(57)【要約】【課題】画素ずらしによる解像度向上をより効率的に実現可能な投写装置およびその制御方法、投写システムを提供すること。【解決手段】  複数の光学変調素子の変調率を制御し、複数の光学像を生成する。複数の光学像に対して、期間に応じて適用される第１の画素ずらしと、期間にかかわらず適用される第２の画素ずらしとを適用して投写する。第１の画素ずらしと、第２の画素ずらしとは、量または方向を異ならせる。【選択図】  図１
2019066775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示画像によって複数の光学変調素子の変調率を制御し、複数の光学像を生成する複数の生成手段と、
前記複数の光学像に対して、第１の期間に第１の画素ずらしを適用し、第２の期間に前記第１の画素ずらしを適用しない複数の第１の画素ずらし手段と、
前記第１の期間および前記第２の期間に前記複数の第１の画素ずらし手段を透過した複数の光学像を、投写面上で第２の画素ずらしが適用されて観察されるように投写する第２の画素ずらし手段と、
を有し、
前記第１の画素ずらしと、前記第２の画素ずらしとは、量または方向が異なることを特徴とする投写装置。
【請求項２】
前記第１の画素ずらしの方向が水平方向および垂直方向の一方であり、前記第２の画素ずらしの方向が水平方向および垂直方向のもう一方であり、
前記第１の画素ずらしおよび前記第２の画素ずらしの量が前記光学変調素子の画素ピッチの１／２であることを特徴とする請求項１に記載の投写装置。
【請求項３】
前記第１の画素ずらしの方向が斜め４５度方向であり、前記第２の画素ずらしの方向が水平方向または垂直方向であり、
前記第１の画素ずらしおよび前記第２の画素ずらしの量が前記光学変調素子の画素ピッチの１／２であることを特徴とする請求項１に記載の投写装置。
【請求項４】
前記第１の画素ずらしおよび前記第２の画素ずらしの方向が同一の斜め４５度方向であり、
前記第１の画素ずらしの量が前記光学変調素子の画素ピッチの１／２および１／４の一方であり、前記第２の画素ずらしの量が前記光学変調素子の画素ピッチの１／２および１／４のもう一方でることを特徴とする請求項１に記載の投写装置。
【請求項５】
前記複数の第１の画素ずらし手段は、前記複数の光学像の光路を屈折させる光学部材を用いて、前記第１の期間に前記複数の光学像に対して前記第１の画素ずらしを適用することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の投写装置。
【請求項６】
前記複数の第１の画素ずらし手段は、前記第１の期間と前記第２の期間とで前記光学部材が異なる状態になるように前記光学部材を駆動することを特徴とする請求項５に記載の投写装置。
【請求項７】
前記第２の画素ずらし手段は、前記複数の第１の画素ずらし手段を透過した複数の光学像に前記第２の画素ずらしを適用して光学的に合成して投写することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投写装置。
【請求項８】
前記第２の画素ずらし手段は、前記複数の第１の画素ずらし手段を透過した複数の光学像を別個に投写する複数の投写光学系を有し、前記複数の投写光学系の投写位置を異ならせることによって投写面上で前記第２の画素ずらしを適用することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投写装置。
【請求項９】
前記第１の期間と前記第２の期間とが、前記投写装置の入力画像の１フレーム期間を構成することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の投写装置。
【請求項１０】
前記複数の表示画像それぞれのフレームレートが、前記投写装置の入力画像のフレームレートの２倍であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の投写装置。
【請求項１１】
複数の光学変調素子を用いて複数の光学像を生成する生成手段と、
前記複数の光学像に対して、期間に応じて適用される第１の画素ずらしと、期間にかかわらず適用される第２の画素ずらしとを適用する画素ずらし手段と、
画素ずらし手段から出力される光学像を投写する投写手段と、を有し、
前記第１の画素ずらしと、前記第２の画素ずらしとは、量または方向が異なることを特徴とする投写装置。
【請求項１２】
複数の投写装置を有する投写システムであって、
前記複数の投写装置の各々は、
表示画像によって光学変調素子の変調率を制御し、光学像を生成する生成手段と、
前記光学像に対して、第１の期間に第１の画素ずらしを適用し、第２の期間に前記第１の画素ずらしを適用しない複数の第１の画素ずらし手段と、
前記第１の画素ずらし手段を透過した光学像を投写する投写手段と、
を有し、
前記複数の投写装置の投写位置が、前記複数の投写装置が投写する複数の光学像が第２の画素ずらしが適用されて投写面上で合成されるように調整されており、
前記第１の画素ずらしと、前記第２の画素ずらしとは、量または方向が異なることを特徴とする投写システム。
【請求項１３】
前記複数の投写装置と通信可能に接続された情報処理装置をさらに有し、
前記情報処理装置は、
前記投写面の撮像画像から、前記複数の投写装置の投写領域のずれを算出し、
前記複数の投写装置の少なくとも一方の投写光学系の光軸を移動させて、前記複数の投写装置の投写位置が、投写される複数の光学像に前記第２の画素ずらしを適用する位置となるように調整する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の投写システム。
【請求項１４】
投写装置の制御方法であって、
複数の表示画像によって複数の光学変調素子の変調率を制御し、複数の光学像を生成する生成工程と、
前記複数の光学像に対して、第１の期間に第１の画素ずらしを適用し、第２の期間に前記第１の画素ずらしを適用しない複数の第１の画素ずらし工程と、
前記第１の期間および前記第２の期間に前記複数の第１の画素ずらし手段を透過した複数の光学像を、投写面上で第２の画素ずらしが適用されて観察されるように投写する第２の画素ずらし工程と、
を有し、
前記第１の画素ずらしと、前記第２の画素ずらしとは、量または方向が異なることを特徴とする投写装置の制御方法。
【請求項１５】
投写装置が有するコンピュータを、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の投写装置の生成手段および第１の画素ずらし手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は投写装置およびその制御方法、投写システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルなどのライトバルブ（空間変調器とも呼ばれる）を用いる投写装置において、投写面上に形成する光学像（投写画像）の解像度を擬似的に高める技術として画素ずらしが知られている。画素ずらしは、わずかに異ならせた投写位置に応じてサンプリングした画像を高速に投写することで、投写画像の見かけ上の解像度を高める技術である（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、フレームレートを４倍にすることで１フレームから４サブフレームを生成し、サブフレームの投写位置を上下左右に１／２画素ずつずらすことにより、投写画像の解像度を擬似的に４倍にする構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２７０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成では、ライトバルブの解像度のｎ倍の解像度を擬似的に得るためにはｎ倍のフレームレートで動作可能なライトバルブや、ｎ倍のフレームレートに対応して高精度に投写位置を制御するための機構が必要である。そのため、コストや装置規模が増加するという問題があった。投写画像の画質向上の観点から入力画像のフレームレートが増加すると、この問題はさらに大きくなる。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の課題を緩和し、画素ずらしによる解像度向上をより効率的に実現可能な投写装置およびその制御方法、投写システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的は、複数の表示画像によって複数の光学変調素子の変調率を制御し、複数の光学像を生成する複数の生成手段と、複数の光学像に対して、第１の期間に第１の画素ずらしを適用し、第２の期間に第１の画素ずらしを適用しない複数の第１の画素ずらし手段と、第１の期間および第２の期間に複数の第１の画素ずらし手段を透過した複数の光学像を、投写面上で第２の画素ずらしが適用されて観察されるように投写する第２の画素ずらし手段と、を有し、第１の画素ずらしと、第２の画素ずらしとは、量または方向が異なることを特徴とする投写装置によって達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画素ずらしによる解像度向上をより効率的に実現可能な投写装置およびその制御方法、投写システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る投写装置の機能構成例を示すブロック図
【図２】第１実施形態の画像処理部の機能構成例を示すブロック図
【図３】第１実施形態の画像処理部の動作に関する図
【図４】実施形態に係る投写動作のフローチャート
【図５】実施形態に係る投写動作のタイミングチャート
【図６】第１実施形態における投写画像の構成に関する図
【図７】第１実施形態による解像度向上を説明するための図
【図８】第１実施形態の変形例１に関する図
【図９】第１実施形態の変形例１における投写画像の構成に関する図
【図１０】第１実施形態の変形例１による解像度向上を説明するための図
【図１１】第１実施形態の変形例２に関する図
【図１２】第１実施形態の変形例２における投写画像の構成に関する図
【図１３】第２実施形態における投写画像の構成に関する図
【図１４】第２実施形態による解像度向上を説明するための図
【図１５】第３実施形態に係る投写システムの模式図
【図１６】第３実施形態における投写画像の構成に関する図
【図１７】第３実施形態における個々の投写装置の機能構成例を示すブロック図
【図１８】第３実施形態の画像処理部の機能構成例を示すブロック図
