JP7838438B2 - Optical path control device, display device, and optical path control method - Google Patents
Optical path control device, display device, and optical path control methodInfo
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Description
本発明は、光路制御装置、表示装置及び光路制御方法に関するものである。 This invention relates to an optical path control device, a display device, and an optical path control method.
例えば、液晶表示素子を用いた画像表示装置として、擬似的に解像度を高めるために、1フレームの表示期間を複数のサブフレームの表示期間に分割し、各サブフレームの表示期間ごとにスクリーンに投射されるがその位置がシフトするように光路制御装置を制御することで、光変調素子の画素数よりも多くの画素が投射されたかのように見せる技術がある。例えば、下記特許文献1に、このような技術が記載されている。 For example, in image display devices using liquid crystal displays, there is a technique to artificially increase resolution by dividing the display period of one frame into multiple subframes, and controlling the optical path control device so that the position of the image projected onto the screen shifts for each subframe's display period, thereby making it appear as if more pixels than the actual number of pixels in the optical modulation element are being projected. For example, such a technique is described in Patent Document 1 below.
このように、1フレームの表示期間を複数のサブフレームの表示期間に分割する方式においては、光路制御装置により光学部材を揺動させることで、投射位置をシフトさせる場合がある。この場合、揺動部を適切に揺動させつつ、動画像を適切に表示することが求められている。 In this method, where the display period of one frame is divided into the display periods of multiple subframes, the projection position may be shifted by oscillating the optical element using an optical path control device. In this case, it is required to appropriately oscillate the oscillating part while appropriately displaying the moving image.
本発明は、上記課題に鑑み、揺動部を適切に揺動させつつ、動画像を適切に表示可能な光路制御装置、表示装置及び光路制御方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention aims to provide an optical path control device, a display device, and an optical path control method that can appropriately display moving images while appropriately oscillating the oscillating part.
本発明の一態様にかかる光路制御装置は、光が入射する光学部を有する揺動部と、前記揺動部を揺動可能なアクチュエータと、駆動信号を前記アクチュエータに印加することで、前記アクチュエータに前記揺動部を揺動させて光路を制御する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、画像を表示するフレーム毎に、前記フレームの画像データに含まれる画素のうちの一部の画素を表示するサブフレームの数を設定し、前記サブフレームの数に基づいて、前記揺動部の揺動速度を設定する。 An optical path control device according to one aspect of the present invention comprises: a oscillating unit having an optical section into which light is incident; an actuator capable of oscillating the oscillating unit; a drive unit that controls the optical path by applying a drive signal to the actuator to cause the actuator to oscillate the oscillating unit; and a control unit that controls the drive unit. The control unit sets the number of subframes for each frame displaying an image, displaying a portion of the pixels included in the image data of the frame, and sets the oscillation speed of the oscillating unit based on the number of subframes.
本発明の一態様にかかる光路制御方法は、光が入射する光学部を有する揺動部を揺動可能なアクチュエータに駆動信号を印加することで光路を制御する光路制御方法であって、
画像を表示するフレーム毎に、前記フレームの画像データに含まれる画素のうちの一部の画素を表示するサブフレームの数を設定するステップと、前記サブフレームの数に基づいて、前記揺動部の揺動速度を設定するステップと、を含む。
An optical path control method according to one aspect of the present invention is an optical path control method that controls an optical path by applying a drive signal to an actuator capable of swinging a swinging part having an optical part into which light is incident,
The method includes the steps of setting the number of subframes for each frame in which an image is displayed, which displays some of the pixels included in the image data of the frame, and setting the oscillation speed of the oscillating part based on the number of subframes.
本発明によれば、揺動部を適切に揺動させつつ、動画像を適切に表示できる。 According to the present invention, it is possible to appropriately display moving images while appropriately oscillating the oscillating part.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
[実施形態1]
[表示装置の概略構成]
図1は、実施形態1に係る表示装置の模式図である。
[Embodiment 1]
[Outline configuration of the display device]
Figure 1 is a schematic diagram of a display device according to Embodiment 1.
本実施形態において、図1に示すように、表示装置1は、光路制御装置10と、照射装置100と、映像信号処理回路(処理部)160と、映像信号処理回路160を制御する制御部170とを有する。照射装置100は、画像用の光Lを照射する装置である。光路制御装置10は、光Lの光路を制御する装置である。光路制御装置10は、光Lの光軸をずらすことにより、光Lによって表示される画像の位置をずらして、照射装置100による画像の解像度(すなわち、後述する表示素子106の画素数)よりも、投影される画像の解像度を高くする。 In this embodiment, as shown in Figure 1, the display device 1 comprises an optical path control device 10, an illumination device 100, a video signal processing circuit (processing unit) 160, and a control unit 170 that controls the video signal processing circuit 160. The illumination device 100 is a device that emits light L for the image. The optical path control device 10 is a device that controls the optical path of the light L. The optical path control device 10 shifts the position of the image displayed by the light L by shifting the optical axis of the light L, thereby increasing the resolution of the projected image to a higher resolution than the resolution of the image produced by the illumination device 100 (i.e., the number of pixels of the display element 106, which will be described later).
照射装置100は、光源101と、偏光板105R、105G、105Bと、表示素子106R、106G、106Bと、偏光板107R、107G、107Bと、色合成プリズム108と、投射レンズ109と、ダイクロイックミラー120、121と、反射ミラー130、131と、レンズ140、141、142、143、144、145と、偏光変換素子150と、映像信号処理回路160とを備える。表示素子106Rと表示素子106Gと表示素子106Bを区別しない場合は、表示素子106として記載する。 The illumination device 100 comprises a light source 101, polarizing plates 105R, 105G, 105B, display elements 106R, 106G, 106B, polarizing plates 107R, 107G, 107B, a color-combining prism 108, a projection lens 109, dichroic mirrors 120, 121, reflective mirrors 130, 131, lenses 140, 141, 142, 143, 144, 145, a polarization conversion element 150, and a video signal processing circuit 160. When display elements 106R, 106G, and 106B are not distinguished, they are referred to as display element 106.
光源101は、光を発生させて照射する光源である。光源101は、入射光L0を照射する。以下の説明では、入射光L0を照射する光源として、1つの光源101を用いることを例に挙げて説明するが、入射光L0を生成するための他の光学装置を有していてもよい。 Light source 101 is a light source that generates and emits light. Light source 101 emits incident light L0. In the following explanation, we will use a single light source 101 as an example for emitting the incident light L0, but other optical devices for generating the incident light L0 may also be used.
光源101からの入射光L0は、レンズ140に入射する。レンズ140およびレンズ141は、例えば、フライアイレンズである。入射光L0は、レンズ140および141によって照明分布が均一化され、偏光変換素子150に入射される。偏光変換素子150は、入射光L0の偏光を揃える素子であり、例えば、偏光ビームスプリッタと位相差板とを有する。偏光変換素子150は、例えば、入射光L0をp偏光に揃える。 The incident light L0 from the light source 101 enters lens 140. Lenses 140 and 141 are, for example, fly-eye lenses. The incident light L0 has its illumination distribution uniformized by lenses 140 and 141 and enters polarization conversion element 150. Polarization conversion element 150 is an element that aligns the polarization of the incident light L0, and for example, has a polarization beam splitter and a phase difference plate. Polarization conversion element 150 aligns the incident light L0 to p-polarization.
偏光変換素子150によって偏光が揃えられた入射光L0は、レンズ142を介してダイクロイックミラー120に照射される。レンズ142は例えば集光レンズである。 The incident light L0, whose polarization has been aligned by the polarization conversion element 150, is irradiated onto the dichroic mirror 120 via the lens 142. The lens 142 is, for example, a focusing lens.
ダイクロイックミラー120は、入射した入射光L0を、黄色光LRGと、青色帯域の成分を含む青色光LBとに分離する。ダイクロイックミラー120によって分離された黄色照明光LRGは、反射ミラー130を反射し、ダイクロイックミラー121に入射する。 The dichroic mirror 120 separates the incident light L0 into yellow light LRG and blue light LB containing a component in the blue band. The yellow illumination light LRG separated by the dichroic mirror 120 is reflected by the reflective mirror 130 and incident on the dichroic mirror 121.
ダイクロイックミラー121は、入射した黄色光LRGを、赤色帯域の成分を含む赤色光LRと、緑色帯域の成分を含む緑色光LGとに分離する。 The dichroic mirror 121 separates the incident yellow light LRG into red light LR containing a component in the red band and green light LG containing a component in the green band.
ダイクロイックミラー121によって分離された赤色光LRは、レンズ143を介して偏光板105Rに照射される。ダイクロイックミラー121によって分離された緑色光LGは、レンズ144を介して偏光板105Gに照射される。ダイクロイックミラー120によって分離された青色光LBは、反射ミラー131により反射し、レンズ145を介して偏光板105Bに照射される。 The red light LR separated by the dichroic mirror 121 is irradiated onto the polarizer 105R via the lens 143. The green light LG separated by the dichroic mirror 121 is irradiated onto the polarizer 105G via the lens 144. The blue light LB separated by the dichroic mirror 120 is reflected by the reflective mirror 131 and irradiated onto the polarizer 105B via the lens 145.
偏光板105R、105G、105Bは、s偏光およびp偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる特性を有する。例えば、偏光板105R、105G、105Bがs偏光を反射し、p偏光を透過させる。偏光板105R、105G、105Bを反射型偏光板とも称する。 Polarizing plates 105R, 105G, and 105B have the property of reflecting either s-polarized or p-polarized light and transmitting the other. For example, polarizing plates 105R, 105G, and 105B reflect s-polarized light and transmit p-polarized light. Polarizing plates 105R, 105G, and 105B are also called reflective polarizing plates.
p偏光である赤色光LRは、偏光板105Rを透過して表示素子106Rに照射される。p偏光である緑色光LGは、偏光板105Gを透過して、表示素子106Gに照射される。p偏光である青色光LBは、偏光板105Bを透過して、表示素子106Bに照射される。 p-polarized red light LR passes through the polarizing plate 105R and illuminates the display element 106R. p-polarized green light LG passes through the polarizing plate 105G and illuminates the display element 106G. p-polarized blue light LB passes through the polarizing plate 105B and illuminates the display element 106B.
表示素子106Rと表示素子106Gと表示素子106Bは、例えば、反射型液晶表示素子である。以下の説明では、表示素子106Rと表示素子106Gと表示素子106Bが反射型液晶表示素子である場合を例に挙げて説明するが、反射型に限定されず、透過型液晶表示素子を使用する構成としてもよい。また、液晶表示素子ではなく、他の表示素子を使用する構成にも種々対応可能である。 Display elements 106R, 106G, and 106B are, for example, reflective liquid crystal display elements. The following explanation uses the case where display elements 106R, 106G, and 106B are reflective liquid crystal display elements as an example, but the explanation is not limited to reflective elements; configurations using transmissive liquid crystal display elements are also possible. Furthermore, various configurations using display elements other than liquid crystal display elements are also possible.
表示素子106Rは、映像信号処理回路160によって制御される。映像信号処理回路160は、赤色の成分の画像データに基づいて表示素子106Rを駆動制御する。表示素子106Rは、映像信号処理回路160の制御に応じてp偏光の赤色光LRを光変調し、s偏光の赤色光LRを生成する。表示素子106Gは、映像信号処理回路160によって制御される。映像信号処理回路160は、緑色の成分の画像データに基づいて表示素子106Gを駆動制御する。表示素子106Gは、映像信号処理回路160の制御に応じてp偏光の緑色光LGを光変調し、s偏光の緑色光LGを生成する。表示素子106Bは、映像信号処理回路160によって制御される。映像信号処理回路160は、青色の成分の画像データに基づいて表示素子106Bを駆動制御する。表示素子106Bは、映像信号処理回路160の制御に応じて青色の成分の画像データに基づいてp偏光の青色光LBを光変調し、s偏光の青色光LBを生成する。 Display element 106R is controlled by the video signal processing circuit 160. The video signal processing circuit 160 drives and controls the display element 106R based on the image data of the red component. In response to the control of the video signal processing circuit 160, the display element 106R optically modulates p-polarized red light LR to generate s-polarized red light LR. Display element 106G is controlled by the video signal processing circuit 160. The video signal processing circuit 160 drives and controls the display element 106G based on the image data of the green component. In response to the control of the video signal processing circuit 160, the display element 106G optically modulates p-polarized green light LG to generate s-polarized green light LG. Display element 106B is controlled by the video signal processing circuit 160. The video signal processing circuit 160 drives and controls the display element 106B based on the image data of the blue component. The display element 106B, in response to the control of the video signal processing circuit 160, optically modulates p-polarized blue light LB based on the blue component image data to generate s-polarized blue light LB.
偏光板107R、107G、107Bは、s偏光およびp偏光のいずれか一方を透過し、他方を反射又は吸収する特性を有する。例えば、偏光板107R、107G、107Bがs偏光を透過し、不要なp偏光を吸収する。 Polarizing plates 107R, 107G, and 107B have the property of transmitting either s-polarized or p-polarized light, while reflecting or absorbing the other. For example, polarizing plates 107R, 107G, and 107B transmit s-polarized light and absorb unwanted p-polarized light.
表示素子106Rによって生成されたs偏光の赤色光LRは、偏光板105Rに反射され、偏光板107Rを透過して、色合成プリズム108に照射される。表示素子106Gによって生成されたs偏光の緑色光LGは、偏光板105Gに反射され、偏光板107Gを透過して、色合成プリズム108に照射される。表示素子106Bによって生成されたs偏光の青色光LBは、偏光板105Bに反射され、偏光板107Bを透過して、色合成プリズム108に照射される。 The s-polarized red light LR generated by display element 106R is reflected by polarizer 105R, passes through polarizer 107R, and irradiates the color-combining prism 108. The s-polarized green light LG generated by display element 106G is reflected by polarizer 105G, passes through polarizer 107G, and irradiates the color-combining prism 108. The s-polarized blue light LB generated by display element 106B is reflected by polarizer 105B, passes through polarizer 107B, and irradiates the color-combining prism 108.
色合成プリズム108は、入射した赤色光LRと緑色光LGと青色光LBを合成して、画像表示用の光Lとして、投射レンズ109に照射する。光Lは、投射レンズ109を介して、図示しないスクリーン等へ投射される。 The color-combining prism 108 combines the incident red light (LR), green light (LG), and blue light (LB) to produce light L for image display, which is then projected onto the projection lens 109. Light L is then projected through the projection lens 109 onto a screen or the like (not shown).
なお、照射装置100は、以上のような構成となっているが、その構成は以上の説明に限られず、任意の構成となっていてよい。 While the irradiation device 100 has the configuration described above, its configuration is not limited to that described and may be any configuration.
光路制御装置10は、光路制御機構12と、制御回路(制御部)14と、駆動回路(駆動部)16とを有する。光路制御機構12は、駆動回路16によって駆動されることで揺動する機構である。光路制御機構12は、光Lの光路に沿った方向における、色合成プリズム108と投射レンズ109との間に設けられる。光路制御機構12は、色合成プリズム108からの光Lが入射しつつ揺動することで、光Lの進行方向(光路)をシフトさせて投射レンズ109に向けて出射する。このように、光路制御装置10は、光Lの光路がシフトするように、光Lの光路を制御する。なお、光路制御機構12の設けられる位置は、色合成プリズム108と投射レンズ109との間に限られず、任意であってよい。 The optical path control device 10 comprises an optical path control mechanism 12, a control circuit (control unit) 14, and a drive circuit (drive unit) 16. The optical path control mechanism 12 is a mechanism that oscillates when driven by the drive circuit 16. The optical path control mechanism 12 is installed between the color-combining prism 108 and the projection lens 109, in a direction along the optical path of the light L. The optical path control mechanism 12 oscillates as light L from the color-combining prism 108 enters it, shifting the direction of travel (optical path) of the light L and directing it toward the projection lens 109. In this way, the optical path control device 10 controls the optical path of the light L so that its path shifts. Note that the position where the optical path control mechanism 12 is installed is not limited to between the color-combining prism 108 and the projection lens 109, but may be arbitrary.
[表示装置の機能構成]
図2は、表示装置の回路構成を模式的に示すブロック図である。
[Functional Configuration of Display Device]
Figure 2 is a block diagram schematically showing the circuit configuration of the display device.
図2に示すように、映像信号処理回路160は、表示素子106R、106B、106Gを制御する。映像信号処理回路160には、表示素子106R、106B、106Gを制御するための画像データと、同期信号とを含む映像信号とが入力される。映像信号処理回路160は、同期信号に基づいてタイミングを同期させつつ、画像データに基づいて表示素子106R、106B、106Gを制御する。制御回路14は、デジタル回路14Aおよび変換器14Bを有する。デジタル回路14Aには、映像信号処理回路160からの同期信号が入力される。デジタル回路14Aは、同期信号に基づいてタイミングを同期させつつ、光路制御機構12を駆動するためのデジタルの駆動信号を生成する。変換器14Bは、デジタル信号をアナログ信号に変換するDA変換器である。変換器14Bは、デジタル回路14Aで生成されたデジタルの駆動信号をアナログの駆動信号に変換する。駆動回路16は、変換器14Bからのアナログの駆動信号が入力され、アナログの駆動信号を増幅して、後述する光路制御機構12のアクチュエータ12Bに出力する。アクチュエータ12Bは、駆動信号に応じて駆動されて、後述する揺動部12A(図3参照)を揺動させる。 As shown in Figure 2, the video signal processing circuit 160 controls the display elements 106R, 106B, and 106G. The video signal processing circuit 160 receives a video signal including image data for controlling the display elements 106R, 106B, and 106G, and a synchronization signal. The video signal processing circuit 160 controls the display elements 106R, 106B, and 106G based on the image data while synchronizing the timing based on the synchronization signal. The control circuit 14 has a digital circuit 14A and a converter 14B. The digital circuit 14A receives the synchronization signal from the video signal processing circuit 160. The digital circuit 14A generates a digital drive signal for driving the optical path control mechanism 12 while synchronizing the timing based on the synchronization signal. The converter 14B is a DA converter that converts a digital signal to an analog signal. The converter 14B converts the digital drive signal generated by the digital circuit 14A into an analog drive signal. The drive circuit 16 receives the analog drive signal from the converter 14B, amplifies the analog drive signal, and outputs it to the actuator 12B of the optical path control mechanism 12, which will be described later. The actuator 12B is driven according to the drive signal, causing the oscillating section 12A (see Figure 3), which will be described later, to oscillate.
制御部170は、駆動回路(駆動部)16を制御する装置であり、本実施形態では映像信号処理回路160も制御する。制御部170は、例えばコンピュータであり、図示しない記憶部及び処理部を有する。制御部170が有する記憶部は、処理部の演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶するメモリであり、例えば、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)のような主記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)などの外部記憶装置とのうち、少なくとも1つ含んでよい。記憶部が記憶する処理部用のプログラムは、制御部170が読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。また、制御部170が有する処理部は、演算を実行する処理装置であり、例えばCPU(Central Processing Unit)などの演算回路を含む。処理部は、記憶部からプログラム(ソフトウェア)を読み出して実行することで、制御部170による処理を実行する。なお、制御部170は、1つのCPUによって処理を実行してもよいし、複数のCPUを備えて、それらの複数のCPUで、処理を実行してもよい。また、制御部170が行う処理の少なくとも一部を、ハードウェア回路で実現してもよい。制御部170が行う処理については後述する。 The control unit 170 is a device that controls the drive circuit (drive unit) 16, and in this embodiment, it also controls the video signal processing circuit 160. The control unit 170 is, for example, a computer and has a storage unit and a processing unit (not shown). The storage unit of the control unit 170 is a memory that stores various information such as the calculation contents and programs of the processing unit, and may include at least one of the following: a main memory device such as RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an external memory device such as an HDD (Hard Disk Drive). The program for the processing unit stored in the storage unit may be stored on a recording medium that can be read by the control unit 170. The processing unit of the control unit 170 is a processing device that performs calculations and includes an arithmetic circuit such as a CPU (Central Processing Unit). The processing unit executes the processing performed by the control unit 170 by reading and executing a program (software) from the memory unit. The control unit 170 may execute the processing using a single CPU, or it may have multiple CPUs, with the processing performed by those multiple CPUs. Furthermore, at least a portion of the processing performed by the control unit 170 may be implemented by hardware circuits. The processing performed by the control unit 170 will be described later.
