WO2014162504A1 - 投影装置、制御方法及びプログラム、並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

　光ビームを投影面上に走査して、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影する投影装置は、光ビームを反射しつつ投影面上に走査する走査手段と、走査手段を制御する制御手段と、を備える。制御手段は、走査速度を一定として一つのフレーム内を走査させ、複数のフレーム間において周期的に走査速度を変化させるように走査手段を制御する。

Description

投影装置、制御方法及びプログラム、並びに記録媒体

　本発明は、画像を投影することで表示させる投影装置の技術分野に関する。

　この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、プロジェクタに加わる手振れ（振動）を検出し、手振れの影響を相殺するように、ライトバルブ（液晶やＭＥＭＳミラーなど）に生成する像の位置を移動させる技術が提案されている。

特開２００９－１８６６４６号公報

　ところで、ＭＥＭＳミラーによる走査を行う投影装置では、投影装置に振動が加わった場合に、その振動によりＭＥＭＳミラーが振られることで走査速度に変化が生じる傾向にある。また、投影装置に加わった振動の周波数が走査周波数に近い場合には、走査速度が変化している位置が投影画面上で停滞することで、画像のひずみが目立ってしまう場合がある。この場合には振動により画面全体が一様に振れているわけではないが、特許文献１に記載された技術では、そのような画面全体が一様に振れる場合にしか対応できず、先述した振動による画像のひずみに対して適切に対応することはできなかった。

　本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、振動による投影画像のひずみを視認させにくくすることが可能な投影装置などを提供することを課題とする。

　請求項に記載の発明では、光ビームを投影面上に走査して、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影する投影装置は、前記光ビームを反射しつつ前記投影面上に走査する走査手段と、前記走査手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、走査速度を一定として一つの前記フレーム内を走査させ、複数の前記フレーム間において周期的に前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御することを特徴とする。

　また、請求項に記載の発明では、光ビームを反射しつつ投影面上に走査する走査手段を用いて、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影する投影装置によって実行される制御方法は、走査速度を一定として一つの前記フレーム内を走査させ、複数の前記フレーム間において周期的に前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御する制御工程、を備えることを特徴とする。

　また、請求項に記載の発明では、光ビームを反射しつつ投影面上に走査する走査手段を用いて、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影すると共に、コンピュータを有する投影装置によって実行されるプログラムは、走査速度を一定として一つの前記フレーム内を走査させ、複数の前記フレーム間において周期的に前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御する制御手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。

　また、請求項に記載の発明では、記録媒体は、上記請求項に記載のプログラムを記録したことを特徴とする。

本実施例に係る投影装置の構成を示す。 投影装置に振動が加わっている際のＭＥＭＳミラーの動作を説明するための図を示す。 振動の影響を受けた際の投影画像を説明するための図を示す。 第１実施例に係る制御方法を説明するための図を示す。 第１実施例に係る制御を行った場合の、振動の影響を受けた際に表示される投影画像の一例を示す。 第２実施例に係る制御方法を説明するための図を示す。

　本発明の１つの観点では、光ビームを投影面上に走査して、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影する投影装置は、前記光ビームを反射しつつ前記投影面上に走査する走査手段と、前記走査手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、走査速度を一定として一つの前記フレーム内を走査させ、複数の前記フレーム間において周期的に前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御する。

　上記の投影装置は、光ビームを反射しつつ投影面上に走査する走査手段を用いて、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影する。制御手段は、走査速度を一定として一つのフレーム内を走査させ（つまり一つのフレーム内では走査速度を変化させない）、複数のフレーム間において周期的に走査速度を変化させるように、走査手段を制御する。このような制御を行うと、投影装置に継続的に振動が加わっている場合に、投影画像におけるひずみの箇所がフレームごとに移動する、つまり振動により走査速度が変化している位置がフレームごとに変化する。これにより、振動による投影画像のひずみをユーザに視認させにくくすることができる。

　上記の投影装置において好適には、前記走査手段は、第１の方向と、前記第１の方向に直交する第２の方向とに揺動し、前記制御手段は、前記走査手段の前記第１の方向及び／又は前記第２の方向に対応する前記走査速度を変化させることができる。

　上記の投影装置の一態様では、前記制御手段は、前記連続する複数のフレームのリフレッシュレートが周期的に変化するように前記走査手段を制御する。このようにリフレッシュレートを周期的に変化させると、投影画像におけるひずみの箇所をフレームごとに適切に移動させることができる。

　上記の投影装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記走査手段の前記第１の方向に対応する前記走査速度を一定としつつ、前記走査手段の前記第２の方向に対応する前記走査速度を変化させる。