【図１９】第３実施形態で用いるパターン画像の例を示す図
【図２０】第４実施形態に係る投写システムの模式図
【図２１】第４実施形態のＰＣの機能構成例を示すブロック図
【図２２】第４実施形態における投写位置調整動作に関するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は説明する実施形態に限定されない。また、実施形態で説明される構成要素の全てが本発明に必須とは限らない。実施形態における個々の機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現することができる。また、１つの機能ブロックは複数のハードウェアで実現されてもよい。また、１つのハードウェアが複数の機能ブロックを実現してもよい。また、１つ以上の機能ブロックは、１つ以上のプログラマブルプロセッサ（ＣＰＵ、ＭＰＵなど）がメモリに読み込まれたコンピュータプログラムを実行することにより実現されてもよい。
【００１１】
なお、以下の実施形態では、スタンドアロンタイプの投写装置（プロジェクタ）に本発明を適用した構成について説明する。しかし、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末、ゲーム機、デジタル（ビデオ）カメラといった一般的な電子機器が内蔵するプロジェクタにも適用可能である。
【００１２】
●（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る投写装置２００の機能構成例を示すブロック図である。投写装置２００は、光学像を生成するための構成を２組有し、それぞれ光学系Ａ，Ｂと呼ぶ。また、図１では個々の光学系において対応する構成要素に同じ参照数字を付し、ＡまたはＢを付して区別している。以下、光学系に依存しない説明に関しては、光学系Ａ，Ｂを区別せずに記載する。例えば、光源２６０Ａと２６０Ｂの両方に当てはまる内容は、光源２６０についての説明として記載する。
【００１３】
シリアルバス１９９は、接続された構成要素間におけるデータや制御信号の通信路である。
ＣＰＵ２１０は、投写装置２００の主制御部を構成するプログラマブルプロセッサの一例である。ＣＰＵ２１０は例えばＲＯＭ２１２に記憶されているプログラムをＲＡＭ２１１に読み込んで実行することにより、投写装置２００の各部を制御し、投写装置２００の機能を実現する。
【００１４】
ＲＯＭ２１２には、ＣＰＵ２１０が実行するプログラムのほか、ＧＵＩ(Graphical User Interface)データや設定値などが記憶されている。ＲＯＭ２１２は書き換え可能であってよい。
ＲＡＭ２１１は、プログラムやプログラムを実行するためのデータを一時的に記憶するワークメモリとして用いられる記憶装置である。ＲＡＭ２１１は受信した画像データのバッファメモリとしても用いられる。
【００１５】
操作部２１３は、例えば、スイッチ、ボタン、ダイヤル、タッチパネルなど、ユーザが投写装置２００に指示を入力するデバイスの総称である。また、投写装置２００がリモコンに対応している場合、リモコンの信号を受信する信号受信部も操作部２１３に含まれる。操作部２１３の操作やリモコンからの信号受信は、ＣＰＵ２１０が監視している。ＣＰＵ２１０は、操作部２１３に対する操作やリモコンの受信信号や、通信部２１４を通じて外部装置から入力された制御信号に応じて、投写装置２００の各部を制御する。
【００１６】
画像入力部２２０は、外部装置から画像データを受信するインタフェースである。画像入力部２２０は、サポートする規格に応じたコネクタや通信部を有する。画像入力部２２０が画像データを受信可能な外部装置に特に制限はない。例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、メディアプレーヤ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機などの電子機器であってよいが、これらに限定されない。また画像入力部２２０は、ＵＳＢメモリやメモリカードのような記憶媒体から画像データを読み込む構成を有することもできる。画像入力部２２０を通じて受信した画像データは、ＲＡＭ２１１に記憶される。
【００１７】
画像処理部２４０は、画像入力部２２０が受信した画像データに所定の画像処理を適用して表示画像を生成し、光学変調素子制御部２５０に送信する。画像処理部２４０は例えばＧＰＵのような画像処理用のマイクロプロセッサであってよい。あるいは、画像処理部２４０は、ＲＯＭ２１２に記憶されたプログラムをＣＰＵ２１０が実行することによって実現してもよい。画像処理部２４０が適用する画像処理には、フレームレート、画素数、画素値、画像形状などの変更処理があるが、これらに限定されない。また、画像処理部２４０が画像処理を適用する画像データは、画像入力部２２０が受信した画像データに限定されない。
【００１８】
画像処理部２４０は、倍速駆動処理、解像度変換（スケーリング）処理といった機能を実行することが可能である。また、画像処理部２４０は、画像入力部２２０から受信した画像信号以外にも、ＣＰＵ２１０によって再生された画像や映像に対して前述の変更処理を施すこともできる。
【００１９】
光源２６０は例えばハロゲンランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、ＬＥＤなどであってよい。
光源制御部２３０は、光源２６０のオン／オフを制御や光量を制御する。光源制御部２３０は、専用のマイクロプロセッサであってもよいし、ＣＰＵ２１０がプログラムを実行することによって実現してもよい。
【００２０】
色分離部２６１は、光源２６０が発する光から、光学変調素子２７０Ｒ、２７０Ｇ、２７０Ｂで変調するための赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を生成する。色分離部２６１は例えばダイクロイックミラーやプリズムなどから構成することができる。なお、光源２６０が赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を独立して出射可能な場合、色分離部２６１は不要である。
【００２１】
光学変調素子２７０Ｒ、２７０Ｇ、２７０Ｂはそれぞれ、例えば透過型もしくは反射型の液晶表示パネルであり、複数の画素が一定の画素ピッチで水平および垂直方向に配列されている。本明細書において、画素ずらしの量は、光学変調素子２７０の画素ピッチを１画素とした単位で表記する。それぞれ赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を受光する。光学変調素子制御部２５０は、画像処理部２４０によって生成された表示画像の赤色成分、緑色成分、青色成分に従って、光学変調素子２７０Ｒ、２７０Ｇ、２７０Ｂの変調率（透過率または反射率）を、画素ごとに制御する。これにより、光学変調素子２７０Ｒ、２７０Ｇ、２７０Ｂが透過または反射する光は、表示画像の赤色成分、緑色成分、青色成分に対応した光学像を形成する。
【００２２】
色合成部２８０は例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどから構成され、光学変調素子２７０Ｒ、２７０Ｇ、２７０Ｂのそれぞれが形成した光学像を合成する。色合成部２８０からは、表示画像に相当するフルカラーの光学像が出力される。
【００２３】
画素ずらしデバイス２８１は、色合成部２８０が出力する光学像の光路中に設けられ、光の屈折を利用して光路を微少量ずらす。画素ずらしデバイス２８１は例えば平行平板ガラスと、ガラスの上下２箇所を支持する２つのアクチュエータで構成される。ただし、画素ずらしデバイス２８１は他の構成で実現しても良い。
【００２４】
画素ずらしデバイス制御部２８２（第１の画素ずらし手段）は、１ｓｔサブフレーム期間（第１の期間）と２ｎｄサブフレーム期間（第２の期間）とで画素ずらしデバイス２８１が異なる状態になるように画素ずらしデバイス２８１を駆動する。具体的には、画素ずらしデバイス制御部２８２は、画素ずらしデバイス２８１が有するアクチュエータを駆動することにより、光路に対する平行平板ガラスの傾き（姿勢）を制御する。傾きの方向と量によって、光路をずらす方向と量（すなわち画素ずらしの方向と量）を制御することができる。画素ずらしデバイス２８１を駆動しない場合、画素ずらしデバイス２８１を透過する光学像に画素ずらしは適用されない。つまり、画素ずらしデバイス２８１は、光学像に対して期間に応じて動的に画素ずらし（第１の画素ずらし）を適用する。
【００２５】
なお、画素ずらしデバイス２８１は平行平板ガラスを用いる構成に限らず、電気的に屈折率を制御可能な光学素子を用いる構成であってもよい。この場合、画素ずらしデバイス制御部２８２は光学素子に与える電圧を制御する。
【００２６】
画像合成部２８６（第２の画素ずらし手段の一例）は、画素ずらしデバイス２８１Ａおよび２８１Ｂを透過した光学像を合成し、投写光学系に供給する。画像合成部２８６は例えばダイクロイックミラーやプリズムなどから構成することができる。本実施形態において、画像合成部２８６は、２つの光学像を合成する際に、常に一定の方向および量だけ位置をずらして合成する。これにより、画像合成部２８６は、２つの光学像に対して、期間にかかわらず静的な画素ずらし（第２の画素ずらし）を適用する）。例えば画像合成部２８６によるずらし量は、画素ずらしデバイス２８１による画素ずらしと同じ量で、異なる方向である。画像合成部２８６を構成する光学部材の配置などにより、２つの光学像を特定方向に特定量ずらして合成することができる。なお、画像合成部２８６による合成時のずらし量およびずらし方向は、固定であってもよいし、可変であってもよい。
【００２７】
本実施形態では、画素ずらしデバイス２８１により、水平方向に、光学変調素子２７０の画素ピッチの１／２（以下、１／２画素と呼ぶ）分の画素ずらしを行うものとする。なお、画素ずらしの符号は右方向および下方向を正、左方向および上方向を負とし、符号がない場合は正を意味する。そして、画像合成部２８６は、２つの光学像を、垂直方向に１／２画素分ずらして合成するものとする。これにより、２つの光学像の投写位置を、水平方向、垂直方向とも１／２画素分ずらすことができる。画像合成部２８６は２つの光学像を常に一定方向に一定量ずらして合成するため、投写期間中の制御は不要である。このように、本実施形態では、静的な位置ずらしを行う構成と、動的（時分割的）な位置ずらしを行う構成とを組み合わせて画素ずらしを実現する。これにより、投写位置を２方向にずらす場合であっても、画素ずらしデバイス２８１では１方向へのずらしだけを受け持てばよく、画素ずらしデバイス２８１に要求される駆動速度や、画素ずらしデバイス２８１の駆動制御に係る負荷を軽減できる。
