヤーなどの映像再生機器を介して入力されることも多い。
【０００４】
画像投影装置は、プレゼンテーションや映画鑑賞などで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、作像素子の画素密度を上げることが考えられるが、作像素子の製造コストが増大することとなる。
【０００５】
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、作像素子の画素密度を上げずに、高解像度化を可能とすることが知られている。
【０００６】
画素ずらし制御では、作像素子の後段の光学素子を動かす方式と画像を形成する作像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。
【０００７】
ところで、撮像装置で撮影された動画が、撮像装置で手振れ補正処理が施されたものである場合は、画像投影装置での投影画像も当然にぶれのないものとなるが、撮像装置が手振れ補正機能を有しない場合や手振れ補正処理が施されていない場合は、画像投影装置での投影前に手振れ補正のための画像処理を施さなければ、画像投影装置での投影画像もぶれ（ブラー）を含むものとなってしまう。
【０００８】
また、特許文献３には、１フレームの画像が表示された表示画面を、その表示画面で表示される画像のもっとも主要な動きに対応させて移動させることで、動画表示時の画像の動きに起因する画像劣化を防止する動画表示装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献３に記載の技術は、表示画面において解像度を劣化させたくない対象物の画面上の動きをもっとも主要な動きとし、この主要な動きに起因する画像劣化を防止するものであって、画像投影装置で投影する動画（映像データ）にぶれを含む場合には対応することができず、ぶれの影響を打ち消した投影画像とすることはできなかった。
【００１０】
そこで本発明は、画像投影装置で投影する映像データにぶれが含まれている場合であっても、ぶれの影響を打ち消した投影画像を投影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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、光を出射する光源と、該光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学手段と、前記画像表示素子によって形成された画像を拡大投影する投影光学手段と、前記画像表示素子を変位させる駆動手段と、を備える画像投影装置において、入力される映像信号に基づいて映像データがぶれを含むか否かを検出するぶれ検出手段と、前記映像データの複数フレームのデータに基づいて、前記ぶれを打ち消すために必要な投影画像の移動量を算出する移動量算出手段と、を備え、前記駆動手段は、前記移動量に基づいて前記画像表示素子を変位させるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像投影装置で投影する映像データにぶれが含まれている場合であっても、ぶれの影響を打ち消した投影画像を投影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像投影装置の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】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。
【図３】（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。
【図４】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。
【図５】投影画像シフト機構の一例を示す説明図である。
【図６】投影画像シフト機構の他の例を示す説明図である。
【図７】手振れ補正制御の実行に係る構成の一例を示すブロック図である。
【図８】手振れ補正制御の実行に係る構成の他の例を示すブロック図である。
【図９】手振れを含む映像のトリミング処理についての説明図である。
【図１０】手振れ補正制御の実行に係る構成の他の例を示すブロック図である。
【図１１】手振れ補正制御の実行に係る構成の他の例を示すブロック図である。
【図１２】手振れ補正制御の実行に係る構成の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る構成を図１から図１２に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