　好適には、前記制御手段は、前記走査手段の前記第１の方向に対応する走査範囲を変化させ、当該走査範囲を変化させた量に応じて、前記走査手段の前記第２の方向に対応する走査範囲を変化させることができる。この態様によれば、リフレッシュレートを変化させずに、走査手段の第２の方向に対応する走査速度を変化させることが可能となる。

　上記の投影装置の他の一態様では、当該投影装置に加わる振動を検出する振動センサを更に備え、前記制御手段は、前記振動センサによって検出された振動の大きさが所定値以下の場合には、周期的に前記走査速度を変化させる制御を行わない。この態様によれば、振動の大きさが所定値以下の場合には、振動に起因する投影画像のひずみが小さいものと判断して、複数のフレーム間において走査速度を一定にすることができる。

　上記の投影装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記複数のフレーム間において０．３秒以下の周期で前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御する。この態様では、人間の視認特性を考慮して、走査速度を変化させる周期を設定する。これにより、投影画像のひずみを効果的に視認させにくくすることができる。

　本発明の他の観点では、光ビームを反射しつつ投影面上に走査する走査手段を用いて、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影する投影装置によって実行される制御方法は、走査速度を一定として一つの前記フレーム内を走査させ、複数の前記フレーム間において周期的に前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御する制御工程、を備える。

　本発明の更に他の観点では、光ビームを反射しつつ投影面上に走査する走査手段を用いて、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影すると共に、コンピュータを有する投影装置によって実行されるプログラムは、走査速度を一定として一つの前記フレーム内を走査させ、複数の前記フレーム間において周期的に前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御する制御手段、として前記コンピュータを機能させる。

　上記のプログラムは、記録媒体に記録した状態で好適に取り扱うことができる。

　以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

　［装置構成］
　図１は、本実施例に係る投影装置１の構成を示す。図１に示すように、投影装置１は、画像信号入力部２と、ビデオＡＳＩＣ３と、フレームメモリ４と、ＲＯＭ５と、ＲＡＭ６と、レーザドライバＩＣ７と、ＭＥＭＳミラー制御部８と、レーザ光源部９と、ＭＣＵ１０と、スクリーン１１と、を備える。

　例えば、投影装置１は、車両に搭載されて利用される。１つの例では、投影装置１は、ユーザの目の位置（アイポイント）から虚像として画像を視認させるヘッドアップディスプレイなどに適用される。

　画像信号入力部２は、外部から入力される画像信号を受信してビデオＡＳＩＣ３に出力する。ビデオＡＳＩＣ３は、画像信号入力部２から入力される画像信号、及びレーザ光源部９内のＭＥＭＳミラー１２から入力される走査位置情報に基づいて、レーザドライバＩＣ７やＭＥＭＳミラー制御部８を制御するブロックであり、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されている。ビデオＡＳＩＣ３は、映像処理部３１と、タイミングコントローラ３２と、を備える。

　映像処理部３１は、画像信号入力部２から入力された画像信号から、画像表示部に表示される画像データと同期信号とを分離し、画像信号に含まれる各フレームごとの画像データをフレームメモリ４へ書き込む。また、映像処理部３１は、フレームメモリ４に書き込まれた画像データを読み出してビットデータに変換し、変換したビットデータを、各レーザの発光パターンを表す信号に変換する。タイミングコントローラ３２は、映像処理部３１の動作タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ３２は、ＭＥＭＳミラー制御部８を介してＭＥＭＳミラー１２の動作タイミングも制御する。

　フレームメモリ４には、映像処理部３１により分離された画像データが書き込まれる。ＲＯＭ５は、ビデオＡＳＩＣ３が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ６には、ビデオＡＳＩＣ３が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。

　レーザドライバＩＣ７は、レーザ光源部９に設けられるレーザダイオード（ＬＤ）を駆動する信号を生成するブロックであり、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されている。レーザドライバＩＣ７は、赤色レーザ駆動回路７１と、緑色レーザ駆動回路７２と、青色レーザ駆動回路７３と、を備える。赤色レーザ駆動回路７１は、映像処理部３１が出力する信号に基づいて赤色レーザＬＤ１を駆動し、緑色レーザ駆動回路７２は、映像処理部３１が出力する信号に基づいて緑色レーザＬＤ２を駆動し、青色レーザ駆動回路７３は、映像処理部３１が出力する信号に基づいて青色レーザＬＤ３を駆動する。

