JP2013516827A - 画像投影装置及び方法 - Google Patents

Abstract

画像投影装置は、対象物の表面６０３上に画像を投影する照明プロジェクタ６０５を有する。合焦プロセッサ６０９は、画像平面６０７上に画像を合焦させるように配され、コントローラ６１１は、表面６０３に対して画像平面６０７の位置を動的に変化させる。動きは、予め定められた定期的な動きであり、表面は、具体的には、非平面表面である。動きは、結果的に、距離から独立しているぼやけ効果になって、具体的には、投影される画像の前置フィルタリングにより前置補償できるぼやけ効果を提供する。本発明は、例えば非平面又は動いている表面に投影される画像のような投影画像の改良された品質を可能にする。

Description

本発明は、対象物上の画像の投影に関し、特に、排他的ではないが、非平面表面上の画像の投影に関する。

画像プロジェクタからの画像の投影は、通常、画像プロジェクタが、画像プロジェクタからスクリーンの中心までの軸に垂直に配置される平坦なスクリーンに画像を投影する静的セットアップを使用する。画像プロジェクタは、画像プロジェクタから所与の距離の所与の平面で画像がシャープであって焦点を合せるような焦点レンズを有する。投影画像が合焦される平面は、画像平面として既知である。従来のシステムにおいて、画像平面がスクリーンの平面と一致するように、焦点は設定される。画像の斯様な焦点合わせは、通常、手動で実施され、結果的にシャープな画像が呈示される。

しかしながら、斯様な従来のシステムは、多くのシナリオにおいてよく機能するのに対して、幾つかのアプリケーションに対してはあまり好適でない多くの不利な点も持つ。例えば、当該アプローチは、画像プロジェクタとスクリーンとの間の軸と直角をなす平面スクリーンを必要とし、画像が非平面表面に投影されるシステムに対してあまり適していない。

例えば、図１は、画像が非平面投影表面１０３上にプロジェクタ１０１により投影される例を例示する。図示されるように、プロジェクタ１０１は、画像平面１０５が幾つかのポイントで投影表面１０３と一致するように調整されるが、画像平面１０５が表面１０３と一致する、すなわち全ての点で表面１０３と一致することはできない。よって、実際の投影表面１０３は、画像平面１０５から逸脱し、従って、投影画像は焦点が合わず、表面１０３が画像平面１０５と一致する特定の領域を除いてシャープには見えない。よって、投影画像は、画像平面１０５と一致している表面１０３の部分でだけシャープに見える。表面１０３の他の部分では（画像平面１０５から逸脱している部分では）、画像は、非合焦のため、ぼやけて見える。結果として、画像の感知されるシャープさのかなりの損失が、観察者により感知される。

斯様な課題に対処するために、表面ジオメトリーを測定し、表面変動を補償できる適当なレンズを設計できる。しかしながら、このアプローチは、表面形状の小さなクラスでのみ可能で、高価であり、特定の取付け／表面に対するプロジェクタの適用を制限する。後者の課題に対処するために、レンズシステムを表面ジオメトリーに自動的に合わせる適応可能な光システムを使用できる。しかしながら、斯様な適応可能な光システムは、極めて高価であって、衛星アプリケーションでしかるべく用いられるが、例えば民生製品に対して適当ではない。

他の例として、画像が動いているターゲットに投影されるとき、すなわち投影表面が移動するとき、従来のシステムは不利な点を持つ傾向がある。図２は、プロジェクタ２０１が、画像平面２０３に沿って動く可動表面２０３に画像を投影する例を例示する。しかしながら、表面２０３が画像平面と一致するにもかかわらず、表面２０３の動きは、結果的に、観察者により明らかに認識可能な動きぼやけになる。

投影表面１０５の動きが充分に知られていて、画像平面に沿って単純な並進に限られている場合、動きぼやけは、可動表面をプロジェクタが追尾することにより補正される。更にまた、ターゲットの動きが充分に知られている場合、動きぼやけは、投影の前に画像のプリフィルタリングにより潜在的に補償される。プリフィルタは、動きから決定できる。しかしながら、多くのシナリオで、動きは、既知でないか、又は、実際的な追尾又は補償のためにはあまりにも複雑である。更にまた、動きぼやけは、実際に実行可能なフィルタにより補償できない周波数応答のゼロにより特徴づけられる傾向があるので、プリフィルタリングは画像歪みを導く傾向がある。

更に別の例として、色収差、球面収差、非点収差により、結果的に減少したシャープさになる傾向がある。例えば、図３に図示されるように、色収差は、結果的に異なる色に対してわずかに異なる画像平面になり得るので、このことにより結果的に非焦点となり、よって、色の少なくとも１つに対してあまりシャープでない画像になる。同様に、図４に示されるように、球面収差は、結果としてレンズの光軸に沿った焦点の不鮮明さになり、このことにより焦点が合わなくなる。図５に図示されるように、非点レンズ収差は、わずかにカーブする画像平面を与える。画像が平坦面上に投影される場合、これは、結果的に部分的な画像非合焦になる。