【００２８】
投写光学系２８３は、画像合成部２８６が合成した光学像を投写する。投写光学系２８３は複数のレンズおよびレンズ駆動用のアクチュエータから構成することができる。
投写光学系制御部２８４は、投写光学系２８３のアクチュエータを駆動し、統計光学系の投写倍率や合焦距離を変更する。また、投写光学系制御部２８４は、投写光学系２８３のアクチュエータを駆動し、投写光学系２８３の光軸をシフトすることによって投写位置を移動させるレンズシフト機能を実現する。投写光学系制御部２８４は専用のマイクロプロセッサであってもよいし、ＣＰＵ２１０がプログラムを実行することによって実現してもよい。
【００２９】
タイミング信号生成部２８５は、画像処理部２４０、画素ずらしデバイス制御部２８２が用いるタイミング信号を生成する。タイミング信号は、投写装置２００の出力フレームレートを入力フレームレートの２倍とするための動作タイミングを示す。入力される１フレームに対して出力される２フレームをサブフレームと呼ぶ。本実施形態では１フレーム期間を１ｓｔサブフレーム期間と２ｎｄサブフレーム期間に等分する。タイミング信号には生成されるサブフレームが１ｓｔサブフレームなのか２ｎｄサブフレームなのかを示す信号も含まれている。タイミング信号の生成方法については後述する。
【００３０】
通信部２１４は、外部装置から制御信号、静止画データ、動画データなどを受信するための通信インタフェースである。通信部２１４は例えば、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など、公知の通信規格の１つ以上に対応した通信インタフェースであってよいが、通信方式に制限はない。また、画像入力部２２０が、例えばＨＤＭＩ（登録商標）インタフェースを有する場合、画像入力部２２０に接続された外部装置とＨＤＭＩインタフェースを通じてＣＥＣ通信を行うこともできる。ここで、外部装置は、投写装置２００と通信可能な任意の電子機器であってよい。
【００３１】
＜画像処理部２４０の内部構成＞
次に、図２を用いて画像処理部２４０の構成について説明する。前処理部２４１は入力画像の解像度（画素数）を、入力画像のアスペクト比を維持しながら、水平および／または垂直方向で光学変調素子２７０の解像度の２倍となるように解像度変換（アップまたはダウンコンバート）して、コンバート画像を生成する。解像度変換には例えばバイキュービック法やバイリニア法による画素補間や、超解像処理、間引きなどを用いることができるが、これらに限定されない。前処理部２４１は、入力画像の水平解像度および垂直解像度の両方が光学変調素子２７０の対応する解像度の２倍よりも小さい場合、水平解像度または垂直解像度のいずれかが光学変調素子２７０の対応する解像度の２倍になるように解像度をアップコンバートする。また、前処理部２４１は入力画像の垂直または水平方向の解像度が光学変調素子２７０の対応する解像度の２倍より大きい場合、水平解像度または垂直解像度のいずれかが、光学変調素子２７０の対応する解像度の２倍になるように解像度をダウンコンバートする。
【００３２】
メモリ制御部２４２は、前処理部２４１が解像度変換した入力画像のデータを画像メモリ２４３に書き込む。また、メモリ制御部２４２は、タイミング信号に従って、入力画像の１フレーム期間に画像メモリ２４３から同じ画像データを２回読み出すことにより、２つのサブフレームを生成する。したがって、メモリ制御部２４２は、入力画像のフレームレートが６０ｆｐｓであれば、１２０ｆｐｓのフレームレートでサブフレームを生成する。なお、メモリ制御部２４２は、直近に前処理部２４１から受信したフレームデータをサブフレームデータとして出力する。
【００３３】
間引き部２４４ａおよび２４４ｂには、サブフレームを構成する画素のうち、予め定められた画素ずらし方向および量に応じた位置の画素を間引いて光学変調素子２７０の解像度を有する間引き画像を生成する。
【００３４】
図３を用いて、間引き部２４４ａおよび２４４ｂの間引き処理についてさらに説明する。ここでは、前処理部２４１において入力画像の解像度が水平方向および垂直方向の両方について光学変調素子２７０の解像度の２倍にアップコンバートされているものとする。つまり、アップコンバート後の画像の解像度は光学変調素子の解像度の４倍である。本実施形態において、光学系Ａ，Ｂが有する間引き部２４４ａおよび２４４ｂはそれぞれ、１０１〜１０４に示すパターンで画素を抽出して（他の画素を間引いて）間引き画像を生成する。ここでは例示的にアップコンバート画像の水平４画素×垂直４画素からなる領域に対する間引き処理を示しているが、間引き部２４４ａおよび２４４ｂは、アップコンバート画像の全体について同様のパターンで間引き処理を適用する。なお、ここでは画素を単純に間引くものとして説明したが、例えばバイキュービック補間など、他の方法を用いて間引き画像を生成してもよい。
【００３５】
選択部２４５は、間引き部２４４ａおよび２４４ｂが生成した間引き画像を、タイミング信号に基づいて１つずつ出力する。具体的には、選択部２４５は、タイミング信号が１ｓｔサブフレーム期間を示していれば間引き部２４４ａが生成した間引き画像を、２ｎｄサブフレーム期間を示していれば間引き部２４４ｂが生成した間引き画像を出力する。
【００３６】
＜投写動作＞
次に、図４のフローチャートを用い、投写装置２００が画素ずらしを用いて解像度を高めた投写画像を生成する動作について説明する。なお、画素ずらしを用いるか否かは投写モードの選択や、操作部２１３に対する操作などによって切り替え可能であってよい。
【００３７】
Ｓ４０１においてＣＰＵ２１０は、タイミング信号生成部２８５に対し、入力フレームレートの２倍の出力フレームレートで動作するためのタイミング信号を生成するように指示する。ここでは、１フレーム期間中に２つのサブフレームを生成して画素ずらしを行うためである。タイミング信号生成部２８５は、指示に応答してタイミング信号を生成する。タイミング信号の具体例については後述する。
【００３８】
Ｓ４０２においてＣＰＵ２１０は、画像入力部２２０がＲＡＭ２１１に記憶した入力画像の例えばヘッダ情報を参照して、入力画像の解像度を取得する。ＣＰＵ２１０は取得した入力画像の解像度をＲＡＭ２１１に記憶する。
【００３９】
Ｓ４０３においてＣＰＵ２１０は、ＲＡＭ２１１を参照し、入力画像の水平方向と垂直方向の解像度が、光学変調素子２７０の対応する解像度の２倍より小さいか否か判定する。ＣＰＵ２１０は、入力画像の解像度が水平および垂直方向の両方で光学変調素子２７０の対応する解像度の２倍より小さいと判定されればＳ４０４へ、判定されなければＳ４０５へ、それぞれ処理を進める。つまり、入力画像の解像度が水平または垂直方向において光学変調素子の対応する解像度の２倍以上であれば、入力画像のアップコンバートは行わない。
【００４０】
Ｓ４０４においてＣＰＵ２１０は、画像処理部２４０の前処理部２４１に、入力画像の解像度をアップコンバートするように指示する。前処理部２４１は、入力画像のアスペクト比を維持しながら、入力画像を、水平方向（または垂直方向）の解像度が光学変調素子の水平方向（または垂直方向）の解像度の２倍となるようにアップコンバートする。
【００４１】
Ｓ４０５において、画像処理部２４０のメモリ制御部２４２は、アップコンバートを行った場合にはアップコンバート後の画像を、アップコンバートを行っていない場合には入力画像をそのまま、画像メモリ２４３に記憶する。
【００４２】
Ｓ４０６において画像処理部２４０のメモリ制御部２４２は、Ｓ４０５で画像メモリ２４３に記憶した画像を、タイミング信号にしたがって２度読み出す。メモリ制御部２４２は、１回目に読み出した画像を間引き部２４４ａに１ｓｔサブフレームとして供給し、２回目に読み出した画像を間引き部２４４ｂに２ｎｄサブフレームとして供給する。
【００４３】
Ｓ４０７において画像処理部２４０の間引き部２４４ａおよび２４４ｂは、それぞれに予め設定されたパターンで画素を抽出して（あるいは間引いて）、光学変調素子２７０と同じ解像度の間引き画像を生成する。
【００４４】
Ｓ４０８において画像処理部２４０の選択部２４５は、間引き部２４４ａおよび２４４ｂが生成した間引き画像を、タイミング信号に応じて順次出力する。
【００４５】
Ｓ４０９において光学変調素子制御部２５０は、画像処理部２４０（選択部２４５）が順次出力する間引き画像を受信する。そして、光学変調素子制御部２５０は、間引き画像の各画素の色成分（ＲＧＢ）の値に応じて、光学変調素子２７０Ｒ、２７０Ｇ、２７０Ｂの各画素に値を設定する。これにより、各画素の変調率（この場合は透過率）が制御される。
【００４６】
Ｓ４１０において画素ずらしデバイス制御部２８２は、タイミング信号に応じて、投写位置をずらすサブフレームの投写期間は、画素ずらしの量および方向に応じた光路を実現するように画素ずらしデバイス２８１のアクチュエータを駆動する。本実施形態では１ｓｔサブフレームについては画素ずらししない（投写位置を変更しない）。一方、２ｎｄサブフレームについては、光路を水平方向に１／２画素ずらすことにより、投写位置を水平方向に１／２画素ずらす。ここで、画素ずらしを行わない場合の光路による投写位置を基準投写位置と呼ぶ。
【００４７】
したがって、画素ずらしデバイス制御部２８２は、タイミング信号が1ｓｔサブフレームの期間を示していれば、画素ずらしデバイス２８１のアクチュエータを駆動せず、基準投写位置で投影する。一方、画素ずらしデバイス制御部２８２は、タイミング信号が２ｎｄサブフレームの期間を示していれば、光路が水平方向に１／２画素ずれるように画素ずらしデバイス２８１のアクチュエータを駆動する。
【００４８】
Ｓ４１１で光源制御部２３０は、光源２６０のオン／オフおよび光量を制御する。これにより、１ｓｔサブフレームと２ｎｄサブフレームから生成された間引き画像に相当する光学像が生成される。画像合成部２８６は２つの光学像を垂直方向に１／２画素ずらして光学的に合成し、投写光学系２８３に入射させる。
【００４９】
図５はタイミング信号および、タイミング信号による処理の制御の例を示す。図５において、横軸は時間であり、時刻ｔＮ（Ｎは１以上の整数）は、時刻ｔ０＋ＴＮに相当し、Ｔは時間間隔である。
【００５０】
時刻ｔ０で入力画像の第１フレームの受信が開始されると、メモリ制御部２４２が第１フレームのデータを画像メモリ２４３に書き込み始める（シーケンス（ａ）、（ｂ））。第１フレームの受信は時刻ｔ２まで継続する。