[光路制御機構]
図3は、光路制御機構を表す平面図、図4は、図3のIV-IV断面図、図5は、図3のV-V断面図である。
[Optical path control mechanism]
Figure 3 is a plan view showing the optical path control mechanism, Figure 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Figure 3, and Figure 5 is a cross-sectional view taken along line V-V in Figure 3.
図3から図5に示すように、光路制御機構12は、光Lが入射する光学部材(光学部)20を含む揺動部12Aと、揺動部12Aを揺動させるアクチュエータ12Bとを有する。 As shown in Figures 3 to 5, the optical path control mechanism 12 includes a oscillating section 12A containing an optical element (optical part) 20 into which light L is incident, and an actuator 12B that oscillates the oscillating section 12A.
アクチュエータ12Bは、光学部材20への光Lが入射する方向に対して、交差(好ましくは、直交)する2方向に沿う第1揺動軸AXおよび第2揺動軸BXを中心に揺動部12Aを揺動させる。第1揺動軸AXと第2揺動軸BXは、好ましくは、直交する。そのため、光路制御機構12は、揺動部12Aとしての第1揺動部21および第2揺動部22と、第1揺動軸AXおよび第2揺動軸BXに沿う第1軸部23および第2軸部24と、アクチュエータ12Bとしての第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26と、支持部27とを有する。 The actuator 12B oscillates the oscillating part 12A around a first oscillating axis AX and a second oscillating axis BX that are aligned in two directions intersecting (preferably orthogonal) with respect to the direction in which light L is incident on the optical member 20. The first oscillating axis AX and the second oscillating axis BX are preferably orthogonal. Therefore, the optical path control mechanism 12 includes a first oscillating part 21 and a second oscillating part 22 as the oscillating part 12A, a first shaft part 23 and a second shaft part 24 aligned with the first oscillating axis AX and the second oscillating axis BX, a first actuator 25 and a second actuator 26 as the actuator 12B, and a support part 27.
光学部材20は、入射した光Lを透過する部材である。光学部材20は、一方の表面から光Lが入射して、入射した光Lを透過して、他方の表面から光Lを出射する。光学部材20は、ガラス板であるが、材料および形状は任意であってよい。 The optical element 20 is a component that transmits incident light L. Light L enters the optical element 20 from one surface, is transmitted through it, and then the light L is emitted from the other surface. The optical element 20 is a glass plate, but its material and shape can be arbitrary.
第1揺動部21は、光学部材20と第1可動部31とを有する。第1可動部31は、光学部材20を支持する部材である。第1可動部31は、光学部材20に対して固定される。具体的に、第1可動部31は、中央に貫通孔31aが形成される板材の枠形状をなす部材である。光学部材20は、第1可動部31の貫通孔31aに嵌め込まれた状態で、第1可動部31に固定される。なお、光学部材20は、第1可動部31と固定されるための固定部材や接着剤を介して、第1可動部31に固定されるが、光学部材20の第1可動部31への固定方法は任意であってよい。 The first oscillating part 21 comprises an optical member 20 and a first movable part 31. The first movable part 31 is a member that supports the optical member 20. The first movable part 31 is fixed to the optical member 20. Specifically, the first movable part 31 is a frame-shaped member made of plate material with a through hole 31a formed in the center. The optical member 20 is fixed to the first movable part 31 by being fitted into the through hole 31a of the first movable part 31. The optical member 20 is fixed to the first movable part 31 via a fixing member or adhesive, but the method of fixing the optical member 20 to the first movable part 31 is arbitrary.
第2揺動部22は、第1揺動部21の外側に配置される。第2揺動部22は、第2可動部32を有する。第2可動部32は、第1可動部31を支持する部材である。第1可動部31は、第2可動部32に対して第1揺動軸AXを中心に揺動自在に支持される。具体的に、第2可動部32は、中央に貫通孔32aが形成される板材の枠形状をなす部材である。第1可動部31は、第2可動部32の貫通孔32aに所定隙間を空けて配置された状態で、第2可動部32に揺動自在に支持される。第1可動部31と第2可動部32とは、第1揺動軸AXに沿う一対の第1軸部23により連結される。第1可動部31は、第2可動部32に対して一対の第2軸部24がねじられるように弾性変形することで、第1揺動軸AXを中心に揺動する。 The second oscillating part 22 is positioned outside the first oscillating part 21. The second oscillating part 22 has a second movable part 32. The second movable part 32 is a member that supports the first movable part 31. The first movable part 31 is supported so as to be able to swing around the first oscillating axis AX relative to the second movable part 32. Specifically, the second movable part 32 is a frame-shaped member of a plate material with a through hole 32a formed in the center. The first movable part 31 is supported so as to be able to swing around the second movable part 32, with a predetermined gap between it and the through hole 32a of the second movable part 32. The first movable part 31 and the second movable part 32 are connected by a pair of first shaft parts 23 that are aligned along the first oscillating axis AX. The first movable part 31 swings around the first oscillating axis AX by elastic deformation such that the pair of second shaft parts 24 twist relative to the second movable part 32.
支持部27は、第2揺動部22の外側に配置される。支持部27は、第2可動部32を支持する部材である。第2可動部32は、支持部27に対して第2揺動軸BXを中心に揺動自在に支持される。具体的に、支持部27は、中央に貫通孔27aが形成される板材の枠形状をなす部材である。第2可動部32は、支持部27の貫通孔27aに所定隙間を空けて配置された状態で、支持部27に揺動自在に支持される。第2可動部32と支持部27とは、第2揺動軸BXに沿う一対の第2軸部24により連結される。第2可動部32は、支持部27に対して一対の第2軸部24がねじられるように弾性変形することで、第2揺動軸BXを中心に揺動する。 The support portion 27 is positioned outside the second pivot portion 22. The support portion 27 is a member that supports the second movable portion 32. The second movable portion 32 is supported by the support portion 27 so as to be able to pivot around the second pivot axis BX. Specifically, the support portion 27 is a frame-shaped member made of plate material with a through hole 27a formed in the center. The second movable portion 32 is supported by the support portion 27 so as to be able to pivot, with a predetermined gap between the support portion 27 and the through hole 27a. The second movable portion 32 and the support portion 27 are connected by a pair of second shaft portions 24 that are aligned along the second pivot axis BX. The second movable portion 32 pivots around the second pivot axis BX by the elastic deformation of the pair of second shaft portions 24 so as to twist relative to the support portion 27.
第2可動部32(第2揺動部22)は、支持部27に対して一対の第2軸部24を支点として第2揺動軸BXを中心に揺動する。第1可動部31(第1揺動部21)は、第2可動部32に対して一対の第1軸部23を支点として第1揺動軸AXを中心に揺動する。そのため、第2可動部32に固定された光学部材20は、第1揺動軸AXおよび第2揺動軸BXを中心に揺動することができる。光学部材20が第1揺動軸AXおよび第2揺動軸BXを中心に揺動することで、光学部材20の姿勢の変化により、光学部材20を透過する光Lの光路をシフトさせることができる。 The second movable part 32 (second oscillating part 22) oscillates around the second oscillating axis BX with respect to the support part 27, using a pair of second shaft parts 24 as a fulcrum. The first movable part 31 (first oscillating part 21) oscillates around the first oscillating axis AX with respect to the second movable part 32, using a pair of first shaft parts 23 as a fulcrum. Therefore, the optical member 20 fixed to the second movable part 32 can oscillate around the first oscillating axis AX and the second oscillating axis BX. By oscillating the optical member 20 around the first oscillating axis AX and the second oscillating axis BX, the optical path of the light L passing through the optical member 20 can be shifted by changing the orientation of the optical member 20.
本実施形態では、第1可動部31と第2可動部32と第1軸部23と第2軸部24とが一体に形成される。そのため、第1可動部31は、第1軸部23が周方向にねじられるように弾性変形することで、第2可動部32に対して揺動する。ただし、第1可動部31と第2可動部32と第1軸部23を別体に形成して連結してもよい。また、第2可動部32における第2揺動軸BXの軸方向の一端部と他端部を支持部27に連結するように固定し、第2可動部32の各端部に第2軸部24をそれぞれ形成している。ただし、第2可動部32の各端部に第2軸部24をそれぞれ設け、各第2軸部24を支持部27に直接連結するように固定してもよい。さらに、第2可動部32と第2軸部24と支持部27を一体に形成してもよい。 In this embodiment, the first movable part 31, the second movable part 32, the first shaft part 23, and the second shaft part 24 are integrally formed. Therefore, the first movable part 31 swings relative to the second movable part 32 by elastic deformation such that the first shaft part 23 twists in the circumferential direction. However, the first movable part 31, the second movable part 32, and the first shaft part 23 may be formed separately and connected. Furthermore, one end and the other end of the second swing axis BX in the second movable part 32 are fixed to the support part 27, and the second shaft part 24 is formed at each end of the second movable part 32. However, the second shaft part 24 may be provided at each end of the second movable part 32, and each second shaft part 24 may be fixed to the support part 27 directly. Moreover, the second movable part 32, the second shaft part 24, and the support part 27 may be integrally formed.
第1アクチュエータ25は、支持部27に対して一対の第1軸部23を支点として、第1可動部31(第1揺動部21)を第1揺動軸AXを中心に揺動する。第1アクチュエータ25は、第1揺動軸AXより径方向(第2揺動軸BXにおける軸方向)の一方側と他方側の両方に配置される。第1アクチュエータ25は、コイル41と、ヨーク42と、磁石43とを有する。 The first actuator 25 pivots the first movable part 31 (first oscillating part 21) around the first oscillating axis AX, using a pair of first shaft parts 23 as fulcrums relative to the support part 27. The first actuator 25 is positioned on both the radial side (axial direction in the second oscillating axis BX) of the first oscillating axis AX and the other side. The first actuator 25 includes a coil 41, a yoke 42, and a magnet 43.
コイル41は、第1可動部31に取付けられており、第1可動部31に設けられたコイル取付部31bに固定される。コイル41は、第1可動部31の第1揺動軸AXの径方向における両端部(第2揺動軸BXにおける軸方向の一方側と他方側)にそれぞれ設けられる。ヨーク42は、磁路を形成する部材である。ヨーク42は、支持部27に取付けられており、支持部27に対して固定される。ヨーク42は、コイル41に対応して、第1可動部31の両端部にそれぞれ配置される。磁石43は、永久磁石である。磁石43は、ヨーク42に取付けられており、ヨーク42に対して固定される。磁石43は、それぞれのコイル41と隣り合う位置に配置される。 The coil 41 is attached to the first movable part 31 and fixed to the coil mounting part 31b provided on the first movable part 31. The coil 41 is provided at both ends of the first pivot axis AX in the radial direction (one side and the other side in the axial direction of the second pivot axis BX) of the first movable part 31. The yoke 42 is a member that forms the magnetic path. The yoke 42 is attached to the support part 27 and fixed to the support part 27. The yoke 42 is positioned at both ends of the first movable part 31, corresponding to the coil 41. The magnet 43 is a permanent magnet. The magnet 43 is attached to the yoke 42 and fixed to the yoke 42. The magnet 43 is positioned adjacent to each coil 41.
コイル41には、駆動回路16(図2参照)からの駆動信号が入力される。図5に示す例では、U字形状をなすヨーク42の一辺に磁石43が接着され、接着されていない磁石43の面と、ヨーク42のU字形状をなす対向する面との間にエアギャップが形成される。コイル41は、エアギャップ内に配置される。コイル41に、駆動信号が入力されると、磁石43とヨーク42によるエアギャップ(磁界)内にある導電体であるコイル41に電流が流れてコイル41に力が発生して、この力により、コイル41に固定された第1可動部31(第1揺動部21)を揺動させる。すなわち、第1アクチュエータ25は、コイル41とヨーク42と磁石43とにより構成された、電磁アクチュエータであるといえる。 The coil 41 receives a drive signal from the drive circuit 16 (see Figure 2). In the example shown in Figure 5, a magnet 43 is attached to one side of a U-shaped yoke 42, and an air gap is formed between the unattached surface of the magnet 43 and the opposing U-shaped surface of the yoke 42. The coil 41 is placed within this air gap. When the drive signal is input to the coil 41, current flows through the coil 41, which is a conductor located within the air gap (magnetic field) formed by the magnet 43 and the yoke 42, generating a force in the coil 41. This force causes the first movable part 31 (first oscillating part 21), which is fixed to the coil 41, to oscillate. In other words, the first actuator 25 can be described as an electromagnetic actuator composed of the coil 41, the yoke 42, and the magnet 43.
第2アクチュエータ26は、支持部27に対して一対の第2軸部24を支点として、第2可動部32(第2揺動部22)を第2揺動軸BXを中心に揺動する。第2アクチュエータ26は、第2揺動軸BXより径方向(第1揺動軸AXにおける軸方向)の一方向と他方向の両側に配置される。第2アクチュエータ26は、コイル44と、ヨーク45と、磁石46とを有する。 The second actuator 26 pivots the second movable part 32 (second oscillating part 22) around the second oscillating axis BX, using a pair of second shaft parts 24 as fulcrums relative to the support part 27. The second actuator 26 is positioned on both sides of the second oscillating axis BX, in one radial direction (axial direction in the first oscillating axis AX) and the other. The second actuator 26 includes a coil 44, a yoke 45, and a magnet 46.
コイル44は、第2可動部32に取付けられており、第2可動部32に設けられたコイル取付部32bに固定される。コイル44は、第2可動部32の第2揺動軸BXの径方向における両端部(第1揺動軸AXにおける軸方向の一方側と他方側)にそれぞれ設けられる。ヨーク45は、磁路を形成する部材である。ヨーク45は、支持部27に取付けられており、支持部27に対して固定される。ヨーク45は、コイル44に対応して、第2可動部32の両端部にそれぞれ配置される。磁石46は、永久磁石である。磁石46は、ヨーク45に取付けられており、ヨーク45に対して固定される。磁石46は、それぞれのコイル44と隣り合う位置に配置される。 The coil 44 is attached to the second movable part 32 and fixed to the coil mounting part 32b provided on the second movable part 32. The coil 44 is provided at both ends of the second pivot axis BX in the radial direction (one side and the other side in the axial direction of the first pivot axis AX) of the second movable part 32. The yoke 45 is a member that forms the magnetic path. The yoke 45 is attached to the support part 27 and fixed to the support part 27. The yoke 45 is positioned at both ends of the second movable part 32, corresponding to the coil 44. The magnet 46 is a permanent magnet. The magnet 46 is attached to the yoke 45 and fixed to the yoke 45. The magnet 46 is positioned adjacent to each coil 44.
コイル44には、駆動回路16(図2参照)からの駆動信号が入力される。図4に示す例では、U字形状をなすヨーク45の一辺に磁石46が接着され、接着されていない磁石46の面と、ヨーク45のU字形状をなす対向する面との間にエアギャップが形成される。コイル44は、エアギャップ内に配置される。コイル44に、駆動信号が入力されると、磁石46とヨーク45によるエアギャップ(磁界)内にある導電体であるコイル44に電流が流れてコイル44に力が発生して、この力により、コイル44に固定された第2可動部32(第2揺動部22)を揺動させる。すなわち、第2アクチュエータ26は、コイル44とヨーク45と磁石46とにより構成された、電磁アクチュエータであるといえる。 The coil 44 receives a drive signal from the drive circuit 16 (see Figure 2). In the example shown in Figure 4, a magnet 46 is attached to one side of a U-shaped yoke 45, and an air gap is formed between the unattached surface of the magnet 46 and the opposing U-shaped surface of the yoke 45. The coil 44 is positioned within this air gap. When the drive signal is input to the coil 44, current flows through the coil 44, which is a conductor located within the air gap (magnetic field) formed by the magnet 46 and the yoke 45. This generates a force in the coil 44, which causes the second movable part 32 (second oscillating part 22), fixed to the coil 44, to oscillate. In other words, the second actuator 26 can be described as an electromagnetic actuator composed of the coil 44, the yoke 45, and the magnet 46.
光路制御機構12は、光学部材20が設けられた第1可動部31が揺動すると共に、第1可動部31が支持された第2可動部32が揺動するため、光学部材20と第1可動部31と第2可動部32とコイル41、44とが揺動部12Aを構成するといえる。すなわち、光路制御機構12のうち、支持部27に対して揺動する部分が、揺動部12Aを指すといえる。なお、第1軸部23も、第2可動部32と共に揺動するため、揺動部12Aに含まれる。また、光学部材20を第1可動部31に固定するための固定部材や接着剤、コイル41、44に電流を流すための基盤やリード線などが設けられている場合には、これらも支持部27に対して揺動するため、揺動部12Aに含まれる。 In the optical path control mechanism 12, the first movable part 31 on which the optical element 20 is mounted oscillates, and the second movable part 32 supporting the first movable part 31 also oscillates. Therefore, the optical element 20, the first movable part 31, the second movable part 32, and the coils 41 and 44 can be said to constitute the oscillating part 12A. In other words, the part of the optical path control mechanism 12 that oscillates relative to the support part 27 can be said to refer to the oscillating part 12A. Furthermore, the first shaft part 23 also oscillates together with the second movable part 32 and is therefore included in the oscillating part 12A. Additionally, if fixing members, adhesives, substrates, or lead wires for supplying current to the coils 41 and 44 are provided to fix the optical element 20 to the first movable part 31, these also oscillate relative to the support part 27 and are therefore included in the oscillating part 12A.
本実施形態では、第1アクチュエータ25により第1可動部31を揺動し、第2アクチュエータ26により第2可動部32を揺動する。この場合、各アクチュエータ25、26を構成するヨーク42、45を支持部27に固定している。そのため、第2アクチュエータ26により第2可動部32を揺動するとき、第1アクチュエータ25と第2可動部32とが干渉しないように、両者の間に隙間が確保されている。なお、第1アクチュエータ25を第2可動部32に設けてもよい。 In this embodiment, the first movable part 31 is swung by the first actuator 25, and the second movable part 32 is swung by the second actuator 26. In this case, the yokes 42 and 45 constituting each actuator 25 and 26 are fixed to the support part 27. Therefore, when the second movable part 32 is swung by the second actuator 26, a gap is ensured between the first actuator 25 and the second movable part 32 to prevent interference between them. Note that the first actuator 25 may also be provided on the second movable part 32.
なお、アクチュエータ25、26は、可動部31、32にコイル41、44を配置した、いわゆる、ムービングコイル型であったが、それに限られず、例えば、可動部31、32に磁石43、46を配置して支持部27にコイル41、44を配置した、いわゆる、ムービングマグネット型であってもよい。この場合、磁石43、46が光学部材20と共に揺動されるため、コイル41、44の代わりに磁石43、46が揺動部12Aに含まれることになる。 The actuators 25 and 26 were of the so-called moving coil type, with coils 41 and 44 positioned in the movable parts 31 and 32. However, they are not limited to this type. For example, they may be of the so-called moving magnet type, with magnets 43 and 46 positioned in the movable parts 31 and 32 and coils 41 and 44 in the support part 27. In this case, since the magnets 43 and 46 oscillate together with the optical member 20, the magnets 43 and 46 are included in the oscillating part 12A instead of the coils 41 and 44.
光路制御機構12は、以上のような構成であるが、それに限られず、駆動信号が印加されたアクチュエータによって光学部が揺動することで、光学部による光Lの光路のシフトが可能な、任意の構成であってよい。 The optical path control mechanism 12 has the configuration described above, but is not limited to that. It may have any configuration that allows the optical section to shift the optical path of the light L by oscillating due to an actuator to which a drive signal is applied.
[光路制御機構による画素の動作]
以下、第1揺動部21および第2揺動部22を揺動したときの作動について説明する。図6は、実施形態1に係る光学部の2軸揺動パターンを説明する説明図である。
[Pixel operation by optical path control mechanism]
The operation of the first oscillating part 21 and the second oscillating part 22 when they are oscillated will be described below. Figure 6 is an explanatory diagram illustrating the two-axis oscillation pattern of the optical unit according to Embodiment 1.