よって、改良された画像投影アプローチは有利であり、特に、増大された柔軟性、改良された知覚される画像鮮明度、減少した複雑さ、容易な実行及び／又は改良されたパフォーマンスを可能にするアプローチが有利である。

従って、本発明は、好ましくは単独で又は組合せて、上述の不利な点の一つ以上を緩和し、軽減し、又は除去しようとする。

本発明の一態様によると、対象物の表面上に画像を投影するための照明プロジェクタと、画像平面に画像を合焦させるための合焦手段と、前記表面に対して前記画像平面の位置を動的に変化させるためのコントローラと、前記照明プロジェクタによる投影の前に画像を前置補償するためのフィルタとを有する、画像投影装置が提供される。

本発明は、多くのシナリオ及び実施例において改良された画像投影を可能にする。特に、本発明は、多くのシナリオにおいて、低い複雑さを維持すると共に、改良された画像品質を提供する。

例えば、本発明は、画像投影まで様々な距離を持つ表面上、特に非平面表面上での改良された画像投影を可能にする。本発明は、例えば、可動表面上の改良された画像投影を可能にするか、又は例えば、色収差、球面収差、若しくは非点収差による画像劣化を減らす。

当該アプローチは、具体的には、表面の任意の所与のポイントで投影画像のぼやけ又は非合焦を導入する。しかしながら、このぼやけは、比較的正確に推定され／予測されて、更にまた、画像投影までの距離に相対的に独立している。よって、ぼやけの補償が容易になり、特に同じ補償が距離と独立して適用され、このことにより同じ補償が画像間で適用可能になる。従って、全体の改良された画像品質が達成される。

特に、画像平面の相対的な位置の動的な変化は、比較的予測可能で、表面と照明プロジェクタとの間の距離から比較的独立している投影画像を結果的にぼやけさせることになる。更にまた、ぼやけの効果は、適切な逆フィルタが実際に実行可能である比較的良好な反応を持つ。よって、フィルタは、画像平面の相対的な位置の変化により生じるぼやけの効果の逆フィルタに近くてもよく、このことにより、結果的に、表面上の投影画像が、よりシャープな画像を供給する。更にまた、シャープさの改良は、照明プロジェクタと表面との間の距離から比較的独立していて、このことにより、表面のジオメトリーについての知識なしにさえ、表面の全ての領域上に有効な補償を可能にする。従って、実質的に改良された画像品質が達成される。

前置補償は、具体的には、表面に対する画像平面の位置の変動により生じるぼやけ効果に対する補償である。

制御手段は、照明プロジェクタ（例えば照明プロジェクタのレンズから測定される）から画像平面までの距離を動的に変化させるように調整される。よって、コントローラは、画像平面を動的に動かすために、照明プロジェクタの焦点合わせ特性を動的に調整する。幾つかの実施例では、コントローラは、例えばプロジェクタ若しくは対象物、又はそれらの両方を移動することにより、表面と照明プロジェクタとの間の距離を動的に変化させる。

コントローラは、対象物に対する画像平面の位置を自動的に変化させる。コントローラは、表面に対する画像平面の位置の連続的変化を導入する。特に、画像平面は、表面に対して連続的に移動する。よって、幾つかの実施例では、画像平面は、表面に対して決して静的でない。変化はユーザー入力なしで発生し、実際、変化はユーザー入力から独立している。よって、手動ユーザー入力が受信されない場合でも、変化が導入される。コントローラは、表面に対して画像平面の位置に、ジッターを導入する。照明プロジェクタ又は表面の特性の変化が発生しない場合であっても、変化が発生する。特に、変化は、画像投影装置及び／又は表面／対象物の特性から独立している。

画像平面は、投影画像が合焦している仮想平面である。

本発明のオプションの特徴によると、フィルタは、前記画像平面と前記表面との間の距離から独立している基準のぼやけ効果を前置補償するように配される。

これは、多くの実施例において、低い複雑さを維持すると共に、改良された画像品質を提供する。特に、基準のぼやけ効果は、変化の関数として発生するぼやけに近い。基準のぼやけ効果は、種々異なる距離でのぼやけ効果の近似であり、具体的には、例えば異なる距離でのぼやけ効果の加重平均に対応する。よって、補償は、（距離に独立した）一定の基準のぼやけ効果の仮定に基づく。フィルタは、具体的には、基準のぼやけ効果の逆フィルタの近似である。

