(57)【要約】【課題】コントラストの向上と高解像度化を実現しつつ、輝度の低下を軽減できる投影装置を提供する。【解決手段】光源を有する照明部と、光源からの光を変調する第１変調部と、第１変調部から出力された光を変調する第２変調部と、第２変調部から出力された光が投影面に投影される位置を、投影面における複数の位置の間で周期的に移動させる移動部と、入力フレームに基づいて複数の位置のそれぞれに対応するサブフレームを生成する第１生成部と、各サブフレームに基づいて、第１変調部を制御するための第１変調画像と、第２変調部を制御するための第２変調画像と、を生成する第２生成部と、第１変調画像に基づいて第１変調部を制御する第１制御部と、第２変調画像に基づいて第２変調部を制御する第２制御部と、を備え、第２生成部は、第１変調画像のサブフレーム間における画素値の変化が、第２変調画像よりも小さくなるように、第１および第２変調画像を生成する。【選択図】  図１
2019208169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有する照明手段と、
光源からの光を変調する第１変調手段と、
前記第１変調手段から出力された光を変調する第２変調手段と、
前記第２変調手段から出力された光が投影面に投影される位置を、前記投影面における複数の位置の間で周期的に移動させる移動手段と、
入力フレームに基づいて前記複数の位置のそれぞれに対応するサブフレームを生成する第１生成手段と、
各サブフレームに基づいて、前記第１変調手段を制御するための第１変調画像と、前記第２変調手段を制御するための第２変調画像と、を生成する第２生成手段と、
前記第１変調画像に基づいて前記第１変調手段を制御する第１制御手段と、
前記第２変調画像に基づいて前記第２変調手段を制御する第２制御手段と、
を備え、
前記第２生成手段は、前記第１変調画像の前記サブフレーム間における画素値の変化が、前記第２変調画像よりも小さくなるように、前記第１および第２変調画像を生成することを特徴とする投影装置。
【請求項２】
前記第２生成手段は、前記第１変調画像のサブフレーム間における画素値の差を小さくする補正手段を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】
前記補正手段は、前記第１変調画像のサブフレーム間における画素値の差を０にすることを特徴とする請求項２に記載の投影装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記第１変調画像のサブフレームとして同じ画像を用いることを特徴とする請求項３に記載の投影装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記入力フレームからそれぞれの前記サブフレームに対応する画素の画素値の最大値を求める最大値検出手段を備え、前記第２生成手段は、前記最大値に基づいて前記第１変調画像を生成することを特徴とする請求項３または４に記載の投影装置。
【請求項６】
前記補正手段は、それぞれの前記サブフレーム間の対応する画素値の最大値を求める最大値検出手段を備え、前記第２生成手段は、前記最大値に基づいて前記第１変調画像を生成することを特徴とする請求項３または４に記載の投影装置。
【請求項７】
前記第１生成手段は、入力フレームから２つのサブフレームを生成し、前記最大値検出手段は、前記２つのサブフレーム間の画素値の大きい方を求めることを特徴とする請求項５または６に記載の投影装置。
【請求項８】
前記第２生成手段は、入力フレームから４つのサブフレームを生成し、前記最大値検出手段は、前記４つのサブフレーム間の画素値の最大値を求めることを特徴とする請求項５または６に記載の投影装置。
【請求項９】
前記第１変調手段は、前記光源からの光の輝度成分を変調し、前記第２変調手段は、前記光源からの光の赤色成分、青色成分、緑色成分をそれぞれ変調することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項１０】
前記第１変調手段は、印加する電圧の値により透過率を制御するアナログ方式のパネルであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項１１】
前記第２変調手段は、電圧を加える時間により透過率を制御するデジタル方式のパネルであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項１２】
光源を有する照明手段と、
光源からの光を変調する第１変調手段と、
前記第１変調手段から出力された光を変調する第２変調手段と、
前記第２変調手段から出力された光が投影面に投影される位置を、前記投影面における複数の位置の間で周期的に移動させる移動手段と、
入力フレームに基づいて前記複数の位置のそれぞれに対応するサブフレームを生成する第１生成手段と、
各サブフレームに基づいて、前記第１変調手段を制御するための第１変調画像と、前記第２変調手段を制御するための第２変調画像と、を生成する第２生成手段と、
前記第１変調画像に基づいて前記第１変調手段を制御する第１制御手段と、
前記第２変調画像に基づいて前記第２変調手段を制御する第２制御手段と、
を備え、
