【誤訳訂正書】
【提出日】平成28年5月2日(2016.5.2)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】高解像度高コントラストエッジ投影
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、一般に、低解像度のピクセル型のプロジェクタを用いて、投影した高コントラスト画像のエッジの平滑度、解像度及び均一度を向上させる技術に関する。この技術は、例えば計測学や構造光（縞）投影システムなどの応用分野のパターン又はテクスチャなど、エッジを有するパターンの空間分布光に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
[0002]光のパターンを投影する様々なシステムがある。特殊目的プロジェクタは、生成する光パターンの数は比較的少数であるが、どのような画像でも投影するように設計されている汎用プロジェクタより高い照明品質を実現するように設計されている。このようなプロジェクタは、表面に対して投影が行われ、そのパターンが、可能な限り急激になるように設計することができる、又は規定の滑らかに変化する輪郭を有することができる高コントラストエッジを画定する、例えば構造光（縞）投影システム、巨視的フォトレジスト露光システム、又は熱パターン蒸着システム等に適用することができる。このパターンは、表面上に投影することができるが、光学媒体内で使用して、その媒体の一部分を選択的に照明しながら他の部分は暗いまま維持することもできる。構造光（縞）投影システムからＤｅｐｔｈ−ｆｒｏｍ−Ｆｏｃｕｓ法による共焦点顕微鏡照明（例えばＥＰ０９４３９５０参照）まで、様々な適用分野が示唆されている。
【０００３】
[0003]このようなパターンを生成する技術としては、例えばアナログ白色光プロジェクタ、デジタル白色光プロジェクタ、及びそのパターンのレーザ追跡など、様々な技術が既知である。
【０００４】
[0004]現在利用できる最高品質の構造光（縞）投影システムは、アナログ白色光プロジェクタである。米国特許出願公開第２００９／０２３８４４９号に、光源と投影レンズの間に配置された光学的回折格子構成要素の教示がある。高強度コントラストの線を生成するために使用することができるパターン形成要素は、他にもある。このような技術では、高品質のパターンを生成することができるが、特に小寸法のプロジェクタが望ましい場合に、システムのコストが比較的高くなる。これらのシステムの柔軟性は、一般に、パターン形成要素の数及び配列によって制限される。したがって、複数のパターンが望ましい場合には、プロジェクタがさらに複雑になる。一部のシステムでは、投影の中心に対して確実にパターンを精密に位置決めすることが望ましく、これにより、１つ又は複数のパターン形成要素を精密に位置合わせする必要がある。高速にパターンを切り替えることが望ましい場合には、これにより、システムのコスト及び経費が高くなる。
【０００５】
[0005]自然に高強度のコントラストを有するコヒーレント光源としてレーザを使用することは既知である。例えば、米国特許第４４６８２２号に、大きな距離間隔にわたって合焦した画像を生成するレーザを用いた高解像度パターン投影の教示がある。残念ながら、レーザの走査速度及びレーザの制御精度により、パターンを形成することができる速度が制限され、レーザビームの走査速度が速くなるほど、印加エネルギーは低くなり、したがってコントラストも低くなる。さらに、大抵のレーザなどのコヒーレント光源では、撮像に影響を及ぼすスペックルが生じる。
【０００６】
[0006]デジタル白色光プロジェクタを使用することも既知である。例えば、米国特許第７５４５５１６号に、通常のプロジェクタレンズを有するデジタルマイクロミラー（ＤＭＤ）型プロジェクタの教示がある。アナログのレーザに基づくパターン形成に優るこの技術の大きな利点は、レーザ又はパターン形成要素を高速で動かして精密に位置合わせする必要がないことである。マイクロミラーは、独立して傾けて任意のピクセルマップを形成することができ、これらを所望の速度で切り替えることができる（米国特許第６３６９８９９号参照）。別の利点は、これらのシステムが低コストであることである。しかし、特定の適用分野でこれらの利点をほぼ完全に無効にしてしまうデジタルプロジェクタアレイ技術の欠点は、どのような投影画像も離散化させるその解像度（ピクセル密度）である。高解像度で撮像したときには、１つのピクセルの両端間での照明の不均一さなどその他の画像の欠陥も煩わしいことがあるが、これらの欠陥は、それほど重要ではない。この技術を用いて小面積をカバーするパターンを生成すると、規則的な複数のパターンを生成することになるが、一般に、カバー範囲及び解像度を改善するためには、さらに大きな、さらに高品質のエッジパターンを生成することが望ましい。さらに、表面又は立体物を選択的に照明することを伴う適用分野では、市販のデジタルカメラは、通常、ＤＭＤの表示ピクセルより何倍も小さいピクセルに分解する。したがって、原則的に、いくつかのＤＭＤプロジェクタを使用してデジタルカメラのＦＯＶをカバーして、利用性を改善する。残念ながら、これにより、複数のＤＭＤプロジェクタの面倒な位置合わせが必要になり、システムが扱いにくくなる。
【０００７】
[0007]通常は、ピクセル間ギャップは、プロジェクタを不鮮明化（焦点外し）することによって除去される。これ自体はうまくいくが、エッジの鮮鋭度（コントラスト）が損なわれ、これにより、画像のノイズが増加することになる。カメラピクセル密度／プロジェクタピクセル密度の比が非常に高いときには、ピクセル間ギャップが平滑化されるまでに精細な白黒エッジ特徴が輪郭のぼやけたグレーパッチになるほど、規則的な不鮮明化を大きくする必要がある。
【０００８】
[0008]米国特許第７６５９９４６号には、１つの軸に沿った光の偏光を遅延させて、その偏光が液晶装置と位置合わせされるようにして、その白黒コントラストを向上させる、液晶投影装置における異方性装置の教示がある。具体的には、傾斜させた位相板によって、黒い表示状態の液晶層を通過する偏光光の楕円率の波長依存性を補償する。この異方性装置は、（投影面内の）角度によって光の幾何学的発散又はビーム焦点を変化させない。
【０００９】
[0009]特殊目的パターン形成用のピクセル型の低解像度デジタルプロジェクタから所望の輪郭を有する滑らかな連続したエッジを生成するために、投影パターンのエッジにおけるピクセル間ギャップ、離散化及び低コントラスト等の欠陥を改善する技術が、依然として必要とされている。
【発明の概要】