本発明のオプションの特徴によると、コントローラは、対象物に対する前記画像平面の位置に予め定められた変化を与えるように配される。

これは、改良されたパフォーマンス、通常は感知される改良された画像品質、及び／又は容易な実行及び／又はオペレーションを提供する。

本発明のオプションの特徴によると、コントローラは、前記表面に対する前記画像平面の位置に周期的変化を与えるように配される。

これは、改良されたパフォーマンス、通常は感知される改良された画像品質、及び／又は容易な実行及び／又はオペレーションを提供する。

本発明のオプションの特徴によると、前記周期的変化は、前記画像平面と前記表面上のポイントとの間の距離における三角形変化に対応する。

これは、改良されたパフォーマンス、通常は感知される改良された画像品質、及び／又は容易な実行及び／又はオペレーションを提供する。当該特徴は、特に、ほとんどの実施例で非常に良好なパフォーマンスを提供する複雑さが低い実行を可能にする。

三角形変化は、（等しい上昇及び下降傾斜を持って）実質的に対称形でもよいし、又は非対称でもよい。特に、三角形変化は、１つの傾斜が他の傾斜の１０％だけの期間を持つ実質的に鋸歯形状でもよい。

本発明のオプションの特徴によると、画像はビデオ信号のフレームであり、前記周期的変化がせいぜい２フレーム期間の期間を持つ。

これは、特に有利なパフォーマンスを可能にし、特にビデオ画像シーケンスに対する改良された画像品質を可能にする。当該特徴は、特に、変化を可能にし、よって各フレームに対して実施されるべき補償等を可能にする。

幾つかの実施例では、周期的変化は、わずか１フレーム期間の期間を持つ。これは、特に有利なパフォーマンス、特に動いているコンテンツを持つフレームに対する画像品質を可能にする。

幾つかの実施例では、周期的変化は、わずか５００ミリ秒、１００ミリ秒又は５０ミリ秒の期間を持つ。

本発明のオプションの特徴によると、コントローラは、前記照明プロジェクタの焦点を動的に変化させるように配される。

これは、多くの実施例で、特に有利なオペレーション、パフォーマンス及び／又は実行を可能にする。特に、それは、様々な（未知の）非平面表面及び／又は（未知の）動き成分を持つ表面を含む多種多様な投影表面での使用に適しているフレキシブルな画像投影装置を可能にする。

本発明のオプションの特徴によると、コントローラは、前記表面の位置を動的に変化させるように配される。

これは、多くの実施例において、特に有利なオペレーション、パフォーマンス及び／又は実行を可能にする。特に、これは、動的な自動化された焦点変化をサポートしない多くの照明プロジェクタとの改良された下位互換性を可能にする。

本発明のオプションの特徴によると、コントローラは、前記画像投影装置から前記表面上のポイントまでの距離を、少なくとも前記画像投影装置から前記ポイントまでの最小距離だけ変化させるように配される。

本発明は、改良されたパフォーマンス、通常は感知される改良された画像品質、及び／又は容易な実行及び／又はオペレーションを提供する。特に、当該アプローチは、表面までの距離について大きい変化を持って投影される画像の感知されるシャープさを提供する。

本発明のオプションの特徴によると、コントローラは、前記照明プロジェクタに最も近い前記表面の画像ポイントと前記照明プロジェクタから最も遠い前記表面の画像ポイントとの間の前記画像平面の位置に対して実質的に線形な動きを、前記表面に対する前記画像平面に供給するように配される。

これは、多くのシナリオで改良されたパフォーマンスを示す。特に、これは、均質の動きを可能にし、よって、全ての画像ポイントに対するぼやけの効果を可能にし、このことにより、結果的に同じ前置補償フィルタが全ての画像ポイントに対して適当となる。画像ポイントは、画像を呈示するために用いられる表面上のポイントである。画像ポイントは、表面の画像領域内の任意のポイントであり、当該画像領域は、画像が投影される表面の領域である。表面に対する画像平面の動きは、方向反転の間隔を除いて、その動き全体にわたって実質的に線形である。しかしながら、幾つかの実施例では、動きは、最も近い画像ポイントから最も遠い画像ポイントまでの間隔内で実質的に線形であるが、この間隔の外側の少なくとも幾らかの距離に対して非線形である。

本発明の別の態様によると、上述の画像投影装置及び対象物を有する画像投影システムが提供される。

本発明は、改良されたパフォーマンス、通常は感知される改良された画像品質、及び／又は容易な実行及び／又はオペレーションを提供する。

本発明のオプションの特徴によると、前記表面は非平面表面である。

本発明は、非平面表面への投影のための画像投影システムを提供する。

本発明のオプションの特徴によると、画像投影システムは、前記表面を動かす手段を更に有し、動きは前記画像平面と直角をなす動き平面に動き成分を持つ。

本発明は、動く表面上への投影のための画像投影システムを提供する。

本発明のオプションの特徴によると、システムは、フォトリソグラフィシステムである。

本発明は、改良されたフォトリソグラフィシステムを提供する。

本発明の一態様によると、照明プロジェクタにより画像を対象物の表面に投影させるステップと、画像平面上に画像を合焦させるステップと、前記表面に対して前記画像平面の位置を動的に変化させるステップと、前記照明プロジェクタによる投影の前に、フィルタにより画像を前置補償するステップとを有する、画像投影の方法が提供される。