前記第２生成手段は、前記第１変調手段と前記第２変調手段のうち前記変調の応答速度が遅いほうの変調手段に対応する変調画像の前記サブフレーム間における画素値の変化が、他方の変調画像よりも小さくなるように、前記第１および第２変調画像を生成することを特徴とする投影装置。
【請求項１３】
光源を有する照明手段と、光源からの光を変調する第１変調手段と、前記第１変調手段から出力された光を変調する第２変調手段と、前記第２変調手段から出力された光が投影面に投影される位置を、前記投影面における複数の位置の間で周期的に移動させる移動手段と、を備える投影装置を制御する方法であって、
入力フレームに基づいて前記複数の位置のそれぞれに対応するサブフレームを生成する第１生成工程と、
各サブフレームに基づいて、前記第１変調手段を制御するための第１変調画像と、前記第２変調手段を制御するための第２変調画像と、を生成する第２生成工程と、
前記第１変調画像に基づいて前記第１変調手段を制御する第１制御工程と、
前記第２変調画像に基づいて前記第２変調手段を制御する第２制御工程と、
を有し、
前記第２生成工程では、前記第１変調画像の前記サブフレーム間における画素値の変化が、前記第２変調画像よりも小さくなるように、前記第１および第２変調画像を生成することを特徴とする投影装置の制御方法。
【請求項１４】
コンピュータを、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の投影装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１５】
コンピュータを、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の投影装置の各手段として機能させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つ以上の光学変調素子を重ね合わせて画像を投影する投影装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、実物に近い表示を行うためにコントラストを高めた表示装置の開発が進められている。その中に、色成分を変調する光学変調素子（色変調パネル）と輝度成分を変調する光学変調素子（輝度変調パネル）を光源に対して直列に配置することによってコントラストを高める投影技術がある。この技術をここでは２重変調技術と呼ぶ。
【０００３】
一方、空間的な解像度を向上させる技術として画素ずらし技術が知られている。この技術は、１フレームの画像からサンプリング位置をずらした複数の画素ずらし画像を生成する。そして時間毎に投影位置をずらして投影することで、表示パネルが備える解像度以上の高解像度化を実現する技術である。
【０００４】
また、特許文献１には、光学的に直列に配置された色変調パネルと輝度変調パネルを半画素ずらして配置し、色変調パネルと輝度変調パネルを通過した画像を交互に表示させることで、空間的な解像度を向上される技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４１０９７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、上記の従来の技術では、応答特性の異なる色変調パネルと輝度変調パネルを介した画素ずらし画像を表示すると、応答の遅いパネルの影響により静止画のエッジ部の輝度が低下する場合があった。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コントラストの向上と高解像度化を実現しつつ、輝度の低下を軽減できる投影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる投影装置は、光源を有する照明手段と、光源からの光を変調する第１変調手段と、前記第１変調手段から出力された光を変調する第２変調手段と、前記第２変調手段から出力された光が投影面に投影される位置を、前記投影面における複数の位置の間で周期的に移動させる移動手段と、入力フレームに基づいて前記複数の位置のそれぞれに対応するサブフレームを生成する第１生成手段と、各サブフレームに基づいて、前記第１変調手段を制御するための第１変調画像と、前記第２変調手段を制御するための第２変調画像と、を生成する第２生成手段と、前記第１変調画像に基づいて前記第１変調手段を制御する第１制御手段と、前記第２変調画像に基づいて前記第２変調手段を制御する第２制御手段と、を備え、前記第２生成手段は、前記第１変調画像の前記サブフレーム間における画素値の変化が、前記第２変調画像よりも小さくなるように、前記第１および第２変調画像を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コントラストの向上と高解像度化を実現しつつ、輝度の低下を軽減できる投影装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる投影装置１００の全体構成を示す図。
【図２】第１の実施形態の画像生成部の構成を示す図。
【図３】第１の実施形態の画素ずらし画像の投影位置関係を示す図。
【図４】第１の実施形態の縮小分割画像Ａの縮小中心座標を示す図。
【図５】第１の実施形態の縮小分割画像Ｂの縮小中心座標を示す図。
【図６】第１の実施形態の入力画像と縮小中心画像の対応を示す図。