本実施形態の光路制御機構12は、アクチュエータ12Bにより、印加された駆動信号に応じて第1揺動部21及び第2揺動部22を揺動させる。本実施形態においては、アクチュエータ12Bを構成する第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26は、それぞれ駆動信号に応じて、第1軸部AXおよび第2軸部BXまわりの第1角度D1から第2角度D2への姿勢変化と、第2角度D2から第1角度D1への姿勢変化とを繰り返すように、第1揺動部21および第2揺動部22を揺動させる。その組み合わせにより、光Lの光軸は、第1位置から第2位置、第2位置から第3位置、第3位置から第4位置、第4位置から第1位置へのシフトが繰り返される。なお、印加する駆動信号については後述する。 In this embodiment, the optical path control mechanism 12 uses actuator 12B to oscillate the first oscillating part 21 and the second oscillating part 22 in response to an applied drive signal. In this embodiment, the first actuator 25 and the second actuator 26, which constitute actuator 12B, oscillate the first oscillating part 21 and the second oscillating part 22 in response to the drive signal, so as to repeatedly change their orientation from a first angle D1 to a second angle D2 around the first axis AX and the second axis BX, and then from the second angle D2 back to the first angle D1. Through this combination, the optical axis of the light L repeatedly shifts from the first position to the second position, from the second position to the third position, from the third position to the fourth position, and from the fourth position back to the first position. The applied drive signal will be described later.
すなわち、光軸が第1位置であるときに光Lによってスクリーンに投影される画像と、光軸が第2位置であるときに光Lによってスクリーンに投影される画像とは、半画素分だけずれたものになり、光軸が第3位置、第4位置にあるときも同様にそれぞれが半画素分だけずれたものになる。すなわち、スクリーンに投影される画像は、常に上下左右対角のいずれかに半画素分ずれて表示される。これにより、見かけ上の画素数が増加して、スクリーンに投影される画像を高解像度化することができる。光軸のシフト量は、画像の半画素分であるため、第1角度D1および第2角度D2は、画像を半画素分シフト可能な角度に設定される。なお、画像のシフト量は、半画素分に限られず、例えば、画素の1/4や1/8など、任意であってよい。第1角度D1および第2角度D2も、画像のシフト量に合わせて適宜設定されてよい。 In other words, the image projected onto the screen by light L when the optical axis is in the first position and the image projected onto the screen when the optical axis is in the second position are shifted by half a pixel, and similarly when the optical axis is in the third and fourth positions, they are each shifted by half a pixel. That is, the image projected onto the screen is always displayed shifted by half a pixel in one of the following directions: up, down, left, right, or diagonally. This increases the apparent number of pixels, allowing for higher resolution images projected onto the screen. Since the optical axis shift is equal to half a pixel of the image, the first angle D1 and the second angle D2 are set to angles that allow the image to be shifted by half a pixel. Note that the image shift amount is not limited to half a pixel; it can be any amount, such as 1/4 or 1/8 of a pixel. The first angle D1 and the second angle D2 can also be set appropriately to match the image shift amount.
以下、具体的に説明する。ここで、第1揺動軸AX方向と第2揺動軸BX方向は、直交方向に交差し、画素の配列方向に平行をなす。図6に示すように、画像位置P0は、第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26に印加する電流値を0としたとき、つまり、光学部材20の変位角が0であるときの表示位置である。A動作状態は、第1アクチュエータ25により光学部材20を第1揺動軸AXまわりに所定角度だけ揺動し、画像位置P0を第2揺動軸BX方向に1/4画素ずらすと共に、第2アクチュエータ26により光学部材20を第2揺動軸BXまわりに所定角度だけ揺動し、画像位置P0を第1揺動軸AX方向に1/4画素ずらした状態である。すなわち、A動作状態は、画像位置P0が、第1揺動軸AX方向における一方へ向かうベクトルと第2揺動軸BX方向における一方へ向かうベクトルとを合成したABX方向における一方ABXaにずれた画像位置P1に画像を表示する状態である。 The following provides a detailed explanation. Here, the first oscillation axis AX direction and the second oscillation axis BX direction intersect in orthogonal directions and are parallel to the pixel arrangement direction. As shown in Figure 6, the image position P0 is the display position when the current value applied to the first actuator 25 and the second actuator 26 is set to 0, that is, when the displacement angle of the optical member 20 is 0. Operation state A is a state in which the optical member 20 is oscillated by a predetermined angle around the first oscillation axis AX by the first actuator 25, shifting the image position P0 by 1/4 pixel in the direction of the second oscillation axis BX, and the optical member 20 is oscillated by a predetermined angle around the second oscillation axis BX by the second actuator 26, shifting the image position P0 by 1/4 pixel in the direction of the first oscillation axis AX. In other words, operation state A is a state in which the image is displayed at an image position P1 that is shifted to one direction ABXa in the ABX direction, which is the sum of a vector pointing in one direction in the first oscillation axis AX direction and a vector pointing in one direction in the second oscillation axis BX direction.
同様に、B動作状態は、画像位置P0が、第1揺動軸AX方向における一方へ向かうベクトルと第2揺動軸BX方向における一方へ向かうベクトルとを合成したABX方向における一方ABXbにずれた画像位置P2に画像を表示する状態である。同様に、C動作状態は、画像位置P0が、第1揺動軸AX方向における一方へ向かうベクトルと第2揺動軸BX方向における一方へ向かうベクトルとを合成したABX方向における一方ABXcにずれた画像位置P3に画像を表示する状態である。同様に、D動作状態は、画像位置P0が、第1揺動軸AX方向における一方へ向かうベクトルと第2揺動軸BX方向における一方へ向かうベクトルとを合成したABX方向における一方ABXdにずれた画像位置P4に画像を表示する状態である。 Similarly, in operation state B, the image is displayed at image position P2, which is shifted to one side ABXb in the ABX direction, obtained by combining the vector pointing in one direction in the first oscillation axis AX direction and the vector pointing in one direction in the second oscillation axis BX direction. Similarly, in operation state C, the image is displayed at image position P3, which is shifted to one side ABXc in the ABX direction, obtained by combining the vector pointing in one direction in the first oscillation axis AX direction and the vector pointing in one direction in the second oscillation axis BX direction. Similarly, in operation state D, the image is displayed at image position P4, which is shifted to one side ABXd in the ABX direction, obtained by combining the vector pointing in one direction in the first oscillation axis AX direction and the vector pointing in one direction in the second oscillation axis BX direction.
<フレームの分割構成>
図7は、処理部によるフレームの分割構成を表す説明図である。本実施形態においては、1個のフレームの表示期間を複数のサブフレームの表示期間に分割し、1個のフレームの表示期間に複数のサブフレームを表示させる。これにより、例えば、8Kの解像度を有する画像データを、4Kの解像度を有する表示装置に表示させるなど、表示装置の解像度を擬似的に高くする。以下、8Kの解像度を有する画像データを、4Kの解像度を有する表示装置に表示させる場合を例にして、サブフレームへの分割について説明する。
<Frame division structure>
Figure 7 is an explanatory diagram illustrating the frame division configuration by the processing unit. In this embodiment, the display period of one frame is divided into the display periods of multiple subframes, and multiple subframes are displayed within the display period of one frame. This effectively increases the resolution of the display device, for example, by displaying image data with an 8K resolution on a display device with a 4K resolution. The division into subframes will be explained below using the case of displaying image data with an 8K resolution on a display device with a 4K resolution as an example.
サブフレームは、1つのフレームに含まれる画素のうちの一部の画素を含む、分割されたフレームである。言い換えれば、サブフレームは、1つのフレームの表示期間で表示される画素毎の画像データのうちの一部の画素の画像データを表示する、分割されたフレームである。なお、1つのフレームにおけるそれぞれのサブフレームに含まれる画素同士は重複しておらず、1つのフレームにおけるサブフレーム同士は、互いに異なる画素を含んでおり、言い換えれば、互いに異なる画素の画像データを表示する。図7の例では、8Kの解像度を有する画像データを構成する1個のフレームは、4個の画素A、B、C、Dの組合せが縦列と横列に複数配置されて構成される。各サブフレームは、4Kの解像度を有する表示装置に表示するための画像データにより構成される。1個のフレームを構成する複数の画素A、B、C、Dを4個のサブフレームA、B、C、Dに分割する。この場合、サブフレームAは、1個のフレームを構成する複数の画素Aだけを抜き出したものである。この場合、サブフレームAは、フレームの4個の画素A、B、C、Dの位置に、1個の画素Aだけを表示するものである。同様に、サブフレームBは、1個のフレームを構成する複数の画素Bだけを抜き出したものである。サブフレームCは、1個のフレームを構成する複数の画素Cだけを抜き出したものである。サブフレームDは、1個のフレームを構成する複数の画素Dだけを抜き出したものである。このようにして、8Kの解像度を有するフレームの画像データを4Kの解像度を有するサブフレームの画像データとして表示する。 A subframe is a divided frame that contains some of the pixels of a single frame. In other words, a subframe is a divided frame that displays the image data of some of the pixels of the image data displayed for each pixel during the display period of a single frame. Note that the pixels contained in each subframe within a single frame do not overlap, and the subframes within a single frame contain different pixels from each other; in other words, they display image data of different pixels. In the example in Figure 7, one frame that constitutes image data with a resolution of 8K is composed of multiple combinations of four pixels A, B, C, and D arranged in columns and rows. Each subframe consists of image data to be displayed on a display device with a resolution of 4K. The multiple pixels A, B, C, and D that constitute one frame are divided into four subframes A, B, C, and D. In this case, subframe A is extracted with only the multiple pixels A that constitute one frame. In this case, subframe A displays only one pixel A at the positions of the four pixels A, B, C, and D in the frame. Similarly, subframe B is extracted from only the multiple pixels B that make up one frame. Subframe C is extracted from only the multiple pixels C that make up one frame. Subframe D is extracted from only the multiple pixels D that make up one frame. In this way, the image data of a frame with 8K resolution is displayed as image data of subframes with 4K resolution.
本実施形態においては、制御部170が、フレーム毎にサブフレームを設定して、そのフレームを表示する時間内に、そのフレームに対して設定されたサブフレームに含まれる画像データを表示させるように、映像信号処理回路160によって表示素子106を制御させる。すなわち、本実施形態では、1個のフレームの表示期間を複数のサブフレームの表示期間に分割し、1フレームの表示期間に複数のサブフレームを表示させる。 In this embodiment, the control unit 170 sets a subframe for each frame and controls the display element 106 via the video signal processing circuit 160 to display the image data contained in the subframe set for that frame within the display time of that frame. In other words, in this embodiment, the display period of one frame is divided into the display periods of multiple subframes, and multiple subframes are displayed within the display period of one frame.
<フレーム毎の揺動速度の設定>
このように、本実施形態においては、揺動部12Aを揺動させつつ、1フレームの表示期間に複数のサブフレームを表示させることで、例えば4Kの解像度を有するサブフレームの画像データを、画像位置P1~P4において順次表示するため、擬似的に8Kの解像度となった画像を、ユーザに視認させることができる。このようにサブフレームに分割して画像を表示する方式においては、揺動部12Aを適切に揺動させつつ、動画像を適切に表示することが求められている。それに対し、本実施形態においては、フレーム毎にサブフレームの数を設定して、サブフレームの数に基づいて、揺動部12Aの揺動速度を設定することで、サブフレーム数に応じて揺動部12Aを適切に揺動させつつ、動画像を適切に表示することが可能となる。
<Setting the oscillation speed for each frame>
In this embodiment, by oscillating the oscillating unit 12A and displaying multiple subframes within the display period of one frame, image data of subframes having a resolution of, for example, 4K is sequentially displayed at image positions P1 to P4, thereby allowing the user to view an image with a pseudo-8K resolution. In this method of displaying images by dividing them into subframes, it is required to appropriately oscillate the oscillating unit 12A while appropriately displaying the moving image. In contrast, in this embodiment, by setting the number of subframes for each frame and setting the oscillation speed of the oscillating unit 12A based on the number of subframes, it becomes possible to appropriately oscillate the oscillating unit 12A according to the number of subframes while appropriately displaying the moving image.
フレーム毎のサブフレーム数の設定方法は任意であってよいが、実施形態1では、動き領域の動きベクトルVに基づいて、サブフレーム数を設定する。また、揺動部12Aの揺動速度を制御する方法も任意であってよいが、実施形態1では、動き領域の動きベクトルVに基づいて(言い換えれば動きベクトルVから設定したサブフレーム数に基づいて)、揺動部12Aの揺動速度を設定して、設定した揺動速度を実現可能な駆動信号を設定する。以下、具体的に説明する。 The method for setting the number of subframes per frame may be arbitrary, but in Embodiment 1, the number of subframes is set based on the motion vector V of the motion region. Similarly, the method for controlling the oscillation speed of the oscillation unit 12A may also be arbitrary, but in Embodiment 1, the oscillation speed of the oscillation unit 12A is set based on the motion vector V of the motion region (in other words, based on the number of subframes set from the motion vector V), and a drive signal capable of achieving the set oscillation speed is set. A detailed explanation follows below.
図8は、実施形態1に係る駆動信号の設定方法の一例を説明するための説明図である。図8においては、動画像の例として、フレームF1からフレームF4まで、対象物202(建物)が写っている空間を対象物200(飛行機)が通過する状態を示し、フレームF5からフレームF6まで、対象物200が通過した後の状態を示す画像群が示されている。本例では、動き領域であると判断される対象となる対象物として、飛行機や建物などの対象物200、202を例示したが、対象物はそれに限らず任意であってよい。本実施形態において、対象物は、あらかじめ学習した、移動又は形状が変化し得るものである。また、対象物のデータは、制御部170が有する記憶部に記憶されている。 Figure 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a method for setting the drive signal according to Embodiment 1. In Figure 8, as an example of a moving image, frames F1 to F4 show the state in which object 200 (airplane) passes through a space containing object 202 (building), and frames F5 to F6 show a group of images showing the state after object 200 has passed. In this example, objects 200 and 202, such as an airplane and a building, are used as examples of objects that are determined to be in a moving region, but the objects are not limited to these and can be any object. In this embodiment, the objects are those that have been learned in advance and can move or change shape. Furthermore, the data of the objects is stored in the memory unit of the control unit 170.
制御部170は、駆動信号を設定する際に、フレームに含まれる画像データを取得する。具体的には、表示対象となるフレームを第2フレーム、第2フレームより時系列で前に表示されるフレームを第1フレームとすると、制御部170は、第1フレームに含まれる画像データ(第1フレームの表示期間で表示される画素毎の画像データ)と、第2フレームに含まれる画像データ(第2フレームの表示期間で表示される画素毎の画像データ)とを取得する。なお、第1フレームは、時系列において第2フレームの直前のフレームであるが、それに限られず、第2フレームより前の任意のタイミングで表示されるフレーム(例えば第2フレームよりも、複数フレーム前のフレーム)であってもよい。また、第2フレームよりも前の複数のフレームを、第1フレームとしてもよい。図8の例では、フレームF2を表示対象(第2フレーム)とする場合、制御部170は、フレームF2の画像データと、フレームF2の直前のフレームF1の画像データとを取得する。 The control unit 170 acquires image data contained in the frame when setting the drive signal. Specifically, if the frame to be displayed is designated as the second frame, and the frame displayed before the second frame in the time series is designated as the first frame, the control unit 170 acquires the image data contained in the first frame (image data for each pixel displayed during the display period of the first frame) and the image data contained in the second frame (image data for each pixel displayed during the display period of the second frame). Note that the first frame is the frame immediately preceding the second frame in the time series, but is not limited to this; it may be a frame displayed at any time before the second frame (for example, a frame multiple frames before the second frame). Furthermore, multiple frames preceding the second frame may also be designated as the first frame. In the example in Figure 8, if frame F2 is the display target (second frame), the control unit 170 acquires the image data of frame F2 and the image data of frame F1, which is immediately preceding frame F2.
制御部170は、第1フレームにおける画像データと第2フレームにおける画像データとから、対象領域を抽出して、第1フレームでの対象領域と第2フレームでの対象領域との動きベクトルを取得する。対象領域の抽出方法と、動きベクトルの取得方法は任意であってよいが、本実施形態では、制御部170は、第1フレームにおける画像データと第2フレームにおける画像データとから、共通する対象を示す対象領域を抽出する。対象領域は、第1フレームの画像と第2フレームの画像とで同じ対象物が写っている領域を指す。すなわち、第1フレームの画像における対象領域とは、第1フレームの画像のうちで、第2フレームの画像にも含まれている対象が写っている領域(画素群)を指し、第2フレームの画像における対象領域とは、第2フレームの画像のうちで、第1フレームの画像にも含まれている対象が写っている領域(画素群)を指す。図8の例では、フレームF1の画像とフレームF2の画像の両方に、対象物200、202が含まれる。そのため、図8の例では、制御部170は、フレームF1の画像データのうちで対象物200が含まれる領域(画素群)を、フレームF1における対象物200についての対象領域として抽出し、フレームF2の画像データのうちで対象物200が含まれる領域(画素群)を、フレームF2における対象物200についての対象領域として抽出する。同様に、図8の例では、制御部170は、フレームF1の画像データのうちで対象物202が含まれる領域(画素群)を、フレームF1における対象物202についての対象領域として抽出し、フレームF2の画像データのうちで対象物202が含まれる領域(画素群)を、フレームF2における対象物202についての対象領域として抽出する。なお、それぞれの画像データから対象領域を抽出する方法は任意であってよく、例えば複数の画像から同じ対象を抽出する既知の画像マッチング技術を用いてよい。なお、分割したフレーム間を比較して、画角全体が動いている場合には、画角全体を動き領域とする。 The control unit 170 extracts a target region from the image data in the first frame and the image data in the second frame, and obtains a motion vector between the target region in the first frame and the target region in the second frame. The method for extracting the target region and the method for obtaining the motion vector may be arbitrary, but in this embodiment, the control unit 170 extracts a target region that indicates a common object from the image data in the first frame and the image data in the second frame. The target region refers to the region in the image of the first frame and the image of the second frame in which the same object is captured. That is, the target region in the image of the first frame refers to the region (pixel group) in the image of the first frame in which the object included in the image of the second frame is captured, and the target region in the image of the second frame refers to the region (pixel group) in the image of the second frame in which the object included in the image of the first frame is captured. In the example in Figure 8, objects 200 and 202 are included in both the image of frame F1 and the image of frame F2. Therefore, in the example shown in Figure 8, the control unit 170 extracts the region (pixel group) containing the object 200 from the image data of frame F1 as the target region for object 200 in frame F1, and extracts the region (pixel group) containing the object 200 from the image data of frame F2 as the target region for object 200 in frame F2. Similarly, in the example shown in Figure 8, the control unit 170 extracts the region (pixel group) containing the object 202 from the image data of frame F1 as the target region for object 202 in frame F1, and extracts the region (pixel group) containing the object 202 from the image data of frame F2 as the target region for object 202 in frame F2. The method for extracting the target region from each image data is arbitrary; for example, a known image matching technique for extracting the same object from multiple images may be used. Furthermore, if the entire field of view is moving when comparing the divided frames, the entire field of view is treated as the moving region.
制御部170は、対象領域を抽出したら、第1フレームでの対象領域と第2フレームでの対象領域とに基づいて、対象領域の動きベクトルVを算出する。本実施形態では、動きベクトルVが発生している対象領域を、動きベクトルV(動き量)が発生している領域である動き領域として取り扱う。動きベクトルVとは、動き領域が、第1フレームから第2フレームまでの期間に移動する移動量(動き領域の動き量)を示す指標である。制御部170は、第1フレームの画像内における対象領域の位置と、第2フレームの画像内における対象領域の位置とから、その対象領域(動き領域)の動きベクトルVを算出する。すなわち例えば、制御部170は、画像を基準とした座標系における、第1フレームの画像内における対象領域の位置と第2フレームの画像内における対象領域の位置との差分を、その対象領域(動き領域)の移動量(移動ベクトル)として算出する。対象領域(動き領域)が複数ある場合には、制御部170は、対象領域(動き領域)毎に、動きベクトルVを算出する。図8の例では、制御部170は、第1フレーム及び第2フレームでの対象物200の位置に基づき、対象物200についての動き領域の、動きベクトルVを算出する。同様に、制御部170は、第1フレーム及び第2フレームでの対象物202の位置に基づき、対象物202についての動き領域の、動きベクトルVを算出する。なお、制御部170は、動き領域の移動量に加えて、動き領域の移動方向も、移動ベクトルとして算出してよい。すなわち、動きベクトルVは、動き領域の動き量のみを指してもよいし、動き領域の動き量とその動く方向(移動方向)の両方を指すものであってもよい。移動方向は、画像を基準とした座標系における、第1フレームの画像内における動き領域の位置と第2フレームの画像内における動き領域の位置とから算出できる。 The control unit 170, after extracting the target region, calculates the motion vector V of the target region based on the target region in the first frame and the target region in the second frame. In this embodiment, the target region where the motion vector V is generated is treated as a motion region, which is the region where the motion vector V (amount of movement) is generated. The motion vector V is an index that shows the amount of movement (amount of movement of the motion region) that the motion region moves during the period from the first frame to the second frame. The control unit 170 calculates the motion vector V of the target region (motion region) from the position of the target region in the image of the first frame and the position of the target region in the image of the second frame. That is, for example, the control unit 170 calculates the amount of movement (motion vector) of the target region (motion region) as the difference between the position of the target region in the image of the first frame and the position of the target region in the image of the second frame in a coordinate system based on the image. If there are multiple target regions (motion regions), the control unit 170 calculates the motion vector V for each target region (motion region). In the example shown in Figure 8, the control unit 170 calculates the motion vector V for the motion region of the object 200 based on the position of the object 200 in the first and second frames. Similarly, the control unit 170 calculates the motion vector V for the motion region of the object 202 based on the position of the object 202 in the first and second frames. The control unit 170 may also calculate the direction of movement of the motion region as a motion vector, in addition to the amount of movement of the motion region. That is, the motion vector V may refer only to the amount of movement of the motion region, or it may refer to both the amount of movement of the motion region and its direction of movement. The direction of movement can be calculated from the position of the motion region in the image of the first frame and the position of the motion region in the image of the second frame, in a coordinate system based on the image.