本発明のこれら及び他の態様、特徴及び利点は、これ以降説明される実施例を参照して、明らかに説明されるだろう。

本発明の実施例は、単なる例示として、図面を参照して説明されるだろう。

図１は、従来技術による画像投影装置の例の具体例である。 図２は、従来技術による画像投影装置の例の具体例である。 図３は、色収差の例の具体例である。 図４は、球面収差の例の具体例である。 図５は、非点収差の例の具体例である。 図６は、本発明の幾つかの実施例による画像投影装置の例の具体例である。 図７は、画像平面に合焦しているレンズの例の具体例である。 図８は、光システムの例の具体例である。 図９は、時間の関数としての等価的ぼやけ半径／変化の例の具体例であり、結果として生じるぼやけカーネルである。 図１０は、逆ぼやけカーネル及びその断面の例の具体例である。 図１１は、画像投影システムのためのテストパターンの具体例である。 図１２は、画像投影システムの投影対象物に対する画像焦点パターンの実例である。 図１３は、従来技術による画像投影システムに対して達成されるテスト画像の具体例である。 図１４は、本発明の幾つかの実施例による画像投影システムに対して達成されるテスト画像の具体例である。 図１５は、画像投影システムに対するテストパターンの具体例である。 図１６は、従来技術による画像投影システムに対して達成されるテスト画像の具体例である。 図１７は、本発明の幾つかの実施例による画像投影システムに対して達成されるテスト画像の具体例である。 図１８は、本発明の幾つかの実施例による画像投影システムに対して達成されるテスト画像の具体例である。 図１９は、本発明の幾つかの実施例による画像投影システムの投影表面に対する画像平面に対する動きパターンの実例である。 図２０は、時間の関数としての透過ぼやけ半径／変化の実例である。

図６は、本発明の幾つかの実施例による画像投影システムの一例を示す。

システムは、対象物の表面６０３に画像を投影するように配される画像投影装置６０１を有する。図６の具体例では、表面６０３は、（画像平面と直角をなす方向に沿った）具体例では画像投影装置６０１の主レンズの光軸に沿った画像投影装置６０１までの様々な距離を持つ非平面表面である。

画像投影装置６０１は、対象物６０３の表面に画像を投影するように配される照明プロジェクタ６０５を有する。

画像投影装置６０１は、画像を画像平面６０７に合焦させるために照明プロジェクタ６０５を制御できる焦点調整装置６０９を特に有する。よって、照明プロジェクタ６０５は、画像平面６０７に投影画像を合焦させる。具体例では、照明プロジェクタ６０５は、投影画像を合焦させるレンズを有する。図７に示されるように、画像平面６０７は、このように、異なる位置でレンズ上に入射する同じ画像ポイントに対する全ての光が同じポイントで会う平面である。具体例では、焦点調整装置６０９は、焦点が所与の距離でシャープであるように、すなわち画像平面６０７が所与の距離にあるように、レンズと照明プロジェクタ６０５の光源との間の距離を制御する。他の実施例で、例えばレンズの制御された変形又は複数のレンズの位置の相対的な調整のような投影画像を合焦させるための他の手段が用いられてもよいことは理解されるだろう。

照明プロジェクタ６０５と表面６０３上の種々異なるポイントとの間の距離の変化は、かなり大きい。例えば、投影画像に対する画像平面と直角をなす方向の表面の変化は、画像プロジェクタ６０５から表面６０３までの平均距離に対応する距離で、投影画像領域のダイアゴナル（ｄｉａｇｏｎａｌ）の少なくとも１０％である。

画像投影装置６０１は、更に、焦点調整装置６０９に結合される画像平面コントローラ６１１を有する。画像平面コントローラ６１１は、焦点調整装置６０９により実施される焦点調整を制御することにより画像平面６０７の位置を制御するように配される。画像平面コントローラ６１１は、表面６０３に対して画像平面６０７の位置を動的に変化させるように特に配される。図６の例では、画像平面６０７及び表面６０３の相対的な位置の動的な変化は、照明プロジェクタ６０５の焦点を変化させることにより達成されるが、他の実施例では、焦点は、代替的に又は追加的に、全体のプロジェクタ及び／又は表面６０７を動かすことにより達成されてもよいことは理解されるだろう。例えば、画像投影装置６０１は、所望の態様で全体のプロジェクタ／表面６０７を動かす外部モーターのための制御信号を生成するコントローラを有してもよい。

画像平面コントローラ６１１は、表面６０３に対する画像平面６０７、図６の例では照明プロジェクタ６０５に対する画像平面６０７の動的及び自動化された動きを導入するように配される（照明プロジェクタ６０５から表面６０３までの距離は、図１の例では一定である）。動きは、具体的には、画像の任意の特性及び／又は表面６０３の任意の特性から独立している相対的な動きである。特に、相対的な動きは、基準焦点上で導入されてもよい。例えば、ユーザは、所与の距離での画像平面６０７に結果としてなるように手動で焦点を調整してもよい。この基準距離上で、画像平面コントローラ６１１は、特に、基準画像平面距離からゼロの平均変位に結果としてなる動的な動きを更に導入する。