　ＭＥＭＳミラー（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）制御部８は、タイミングコントローラ３２が出力する信号に基づきＭＥＭＳミラー１２を制御する。ＭＥＭＳミラー制御部８は、サーボ回路８１と、ドライバ回路８２と、を備える。サーボ回路８１は、タイミングコントローラ３２からの信号に基づき、ＭＥＭＳミラー１２の動作を制御する。ドライバ回路８２は、サーボ回路８１が出力するＭＥＭＳミラー１２の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。

　レーザ光源部９は、レーザドライバＩＣ７から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光を出射する。具体的には、レーザ光源部９は、主に、赤色レーザＬＤ１と、緑色レーザＬＤ２と、青色レーザＬＤ３と、コリメータレンズ９１ａ～９１ｃと、ダイクロイックミラー９２ａ～９２ｃと、ＭＥＭＳミラー１２と、を備える。

　赤色レーザＬＤ１は赤色レーザ光を出射し、緑色レーザＬＤ２は緑色レーザ光を出射し、青色レーザＬＤ３は青色レーザ光を出射する。なお、以下では、赤色レーザＬＤ１、緑色レーザＬＤ２及び青色レーザＬＤ３を区別しないで用いる場合には、単に「レーザＬＤ」と表記し、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光を区別しないで用いる場合には、単に「レーザ光」と表記する。また、本明細書では、レーザ光のことを適宜「ビーム」と表記する。

　コリメータレンズ９１ａ、９１ｂ、９１ｃは、それぞれ、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光を平行光にして、ダイクロイックミラー９２ａ～９２ｃに出射する。ダイクロイックミラー９２ｂは、緑色レーザ光を反射させ、ダイクロイックミラー９２ａは、緑色レーザ光を透過させ、赤色レーザ光を反射させる。そして、ダイクロイックミラー９２ｃは、青色レーザ光のみを透過させ、緑色レーザ光及び赤色レーザ光を反射させる。こうしてダイクロイックミラー９２ｃを透過した青色レーザ光及びダイクロイックミラー９２ｃで反射された緑色レーザ光及び赤色レーザ光は、ＭＥＭＳミラー１２に入射される。

　ＭＥＭＳミラー１２は、上記のようにしてダイクロイックミラー９２ｃを介して入射されたビーム（レーザ光）を、スクリーン１１に向けて反射させる。具体的には、ＭＥＭＳミラー１２は、画像信号入力部２に入力された画像に対応して、連続する複数のフレームにより構成される画像を表示させるべく、ＭＥＭＳミラー制御部８の制御により、ビームによってスクリーン１１を走査するように動作する。また、ＭＥＭＳミラー１２は、その際の走査位置情報（例えばミラーの角度などの情報）をビデオＡＳＩＣ３へ出力する。より詳しくは、ＭＥＭＳミラー１２は、表示すべき画像を形成する走査線の方向に沿った方向（画像におけるＸ方向に相当し、以下では「主走査方向」と呼ぶ。）にビームを走査すると共に、走査線の方向に垂直な方向（画像におけるＹ方向に相当すると共に主走査方向に直交する方向であり、以下では「副走査方向」と呼ぶ。）にビームを走査するように揺動する。このようにして動画などを構成する一枚の画像（つまりフレーム）が形成され、ＭＥＭＳミラー１２は１つのフレームの走査を終えると、次のフレームの走査を開始し、投影するフレームを順次リフレッシュする。このリフレッシュの単位時間あたりの頻度を「リフレッシュレート」と呼ぶ。なお、ＭＥＭＳミラー１２は、本発明における「走査手段」の一例に相当する。

　スクリーン１１は、ＭＥＭＳミラー１２で反射されたビームが入射される。したがって、上記したようなＭＥＭＳミラー１２の動作により、スクリーン１１上でビームによる走査がなされることとなる。例えば、スクリーン１１は、表示すべき画像の中間像を形成するよう機能する。１つの例では、スクリーン１１として、ＥＰＥ（Ｅｘｉｔ－Ｐｕｐｉｌ　Ｅｘｐａｎｄｅｒ）などの拡散板を適用することができる。

　ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１０は、ビデオＡＳＩＣ３内の映像処理部３１に対する制御を行う。本実施例では、ＭＣＵ１０は、複数のフレーム間において周期的にＭＥＭＳミラー１２による走査速度を変化させるための制御を行う。これについては、詳細は後述する。なお、ＭＣＵ１０（ビデオＡＳＩＣ３及び／又はＭＥＭＳミラー制御部８を含めても良い）は、本発明における「制御手段」の一例に相当する。

　［制御方法］
　次に、本実施例に係る制御方法の基本概念について説明する。上記したように、本実施例では、ＭＣＵ１０は、連続する複数のフレーム間において周期的にＭＥＭＳミラー１２による走査速度を変化させる制御を行う（但し、一つのフレーム内では走査速度を一定とする、つまり一つのフレーム内では走査速度を変化させないものとする）。このような制御を行う理由を、図２及び図３を参照して説明する。