【００５１】
タイミング信号生成部２８５は、入力フレームレートの２倍のフレームレートを実現するため、入力画像のフレーム周期（２Ｔ）の半分である時間間隔Ｔを周期とするタイミング信号を時刻ｔ０から生成し始める（シーケンス（ｃ））。タイミング信号は、画像処理部２４０内のメモリ制御部２４２と選択部２４５、ならびに画素ずらしデバイス制御部２８２に供給される。
【００５２】
時刻ｔ２〜ｔ４において、メモリ制御部２４２は画像メモリ２４３に書き込まれている第１フレームのデータをタイミング信号にしたがって読み出し、１ｓｔサブフレームを間引き部２４４ａに、２ｎｄサブフレームを２４４ｂに供給する。間引き部２４４ａおよび２４４ｂは図３を用いて説明したパターン１０１〜１０４にしたがって間引き画像を生成し、選択部２４５に出力する。選択部２４５は１ｓｔサブフレームのタイミング信号に対して間引き部２４４ａが生成した間引き画像を、２ｎｄサブフレームのタイミング信号に対しては間引き部２４４ｂが生成した間引き画像を、光学変調素子制御部２５０に出力する（シーケンス（ｄ））。
【００５３】
光学変調素子制御部２５０は、シリアルバス１９９を通じて画像処理部２４０（選択部２４５）から間引き画像を取得する。そして、光学変調素子制御部２５０は、間引き画像を構成する各画素の色成分（ＲＧＢ）ごとの値にしたがって、光学変調素子２７０Ｒ、２７０Ｇ、２７０Ｂに対する描画処理（各画素の値の設定）を実行する（シーケンス（ｅ））。光学変調素子制御部２５０は、光学変調素子２７０Ｒ、２７０Ｇ、２７０Ｂの描画処理が完了したことをシリアルバス１９９を通じて画素ずらしデバイス制御部２８２に通知する。
【００５４】
画素ずらしデバイス制御部２８２は光学変調素子制御部２５０より描画処理の完了が通知されると、画素ずらしの実行有無をタイミング信号に基づいて判定し、画素ずらしを実行すると判定されれば画素ずらし処理を実行する（シーケンス（ｆ））。本実施形態において画素ずらしデバイス制御部２８２は、タイミング信号が１ｓｔサブフレーム期間を示す場合には画素ずらしを実行せず、２ｎｄサブフレーム期間を示す場合には水平方向に１／２画素分の画素ずらしを実行すると判定する。画素ずらしデバイス制御部２８２は、画素ずらしを実行すると判定した場合、画素ずらしデバイス２８１のアクチュエータを画素ずらしの量および方向に応じて駆動する。画素ずらしデバイス制御部２８２は、画素ずらしを実行したか否かにかかわらず、処理の完了を、シリアルバス１９９を通じて光源制御部２３０に通知する。
【００５５】
光源制御部２３０は描画処理の開始時点から光源２６０をオフ（消灯）し、画素ずらしデバイス制御部２８２より通知を受け取ると光源２６０をオン（点灯）する（シーケンス（ｇ））。光源制御部２３０はタイミング信号に基づいて光源２６０をオフしてもよいし、オンの継続時間が所定時刻に達したことに基づいて光源２６０をオフしてもよい。
【００５６】
図６を用いて、第１実施形態における画素ずらし実施時の投写画像の構成について説明する。図６は、図３において間引き部２４４ａＡ、２４４ｂＡ、２４４ａＢ、および２４４ｂＢが入力画像から抽出する画素の投写位置の関係を模式的に示している。ここでは説明のため、入力画像の２×２画素（１Ａ００、２Ａ００、１Ｂ００、２Ｂ００）の投写位置についてのみ説明する。しかし、他の画素についても同様の位置関係を有する。
【００５７】
図６において、格子２０は、基準投写位置に画像を投写した際の画素位置を模式的に示している。したがって、基準投写位置に投写される画素１Ａ００（パターン１０１で抽出される画像）の位置は格子２０と合致している（図６（ａ））。間引き部２４４ｂＡがパターン１０２で抽出する画像を構成する画素２Ａ００は、画素１Ａ００に対して画素ずらしデバイス２８１によって水平方向に１／２画素ずらされるため、投写位置も１／２画素ずれている（図６（ｂ））。画素１Ａ００および２Ａ００は、画像合成部２８６で画素ずらしされないため、垂直方向における投写位置のずれはない。
【００５８】
一方、パターン１０３で抽出される画像を構成する画素１Ｂ００は、画素ずらしデバイス２８１では画素ずらしされないが、画像合成部２８６において垂直方向に１／２画素ずらされる。そのため、投写位置は垂直方向にだけ１／２画素ずれている（図６（ｃ））。パターン１０４で抽出される画像を構成する画素２Ｂ００は、画素ずらしデバイス２８１で水平方向に１／２画素、画像合成部２８６において垂直方向に１／２画素、それぞれずらされる。そのため、投写位置は水平方向および垂直方向の両方で１／２画素ずれている（図６（ｄ））。
【００５９】
１ｓｔサブフレーム期間には、パターン１０１で抽出された画像が基準投写位置に、パターン１０２で抽出された画像が基準投写位置から垂直方向に１／２画素ずれた位置に、それぞれ投写される。そして、２ｎｄサブフレーム期間には、パターン１０３で抽出された画像が基準投写位置から水平方向に１／２画素ずれた位置に、パターン１０４で抽出された画像が基準投写位置から水平および垂直方向の両方に１／２画素ずれた位置に、それぞれ投写される。
【００６０】
このように、画素ずらしデバイス２８１を用いて１フレーム期間内に画素ずらししない光学像と水平方向に１／２画素ずらした光学像を生成し、画像合成部２８６では、同じ期間に生成された光学像を垂直方向に１／２画素ずらして合成するようにした。画素ずらしデバイス２８１による動的な画素ずらしと、合成光学系による静的な画素ずらしとを併用し、両者の画素ずらしの方向を異ならせ、量を等しくすることで、特許文献１と同様の効果を、半分のフレームレートで実現することができる。そのため、特許文献１の構成よりも高い入力フレームレートに対応することが可能になる。あるいは、同じ入力フレームレートに対して必要となる部品コストの低下や装置の小型化が実現できる。
【００６１】
図７を用いて、第１実施形態によって実現される解像度向上について説明する。ここで、入力画像１００の解像度は、水平および垂直方向のそれぞれにおいて光学変調素子２７０の対応する解像度の２倍であるものとする。したがって、前処理部２４１でのアップコンバートおよびダウンコンバートは行われない。
【００６２】
入力画像と光学変調素子２７０との解像度にこのような関係がある場合、入力画像１００の２×２画素が光学変調素子２７０の１画素１１１（投影画像の１画素）に相当する。図７では画素ずらしの擬似的な解像度の向上を説明するため、便宜上、投影画像についても入力画像と同じ解像度で記載している。画素ずらしを行わず、入力画像の画素を間引いて表示画像を生成すると、投写画像の解像度は水平方向および垂直方向の両方で入力画像の半分となる。
【００６３】
一方、第１実施形態によれば、１フレーム期間に４つの画像１８０１〜１８０４が生成および投写される。具体的には、１ｓｔサブフレーム期間には画像１８０１と１８０３の合成光学像が、２ｎｄサブフレーム期間には画像１８０２と１８０４の合成光学像が投写される。
【００６４】
画像１８１０は、１フレーム期間に投写される画像１８０１〜１８０４の総和を示している。１サブフレーム期間は短い（例えば１／６０秒）ため、観察者には、画像１８１０が投写されているように視認される。画像１８１０は、画素ずらしを行わない場合の投写画像１１０と比較し、水平方向および垂直方向の両方で解像度が２倍となる。これは、画素ずらしを水平および垂直方向のそれぞれにおいて１／２画素ずつ実施することで、光学変調素子２７０の画素サイズの１／４の領域ごとに画像情報を有するようになるからである。
【００６５】
（変形例１）
画素ずらしデバイス２８１により水平方向の画素ずらしを、画像合成部２８６により垂直方向の画素ずらしを行う構成について説明した。しかし、両者の画素ずらしの方向を逆転させてもよい。また、画素ずらしを別の方向、例えば斜め４５度方向としてもよい。
【００６６】
図８は、第１実施形態において画素ずらしデバイス２８１で斜め４５度方向の画素ずらしを適用し、画像合成部２８６において水平方向の画素ずらしを適用する構成における間引き部２４４ａおよび２４４ｂの動作を模式的に示す。図３と同様、入力画像６００の解像度は水平および垂直方向のそれぞれにおいて光学変調素子２７０の対応する解像度の２倍であるものとする。
【００６７】
光学系Ａ，Ｂが有する間引き部２４４ａおよび２４４ｂはそれぞれ、６０１〜６０４に示すパターンで画素を抽出して（他の画素を間引いて）間引き画像を生成する。ここでは例示的にアップコンバート画像の水平４画素×垂直４画素からなる領域に対する間引き処理を示しているが、間引き部２４４ａおよび２４４ｂは、アップコンバート画像の全体について同様のパターンで間引き処理を適用する。なお、ここでは画素を単純に間引くものとして説明したが、例えばバイキュービック補間など、他の方法を用いて間引き画像を生成してもよい。
【００６８】
図９は、図８において間引き部２４４ａＡ、２４４ｂＡ、２４４ａＢ、および２４４ｂＢが入力画像から抽出する画素の投写位置の関係を模式的に示している。ここでは説明のため、入力画像の４画素（１Ａ００、２Ａ００、１Ｂ００、２Ｂ００）の投写位置についてのみ説明する。しかし、他の画素についても同様の位置関係を有する。
【００６９】
基準投写位置に投写される画素１Ａ００（パターン６０１で抽出される画像）の位置は格子２０と合致している（図９（ａ））。間引き部２４４ｂＡがパターン６０２で抽出する画像を構成する画素２Ａ００は、画素１Ａ００に対して画素ずらしデバイス２８１によって斜め４５度（水平および垂直方向に１／２画素）ずらされるため、投写位置も同様にずれている（図９（ｂ））。画素１Ａ００および２Ａ００は、画像合成部２８６で画素ずらしされないため、画素ずらしデバイス２８１による画素ずらし以外に起因する投写位置のずれはない。
【００７０】
一方、パターン６０３で抽出される画像を構成する画素１Ｂ００は、画素ずらしデバイス２８１では画素ずらしされないが、画像合成部２８６において水平方向に１／２画素ずらされる。そのため、投写位置は水平方向にだけ１／２画素ずれている（図９（ｃ））。パターン６０４で抽出される画像を構成する画素２Ｂ００は、画素ずらしデバイス２８１で水平および垂直方向に１／２画素、画像合成部２８６において水平方向に１／２画素、それぞれずらされる。そのため、投写位置は水平方向に１画素、垂直方向に１／２画素ずれている（図９（ｄ））。
【００７１】
図７と同様の図１０を用いて、斜め４５度方向の画素ずらしと水平方向の画素ずらしの併用により実現される解像度向上について説明する。