本実施形態に係る画像投影装置（画像投影装置１）は、光を出射する光源（光源１５）と、該光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子（作像素子２１）と、光源からの光を画像表示素子に導く照明光学手段（照明光学系ユニット１６）と、画像表示素子によって形成された画像を拡大投影する投影光学手段（投影光学系ユニット１８）と、画像表示素子を変位させる駆動手段（アクチュエータ２２、作像素子駆動手段３４）と、を備える画像投影装置において、入力される映像信号に基づいて映像データがぶれを含むか否かを検出するぶれ検出手段（手振れ検出手段３２）と、映像データの複数フレームのデータに基づいて、ぶれを打ち消すために必要な投影画像の移動量を算出する移動量算出手段（画像駆動量算出手段３３）と、を備え、駆動手段は、移動量に基づいて画像表示素子を変位させるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【００１６】
または、本実施形態に係る画像投影装置（画像投影装置１）は、光を出射する光源（光源１５）と、該光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子（作像素子２１）と、光源からの光を画像表示素子に導く照明光学手段（照明光学系ユニット１６）と、画像表示素子によって形成された画像を拡大投影する投影光学手段（投影光学系ユニット１８）と、投影光学手段が有する少なくとも一部の光学素子（レンズ２４）を変位させる駆動手段（レンズ駆動手段３５）と、を備える画像投影装置において、入力される映像信号に基づいて映像データがぶれを含むか否かを検出するぶれ検出手段（手振れ検出手段３２）と、映像データの複数フレームのデータに基づいて、ぶれを打ち消すために必要な投影画像の移動量を算出する移動量算出手段（画像駆動量算出手段３３）と、を備え、駆動手段は、移動量に基づいて光学素子を変位させるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【００１７】
（画像投影装置の構成）
先ず、図１〜図４を参照して、本実施形態に係る画像投影装置１の概略構成を説明する。
【００１８】
図１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２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。
【００１９】
また、図３（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３（Ｂ）は図３（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。
【００２０】
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ため、内部の構成部品が耐熱温度を超えないように、吸気口１０および排気口１１が設けられている。
【００２１】
また、図３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４は、照明装置である照明光学系ユニット１６、投影光学系ユニット１８、画像表示ユニット１７、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１６、画像表示ユニット１７、および投影光学系ユニット１８からなる。
【００２２】
図３に示すように、吸気口１０、排気口１１の内側には、それぞれ吸気ファン１２、排気ファン１３が設けられており、吸気ファン１２から吸入した外気を排気ファン１３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。
【００２３】
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１６に照射される。照明光学系ユニット１６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１７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１７とその画像を投影光学系ユニット１８によりスクリーンＳへ拡大投影する構成となっている。
【００２４】
光源ユニット４のランプ（光源１５）としては、種々のランプを用いることができるが、、光源１５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る。また、光源１５として、キセノンランプ、ＬＥＤ等を用いることもできる。
【００２５】