　図２は、投影装置１に振動が加わっている際のＭＥＭＳミラー１２の動作を説明するための図を示している。ここでは、本実施例に係る制御方法を適用していない場合におけるＭＥＭＳミラー１２の動作について説明する。なお、投影装置１に振動が加わっている場合には、当然、ＭＥＭＳミラー１２にも振動が加わっている（以下同様とする）。

　図２において、一点鎖線で表したグラフＡ１は、投影装置１に加えられた振動の一例を示している。また、破線で表したグラフＡ２及び実線で表したグラフＡ３は、複数フレームにおける、副走査方向に関するＭＥＭＳミラー１２の動作の一例を示している。具体的には、グラフＡ２は、理想的なＭＥＭＳミラー１２の動作（例えば振動が加えられていない場合のＭＥＭＳミラー１２の動作）を示している。また、グラフＡ３は、グラフＡ１で示すような振動の影響を受けたＭＥＭＳミラー１２の動作を示している。なお、図２では、横方向に時間を示している。また、グラフＡ１の縦方向は、振動の振幅を示しており、グラフＡ２、Ａ３の縦方向は、副走査方向に関する走査位置（副走査方向の走査についてのＭＥＭＳミラー１２の回転角度に相当する）を示している。

　グラフＡ３に示すように、ＭＥＭＳミラー１２は、振動の影響を受けることで、グラフＡ２に示すような理想的な動作からかけ離れた動作を行っていることがわかる。ここで、図２では、振動の周波数が、副走査方向の走査における周波数（以下では「副走査周波数」と呼ぶ。この副走査周波数はリフレッシュレートに相当する。）に近い場合を例に挙げている。この場合には、グラフＡ３に示すように、振動の影響を受けた際のＭＥＭＳミラー１２における動作の態様が複数のフレームにおいて概ね等しくなる。

　図３は、振動の影響を受けた際の投影画像を説明するための図を示している。図３（ａ）は、比較のために、振動が加えられていない場合の投影画像（つまり表示すべき本来の投影画像）を模式的に示している。また、図３（ｂ）は、振動の影響を受けた際の投影画像の一例を模式的に示している。図３（ｂ）に示すように、振動の影響を受けた場合には、投影画像にひずみが生じることがわかる。図３（ｂ）に示す例では、投影画像の上部及び下部においては副走査方向の走査速度（以下では「副走査速度」と呼ぶ。）が比較的速いために投影画像における縦方向が疎となっており、投影画像の中央部では副走査速度が比較的遅いために投影画像における縦方向が密となっている。

　ここで、振動の周波数が副走査周波数に近い場合（言い換えると振動の周波数がリフレッシュレートに近い場合）には、図２のグラフＡ３に示したように、振動の影響を受けた際のＭＥＭＳミラー１２における動作の態様が複数のフレームにおいて概ね等しくなる。そのため、投影画像においてひずみが生じる箇所が複数のフレームにおいて概ね同じ位置となる。つまり、図３（ｂ）に示すような投影画像が継続して表示されることとなる。具体的な例でいえば、リフレッシュレート６０Ｈｚに対して５９Ｈｚの定常的な振動が加わった場合、差分の１Ｈｚというゆっくりとした周期で、密と疎の配置が上下に移動していることになる。この場合には、ユーザが投影画像のひずみを視認し易くなる。なお、一般的に、人間の脳は１００～３００（ｍｓｅｃ）以上の周期で表示している画像に生じる変化や乱れなどを視認できることが知られている。

　以上のことから、本実施例では、連続する複数のフレーム間において周期的にＭＥＭＳミラー１２による走査速度を変化させる制御を行う。こうすることで、振動により投影画像に生じるひずみの箇所をフレームごとに移動させる、つまり振動により走査速度が変化している位置をフレームごとに変化させる。これにより、振動による投影画像のひずみをユーザに視認させにくくする。

　以下では、上記した制御方法の具体的な実施例（第１及び第２実施例）について説明する。

　［第１実施例］
　第１実施例では、ＭＣＵ１０は、複数のフレーム間において、２つの走査速度を周期的に切り替える制御を行う。こうすることで、２つのリフレッシュレートを周期的に切り替える。具体的には、ＭＣＵ１０は、主走査方向の走査速度（以下では「主走査速度」と呼ぶ。）及び副走査方向の走査速度（副走査速度）の両方を、周期的に切り替える制御を行う。この場合、ＭＣＵ１０は、主走査速度及び副走査速度の両方を同様に変化させることで、リフレッシュレートを変化させる。