１フレーム期間に４つの画像１９０１〜１９０４が生成および投写される。具体的には、１ｓｔサブフレーム期間には画像１９０１と１９０３の合成光学像が、２ｎｄサブフレーム期間には画像１９０２と１９０４の合成光学像が投写される。
【００７２】
画像１９１０は、１フレーム期間に投写される画像１９０１〜１９０４の総和を示している。観察者には、画像１９１０が投写されているように視認される。画像１９１０は、画素ずらしを行わない場合の投写画像６１０と比較し、水平方向および垂直方向の両方で解像度が２倍となる。これは、画素ずらしを水平および垂直方向のそれぞれにおいて１／２画素ずつ実施することで、光学変調素子２７０の画素サイズの１／４の領域ごとに画像情報を有するようになるからである。
【００７３】
このように、画素ずらしデバイス２８１による斜め４５度方向の画素ずらしと、合成光学系による水平方向の画素ずらしとの併用によっても、水平方向の画素ずらしと垂直方向の画素ずらしと併用する場合と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
（変形例２）
また、画素ずらしデバイス２８１Ａと２８１Ｂとの画素ずらし方向を異ならせてもよい。例えば、画素ずらしデバイス２８１Ａにおいて右斜め下４５度方向（水平および垂直方向に＋１／２画素）、画素ずらしデバイス２８１Ｂにおいて右斜め上４５度方向（水平方向に１／２画素、垂直方向に−１／２画素）に画素ずらしを適用することができる。
【００７５】
図１１は、画素ずらしデバイス２８１Ａと２８１Ｂとが異なる方向に画素ずらしを行う場合の、間引き部２４４ａＡ、２４４ｂＡ、２４４ａＢ、および２４４ｂＢが入力画像から抽出する画素の投写位置の関係を模式的に示している。ここでは説明のため、入力画像の４画素（１Ａ００、２Ａ００、１Ｂ００、２Ｂ００）の投写位置についてのみ説明する。しかし、他の画素についても同様の位置関係を有する。なお、間引き部２４４ａＡおよび２４４ａＢはパターン１０１および１０３で画素を抽出することに変更はないが、間引き部２４４ｂＡはパターン１０４、間引き部２４４ｂＢはパターン１０２で画素を抽出する。
【００７６】
基準投写位置に投写される画素１Ａ００（パターン１０１で抽出される画像）の位置は格子２０と合致している（図１１（ａ））。間引き部２４４ｂＡがパターン１０４で抽出する画像を構成する画素２Ｂ００は、画素１Ａ００に対して画素ずらしデバイス２８１Ａによって斜め４５度（水平および垂直方向に＋１／２画素）ずらされるため、投写位置も同様にずれている（図１１（ｂ））。画素１Ａ００および２Ｂ００は、画像合成部２８６で画素ずらしされないため、画素ずらしデバイス２８１Ａによる画素ずらし以外に起因する投写位置のずれはない。
【００７７】
一方、間引き部２４４ａＢによってパターン１０３で抽出される画像を構成する画素１Ｂ００は、画素ずらしデバイス２８１Ｂでは画素ずらしされないが、画像合成部２８６において垂直方向に＋１／２画素ずらされる。そのため、投写位置は垂直方向にだけ１／２画素ずれている（図１１（ｃ））。間引き部２４４ｂＢによってパターン１０２で抽出される画像を構成する画素２Ａ００は、画素ずらしデバイス２８１で水平方向に１／２画素、垂直方向に−１／２画素ずらされた後、画像合成部２８６において垂直方向に１／２画素ずらされる。垂直方向の画素ずらし量は相殺されるため、投写位置は基準位置に対して水平方向に１／２画素ずれている（図１１（ｄ））。
【００７８】
図１１と図６との比較から明らかなように、本変形例においても、画素ずらしデバイス２８１で水平方向に１／２画素、画像合成部２８６において垂直方向に１／２画素の画素ずらしを適用する場合と同様の４画像が１フレーム期間内に投写される。
【００７９】
（他の変形例）
このように、画素ずらしデバイス２８１と画像合成部２８６による画素ずらしの方向および量は、画素ずらしなし、画素ずらしが水平方向に１／２画素、垂直方向に１／２画素、水平および垂直方向に１／２画素の４種類の画像が得られる任意の組み合わせでよい。
【００８０】
なお、画素ずらしデバイス２８１による画素ずらしと、画像合成部２８６による画素ずらし（合成）は、逆の順序で実行してもよい。この場合、画像合成部２８６を光学系ごとに設ける。そして、間引き部２４４ａＡおよび２４４ｂＡが生成した画像をそれぞれ５０％の重みで画像合成部２８６Ａで合成する。同様に、間引き部２４４ａＢおよび２４４ｂＢが生成した画像をそれぞれ５０％の重みで画像合成部２８６Ｂで合成する。そして、タイミング信号に合わせて選択部２４５で画像合成部２８６Ａおよび２８６Ｂが生成した合成画像を選択する。そして、１ｓｔサブフレーム期間または２ｎｄサブフレーム期間に、画素ずらしデバイス２８１で画素ずらしを適用する。
【００８１】
以上説明したように、画素ずらしデバイスを駆動することによる動的な画素ずらしと、合成光学系による静的な画素ずらしとを併用し、方向が異なり、量が等しい画素ずらしを適用するようにした。この構成により、画素ずらしデバイスの駆動速度を従来の半分に抑えることができるため、同じ構成であれば従来より２倍高い入力フレームレートに対応することが可能になる。あるいは、同じ入力フレームレートに対して必要となる部品コストの低下や装置の小型化が実現できる。
【００８２】
●（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態においても画素ずらしデバイスによる画素ずらしと、合成光学系による画素ずらしとを併用するが、画素ずらしの方向を同じにして、画素ずらしの量を異ならせる点で第１実施形態と異なる。本実施形態は図１に示した構成の投写装置２００で実行可能であるため、投写装置２００の構成に関する説明は省略し、動作上の差異に着目して説明する。ただし、画素ずらしデバイス２８１を斜め４５度方向に移動できるよう、アクチュエータの位置を斜め４５度方向の対角位置に変更するか、アクチュエータを平行平板ガラスの上下左右４箇所で指示するようにする。
【００８３】
第２実施形態における画素ずらし方法の概略を、図３と同様の模式図である図１２を用いて説明する。本実施形態では、前処理部２４１は入力画像を水平方向、垂直方向とも光学変調素子２７０の対応する解像度の４倍になるようにアップコンバートまたはダウンコンバートするものとする。図１２では入力画像７００の解像度がすでに水平方向、垂直方向とも光学変調素子２７０の対応する解像度の４倍であり、前処理部２４１でのアップコンバートおよびダウンコンバートは行われないものとする。また、１フレーム期間を１ｓｔサブフレーム期間と２ｎｄサブフレーム期間に等分する。
【００８４】
間引き部２４４ａＡ、２４４ｂＡ、２４４ａＢ、および２４４ｂＢはそれぞれ、入力画像７００からパターン７０１〜７０４にしたがって画素を抽出し、光学変調素子２７０の解像度を有する表示画像を生成する。
【００８５】
選択部２４５Ａおよび２４５Ｂは、タイミング信号が１ｓｔサブフレームを示す場合、間引き部２４４ａＡおよび２４４ａＢが生成する画像を選択して出力する。また、選択部２４５Ａおよび２４５Ｂは、タイミング信号が２ｎｄサブフレームを示す場合、間引き部２４４ｂＡおよび２４４ｂＢが生成する画像を選択して出力する。なお、１ｓｔサブフレーム期間および２ｎｄサブフレーム期間は、１フレーム期間を等分した前半と後半に相当する。
【００８６】
図１３は、図６〜図１１と同様にして、本実施形態における間引き部２４４ａＡ、２４４ｂＡ、２４４ａＢ、および２４４ｂＢが入力画像から抽出する画素の投写位置の関係を模式的に示している。ここでは説明のため、入力画像の４画素（１Ａ００、２Ａ００、１Ｂ００、２Ｂ００）の投写位置についてのみ説明する。しかし、他の画素についても同様の位置関係を有する。
【００８７】
本実施形態において画素ずらしデバイス２８１は、右斜め下４５度方向に１／４画素（水平および垂直方向に＋１／４画素）の画素ずらしを適用する。また、画像合成部２８６は、右斜め下に１／２画素（水平および垂直方向に＋１／２画素）の画素ずらしを適用する。また、画素ずらしデバイス２８１による画素ずらしは、２ｎｄサブフレーム期間に適用する。
【００８８】
基準投写位置に投写される画素１Ａ００（パターン７０１で抽出される画像）の位置は格子２０と合致している（図１３（ａ））。間引き部２４４ｂＡがパターン７０２で抽出する画像を構成する画素２Ａ００は、画素１Ａ００に対して画素ずらしデバイス２８１Ａによって右斜め下４５度方向に１／４画素ずらされるため、投写位置も同様にずれている（図１３（ｂ））。画素１Ａ００および２Ａ００は、画像合成部２８６で画素ずらしされないため、画素ずらしデバイス２８１Ａによる画素ずらし以外に起因する投写位置のずれはない。
【００８９】
一方、間引き部２４４ａＢによってパターン７０３で抽出される画像を構成する画素１Ｂ００は、画素ずらしデバイス２８１Ｂでは画素ずらしされないが、画像合成部２８６において右斜め下４５度方向に１／２画素ずらされる。そのため、投写位置は水平および垂直方向に１／２画素ずれている（図１３（ｃ））。間引き部２４４ｂＢによってパターン７０４で抽出される画像を構成する画素２Ｂ００は、画素ずらしデバイス２８１Ｂで右斜め下４５度方向に１／４画素ずらされた後、画像合成部２８６において右斜め下４５度方向に１／２画素ずらされる。したがって、投写位置は基準位置に対して水平および垂直方向に３／４画素ずれている（図１３（ｄ））。
【００９０】
図７と同様の図１４を用いて、第２実施形態における斜め４５度方向の画素ずらしにより実現される解像度向上について説明する。入力画像７００の解像度は水平方向、垂直方向とも光学変調素子２７０の対応する解像度の４倍であるため、入力画像７００の４×４画素が光学変調素子２７０の１画素１１１（投影画像の１画素）に相当する。
【００９１】
１フレーム期間に４つの画像２００１〜２００４が生成および投写される。具体的には、１ｓｔサブフレーム期間には画像２００１と２００３の合成光学像が、２ｎｄサブフレーム期間には画像２００２と２００４の合成光学像が投写される。
【００９２】
画像２０１０は、１フレーム期間に投写される画像２００１〜２００４の総和を示している。観察者には、画像２０１０が投写されているように視認される。画像２０１０は、画素ずらしを行わない場合の投写画像７１０と比較し、水平方向および垂直方向の両方で解像度が４倍となる。これは、画素ずらしを水平および垂直方向のそれぞれにおいて１／４画素ずつ実施することで、光学変調素子２７０の画素サイズの１／１６の領域ごとに画像情報を有するようになるからである。
【００９３】