【図７】第１の実施形態の画素ずらし画像生成部と変動抑制画像生成部の動作を説明する図。
【図８】第１の実施形態の変調画像生成部の動作を説明する図。
【図９】第１の実施形態の処理を用いない場合の動作を説明する図。
【図１０】第１の実施形態の処理を用いない場合の課題を説明する図。
【図１１】第１の実施形態の処理を用いない場合のパネルと投影輝度の関係を説明する図。
【図１２】第１の実施形態のパネルと投影輝度の関係を説明する図。
【図１３】第２の実施形態の動作を説明する図。
【図１４】第２の実施形態のパネルと投影輝度の関係を説明する図。
【図１５】第３の実施形態の画像生成部の構成を示す図。
【図１６】第４の実施形態の画素ずらし画像と投影位置関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１２】
なお、以下の実施形態において説明される各機能ブロックは必ずしも個別のハードウェアである必要はない。すなわち、例えばいくつかの機能ブロックの機能は、１つのハードウェアにより実行されてもよい。また、いくつかのハードウェアの連係動作により１つの機能ブロックの機能または、複数の機能ブロックの機能が実行されてもよい。また、各機能ブロックの機能は、ＣＰＵがメモリ上に展開したコンピュータプログラムを実行することにより実現されてもよい。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる投影装置１００の全体構成を示す図である。図１において、投影装置１００は、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１１１、ＲＡＭ１１２、操作部１１３、画像入力部１３０、画像処理部１４０、画像生成部１４１を有する。また、投影装置１００は、さらに、光変調素子駆動部１５０Ｌ，１５０Ｃ、光変調素子１５１Ｌ，１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂ、光源制御部１６０、光源（照明部）１６１、色分離部１６２、色合成部１６３を有する。また、投影装置１００は、さらに、画素ずらしデバイス１６４、画素ずらしデバイス制御部１６５、投影光学系制御部１７０、投影光学系１７１、通信部１９３を有する。
【００１４】
光変調素子（空間変調素子）１５１Ｌ，１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂには、液晶パネルやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）などが用いられる。本実施形態では、光変調素子１５１Ｌが輝度変調パネル、１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂが色変調パネルに相当する。色変調パネルと輝度変調パネルは、光源１６１の光路上に直列に配置されている。色変調パネルと輝度変調パネルには、それぞれに要求される機能に応じてそれぞれ異なる構造や動作原理の光変調素子が用いられるため、一般的に、その応答特性（動作反応速度）は異なる。本実施形態では、色変調パネルはパルス幅変調（ＰＷＭ）で中間調を表現するデジタル方式の素子であり、輝度変調パネルは、印加する電圧の大きさを変えて中間調を表現するアナログ方式の素子である。デジタル方式の素子よりアナログ方式の素子の方が応答特性が悪いため、色変調パネルよりも輝度変調パネルの応答特性が相対的に悪い（パネルの動作応答速度が遅い）。
【００１５】
ＣＰＵ１１０は、投影装置１００の各動作ブロックを制御し、ＲＯＭ１１１にはＣＰＵ１１０の処理手順を記述した制御プログラムが記憶されている。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。また、ＣＰＵ１１０は、通信部１９３により受信した静止画データや動画データを一時的に記憶し、ＲＯＭ１１１に記憶されたプログラムを用いて、それぞれの画像や映像を再生したりすることもできる。
【００１６】
操作部１１３は、例えば、スイッチやダイヤルなどからなり、操作者の指示を受け付け、ＣＰＵ１１０に指示信号を送信する。また、操作部１１３は、例えば、リモコンからの信号を受信する信号受信部（赤外線受信部など）からなり、受信した信号に基づいて所定の指示信号をＣＰＵ１１０に送信するよう構成されていてもよい。ＣＰＵ１１０は、操作部１１３や、通信部１９３から入力された制御信号を受信して、投影装置１００の各動作ブロックを制御する。
【００１７】
画像入力部１３０は、外部装置から送信される画像を受信する。ここで、外部装置とは、画像信号を出力できるものであれば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機など、どのようなものであってもよい。さらには、ＵＳＢフラッシュメモリやＳＤカードのようなメディアに記録された画像を読み込むこともできる。
【００１８】