　詳しくは、ＭＣＵ１０は、第１の主走査速度と、第１の主走査速度よりも所定割合だけ速い又は遅い第２の主走査速度との間で、主走査速度を切り替える制御を行うと共に、第１の副走査速度と、第１の副走査速度よりも当該所定割合だけ速い又は遅い第２の副走査速度との間で、副走査速度を切り替える制御を行う。つまり、ＭＣＵ１０は、第１の主走査速度及び第１の副走査速度と、第１の主走査速度及び第１の副走査速度を共に所定割合だけ速くした又は遅くした第２の主走査速度及び第２の副走査速度との間で、走査速度を周期的に切り替える制御を行う。これにより、第１のリフレッシュレートと、第１のリフレッシュレートよりも当該所定割合だけ高い又は低い第２のリフレッシュレートとの間で、リフレッシュレートが周期的に切り替わることとなる。

　ここで、第１実施例に係る制御方法の具体例を挙げる。ＭＣＵ１０は、フレームメモリ４からの読み出しクロック（ピクセルクロック）の周波数が、定常クロックと、当該定常クロックよりも１０％高い周波数の高速クロックとの間で周期的に切り替わるように、ビデオＡＳＩＣ３内のタイミングコントローラ３２を制御する。この場合、タイミングコントローラ３２は、ＭＣＵ１０による制御に応じたピクセルクロックを元に、ＭＥＭＳミラー１２の走査周波数を決定することとなる。これにより、高速クロック時での主走査速度及び副走査速度は、両方とも、定常クロック時での主走査速度及び副走査速度よりも１０％速くなる。そのため、投影装置１が投影する画像のリフレッシュレートは、高速クロック時においては定常クロック時よりも１０％ほど速くなる。

　次に、図４を参照して、上記した第１実施例に係る制御方法について具体的に説明する。図４は、第１実施例に係る制御を行った場合の、投影装置１に振動が加わっている際のＭＥＭＳミラー１２の動作を説明するための図を示している。一点鎖線で表したグラフＢ１は、投影装置１に加えられた振動の一例を示している。また、破線で表したグラフＢ２及び実線で表したグラフＢ３は、複数フレームにおける、副走査方向に関するＭＥＭＳミラー１２の動作の一例を示している。具体的には、グラフＢ２は、理想的なＭＥＭＳミラー１２の動作（例えば振動が加えられていない場合のＭＥＭＳミラー１２の動作）を示している。また、グラフＢ３は、グラフＢ１で示す振動の影響を受けたＭＥＭＳミラー１２の動作を示している。なお、図４において横方向及び縦方向が指し示すパラメータは図２と同様である。

　本実施例では、ＭＣＵ１０は、例えばフレームメモリ４からの読み出しクロックを定常クロックと高速クロックとの間で周期的に切り換えるように、タイミングコントローラ３２を制御する。図４に示す例では、期間Ｔ１では高速クロックが適用され、期間Ｔ１の後の期間Ｔ２では高速クロックから切り替えられた定常クロックが適用され、期間Ｔ２の後の期間Ｔ３では定常クロックから切り替えられた高速クロックが適用され、期間Ｔ３の後の期間Ｔ４では高速クロックから切り替えられた定常クロックが適用されている。

　このような制御を行った場合、グラフＢ３に示すように、振動の影響を受けた際のＭＥＭＳミラー１２における動作の態様が複数のフレームにおいて異なるものとなる。つまり、たとえ振動の周波数が定常クロック又は高速クロックでのリフレッシュレートに近くても、定常クロックと高速クロックとを周期的に切り替えることでリフレッシュレートが周期的に切り替わるため、振動の影響を受けた際のＭＥＭＳミラー１２における動作の態様が複数のフレームにおいて異なるものとなるのである。

　図５は、第１実施例に係る制御を行った場合の、振動の影響を受けた際に表示される投影画像の一例を示している。図５（ａ）～（ｃ）では、投影画像の一例を模式的に示している。

　図５（ａ）に示す例では、投影画像の上部においては副走査速度が比較的遅いために縦方向が密となっており、投影画像の中央部及び下部においては副走査速度が比較的速いために縦方向が疎となっている。図５（ｂ）に示す例では、投影画像の上部及び下部においては副走査速度が比較的速いために縦方向が疎となっており、投影画像の中央部においては副走査速度が比較的遅いために縦方向が密となっている。図５（ｃ）に示す例では、投影画像の上部及び中央部においては副走査速度が比較的速いために縦方向が疎となっており、投影画像の下部においては副走査速度が比較的遅いために縦方向が密となっている。