この時、高解像度化の為には画素ずらしデバイス２８１ＡおよびＢによる画素ずらしと、複数光学系による画素ずらしの画素ずらし量を異ならせる必要がある。同じ方向に同じ量画素ずらしを行ってしまうと、光学系Ａと光学系Ｂの画像がぴったり重畳されてしまい、高解像度化にはならない。
【００９４】
本実施形態では、画素ずらしデバイスによる動的な画素ずらしと、合成光学系による静的な画素ずらしとを併用し、両者の画素ずらしの方向を等しくし、量を異ならせるようにした。これにより、光学変調素子の１６倍の解像度（画素数）を有する投写画像を、入力フレームレートの２倍のフレームレートの動作で実現することができる。
【００９５】
なお、本実施形態では画素ずらし方向を斜め４５度方向とし、画素ずらしデバイスによる画素ずらし量を１／４画素、画像合成部による画素ずらし量を１／２画素とした。しかし、画素ずらしデバイスによる画素ずらし量を１／２画素、画像合成部による画素ずらし量を１／４画素としてもよい。
【００９６】
また、第１実施形態と同様、画素ずらしデバイスによる画素ずらしと、画像合成部による画素ずらし（合成）は、逆の順序で実行してもよい。
【００９７】
●（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第１および第２実施形態では、複数の光学像の生成、画素ずらしデバイスによる複数の光学像への動的な画素ずらしの適用、複数の光学像の光学的な合成（静的な画素ずらしの適用）を、１台の投写装置で行う構成について説明した。しかし、複数の光学像の生成と、画素ずらしデバイスによる動的な画素ずらしの適用とをそれぞれ別個の投写装置で行い、投写面上で画素ずらしを適用して光学像を合成する構成でも同様の効果を実現することができる。
【００９８】
図１５は、本実施形態を実施する投写システムの構成を模式的に示す図である。
投写システムは２台の投写装置８００Ａおよび８００Ｂを有する。投写装置８００Ａの投写領域８０１Ａと、投写装置８００Ｂの投写領域８０１Ｂとは、第１または第２実施形態で画像合成部２８６が適用する画素ずらしと同等の方向および量のずれを有するように投写装置８００Ａおよび８００Ｂが設置並びに設定されている。図１５において、８０２は、投写領域８０１Ａと投写領域８０１Ｂとのずれを強調して示したもので、ここでは投写領域８０１Ｂが投写領域８０１Ａに対して下に１／２画素分ずれており、水平方向におけるずれはないものとする。投写装置８００Ａおよび８００Ｂには、同一の入力画像が供給される。
【００９９】
第３実施形態における画素ずらしの概略を、図１６を用いて説明する。図１６は、第１実施形態の投写装置２００と同様の投写を投写装置８００Ａおよび８００Ｂで実現する構成を示している。図３との比較から明らかなように、図１６の構成は、第１実施形態における光学系Ａの構成と光学系Ｂの構成とを、それぞれ別個の投写装置８００Ａおよび８００Ｂに設け、画像合成部を省略した構成に相当する。なお、光学系Ａの構成とは間引き部２４４ａＡおよび２４４ｂＡ、選択部２４５Ａ、および画素ずらしデバイス２８１Ａである。また光学系Ｂの構成とは間引き部２４４ａＢおよび２４４ｂＢ、選択部２４５Ｂ、および画素ずらしデバイス２８１Ｂである。個々の構成要素の動作は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、第２実施形態の投写装置２００と同様の投写を投写装置８００Ａおよび８００Ｂで実現する場合も、図１２における光学系Ａの構成と光学系Ｂの構成とを、それぞれ別個の投写装置８００Ａおよび８００Ｂに設け、画像合成部を省略した構成とすればよい。
【０１００】
本実施形態では、画素ずらしデバイス２８１Ａを通じて得られる光学像Ａを投写装置８００Ａから投写するとともに、画素ずらしデバイス２８１Ｂを通じて得られる光学像Ｂを投写装置８００Ｂから投写する。投写装置８００Ａおよび８００Ｂの投写位置を垂直方向に１／２画素分ずらすことで、光学像Ａと光学像Ｂ垂直方向における１／２画素ずらしを光学像Ｂに適用し、投写面上で光学像Ａと光学的に合成する。１ｓｔサブフレーム期間には光学像ＡおよびＢに画素ずらしデバイス２８１Ａおよび２８１Ｂによる画素ずらしを適用しない。一方、２ｎｄサブフレーム期間には光学像ＡおよびＢに画素ずらしデバイス２８１Ａおよび２８１Ｂにより、水平方向における１／２画素ずらしを適用する。これにより、第１実施形態と同様の投写画像が得られる。
【０１０１】
（第３実施形態の投写装置の全体構成）
第３実施形態における投写装置８００Ａおよび８００Ｂとして用いることができる投写装置８００の機能構成例を図１７に示す。図１７において、先に説明した投写装置２００と同様の機能ブロックには図１と同じ参照数字を付し、説明を省略する。投写装置８００は、画像処理部８４０の構成が第１実施形態と異なるため、図１８を用いて画像処理部８４０の構成について説明する。
【０１０２】
画像処理部８４０は、第１実施形態の画像処理部２４０の前処理部２４１の後段にパターン生成部２４６を追加した構成を有する。パターン生成部２４６以外の構成は画像処理部２４０が有する構成と同様であるため、図２と同じ参照数字を付して説明を省略する。
【０１０３】
パターン生成部２４６は、ＣＰＵ２１０の指示にしたがって、他の投写装置と投写位置を調整するためのパターン画像を生成し、前処理部２４１が出力する表示画像に合成する。パターン生成部２４６は、合成画像をメモリ制御部２４２に出力する。メモリ制御部２４２以降の構成要素は、表示画像にパターン画像が合成されているか否かを意識することなく動作する。投写位置を調整するためのパターン画像の詳細については後述する。
【０１０４】
次に、投写装置８００Ａと８００Ｂの投写位置調整（投写領域８０１Ａに対して、投写領域８０１Ｂを垂直方向に１/２画素分ずらす）方法の一例を説明する。ここでは、投写装置８００Ａおよび８００Ｂのそれぞれからパターン画像を投写し、レンズシフト機能を用いて投写位置を調整する方法を説明する。なお、レンズシフト機能とは、光学変調素子２７０の中心から投写光学系２８３の光軸をずらすことにより、投写面と光軸との角度を変えずに投写位置を移動させる機能である。
【０１０５】
レンズシフト機能を用いる場合、投写装置８００Ａおよび８００Ｂを投写面に対して正対するように（投写光学系の光軸が投写面と直交するように）設置する必要がある。例えば、パターン生成部２４６で十字状のパターン（クロスパターン）を生成して投写し、投写面に置いた鏡に投写画像を反射させる。反射光に含まれる十字の交差点が投写装置８００の投写光学系の中央に投写されるように投写装置８００を動かすと、投写装置８００を投写面に正対させることができる。また、投写装置８００Ａおよび８００Ｂは、投写サイズが同一になるように投写面からの距離および／またはズーム倍率を設定する。
【０１０６】
投写装置８００Ａおよび８００Ｂを、投写面に対して正対するように設置した後、投写位置が１／２画素ずれるように少なくとも一方の投写装置の投写位置を移動させる。まず、投写装置８００Ａおよび８００Ｂから、投写位置調整用のパターン画像を投写する。パターン画像の投写指示および投写するパターン画像の選択は、例えば操作部２１３を通じたメニュー操作によりユーザによって実行される。
【０１０７】
図１９に、パターン画像の一例を示す。投写装置８００Ａおよび８００Ｂが投写するパターン画像１２０１および１２０２はいずれも、線幅が１画素で、階調の異なる２種類の水平線が垂直方向に交互に配列された画像である。パターン画像１２０１は階調値Ｃ１およびＣ２の水平線、パターン画像１２０２は階調値Ｃ３およびＣ４の水平線から構成される。Ｃ１〜Ｃ４は互いに異なる階調値である。
【０１０８】
ユーザは、パターン画像１２０１および１２０２が投写面上で合成された画像を参照し、投写面で観察される合成画像が投写画像１２０３のようになるよう、投写装置８００Ａおよび／または８００Ｂのレンズシフト機能を用いて投写位置を調整する。投写画像１２０３は幅が１／２画素で、上から、Ｃ１、Ｃ１＋Ｃ３、Ｃ２＋Ｃ３、Ｃ２＋Ｃ４、…（以下、Ｃ１＋Ｃ３、Ｃ２＋Ｃ３、Ｃ２＋Ｃ４の繰り返し）と、それぞれ異なる階調値の水平線から構成される。ユーザは例えば操作部２１３を通じてレンズシフトの方向と量を調整することで、投写位置を調整することができる。
【０１０９】
このようにして、投写装置８００Ａと投写装置８００Ｂの投写領域が垂直方向に１/２画素ずれるように投写位置を調整した後、投写装置８００Ａおよび８００Ｂにより、入力画像に基づく光学像の投写を開始する。これにより、第１実施形態と同様の投写を実現することができる。第２実施形態の構成を実施する場合には、投写装置８００Ａと投写装置８００Ｂの投写領域が互いに水平および垂直方向に１/４画素ずれるように投写位置を調整すればよい。この場合、１／４画素のずれが確認できるようなテストパターンを用いる。
【０１１０】
本実施形態では、上述した実施形態で画像合成部２８６が適用する静的な画素ずらしを２台の投写装置の投写位置をずらすことで実現するようにした。これにより、光学系を１つしか有さない一般的なプロジェクターを複数台用いて上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態においても、画素ずらしデバイス２８１による画素ずらし方向と、投写装置間の投写位置の調整による画素ずらし方向とを逆にしてもよい。
【０１１１】
●（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第３実施形態では、投写装置８００Ａおよび８００Ｂの投写位置が水平方向で一致し、垂直方向に１／２画素ずれるように手動で調整していた。しかし、投写面を撮像した画像を用いて自動的に投写位置を調整するように構成することもできる。
【０１１２】
図２０は、本実施形態の投写システムの構成を示す模式図である。投写システムは、投写装置８００Ａおよび８００Ｂと、投写装置８００Ａおよび８００Ｂの投写位置を調整する情報処理装置であるＰＣ１３００と、投写面を撮影するデジタルカメラ１３３０とを有する。投写装置８００Ａおよび８００Ｂ、ＰＣ１３００、およびデジタルカメラ１３３０とは互いに通信可能に接続されている。
【０１１３】
図２１は、本実施形態に係るＰＣ１３００の構成例を示すブロック図である。
ディスプレイ１３０１はアプリケーションプログラムによって処理中のデータの情報、各種メッセージメニューなどを表示し、ＬＣＤ等から構成される。ディスプレイコントローラ１３０２は、ディスプレイ１３０１への画面表示制御を行う。キーボード１３０３及びポインティングデバイス１３０４は、文字などを入力したり、ＧＵＩにおけるアイコンやボタンなどを指し示すためなどに用いられる。ＣＰＵ１３０５はＰＣ１３００全体の制御を司る。