画像処理部１４０は、例えば画像処理用のマイクロプロセッサからなり、画像入力部１３０から入力された画像信号に、フレーム数、画素数、画素値、画像形状などを変更する変更処理を施して、画像生成部１４１に送信する。なお、画像処理部１４０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が画像処理部１４０と同様の処理を実行してもよい。画像処理部１４０は、フレーム間引き処理、フレーム補間処理、解像度変換（スケーリング）処理、歪み補正処理（キーストン補正処理）、輝度補正処理、色補正処理といった機能を実行することが可能である。また、画像処理部１４０は、画像入力部１３０から受信した画像信号以外にも、ＣＰＵ１１０によって再生された画像や映像に対して前述の変更処理を施すこともできる。
【００１９】
画像生成部１４１は、画像処理部１４０から受信した画像信号から、画素ずらし画像を生成する。さらに画素ずらし画像から光変調素子駆動部１５０Ｌに送信する輝度変調画像と光変調素子駆動部１５０Ｃに送信する色変調画像を生成する。また、レジスタバス１９９を介して画素ずらしデバイス制御部１６５を制御する。画像生成部１４１は例えば画像処理用のマイクロプロセッサからなる。なお、画像生成部１４１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が画像生成部１４１と同様の処理を実行してもよい。画像生成部１４１の詳細については後述する。
【００２０】
光変調素子駆動部１５０Ｌ，１５０Ｃは、画像生成部１４１から出力される画像信号に基づいて、光変調素子１５１Ｌ，１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂの画素の液晶素子に印可する電圧を制御する。これにより、光変調素子１５１Ｌ，１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂの透過率を調整する。
【００２１】
光変調素子１５１Ｌは、光源１６１から出力された白色光の透過率を調整する。また、光変調素子１５１Ｒは、赤色成分に対応する液晶素子であって、光変調素子１５１Ｌを透過した光のうち、色分離部１６２で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離された光の赤色の光の透過率を調整する。同様に、光変調素子１５１Ｇは、緑色成分の光の透過率を調整し、光変調素子１５１Ｂは、青色成分の光の透過率を調整する。光変調素子１５１Ｌによって、部分的に光源からの光量を制御することができるようになり、黒浮きを低減させて面内のコントラストを向上させることができる。なお、本実施形態では、光変調素子１５１Lを、光変調素子１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｇの前段に配置しているが、光変調素子１５１Ｌと光変調素子１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｇの順番を逆にしてもよい。
【００２２】
光源制御部１６０は、制御用のマイクロプロセッサからなり、光源１６１のオン／オフの制御や光量の制御を行う。なお、光源制御部１６０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が光源制御部１６０と同様の処理を実行してもよい。また、光源１６１は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、ＬＥＤ、レーザーなどからなり、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。また、色分離部１６２は、例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどからなり、光源１６１から出力された光を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離する。なお、光源１６１として、各色に対応するＬＥＤ等を使用する場合には、色分離部１６２は不要である。
【００２３】
また、色合成部１６３は、例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどからなり、光変調素子１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂを透過した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を合成する。そして、色合成部１６３により赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の成分が合成された光は、画素ずらしデバイス１６４を介して投影光学系１７１に送られてスクリーンに投影される。
【００２４】
画素ずらしデバイス１６４は、入射される画像光を所望の位置に投影できるように投影位置をずらすことのできるデバイスである。例えば、画素ずらしデバイス１６４は平行平板ガラスと、２つのアクチュエータで構成される。２つのアクチュエータでガラスの上下２箇所を支持し、支持点を変位させて傾斜をコントロールすることによってガラスの姿勢を変える。色合成部１６３を透過した画像光はこのガラスを透過する。この時、アクチュエータでガラスの姿勢を変えることによって、投影時の画素位置を所定方向にずらすことができる。
【００２５】