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１４が設けられている。光源用ファン１４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１８からの画像光の出射方向は、図４に示すように、略９０°の関係となっている。
【００２６】
また、光学エンジン３の照明光学系ユニット１６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１６内には、画像表示ユニット１７が設けられる。
【００２７】
照明光学系ユニット１６では、先ず、光源１５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。
【００２８】
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１７に集光される。画像表示ユニット１７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作像素子２１としてのＤＭＤ（Digital  Micro-mirror  Device）を備えている。
【００２９】
画像表示ユニット１７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、作像素子２１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１７で使用する光は投影光学系ユニット１８へ反射する。
【００３０】
投影光学系ユニット１８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１７の作像素子２１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。
【００３１】
画像表示ユニット１７としては、例えば、特許文献２に開示される画像表示ユニットを用いることができる。この画像表示ユニットは、固定支持されている固定ユニットと、固定ユニットに対して移動可能に設けられている可動ユニットとを有し、可動ユニットは、ＤＭＤを有し、可動ユニット制御部によって固定ユニットに対する位置が制御されるものである。
【００３２】
なお、本実施形態では、作像素子２１としてＤＭＤを用いたＤＬＰ(Digital  Light  Processing)方式の画像投影装置について説明したが、本発明を適用可能な画像投影装置はこれに限られるものではなく、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式、ＬＣＯＳ（Liquid  crystal  on  silicon）方式等の他の方式であっても、本発明を適用することができる。また、ここでは、光源１５が単色光源であって、カラーホイール５により分光する画像投影装置１を例に説明したが、光源１５として複数のレーザ光源を有し、該レーザ光源からのレーザ光を作像素子２１に導く画像投影装置１であってもよい。
【００３３】
（投影画像シフト機構（１））
本実施形態に係る画像投影装置１は、投影画像をシフトさせる投影画像シフト機構２０を備えている。
【００３４】
図５は、作像素子２１をシフトさせることでスクリーンＳに投影される投影画像をシフトさせる投影画像シフト機構２０の一例（投影画像シフト機構２０Ａ）を示す説明図である。なお、以下の図面および説明では、投影光学系ユニット１８を簡易的に投影レンズ２３として示している。
【００３５】
図５に示すように、投影画像シフト機構２０Ａでは、作像素子２１によって作成された画像を、投影レンズ２３を介してスクリーンＳに投影させる。また、作像素子２１には、この作像素子２１の駆動手段としてのアクチュエータ２２が一体として設けられている。なお、アクチュエータ２２の駆動力は特に限られるものではなく、例えば、電磁力によるものでもあってもモータによるものであってもよい。
【００３６】
投影画像シフト機構２０Ａは、投影レンズ２３に対して、アクチュエータ２２を並進させることで作像素子２１を並進させ、スクリーンＳ上に投影される投影画像を任意の方向にずらすことができる。
【００３７】
なお、作像素子２１としては、上記のＤＭＤに限らず、液晶パネル等を用いることもできる。作像素子２１として液晶パネルを用いる場合は、アクチュエータ２２は透過光を妨げない位置に設ければよい。
【００３８】
（投影画像シフト機構（２））
投影画像をシフトさせる投影画像シフト機構２０の他の例（投影画像シフト機構２０Ｂ）を説明する。図６は、作像素子２１と投影レンズ２３との間の光路に設けられる光学素子（レンズ２４、投影光学系ユニット１８の一部）をシフトさせることで光軸をずらして、スクリーンＳに投影される投影画像をシフトさせる投影画像シフト機構２０Ｂの説明図である。