【００１０】
[0010]少なくとも様々な表面又は体積照明技術及び計測学（縞投影システムは特によく知られている）で現在望まれているように、高精細度高コントラストのエッジをスクリーン又は物体上に、或いは３Ｄ体積内に投影したい人々は、特に様々なエッジを有する複数の異なる照明パターンが望ましい場合には、低コストの解決策が必要とされている。当技術分野で既知のアナログシステムでは、可動部分の位置合わせ／位置決め要件が厳しいので、高価な機器が必要になる。
【００１１】
[0011]プロジェクタの光源と投影の間に異方性不鮮明化要素を導入することにより、デジタルプロジェクタアレイによって投影されるエッジ（特殊目的画像）を画定する照明パターンのピクセル間ギャップ及び離散化を、コントラストを低下させることなく大幅に軽減することができる。異方性不鮮明化要素は、照明ピクセルを１つ又は複数の方向（投影平面内の位置によって決まることもある）に不鮮明化し、その他の方向には不鮮明化しないように設計されている。概して、照明平面内の照明ピクセルの不鮮明化は、それより照度の低いピクセルに向かっては、それと同等又はそれより高い照度を有するピクセルの方向に比べると、低減される。ピクセルの不鮮明化は、各点における照明領域の輪郭に対する接線方向に不鮮明化される場合のように、各ピクセルが実質的にその全てが同等の照度を有するピクセルの方向に起こることが好ましい。照明平面内の各ピクセルの不鮮明化の方向が、不鮮明化マップを規定する。プロジェクタが適切に照明されているときに不鮮明化マップをプロジェクタに対して位置合わせすると、少なくとも１つ又は複数のエッジに沿っては、コントラストを損なうことなく、ピクセル間ギャップ効果及び離散化が緩和される。不鮮明化が各点における照明領域の輪郭に対する接線方向に配向される限り、光がそれより照度の低いピクセル領域に不鮮明化されることを避けることができる。
【００１２】
[0012]したがって、より低解像度のデジタルプロジェクタアレイを用いて特殊目的画像を投影する方法を提供する。この方法は、照明平面にわたって連続的に延びる少なくとも１つの高コントラストエッジ特徴を有する、照明するパターンを選択するステップと、照明パターンを前記プロジェクタアレイに適用して、前記エッジ特徴のピクセル化された高コントラスト近似を定めるステップと、前記照明パターンの１組の連続したピクセルセットの各ピクセルを、それと同等の照度又はそれより高い照度のピクセルの方向には強く、それより低い照度のピクセルの方向には弱く不鮮明化する異方性不鮮明化光学要素を、照明源と前記投影の間に設けるステップとを含む。
【００１３】
[0013]前記照明パターンを選択するステップは、各エッジ特徴が、閉ループとして、又は前記照明平面の１つの周辺部から別の周辺部に延びるエッジとして、前記照明平面内で終端せずに延びるパターンを選択するステップを含むことがある。したがって、異方性不鮮明化光学要素（ＡＢＯＥ）を設けるステップは、各エッジ特徴ごとに不鮮明化要素を設けるステップを含むことがあり、前記ＡＯＢＥは、独立して移動可能であることもあり、その場合には、前記ＡＢＯＥを設けるステップは、それぞれのＡＢＯＥとエッジ特徴とを位置合わせするために、前記各ＡＢＯＥの移動、及び／又は前記照明されたピクセルパターンを修正するステップをさらに含むことがある。複数のＡＢＯＥは、平行に配列してもよい。ＡＢＯＥは、第１の方向と位置合わせされたときに接線と一致する異方性不鮮明化方向の１次元パターンを有することができる。エッジ特徴は、照明平面内で終端せずに、又は他のいずれのエッジ特徴とも交差せずに延びる直線又は曲線とすることができる。エッジ特徴は、プロジェクタアレイの軸から外れていてぎざぎざのピクセル化された高コントラスト近似を形成する直線、又は曲線とすることができる。エッジ特徴は、曲線である場合には、その大きさは一定にしてもよい。エッジ特徴は、エッジの局所的な接線に対して直交する法線方向に連続的且つ一様な強度輪郭を有することができる。ＡＢＯＥは、エッジのピクセル以外のピクセルを不鮮明化することができる。エッジ特徴は、明側及び暗側を有し、異方性不鮮明化光学要素を設けるステップは、エッジ特徴のピクセル化された高コントラストのぎざぎざの近似を不鮮明化し、さらに上記パターンの明側を不鮮明化して、エッジ特徴の近傍内のピクセル間ギャップを除去しながら、画像のコントラストの低下を最小限に抑えるＡＢＯＥを設けるステップを含むこともある。エッジ特徴は、徐々に且つ滑らかに暗側に移行する明側を有することができ、デジタルプロジェクタアレイに対する画像及び異方性不鮮明化光学要素の回転を用いて、この移行の程度を変化させることができる。或いは、又はこれに加えて、エッジ特徴の局所的な曲率を変化させながら、又は変化させずに、ＡＢＯＥの不鮮明化の局所的な程度を用いて、上記移行の程度を変化させることもできる。
【００１４】
[0014]ＡＢＯＥを設けるステップは、１組の連続したピクセルセットの各ピクセルを、実質的に同じ程度で、且つプロジェクタアレイに対して一定角度で、異方性不鮮明化するステップを含むことがある。１組の連続したピクセルセットは、照明平面内で終端せずに延びる一連のピクセルを含むことがある。このような連続したピクセルセットが複数組あることもあり、それらの複数組の連続したピクセルセットは、平行線など、平行であってもよい。ＡＢＯＥは、エッジ特徴に対する接線方向には異方性不鮮明化するが、エッジ特徴に対して直交する方向には実質的に不鮮明化しないようにすることもできる。
【００１５】
[0015]ＡＢＯＥは、円筒レンズ、それぞれ円筒レンズを有する複数の直線ストリップ、フレネルレンズ、パターンを有する回折媒体、パターンを有する反射表面、ホログラム、又は干渉パターンを備えることができる。
【００１６】
[0016]また、したがって、より低い解像度のプロジェクタアレイを用いて画像を投影するシステムであって、少なくとも１組の連続したピクセルセットを選択的に照明して、ピクセル化された高コントラストのエッジ特徴を生成するように構成されたデジタルプロジェクタアレイと、前記プロジェクタアレイの光源と前記投影との間に位置決めされた異方性不鮮明化光学要素であって、前記少なくとも１組の連続したピクセルセットに異方性不鮮明化パターンを適用して、前記連続したピクセルセットの輪郭に沿って接線方向に局所的に優先的に不鮮明化する異方性不鮮明化光学要素とを備えるシステムを提供する。
【００１７】