画素ずらしデバイス制御部１６５は、画素ずらしデバイス１６４の姿勢を制御する。画素ずらしデバイス制御部１６５は、前述の平行平板ガラスを支持するアクチュエータの支持点の変位の制御を行うことで、画素ずらし量を調整する。本実施形態では、１サブフレームおきに画像を水平方向及び垂直方向に０．５画素ずらす（１サブフレーム沖に画像を周期的に移動させる）。０．５画素ずらすタイミングは画像生成部１４１から指示される。このように１サブフレームおきに画像をずらして投影することで、光学変調素子１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂの解像度よりも高い解像度の投影画像を得ることができる。
【００２６】
画素ずらしデバイス１６４はこの構成に限定されるものでなく、例えば、複屈折光学系を用いて構成してもよい。複屈折光学系に与える電圧を変えることによって複屈折光学系を透過する画像光の投影位置を変え画素ずらしを行うことができる。この構成の場合、画素ずらしデバイス制御部１６５は複屈折光学系に与える電圧を制御する。
【００２７】
投影光学系制御部１７０は、制御用のマイクロプロセッサからなり、投影光学系１７１を制御する。なお、投影光学系制御部１７０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が投影光学系制御部１７０と同様の処理を実行してもよい。また、投影光学系１７１は、複数のレンズ、レンズ駆動用のアクチュエータからなり、色合成部１６３から出力された合成光をスクリーンに投影する。レンズをアクチュエータにより駆動することで、投影画像の拡大、縮小、焦点調整などを行うことができる。
【００２８】
通信部１９３は、例えば、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などからなり、外部機器からの制御信号や静止画データ、動画データなどを受信する。なお、通信方式は、特にこれらに限定されるものではない。また、画像入力部１３０の端子が、例えばＨＤＭＩ（登録商標）端子であれば、その端子を介してＣＥＣ通信を行うように構成されていてもよい。ここで、外部装置は、投影装置１００と通信を行うことができるものであれば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機、リモコンなど、どのようなものであってもよい。
【００２９】
なお、本実施形態の画像処理部１４０、画像生成部１４１、光変調素子駆動部１５０Ｌ，１５０Ｃ、光源制御部１６０、投影光学系制御部１７０は、これらの各ブロックと同様の処理を行うことのできる単数または複数のマイクロプロセッサから構成されていてもよい。または、例えば、ＲＯＭ１１１に記憶されたプログラムによって、ＣＰＵ１１０が各ブロックと同様の処理を実行してもよい。
【００３０】
次に画像生成部１４１について、図２を用いて説明する。本実施形態では画像生成部１４１に入力される画像信号はＲＧＢ各８ビットの信号とする。また、説明を分かりやすくするために画像信号と光強度の関係はリニアであるものとする。
【００３１】
本実施形態の投影装置１００は、画素ずらし機能を有する投影装置である。入力画像を２つの縮小分割画像に分割し、画素ずらしデバイス１６４により縮小分割画像信号毎に投影位置を切り替えて投影する。縮小分割画像は投影されるまでに色変調画像と輝度変調画像に分配されるが、それについては後述する。
【００３２】
画素ずらし画像生成部２０１は、画像生成部１４１に入力される画像信号を縮小分割画像Ａと縮小分割画像Ｂの２つに分割する。この縮小分割画像Ｂは縮小分割画像Ａに対して、水平方向及び垂直方向に０．５画素ずれた位置に投影される。投影面に投影された画素配列を図３に示す。
【００３３】
次に、図４を用いて縮小分割画像Ａの生成方法について詳細に説明する。図４（ａ）は、縮小分割画像Ａを生成する際の入力画像に対する縮小中心座標の位置関係を示した図である。縮小中心座標とは、入力画像を縮小処理する際の補間処理の中心の座標を表す。図４（ａ）内の太枠で表された画素の座標が縮小中心座標である。図４（ａ）に示すように、水平方向、垂直方向共に偶数番目の画素データを中心座標として縮小処理がなされる。本実施形態では、縮小中心座標の画素データそのものを縮小分割画像Ａとする。もちろん、この構成に限定されず、周囲画素データを用いる補間処理（例えばバイキュービック補間）などで縮小処理を行っても構わない。
【００３４】
図４（ｂ）は、縮小分割画像Ａを表示する際のパネル画素配列と、縮小分割画像Ａの表示位置関係を示した図である。図４（ｂ）に示すように、表示パネルの画素サイズは、入力画像の画素サイズの４倍となる。つまり、入力画像の４画素分が、表示パネルの１画素となる。また、図４（ａ）に示した縮小中心座標に縮小処理された縮小分割画像Ａが図４（ｂ）に示した画素配列で表示される。例えば、図４（ａ）の（０，０）、（２，０）、（４，０）の座標が、図４（ｂ）では、（０，０）、（１，０）、（２，０）の座標に対応する。上記では水平方向の例を示したが、垂直方向についても同様に表示される。
【００３５】
次に、縮小分割画像Ｂの生成方法について詳細に説明する。図５（ａ）は、縮小分割画像Ｂを生成する際の入力画像に対する縮小中心座標の位置関係を示した図である。縮小分割画像Ｂは、縮小分割画像Ａと異なり、水平方向、垂直方向共に奇数番目の画素データを中心座標として縮小処理がなされる。本実施形態では、縮小分割画像Ａと同様、縮小中心座標の画素データそのものを縮小分割画像Ｂとする。図５（ｂ）は、縮小分割画像Ｂを表示する際の表示パネルの画素配列と、縮小分割画像Ｂの表示位置関係を示した図である。