制御部170は、算出した動き領域の動きベクトルに基づいて、第2フレームにおける揺動部12Aの揺動速度を、すなわち実施形態1では第2フレームにおいて印加する駆動信号の波形を、設定する。制御部170は、第1フレームから第2フレームまでの期間における動き領域の動きベクトル(移動量)Vに基づいて、第2フレームでアクチュエータ12Bに印加する駆動信号の波形を設定する。本実施形態においては、制御部170は、動き領域の動きベクトル(移動量)Vが、所定の閾値より大きいかを判断する。より詳しくは、制御部170は、動きベクトルVが閾値より大きい場合の、駆動信号の印加による揺動部12Aの揺動速度が、動きベクトルVが閾値以下である場合の、駆動信号の印加による揺動部12Aの揺動速度よりも高くなるように、駆動信号の波形を設定する。なお、揺動速度は、駆動信号の波形における電流値(電圧値)の変化速度に比例して変化するので、制御部170は、動きベクトルVが閾値より大きい場合の、駆動信号の電流値(電圧値)の変化速度が、動きベクトルVが閾値以下である場合の、駆動信号の電流値(電圧値)の変化速度よりも高くなるように、駆動信号の波形を設定するともいえる。言い換えれば、制御部170は、動きベクトルVが閾値より大きい場合には、動画像を表示するとして、第2フレームにおける駆動信号の波形を第1波形に設定する。そして、制御部170は、動きベクトルVが閾値以下である場合には、静止画像を表示するとして、第2フレームにおける駆動信号の波形を、揺動部12Aの揺動速度が第1波形より低くなる(電流値の変化速度が第1波形より低くなる)第2波形に設定する。なお、動き領域が複数ある場合には、それぞれの動き領域のうちで動きベクトル(移動量)Vが最大となる動きベクトルVを用いて、上記の判断を行う。また、ここでの閾値は任意に設定されてよい。図8の例では、フレームF2を表示対象(第2フレーム)とした場合には、対象物200の動きベクトルVが閾値より大きい。同様に、フレームF3、F4についても、対象物200の動きベクトルVが閾値より大きい。一方、フレームF5、F6においては、対象物200は写っておらず、写っている対象物202の動きベクトルVが閾値以下である。そのため、図8の例では、フレームF2~F4における駆動信号での電流値の変化速度が、フレームF5~F6における駆動信号での電流値の変化速度よりも高くなっている。 The control unit 170 sets the oscillation speed of the oscillating unit 12A in the second frame, that is, the waveform of the drive signal applied in the second frame in Embodiment 1, based on the calculated motion vector of the motion region. The control unit 170 sets the waveform of the drive signal applied to the actuator 12B in the second frame based on the motion vector (amount of movement) V of the motion region during the period from the first frame to the second frame. In this embodiment, the control unit 170 determines whether the motion vector (amount of movement) V of the motion region is greater than a predetermined threshold. More specifically, the control unit 170 sets the waveform of the drive signal such that the oscillation speed of the oscillating unit 12A due to the application of the drive signal when the motion vector V is greater than the threshold is higher than the oscillation speed of the oscillating unit 12A due to the application of the drive signal when the motion vector V is less than or equal to the threshold. Furthermore, since the oscillation speed changes in proportion to the rate of change of the current value (voltage value) in the waveform of the drive signal, it can be said that the control unit 170 sets the waveform of the drive signal such that the rate of change of the current value (voltage value) of the drive signal when the motion vector V is greater than the threshold is higher than the rate of change of the current value (voltage value) of the drive signal when the motion vector V is less than or equal to the threshold. In other words, the control unit 170 sets the waveform of the drive signal in the second frame to the first waveform, assuming that a moving image will be displayed when the motion vector V is greater than the threshold. Then, the control unit 170 sets the waveform of the drive signal in the second frame to the second waveform, assuming that a still image will be displayed when the motion vector V is less than or equal to the threshold, assuming that the oscillation speed of the oscillation unit 12A is lower than the first waveform (the rate of change of the current value is lower than the first waveform). If there are multiple motion regions, the above determination is made using the motion vector V that has the maximum motion vector (amount of movement) V in each motion region. Furthermore, the threshold here may be set arbitrarily. In the example in Figure 8, when frame F2 is the display target (second frame), the motion vector V of object 200 is greater than the threshold. Similarly, in frames F3 and F4, the motion vector V of object 200 is also greater than the threshold. On the other hand, in frames F5 and F6, object 200 is not visible, and the motion vector V of object 202, which is visible, is below the threshold. Therefore, in the example in Figure 8, the rate of change of the current value in the drive signal in frames F2 to F4 is higher than the rate of change of the current value in the drive signal in frames F5 to F6.
なお、上述のように、制御部170は、動きベクトルに基づいて設定されたサブフレーム数に基づいて、揺動部12Aの揺動速度を設定するともいえる。この場合、制御部170は、動きベクトルVが閾値より大きい場合の(すなわちサブフレーム数が所定の閾値より多い場合の)、揺動部12Aの揺動速度が、動きベクトルVが閾値以下である場合の(すなわちサブフレーム数が所定の閾値以下である場合の)、揺動部12Aの揺動速度よりも高くなるように、揺動部12Aの揺動速度を設定する。 Furthermore, as described above, the control unit 170 can also be said to set the oscillation speed of the oscillation unit 12A based on the number of subframes set based on the motion vector. In this case, the control unit 170 sets the oscillation speed of the oscillation unit 12A such that when the motion vector V is greater than the threshold (i.e., when the number of subframes is greater than the predetermined threshold), the oscillation speed of the oscillation unit 12A is higher than when the motion vector V is less than or equal to the threshold (i.e., when the number of subframes is less than or equal to the predetermined threshold).
以下、駆動信号の波形と、その駆動信号による揺動部12Aの揺動パターンとの例を説明する。 The following describes an example of the waveform of the drive signal and the oscillation pattern of the oscillating part 12A caused by that drive signal.
(動きベクトルが閾値以下である場合の駆動信号の波形)
図9は、動きベクトルが閾値以下である場合の駆動信号の波形の一例を示すグラフであり、図10は、動きベクトルが閾値以下である場合の揺動部の揺動パターンの一例を示すグラフである。
(Waveform of the drive signal when the motion vector is below the threshold)
Figure 9 is a graph showing an example of the waveform of the drive signal when the motion vector is below a threshold, and Figure 10 is a graph showing an example of the oscillation pattern of the oscillating part when the motion vector is below a threshold.
図9に示すように、駆動回路16から第1アクチュエータ25に印加される駆動信号は、電気信号であり、時間経過に従って電流値が変化する。すなわち、駆動信号の時間毎の電流値の変化を表す波形が、駆動信号の波形といえる。駆動信号の波形は、図9に実線で示される。駆動信号は、周期T毎に同じ波形が繰り返されるものである。周期Tは、期間T1と、期間T1より後であって期間T1と連続する期間T2とを含む。期間T1は、光Lの光軸が第1位置となっているときの画像(半画素分ずれていない画像)が表示される期間に対応し、期間T2は、光Lの光軸が第2位置となっているときの画像(半画素分ずれた画像)が表示される期間に対応する。 As shown in Figure 9, the drive signal applied from the drive circuit 16 to the first actuator 25 is an electrical signal, and its current value changes over time. That is, the waveform representing the change in the current value of the drive signal over time can be called the waveform of the drive signal. The waveform of the drive signal is shown by a solid line in Figure 9. The drive signal repeats the same waveform every period T. Period T includes a period T1 and a period T2 that follows period T1 and is continuous with period T1. Period T1 corresponds to the period during which the image (an image not shifted by half a pixel) is displayed when the optical axis of the light L is in the first position, and period T2 corresponds to the period during which the image (an image shifted by half a pixel) is displayed when the optical axis of the light L is in the second position.
動きベクトルVが閾値以下となる場合には、期間T1及び期間T2のそれぞれが1つのフレームの表示期間に対応するように、言い換えれば、周期Tが2フレーム分の表示期間に対応するように、駆動信号の波形(第2波形)が設定される。図9の例では、期間T1がフレームF5に対応し、期間T2がフレームF6に対応する。第2波形においては、期間T1のうちの第1期間TA1で、電流値が第1電流値A1から第2電流値A2まで変化する。ここで、第1電流値A1と第2電流値A2との中間位置0は、電流値が0となる位置である。第2波形においては、第1期間TA1で、電流値が第1電流値A1から第2電流値A2まで、時間の経過に従って直線状に変化する。すなわち、第2波形では、第1期間TA1の開始タイミングにおいて、電流値が第1電流値A1であり、その後電流値が第1電流値A1から直線状に変化して、第1期間TA1の終了タイミングにおいて、電流値が第2電流値A2となる。第1電流値A1は、第1揺動部21を第1角度D1に保持可能な電流値であり、第1角度D1の数値に応じて設定される。第2電流値A2は、第1揺動部21を第2角度D2に保持可能な電流値であり、第2角度D2の数値に応じて設定される。第1電流値A1と第2電流値A2とは、正負が逆となる電流値であり、その絶対値は等しくてよい。図9では、第1電流値A1が負であり、第2電流値A2が正であることが例示されている。 When the motion vector V is below a threshold, the waveform of the drive signal (second waveform) is set so that each of period T1 and period T2 corresponds to the display period of one frame, in other words, so that the period T corresponds to the display period of two frames. In the example in Figure 9, period T1 corresponds to frame F5 and period T2 corresponds to frame F6. In the second waveform, during the first period TA1 of period T1, the current value changes from the first current value A1 to the second current value A2. Here, the intermediate position 0 between the first current value A1 and the second current value A2 is the position where the current value is 0. In the second waveform, during the first period TA1, the current value changes linearly from the first current value A1 to the second current value A2 as time progresses. That is, in the second waveform, at the start timing of the first period TA1, the current value is the first current value A1, and thereafter the current value changes linearly from the first current value A1 to the end timing of the first period TA1, where the current value is the second current value A2. The first current value A1 is the current value that can hold the first oscillating part 21 at a first angle D1, and is set according to the value of the first angle D1. The second current value A2 is the current value that can hold the first oscillating part 21 at a second angle D2, and is set according to the value of the second angle D2. The first current value A1 and the second current value A2 are current values with opposite signs, but their absolute values may be equal. Figure 9 illustrates a case where the first current value A1 is negative and the second current value A2 is positive.
第2波形においては、第1期間TA1の長さは、第1揺動部21の固有振動数に対応する値であることが好ましい。第1揺動部21は、光路制御機構12のうちの、支持部27に対して揺動する部分(本実施形態では、光学部材20、第1可動部31、コイル41)を指す。すなわち、第1期間TA1の長さは、支持部27に対して揺動する部分の固有振動数に対応する値になっているといえる。より詳しくは、第1期間TA1の長さは、第1揺動部21の固有周期と略同じ値であることが好ましく、固有周期と同じ値であることがより好ましい。ここで、固有周期は、固有振動数の逆数である。また、「略同じ値」とは、固有周期に対して誤差範囲の程度ずれた値も許容することを意味する。例えば、固有周期に対してのずれが、固有周期の値に対して5%以内である場合にも、「略同じ値」としてよい。以降でも、「略同じ値」という記載は、同様の意味を指す。なお、固有周期(固有振動数の逆数)の値とは、固有振動数をf[Hz]とした場合、「1/f」[s]として表される。 In the second waveform, the length of the first period TA1 is preferably a value corresponding to the natural frequency of the first oscillating part 21. The first oscillating part 21 refers to the part of the optical path control mechanism 12 that oscillates relative to the support part 27 (in this embodiment, the optical member 20, the first movable part 31, and the coil 41). That is, the length of the first period TA1 is a value corresponding to the natural frequency of the part that oscillates relative to the support part 27. More specifically, the length of the first period TA1 is preferably approximately the same as the natural period of the first oscillating part 21, and more preferably the same as the natural period. Here, the natural period is the reciprocal of the natural frequency. Furthermore, "approximately the same value" means that a value that deviates from the natural period by an error range is also acceptable. For example, if the deviation from the natural period is within 5% of the value of the natural period, it may also be considered "approximately the same value". Hereafter, the description of "approximately the same value" will refer to the same meaning. The natural period (the reciprocal of the natural frequency) is expressed as "1/f" [s], where f [Hz] is the natural frequency.
第2波形においては、期間T1のうちの第2期間TB1において、電流値が第2電流値A2で保持される。第2期間TB1は、第1期間TA1より後であって第1期間TA1に連続する期間である。なお、第2電流値A2に保持されるとは、電流値が第2電流値A2から厳密に変化しないことに限定されず、電流値が第2電流値A2から所定値の範囲でずれることも含まれてよい。ここでの所定値は、任意に設定されてよいが、例えば第2電流値A2の10%の値であってよい。 In the second waveform, the current value is held at the second current value A2 during the second period TB1 within period T1. The second period TB1 is after the first period TA1 and is continuous with the first period TA1. Note that "held at the second current value A2" is not limited to the current value not changing exactly from the second current value A2; it may also include deviations of the current value from the second current value A2 within a predetermined range. This predetermined value can be arbitrarily set, but for example, it may be 10% of the second current value A2.
このように、第2波形においては、期間T1で、電流値が第1電流値A1から第2電流値A2に徐々に変化し、電流値が第2電流値A2に到達したら、電流値が第2電流値A2に保持される。 Thus, in the second waveform, during period T1, the current value gradually changes from the first current value A1 to the second current value A2, and once the current value reaches the second current value A2, it is held at the second current value A2.
第2波形においては、期間T2のうちの第3期間TA2で、電流値が、第2電流値A2から第1電流値A1まで変化する。第3期間TA2は、第2期間TB1より後であって第2期間TB1に連続する期間といえる。さらに言えば、第2波形においては、第3期間TA2で、電流値が第2電流値A2から第1電流値A1まで、時間の経過に従って直線状に変化する。すなわち、第2波形においては、第3期間TA2の開始タイミングで、電流値が第2電流値A3であり、その後電流値が第2電流値A2から直線状に変化して、第3期間TA2の終了タイミングで、電流値が第1電流値A1となる。 In the second waveform, during the third period TA2 of period T2, the current value changes from the second current value A2 to the first current value A1. The third period TA2 is after the second period TB1 and is a continuous period following the second period TB1. Furthermore, in the second waveform, during the third period TA2, the current value changes linearly over time from the second current value A2 to the first current value A1. That is, in the second waveform, at the start of the third period TA2, the current value is the second current value A3, and then changes linearly from the second current value A2, reaching the first current value A1 at the end of the third period TA2.
第2波形においては、第3期間TA2の長さは、第1揺動部21の固有振動数に対応する値であることが好ましい。より詳しくは、第3期間TA2の長さは、第1揺動部21の固有周期(固有振動数の逆数)と略同じ値であることが好ましく、固有周期と同じ値であることがより好ましい。第3期間TA2では、第3期間TA2の長さは、第1期間TA1の長さと等しい。 In the second waveform, the length of the third period TA2 is preferably a value corresponding to the natural frequency of the first oscillation section 21. More specifically, the length of the third period TA2 is preferably approximately the same as the natural period (the reciprocal of the natural frequency) of the first oscillation section 21, and more preferably the same as the natural period. In the third period TA2, the length of the third period TA2 is equal to the length of the first period TA1.
第2波形においては、期間T2のうちの第4期間TB2で、電流値が第1電流値A1で保持される。第4期間TB2は、第3期間TA2より後であって第3期間TA2に連続する期間である。また、第4期間TB2は、第1期間TA1より前であって第1期間TA1に連続する期間である。第4期間TB2は、第2期間TB1と等しい。なお、第1電流値A1に保持されるとは、電流値が第1電流値A1から厳密に変化しないことに限定されず、電流値が第1電流値A1から所定値の範囲でずれることも含まれてよい。ここでの所定値は、任意に設定されてよいが、例えば第1電流値A1の10%の値であってよい。 In the second waveform, the current value is held at the first current value A1 during the fourth period TB2 of period T2. The fourth period TB2 is after the third period TA2 and is continuous with the third period TA2. Furthermore, the fourth period TB2 is before the first period TA1 and is continuous with the first period TA1. The fourth period TB2 is equal to the second period TB1. Note that "held at the first current value A1" is not limited to the current value not changing exactly from the first current value A1, but may also include deviations of the current value from the first current value A1 within a predetermined range. This predetermined value can be arbitrarily set, but for example, it may be 10% of the first current value A1.
このように、第2波形においては、期間T2で、電流値が第2電流値A2から第1電流値A1に徐々に変化し、電流値が第1電流値A1に到達したら、電流値が第1電流値A1に保持される。 Thus, in the second waveform, during period T2, the current value gradually changes from the second current value A2 to the first current value A1, and once the current value reaches the first current value A1, it is held at the first current value A1.
以上のように、本実施形態においては、駆動信号の第2波形は台形状であり、電流値が変化する第1期間TA1、第3期間TA2が、揺動部12Aの固有振動数に対応する値となっている。 As described above, in this embodiment, the second waveform of the drive signal is trapezoidal, and the values during the first period TA1 and the third period TA2, when the current value changes, correspond to the natural frequencies of the oscillating part 12A.
なお、図9に示す破線は、光Lが照射される期間を示している。照射装置100は、第1期間TA1において光Lを照射せず、第2期間TB1において光Lを照射することが好ましい。また、照射装置100は、第3期間TA2において光Lを照射せず、第4期間TB2において光Lを照射することが好ましい。 The dashed line in Figure 9 indicates the period during which light L is irradiated. It is preferable that the irradiation device 100 does not irradiate with light L during the first period TA1, but irradiates with light L during the second period TB1. Furthermore, it is preferable that the irradiation device 100 does not irradiate with light L during the third period TA2, but irradiates with light L during the fourth period TB2.
(動きベクトルが閾値以下である場合の揺動パターン)
図10に示すように、第1揺動部21の揺動パターンとは、第1アクチュエータ25に駆動信号が印加されたときの、時間毎の第1揺動部21の変位角(第1揺動軸AXまわりの角度)を指す。図10では、揺動パターンが実線で示されている。
(Oscillation pattern when the motion vector is below the threshold)
As shown in Figure 10, the oscillation pattern of the first oscillation unit 21 refers to the displacement angle of the first oscillation unit 21 (angle around the first oscillation axis AX) over time when a drive signal is applied to the first actuator 25. In Figure 10, the oscillation pattern is shown by a solid line.
第2波形においては、第1期間TA1で、駆動信号の電流値が第1電流値A1から第2電流値A2まで変化する。これにより、第1揺動部21は、第1期間TA1において、変位角が、第1角度D1から第2角度D2まで変化する。ここで、第1角度D1と第2角度D2との中間位置0は、第1揺動部21の変位角が0となる位置である。 In the second waveform, during the first period TA1, the current value of the drive signal changes from the first current value A1 to the second current value A2. As a result, during the first period TA1, the displacement angle of the first oscillating part 21 changes from the first angle D1 to the second angle D2. Here, the intermediate position 0 between the first angle D1 and the second angle D2 is the position where the displacement angle of the first oscillating part 21 is 0.