　第１実施例に係る制御を行った場合には、図４のグラフＢ３に示したように、振動の影響を受けた際のＭＥＭＳミラー１２における動作の態様が複数のフレームにおいて異なるものとなる。そのため、投影画像においてひずみが生じる箇所が複数のフレームにおいて移動することとなる。したがって、例えば図５（ａ）～（ｃ）に示したような投影画像がフレームごとに順次切り替わることとなる。つまり、図５（ａ）～（ｃ）に示した投影画像の中の１つが継続して表示されることはない。よって、本実施例によれば、振動による投影画像のひずみをユーザに視認させにくくすることができる。

　なお、人間の脳は１００～３００（ｍｓｅｃ）以上の周期で表示している画像に生じる変化や乱れなどを視認できるといった特性を考慮して、走査速度を切り替える周期（つまりリフレッシュレートを切り替える周期）を０．３（ｓｅｃ）以下に設定すると良い。

　（第１実施例の変形例）
　ここでは、上記した第１実施例の変形例について説明する。上記した第１実施例では、フレームメモリ４からの読み出しクロックを定常クロックと高速クロックとの間で周期的に切り換えることで、リフレッシュレートを周期的に切り替える例を示した。つまり、この例では、ＭＣＵ１０は、定常クロックでのリフレッシュレート（以下では「定常リフレッシュレート」と呼ぶ。）と、高速クロックでのリフレッシュレート（以下では「高速リフレッシュレート」と呼ぶ。）との間で、リフレッシュレートを周期的に切り替える制御を行っていた。これに対して、第１実施例の変形例では、ＭＣＵ１０は、定常クロックよりも低い周波数の低速クロックを用い、低速クロックでのリフレッシュレート（以下では「低速リフレッシュレート」と呼ぶ。）と、高速リフレッシュレートとの間で、リフレッシュレートを周期的に切り替える制御を行う。

　このような変形例に係る制御を行う理由は以下の通りである。入力された画像信号のフレームレートと定常リフレッシュレートとが同じであるとすると、高速リフレッシュレートを用いた場合には、投影する画像に対して入力される画像の枚数が不足する。例えば、入力された画像信号のフレームレートと定常リフレッシュレートが６０（Ｈｚ）であり、高速リフレッシュレートが６６（Ｈｚ）である場合には、６フレームが入力される間に６．６フレームを出力しなければならないからである。したがって、高速リフレッシュレートを用いた場合には、例えば投影画像のおよそ７フレーム中の１フレームについて前フレームと同じ画像を出力させる処理などを行う必要があり、動画の滑らかさが低下する傾向にある。よって、第１実施例で例示した定常リフレッシュレートと高速リフレッシュレートとを周期的に切り替える方法では、このような不具合が発生し得る。

　他方で、低速リフレッシュレートを用いた場合には、投影する画像に対して入力される画像の枚数が余剰する。例えば、入力された画像信号のフレームレートと定常リフレッシュレートが６０（Ｈｚ）であり、低速リフレッシュレートが５４（Ｈｚ）である場合には、６フレームが入力される間に５．４フレームしか出力されないからである。したがって、低速リフレッシュレートを用いた場合には、例えば投影画像のおよそ６フレーム中の１フレームについて画像を間引いて出力させる処理などを行う必要があり、動画の滑らかさが低下する傾向にある。よって、定常リフレッシュレートと低速リフレッシュレートとを周期的に切り替える方法を採用したとしても、このような不具合が発生し得る。

　変形例では、以上に述べたような不具合の発生を抑制すべく、ＭＣＵ１０は、低速リフレッシュレートと高速リフレッシュレートとを周期的に切り替える制御を行う。こうすることで、低速リフレッシュレートの適用時にフレームメモリ４に記憶していた画像を高速リフレッシュレートの適用時に読み出すことで、低速リフレッシュレートの適用時に余剰した画像によって、高速リフレッシュレートの適用時に不足する画像を補うことができる。これにより、入力画像に対してフレーム数を変えないで投影画像を出力することができ、上記したような動画の滑らかさの低下を改善することが可能となる。

　なお、低速リフレッシュレートと高速リフレッシュレートとを周期的に切り替えることに限定はされず、更に他の例では、低速リフレッシュレートと定常リフレッシュレートと高速リフレッシュレートとを周期的に切り替えても良い。つまり、低速リフレッシュレートと高速リフレッシュレートとの間に定常リフレッシュレートを適用しても良い。こうすることで、動画の滑らかさの低下を効果的に改善することが可能となる。