図６の例では、基準画像平面は、例えば手動ユーザフォーカスにより選択される。画像平面コントローラ６１１は、そのとき、画像平面６０７が、最も近い画像平面位置６１５から最も遠い画像平面位置６１７までの間隔６１３内で連続的に移動されるようにする焦点調整を導入する。よって、画像平面６０７は連続的に変化し、具体例では、変化の間隔６１３は非平面表面までの距離の変化より大きいように制御される。

従って、画像平面ジッター／動きは、照明プロジェクタ６０５までの所与の（固定の）距離にある表面６０７上の所与のポイントが、画像が完全に合焦される時点を経験するが、画像が合焦していない時点も経験するという効果を持つ。更にまた、この効果は、照明プロジェクタ６０５までの表面の正確な距離に関係なく、表面上の全てのポイントにより経験されるだろう。よって、従来のシステムで、非平面表面は幾つかのポイントでシャープな画像を持ち、他のポイントで合焦していないのに対し、現在のアプローチは、各ポイントがシャープな画像と合焦していない画像との組合せとして感知される合焦平均化された画像に結果としてなる。斯様なアプローチは、多くのシナリオにおいて、また多くのアプリケーションにおいて、結果的に画像の改良された良質な知覚になる。

更にまた、発明者は、知覚できるほど最も重要なインパクトが、シャープである画像又は少しだけ焦点がずれた画像により供給されるので、当該アプローチは、特に有利であると理解した。よって、表面６０３上の所与のポイントに対して、そのポイントに対して知覚された画像の最も重要な寄与は、画像平面６０７がそのポイントと一致するときに提供される。画像平面６０７が表面ポイントと一致しないときの画像のインパクトは、画像平面６０７の増大している距離に対して減少する。よって、システムは、画像が合焦している時間の自動的加重を供給し、よって、非平面表面上の投影画像に対する改良された知覚された焦点を提供する。

実際、システムは、（画像平面が表面上のポイントと一致するときの）合焦している時点周辺の特定の時間間隔内での画像投影だけが重要である、投影画像のスナップショット効果を効果的に提供するように見える。例えば、非平面表面の変化は、画像平面６０７と直角をなす軸の方向に８０ｃｍである。変化間隔は、表面変化を上回って１ｍに設定されてもよい。斯様な実施例では、例えば、画像平面６０７が例えば±１０ｃｍの距離内にあるときだけ投影が視覚的に重要であり、更に離れた画像平面６０７を持つ投影のインパクトは無視できる（例えば、これらは充分にぼやけているので、これらは重要な画像コンテンツを提供しないからである）ということがわかる。この場合、各ポイントは、画像平面６０７が合焦内の［―１０ｃｍ，１０ｃｍ］の間隔内にあるとき、投影の結合された加重効果に対応する画像コンテンツを表すだろう。これは、照明プロジェクタ６０５に対するポイントの特定の距離に関係なく、表面６０３上の全てのポイントに対する場合である。

発明者は、この効果が存在するだけでなく、非常に重要で、改良された画像呈示を提供するために都合よく使用できることも理解した。特に、発明者は、この効果の結果として、動いている画像平面から生じるぼやけの測定され知覚された効果が、照明プロジェクタ６０５までの表面上のポイントの実際の距離から比較的独立していることを理解した。換言すれば、表面上の全てのポイントは、画像の実質的に同じぼやけ及び歪みを経験する。発明者は、更にまた、全てのポイントが非常に同様のぼやけ効果を経験するので、これが同じ前置補償を適用することにより補償できると理解した。よって、特定のポイントと独立して、同じ前置補償が、画像品質を改善し、ぼやけ効果を補償するために使用できる。更にまた、発明者は、動いている画像平面により生じるぼやけ効果が数値的に行儀よく振る舞う傾向があり、画像平面の動きにより供給されるぼやけ効果を補償できる大幅に限定された領域を持つ比較的正確な逆フィルタが実行可能である傾向があると理解した。

よって、説明されるシステムの非常に有利な効果は、既知のシステムからの表面／距離依存のぼやけ／焦点ずれ効果を、個々のポイントの距離から独立している、よって特定の表面ジオメトリーから独立しているとみなされ得るぼやけ効果へ変換することである。よって、ぼやけ効果は、実際の距離及び正確なぼやけ効果に関係なく、表面上の各ポイントに対する基準ぼやけ効果に等しいとみなされることができる。換言すれば、基準の（固定した）ぼやけ効果（すなわち特定のポイント／距離から独立している）は、特定のポイント／距離に対する正確なぼやけ効果の十分に近い近似として使用できる。