第2波形においては、第2期間TB1で、駆動信号は、電流値が第2電流値A2に保持される。これにより、第1揺動部21は、第2期間TB1において、変位角が、第2角度D2に保持される。なお、第2角度D2に保持されるとは、変位角が第2角度D2から厳密に変化しないことに限定されず、変位角が第2角度D2から所定値の範囲でずれることも含まれてよい。ここでの所定値は、任意に設定されてよいが、例えば、第2角度D2の10%の値であってよい。 In the second waveform, during the second period TB1, the drive signal's current value is held at the second current value A2. As a result, the displacement angle of the first oscillating unit 21 is held at the second angle D2 during the second period TB1. Note that "held at the second angle D2" is not limited to the displacement angle not changing exactly from the second angle D2; it may also include the displacement angle deviating from the second angle D2 within a predetermined range. This predetermined value can be set arbitrarily, but for example, it may be 10% of the second angle D2.
第2波形においては、第3期間TA2で、駆動信号は、電流値が第2電流値A2から第1電流値A1まで変化する。これにより、第1揺動部21は、第3期間TA2において、変位角が、第2角度D2から第1角度D1まで変化する。 In the second waveform, during the third period TA2, the drive signal changes current from the second current value A2 to the first current value A1. As a result, during the third period TA2, the displacement angle of the first oscillating part 21 changes from the second angle D2 to the first angle D1.
第2波形においては、第4期間TB2で、駆動信号は、電流値が第1電流値A1に保持される。これにより、第1揺動部21は、第4期間TB2において、変位角が、第1角度D1に保持される。なお、第1角度D1に保持されるとは、変位角が第1角度D1から厳密に変化しないことに限定されず、変位角が第1角度D1から所定値の範囲でずれることも含まれてよい。ここでの所定値は、任意に設定されてよいが、例えば第1角度D1の10%の値であってよい。 In the second waveform, during the fourth period TB2, the drive signal's current value is held at the first current value A1. As a result, the displacement angle of the first oscillating part 21 is held at the first angle D1 during the fourth period TB2. Note that "held at the first angle D1" is not limited to the displacement angle not changing exactly from the first angle D1, but may also include deviations of the displacement angle from the first angle D1 within a predetermined range. This predetermined value can be set arbitrarily, but for example, it may be 10% of the first angle D1.
なお、光Lは、第2期間TB1、第4期間TB2において照射される。従って、第2期間TB1において、第2角度D2に保持された第1揺動部21に光Lが照射されて、光Lの光路が第1位置となる。第4期間TB2においては、第1角度D1に保持された第1揺動部21に光Lが照射されて、光Lの光路が第2位置にシフトして、画像が半画素分ずれる。 Furthermore, light L is irradiated during the second period TB1 and the fourth period TB2. Therefore, during the second period TB1, light L irradiates the first oscillating part 21, which is held at the second angle D2, causing the optical path of light L to be in the first position. During the fourth period TB2, light L irradiates the first oscillating part 21, which is held at the first angle D1, causing the optical path of light L to shift to the second position, resulting in a half-pixel shift in the image.
ここでは、駆動回路16からアクチュエータ12Bに印加される駆動信号として、第1アクチュエータ25に印加される駆動信号について説明した。第2アクチュエータ26に印加される駆動信号についても同様であることから説明は省略する。 Here, we have described the drive signal applied to the first actuator 25, which is applied from the drive circuit 16 to the actuator 12B. The drive signal applied to the second actuator 26 is similar, so its explanation is omitted.
(動きベクトルが閾値より大きい場合の駆動信号の波形)
図11は、動きベクトルが閾値より大きい場合の駆動信号の波形の一例を示すグラフであり、図12は、動きベクトルが閾値より大きい場合の揺動部の揺動パターンの一例を示すグラフである。
(Waveform of the drive signal when the motion vector is greater than the threshold)
Figure 11 is a graph showing an example of the waveform of the drive signal when the motion vector is greater than the threshold, and Figure 12 is a graph showing an example of the oscillation pattern of the oscillating part when the motion vector is greater than the threshold.
動きベクトルVが閾値より大きくなる場合には、周期Tが1フレーム分の表示期間に対応するように、駆動信号の波形(第1波形)が設定される。図11の例では、周期TがフレームF2に対応する。第1波形においては、第1期間TA1で、電流値がゼロに保持される。本実施形態では、デジタル回路14Aなどがデジタルのスイッチング回路を含むため、アクチュエータ12Bへの電流の供給を停止でき、電流の供給が停止されている期間が、電流値がゼロとされる期間となる。第1波形においては、第1期間TA1の長さが、揺動部12Aの固有振動数に対応する値となることが好ましい。より詳しくは、第1期間TA1の長さは、揺動部12Aの固有周期(固有振動数の逆数)の半分の値と略同じ値であることが好ましく、固有周期(固有振動数の逆数)の半分の値と同じ値であることがより好ましい。なお、固有周期の半分の値とは、固有振動数をf[Hz]とした場合、「1/(2・f)」[s]として表される。 When the motion vector V exceeds a threshold, the waveform of the drive signal (first waveform) is set so that the period T corresponds to the display period of one frame. In the example in Figure 11, the period T corresponds to frame F2. In the first waveform, the current value is held at zero during the first period TA1. In this embodiment, since the digital circuit 14A etc. includes a digital switching circuit, the supply of current to the actuator 12B can be stopped, and the period during which the current supply is stopped is the period during which the current value is set to zero. In the first waveform, it is preferable that the length of the first period TA1 corresponds to a value corresponding to the natural frequency of the oscillating part 12A. More specifically, it is preferable that the length of the first period TA1 is approximately the same as half the value of the natural period (reciprocal of the natural frequency) of the oscillating part 12A, and more preferably the same as half the value of the natural period (reciprocal of the natural frequency). Note that half the value of the natural period is expressed as "1/(2・f)" [s] when the natural frequency is f [Hz].
第1波形では、第2期間TB1において、電流値が、第2電流値A2で保持される。第2期間TB1は、第1期間TA1より後であって第1期間TA1に連続する期間である。すなわち、第2期間TB1の開始タイミング(第1期間TA1から第2期間TB1へ切り替わるタイミング)において、電流値が、ゼロから第2電流値A2に切り替わり、第2期間TB1の終了タイミングまで、電流値が第2電流値A2で保持される。 In the first waveform, the current value is held at the second current value A2 during the second period TB1. The second period TB1 is after the first period TA1 and is continuous with the first period TA1. That is, at the start of the second period TB1 (the timing of the switch from the first period TA1 to the second period TB1), the current value switches from zero to the second current value A2, and is held at the second current value A2 until the end of the second period TB1.
このように、第1波形では、期間T1における駆動信号は、第1期間TA1において電流値がゼロに保持されて、第2期間TB1の開始タイミングで電流値が第2電流値A2に切り替わり、第2期間TB1において電流値が第2電流値A2に保持される。 Thus, in the first waveform, the drive signal during period T1 has its current value held at zero during the first period TA1, switches to the second current value A2 at the start of the second period TB1, and maintains the current value at the second current value A2 during the second period TB1.
第1波形では、第3期間TA2においては、電流値がゼロに保持される。第3期間TA2は、第2期間TB1より後であって第2期間TB1に連続する期間といえる。すなわち、第3期間TA2の開始タイミング(第2期間TB1から第3期間TA2へ切り替わるタイミング)において、電流値が、第2電流値A2からゼロに切り替わり、第3期間TA2の終了タイミングまで、電流値がゼロで保持される。第1波形では、第3期間TA2の長さが、揺動部12Aの固有振動数に対応する値となることが好ましい。より詳しくは、第3期間TA2の長さは、揺動部12Aの固有周期(固有振動数の逆数)の半分の値と略同じ値であることが好ましく、固有周期(固有振動数の逆数)の半分の値と同じ値であることがより好ましい。本実施形態では、第3期間TA2の長さは、第1期間TA1の長さと等しい。 In the first waveform, the current value is held at zero during the third period TA2. The third period TA2 is a period that follows the second period TB1 and is continuous with the second period TB1. That is, at the start timing of the third period TA2 (the timing of the switch from the second period TB1 to the third period TA2), the current value switches from the second current value A2 to zero, and the current value is held at zero until the end timing of the third period TA2. In the first waveform, it is preferable that the length of the third period TA2 corresponds to the natural frequency of the oscillating part 12A. More specifically, it is preferable that the length of the third period TA2 is approximately the same as half the natural period (reciprocal of the natural frequency) of the oscillating part 12A, and more preferably the same as half the natural period (reciprocal of the natural frequency). In this embodiment, the length of the third period TA2 is equal to the length of the first period TA1.
第1波形では、第4期間TB2においては、電流値が、第1電流値A1で保持される。第4期間TB2は、第3期間TA2より後であって第3期間TA2に連続する期間である。すなわち、第4期間TB2の開始タイミング(第3期間TA2から第4期間TB2へ切り替わるタイミング)において、電流値が、ゼロから第1電流値A1に切り替わり、第4期間TB2の終了タイミングまで、電流値が第1電流値A1で保持される。 In the first waveform, during the fourth period TB2, the current value is held at the first current value A1. The fourth period TB2 is after the third period TA2 and is a continuous period following the third period TA2. That is, at the start of the fourth period TB2 (the timing of the switch from the third period TA2 to the fourth period TB2), the current value switches from zero to the first current value A1, and the current value is held at the first current value A1 until the end of the fourth period TB2.
このように、第1波形では、期間T2における駆動信号は、第3期間TA2において電流値がゼロに保持されて、第4期間TB2の開始タイミングで電流値が第1電流値A1に切り替わり、第4期間TB2において電流値が第1電流値A1に保持される。 Thus, in the first waveform, the drive signal during period T2 has its current value held at zero during the third period TA2, switches to the first current value A1 at the start of the fourth period TB2, and is held at the first current value A1 during the fourth period TB2.
なお、第1波形では、第4期間TB2に後続する第1期間TA1においては、上述のように電流値がゼロに保持される。すなわち、第1期間TA1の開始タイミング(第4期間TB2から第1期間TA1へ切り替わるタイミング)において、電流値が、第1電流値A1からゼロに切り替わり、第1期間TA1の終了タイミングまで、電流値がゼロで保持される。 Furthermore, in the first waveform, the current value is held at zero during the first period TA1, which follows the fourth period TB2, as described above. That is, at the start of the first period TA1 (the timing of the switch from the fourth period TB2 to the first period TA1), the current value switches from the first current value A1 to zero, and remains at zero until the end of the first period TA1.
図11の破線は、光Lが照射される期間を示している。照射装置100は、第1期間TA1において光Lを照射せず、第2期間TB1において光Lを照射することが好ましい。また、照射装置100は、第3期間TA2において光Lを照射せず、第4期間TB2において光Lを照射することが好ましい。 The dashed line in Figure 11 indicates the period during which light L is irradiated. It is preferable that the irradiation device 100 does not irradiate with light L during the first period TA1, but irradiates with light L during the second period TB1. Furthermore, it is preferable that the irradiation device 100 does not irradiate with light L during the third period TA2, but irradiates with light L during the fourth period TB2.
(動きベクトルが閾値より大きい場合の揺動パターン)
第1期間TA1の開始タイミングにおいて、第1波形では、電流値が第1電流値A1からゼロに切り替わり、第1期間TA1の終了タイミングまで、電流値がゼロに保持される。これにより、揺動部12Aは、第1期間TA1において、変位角が、第1角度D1から第2角度D2まで変化する。より詳しくは、第1角度D1まで捩られ第1電流値A1で保持されていた揺動部12Aは、電流がゼロになることで、捩りが解放されニュートラルの位置に戻り、さらに慣性力が働き、反対側の第2角度D2まで捩られることで、第2角度D2に到達する。
(Oscillation pattern when the motion vector is greater than the threshold)
At the start of the first period TA1, in the first waveform, the current value switches from the first current value A1 to zero, and the current value is held at zero until the end of the first period TA1. As a result, the displacement angle of the oscillating part 12A changes from the first angle D1 to the second angle D2 during the first period TA1. More specifically, the oscillating part 12A, which was twisted to the first angle D1 and held at the first current value A1, returns to the neutral position as the current becomes zero, and then, due to the acting inertial force, is twisted to the opposite side, the second angle D2, thus reaching the second angle D2.
第2期間TB1の開始タイミングにおいて、第1波形は、電流値がゼロから第2電流値A2に切り替わり、第2期間TB1の終了タイミングまで、電流値が第2電流値A2に保持される。これにより、揺動部12Aは、第2期間TB1において、変位角が、第2角度D2に保持される。すなわち、第2角度D2まで捩られた揺動部12Aは、ニュートラルに位置に戻ろうとする力と第2電流値A2による力が釣りあい、第2角度D2に保持される。 At the start of the second period TB1, the current value of the first waveform switches from zero to the second current value A2, and this current value is maintained at the second current value A2 until the end of the second period TB1. As a result, the displacement angle of the oscillating part 12A is maintained at the second angle D2 during the second period TB1. That is, the force attempting to return the oscillating part 12A to its neutral position balances the force due to the second current value A2, thus maintaining it at the second angle D2.
第3期間TA2の開始タイミングにおいて、第1波形では、電流値が第2電流値A2からゼロに切り替わり、第3期間TA2の終了タイミングまで、電流値がゼロに保持される。これにより、揺動部12Aは、第3期間TA2において、変位角が、第2角度D2から第1角度D1まで変化する。 At the start of the third period TA2, the current value in the first waveform switches from the second current value A2 to zero, and remains zero until the end of the third period TA2. As a result, the displacement angle of the oscillating part 12A changes from the second angle D2 to the first angle D1 during the third period TA2.
第4期間TB2の開始タイミングにおいて、第1波形では、電流値がゼロから第1電流値A1に切り替わり、第4期間TB2の終了タイミングまで、電流値が第1電流値A1に保持される。これにより、揺動部12Aは、第4期間TB2において、変位角が、第1角度D1に保持される。 At the start of the fourth period TB2, the current value in the first waveform switches from zero to the first current value A1, and the current value is maintained at the first current value A1 until the end of the fourth period TB2. As a result, the displacement angle of the oscillating part 12A is maintained at the first angle D1 during the fourth period TB2.
以上のように、本実施形態の例では、動きベクトルVが閾値より大きい場合には、階段状の第1波形の駆動信号が印加され、動きベクトルVが閾値以下の場合には、台形状の第2波形の駆動信号が印加される。第1波形及び第2波形のいずれにおいても、期間TA1、TA2で電流値が変化し、第2波形における期間TA1、TA2よりも、第1波形における期間TA1、TA2の方が短い。そのため、本実施形態の例で示した第1波形は、電流値の変化速度が、言い換えれば揺動部12Aの揺動速度が、第2波形よりも高いことが分かる。 As described above, in this embodiment, when the motion vector V is greater than the threshold, a step-shaped first waveform drive signal is applied, and when the motion vector V is less than or equal to the threshold, a trapezoidal second waveform drive signal is applied. In both the first and second waveforms, the current value changes during periods TA1 and TA2, and the periods TA1 and TA2 in the first waveform are shorter than those in the second waveform. Therefore, it can be seen that the rate of change of the current value, or in other words, the oscillation speed of the oscillating part 12A, is higher in the first waveform shown in this embodiment than in the second waveform.
なお、動きベクトルVに応じて設定される駆動信号の波形は、図8~図12の例に示したものに限られず、任意であってよい。また、上記の説明では、動きベクトルVに応じて設定される駆動信号の波形の種類が、2種類であったが、それに限られない。例えば、設定する駆動信号の波形の種類を、動きベクトルVに応じて、3種類以上としてもよい設定してもよい。この場合、制御部170は、動きベクトル(移動量)Vが大きいほど(サブフレーム数が多いほど)、揺動部の揺動速度が高くなるように(電流値の変化速度が高くなるように)、駆動信号の波形を設定することが好ましい。 Furthermore, the waveform of the drive signal set according to the motion vector V is not limited to those shown in the examples in Figures 8 to 12, but may be arbitrary. Also, although the above explanation described two types of drive signal waveforms set according to the motion vector V, this is not limited to two types. For example, three or more types of drive signal waveforms may be set according to the motion vector V. In this case, it is preferable for the control unit 170 to set the drive signal waveform such that the oscillation speed of the oscillation part increases (the rate of change of the current value increases) as the motion vector (amount of movement) V increases (the number of subframes increases).
また、本実施形態の例では、動きベクトルVについての閾値は、フレームや動き領域毎に固定された一定値であるが、それに限られず、動き領域毎に設定されてもよい。この場合例えば、制御部170は、動き領域の面積に基づいて、閾値を設定してよい。より好ましくは、制御部170は、動き領域の面積が大きい程、閾値を小さくしてもよい。これにより、動き領域が大きいほど、移動量が小さくても、揺動速度を高く設定できる。 Furthermore, in this embodiment, the threshold value for the motion vector V is a fixed constant value for each frame and motion region, but it is not limited to this and may be set for each motion region. In this case, for example, the control unit 170 may set the threshold value based on the area of the motion region. More preferably, the control unit 170 may set the threshold value smaller as the area of the motion region increases. This allows for a higher oscillation speed to be set even with a small amount of movement, as the motion region increases.
(動きベクトルに応じたサブフレームの設定)
本実施形態においては、以上説明したようにフレーム毎に駆動信号の波形を設定しつつ、フレーム毎にサブフレーム数も設定することが好ましい。サブフレーム数の設定方法は任意であってよいが、本実施形態では、動きベクトルVに基づいて、サブフレーム数を設定する。以下、具体的に説明する。
(Setting subframes according to motion vectors)
In this embodiment, it is preferable to set the waveform of the drive signal for each frame as described above, and also to set the number of subframes for each frame. The method for setting the number of subframes may be arbitrary, but in this embodiment, the number of subframes is set based on the motion vector V. This will be explained in detail below.
サブフレームを設定する際に、制御部170は、対象領域(動き領域)を抽出して、動き領域の動きベクトルVを算出する。動き領域の抽出及び動きベクトルVの算出方法は、駆動信号の波形の設定の際と同様であるため、説明を省略する。 When setting the subframe, the control unit 170 extracts the target region (motion region) and calculates the motion vector V of the motion region. The method for extracting the motion region and calculating the motion vector V is the same as when setting the waveform of the drive signal, so the explanation is omitted.
制御部170は、算出した動き領域の動きベクトルVに基づいて、第2フレームに対して、サブフレームの数を設定する。すなわち、制御部170は、第1フレームから第2フレームまでの期間における動き領域の動きベクトル(移動量)Vに基づいて、第2フレームのサブフレーム数を設定する。本実施形態においては、制御部170は、動き領域の動きベクトル(移動量)Vが、所定の閾値より大きいかを判断する。より詳しくは、制御部170は、動きベクトルVが閾値より大きい場合の、第2フレームのサブフレームの数を、動きベクトルVが閾値以下である場合の、第2フレームのサブフレームの数より、多くする。言い換えれば、制御部170は、動きベクトルVが閾値より大きい場合には、動画像を表示するとして、第2フレームのサブフレーム数を第1所定数に設定する。そして、制御部170は、動きベクトルVが閾値以下である場合には、静止画像を表示するとして、第2フレームのサブフレーム数を第1所定数よりも少ない第2所定数に設定する。なお、動き領域が複数ある場合には、それぞれの動き領域のうちで動きベクトル(移動量)Vが最大となる動きベクトルVを用いて、上記の判断を行う。また、ここでの閾値は任意に設定されてよい。図8の例では、動きベクトルVが閾値より大きいフレームF2~F4のサブフレームの数が、動きベクトルVが閾値以下となるフレームF5~F6のサブフレームの数より多くなっている。 The control unit 170 sets the number of subframes for the second frame based on the calculated motion vector V of the motion region. That is, the control unit 170 sets the number of subframes for the second frame based on the motion vector (amount of movement) V of the motion region during the period from the first frame to the second frame. In this embodiment, the control unit 170 determines whether the motion vector (amount of movement) V of the motion region is greater than a predetermined threshold. More specifically, the control unit 170 sets the number of subframes for the second frame to be greater than the number of subframes for the second frame when the motion vector V is less than or equal to the threshold, if the motion vector V is greater than the threshold. In other words, the control unit 170 sets the number of subframes for the second frame to a first predetermined number, assuming that a moving image will be displayed if the motion vector V is greater than the threshold. Then, the control unit 170 sets the number of subframes for the second frame to a second predetermined number, which is less than the first predetermined number, assuming that a still image will be displayed if the motion vector V is less than or equal to the threshold. Furthermore, if there are multiple motion regions, the above determination is made using the motion vector V that maximizes the motion vector (amount of movement) V within each motion region. The threshold value here can be set arbitrarily. In the example in Figure 8, the number of subframes F2-F4 where the motion vector V is greater than the threshold value is greater than the number of subframes F5-F6 where the motion vector V is less than or equal to the threshold value.