【００３９】
図６に示すように、投影画像シフト機構２０Ｂでは、作像素子２１によって作成された画像を、投影レンズ２３を介してスクリーンＳに投影させる。また、作像素子２１と投影レンズ２３との間の光路上にレンズ２４が設けられている。レンズ２４は、該レンズ２４を変位させる駆動手段としてのレンズ駆動手段３５に接続されている。レンズ駆動手段３５は、例えば、レンズ２４を保持する保持部を変位させることで、レンズ２４を変位させる。
【００４０】
レンズ駆動手段３５は、例えば、図６（Ａ）に示すように、レンズ２４を投影レンズ２３と並行するように変位させることや、図６（Ｂ）に示すように、レンズ２４を投影レンズ２３に対する傾きを変化させることで、光軸をずらすようにすることができる。
【００４１】
この投影画像シフト機構２０Ｂでは、作像素子２１からの投影光が投影レンズ２３に入る前に、レンズ２４を物理的に変位させ、その光軸をずらすことによってスクリーンＳ上の投影画像をシフトさせる。
【００４２】
（手振れ補正制御（１））
次いで、画像投影装置１に入力される映像データが手振れを含む場合の画像投影装置１での投影制御（手振れ補正制御という）について説明する。なお、本実施形態における「手振れ」には、撮影時の撮影者の手振れに起因するものに限らず、その他の要因で映像にぶれが含まれているものを含むものである。例えば、撮像装置が固設されて動画が撮影された場合の風などに起因する画像のぶれなども含めるものとする。
【００４３】
図７は、投影画像シフト機構２０Ａ（図５）を有する画像投影装置１の手振れ補正制御の実行に係る構成のブロック図である。
【００４４】
先ず、撮像装置等の外部からの映像信号Ｓ１は、入力端子３０を介して、作像信号生成手段３１に入力される。入力端子３０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３０に接続されたケーブルを介してデジタルビデオカメラ、パーソナルコンピュータなどの装置から映像信号を受信する。
【００４５】
作像信号生成手段３１は、入力された映像信号Ｓ１を処理するブロックであって、フレームごとの画像をつくる作像素子制御信号Ｓ２を作像素子２１に対して出力する。また、画素ずらし制御による高解像度化処理を行う場合は、入力された１フレーム分の映像信号（メインフレーム）に対して、２つの画像（サブフレーム）を生成する画像処理を行う。
【００４６】
また、入力端子３０から入力された映像信号Ｓ１は、作像信号生成手段３１と同時に手振れ検出手段３２にも入力される。手振れ検出手段３２は、映像信号Ｓ１に基づいて、フレームごとの画像から、映像信号Ｓ１に手振れが含まれているか否かを判断する。手振れ検出方法は、特に限られるものではなく公知または新規の種々の検出方法を適用することができる。例えば、画像ごとに複数の動きベクトルを検出し、各画像の複数の動きベクトルについてのヒストグラムを算出し、ヒストグラムの変化に応じた加速度ベクトルを算出するとともに、加速度ベクトル、および、１フレーム前の画像に対する処理で用いられた補正用の動きベクトルに基づいて、現在のフレームの画像に対する処理で用いる補正用の動きベクトルを推測し、推測した補正用の動きベクトルに応じた手振れ補正量を算出するすることで、手振れが発生しているか否かを判断することができる。
【００４７】
手振れ検出手段３２は、手振れが発生していると判断した場合は、入力された映像信号Ｓ１は手振れを含んでいる旨を示す手振れ発生フラグＳ３を画像駆動量算出手段３３に対して出力する。なお、手振れが発生していない場合は、手振れ発生フラグＳ３は出力されず、作像信号生成手段３１が出力した作像素子制御信号Ｓ２に基づいて画像が作成される。手振れが発生していない場合は、アクチュエータ２２は、手振れ補正のための駆動制御はなされないが、画素ずらし制御による高解像度化処理を行う場合は、このための駆動制御がなされる。
【００４８】
画像駆動量算出手段３３は、手振れが発生フラグＳ３を受け付けた場合、基準となる基準フレーム（後述する）と、その基準フレームに対してどの程度、投影画像をシフトさせることで手振れの影響を打ち消せるかを示す移動量である投影像移動量を算出し、投影像移動量Ｓ４を作像素子駆動手段３４に対して出力する。投影像移動量は、例えば、映像データの複数フレーム間での特異点（特徴点）の移動量に基づいて、算出することができる。なお、例えば、被写体の輪郭や角の部分など、空間的な連続性が異なる箇所を特異点とすることができる。
【００４９】