[0017]デジタルプロジェクタアレイは、それぞれが少なくとも１組の連続したピクセルセットを有するいくつかの異なる画像を生成するように構成することができる。デジタルプロジェクタアレイは、それぞれエッジ特徴を画定する複数組の連続したピクセルセットを含む画像を選択的に照明するように構成することができる。デジタルプロジェクタアレイは、それぞれがエッジ特徴を画定する複数組の連続したピクセルセットをそれぞれ含む１組の画像セットのうちのいずれか１つを選択的に照明するように構成することができる。１つの異方性不鮮明化パターンを有する１つのＡＢＯＥは、複数の画像のそれぞれの複数組の連続したピクセルセットのそれぞれの各輪郭に沿った接線方向に優先的にピクセルを不鮮明化することができる。
【００１８】
[0018]１組の連続した照明されたピクセルセットは、照明平面内に始点又は終点を有していなくてもよいが、照明平面の周辺部に始点及び／又は終点を有していてもよい。不鮮明化パターンは、不鮮明化パターン中の所与のピクセルについて、輪郭の隣接するピクセルがより遠い場合、又は上記所与のピクセルにおいて輪郭が最も直線的である場合により高くなる不鮮明化の程度を有することができる。
【００１９】
[0019]ＡＢＯＥは、円筒レンズ、それぞれ円筒レンズを有する複数の直線ストリップ、フレネルレンズ、パターンを有する回折媒体、パターンを有する反射表面、ホログラム、又は干渉パターンを備えることができる。
【００２０】
[0020]また、入射平面波に異方性不鮮明化パターンを適用するのに適した異方性不鮮明化光学要素であって、不鮮明化が実質的に連続的な連結折れ線に沿うように、前記不鮮明化パターンが局所的要素を優先的に不鮮明化する異方性不鮮明化光学要素と、プロジェクタアレイの光源と投影の間に前記光学要素を位置決めし、前記光学要素を前記プロジェクタアレイに対して位置合わせする方法の説明であって、これらの位置決め及び位置合わせにより、前記デジタルプロジェクタアレイからの１つ又は複数の照明パターンが、前記光学要素によって異方性不鮮明化されたピクセル化された高コントラストエッジ特徴を発して高コントラスト高解像度エッジ特徴を含む画像を投影する、説明とを備えるキットも提供する。
【００２１】
[0021]このキットは、投影画像を撮像するデジタルカメラ、前記投影画像のデジタル画像を受信し、前記画像が投影された表面の表面トポグラフィを計算するソフトウェアプログラム、前記光学要素を位置決めする取付具、前記投影画像のデジタル画像を受信し、取付具を介した前記光学要素の位置合わせを制御するソフトウェアプログラム、前記デジタルプロジェクタアレイ、前記投影画像のデジタル画像の受信、前記デジタルプロジェクタアレイの照明パターンの制御、及び／又は取付具を介した前記光学要素の位置合わせの制御を行うソフトウェアプログラム、並びに表面上の前記投影画像のデジタル画像を受信し、カメラピクセル情報を投影ピクセル照明と一致させるソフトウェアプログラムのうちの１つ又は複数をさらに備えることができる。
【００２２】
[0022]本発明のさらなる特徴については、以下の詳細な説明で述べるか、或いはその説明において明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】エッジ特徴のピクセル化されたぎざぎざの近似、水平方向及び垂直方向の帯の状態のピクセル間ギャップ、並びにエッジの拡大図を示す、現況技術のデジタルプロジェクタアレイの出力の画像を示す図である。
【図２】デジタル投影システムのピクセル化された高コントラスト画像、画像に適した異方性不鮮明化パターン、及びその結果生じる高解像度高コントラスト画像を示す概略図である。
【図３】２値（正方形）エッジ輪郭を有する２つの画像及び正弦的に変化するエッジ輪郭を有する２つの画像の合計４つの投影画像を示す概略図であり、２つの画像では異方性不鮮明化マップを用い、２つの画像では用いていない概略図である。
【図４】異方性不鮮明化マップを用いた場合と用いない場合の投影画像の周波数領域のプロットを示す図である。
【図５】ピクセル化された画像に対する不鮮明化マップの位置合わせの感度をコントラストに対して示す図である。
【図６】投影画像で得られる表面モデルが異方性不鮮明化マップを使用することによってどの程度改善されるかを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
[0023]本発明をより明快に理解することができるように、例示を目的として、以下の添付の図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
[0024]出願者は、光源と投影の間に異方性不鮮明化要素を導入することにより、画像のコントラストを低下させることなく、デジタルプロジェクタアレイが投影した特殊目的画像のピクセル間ギャップ及び離散化を軽減する技術を開発した。特殊目的画像投影システムは、一般的な画像投影システムとは異なり、ｍ個のピクセルがｎ個の色値のうちの１つをそれぞれ有する場合にｎｍ個の画像を投影することができる従来のビデオプロジェクタより通常ははるかに少ない既定数の画像のうちの１つを投影するように設計されている。アレイがｒ行ｃ列である場合、特殊目的画像の数の論理的限界は約２ｒ＋ｃであるが、実際には、ほとんどの適用分野で、１つから数十個までの画像が使用される。
【００２６】
[0025]異方性不鮮明化要素は、ピクセル状照明を１方向又は複数方向（投影面内の位置によって決まることがある）に不鮮明化するが、それ以外の方向には不鮮明化しないように設計されている。異方性不鮮明化要素は、ピクセル状照明と位置合わせすると、コントラストを損なうことなくピクセル間ギャップ効果及び離散化を緩和する不鮮明化マップを生成する。画像を不鮮明化マップと位置合わせすると、個々のピクセルは、それと照度が同じ（又はそれより照度が大きい）隣接するピクセルの１つ又は複数の方向に不鮮明化され、それより照度が低いピクセルの方向にはさらに不鮮明化されるが、不鮮明化は、実質的には、照度の等しい隣接するピクセルの１つ又は複数の方向にのみ起こることが好ましい。したがって、所望の照明は、少なくともエッジピクセルについてはピクセル間ギャップ効果を除去するのに十分に拡散されるが、合焦は選択的であり、コントラストは大きく損なわれることはない。
【００２７】
[0026]連続性の要件として、（ピクセル化された低解像度で）エッジを画定する１つなぎのピクセルセットの各ピクセルは、同じ所望の照度を有し、且つ当該エッジの輪郭を画定する等しい強度輪郭を有する隣接するピクセル（又は少なくともサブピクセル領域）を有するものとする。したがって、不鮮明化が各点における照明された領域の輪郭に対する接線方向に配向された場合に、この要件は満たされる。さらに、不鮮明化要素を使用して、あらゆる方向に等しい照度のピクセルを有することもある撮像パターンの中央部に位置するピクセル間ギャップを平滑化することもできるので、不鮮明化は、任意の方向又は全ての方向にもたらすことができる。いくつかの適用分野では、異方性不鮮明化をこのような中央ピクセルでもたらすことができるので、その他の照明パターンのエッジにも、不鮮明化マップ上の同じ点を使用することができる。