【０１１４】
ＲＯＭ１３０６はＣＰＵ１３０５が実行するプログラムやパラメータ等を記憶している。ＲＡＭ１３０７は各種プログラムをＣＰＵ１３０５が実行するときのワークエリア、エラー処理時の一時退避エリア等として用いられる。
【０１１５】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１３０８、リムーバブルメディアドライブ（ＲＭＤ）１３０９は、外部記憶装置として機能する。リムーバブルメディアドライブは、着脱可能な記録媒体の読み書き又は読み出しを行う装置であり、フレキシブルディスクドライブ、光ディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ、メモリカードリーダはもとより、着脱式ＨＤＤなどであってもよい。
【０１１６】
なお、本実施形態に係るＰＣ１３００の各種機能を実現するプログラムを始め、ＯＳや、ブラウザ等のアプリケーションプログラム、データ、ライプラリ等は、用途に応じてＲＯＭ１３０６、ＨＤＤ１３０８、ＲＭＤ１３０９（の記録媒体）の１つ以上に記憶される。本実施形態における投写位置の調整動作およびデジタルカメラ１３３０の遠隔制御動作は、例えばプロジェクター制御アプリケーションの機能として実装されているものとする。
【０１１７】
拡張スロット１３１０は、例えばＰＣＩバス規格に準拠した拡張カード装着用スロットであり、ビデオキャプチャボードや、サウンドボード、ＧＰＩＢボードなど、様々な拡張ボードを装着することが可能である。
【０１１８】
ネットワークインタフェース（Ｎｅｔ−Ｉ／Ｆ）１３１１は、ＵＳＢ規格、ＩＥＥＥ１３９４規格、ＬＡＮ等に準拠した有線通信機能またはＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格、Bluetooth規格等に準拠した無線通信機能を有する。本実施形態に係るＰＣ１３００は、ネットワークインタフェース１３１１を用いて投写装置８００Ａおよび８００Ｂやデジタルカメラ１３３０と通信できるように構成されている。バス１３１２はアドレスバス、データバスおよび制御バスからなり、上述した各ユニット間を接続する。
【０１１９】
なお、デジタルカメラ１３３０はＰＣ１３００、投写装置８００Ａまたは８００Ｂが備えてもよい。ＣＰＵ１３０５は、例えばポインティングデバイス１３０４を通じたプロジェクター制御アプリケーションの起動指示を検出すると、ＨＤＤ１３０８などからアプリケーションを読み出してＲＡＭ１３０７に格納し、実行を開始する。ＣＰＵ１３０５は例えばネットワークインタフェース１３１１に接続されている投写装置８００Ａおよび８００Ｂと、デジタルカメラ１３３０を認識する。デジタルカメラ１３３０はその撮影範囲１３４０が、投写装置８００Ａおよび８００Ｂの投写領域８０１Ａおよび８０１Ｂを含むように配置されている。なお、投写装置８００Ａおよび８００Ｂは投写面に対して正対し、かつ投写サイズが同一になるように設置されているものとする。
【０１２０】
図２２に示すフローチャートを用いて、ＰＣ１３００（ＣＰＵ１３０５）による投写装置８００Ａおよび８００Ｂの投写位置の自動調整動作について説明する。
例えばメニュー操作などにより、投写装置８００Ａの投写位置に対して投写装置８００Ｂの投写位置を垂直方向に１／２画素ずらす指示が入力されたものとする（Ｓ２２０１）。ＣＰＵ１３０５は、ネットワークＩ／Ｆ１３１１を通じてデジタルカメラ１３３０に対して撮影指示を出力する（Ｓ２２０３）。デジタルカメラ１３３０は撮影指示に応答して撮影処理を実行し、得られた撮像画像をＰＣ１３００に送信する。
【０１２１】
ＣＰＵ１３０５は受信した撮像画像から、現在の投写領域８０１Ａおよび８０１Ｂを検出し、投写領域のずれの量および方向を算出する（Ｓ２２０５）。ＣＰＵ１３０５は、例えば投写領域８０１Ａと８０１Ｂのそれぞれを形成する矩形の右上の頂点のずれの量および方向を、投写領域のずれの量および方向として算出する。なお、ＣＰＵ１３０５は、撮像画像から投写領域８０１Ａおよび８０１Ｂを検出しやすくするため、デジタルカメラ１３３０に撮影指示を出力する前に、投写装置８００Ａおよび８００Ｂに対してそれぞれ特定の画像を投写するように指示してもよい。
【０１２２】
ＣＰＵ１３０５は、投写領域８０１Ａおよび８０１Ｂの現在のずれの量および方向を算出すると、投写領域８０１Ａおよび８０１Ｂを目標の位置関係とするためのレンズシフト量および方向を算出する（Ｓ２２０７）。ここでは、投写領域８０１Ｂが投写領域８０１Ａに対して、水平方向にずれがなく、垂直方向に光学変調素子の＋１／２画素分ずれた位置となることが目標の位置関係である。また、原則として投写装置８００Ａおよび８００Ｂの一方についてのみレンズシフトを行うものとする。なお、投写装置におけるレンズシフトの量と光学変調素子の画素ピッチとの関係は、投写装置の機種に対応付けてプロジェクター制御アプリケーションに登録されている。ＣＰＵ１３０５は接続されている投写装置８００Ａおよび８００Ｂを認識した際に、機種情報を取得し、機種に応じたレンズシフトの量および方向を算出する。
【０１２３】
ＣＰＵ１３０５は算出したレンズシフト量および方向を指定し、レンズシフトを実行するように投写装置８００Ｂに指示する（Ｓ２２０８）。
【０１２４】
投写装置８００ＢのＣＰＵ２１０は、通信部２１４を通じてレンズシフトの実行指示を受信すると、指定された量および方向に投写光学系２８３の光軸をシフトさせる。そして、ＣＰＵ２１０はレンズシフトの完了をＰＣ１３００に通知する。
【０１２５】
ＰＣ１３００のＣＰＵ１３０５は、投写装置８００Ｂからレンズシフトの完了通知を受信すると、投写領域８０１Ａおよび８０１Ｂが目標の位置関係になっているか否かを判定する（Ｓ２２１０）。具体的には、ＣＰＵ１３０５は例えばＳ２２０３とＳ２２０５と同等の処理を実行し、算出された投写領域８０１Ａおよび８０１Ｂのずれが目標の位置関係に合致しているか否かを判定する。ＣＰＵ１３０５は、投写領域８０１Ａおよび８０１Ｂが目標の位置関係になっていると判定されれば処理を終了し、判定されなければＳ２２０７に処理を戻す。
【０１２６】
なお、ここでは最低１回のレンズシフトで投写装置８００Ａおよび８００Ｂを目標の位置関係にする構成について説明したが、レンズシフトを繰り返して徐々に目標の位置関係を達成するように構成してもよい。例えば、ＣＰＵ１３０５は、投写装置８００Ａおよび８００Ｂのずれが閾値未満になるまでは、第１のシフト量によるレンズシフトを繰り返し実行させる。そして、投写装置８００Ａおよび８００Ｂのずれが閾値未満になったら、ＣＰＵ１３０５は、目標のずれ量になるまで、第１のシフト量よりも小さな第２のシフト量によるレンズシフトを実行させる。なお、１回あたりのシフト量は３段階以上に調整してもよい。
【０１２７】
このように、本実施形態によれば、第３実施形態において手動で行っていた投写領域の位置調整を、投写面の撮像画像に基づいて自動的に実行することができる。
【０１２８】
（その他の実施形態）
第３および第４実施形態では、独立した投写装置８００Ａおよび８００Ｂを用いる構成について説明した。しかし、第１および第２実施形態に係る投写装置２００において、画像合成部２８６を設ける代わりに、投写光学系を１つ追加し、光学系ＡおよびＢのそれぞれが独立して光学像を投写する構成としてもよい。この場合、２つの投写光学系の投写位置を第３および第４実施形態で説明したように調整して、静的な画素ずらしを投写面上で適用する。
【０１２９】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１００…投写装置、２１０…ＣＰＵ、２４０…画像処理部、２６０…光源、２７０…光学変調素子、２８１…画素ずらしデバイス、２８２…画素ずらしデバイス制御部、２８３…投写光学系、２８５…タイミング信号生成部、２８６…画像合成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月1日(2018.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたフレームに基づいて第１光学像を出力する第１出力手段と、
前記フレームのフレーム期間のうち第１サブ期間の前記第１光学像に対して、第２サブ期間の前記第１光学像が第１方向に第１距離だけ移動するように、前記第１光学像の位置を制御する第１位置制御手段と、
前記フレームに基づいて第２光学像を生成する第２出力手段と、
前記第１サブ期間の前記第２光学像に対して、前記第２サブ期間の前記第２光学像が前記第１方向に前記第１距離だけ移動するように、前記第２光学像の位置を制御する第２位置制御手段と、
前記第１光学像に対して、前記第２光学像が前記第１方向と異なる第２方向に第２距離だけ移動するように、前記第１光学像と前記第２光学像を合成して、投写面に投写する投写手段と、
を有することを特徴とする投写装置。
【請求項２】
前記第１方向が水平方向および垂直方向の一方であり、前記第２方向が水平方向および垂直方向のもう一方であり、
前記第１距離および前記第２距離は、前記第１光学像と前記第２光学像の画素ピッチの１／２であることを特徴とする請求項１に記載の投写装置。
【請求項３】
前記第１方向が斜め４５度方向であり、前記第２方向が水平方向または垂直方向であり、
前記第１距離および前記第２距離は、前記第１光学像と前記第２光学像の画素ピッチの１／２であることを特徴とする請求項１に記載の投写装置。
【請求項４】
前記第１方向および前記第２方向が斜め４５度方向であり、
前記第１距離は前記第１光学像と前記第２光学像の画素ピッチの１／２および１／４の一方であり、前記第２距離は前記第１光学像と前記第２光学像の画素ピッチの１／２および１／４のもう一方であることを特徴とする請求項１に記載の投写装置。
【請求項５】
前記第１位置制御手段は、前記第１光学像の光路を屈折させる光学部材を含み、
前記第２位置制御手段は、前記第２光学像の光路を屈折させる光学部材を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の投写装置。
【請求項６】
前記第１位置制御手段は、前記第１サブ期間と前記第２サブ期間とで前記光学部材の前記光路の屈折率が互いに異なるように前記光学部材を駆動することを特徴とする請求項５に記載の投写装置。
【請求項７】