【００３６】
画素ずらし画像生成部２０１は、入力画像の１フレーム期間を２つに分割した最初のサブフレーム期間に縮小分割画像Ａを、次のサブフレーム期間に縮小分割画像Ｂを出力する。最初のサブフレームを第１サブフレーム、次のサブフレームを第２サブフレームとする。また、画素ずらし画像生成部２０１は、第１サブフレームと第２サブフレームの切り替えタイミングを画素ずらしデバイス制御部１６５に通知する。
【００３７】
変動抑制画像生成部２０２は、入力画像信号から縮小分割画像Ａと縮小分割画像Ｂの表示パネル配列上同じ位置の画素値を比較し、その２つの画素値のＲ，Ｇ、Ｂ値のうち大きい方の値を選択し（最大値検出）、Ｍａｘ画像を生成する。前述した通り、例えば表示パネル配列（０，０）に対応する縮小分割画像Ａの画素値は、縮小前画素配列（０，０）の画素値、縮小分割画像Ｂの画素値は縮小前画素配列（１，１）の画素値に対応する。この処理を全表示パネル配列に対して行い、Ｍａｘ画像とする。
【００３８】
変調画像生成部２０３は、縮小分割画像Ａ、縮小分割画像Ｂ、Ｍａｘ画像から、色変調画像と輝度変調画像を生成する。変調画像生成部２０３は、まず、Ｍａｘ画像を階調変換し、輝度変調画像を生成する。この階調変換により、色変調画像と輝度変調画像の階調値の振り分けを行う。Ｍａｘ画像のある画素値をＭ、それに対応する輝度変調画像の画素値をＬ、指数をｋとしたときの階調変換式を下記に示す。
【００３９】
Ｌ＝２５５×（Ｍ／２５５）ｋ      …（式１）
本実施形態ではｋ＝０．５とする。
【００４０】
また、変調画像生成部２０３は、縮小分割画像Ａ、縮小分割画像Ｂの画素のＲ、Ｇ、Ｂ値を輝度変調画像の対応する画素値Ｌで除算して、色変調画像Ａ、色変調画像Ｂを生成する。縮小分割画像のある画素のＲ／Ｇ／Ｂの値をｘ、対応する色変調画像の画素値をｃｘとした場合、縮小分割画像と色変調画像の画素値の対応は下記式で表される。
【００４１】
ｃｘ＝ｘ／Ｌ×２５５                  …（式２）
ただし、Ｌ＝０の場合はｃｘ＝０とする。
【００４２】
変調画像生成部２０３には、前述したように第１サブフレームに縮小分割画像Ａ、第２サブフレームに縮小分割画像Ｂが交互に入力される。変調画像生成部２０３はその入力の順番に従って第１サブフレームとして色変調画像Ａ、第２サブフレームとして色変調画像Ｂを交互に出力する。また、変調画像生成部２０３は、第１サブフレームと第２サブフレームに同じ輝度変調画像を出力することで、輝度変調画像と色変調画像とのタイミングを合わせる。
【００４３】
次に本実施形態の動作について、具体的な例を挙げて説明する。図６（ａ）に画像生成部１４１への入力画像信号を示す。図中のブロックは画素を意味する。実際の画像信号はもっと多数の画素を有するが、ここでは説明を分かりやすくするため、入力画像データを６画素×６画素のデータとする。また、白黒の画像の例で説明する。図中の白ブロックの画素値はＲＧＢが各２５５、斜め斜線のブロックは１６である。
【００４４】
画素ずらし画像生成部２０１は、この画像から縮小分割画像Ａと縮小分割画像Ｂを生成する。図６（ｂ）に、縮小分割画像Ａの縮小中心座標をＡ、縮小分割画像Ｂの縮小中心座標をＢとして図示する。前述したように、本実施形態では縮小中心座標の画素値をそのまま縮小分割画像ＡとＢの画素値として使用する。縮小分割画像Ａを図７（ａ）、縮小分割画像Ｂを図７（ｂ）に示す。また、変動抑制画像生成部２０２は入力画像信号からＭａｘ画像を生成する。Ｍａｘ画像は、図７（ａ）と図７（ｂ）の画素値の大きい方を選択した画像となるので、図７（ｃ）に示すようになる。
【００４５】
変調画像生成部２０３はこの縮小分割画像Ａ、縮小分割画像Ｂ、Ｍａｘ画像から色変調画像Ａ、色変調画像Ｂ、輝度変調画像を生成する。図８（ａ）に色変調画像Ａ、図８（ｂ）に色変調画像Ｂ、図８（ｃ）に輝度変調画像を示す。図中、横線のブロックの画素値は６４である。図８（ｂ）の色変調画像Ｂにおいて右下の３つの画素の画素値が横線で表される６４ではなく斜め斜線で表される画素値１６になっているのは、図８（ｃ）のＭａｘ画像を第１及び第２サブフレームで共通に出力した場合、画素が明るくなりすぎるのを調整するためである。色変調画像Ａと色変調画像Ｂは色変調パネルの駆動に、輝度変調画像は輝度変調パネルの駆動に用いられ、画素ずらしデバイス１６４によって交互に投影位置がずれた場所に投影される。
【００４６】
次に比較のため、本実施形態の処理を用いない場合の動作について説明する。本実施形態の処理を用いない場合、輝度変調画像は縮小分割画像から生成される。縮小分割画像Ａから生成された輝度変調画像Ａを図９（ａ）に、縮小分割画像Ｂから生成された輝度変調画像Ｂを図９（ｂ）に示す。また、その時の色変調画像Ａと色変調画像Ｂを図９（ｃ）、図９（ｄ）に示す。
【００４７】
図９のＰ１、Ｐ２の画素に着目する。このＰ１、Ｐ２は入力画像ではエッジ部の画素である。また、このＰ１、Ｐ２の画素は輝度変調パネル配列の同じ位置の素子を駆動する。この輝度変調パネルはＰ１とＰ２の２つの画素値（２５５と６４）で交互に駆動される。画素値が大きく変動するが、輝度変調パネルの応答特性が悪いため投影面上で輝度低下を引き起こす。本例の場合、図１０に点線で図示した部分の輝度が低下する。この輝度低下は入力画像が静止画であっても発生するため、目立ちやすい。