【００２８】
[0027]単純且つ安価な円筒形レンズは、異方性不鮮明化要素がプロジェクタの平面内に入った後では位置合わせの際に配向の角度のみを考慮すればよい実施形態では、画像のエッジが全て平行な線である場合には、この全てを効果的に実行することができるので有利である。高解像度高コントラスト画像を生成する一般的な実施形態は２つあり、１つは、照明部から暗部に最も急激に移行することが必要な実施形態（本明細書では２値画像とする）、もう１つは、正弦関数（０°〜９０°）に一致する輪郭など、連続的に徐々に輝度が変化する、高コントラストで均一な、又は制御されたエッジ輪郭を必要とする実施形態である。２値画像は、複数列又は複数行のピクセルを照明し、それらの行又は列と平行に不鮮明化を適用することによって形成することができる。これにより、高コントラスト画像が得られ、照明方向に沿ったピクセル間ギャップ及び離散化が解消されるが、連続した行又は列の間に低輝度領域が残る。照明された行又は列が単一ピクセル幅である場合には、これは重要ではなく、エッジに直交するこのような１次元欠陥は、いくつかの適用分野では重大でないこともある。
【００２９】
[0028]隣接する行／列間の欠陥が望ましくない場合には、不鮮明化をピクセルに対して回転させると、行間／列間欠陥が減少するが、照明された列と暗い列の間の移行の急激さ（及びコントラスト）にその代償が生じる。コントラストの損失は、行ではなくねじれの位置の直線を照明することによって低減することができる。比較的滑らかな列の代わりにぎざぎざのステップ関数を照明することによって、線のコントラスト及び均一度が向上することは、ひょっとすると一見驚くことかもしれない。
【００３０】
[0029]以上の記述は、各ピクセルが同じサイズ及び形状を有し、個々のピクセルが実質的に独立して制御される、従来の形態のデジタルプロジェクタアレイを前提にしている。しかし、様々なサイズ及び形状の有効ピクセルを有するデジタルプロジェクタアレイも、それらのサイズ及び形状が、適当な不鮮明パターンを画定してピクセル化されたパターンの異方性不鮮明化要素に符号化し、プロジェクタアレイと位置合わせしてピクセル化効果を補正することができる程度まで再現可能に制御可能なピクセル化された照明パターンを生成する限り、同様に使用することができる。
【００３１】
[0030]図１は、投影線の高解像度画像の典型的なものである、ピクセル間ギャップを示すプロジェクタの画像を示す図である。すなわち、これはピクセル化されている。照明された領域では、格子状の低輝度領域が、ピクセル間ギャップによって画定されている。ぎざぎざのピクセルの段差も示されている。この画像は、デジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）をベースとする投影アレイを使用して撮影したものであるが、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ及びＬＣＤ技術を用いても、同様の欠陥が生じる。この画像は、現在の技術の性質を示している。すなわち、１８ＭＰ又は２１ＭＰのデジタルカメラは容易に入手することができるが、入手できるデジタルプロジェクタアレイは、同じ速度では増加していない（プロジェクタは２．８ＭＰ）。
【００３２】
[0031]図２は、（比較的）低い解像度のデジタルプロジェクタアレイ８によるピクセル化された高コントラスト（特殊目的）画像１０の拡大部分、異方性不鮮明化光学要素９による異方性不鮮明化マップ１５（画像１０に一致するようになされている）の対応する部分、及びその結果得られる、不鮮明化マップ１５を画像１０と適当に位置合わせしたときに生成される高解像度高コントラスト投影画像２０を示す概略図である。投影画像２０は、表面上に、又は体積中に投影することができる。
【００３３】
[0032]画像１０は、実質的に、従来技術のデジタルプロジェクタアレイ８で得られるものである。ただし、このような画像を焦点外しし、グレースケーリング及びディザリングを用いて線の平滑度を改善することは既知であるが、焦点外しをすると、コントラストが犠牲になる。画像１０は、ピクセル化されており（ピクセル１１）、明確に画定された明領域１２及び暗領域１４を有し、これらの間に２本の高コントラストエッジ特徴１３がある。エッジ特徴１３は、投影画像２０の照明領域の輪郭のピクセル近似である。照明されたピクセル１１は黒で示し、暗いピクセル１１はグレーで示してある。
【００３４】
[0033]高コントラストエッジ特徴１３は、プロジェクタアレイ８の寸法の１つ（行又は列）に沿った線とすることができ、この場合には、直線エッジが投影される。この線は、ぎざぎざのエッジは有していないが、依然として、照明されたピクセルの間に離散的な境界を有し、これが投影画像中に、本適用分野で望ましくない格子状の低輝度を生じる。或いは、エッジ１３は、プロジェクタアレイの軸及びピクセルのエッジに対して斜めに配向された線とする、又は曲線（図示のようなもの）としてぎざぎざにすることもできる。エッジ１３は、異なる特性、強度輪郭、配向、曲率などを有する複数のセグメントに自然に分割されることがあるが、少なくとも照明平面（プロジェクタアレイが発光する枠によって画定することができる）内では、連続していることが好ましい。
【００３５】
[0034]エッジ１３の近傍のピクセル照明は、特にエッジ１３を画定するピクセル１１については、（照明強度、色又は時間において）ハーフトーン又はグレースケールにすることができ、このグレースケーリングは、ディザリングする、又は空間的に変化させることができる。このようにして、ピクセル１１を横切ることにより、視覚的に一瞬で様々なエッジ１３の集合を形成し、より洗練されて見える重複したエッジ１３を形成することができる。グレースケーリングは、画質及び位置合わせを微妙に改善するための重要な柔軟性をもたらし、投影縁部１９が位置とともに変化するにつれて、エッジの照明輪郭が徐々に、又は急激に変化することを可能にしている。
【００３６】