　また、上記のように２つのリフレッシュレートを切り替えること及び３つのリフレッシュレートを切り替えることに限定はされず、４つ以上のリフレッシュレートを切り替えても良い。

　［第２実施例］
　次に、第２実施例に係る制御方法について説明する。上記した第１実施例では、ピクセルクロックを変化させることで、投影する画像のリフレッシュレートを変化させていた。具体的には、第１実施例では、ＭＣＵ１０は、主走査速度及び副走査速度の両方を同様に変化させることで、リフレッシュレートを変化させていた。これに対して、第２実施例では、ＭＣＵ１０は、主走査速度を変化させずに、副走査速度のみを変化させる。より具体的には、第２実施例では、ＭＣＵ１０は、ピクセルクロックを固定とし、主走査方向の非描画領域を大きくし、それに応じて副走査方向の非描画領域を小さくすることで、副走査速度を遅くする。こうすることで、投影する画像のリフレッシュレートを変化させずに（つまり副走査周波数を変化させずに）、副走査速度を変化させることができる。

　図６は、第２実施例に係る制御方法を具体的に説明するための図を示している。図６は、ＭＥＭＳミラー１２の走査範囲におけるピクセルクロックに対応するピクセル（画素）を模式的に示すものである。図６（ａ）、（ｂ）において、色（灰色）を付していない領域Ｒ１１、Ｒ２１は、表示すべき画像を描画する描画領域を示している。また、色（灰色）を付した領域Ｒ１２、Ｒ２２は、画像を描画しない非描画領域（つまりブランキング領域）、言い換えるとレーザＬＤを発光させない領域を示している。

　図６（ａ）に示す描画領域Ｒ１１と図６（ｂ）に示す描画領域Ｒ２１とは、面積及び形状が概ね等しい。しかしながら、図６（ｂ）に示す非描画領域Ｒ２２は、図６（ａ）に示す非描画領域Ｒ１２と比較して、主走査方向における範囲が広く、副走査方向における範囲が狭い。但し、非描画領域Ｒ２２の面積は非描画領域Ｒ１２の面積と概ね等しい。つまり、図６（ｂ）に示す描画領域Ｒ２１及び非描画領域Ｒ２２を合わせた面積は、図６（ａ）に示す描画領域Ｒ１１及び非描画領域Ｒ１２を合わせた面積と概ね等しくなっている。言い換えると、描画領域と非描画領域を含む１フレーム中のピクセル数が概ね等しくなっている。ここで、ピクセルクロックが固定であるとすると主走査速度は変化しないが、図６（ａ）に対して図６（ｂ）では主走査方向のピクセル数が多くなっているため、図６（ｂ）においては主走査方向の１ラインの走査が終了するまでの時間が長くなり、主走査方向の次のラインの走査開始の時間が遅れる。結果として、図６（ｂ）に示す描画領域Ｒ２１及び非描画領域Ｒ２２を走査する場合の副走査速度は、図６（ａ）に示す描画領域Ｒ１１及び非描画領域Ｒ１２を走査する場合の副走査速度よりも遅くなる。

　第２実施例では、ＭＣＵ１０は、ピクセルクロックを固定にした上で、図６（ａ）に示すような走査手法と、図６（ｂ）に示すような走査手法とを、フレーム間で周期的に切り替える制御を行う。この場合、ＭＣＵ１０は、図６（ｂ）に示すような走査手法を実施する場合には、図６（ａ）に示すような走査手法を実施する場合よりも、副走査速度を遅くする制御を行う。これと同時に、ＭＣＵ１０は、主走査方向における１回の走査範囲が広くなるように、主走査方向に関するＭＥＭＳミラー１２の走査範囲（回転角度の幅）を大きくする制御を行うと共に、１フレームでの副走査方向の走査範囲が狭くなるように、副走査方向に関するＭＥＭＳミラー１２の走査範囲（回転角度の幅）を小さくする制御を行う。

　このような第２実施例に係る制御を行うことで、リフレッシュレートを変化させずに（つまり副走査周波数を変化させずに）、複数のフレーム間で副走査速度を変化させることができる。したがって、第２実施例によっても、第１実施例と同様に、投影装置１に振動が加わっている場合に、投影画像におけるひずみの箇所がフレームごとに移動するため、振動による投影画像のひずみをユーザに視認させにくくすることができる。

　なお、第２実施例でも、人間の脳は１００～３００（ｍｓｅｃ）以上の周期で表示している画像に生じる変化や乱れなどを視認できるといった特性を考慮して、走査速度を切り替える周期を０．３（ｓｅｃ）以下に設定すると良い。