作像素子駆動手段３４は、入力される投影像移動量Ｓ４に基づいて、アクチュエータ２２を駆動させる駆動信号Ｓ５を、アクチュエータ２２に対して出力する。アクチュエータ２２は駆動信号Ｓ５に基づいて、手振れの影響を打ち消す方向に駆動制御される。また、画素ずらし制御による高解像度化処理を行う場合は、画素ずらしのためのアクチュエータ２２のシフト制御と同時に実行される。
【００５０】
（手振れ補正制御（２））
次いで、手振れ補正制御の他の例について説明する。図８は、投影画像シフト機構２０Ｂ（図６）を有する画像投影装置１における手振れ補正制御の実行に係る構成のブロック図である。
【００５１】
先ず、撮像装置等の外部からの映像信号Ｓ１は、入力端子３０を介して、作像信号生成手段３１に入力される。
【００５２】
作像信号生成手段３１は、入力された映像信号Ｓ１を処理するブロックであって、フレームごとの画像をつくる作像素子制御信号Ｓ２を作像素子２１に対して出力する。
【００５３】
また、入力端子３０から入力された映像信号Ｓ１は、作像信号生成手段３１と同時に手振れ検出手段３２にも入力される。手振れ検出手段３２は、映像信号Ｓ１に基づいて、フレームごとの画像から、映像信号Ｓ１に手振れが含まれているか否かを判断する。
【００５４】
手振れ検出手段３２は、手振れが発生していると判断した場合は、入力された映像信号Ｓ１は手振れを含んでいる旨を示す手振れ発生フラグＳ３を画像駆動量算出手段３３に対して出力する。
【００５５】
画像駆動量算出手段３３は、手振れが発生フラグＳ３を受け付けた場合、基準となる基準フレームと、その基準フレームに対してどの程度、投影画像をシフトさせることで手振れの影響を打ち消せるかを示す移動量である投影像移動量を算出し、投影像移動量Ｓ４をレンズ駆動手段３５に対して出力する。
【００５６】
レンズ駆動手段３５は、入力される投影像移動量Ｓ４に基づいて、レンズ２４を駆動させる駆動信号Ｓ６を、レンズ２４（レンズ２４の保持部）に対して出力する。レンズ２４は駆動信号Ｓ６に基づいて、手振れの影響を打ち消す方向に駆動制御される。また、画素ずらし制御による高解像度化処理を行う場合は、画素ずらしのためのレンズ２４のシフト制御と同時に実行される。
【００５７】
なお、作像信号生成手段３１、手振れ検出手段３２、および画像駆動量算出手段３３等の各部は、例えば、マイクロコントローラや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。マイクロコントローラは、例えば、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。
【００５８】
以上説明した本実施形態に係る画像投影装置１では、手振れ（ぶれ）を含む映像を投影する際に、複数のフレーム間の特異点の移動量から、手振れによる移動量を判定した上で移動量算出を行ない、手振れによる画像の移動量を打ち消す方向に作像素子２１、または、レンズ２４を作動させることで、手振れの影響を打ち消して、画像ぶれのない映像を投影することが可能となる。
【００５９】
［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。
【００６０】
図９は、手振れを含む映像のトリミング処理についての説明図である。図９（Ａ）に示すような映像をスクリーンＳに投影する場合を考える。図９（Ａ）は、基準フレーム４１が基準投影面４２に映っている状態を示しており、これを基準の状態とする。ここで、基準フレーム４１とは、映像信号Ｓ１の全フレームの特異点４３の平均位置座標と、自身が有する特異点４３との座標が最も近いフレームである。なお、「映像信号Ｓ１の全フレームの特異点４３の平均位置座標」とは、ある動画において手振れの中心となっている特異点の座標をいう。また、例えば、人の顔をずっと撮影している動画についての手振れ補正量を算出する際に、顔のある位置（例えば、顎の先）の手振れによるベクトルを基に算出している場合、この顎の先が表示されている座標が各フレームの特異点４３であり、「自身が有する特異点４３」とは、基準フレーム内の特異点（顎の先）の座標である。また、基準投影面４２は、基準フレーム４１がスクリーンＳに投影されているときの領域をいうものとする。
【００６１】
この基準フレーム４１に対して、図９（Ｂ）に示すように、それぞれ手振れの影響のある４つのフレーム４４ａ〜４４ｄがあるとする。フレーム４４ａ〜４４ｄのように画像がずれてしまうと基準投影面４２における特異点４３も手振れの影響でずれることとなるため、基準フレーム４１の一部領域が基準投影面４２からはみ出して投影されなくなるとともに、基準フレーム４１では表示され得ない領域が基準投影面４２に投影されてしまうことになる。
【００６２】