[0035]エッジ１３は、非直線である。エッジ１３の曲率は、不鮮明化マップの制御限界によって制約され、より照明されていない領域に不鮮明化される照明ピクセルによる照明の量が抑制されて、コントラストの損失に対する制限が維持されるようになっていることが好ましい。したがって、暗領域１４が凸状セットである場合には、明領域１２は、境界沿いを除けば、精密な配向及び配置を行うことなく不鮮明化することができ、円筒レンズの場合と同様に、２つの反対の方向に不鮮明化を行うことができる。
【００３７】
[0036]照明平面の周辺部では、投影画像２０中に示すように、１つ又は複数のエッジ１３は、この点におけるエッジ１３に対する接線における不鮮明化によって失われる光が、投影画像２０の暗領域の照明を増大させないので、終端する可能性がある。
【００３８】
[0037]不鮮明化マップ１５は、干渉パターン、パターンを有する回折性媒体、パターンを有する反射性表面、屈折又はホログラムによって実現することができる。パターンは、円筒形レンズやフレネルレンズなどのレンズを含むことがある。ホログラム、回折格子及び干渉パターンは、一般に高価であるが、不鮮明化の方向をより細かく制御できるという特定の利点をもたらすことがある。例えば、これらを用いなければ、交差するエッジを不鮮明化することが困難であることもある。例えば、エッジパターンが鋭い角部を有する、又は照明平面の中央で終端する場合には、干渉パターン又はホログラフィパターンが好ましいこともあり、また、ＥＰ０９４３９５０に記載の正方形パターンの照明の場合のように、角部の両エッジでは高コントラストであることが望ましい。
【００３９】
[0038]より単純な光学的構成が好ましい場合には、複数の薄い屈折性（場合によっては回折性）のＡＢＯＥ９を、例えば画像１０の各エッジ１３ごとに１つ、又は各明領域１２ごとに１つなど、個別に配置することができる。このようなＡＢＯＥ９は、透明フィルムに貼付されるように、又はプロジェクタアレイのレンズに直接貼付されるように設計することができる。ＡＢＯＥ９は、照明平面を並べるように設計することができ、或いは、回折効果が発生しないように縁部を十分に薄くする、且つ／又は先細にすることができる。ＯＬＥＤディスプレイ又はＬＥＤディスプレイを使用する場合には、従来技術で既知のモールドレンズや屈折率分布型レンズなどのダイオードアレイの上に重なる平面内に格子状にＡＢＯＥを配列することができる。ＡＢＯＥ９は、変形可能にすることもできる。
【００４０】
[0039]さらに単純にして、不鮮明化マップを、位置が固定された複数のＡＢＯＥ９をフィルム状にしたもの、又は予め配列したものなど、１つのＡＢＯＥ９で構成することもできるが、この場合には、複数のＡＢＯＥ９を独立して配列できるという点が犠牲になる。単純に円筒レンズを配列したものが、市販のレンズ型アレイとして入手できることもある。また、市販のフレネルレンズを使用することもできる。
【００４１】
[0040]例示的な不鮮明化マップ１５は、照明平面全体にわたって延びる連続的な不鮮明化マップ１５を有する１つのＡＢＯＥで構成される。ＡＢＯＥは、実質的に２つの方向にのみ不鮮明化を実施する円筒レンズであってもよい。４分の１円筒にすれば、不鮮明化は１方向にしか起きないので、それよりわずかにコントラストの高い画像を形成することができる。この方向を照明平面の中心に向けて配向することにより、照明平面の外側で不鮮明化される光が減少するので、画像内に保持される光が増える。損失は平行に配列されたＡＢＯＥの間のギャップごとに生じるので、要素が１つであることにはある程度の利点がある。ＡＢＯＥ間のギャップが、ピクセル間ギャップと一致するように離間して配置されている場合には、この損失は、無視できる程度になることもある。或いは、予め配列された回折性又は屈折性要素のアレイからなるフィルムを使用することもできる。
【００４２】
[0041]不鮮明化マップ１５は、各ピクセル領域１７の不鮮明化角度１６とともに示してある。図示のように、グレーピクセル領域は、照明ピクセル１１に対応し、白ピクセル領域は、暗ピクセル１１に対応する。当然、不鮮明化マップ１５は、連続的且つ滑らかな勾配のベクトル場であることが好ましいが、これを（ＡＢＯＥにおける）照明平面の対応するピクセル領域１７にわたる平均として表すと便利である。さらに、角度１６と同様に各点における不鮮明化の程度（又はピクセル領域１７にわたる平均）を変調して、例えば投影エッジ１９の何の輪郭の局所的な曲率に応じて、照明領域１４内の拡散をさらに良好に最適化し、エッジ１９にわたる拡散をより良好に低減することができる（すなわち、１つのピクセル１１からの光の、より照度の低いピクセル１１に対応する隣接するピクセル領域１７中への拡散を、より良好に低減することができる）ことに留意されたい。
【００４３】
[0042]いくつかの適用分野では、異方性不鮮明化は、エッジ特徴１３沿いでのみ必要であることもあることに気付くであろう。そのような場合には、破線のピクセル領域１７内の不鮮明化は、望ましくないこともある。いずれにしても、照明されないピクセル領域１７の不鮮明化は不要である。それでも、不鮮明化マップ１５のエッジ特徴１３との位置合わせを容易にするために、又は１つの不鮮明化マップ１５内で符号化されるその他の画像１０との位置合わせのために不鮮明化マップのさらなる符号化を可能にするために、これらのピクセル領域１７を不鮮明化することが有用であることはある。
【００４４】
[0043]図２は、ある程度の一般性を有する不鮮明化マップ１５を示しているが、実施形態によっては、投影画像２０が適当に規則的である場合には、照明平面全体にわたって一様に広がった実質的に同一の角度１６からなるさらに単純なマップでも、十分に有用であることが分かる。
【００４５】
[0044]ピクセル化された高コントラスト画像１０を不鮮明化マップ１５と位置合わせすることにより、所望の投影画像２０が形成される。したがって、ピクセル１１及びエッジ特徴１３に不鮮明化を適用することにより、投影画像１８において高解像度高コントラストのエッジ１６が得られる。一般に、位置合わせには２つの手法が可能である。不鮮明化マップ１５を移動させて規定の画像１０に一致させるか、又は、不鮮明化マップ１５は固定して、１つ又は複数の画像１０を修正して投影画像２０を最適化するかである。ＡＢＯＥ９（１つ又は複数）の自由度が減少するほど、画像１０を最適化する手法への依存性は大きくなる。精密に機械的に移動させることのほうが通常は高価になり、時間がかかり、且つ画像全体を走査するよりも非制御状態の環境では信頼性が低くなるので、特に投影画像２０の解析に自動化プログラムを使用するときには、これが好ましいことがある。
【００４６】
（実施例１）低コストシステム（予測的実施例）