　また、上記では、主走査速度を変化させずに副走査速度を変化させていたが、この代わりに、副走査速度を変化させずに主走査速度を変化させても良い。この場合には、ピクセルクロックを固定とし、副走査方向の非描画領域を大きくし、それに応じて主走査方向の非描画領域を小さくすることで、主走査速度を遅くすれば良い。

　また、図６に示したような走査手法を用いることに限定はされない。例えば、非描画領域として図６（ａ）、（ｂ）に示したものを用いることに限定はされない。更に、上記では、図６（ａ）に示したような走査手法と図６（ｂ）に示したような走査手法とを切り替えていたが、つまり２つの走査手法を切り替えていたが、３つ以上の走査手法を切り替えても良い。

　［変形例］
　上記した実施例では、投影装置１に振動が加わっているか否かに関わらずに、複数のフレーム間において走査速度を周期的に変化させる制御を行っていた。他の例では、投影装置１に振動が加わっている場合にのみ、複数のフレーム間において走査速度を周期的に変化させる制御を行っても良い。例えば、投影装置１に加わる振動を検出可能な振動センサを投影装置１内に設け、当該振動センサの出力に基づいて、投影装置１に振動が加わっているか否かを判断することができる。この例では、振動センサによって検出された振動の大きさが所定値以下である場合には、走査速度を周期的に変化させる制御を行わないこととし（つまり複数のフレーム間において走査速度を一定にする）、振動センサによって検出された振動の大きさが所定値を超える場合に、走査速度を周期的に変化させる制御を行えば良い。

　更に他の例では、上記のような振動センサの出力に基づいて振動周波数を求め、求められた振動周波数に応じた走査周波数を適用すると良い。具体的には、振動周波数の影響を受けにくい走査周波数を適用すれば良い。振動周波数の影響を受けにくい走査周波数としては、当該走査周波数の倍数に相当する周波数が振動周波数に近くならないものを適用すると良い。

　１　投影装置
　３　ビデオＡＳＩＣ
　４　フレームメモリ
　７　レーザドライバＩＣ
　８　ＭＥＭＳミラー制御部
　９　レーザ光源部
　１０　ＭＣＵ
　１２　ＭＥＭＳミラー
　３１　映像処理部
　３２　タイミングコントローラ

Claims (10)

1. 　光ビームを投影面上に走査して、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影する投影装置であって、
   　前記光ビームを反射しつつ前記投影面上に走査する走査手段と、
   　前記走査手段を制御する制御手段と、
   　を備え、
   　前記制御手段は、走査速度を一定として一つの前記フレーム内を走査させ、複数の前記フレーム間において周期的に前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御することを特徴とする投影装置。
2. 　前記走査手段は、第１の方向と、前記第１の方向に直交する第２の方向とに揺動し、
   　前記制御手段は、前記走査手段の前記第１の方向及び／又は前記第２の方向に対応する前記走査速度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
3. 　前記制御手段は、前記連続する複数のフレームのリフレッシュレートが周期的に変化するように前記走査手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の投影装置。
4. 　前記制御手段は、前記走査手段の前記第１の方向に対応する前記走査速度を一定としつつ、前記走査手段の前記第２の方向に対応する前記走査速度を変化させることを特徴とする請求項２に記載の投影装置。
5. 　前記制御手段は、前記走査手段の前記第１の方向に対応する走査範囲を変化させ、当該走査範囲を変化させた量に応じて、前記走査手段の前記第２の方向に対応する走査範囲を変化させることを特徴とする請求項４に記載の投影装置。
6. 　当該投影装置に加わる振動を検出する振動センサを更に備え、
   　前記制御手段は、前記振動センサによって検出された振動の大きさが所定値以下の場合には、周期的に前記走査速度を変化させる制御を行わないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の投影装置。
7. 　前記制御手段は、前記複数のフレーム間において０．３秒以下の周期で前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の投影装置。
8. 　光ビームを反射しつつ投影面上に走査する走査手段を用いて、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影する投影装置によって実行される制御方法であって、
   　走査速度を一定として一つの前記フレーム内を走査させ、複数の前記フレーム間において周期的に前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御する制御工程、
   　を備えることを特徴とする制御方法。
9. 　光ビームを反射しつつ投影面上に走査する走査手段を用いて、連続する複数のフレームにより構成される画像を投影すると共に、コンピュータを有する投影装置によって実行されるプログラムであって、
   　走査速度を一定として一つの前記フレーム内を走査させ、複数の前記フレーム間において周期的に前記走査速度を変化させるように前記走査手段を制御する制御手段、
   　として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
10. 　請求項９に記載のプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。

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