さらに言えば、制御部170は、動きベクトルVが閾値より大きい場合には、第2フレームに含まれる全ての画素がそれぞれのサブフレームのいずれかに含まれるように、サブフレームを設定することが好ましい。すなわち図8の例では、フレームF2においては、4つのサブフレーム2A、2B、2D、2Cが設定されており、フレームF2を構成する複数の画素A、B、C、Dのうち、画素Aがサブフレーム2Aに含まれ、画素BがサブフレームBに含まれ、画素Cがサブフレーム2Cに含まれ、画素Dがサブフレーム2Dに含まれることになる。フレームF3、F4についても同様であるため説明を省略する。 Furthermore, it is preferable that the control unit 170 configures the subframes such that all pixels included in the second frame are included in one of the respective subframes when the motion vector V is greater than the threshold. That is, in the example in Figure 8, four subframes 2A, 2B, 2D, and 2C are configured for frame F2. Of the multiple pixels A, B, C, and D that constitute frame F2, pixel A is included in subframe 2A, pixel B in subframe B, pixel C in subframe 2C, and pixel D in subframe 2D. The same applies to frames F3 and F4, so their explanation is omitted.
また、制御部170は、動きベクトルVが閾値以下である場合には、第2フレームに含まれる一部の画素のみがそれぞれのサブフレームのいずれかに含まれるように、サブフレームを設定することが好ましい。またこの場合、制御部170は、その第2フレームに後続するフレーム(第3フレーム)において、第2フレームのサブフレームに含まれなかった画素とは異なる画素が、それぞれのサブフレームのいずれかに含まれるように、サブフレームを設定することが好ましい。すなわち図8の例では、フレームF5においては、2つのサブフレーム5A、5Bが設定されており、フレームF5を構成する複数の画素A、B、C、Dのうち、画素Aがサブフレーム5Aに含まれ、画素Bがサブフレーム5Bに含まれ、画素Cがサブフレーム2Cに含まれる。そして、フレームF6においては、サブフレーム6D、6Cが設定され、フレームF5を構成する複数の画素A、B、C、Dのうち、サブフレーム5A、5Bに含まれなかった画素Dがサブフレーム6Dに含まれ、画素Cがサブフレーム6Cに含まれる。なお、同一ライン上(横並び)に限られず、画素Aと画素D、画素Bと画素Cの組合せであってもよい。 Furthermore, when the motion vector V is below a threshold, it is preferable for the control unit 170 to set the subframes such that only some of the pixels included in the second frame are included in one of the respective subframes. In this case, it is also preferable for the control unit 170 to set the subframes such that in the frame following the second frame (the third frame), pixels different from those not included in the subframes of the second frame are included in one of the respective subframes. That is, in the example in Figure 8, in frame F5, two subframes 5A and 5B are set. Of the multiple pixels A, B, C, and D constituting frame F5, pixel A is included in subframe 5A, pixel B is included in subframe 5B, and pixel C is included in subframe 2C. Then, in frame F6, subframes 6D and 6C are set. Of the multiple pixels A, B, C, and D constituting frame F5, pixel D, which was not included in subframes 5A and 5B, is included in subframe 6D, and pixel C is included in subframe 6C. Note that this is not limited to the same line (horizontally arranged); combinations of pixel A and pixel D, and pixel B and pixel C are also acceptable.
なお、図8の例では、動きベクトルVが閾値より大きい場合のサブフレーム数(第1所定数)が4つ、動きベクトルVが閾値以下の場合のサブフレーム数(第2所定数)が2つであったが、第1所定数及び第2所定数は、これに限られず任意の数であってよい。ただし、第1所定数及び第2所定数は、揺動軸の数に応じて設定されることが好ましい。また、本実施形態の例では、サブフレームの数が、第1所定数又は第2所定数の2種類の数のいずれかに設定されるが、それに限られない。例えば、設定するサブフレームの数を、動きベクトルVに応じて、任意の3種類以上の数のいずれかに設定してもよい。この場合、制御部170は、動きベクトル(移動量)Vが大きいほど、サブフレームの数を大きくすることが好ましい。例えば、動きベクトルVが第1閾値以下である場合には、サブフレームの数を1個とし、動きベクトルVが第1閾値より大きく、かつ、第1閾値より高い値の第2閾値以下である場合には、サブフレームの数を2個とし、動きベクトルVが第2閾値より大きい場合には、サブフレームの数を4個としてよい。 In the example shown in Figure 8, the number of subframes (first predetermined number) was 4 when the motion vector V was greater than the threshold, and the number of subframes (second predetermined number) was 2 when the motion vector V was less than or equal to the threshold. However, the first and second predetermined numbers are not limited to these and may be any number. However, it is preferable that the first and second predetermined numbers be set according to the number of pivot axes. Furthermore, in this embodiment, the number of subframes is set to either the first predetermined number or the second predetermined number, but is not limited to these two. For example, the number of subframes to be set may be set to any three or more arbitrary numbers according to the motion vector V. In this case, it is preferable for the control unit 170 to increase the number of subframes as the motion vector (amount of movement) V increases. For example, if the motion vector V is less than or equal to the first threshold, the number of subframes may be 1; if the motion vector V is greater than the first threshold and less than or equal to the second threshold (a value higher than the first threshold), the number of subframes may be 2; and if the motion vector V is greater than the second threshold, the number of subframes may be 4.
また、本実施形態の例では、動きベクトルVについての閾値は、フレームや動き領域毎に固定された一定値であるが、それに限られず、動き領域毎に設定されてもよい。この場合例えば、制御部170は、動き領域の面積に基づいて、閾値を設定してよい。より好ましくは、制御部170は、動き領域の面積が大きい程、閾値を小さくしてもよい。これにより、動き領域が大きいほど、移動量が小さくてもサブフレームの数が多くされることとなる。 Furthermore, in this embodiment, the threshold value for the motion vector V is a fixed constant value for each frame and motion region, but it is not limited to this and may be set for each motion region. In this case, for example, the control unit 170 may set the threshold value based on the area of the motion region. More preferably, the control unit 170 may set the threshold value smaller as the area of the motion region increases. This results in a larger number of subframes even with small amounts of movement, as the motion region increases.
制御部170は、第2フレームについてのサブフレームの数を設定したら、設定したサブフレームに含ませる画素を、言い換えれば、サブフレームの表示期間において画像データに基づいた画像を表示させる対象となる画素を、サブフレーム毎に設定する。 The control unit 170, after setting the number of subframes for the second frame, sets the pixels to be included in the set subframes—in other words, the pixels that will be used to display an image based on the image data during the display period of each subframe—for each subframe.
(サブフレーム毎の画像の表示)
第2フレームについてのサブフレームを設定したら、制御部170は、設定したサブフレームの情報を、映像信号処理回路160に出力する。これにより、制御部170は、第2フレームを表示する時間内に、第2フレームに対して設定されたサブフレームに含まれる画像データの画像が表示されるように、映像信号処理回路160に、表示素子106を制御させる。さらに言えば、制御部170は、第2フレームを表示する時間内に、第2フレームに対して設定されたそれぞれのサブフレームが順次表示されるように、映像信号処理回路160に、表示素子106を制御させる。以下、サブフレーム毎の画像の表示について、より詳細に説明する。
(Display of images for each subframe)
Once a subframe for the second frame is set, the control unit 170 outputs the information of the set subframe to the video signal processing circuit 160. This causes the control unit 170 to instruct the video signal processing circuit 160 to control the display element 106 so that the image data contained in the subframe set for the second frame is displayed within the time it takes to display the second frame. Furthermore, the control unit 170 instructs the video signal processing circuit 160 to control the display element 106 so that each subframe set for the second frame is displayed sequentially within the time it takes to display the second frame. The display of images for each subframe will be explained in more detail below.
(動きベクトルが閾値より大きい場合の画像表示)
図13は、動きベクトルが閾値より大きい場合の画像表示の例を示す模式図である。本実施形態では、動きベクトルVが閾値より大きい場合、表示対象となる第2フレームにおいては、第2フレームに含まれる全ての画素がそれぞれのサブフレームのいずれかに含まれるように、サブフレームが設定される。そして、映像信号処理回路160は、第2フレームが表示される時間において、第2フレームについて設定されたサブフレームが順次表示されるように表示素子106R、106G、106Bを制御する。そして、制御回路14は、映像信号処理回路160から入力された同期信号に基づいて、第1波形の駆動信号を生成する。駆動回路16は、この第1波形の駆動信号に基づいてアクチュエータ12Bを駆動し、揺動部12Aを揺動させる。以下、具体的に説明する。
(Image display when the motion vector is greater than the threshold)
Figure 13 is a schematic diagram showing an example of image display when the motion vector is greater than a threshold. In this embodiment, when the motion vector V is greater than a threshold, the subframes are set so that all pixels included in the second frame are included in one of the subframes in the second frame to be displayed. The video signal processing circuit 160 then controls the display elements 106R, 106G, and 106B so that the subframes set for the second frame are displayed sequentially during the time the second frame is displayed. The control circuit 14 then generates a first waveform drive signal based on the synchronization signal input from the video signal processing circuit 160. The drive circuit 16 drives the actuator 12B based on this first waveform drive signal, causing the oscillating part 12A to oscillate. A detailed explanation follows below.
図8及び13の例では、映像信号処理回路160は、第2フレーム(ここではフレームF2)を表示する時間(60Hz)内に、4個に分割したサブフレーム2A、2B、2D、2Cが順次表示されるように、表示素子106R、106G、106Bを制御する。このとき、各サブフレーム2A、2B、2D、2Cを表示する時間は、第2フレームを表示する時間(60Hz)の1/4の時間(240Hz)である。 In the examples shown in Figures 8 and 13, the video signal processing circuit 160 controls the display elements 106R, 106G, and 106B so that the four subframes 2A, 2B, 2D, and 2C are displayed sequentially within the time (60 Hz) for displaying the second frame (frame F2 in this case). At this time, the time for displaying each subframe 2A, 2B, 2D, and 2C is 1/4 of the time (240 Hz) for displaying the second frame (60 Hz).
このとき、図2、図8、図13に示すように、制御回路14は、映像信号処理回路160から入力された同期信号に基づいて第1波形の駆動信号を生成し、駆動回路16は、駆動信号に基づいてアクチュエータ25、26を駆動する。つまり、図8に示すように、サブフレーム2Aを表示するとき、駆動回路16は、期間T1における第1波形に対応する駆動信号(図11参照)を印加する。すると、図13に示すように、第2アクチュエータ26は、光学部材20を第2揺動軸BXまわりに揺動し、画像位置P0を第1揺動軸AX方向に1/2画素ずらしたA動作状態とする。すなわち、画像位置P0がABX方向における一方ABXaにずれた画像位置P1に画像を表示する。 At this time, as shown in Figures 2, 8, and 13, the control circuit 14 generates a first waveform drive signal based on the synchronization signal input from the video signal processing circuit 160, and the drive circuit 16 drives the actuators 25 and 26 based on the drive signal. That is, as shown in Figure 8, when displaying subframe 2A, the drive circuit 16 applies a drive signal (see Figure 11) corresponding to the first waveform in period T1. Then, as shown in Figure 13, the second actuator 26 swings the optical member 20 around the second oscillation axis BX, setting the image position P0 to an A operation state where it is shifted by 1/2 pixel in the direction of the first oscillation axis AX. In other words, the image is displayed at image position P1, which is shifted to one side ABXa in the ABX direction from image position P0.
その後、図8に示すように、サブフレーム2Bを表示するとき、駆動回路16は、期間T1における第1波形に対応する駆動信号(図11参照)の印加を続ける。すると、図13に示すように、第2アクチュエータ26は、光学部材20を第2揺動軸BXまわりに揺動し、画像位置P1を第1揺動軸AX方向に1/2画素ずらしたB動作状態とする。すなわち、画像位置P0がABX方向における一方ABXbにずれた画像位置P2に画像を表示する。 Subsequently, as shown in Figure 8, when displaying subframe 2B, the drive circuit 16 continues to apply the drive signal (see Figure 11) corresponding to the first waveform during period T1. Then, as shown in Figure 13, the second actuator 26 oscillates the optical element 20 around the second oscillation axis BX, shifting the image position P1 by 1/2 pixel in the direction of the first oscillation axis AX, resulting in operation state B. That is, the image is displayed at image position P2, where image position P0 has shifted to one side ABXb in the ABX direction.
その後、図8に示すように、サブフレーム2Dを表示するとき、駆動回路16は、期間T2における第1波形に対応する駆動信号(図11参照)を印加する。すると、図13に示すように、第1アクチュエータ25は、光学部材20(図3参照)を第1揺動軸AXまわりに揺動し、画像位置P2を第2揺動軸BX方向に1/2画素ずらし、D動作状態とする。すなわち、画像位置P0がABX方向における一方ABXdにずれた画像位置P3に画像を表示する。 Subsequently, as shown in Figure 8, when displaying subframe 2D, the drive circuit 16 applies a drive signal (see Figure 11) corresponding to the first waveform during period T2. Then, as shown in Figure 13, the first actuator 25 pivots the optical element 20 (see Figure 3) around the first pivot axis AX, shifting the image position P2 by 1/2 pixel in the direction of the second pivot axis BX, resulting in the D operation state. That is, the image is displayed at image position P3, where the image position P0 has shifted to one direction ABXd in the ABX direction.
その後、図8に示すように、サブフレーム2Cを表示するとき、駆動回路16は、期間T2における第1波形に対応する駆動信号(図11参照)の印加を続ける。すると、図13に示すように、第2アクチュエータ26は、光学部材20を第2揺動軸BXまわりに揺動し、画像位置P3を第1揺動軸AX方向に1/2画素ずらしたC動作状態とする。すなわち、画像位置P0がABX方向における一方ABXcにずれた画像位置P4に画像を表示する。 Subsequently, as shown in Figure 8, when displaying subframe 2C, the drive circuit 16 continues to apply the drive signal (see Figure 11) corresponding to the first waveform during period T2. Then, as shown in Figure 13, the second actuator 26 oscillates the optical element 20 around the second oscillation axis BX, shifting the image position P3 by 1/2 pixel in the direction of the first oscillation axis AX, resulting in the C operation state. That is, the image is displayed at image position P4, where the image position P0 has shifted to one side ABXc in the ABX direction.
(動きベクトルが閾値以下の場合の画像表示)
図14及び図15は、動きベクトルが閾値以下の場合の画像表示の例を示す模式図である。本実施形態では、動きベクトルVが閾値以下の場合、表示対象となる第2フレームにおいては、第2フレームに含まれる一部のみの画素がそれぞれのサブフレームのいずれかに含まれるように、かつ、その第2フレームに後続するフレーム(第3フレーム)において、第2フレームのサブフレームに含まれなかった画素とは異なる画素が、それぞれのサブフレームのいずれかに含まれるように、サブフレームを設定する。そして、映像信号処理回路160は、第2フレームが表示される時間において、第2フレームについて設定されたサブフレームが順次表示されるように表示素子106R、106G、106Bを制御し、第3フレームが表示される時間において、第3フレームについて設定されたサブフレームが順次表示されるように表示素子106R、106G、106Bを制御する。そして、制御回路14は、映像信号処理回路160から入力された同期信号に基づいて、第2波形の駆動信号を生成する。駆動回路16は、この第2波形の駆動信号に基づいてアクチュエータ12Bを駆動し、揺動部12Aを揺動させる。以下、具体的に説明する。
(Image display when the motion vector is below the threshold)
Figures 14 and 15 are schematic diagrams showing an example of image display when the motion vector is below a threshold. In this embodiment, when the motion vector V is below a threshold, the subframes are set such that in the second frame to be displayed, only a portion of the pixels included in the second frame are included in one of the subframes, and in the frame following the second frame (third frame), pixels different from those not included in the subframes of the second frame are included in one of the subframes. The video signal processing circuit 160 controls the display elements 106R, 106G, and 106B so that the subframes set for the second frame are displayed sequentially during the time the second frame is displayed, and controls the display elements 106R, 106G, and 106B so that the subframes set for the third frame are displayed sequentially during the time the third frame is displayed. The control circuit 14 generates a second waveform drive signal based on the synchronization signal input from the video signal processing circuit 160. The drive circuit 16 drives the actuator 12B based on this second waveform drive signal, causing the oscillating part 12A to oscillate. The following provides a detailed explanation.
図8及び図14に示すように、映像信号処理回路160は、第2フレーム(ここではフレームF5)を表示する時間(60Hz)内に、4個に分割したサブフレーム5A,5B,5C,5Dのうち、2個のサブフレーム5A,5B(第1サブフレーム群)が順次表示されるように表示素子106R,106G,106Bを制御する。このとき、各サブフレーム5A,5Bを表示する時間は、フレームF5を表示する時間(60Hz)の1/2の時間(120Hz)である。続いて、図8及び図15に示すように、映像信号処理回路160は、第3フレーム(ここではフレームF6)を表示する時間(60Hz)内に、4個に分割したサブフレーム6A,6B,6C,6Dのうち、2個のサブフレーム6D,6C(第2サブフレーム群)が順次表示されるように表示素子106R,106G,106Bを制御する。このとき、各サブフレーム6D,2Cを表示する時間は、第2フレームを表示する時間(60Hz)の1/2の時間(120Hz)である。 As shown in Figures 8 and 14, the video signal processing circuit 160 controls the display elements 106R, 106G, and 106B so that two of the four divided subframes 5A, 5B, 5C, and 5D (the first subframe group) are displayed sequentially within the time (60 Hz) for displaying the second frame (here, frame F5). At this time, the time for displaying each subframe 5A and 5B is half the time (120 Hz) for displaying frame F5 (60 Hz). Subsequently, as shown in Figures 8 and 15, the video signal processing circuit 160 controls the display elements 106R, 106G, and 106B so that two of the four divided subframes 6A, 6B, 6C, and 6D (the second subframe group) are displayed sequentially within the time (60 Hz) for displaying the third frame (here, frame F6). In this case, the time it takes to display each subframe 6D and 2C is half the time it takes to display the second frame (60 Hz) (120 Hz).
このとき、図2、図8、図14に示すように、制御回路14は、映像信号処理回路160から入力された同期信号に基づいて第2波形の駆動信号を生成し、駆動回路16は、駆動信号に基づいてアクチュエータ25、26を駆動する。つまり、図8に示すように、サブフレーム5Aを表示するとき、駆動回路16は、第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26に、期間T1における第2波形に対応する駆動信号(図9参照)を印加する。すると、図14に示すように、第2アクチュエータ26は、光学部材20を第2揺動軸BXまわりに揺動し、画像位置P0を第1揺動軸AX方向に1/2画素ずらしたA動作状態とする。すなわち、画像位置P0がABX方向における一方ABXaにずれた画像位置P1に画像を表示する。 At this time, as shown in Figures 2, 8, and 14, the control circuit 14 generates a second waveform drive signal based on the synchronization signal input from the video signal processing circuit 160, and the drive circuit 16 drives the actuators 25 and 26 based on the drive signal. That is, as shown in Figure 8, when displaying subframe 5A, the drive circuit 16 applies a drive signal (see Figure 9) corresponding to the second waveform during period T1 to the first actuator 25 and the second actuator 26. Then, as shown in Figure 14, the second actuator 26 swings the optical member 20 around the second oscillation axis BX, setting the image position P0 to an A operation state where it is shifted by 1/2 pixel in the direction of the first oscillation axis AX. In other words, the image is displayed at image position P1, which is shifted to one side ABXa in the ABX direction from image position P0.