前記投写手段は、前記第２光学像が前記第１光学像に対して前記第２方向に前記第２距離だけシフトして投写されるように、前記第１光学像と前記第２光学像とを光学的に合成して投写することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投写装置。
【請求項８】
前記投写手段は、前記第１光学像と前記第２光学像とを別個に投写する複数の投写光学系を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投写装置。
【請求項９】
投写システムであって、
入力されたフレームに基づいて第１光学像を出力する第１出力手段と、
前記フレームのフレーム期間のうち第１サブ期間の前記第１光学像に対して、第２サブ期間の前記第１光学像が第１方向に第１距離だけ移動するように、前記第１光学像の位置を制御する第１位置制御手段と、
を有する第１投写装置と、
前記フレームに基づいて第２光学像を生成する第２出力手段と、
前記第１サブ期間の前記第２光学像に対して、前記第２サブ期間の前記第２光学像が前記第１方向に前記第１距離だけ移動するように、前記第２光学像の位置を制御する第２位置制御手段と、
を有する第２投写装置と、
を有し、
前記第１光学像に対して、前記第２光学像が前記第１方向と異なる第２方向に第２距離だけシフトして投写されるように、前記第１投写装置と前記第２投写装置とが調整される、
ことを特徴とする投写システム。
【請求項１０】
入力されたフレームに基づいて第１光学像を出力する第１出力工程と、
前記フレームのフレーム期間のうち第１サブ期間の前記第１光学像に対して、第２サブ期間の前記第１光学像が第１方向に第１距離だけ移動するように、前記第１光学像の位置を制御する第１位置制御工程と、
前記フレームに基づいて第２光学像を生成する第２出力工程と、
前記第１サブ期間の前記第２光学像に対して、前記第２サブ期間の前記第２光学像が前記第１方向に前記第１距離だけ移動するように、前記第２光学像の位置を制御する第２位置制御工程と、
前記第１光学像に対して、前記第２光学像が前記第１方向と異なる第２方向に第２距離だけ移動するように、前記第１光学像と前記第２光学像を合成して、投写面に投写する投写工程と、
を有することを特徴とする投写装置の制御方法。
【請求項１１】
前記第１方向が水平方向および垂直方向の一方であり、前記第２方向が水平方向および垂直方向のもう一方であり、
前記第１距離および前記第２距離は、前記第１光学像と前記第２光学像の画素ピッチの１／２であることを特徴とする請求項１０に記載の投写装置の制御方法。
【請求項１２】
前記第１方向が斜め４５度方向であり、前記第２方向が水平方向または垂直方向であり、
前記第１距離および前記第２距離は、前記第１光学像と前記第２光学像の画素ピッチの１／２であることを特徴とする請求項１０に記載の投写装置の制御方法。
【請求項１３】
前記第１方向および前記第２方向が斜め４５度方向であり、
前記第１距離は前記第１光学像と前記第２光学像の画素ピッチの１／２および１／４の一方であり、前記第２距離は前記第１光学像と前記第２光学像の画素ピッチの１／２および１／４のもう一方であることを特徴とする請求項１０に記載の投写装置の制御方法。
【請求項１４】
前記第１位置制御工程は、前記第１光学像の光路を屈折させる光学部材を用いて前記第１光学像の位置を制御し、
前記第２位置制御工程は、前記第２光学像の光路を屈折させる光学部材を用いて前記第２光学像の位置を制御する、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の投写装置の制御方法。
【請求項１５】
前記第１位置制御工程は、前記第１サブ期間と前記第２サブ期間とで前記光学部材の前記光路の屈折率が互いに異なるように前記光学部材を駆動することにより、前記第１光学像の位置を制御することを特徴とする請求項１４に記載の投写装置の制御方法。
【請求項１６】
前記投写工程は、前記第２光学像が前記第１光学像に対して前記第２方向に前記第２距離だけシフトして投写されるように、前記第１光学像と前記第２光学像とを光学的に合成して投写することを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の投写装置の制御方法。
【請求項１７】
前記投写工程は、前記第１光学像と前記第２光学像とを別個に投写する複数の投写光学系を用いることを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の投写装置の制御方法。
【請求項１８】
投写システムの制御方法であって、
第１投写装置が、入力されたフレームに基づいて第１光学像を出力する第１出力工程と、
前記第１投写装置が、前記フレームのフレーム期間のうち第１サブ期間の前記第１光学像に対して、第２サブ期間の前記第１光学像が第１方向に第１距離だけ移動するように、前記第１光学像の位置を制御する第１位置制御工程と、
第２投写装置が、前記フレームに基づいて第２光学像を生成する第２出力工程と、
前記第２投写装置が、前記第１サブ期間の前記第２光学像に対して、前記第２サブ期間の前記第２光学像が前記第１方向に前記第１距離だけ移動するように、前記第２光学像の位置を制御する第２位置制御工程と、
を有し、
前記第１光学像に対して、前記第２光学像が前記第１方向と異なる第２方向に第２距離だけシフトして投写されるように、前記第１投写装置と前記第２投写装置とを調整する制御工程と、
を有することを特徴とする投写システムの制御方法。
【請求項１９】
コンピュータに、請求項１０から請求項１７のいずれか１項に記載の投写装置の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項２０】
コンピュータに、請求項１８に記載の投写システムの制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述の目的は、入力されたフレームに基づいて第１光学像を出力する第１出力手段と、フレームのフレーム期間のうち第１サブ期間の第１光学像に対して、第２サブ期間の第１光学像が第１方向に第１距離だけ移動するように、第１光学像の位置を制御する第１位置制御手段と、フレームに基づいて第２光学像を生成する第２出力手段と、第１サブ期間の第２光学像に対して、第２サブ期間の第２光学像が第１方向に第１距離だけ移動するように、第２光学像の位置を制御する第２位置制御手段と、第１光学像に対して、第２光学像が第１方向と異なる第２方向に第２距離だけ移動するように、第１光学像と第２光学像を合成して、投写面に投写する投写手段と、を有することを特徴とする投写装置によって達成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
画像合成部２８６（第２の画素ずらし手段の一例）は、画素ずらしデバイス２８１Ａおよび２８１Ｂを透過した光学像を合成し、投写光学系に供給する。画像合成部２８６は例えばダイクロイックミラーやプリズムなどから構成することができる。本実施形態において、画像合成部２８６は、２つの光学像を合成する際に、常に一定の方向および量だけ位置をずらして合成する。これにより、画像合成部２８６は、２つの光学像に対して、期間にかかわらず静的な画素ずらし（第２の画素ずらし）を適用する）。例えば画像合成部２８６によるずらしは、画素ずらしデバイス２８１による画素ずらしと同じ量で、異なる方向である。画像合成部２８６を構成する光学部材の配置などにより、２つの光学像を特定方向に特定量ずらして合成することができる。なお、画像合成部２８６による合成時のずらし量およびずらし方向は、固定であってもよいし、可変であってもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
１ｓｔサブフレーム期間には、パターン１０１で抽出された画像が基準投写位置に、パターン１０３で抽出された画像が基準投写位置から垂直方向に１／２画素ずれた位置に、それぞれ投写される。そして、２ｎｄサブフレーム期間には、パターン１０２で抽出された画像が基準投写位置から水平方向に１／２画素ずれた位置に、パターン１０４で抽出された画像が基準投写位置から水平および垂直方向の両方に１／２画素ずれた位置に、それぞれ投写される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
●（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態においても画素ずらしデバイスによる画素ずらしと、合成光学系による画素ずらしとを併用するが、画素ずらしの方向を同じにして、画素ずらしの量を異ならせる点で第１実施形態と異なる。本実施形態は図１に示した構成の投写装置２００で実行可能であるため、投写装置２００の構成に関する説明は省略し、動作上の差異に着目して説明する。ただし、画素ずらしデバイス２８１を斜め４５度方向に移動できるよう、アクチュエータの位置を斜め４５度方向の対角位置に変更するか、アクチュエータを平行平板ガラスの上下左右４箇所で支持するようにする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
図７と同様の図１４を用いて、第２実施形態における斜め４５度方向の画素ずらしにより実現される解像度向上について説明する。入力画像７００の解像度は水平方向、垂直方向とも光学変調素子２７０の対応する解像度の４倍であるため、入力画像７００の４×４画素が光学変調素子２７０の１画素７１１（投影画像の１画素）に相当する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
本実施形態では、画素ずらしデバイス２８１Ａを通じて得られる光学像Ａを投写装置８００Ａから投写するとともに、画素ずらしデバイス２８１Ｂを通じて得られる光学像Ｂを投写装置８００Ｂから投写する。投写装置８００Ａおよび８００Ｂの投写位置を垂直方向に１／２画素分ずらすことで、垂直方向における１／２画素ずらしを光学像Ｂに適用し、投写面上で光学像Ａと光学的に合成する。１ｓｔサブフレーム期間には光学像ＡおよびＢに画素ずらしデバイス２８１Ａおよび２８１Ｂによる画素ずらしを適用しない。一方、２ｎｄサブフレーム期間には光学像ＡおよびＢに画素ずらしデバイス２８１Ａおよび２８１Ｂにより、水平方向における１／２画素ずらしを適用する。これにより、第１実施形態と同様の投写画像が得られる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
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