従って、前置補償は、画像が投影される特定の表面についての特定の知識又は詳細な知識を必要とせずに（例えば、動き間隔が表面変化より（適切なマージンだけ）大きいことをただ保証することにより）実施できる。よって、当該アプローチは、表面のための何れの知識、測定又は較正を必要とすることなく、多種多様な表面で使用できる。よって、大幅にフレキシブルで実用的な画像投影システムが達成できる。

よって、画像投影装置６０１は、投影されるべき画像を受信し、投影される前に画像の前置フィルタリングを実施するプリフィルタ６１９を有する。プリフィルタ６１９は、画像平面の動きにより生じるぼやけの効果を反映するぼやけカーネル（基準ぼやけ効果）を最初に決定することにより制御される。このぼやけカーネルは、具体的には、動いている画像平面の効果に対応する空間フィルタ応答として特徴づけられる。前述されたように、このぼやけカーネルは、実際の距離から独立しているとみなされ、よって、画像の全てのポイントに対して同じであるとみなされる。従って、プリフィルタは、ぼやけカーネルの逆フィルタの近似として決定される。

特に、ぼやけカーネル（表面に対する画像平面の動きにより生じたぼやけ効果）は、基準距離での平坦面と画像平面との異なる相対的位置に対応するぼやけカーネルを平均化する／積分することにより決定される。

レンズ及び照明される対象物平面からなる簡略化された投影システムを考える。光システムの幾何学的なパラメータは、レンズアパーチャａ、レンズの焦点距離ｆ及び対象物平面とレンズとの間の距離ｘである。プロジェクタは、レンズの向こう側からの距離ｙでの画像平面で、対象物平面からの光を合焦させる。ここで、ｘ、ｙ、及びｆはレンズの公式から以下の関係がある。
１／ｘ＋１／ｙ＝１／ｆ

表面までの距離Ｌがｙと異なる場合、そのとき対象物は、ぼやけて見える。合理的な仮定の下、ぼやけた画像は、画像平面と表面との間の距離｜ｙ−Ｌ｜と乗算され、画像平面とレンズとの間の距離ｙで割られるレンズアパーチャと比例した半径（分散）ｂ_ｉｍｇ、すなわち、
ｂ_ｉｍｇ＝｜ｙ−Ｌ｜（ａ／ｙ）
を持つガウスカーネル又はディスクと畳み込まれる（Ｌ＝ｙで得られる）シャープな画像としてモデル化できる。

これは、光源８０１が拡散器８０３を照射し、その後オブジェクト平面８０５を照明する図８に示される。オブジェクト平面８０５からの光は、レンズ８０９により画像平面８０７上に合焦される。この例では、画像平面８０７は、画像が投影される平面の表面８１１と一致していない。

動いている画像平面を持つシステムが表面上にぼやけ効果を発生するにもかかわらず、この効果に対する補償が、レンズの反対側、すなわち、プロジェクタ内部で、オブジェクト平面に適用されるべきである点に留意されたい。よって、ぼやけ効果を量子化し、適当な補償を定めるために、オブジェクト平面上に等価のぼやけの補助的イメージが、導入される。等価のぼやけは、同じぼやけ効果が予めぼやけた画像のシャープに合焦された投影により達成できるように定められる。

半径（分散）ｂ_ｉｍｇを持つ表面上の画像のぼやけは、半径（分散）ｂ_ｏｂｊを持つカーネルでぼやける対象物平面のシャープに合焦された投影に等しく、ここで、ｂ_ｏｂｊ及びｂ_ｉｍｇは、光学系のスケーリング比率、すなわち、
ｂ_ｏｂｊ＝ｂ_ｉｍｇ（ｘ／ｙ）＝｜ｙ−Ｌ｜（ａｘ／ｙ^２）
を介した関係がある。

具体例では、光学系のパラメータは、表面に対する画像平面の動きが線形に近いように制御され、よって、等価のぼやけ半径も線形態様で、すなわち、
ｂ_ｏｂｊ＝ｂ_ｏｂｊ（ｔ）＝ｖ_ｂｌｕｒ・｜ｔ−ｔ_０｜
で変化し、
ここで、ｔ_０は図９に図示されたように、画像平面が表面と一致する時点である。光学系の必要な制御は、単一のパラメータｘ、ｆ又はＬの制御に単純化できる。例示的実行では、ｘ及びＬを不変にしたまま、画像平面が表面と一致するｘ_０を通じて対象物平面が、ほぼ線形に進むことができ、すなわち、
ｘ＝ｘ（ｔ）≒ｘ_０＋Ｖ_ｘ・（ｔ−ｔ_０）
であって、ここで、ｘ_０、Ｌ及びｆがレンズ公式
１／ｘ_０＋１／Ｌ＝１／ｆ
を介した関係にある。