その後、図8に示すように、サブフレーム5Bを表示するとき、駆動回路16は、期間T1における第2波形に対応する駆動信号(図9参照)の印加を続ける。すると、図14に示すように、第2アクチュエータ26は、光学部材20を第2揺動軸BXまわりに揺動し、画像位置P1を第1揺動軸AX方向に1/2画素ずらしたB動作状態とする。すなわち、画像位置P0がABX方向における一方ABXbにずれた画像位置P2に画像を表示する。 Subsequently, as shown in Figure 8, when displaying subframe 5B, the drive circuit 16 continues to apply the drive signal (see Figure 9) corresponding to the second waveform during period T1. Then, as shown in Figure 14, the second actuator 26 pivots the optical element 20 around the second pivot axis BX, shifting the image position P1 by 1/2 pixel in the direction of the first pivot axis AX, resulting in the B operation state. That is, the image is displayed at image position P2, where image position P0 has shifted to one side ABXb in the ABX direction.
その後、図8に示すように、サブフレーム6Dを表示するとき、駆動回路16は、期間T2における第2波形に対応する駆動信号(図9参照)を印加する。すると、図15に示すように、第1アクチュエータ25は、光学部材20(図3参照)を第1揺動軸AXまわりに揺動し、画像位置P2を第2揺動軸BX方向に1/2画素ずらし、D動作状態とする。すなわち、画像位置P0がABX方向における一方ABXdにずれた画像位置P3に画像を表示する。 Subsequently, as shown in Figure 8, when displaying subframe 6D, the drive circuit 16 applies a drive signal (see Figure 9) corresponding to the second waveform during period T2. Then, as shown in Figure 15, the first actuator 25 pivots the optical element 20 (see Figure 3) around the first pivot axis AX, shifting the image position P2 by 1/2 pixel in the direction of the second pivot axis BX, resulting in the D operation state. That is, the image is displayed at image position P3, where image position P0 has shifted by one direction ABXd in the ABX direction.
その後、図8に示すように、サブフレーム6Cを表示するとき、駆動回路16は、期間T2における第2波形に対応する駆動信号(図9参照)の印加を続ける。すると、図14に示すように、第2アクチュエータ26は、光学部材20を第2揺動軸BXまわりに揺動し、画像位置P3を第1揺動軸AX方向に1/2画素ずらしたC動作状態とする。すなわち、画像位置P0がABX方向における一方ABXcにずれた画像位置P4に画像を表示する。 Subsequently, as shown in Figure 8, when displaying subframe 6C, the drive circuit 16 continues to apply the drive signal (see Figure 9) corresponding to the second waveform during period T2. Then, as shown in Figure 14, the second actuator 26 pivots the optical element 20 around the second pivot axis BX, shifting the image position P3 by 1/2 pixel in the direction of the first pivot axis AX, resulting in the C operation state. That is, the image is displayed at image position P4, where image position P0 has shifted to one side ABXc in the ABX direction.
以上説明したように、本実施形態においては、動き領域の動きベクトルVに基づいて、そのフレームにおける駆動信号の波形を設定する。このように、動き領域の動きベクトルVから駆動信号の波形を設定するため、動きベクトルVに応じて、すなわち動画像であるかの判定結果に基づいて、駆動信号の波形を設定できるため、揺動部12Aを適切に揺動しつつ、動画像を適切に表示できる。さらに言えば、本実施形態においては、動きベクトルVが閾値より大きい場合の揺動部12Aの揺動速度が、動きベクトルVが閾値以下である場合の揺動速度よりも高くなるように、駆動信号の波形を設定する。そのため、例えば動きベクトルVが大きい動画像である場合には、揺動速度を高くして、フレームレートを高くしつつ階調値を擬似的に向上させて、動画像を滑らかに表示させることができる。一方、サブフレーム数が多い場合には、1つのサブフレームの期間が短くなるため、揺動部12Aの揺動速度を速くする必要が生じ、疲労により光路制御装置10の機械的な寿命が短くなるおそれがある。それに対して、本実施形態においては、動きベクトルVが低い静止画像である場合には、揺動速度を低くすることで、疲労を抑制して、寿命を短くすることを抑制できる。 As explained above, in this embodiment, the waveform of the drive signal in a frame is set based on the motion vector V of the motion region. In this way, since the waveform of the drive signal is set from the motion vector V of the motion region, the waveform of the drive signal can be set according to the motion vector V, that is, based on the determination result of whether or not it is a moving image, so that the oscillating unit 12A can be oscillated appropriately and the moving image can be displayed appropriately. Furthermore, in this embodiment, the waveform of the drive signal is set so that the oscillation speed of the oscillating unit 12A when the motion vector V is greater than the threshold is higher than the oscillation speed when the motion vector V is less than or equal to the threshold. Therefore, for example, in the case of a moving image with a large motion vector V, the oscillation speed can be increased to increase the frame rate and artificially improve the gradation value, so that the moving image can be displayed smoothly. On the other hand, when there are many subframes, the duration of one subframe becomes shorter, so it becomes necessary to increase the oscillation speed of the oscillating unit 12A, and there is a risk that the mechanical life of the optical path control device 10 will be shortened due to fatigue. In contrast, in this embodiment, when the motion vector V is low for a static image, reducing the oscillation speed can suppress fatigue and prevent a shortened lifespan.
(他の例)
以上の説明では、動きベクトルVが閾値より大きい場合には、駆動信号の波形を、図11に示したような階段状とし、動きベクトルVが閾値以下である場合には、駆動信号の波形を、図9で示したような台形状としたが、これらの駆動信号の波形は一例である。以下、駆動信号の波形の他の例を説明する。
(Other examples)
In the above explanation, when the motion vector V is greater than the threshold, the waveform of the drive signal is a step-like shape as shown in Figure 11, and when the motion vector V is less than or equal to the threshold, the waveform of the drive signal is a trapezoidal shape as shown in Figure 9. However, these drive signal waveforms are just examples. Other examples of drive signal waveforms will be explained below.
図16は、駆動信号の波形の他の例を示すグラフであり、図17は、揺動部の揺動パターンの他の例を示すグラフである。例えば、動きベクトルVが閾値より大きい場合には、図16に示すような駆動信号の波形を、第1波形として設定してもよい。図16に示すように、本例の駆動信号の波形では、第1期間TA1において、電流値を第2電流値A2に保持した後、電流値を第1電流値A1に保持する。すなわち、第1期間TA1のうちの期間TA1aにおいては、電流値が第2電流値A2に保持され、第1期間TA1のうちの期間TA1bにおいては、電流値が第1電流値A1に保持される。期間TA1bは、期間TA1aより後であって期間TA1aに連続する期間である。すなわち、期間TA1bの開始タイミング(期間TA1aから期間TA1bへ切り替わるタイミング)において、電流値が、第2電流値A2から第1電流値A1に切り替わり、期間TA1bの終了タイミングまで、電流値が第1電流値A1で保持される。 Figure 16 is a graph showing another example of the drive signal waveform, and Figure 17 is a graph showing another example of the oscillation pattern of the oscillating part. For example, if the motion vector V is greater than the threshold, the drive signal waveform shown in Figure 16 may be set as the first waveform. As shown in Figure 16, in the drive signal waveform of this example, in the first period TA1, the current value is held at the second current value A2, and then held at the first current value A1. That is, in period TA1a of the first period TA1, the current value is held at the second current value A2, and in period TA1b of the first period TA1, the current value is held at the first current value A1. Period TA1b is a period that is after period TA1a and continuous with period TA1a. In other words, at the start of period TA1b (the timing of the switch from period TA1a to period TA1b), the current value switches from the second current value A2 to the first current value A1, and the current value is maintained at the first current value A1 until the end of period TA1b.
第1期間TA1の長さは、揺動部12Aの固有振動数に対応する値であることが好ましい。第1期間TA1の長さは、揺動部12Aの固有周期(固有振動数の逆数)の三分の一の値と略同じ値であることが好ましく、固有周期の三分の一の値と同じ値であることがより好ましい。なお、固有周期(固有振動数の逆数)の三分の一の値とは、固有振動数をf[Hz]とした場合、「1/(3・f)」[s]として表される。 The length of the first period TA1 is preferably a value corresponding to the natural frequency of the oscillating part 12A. The length of the first period TA1 is preferably approximately the same as one-third of the natural period (the reciprocal of the natural frequency) of the oscillating part 12A, and more preferably the same as one-third of the natural period. Note that one-third of the natural period (the reciprocal of the natural frequency) is expressed as "1/(3・f)" [s], where the natural frequency is f [Hz].
さらに言えば、第1期間TA1のうちの、期間TA1aの長さと、期間TA1bの長さとは、揺動部12Aの固有振動数に対応する値となっている。期間TA1aの長さと、期間TA1bの長さとは、同じであることが好ましい。より詳しくは、期間TA1aの長さと、期間TA1bの長さとは、揺動部12Aの固有周期(固有振動数の逆数)の六分の一の値と略同じ値であることが好ましく、固有周期の六分の一の値と同じ値であることがより好ましい。なお、固有振動数の逆数の六分の一の値とは、固有振動数をf[Hz]とした場合、「1/(6・f)」[s]として表される。 Furthermore, within the first period TA1, the lengths of period TA1a and period TA1b correspond to the natural frequencies of the oscillating part 12A. It is preferable that the lengths of period TA1a and period TA1b are the same. More specifically, it is preferable that the lengths of period TA1a and period TA1b are approximately equal to one-sixth of the natural period (the reciprocal of the natural frequency) of the oscillating part 12A, and more preferably they are exactly the same as one-sixth of the natural period. Note that one-sixth of the reciprocal of the natural frequency is expressed as "1/(6・f)" [s], where the natural frequency is f [Hz].
本例の駆動信号の波形では、第2期間TB1において、電流値が、第2電流値A2で保持される。第2期間TB1は、第1期間TA1(期間TA1b)より後であって第1期間TA1(期間TA1b)に連続する期間である。すなわち、第2期間TB1の開始タイミング(期間TA1bから第2期間TB1へ切り替わるタイミング)において、電流値が、第1電流値A1から第2電流値A2に切り替わり、第2期間TB1の終了タイミングまで、電流値が第2電流値A2で保持される。 In this example's drive signal waveform, the current value is held at the second current value A2 during the second period TB1. The second period TB1 is after the first period TA1 (period TA1b) and is a continuous period following the first period TA1 (period TA1b). That is, at the start of the second period TB1 (the timing of the switch from period TA1b to the second period TB1), the current value switches from the first current value A1 to the second current value A2, and is held at the second current value A2 until the end of the second period TB1.
このように、本例では、期間T1における駆動信号は、期間TA1aにおいて電流値が第2電流値A2に保持され、期間TA1bにおいて電流値が第1電流値A1に切り替わって保持され、第2期間TB1において電流値が第2電流値A2に切り替わって保持される。 Thus, in this example, the drive signal during period T1 has its current value held at the second current value A2 during period TA1a, switched to and held at the first current value A1 during period TA1b, and switched to and held at the second current value A2 during the second period TB1.
本例の駆動信号の波形では、第3期間TA2において、電流値を第1電流値A1に保持した後、電流値を第2電流値A2に保持する。すなわち、第3期間TA2のうちの期間TA2aの開始タイミング(第2期間TB1から期間TA2aへ切り替わるタイミング)で、電流値が第2電流値A2から第1電流値A1に切り替わり、期間TA2aの終了タイミングまで、第1電流値A1に保持される。期間TA2bは、期間TA2aより後であって期間TA2aに連続する期間である。すなわち、期間TA2bの開始タイミング(期間TA2aから期間TA2bへ切り替わるタイミング)において、電流値が、第1電流値A1から第2電流値A2に切り替わり、期間TA2bの終了タイミングまで、電流値が第2電流値A2で保持される。 In this example's drive signal waveform, during the third period TA2, the current value is held at the first current value A1, and then held at the second current value A2. That is, at the start of period TA2a within the third period TA2 (the timing of the switch from the second period TB1 to period TA2a), the current value switches from the second current value A2 to the first current value A1, and is held at the first current value A1 until the end of period TA2a. Period TA2b is after period TA2a and is continuous with period TA2a. That is, at the start of period TA2b (the timing of the switch from period TA2a to period TA2b), the current value switches from the first current value A1 to the second current value A2, and is held at the second current value A2 until the end of period TA2b.
第3期間TA2の長さは、揺動部12Aの固有振動数に対応する値であることが好ましい。第3期間TA2の長さは、揺動部12Aの固有周期(固有振動数の逆数)の三分の一の値と略同じ値であることが好ましく、固有周期の三分の一の値と同じ値であることがより好ましい。本実施形態では、第3期間TA2の長さは、第1期間TA1の長さと等しい。 The length of the third period TA2 is preferably a value corresponding to the natural frequency of the oscillating part 12A. Preferably, the length of the third period TA2 is approximately the same as one-third of the natural period (the reciprocal of the natural frequency) of the oscillating part 12A, and more preferably, it is the same as one-third of the natural period. In this embodiment, the length of the third period TA2 is equal to the length of the first period TA1.
さらに言えば、第3期間TA2のうちの、期間TA2aの長さと、期間TA2bの長さとは、揺動部12Aの固有振動数に対応する値となっている。期間TA2aの長さと、期間TA2bの長さとは、同じであることが好ましい。より詳しくは、期間TA2aの長さと、期間TA2bの長さとは、揺動部12Aの固有振動数の逆数の六分の一の値と略同じ値であることが好ましく、固有周期の六分の一の値と同じ値であることがより好ましい。本実施形態では、期間TA2aの長さは、期間TA1aの長さと等しく、期間TA2bの長さは、期間TA1bの長さと等しい。 Furthermore, within the third period TA2, the lengths of period TA2a and period TA2b correspond to values that match the natural frequencies of the oscillating section 12A. It is preferable that the lengths of period TA2a and period TA2b are the same. More specifically, it is preferable that the lengths of period TA2a and period TA2b are approximately equal to one-sixth of the reciprocal of the natural frequency of the oscillating section 12A, and more preferably equal to one-sixth of the natural period. In this embodiment, the length of period TA2a is equal to the length of period TA1a, and the length of period TA2b is equal to the length of period TA1b.
本例の駆動信号の波形では、第4期間TB2において、電流値が、第1電流値A1で保持される。第4期間TB2は、第3期間TA2(期間TA2b)より後であって第3期間TA2(期間TA2b)に連続する期間である。すなわち、第4期間TB2の開始タイミング(期間TA2bから第4期間TB2へ切り替わるタイミング)において、電流値が、第2電流値A2から第1電流値A1に切り替わり、第4期間TB2の終了タイミングまで、電流値が第1電流値A1で保持される。 In this example's drive signal waveform, the current value is held at the first current value A1 during the fourth period TB2. The fourth period TB2 is after the third period TA2 (period TA2b) and is a continuous period following the third period TA2 (period TA2b). That is, at the start of the fourth period TB2 (the timing of the switch from period TA2b to the fourth period TB2), the current value switches from the second current value A2 to the first current value A1, and the current value is held at the first current value A1 until the end of the fourth period TB2.
このように、本例では、期間T2における駆動信号は、期間TA2aにおいて電流値が第1電流値A1に保持され、期間TA2bにおいて電流値が第2電流値A2に切り替わって保持され、第4期間TB2において電流値が第1電流値A1に切り替わって保持される。 Thus, in this example, the drive signal during period T2 has its current value held at the first current value A1 during period TA2a, switched to and held at the second current value A2 during period TA2b, and switched back to and held at the first current value A1 during the fourth period TB2.
なお、第4期間TB2に後続する期間TA1aにおいては、上述のように電流値が第2電流値A2に保持される。すなわち、期間TA1aの開始タイミング(第4期間TB2から期間TA1aへ切り替わるタイミング)において、電流値が、第1電流値A1から第2電流値A2に切り替わり、期間TA1aの終了タイミングまで、電流値が第2電流値A2で保持される。 Furthermore, in period TA1a, which follows the fourth period TB2, the current value is held at the second current value A2, as described above. That is, at the start of period TA1a (the timing of the switch from the fourth period TB2 to period TA1a), the current value switches from the first current value A1 to the second current value A2, and is held at the second current value A2 until the end of period TA1a.
本例では以上のような波形の駆動信号が印加されるため、図17に示すように、揺動部12Aは、第1期間TA1(期間TA1a、TA1b)において、変位角が、第1角度D1から第2角度D2まで変化する。より詳しくは、第1角度D1で捩り戻ろうとする力に対して、第2電流値A2で戻ろうとする方向に更に力を加えて、揺動部12Aを、第2角度D2方向に加速する。そのままだと慣性により第2角度D2より更に捩られてしまうため、本実施形態ではその後に第1電流値A1を流すことでブレーキを掛ける。このため、揺動部12Aを高速に揺動させることができる。 In this example, a drive signal with the waveform described above is applied. As shown in Figure 17, the displacement angle of the oscillating part 12A changes from the first angle D1 to the second angle D2 during the first period TA1 (periods TA1a and TA1b). More specifically, against the force trying to twist back at the first angle D1, a further force is applied in the direction of the return using the second current value A2, accelerating the oscillating part 12A towards the second angle D2. Since inertia would cause it to twist further beyond the second angle D2, in this embodiment, the first current value A1 is then applied to act as a brake. Therefore, the oscillating part 12A can be made to oscillate at high speed.
第2期間TB1の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第1電流値A1から第2電流値A2に切り替わり、第2期間TB1の終了タイミングまで、電流値が第2電流値A2に保持される。これにより、揺動部12Aは、第2期間TB1において、変位角が、第2角度D2に保持される。 At the start of the second period TB1, the drive signal switches the current value from the first current value A1 to the second current value A2, and the current value is held at the second current value A2 until the end of the second period TB1. As a result, the displacement angle of the oscillating part 12A is maintained at the second angle D2 during the second period TB1.
駆動信号は、期間TA2aの開始タイミングにおいて、電流値が第2電流値A2から第1電流値A1に切り替わり、期間TA2aの終了タイミングまで電流値が第1電流値A1に保持され、期間TA2bの開始タイミングにおいて、電流値が第1電流値A1から第2電流値A2に切り替わり、期間TA2bの終了タイミングまで電流値が第2電流値A2に保持される。これにより、揺動部12Aは、第3期間TA2(期間TA2a、TA2b)において、変位角が、第2角度D2から第1角度D1まで変化する。 The drive signal switches the current value from the second current value A2 to the first current value A1 at the start of period TA2a, and the current value is held at the first current value A1 until the end of period TA2a. At the start of period TA2b, the current value switches from the first current value A1 to the second current value A2, and the current value is held at the second current value A2 until the end of period TA2b. As a result, the displacement angle of the oscillating part 12A changes from the second angle D2 to the first angle D1 during the third period TA2 (periods TA2a and TA2b).
第4期間TB2の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第2電流値A2から第1電流値A1に切り替わり、第4期間TB2の終了タイミングまで、電流値が第1電流値A1に保持される。これにより、揺動部12Aは、第4期間TB2において、変位角が、第1角度D1に保持される。 At the start of the fourth period TB2, the drive signal switches the current value from the second current value A2 to the first current value A1, and the current value is held at the first current value A1 until the end of the fourth period TB2. As a result, the displacement angle of the oscillating part 12A is maintained at the first angle D1 during the fourth period TB2.
なお、これまでで、駆動信号の波形の例を3種類説明したが、これらの波形を、動きベクトルVに応じて、次のように設定してよい。すなわち例えば、上述の実施形態で説明したように、動きベクトルVが閾値以下である場合に、図9に示したような台形状とし、動きベクトルVが閾値より大きい場合に、図11に示したような階段状としてもよい。また例えば、上述の別例で説明したように、動きベクトルVが閾値以下である場合に、図9に示したような台形状とし、動きベクトルVが閾値より大きい場合に、図16に示したような形状としてもよい。また例えば、動きベクトルVが閾値以下である場合に、図11に示したような階段状とし、動きベクトルVが閾値より大きい場合に、図16に示したような形状としてもよい。また例えば、動きベクトルVが第1閾値以下である場合には、図9に示したような台形状とし、動きベクトルVが第1閾値より大きく、かつ、第1閾値より高い値の第2閾値以下である場合には、図11に示したような階段状とし、動きベクトルVが第2閾値より大きい場合には、図16に示したような形状としてよい。 Three examples of drive signal waveforms have been described so far, but these waveforms may be set according to the motion vector V as follows. That is, for example, as described in the above embodiment, when the motion vector V is below the threshold, a trapezoidal shape as shown in Figure 9 may be used, and when the motion vector V is greater than the threshold, a stepped shape as shown in Figure 11 may be used. Also, for example, as described in the other example above, when the motion vector V is below the threshold, a trapezoidal shape as shown in Figure 9 may be used, and when the motion vector V is greater than the threshold, a shape as shown in Figure 16 may be used. Also, for example, when the motion vector V is below the threshold, a stepped shape as shown in Figure 11 may be used, and when the motion vector V is greater than the threshold, a shape as shown in Figure 16 may be used. Furthermore, for example, when the motion vector V is below the first threshold, a trapezoidal shape as shown in Figure 9 may be used, when the motion vector V is greater than the first threshold and below a second threshold higher than the first threshold, a stepped shape as shown in Figure 11 may be used, and when the motion vector V is greater than the second threshold, a shape as shown in Figure 16 may be used.