[0045]プロジェクタ：デジタルビデオインタフェースカード及びＤＭＤチップを含むプロキシマウルトラライトｘ３５０（Ｐｒｏｘｉｍａ  Ｕｌｔｒａｌｉｇｈｔ  ｘ３５０）。このプロジェクタの色環は最も明るい照明を実現するので、最良の結果を得るために、この色環を取り除いてもよい。焦点距離が１５０ｎｍである凸状円筒レンズを、プロジェクタの前の、投影レンズから４ｍｍの所に、投影レンズと平行に配置することができる。円筒レンズの軸とＤＭＤミラーの縁部の間の角度は、例えば８°など、０〜２°、８８〜９２°又は１７８〜１８０°以外となるように選択される。最適な画像が特定されるまで画像照明命令を順番に実行して投影画像を評価する手続きを実行して、システムを較正する。その後、上記の８°だけ傾いた線（ピクセル軸に対して斜め）を有する画像を不鮮明化して、同じプロジェクタの不鮮明化投影で生成することができるよりはるかに高いコントラスト及び解像度を有するエッジを有する線を形成する。高品質投影システム（全ての実験的証拠を得るために使用される）
【００４７】
[0046]ＤＭＤ（ディスカバリ１１００／３０００（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  １１００／３０００））光源用の光学モジュールＬＥＤ−ＯＭ、ＤＭＤディスカバリＤ４０００．７  ＸＧＡ（ＤＭＤ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｄ４０００．７  ＸＧＡ）キット、及び焦点距離が１５０ｎｍである凸状円筒レンズ（エドムンドオプティクス  （Ｅｄｍｕｎｄ  Ｏｐｔｉｃｓ））を得た。制御電子回路は、ＤＭＤチップとプロジェクタ制御装置の間に結合した。プロジェクタ制御装置は、プロジェクタ制御装置用ドライバを有するコンピュータに結合した。光源は、従来の方法でＤＭＤチップに結合した。プロジェクタレンズ及び内部光学素子を組み立てた。円筒レンズは、光学モジュールの投影レンズの前約４ｍｍの所に、投影レンズと平行に配置した。
【００４８】
[0047]撮像及び投影の解析のためには、カールツァイスマクロプラナ２／１００ＺＦ−１（Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ  Ｍａｋｒｏ−Ｐｌａｎａｒ  ２／１００  ＺＦ−１）レンズを備えたｃ−ｃａｍ  ｆｃｉ−１４０００モノクロカメラを使用した。
【００４９】
[0048]円筒レンズ（ＡＢＯＥ）の画像に対する位置合わせは、異方性不鮮明化要素を、ピクセルアレイに対して８°の角度をなすプロジェクタビームに対してほぼ直交するスタンドに固定し、最適に位置合わせされた画像が形成される（すなわち不鮮明化が全ての点で照明平面内のエッジに対してほぼ直交するとき）まで様々な照明パターンについての経験的フィードバックを計算することによって実行した。
【００５０】
[0049]図３は、４つの画像が投影された平坦で滑らかな表面を撮影した４枚の写真を示している。各画像で、カメラの解像度は同じであるが、これらの画像は、様々な程度に拡大したものである。左側の写真は、異方性不鮮明化を行わずに撮影したものであり、右側の写真は、異方性不鮮明化を行って撮影したものである。コントラストの差は、直ぐに目を引くほど著しい。上段の写真は、正方形の強度輪郭（垂直方向に８°）を画定する２値投影画像の写真であり、下側の写真は、同じ周期（約４ピクセル）を有する正弦関数を近似したものである。正弦変調によってピクセルの照明を意図的に低減することにより、上段の写真と比較して下側の写真のコントラストを低下させる。構造光（縞）投影などの適用分野では、ここに示すように正弦的強度エッジ輪郭を使用することが望ましい。左側の写真の等方性不鮮明化（焦点外し）を行うと、コントラストはさらに低下することになる。
【００５１】
[0050]異方性不鮮明化を用いた写真は、異方性不鮮明化が望ましい箇所では不鮮明化が起こり、それほど照明の対象とされていない領域の明ピクセルの不鮮明化は起きないことに気付くであろう。ピクセル内照明欠陥及びピクセル間ギャップが除去される。したがって、これらの写真が示すように、よりコントラストの高い高解像度画像が得られる。さらに、不鮮明化により、より短い周期で、より高品質の正弦パターンが得られた。通常は、空間的周期は、プロジェクタアレイの４つの隣接したピクセルの寸法と関連するが、本発明によれば、ピクセル２．５個分という短い周期を有する正弦パターンが得られている。これらの高周波数の正弦波投影パターンのコントラストの損失のために、また、本出願ではコントラストが重要であるので、図示の正弦波の例は、ピクセル４つに相当する周期を有する。
【００５２】
[0051]図４は、図３の下側に示す写真（すなわち正弦的に変化するパターン）の１Ｄ周波数領域（高速フーリエ変換）のグラフである。左側の写真（ＡＢＯＥなし）の４５Ｈｚ及び４００Ｈｚ近傍の強いピークは強いピークであり、右側の写真（ＡＢＯＥあり）では、これらが完全に除去されていることに気付くであろう。これらのピークは、ピクセル間ギャップによるものである。このスペクトル全体で観察されるその他の周波数ノイズは、このサンプルの形状変化及びカメラの電子ノイズによるものと考えることができる。「ＡＢＯＥあり」の写真のノイズフロアは、「ＡＢＯＥなし」写真のノイズフロアより著しく低い。
【００５３】
[0052]図５は、本発明にしたがって不鮮明化の方向を制御することに重要性を示す図である。従来技術では、（焦点外しによって）完全に無差別に不鮮明化するが、本発明は、必要に応じた不鮮明化のみを行って、不要な影響を取り除こうとするものである。不鮮明化マップのピクセル化された画像との位置合わせの感度を実証するために、投影画像（図３の右上の写真）と図５の右上に再現した画像を、全く同じプロジェクタを用い、ＡＢＯＥ角度も全く同じにして、ただしスキュー角度はＡＢＯＥ（左上の写真）で必要とされる８°の代わりにピクセル化された画像の４°にして、比較する。それぞれの写真で明るい方から暗い方に順序付けられたそれぞれの照度値を受けるいくつかのカメラピクセルを含む画像のヒストグラムは、十分に位置合わせされた右側の写真ではるかに良好なコントラストが得られることを裏付けている。
計測学への応用
【００５４】
[0053]図３の右下に示す画像を使用して表面を照明して、その表面上に従来技術で「テクスチャ」とも呼ばれる構造光パターンを形成した。カメラを用いて、この表面の写真を撮影した。縞投影プログラムを使用して、プロジェクタのピクセル照明を、カメラのピクセル照明と一致させ、これらの画像を解析して、その表面のマップを得た。具体的には、出願者による同時係属の米国特許出願公開第１２／４５３７６５号（その内容の全てを参照により本明細書に組み込む）に教示されている方法を使用して、構造光システムにおけるセグメント化及び改善された逆畳み込みを行った。