この場合、等価のぼやけ半径は、ほぼ線形態様で、すなわち、以下の式のように変化することが分かる。

他の例示的実行では、ｘ及びＬを不変にしたまま、画像平面が表面と一致するｆ_０を通じて焦点距離が、ほぼ線形に進むことができ、すなわち、
ｆ＝ｆ（ｔ）＝ｆ_０＋Ｖ_ｆ・（ｔ−ｔ_０）
であって、ここで、ｘ、Ｌ及びｆ_０がレンズ公式
１／ｘ＋１／Ｌ＝１／ｆ_０
を介した関係にある。

この場合、等価のぼやけ半径は、ほぼ線形態様で、すなわち、以下の式のように変化することが分かる。

他の例示的実行では、ｘ及びｆを不変にしたまま、レンズと表面との間の距離が画像平面ｙ_０を通じてほぼ線形に変化でき、すなわち、
Ｌ＝Ｌ（ｔ）＝ｙ_０＋Ｖ_Ｌ・（ｔ−ｔ_０）
であって、ここで、ｘ、ｙ_０及びｆがレンズ公式
１／ｘ＋１／ｙ_０＝１／ｆ
を介した関係にある。

この場合、等価のぼやけ半径は、ほぼ線形態様で、すなわち、以下の式のように変化することが分かる。

もちろん、他の可能な実行もあり、例えば、ぼやけ半径の線形変化に近いものを生じさせる線形態様に近いやり方で、画像平面が表面を通過させるようにするために、ｘ、ｆ及びＬの任意の組み合わせを変化できる。すなわち、

更に、ぼやけ半径／分散に対応する個別のぼやけカーネルｂ_ｏｂｊ（ｔ）が既知であると仮定する。これらが既知でない場合、ディスクカーネル

を使用することによって、これらに近似できるか、又は、ガウスカーネル

によって近似できる。

個別のぼやけカーネルを与えると、等価なシステムぼやけカーネルは、

にわたって半径／分散ｂ_ｏｂｊ（ｔ）を持つ個別のぼやけカーネルの積分として近似できる。すなわち、

上記式を使用して、等価なシステムぼやけカーネルの数字的近似を計算できる。図９は、システムぼやけカーネルの例の実例を含む。

ぼやけカーネルの決定の後、補償のための対応する空間プリフィルタは、システムぼやけカーネルＫ_{ｓｙｓｔｅｍ}（ｘ，ｙ）のため逆フィルタに対する数字的近似により計算される。

発明者は、システムぼやけカーネルが個別のぼやけカーネルの平均である一方、その周波数応答が全く異なることも理解した。個別のぼやけカーネルは、ゼロ周辺で全く平坦であり、従って、これらは周波数応答でよくゼロを出した。よって、個別のカーネルの反転（逆関数）が、不明確な課題である。しかしながら、個別のカーネルとは対照的に、システムぼやけカーネルは、ゼロで非常にシャープなピークを持ち、従って、コンパクトなサポートを持つ良く規定された反転に結果としてなる。図１０は、ゼロ周辺の２、３のポイントに実際に限定されたサポートを持つ例示的逆カーネルを示す。このように、非常に実際的且つ効果的な前置補償が達成できる。

説明されているアプローチは、このように非平面表面上の画像の実質的に改良された投影を提供する。実際、表面に対する画像平面の動きは、投影画像を改良するだけでなく、全ての距離（従って表面上のポイント）に対して予測可能であり比較的一定でもあるぼやけ効果を供給する。よって、動いている画像平面により生じるぼやけ効果は、距離と独立して一様に補償できる予測可能な効果を供給し、これにより、表面上の個々のポイントまでの多種多様な距離に対して、よりシャープな画像を供給する。よって、これは、表面の特定の特性とは無関係に、特に表面の特定の形状及びジオメトリーとは無関係に達成される。

例えば、より暗い領域が固定の画像平面と表面上のポイントとの間の減少している距離を示す図１２により与えられるような形状を持つ特定の非平面表面に図１１のテストパターンが投射されてもよい。図１３は、従来の固定の画像平面を使用して結果として生じる画像を例示し、図１４は、ぼやけ効果の補償のための適切なプリフィルタと共に動いている画像平面を使用して得られる結果を例示する。図示されているように、動いている画像平面を用いたアプローチは、高周波のより正確な再生を可能にする。

他の例では、図１５の画像は、図１２により与えられるような形状を持つ表面に投影される。図１６は、従来の一定の画像平面を使用して結果として生じる画像を例示し、図１７は、プリフィルタリングなしで、動いている画像平面だけを使用して得られる結果を例示し、図１８は、動いている画像平面を使用し、ぼやけ効果の補償のための適切なプリフィルタで得られる結果を例示する。図示されているように、図１７は、図１６の品質を越えて大幅に改良され、より均質の画質を示し、図１８は、図１６及び図１７を越えた優れた品質を示す。特に、当該アプローチは、従来技術でシャープな領域のシャープさを維持しながら、従来技術で高い程度でのぼやけを経験する領域において達成できるシャープさを大幅に改善することが分かる。