また、以上の説明では、画素A、B、D、Cの順で表示されるようにサブフレームを設定していたが、表示される画素の順番はそれに限られず任意であってよい。図18は、表示される画素の順番の他の例を示す模式図である。例えば図18のように、画素A、D、B、Cの順で表示されるように、サブフレームを設定してもよい。 Furthermore, while the above explanation assumed that the subframes were set to display pixels A, B, D, and C in that order, the order in which pixels are displayed is not limited to this and can be arbitrary. Figure 18 is a schematic diagram showing another example of the order in which pixels are displayed. For example, as shown in Figure 18, the subframes may be set to display pixels A, D, B, and C in that order.
[実施形態2]
実施形態2では、動き領域の抽出方法と、動きベクトルVの取得方法が、実施形態1とは異なる。実施形態2において、実施形態1と同様の構成及び処理は、説明を省略する。
[Embodiment 2]
In Embodiment 2, the method for extracting the motion region and the method for obtaining the motion vector V differ from those in Embodiment 1. In Embodiment 2, the same configurations and processes as in Embodiment 1 will not be described.
実施形態2においては、制御部170は、第1フレームの画像データと第2フレームの画像データとを取得する。そして、制御部170は、第1フレームの画像データと第2フレームの画像データとに基づき(第1フレームの画像データと第2フレームの画像データとを比較して)、動きベクトルV及び動き領域を算出する。具体的には、制御部170は、第1フレームの画像データと第2フレームの画像データとに基づき、画像データのうちで動いている領域を、すなわち動きベクトルVが発生している領域を、動き領域として抽出する。すなわち、実施形態2においては、制御部170は、第1フレームの画像データと第2フレームの画像データとに基づいて動きベクトルVを算出して、動きベクトルVが所定値より大きい(例えばゼロより大きい)領域を、動き領域として抽出する。なお、サブフレームの設定に、動き量と動き方向との両方を含む動きベクトルVを用いることに限られず、第1フレームと第2フレーム間の動きの大きさ(動き量)だけをサブフレーム数の設定に使用してもよい。実施形態2における動きベクトルVの算出方法は任意であってよく、既知の手法を用いてもよい。例えば、動きベクトルVの算出に、ブロックマッチング法を用いてよい。ブロックマッチング法では、例えば画像を複数のブロックに区分して、第1フレームと第2フレームとの相関演算をブロック毎に行って、その相関演算における相関値から、動きベクトルVを算出する。そして、動きベクトルVが所定値より大きいブロックを、動き領域として算出してよい。また、実施例2における動き領域、動きベクトルV及び動き量は、図示しない通信部を介して外部の装置から取得してもよい。また、動き領域は、動きベクトルVが発生している領域に限らず、動き量が発生している領域を動き領域としてもよい。 In Embodiment 2, the control unit 170 acquires image data from the first frame and image data from the second frame. The control unit 170 then calculates a motion vector V and a motion region based on the image data from the first frame and the second frame (by comparing the image data from the first frame and the second frame). Specifically, the control unit 170 extracts the moving region from the image data, i.e., the region where the motion vector V is generated, as the motion region, based on the image data from the first frame and the second frame. That is, in Embodiment 2, the control unit 170 calculates the motion vector V based on the image data from the first frame and the second frame, and extracts the region where the motion vector V is greater than a predetermined value (for example, greater than zero) as the motion region. Note that the setting of subframes is not limited to using a motion vector V that includes both the amount of movement and the direction of movement; only the magnitude of the movement (amount of movement) between the first frame and the second frame may be used to set the number of subframes. The method for calculating the motion vector V in Embodiment 2 may be arbitrary, and known methods may be used. For example, a block matching method may be used to calculate the motion vector V. In the block matching method, for instance, the image is divided into multiple blocks, and a correlation calculation is performed between the first and second frames for each block. The motion vector V is then calculated from the correlation value obtained in this calculation. Blocks where the motion vector V is greater than a predetermined value may then be calculated as the motion region. Furthermore, the motion region, motion vector V, and motion amount in Embodiment 2 may be acquired from an external device via a communication unit (not shown). Also, the motion region is not limited to the region where the motion vector V is generated; it may also be the region where the motion amount is generated.
[実施形態3]
実施形態3では、サブフレームの数に基づいて、揺動部の揺動速度を設定する点が、上記実施形態とは異なる。実施形態3において、上記実施形態と同様の構成及び処理は、説明を省略する。
[Embodiment 3]
Embodiment 3 differs from the above embodiment in that the oscillation speed of the oscillation unit is set based on the number of subframes. In Embodiment 3, the same configurations and processes as in the above embodiment will not be described.
図19は、実施形態3に係る表示装置の回路構成を模式的に示すブロック図である。制御部170は、サブフレーム設定部172を有する。 Figure 19 is a schematic block diagram showing the circuit configuration of the display device according to Embodiment 3. The control unit 170 includes a subframe setting unit 172.
サブフレーム設定部172は、フレーム毎のサブフレームの数を設定する。サブフレーム設定部172は、任意の方法でサブフレーム数を設定してよい。例えば、サブフレーム設定部172は、実施形態1又は実施形態2のように算出された動き領域及び動きベクトルVに基づいて、サブフレーム数を設定してよい。また例えば、サブフレーム設定部172は、表示装置によって表示される番組(コンテンツ)のカテゴリー(種類)の情報を取得して、番組のカテゴリーに応じて、サブフレーム数を設定してよい。サブフレーム設定部172は、任意の方法で番組のカテゴリーの情報を取得してよく、例えば、制御部170が有する記憶部に記憶されている番組のカテゴリーを読み出してもよいし、制御部170が有する通信部を介して、番組のカテゴリーが記憶されているサーバと通信して番組のカテゴリーを取得してもよいし、画像データから、公知の方法でカテゴリーを分類してもよい。 The subframe setting unit 172 sets the number of subframes for each frame. The subframe setting unit 172 may set the number of subframes using any method. For example, the subframe setting unit 172 may set the number of subframes based on the calculated motion region and motion vector V, as in Embodiment 1 or Embodiment 2. Alternatively, the subframe setting unit 172 may acquire information about the category (type) of the program (content) displayed by the display device and set the number of subframes according to the program category. The subframe setting unit 172 may acquire the program category information using any method; for example, it may read the program category stored in the memory unit of the control unit 170, or it may acquire the program category by communicating with a server where the program category is stored via the communication unit of the control unit 170, or it may classify the category from the image data using a known method.
サブフレーム設定部172は、番組のカテゴリーに応じて、任意の基準でサブフレーム数を設定してよい。例えば、スポーツや映画等動きが多い又は高解像度が良いと予想されるカテゴリーの番組を再生する際は、サブフレーム数を多く設定してよい。また例えば、情報番組等動きが少ない又は低解像度でも良いと予想されるカテゴリーの番組の場合は、デバイスの寿命を優先して、サブフレーム数を少なく設定してよい。 The subframe setting unit 172 may set the number of subframes according to any criteria depending on the program category. For example, when playing programs in categories where there is a lot of movement or where high resolution is expected, such as sports or movies, the number of subframes may be set to be high. Conversely, for programs in categories where there is little movement or where low resolution is expected, such as information programs, the number of subframes may be set to be low in order to prioritize the lifespan of the device.
制御部170は、サブフレームの数に基づいて、揺動部12Aの揺動速度を設定する。例えば、制御部170は、すなわちサブフレーム数が所定の閾値より多い場合の、揺動部12Aの揺動速度が、サブフレーム数が所定の閾値以下である場合の、揺動部12Aの揺動速度よりも高くなるように、揺動部12Aの揺動速度を設定する。そして、制御部170は、揺動速度に適した駆動信号の波形を、すなわち設定した揺動速度を実現できる駆動信号の波形を選択して、その波形の駆動信号を印加する。 The control unit 170 sets the oscillation speed of the oscillation unit 12A based on the number of subframes. For example, the control unit 170 sets the oscillation speed of the oscillation unit 12A such that when the number of subframes exceeds a predetermined threshold, the oscillation speed of the oscillation unit 12A is higher than when the number of subframes is less than or equal to the predetermined threshold. Then, the control unit 170 selects a drive signal waveform suitable for the oscillation speed—that is, a drive signal waveform that can achieve the set oscillation speed—and applies a drive signal with that waveform.
(効果)
以上説明したように、本実施形態に係る光路制御装置10は、光が入射する光学部材(光学部)20を有する揺動部12Aと、揺動部12Aを揺動可能なアクチュエータ12Bと、駆動信号をアクチュエータ12Bに印加することで、アクチュエータ12Bに揺動部12Aを揺動させて光路を制御する駆動回路(駆動部)16と、駆動回路16を制御する制御部170と、を備え、制御部170は、画像を表示するフレーム毎に、フレームの画像データに含まれる画素のうちの一部の画素を表示するサブフレームの数を設定し、サブフレームの数に基づいて、揺動部12Aの揺動速度を設定する。その結果、揺動部12Aを適切に揺動させつつ、動画像を適切に表示できる。
(effect)
As described above, the optical path control device 10 according to this embodiment includes a oscillating unit 12A having an optical element (optical part) 20 into which light is incident, an actuator 12B capable of oscillating the oscillating unit 12A, a drive circuit (drive unit) 16 that controls the optical path by causing the actuator 12B to oscillate the oscillating unit 12A by applying a drive signal to the actuator 12B, and a control unit 170 that controls the drive circuit 16. The control unit 170 sets the number of subframes that display some of the pixels included in the image data of the frame for each frame in which an image is displayed, and sets the oscillation speed of the oscillating unit 12A based on the number of subframes. As a result, the oscillating unit 12A can be oscillated appropriately while the moving image can be displayed appropriately.
本実施形態の光路制御装置10によれば、制御部170は、サブフレームが所定の閾値より多い場合の、駆動信号による揺動部12Aの揺動速度が、サブフレームが所定の閾値以下の場合の、駆動信号による揺動部12Aの揺動速度より高くする。その結果、サブフレーム数が多い動画像である場合には、揺動速度を高くして、フレームレートを高くしつつ階調値を擬似的に向上させて、動画像を滑らかに表示させることができる。また、サブフレーム数が少ない画像においては、揺動速度を低くして、デバイスの寿命を向上できる。 According to the optical path control device 10 of this embodiment, the control unit 170 sets the oscillation speed of the oscillation unit 12A driven by the drive signal to be higher when the number of subframes exceeds a predetermined threshold than when the number of subframes is below the predetermined threshold. As a result, in the case of a moving image with a large number of subframes, the oscillation speed is increased to increase the frame rate while simultaneously artificially improving the gradation value, allowing for smoother display of the moving image. Furthermore, in the case of an image with a small number of subframes, the oscillation speed can be reduced to improve the device's lifespan.
また、制御部170は、第1フレームにおける画像データと、第1フレームより後の第2フレームにおける画像データとから、共通する対象を示す動き領域を抽出し、第1フレームでの動き領域と第2フレームでの動き領域との動きベクトルを取得し、動きベクトルに基づいて、第2フレームにおけるサブフレームの数と、揺動部12Aの揺動速度とを設定する。動きベクトルに基づいて揺動速度を設定することで、揺動部12Aを適切に揺動させつつ、動画像を適切に表示できる。 Furthermore, the control unit 170 extracts motion regions representing common objects from the image data in the first frame and the image data in the second frame (which follows the first frame). It then obtains motion vectors between the motion regions in the first and second frames, and based on these motion vectors, sets the number of subframes in the second frame and the oscillation speed of the oscillation unit 12A. By setting the oscillation speed based on the motion vectors, the oscillation unit 12A can be appropriately oscillated while the moving image is displayed appropriately.
また、本実施形態に係る表示装置1は、光路制御装置10と、画像データに基づいて表示素子106を制御する映像信号処理回路(処理部)160と、を有し、制御部170は、フレームを表示する時間内に、そのフレームに対して設定されたサブフレームが表示されるように映像信号処理回路160に表示素子106を制御させる。その結果、動きベクトルVが低い静止画像である場合には、揺動速度を低くすることで、疲労を抑制して、寿命を短くすることを抑制できる。 Furthermore, the display device 1 according to this embodiment includes an optical path control device 10 and a video signal processing circuit (processing unit) 160 that controls the display element 106 based on image data. The control unit 170 causes the video signal processing circuit 160 to control the display element 106 so that a subframe set for that frame is displayed within the time it takes to display the frame. As a result, in the case of a still image with a low motion vector V, reducing the oscillation speed can suppress fatigue and prevent a shortened lifespan.
また、本実施形態に係る光路制御方法は、光Lが入射する光学部材(光学部)20を有する揺動部12Aを揺動可能なアクチュエータ12Bに駆動信号を印加することで光路を制御する光路制御方法であって、画像を表示するフレーム毎に、フレームの画像データに含まれる画素のうちの一部の画素を表示するサブフレームの数を設定するステップと、サブフレームの数に基づいて、揺動部12Aの揺動速度を設定するステップと、を含む。その結果、揺動部12Aを適切に揺動させつつ、動画像を適切に表示できる。 Furthermore, the optical path control method according to this embodiment is an optical path control method that controls the optical path by applying a drive signal to an actuator 12B capable of oscillating a oscillating unit 12A having an optical element (optical part) 20 into which light L is incident. The method includes the steps of: setting the number of subframes that display a portion of the pixels included in the image data of a frame for each frame in which an image is displayed; and setting the oscillation speed of the oscillating unit 12A based on the number of subframes. As a result, the oscillating unit 12A can be appropriately oscillated while the moving image is displayed appropriately.
なお、上述した実施形態では、光学部材20を第1揺動軸AXに沿う第1軸部23により揺動自在に支持すると共に、第2揺動軸BXに沿う第2軸部24により揺動自在に支持する構成としたが、構成に限定されるものではない。 In the embodiment described above, the optical member 20 is supported so as to be pivotable by a first shaft portion 23 along the first pivot axis AX and by a second shaft portion 24 along the second pivot axis BX. However, the configuration is not limited to this.
これまで本発明に係る表示装置1について説明したが、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。 Although the display device 1 according to the present invention has been described so far, it may be implemented in various other forms besides those described above.
図示した表示装置1の各構成要素は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていなくてもよい。すなわち、各装置の具体的形態は、図示のものに限られず、各装置の処理負担や使用状況などに応じて、その全部または一部を任意の単位で機能的または物理的に分散または統合してもよい。 The components of the illustrated display device 1 are functionally conceptual and do not necessarily have to be physically configured as shown. In other words, the specific form of each device is not limited to those shown; depending on the processing load and usage conditions of each device, all or part of them may be functionally or physically distributed or integrated in any unit.
表示装置1の構成は、例えば、ソフトウェアとして、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。上記実施形態では、これらのハードウェアまたはソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックとして説明した。すなわち、これらの機能ブロックについては、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、または、それらの組合せによって種々の形で実現できる。 The configuration of the display device 1 is realized, for example, as software, such as a program loaded into memory. In the above embodiment, these were described as functional blocks realized through the cooperation of hardware and software. That is, these functional blocks can be realized in various forms using hardware alone, software alone, or a combination thereof.
上記した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものを含む。さらに、上記した構成は適宜組み合わせが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において構成の種々の省略、置換または変更が可能である。 The above-described components include those that are readily conceivable to those skilled in the art, and those that are substantially identical. Furthermore, the above-described components can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions, or modifications of the components are possible without departing from the spirit of the present invention.
1 表示装置
10 光路制御装置
12 光路制御機構
12A 揺動部
12B アクチュエータ
14 制御回路
16 駆動回路(駆動部)
20 光学部材(光学部)
21 第1揺動部
22 第2揺動部
23 第1軸部
24 第2軸部
25 第1アクチュエータ
26 第2アクチュエータ
27 支持部
31 第1可動部
32 第2可動部
100 照射装置
106 表示素子
160 映像信号処理回路(処理部)
170 制御部
A1 第1電流値
A2 第2電流値
AX 第1揺動軸
BX 第2揺動軸
D1 第1角度
D2 第2角度
L 光
TA1、TA2 第1期間
TB1、TB2 第2期間
V 動きベクトル
1 Display device 10 Optical path control device 12 Optical path control mechanism 12A Oscillating part 12B Actuator 14 Control circuit 16 Drive circuit (drive part)
20. Optical components (optical parts)
21 First oscillating part 22 Second oscillating part 23 First shaft part 24 Second shaft part 25 First actuator 26 Second actuator 27 Support part 31 First movable part 32 Second movable part 100 Irradiation device 106 Display element 160 Video signal processing circuit (processing unit)
170 Control Unit A1 First current value A2 Second current value AX First oscillation axis BX Second oscillation axis D1 First angle D2 Second angle L Light TA1, TA2 First period TB1, TB2 Second period V Motion vector
Claims (4)
前記揺動部を揺動可能なアクチュエータと、
駆動信号を前記アクチュエータに印加することで、前記アクチュエータに前記揺動部を揺動させて光路を制御する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
第1フレームにおける画像データと、前記第1フレームより後の第2フレームにおける前記画像データとから動き量を取得し、
前記動き量が所定の閾値よりも大きい場合は前記第2フレームのサブフレームの数を第1所定数に設定し、前記動き量が前記所定の閾値以下である場合は前記第1所定数よりも少ない第2所定数に設定し、
前記サブフレームの数に基づいて、前記揺動部の揺動速度を設定する、
光路制御装置。 A rocking part having an optical section into which light is incident,
The aforementioned swinging part is provided with a swingable actuator,
A drive unit controls the optical path by applying a drive signal to the actuator, thereby causing the actuator to oscillate the oscillating part,
A control unit that controls the drive unit,
Equipped with,
The control unit,
The amount of motion is obtained from the image data in the first frame and the image data in the second frame which is after the first frame.
If the amount of movement is greater than a predetermined threshold, the number of subframes of the second frame is set to a first predetermined number, and if the amount of movement is less than or equal to the predetermined threshold, it is set to a second predetermined number which is less than the first predetermined number.
Based on the number of subframes, the oscillation speed of the oscillating part is set.
Optical path control device.
請求項1に記載の光路制御装置。 The optical path control device according to claim 1, wherein the control unit makes the oscillation speed of the oscillation unit higher when the subframe is greater than a predetermined threshold than the oscillation speed of the oscillation unit when the subframe is less than or equal to the threshold.
前記画像データに基づいて表示素子を制御する処理部と、を有し、
前記制御部は、
フレームを表示する時間内に、前記フレームに対して設定された前記サブフレームが表示されるように前記処理部に前記表示素子を制御させる、
表示装置。 The optical path control device according to claim 1 or claim 2,
The system includes a processing unit that controls a display element based on the image data,
The control unit,
The processing unit is instructed to control the display element so that the subframe set for the frame is displayed within the time frame the frame is displayed.
Display device.
第1フレームにおける画像データと、前記第1フレームより後の第2フレームにおける前記画像データとから動き量を取得するステップと、
前記動き量が所定の閾値よりも大きい場合は前記第2フレームのサブフレームの数を第1所定数に設定し、前記動き量が前記所定の閾値以下である場合は前記第1所定数よりも少ない第2所定数に設定するステップと、
前記サブフレームの数に基づいて、前記揺動部の揺動速度を設定するステップと、
を含む、
光路制御方法。 An optical path control method that controls the optical path by applying a drive signal to an actuator capable of swinging a swinging part having an optical part into which light is incident,
A step of obtaining the amount of motion from the image data in the first frame and the image data in the second frame which is later than the first frame,
If the amount of movement is greater than a predetermined threshold, the number of subframes of the second frame is set to a first predetermined number, and if the amount of movement is less than or equal to the predetermined threshold, it is set to a second predetermined number which is less than the first predetermined number.
The steps include setting the oscillation speed of the oscillating part based on the number of subframes,
including,
Optical path control method.
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