【００５５】
[0054]図６は、ニコン社製マクロ５５ｍｍレンズを用いたカメラで撮影した表面上の投影画像の従来の移相処理によって得られる３つの表面３Ｄモデルを示す図である。具体的には、それぞれ他の７枚に対して位相がずれている８枚の正弦波画像を撮像した。位相の不明瞭性を、１次元（８°で傾いている）の２値区分の階層を形成する１０個の２値パターンを用いて解消した。これらの２値且つ正弦波の投影画像は全て、同じプロジェクタアレイを用いて、同じ角度のＡＢＯＥを用いて生成したものであるので、一群の投影画像全体を、１つの不鮮明化マップを用いて形成することができることが実証される。参考として、左側の表面モデルは、コノプローブ（Ｃｏｎｏｐｒｏｂｅ）干渉技術によって生成したものである。この画像は優れた品質を有しているが、このモデルを生成するには、表面全体を干渉計のサンプルアームで走査する必要があるので、約２０分かかる。第２のモデルは、ＡＢＯＥなしで、図３の左下に写真を示す画像を用いて、同じ表面を照明することによって生成したものである。ピクセル間ギャップの間隔に規則的に現れる線は、直ぐに目につくほど明らかである。第３のモデルは、第２のモデルと同じであるが、ＡＢＯＥを用いている（図３の右下）。フィーチャの精細度及び解像度は、ＡＢＯＥを用いた投影画像を用いることによって、大幅に改善される。取得に要する近似時間は、図示の約４０倍大きな画像で１５秒未満であり、カメラの視野（ＦＯＶ）は、投影のサイズの４分の１である。したがって、画像をさらに拡大することができる。
【００５６】
[0055]第３のモデルを、高コントラスト（図３の上段）投影画像間の位置ずれを４°として生成した等価なモデルと比較した。その結果得られたモデルは、（位置合わせされた）第３のモデルより４倍大きな推定ＲＭＳ誤差を有していた。
【００５７】
[0056]大幅に解像度の低いデジタルプロジェクタアレイから高精細度投影画像を生成する技術として、本発明を開示した。この技術は、デジタルプロジェクタアレイの１組の連続したピクセルを選択的に照明してピクセル化された高コントラストエッジ特徴を生成し、プロジェクタアレイの光源と投影との間に位置決めされた異方性不鮮明化光学要素を適用して上記の少なくとも１組の連続したピクセルに異方性不鮮明化パターンを適用して、照明されたピクセルがそれと同等に照明された、又はそれよりに強く照明されたピクセルの方向のみに不鮮明化されるように、それらのピクセルを局所的に優先的に不鮮明化することを含む。これは、ピクセル化低解像度表現が許容する程度まで、エッジ特徴を画定する上記の１組の連続したピクセルの輪郭に沿って接線方向に行うことができる。いくつかの、又は多くのエッジをそれぞれ有するいくつかの画像を、同じ異方性不鮮明化光学要素を用いて生成することができる。異方性不鮮明化が同じであることによって、投影画像のピクセル間ギャップ効果及び離散化を軽減することができる。
【００５８】
[0057]この構造に固有のその他の利点は、当業者には明らかである。本明細書では、例示を目的として実施形態を説明したが、これらは特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定するものではない。前述の実施形態の様々な変更は、当業者には明らかであり、発明者は、それらの変更が下記の特許請求の範囲の包含されるものと意図している。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の解像度を有する特殊目的画像を、前記第１の解像度よりも低い第２の解像度を有するデジタルプロジェクタを用いて投影する方法であって、
照明平面にわたって連続的に延びる少なくとも１つのエッジ特徴を有する、照明するパターンを選択するステップと、
照明パターンを前記プロジェクタに適用して、前記エッジ特徴のピクセル化された近似を定めるステップと、
前記照明パターンの１組の連続したピクセルセットの各ピクセルを、それと同等の照度又はそれより高い照度のピクセルの方向には強く、それより低い照度のピクセルの方向には弱く不鮮明化する異方性不鮮明化光学要素を、照明源と前記投影の間に設けるステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記パターンを選択するステップが、
各エッジ特徴が前記照明平面内で終端せずに延びるパターンを選択するステップ、
各エッジ特徴が前記照明平面内で終端せずに延びるが、１つ又は複数のエッジ特徴が、前記照明平面の周辺部上に位置する２つの端部の間に延びるパターンを選択するステップ、
１つのエッジ特徴が、前記照明平面内で終端せずに、又はその他のいずれのエッジ特徴とも交差せずに延びる直線であるパターンを選択するステップ、
１つのエッジ特徴が、前記照明平面内で終端せずに、又はその他のいずれのエッジ特徴とも交差せずに延びる直線であり、この直線が、前記プロジェクタの軸から外れていて、ぎざぎざのピクセル化された近似を形成するパターンを選択するステップ、
１つのエッジ特徴が、前記照明平面内で終端せずに、又はその他のエッジと交差せずに延びて、ぎざぎざのピクセル化された近似を形成する曲線であるパターンを選択するステップ、
１つのエッジ特徴が、前記照明平面内で終端せずに延びる曲線であり、曲率の大きさが一定であるパターンを選択するステップ、
それぞれが前記照明平面内で終端せずに延びる直線である複数のエッジ特徴を有するパターンを選択するステップ、
それぞれが前記照明平面内で終端せずに延びる複数のエッジ特徴を有するパターンであって、エッジ特徴の各対が、所与の方向に一定の分離距離にあり、したがって各点で平行な接線を有するパターンを選択するステップ、
それぞれが前記照明平面内で終端せずに延びる線である複数のエッジ特徴を有するパターンであって、各対のエッジが平行であるパターンを選択するステップ、又は、
各エッジ特徴が、前記照明平面内で終端せずに延び、各エッジが、前記エッジの局所的な接線に直交する法線方向に連続的且つ均一な強度輪郭を有するパターンを選択するステップ、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記異方性不鮮明化光学要素を設けるステップが、
前記１組の連続したピクセルセットの各ピクセルを、実質的に同じ程度で、且つ前記プロジェクタに対して一定角度で、異方性不鮮明化するステップ、