この現象をフレームごとに追っていくと、図９（Ｃ）に示すように、最終的に基準フレーム４１内で常時、基準投影面４２に表示される領域は四隅をかぎ括弧で囲んだ領域４５のみになる。
【００６３】
このため、常時、基準フレーム４１が投影される領域４５となるようにトリミング処理を実行することが好ましい。これにより、ユーザに違和感、不快感を与えることを防止することができる。
【００６４】
（手振れ補正制御（３））
次いで、第２の実施形態における手振れ補正制御について説明する。この手振れ補正制御では、第１の実施形態で説明した手振れ補正制御に加えて、トリミング処理を実行するものである。
【００６５】
図１０は、投影画像シフト機構２０Ａ（図５）を有する画像投影装置１における手振れ補正制御の実行に係る構成のブロック図である。
【００６６】
第２の実施形態では、図７を参照して説明した第１の実施形態での構成に加えて、トリミング処理を実行する投影像トリミング手段３６を備えている。なお、図７と同様の点については説明を省略する。
【００６７】
画像駆動量算出手段３３は、手振れが発生フラグＳ３を受け付けた場合、基準となる基準フレームと、その基準フレームに対してどの程度、投影画像をシフトさせることで手振れの影響を打ち消せるかを示す移動量である投影像移動量を算出し、投影像移動量Ｓ４を作像素子駆動手段３４および投影像トリミング手段３６に対して出力する。
【００６８】
投影像トリミング手段３６は、入力される投影像移動量Ｓ４に基づいて、基準フレーム内のどの程度の領域（図９（Ｃ）の領域４５）が常に投影され続けるかを算出し、その座標情報をトリミング信号Ｓ７として作像信号生成手段３１に対して出力する。
【００６９】
映像信号Ｓ１およびトリミング信号Ｓ７を受け付けた作像信号生成手段３１は、映像信号Ｓ１に基づいて、作像素子制御信号Ｓ２を生成する際に、トリミング信号Ｓ７の座標情報に基づいて、映像信号Ｓ１のトリミング処理を実行し、トリミング処理が施された作像素子制御信号Ｓ２を、作像素子２１に対して出力する。
【００７０】
なお、図１０の例では、作像素子２１を動かして投影像をずらす投影画像シフト機構２０Ａにおいてトリミング処理を実行する例を説明したが、レンズ２４を動かして投影像をずらす投影画像シフト機構２０Ｂにおいてトリミング処理を実行するようにしてもよいのは勿論である。
【００７１】
第２の実施形態に係る画像投影装置１によれば、手振れの影響を打ち消して、画像ぶれのない映像を投影することが可能となるとともに、トリミング処理を実行しているので、ユーザに違和感、不快感を与えることのない映像を投影することができる。
【００７２】
［第３の実施形態］
第２の実施形態で説明したトリミング処理を実行した場合、画像サイズが小さくなるため、トリミング処理後の画像をそのまま投影すると、スクリーンＳへの投影画像のサイズも小さくなる。
【００７３】
そこで、第３の実施形態では、画像処理によるデジタルズーム、または投影レンズ２３の焦点距離を変更する光学ズームによりズーミング処理（スケーリング）を実行することで、トリミング処理を実行した場合も、トリミング処理前と同じ投影画像のサイズでの投影を可能とするものである。
【００７４】
（手振れ補正制御（４））
第３の実施形態における手振れ補正制御の一例について説明する。この手振れ補正制御では、第２の実施形態で説明した手振れ補正制御を加えて、デジタルズーム処理を実行するものである。
【００７５】
図１１は、投影画像シフト機構２０Ａ（図５）を有する画像投影装置１における手振れ補正制御の実行に係る構成のブロック図である。
【００７６】
第３の実施形態では、図１０を参照して説明した第２の実施形態での構成に加えて、画像処理によるデジタルズーム処理を実行するスケーリング実行手段３７（デジタルズーム制御手段）を備えている。なお、図１０と同様の点については説明を省略する。
【００７７】
映像信号Ｓ１およびトリミング信号Ｓ７を受け付けた作像信号生成手段３１は、映像信号Ｓ１に基づいて、作像素子制御信号Ｓ２を生成する際に、トリミング信号Ｓ７の座標情報に基づいて、映像信号Ｓ１のトリミング処理を実行する。このとき、トリミング信号Ｓ７と作像素子２１の解像度情報に基づいて、デジタルズーム処理の実行が可能であるか否かを判断する。
【００７８】
そして、トリミング処理後の画像に、デジタルズーム処理を実行した場合の投影サイズが、元の映像信号Ｓ１についてトリミング処理を実行しない場合の投影サイズと同等にすることができる場合は、スケーリング実行手段３７により、トリミング処理前の投影サイズとなる倍率でのデジタルズーム処理を実行する。この場合、映像信号Ｓ１に対して、トリミング処理およびデジタルズーム処理が施された作像素子制御信号Ｓ２を、作像素子２１に対して出力する。