【００４８】
この輝度低下について図１１を用いてさらに詳しく説明する。
【００４９】
図１１は、Ｐ１、Ｐ２の画素によって駆動される変調パネルに着目して、その時間毎の動作と投影輝度の関係を図示した図である。図に示すように、色変調パネルと輝度変調パネルを駆動する画素値として、２５５と６４がサブフレーム毎に交互に入力される。この時、色変調パネルは応答特性がよいため色変調パネル変調特性に示すように高低が急峻に変化する。他方、輝度変調パネルは応答特性が悪いため、輝度変調パネル変調特性に示すように高低がゆるやかに変化する。この投影光は色変調パネルと輝度変調パネルによって変調されるため、図中のＱの点線によって図示した分、輝度が低下してしまう。このように入力画像が静止画であっても、Ｐ１，Ｐ２の異なる画素値が交互に入力されるため輝度変調パネルの応答特性の影響により輝度が低下する。
【００５０】
本実施形態の処理を適用した場合を図１２に示す。図１２のように、本実施形態ではサブフレーム間で輝度変調画像の画素値を変化しないようにした（第１及び第２のサブフレームでともに図８（ｃ）の輝度変調画像を用いる）ので、輝度変調パネルの応答特性によって輝度が低下することはない。
【００５１】
以上、説明したように、本実施形態ではＭａｘ画像から輝度変調画像を生成し、第１サブフレーム、第２サブフレームともに同じ輝度変調画像を用いるようにした。これにより、サブフレーム間での変調パネルの応答特性の違いに起因する輝度低下を軽減することができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、第１サブフレームと第２サブフレームともに同じ輝度変調画像を用いるようにした。これに対して第２の実施形態では、第１サブフレームと第２サブフレームの輝度変調画像の画素値の差を小さくすることで輝度低下を軽減する。以下、具体的に説明する。
【００５３】
第２の実施形態は第１の実施形態の変動抑制画像生成部２０２と変調画像生成部２０３の動作のみが異なる。まず変動抑制画像生成部２０２の動作について説明する。
【００５４】
変動抑制画像生成部２０２は、縮小分割画像Ａと縮小分割画像ＢからＢＬＮＤ＿Ａ画像とＢＬＮＤ＿Ｂ画像を生成する。そして第１サブフレームの期間にＢＬＮＤ＿Ａ画像を、第２サブフレーム期間にＢＬＮＤ＿Ｂ画像を出力する。
【００５５】
ＢＬＮＤ＿Ａ画像とＢＬＮＤ＿Ｂ画像は以下のように生成される。まず、表示パネル配列上同じ位置の縮小分割画像Ａの画素と縮小分割画像Ｂの画素からそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの最大値ＭＡ、ＭＢを求める。そして、ＢＬＮＤ＿Ａ画像を生成する際は、ＭＡがＭＢよりも小さい場合、ＭＡとＭＢの平均値をＢＬＮＤ＿Ａ画像の画素値とする。ＭＡがＭＢよりも大きい場合は、ＭＡをＢＬＮＤ＿Ａ画像の画素値とする。また、ＢＬＮＤ＿Ｂ画像を生成する際は、ＭＢがＭＡよりも小さい場合、ＭＡとＭＢの平均値をＢＬＮＤ＿Ｂ画像の画素値とする。ＭＢがＭＡよりも大きい場合は、ＭＢをＢＬＮＤ＿Ｂ画像の画素値とする。
【００５６】
次に変調画像生成部２０３の動作について説明する。変調画像生成部２０３は、縮小分割画像ＡとＢＬＮＤ＿Ａ画像から色変調画像Ａと輝度調画像Ａを生成する。また縮小分割画像ＢとＢＬＮＤ＿Ｂ画像から色変調画像Ｂと輝度変調画像Ｂを生成する。生成方法はＭａｘ画像が、ＢＬＮＤ＿Ａ画像あるいはＢＬＮＤ＿Ｂ画像に変わった以外は第１の実施形態と同じである。そして、変調画像生成部２０３は第１サブフレームに色変調画像Ａと輝度変調画像Ａ、第２サブフレームに色変調画像Ｂと輝度変調画像Ｂを出力する。
【００５７】
次に、本実施形態の動作について例を挙げて説明する。入力画像は第１の実施形態で用いた図６（ａ）に示した画像とする。縮小分割画像Ａ、縮小分割画像Ｂ、ＢＬＮＤ＿Ａ画像、ＢＬＮＤ＿Ｂ画像、色変調画像Ａ、色変調画像Ｂ、輝度変調画像Ａ、輝度変調画像Ｂを図１３に示す。図中、斜め線のクロスしたブロックの画素値は１３６、薄いドットのブロックは１８６、濃いドットのブロックは２２である。
【００５８】
ここで、第１の実施形態の場合と同様に、Ｐ３〜Ｐ６の画素によって駆動される変調パネルに着目して、その時間毎の動作と投影輝度の関係を図１４に示す。図１４に示すように、輝度変調パネルのサブフレーム間の画素値の変化量を小さくすることで、図１４のＱで示した箇所の面積が小さくなり輝度低下を軽減することができる。
【００５９】
このように、サブフレーム間の輝度変調画像の画素値の差を小さくすることで変調パネルの応答特性の違いに起因する輝度低下を軽減することができる。
【００６０】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態では、入力画像からＭａｘ画像を生成した。第３の実施形態では、縮小分割画像からＭａｘ画像を生成する。以下、具体的に説明する。
【００６１】
第３の実施形態は第１の実施形態とは画像生成部の構成が異なる。第３の実施形態の画像生成部１５０１のブロック図を図１５に示す。第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００６２】