前記１組の連続したピクセルセットの各ピクセルを、実質的に同じ程度で、且つ前記プロジェクタに対して一定角度で、異方性不鮮明化するステップであって、前記１組の連続したピクセルセットが、前記照明平面内で終端せずに延びる一連のピクセルを含むステップ、
複数組の連続したピクセルセットの各ピクセルを、実質的に同じ程度で、且つ前記プロジェクタに対して一定角度で、異方性不鮮明化するステップであって、それぞれの連続したピクセルセットが、前記照明平面内で終端せずに延びる一連のピクセルを含むステップ、
複数組の連続したピクセルセットの各ピクセルを、実質的に同じ程度で、且つ前記プロジェクタに対して一定角度で、異方性不鮮明化するステップであって、それぞれの連続したピクセルセットが、その他のいずれの一連のピクセルとも重複せずに前記照明平面内で終端せずに延びる一連のピクセルを含むステップ、
複数組の連続したピクセルセットの各ピクセルを、実質的に同じ程度で、且つ前記プロジェクタに対して一定角度で、異方性不鮮明化するステップであって、それぞれの連続したピクセルセットが、前記照明平面内で終端せずに延びる一連のピクセルを含み、前記一連のピクセルどうしが平行であるステップ、
複数組の連続したピクセルセットの各ピクセルを、実質的に同じ程度で、且つ前記プロジェクタに対して一定角度で、異方性不鮮明化するステップであって、それぞれの連続したピクセルセットが、前記照明平面内で終端せずに延びる一連のピクセルを含み、前記一連のピクセルが平行な線であるステップ、又は、
前記エッジ特徴に対する接線方向に異方性不鮮明化し、前記エッジ特徴に対して直交する方向には実質的に不鮮明化しないステップ、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記異方性不鮮明化光学要素を設けるステップが、
円筒レンズ、
それぞれ円筒レンズを有する複数の直線ストリップ、
フレネルレンズ、
パターンを有する回折媒体、
パターンを有する反射表面、
ホログラム、又は、
干渉パターン、を設けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１の解像度を有する画像を、前記第１の解像度よりも低い第２の解像度を有するプロジェクタを用いて投影するシステムであって、
少なくとも１組の連続したピクセルセットを選択的に照明して、ピクセル化されたエッジ特徴を生成するように構成されたデジタルプロジェクタと、
前記プロジェクタの光源と前記投影との間に位置決めされた異方性不鮮明化光学要素であって、前記少なくとも１組の連続したピクセルセットに異方性不鮮明化パターンを適用して、前記連続したピクセルセットの輪郭に沿って接線方向に局所的に他の方向よりも強く不鮮明化する異方性不鮮明化光学要素と、
を備えるシステム。
【請求項６】
前記デジタルプロジェクタが、それぞれが少なくとも１組の連続したピクセルセットを有するいくつかの異なる画像を生成するように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記連続したピクセルセットが、照明平面内に始点又は終点を有しておらず、前記照明平面の周辺部に始点及び／又は終点を有する、又は、
前記不鮮明化パターンが、前記不鮮明化パターン中の所与のピクセルについて、前記輪郭の隣接するピクセルがより遠い場合、又は前記所与のピクセルにおいて前記輪郭が最も直線的である場合により高くなる不鮮明化の程度を有する、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記異方性不鮮明化光学要素が、
円筒レンズ、
それぞれ円筒レンズを有する複数の直線ストリップ、
フレネルレンズ、
パターンを有する回折媒体、
パターンを有する反射表面、
ホログラム、又は、
干渉パターンを備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記デジタルプロジェクタが、それぞれエッジ特徴を画定する複数組の連続したピクセルセットを含む画像を選択的に照明するように構成され、
前記デジタルプロジェクタが、それぞれがエッジ特徴を画定する複数組の連続したピクセルセットをそれぞれ含む１組の画像セットのうちのいずれか１つを選択的に照明するように構成され、
前記デジタルプロジェクタが、それぞれがエッジ特徴を画定する複数組の連続したピクセルセットをそれぞれ含む１組の画像セットのうちのいずれか１つを選択的に照明するように構成され、１つの異方性不鮮明化パターンを有する１つの異方性不鮮明化光学要素が、前記複数の画像のそれぞれの前記複数組の連続したピクセルセットのそれぞれの各輪郭に沿った接線方向に他の方向よりも強く前記ピクセルを不鮮明化する、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
入射平面波に異方性不鮮明化パターンを適用するのに適した異方性不鮮明化光学要素であって、不鮮明化が実質的に連続的な連結折れ線に沿うように、前記不鮮明化パターンが局所的要素を少なくとも１つの方向に他の方向よりも強く不鮮明化する異方性不鮮明化光学要素と、
プロジェクタの光源と投影の間に前記光学要素を位置決めし、前記光学要素をプロジェクタに対して位置合わせする方法の説明であって、これらの位置決め及び位置合わせにより、前記デジタルプロジェクタからの１つ又は複数の照明パターンが、前記光学要素によって異方性不鮮明化されたピクセル化された第１の解像度のエッジ特徴を発して前記第１の解像度よりも高い第２の解像度のエッジ特徴を含む画像を投影する、説明と、を備える、キット。
【請求項１１】
投影画像を撮像するデジタルカメラ、
前記投影画像のデジタル画像を受信し、前記画像が投影された表面の表面トポグラフィを計算するソフトウェアプログラム、
前記光学要素を位置決めする取付具、
前記投影画像のデジタル画像を受信し、取付具を介した前記光学要素の位置合わせを制御するソフトウェアプログラム、
前記デジタルプロジェクタ、
前記投影画像のデジタル画像の受信、前記デジタルプロジェクタの照明パターンの制御、及び／又は取付具を介した前記光学要素の位置合わせの制御を行うソフトウェアプログラム、及び、
表面上の前記投影画像のデジタル画像を受信し、カメラピクセル情報を投影ピクセル照明と一致させるソフトウェアプログラムのうちの１つ又は複数をさらに備える、請求項１０に記載のキット。
【請求項１２】
前記光学要素が、
円筒レンズ、
それぞれ円筒レンズを有する複数の直線ストリップ、
フレネルレンズ、
パターンを有する回折媒体、
パターンを有する反射表面、
ホログラム、又は
干渉パターンを備える、請求項１０に記載のキット。