【００７９】
なお、図１０では、投影画像シフト機構２０Ａを有する画像投影装置１を例に説明したが、デジタルズーム処理を投影画像シフト機構２０Ｂを有する画像投影装置１に適用するようにしてもよい。
【００８０】
（手振れ補正制御（５））
第３の実施形態における手振れ補正制御の他の例について説明する。この手振れ補正制御では、第２の実施形態で説明した手振れ補正制御を加えて、光学ズーム処理を実行するものである。
【００８１】
図１２は、投影画像シフト機構２０Ｂ（図６）を有する画像投影装置１における手振れ補正制御の実行に係る構成のブロック図である。
【００８２】
第３の実施形態では、図８を参照して説明した第１の実施形態での構成に加えて、トリミング処理を実行する投影像トリミング手段３６を備えている。また、作像信号生成手段３１はレンズ駆動手段３５に対して、光学ズーム処理を実行させるための信号（レンズ光軸方向駆動信号Ｓ８）を出力する。すなわち、作像信号生成手段３１は光学ズーム制御手段としても機能する。なお、図８と同様の点については説明を省略する。
【００８３】
映像信号Ｓ１およびトリミング信号Ｓ７を受け付けた作像信号生成手段３１は、映像信号Ｓ１に基づいて、作像素子制御信号Ｓ２を生成する際に、トリミング信号Ｓ７の座標情報に基づいて、映像信号Ｓ１のトリミング処理を実行する。このとき、トリミング信号Ｓ７と、レンズ２４の現在の光軸方向への駆動量に基づいて、どの程度の光学ズーム処理を実行できるかを判断する。
【００８４】
そして、トリミング処理後の画像に、光学ズーム処理を実行した場合の投影サイズが、元の映像信号Ｓ１についてトリミング処理を実行しない場合の投影サイズと同等にすることができる場合は、レンズ光軸方向駆動信号Ｓ８をレンズ駆動手段３５に出力し、レンズ駆動手段３５は、光学ズーム処理を実行させる。なお、光学ズーム処理で駆動させるレンズは、シフト制御するレンズ２４とは異なるレンズであってもよい。
【００８５】
なお、図１１では、投影画像シフト機構２０Ｂを有する画像投影装置１を例に説明したが、光学ズーム処理を投影画像シフト機構２０Ａを有する画像投影装置１に適用するようにしてもよい。
【００８６】
第３の実施形態に係る画像投影装置によれば、手振れの影響を打ち消して、画像ぶれのない映像を投影することが可能となるとともに、トリミング処理前後での投影画像サイズを同等とすることにより、ユーザに違和感、不快感を与えることのない映像を投影することが可能となる。
【００８７】
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。
【符号の説明】
【００８８】
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  吸気口
１１  排気口
１２  吸気ファン
１３  排気ファン
１４  光源用ファン
１５  光源
１６  照明光学系ユニット
１７  画像表示ユニット
１８  投影光学系ユニット
２０（２０Ａ，２０Ｂ）  投影画像シフト機構
２１  作像素子
２２  アクチュエータ
２３  投影レンズ
２４  レンズ
３０  入力端子
３１  作像信号生成手段
３２  手振れ検出手段
３３  画像駆動量算出手段
３４  作像素子駆動手段
３５  レンズ駆動手段
３６  投影像トリミング手段
３７  スケーリング実行手段
Ｓ１  映像信号
Ｓ２  作像素子制御信号
Ｓ３  手振れ発生フラグ
Ｓ４  投影像移動量
Ｓ５  駆動信号
Ｓ６  駆動信号
Ｓ７  トリミング信号
Ｓ８  レンズ光軸方向駆動信号
Ｓ  スクリーン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特開２００７−２４８８９４号公報
【特許文献２】特開２０１６−  ８５３６３号公報
【特許文献３】特開２００１−  １３９４９号公報
【図１】
2018141887.tif 000003
【図２】
2018141887.tif 000004
【図３】
2018141887.tif 000005
【図４】
2018141887.tif 000006
【図５】
2018141887.tif 000007
【図６】
2018141887.tif 000008
【図７】
2018141887.tif 000009
【図８】
2018141887.tif 000010
【図９】
2018141887.tif 000011
【図１０】
2018141887.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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