変動抑制画像生成部１５０２は、縮小分割画像Ａと縮小分割画像ＢからＭａｘ画像を生成する。本実施形態では、縮小分割画像Ａと縮小分割画像Ｂの同じ位置の画素値を比較し、値の大きい方を選択してＭａｘ画像を生成する。これにより、第１の実施形態と同じＭａｘ画像を生成することができる。他の処理、及び動作は第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００６３】
このように、サブフレーム間の輝度変調画像を同じ値にすることで、変調パネルの応答特性の違いに起因する輝度低下を軽減することができる。
【００６４】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。第１乃至第３の実施形態では、入力画像を２つに分割して投影する画素ずらしでの実施方法について説明した。第４の実施形態では、入力画像を４つに分割して投影する場合の実施方法について説明する。第４の実施形態の投影装置のブロック構成は第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。第４の実施形態の画素ずらし画像生成部２０１の動作について説明する。
【００６５】
画素ずらし画像生成部２０１は、入力画像から、画素ずらしデバイス１６４によりサブフレーム毎に切り替えて表示させる４つの分割画像を生成する。例えば、以下のような４つの画像信号ＤＩＶ１〜ＤＩＶ４に分割する。
【００６６】
分割画像ＤＩＶ１＝（水平：偶数番目、垂直：偶数番目）の画素データにより形成
分割画像ＤＩＶ２＝（水平：奇数番目、垂直：偶数番目）の画素データにより形成
分割画像ＤＩＶ３＝（水平：奇数番目、垂直：奇数番目）の画素データにより形成
分割画像ＤＩＶ４＝（水平：偶数番目、垂直：奇数番目）の画素データにより形成
生成された４つの分割画像ＤＩＶ１〜ＤＩＶ４は、画素ずらしデバイス１６４によって、図１６に示すように、入力フレームレートの１フレームに対して、４つのサブフレームで位置をずらして表示することになる。サブフレーム１（ＤＩＶ１）を基準とすると、サブフレーム２（ＤＩＶ２）は水平方向へ０．５画素ずれた位置に、サブフレーム３（ＤＩＶ３）は水平方向へ０．５画素、垂直方向へ０．５画素ずれた位置に、サブフレーム４（ＤＩＶ４）は垂直方向へ０．５画素ずれた位置に投影される。
【００６７】
変動抑制画像生成部２０２は、入力画像信号から分割画像ＤＩＶ１〜４の表示パネル配列上同じ位置の画素値を比較し、その４つの画素値のＲ、Ｇ、Ｂ値のうち最も大きい値を選択し、Ｍａｘ画像を生成する。
【００６８】
変調画像生成部２０３は、分割画像ＤＩＶ１〜４とＭａｘ画像から色変調画像と輝度変調画像を生成する。生成方法は、縮小分割画像Ａ、Ｂが分割画像ＤＩＶ１〜４に変わった以外は第１の実施形態と同じである。分割画像ＤＩＶ１〜４にそれぞれ対応する色変調画像を色変調画像１〜４とする。第１の実施形態と同じように変調画像生成部２０２はサブフレーム１〜４の期間に色変調画像１〜４をそれぞれ出力する。また、第１の実施形態と同様に、輝度変調画像は、サブフレーム１〜４の期間を通じて同じ輝度変調画像を出力する。他の処理は第１の実施形態と同じため説明を省略する。
【００６９】
このように、画像を４つに分割する画素ずらしを行う場合であっても、サブフレーム間で輝度変調画像を同じ値にすることで変調パネルの応答特性の違いに起因する輝度低下を軽減することができる。また、第２の実施形態と同様の方法で、サブフレーム間の輝度変調画像の画素値の差を小さくすることで変調パネルの応答特性の違いに起因する輝度低下を軽減するようにしてもよい。
【００７０】
本発明の各実施形態では、輝度変調パネルと色変調パネルの画素が１：１に対応する場合について説明した。しかし、本発明はそれ以外の輝度変調パネルと色変調パネルの画素のサイズが異なる場合や、輝度変調パネルの画素からの光が広がって色変調パネルの画素よりも広い範囲に照射される場合などについても適用できる。つまり、そのような場合もサブフレーム間の輝度変調画像を同じ値にすることや、画素値の差を小さくすることで変調パネルの応答特性の違いに起因する輝度低下を軽減することができる。
【００７１】
（その他の実施形態）
また本発明は、上述の実施形態の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ーがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。
【符号の説明】
【００７２】
１００：投影装置、１１０：ＣＰＵ、１１１：ＲＯＭ、１１２：ＲＡＭ、１１３：操作部、１３０：画像入力部、１４０：画像処理部、１４１：画像生成部、１５０：光変調素子駆動部、１５１：光変調素子、１５１：光学変調素子、１６０：光源制御部、１６１：光源、１６２：色分離部、１６３：色合成部、１６４：画素ずらしデバイス、１６５：画素ずらしデバイス制御部、１７０：投影光学系制御部、１７１：投影光学系、１９３：通信部
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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