理想的な前置補償フィルタが必ずしも適用できるとは限らないことは理解されるだろう。実際、多くの実施例では、斯様なアプローチは、表面上の他のポイントからのぼやけている光を相殺できる「負の」照明を生成することを前置補償フィルタに要求する。これは、結果的に、シャープに合焦された投影と比較する場合、投影画像の低減されたコントラストとして知覚される幾つかのクリッピング偽信号になる。低減されたコントラストは、大部分は非常に暗いか非常に明るい領域において、更に、シャープな画像の縁近傍で観察される。しかしながら、説明されたアプローチの利点は、画像平面の動きから生じるぼやけカーネルが数値的に非常に良好な振る舞いをする傾向があるので、従って近似の逆フィルタにより前置補償されるのに良く適しているということである。特に、実際のシステムで起こるぼやけカーネルは、周波数領域においてほとんどゼロを持たない傾向があるので、従って逆フィルタに対して結果的に特異点にならない傾向がある。

表面に対する画像平面の異なる動きが異なる実施例で使用されることは理解されるだろう。実際、上述されたように、ぼやけ効果は、画像平面が表面上の特定のポイント近くにあるときの時間によりほとんど支配される傾向があるので、従って、ぼやけ効果は動きから比較的独立している。

しかしながら、多くの実施例では、画像平面が表面上のポイントの所与の距離の範囲内にあるとき、表面に対する画像平面の動きが実質的に同じことであるように、動きを制御することにより、改良されたパフォーマンスが達成される。よって、画像が呈示される表面の領域内の全てのポイントは、画像平面がポイントの近くにあるとき、同じ動きを実質的に経験する。これは、具体的には、最も近いポイント及び最も遠いポイントに関しておそらく充分なマージンがあるくらいの表面上の全てのポイントを含む間隔内で、動きが実質的に線形であることを保証することにより達成される。所与の距離は、例えば（光放射のポイントで測定される）照明プロジェクタから変化の間隔の中間点までの距離の１／１０である。別の例として、所与の距離は、単に例えば１０ｃｍ又は５０ｃｍである。

動きは、特に、表面及び画像平面の相対的な位置の予め定められた変化を使用する。予め定められた変化の使用によって、ぼやけカーネルが予め定められ、よってプリフィルタが設計フェーズの段階で予め決定可能である。よって、当該アプローチは、実行及び／又はオペレーションを容易にし、このように特定のアプリケーション及び使用するシナリオに対する較正又は適応を回避する。

動きの振幅は、具体的には、プロジェクタから非平面表面までの距離の変化より、例えば少なくとも２０％、３０％、５０％又は１００％大きい。

多くの実施例では、動きは、具体的には、一方の動きとそれに続く反対方向の動きとの間を交番する三角形変化のような周期的変化である。各方向の動きは、線形動きである。（画像平面とポイントとの一致点の周りの間隔内で）表面上の異なるポイントに対して同一である対称形の動きに結果としてなるので、斯様な動きは特に有利である。

図１９は、表面に対して画像平面の三角形動きの２つの例を例示する。

図１９は、特に、２つの方向の動きが実質的に対称形である（すなわち一方向の動きの速度がほぼ他方向の速度とほぼ同じである）例を例示する。これは、特に、投影画像が比較的変化しない多くのシナリオにおいて有利である。特に、対称形の動きが比較的単純な手段により達成できるので、これは実行を容易にする傾向がある。

図１９は、また、２つの方向の動きが非対称である、すなわち一方向の動きの速度が他方向の速度より非常に高い例を例示する。これは、特に、多くの動きがあるコンテンツで投影画像が比較的に動的である多くのシナリオにおいて有利である。特に、前述されたように、所与のポイントに対する画像のインパクトは、画像平面がポイントと一致する時間の周りに集中される。よって、効果的に、所与のポイントに対する画像は、一致時間の周りの短い時間間隔での画像により表されると考えられる。よって、画像は、一致の時間で比較的短い画像「フラッシュ」により生成されると、直観的に考えられる。更にまた、「フラッシュ」の時間は、特定のポイントの位置に依存し、画像平面が一致する時に依存する。よって、動き間隔の中央位置と一致しているポイントに対して、規則的な「フラッシュ」パターンが達成されるように、「フラッシュ」は（時間的に）等距離である。しかしながら、対称形の動きのために、中央位置から離れたポイントに対する「フラッシュ」は、等距離ではなく、短い時間間隔と長い時間間隔との間を交番する傾向がある。移動物体に対して、これは、認識できるほどのフリッカ効果として知覚される。しかしながら、この効果は、（特に実質的に鋸歯形状である）非対称のパターンを用いて緩和される。特に、画像は一方向の動きにより支配され、このことにより、結果的により等距離の「フラッシュ」になる（フラッシュが効果的に一方向の動きに対してのみ発生するので）。

移動物体の投影を改良するために、特定の方向の画像平面の動きの間だけ、プロジェクタを照明することができる。しかしながら、このアプローチは、プロジェクタの照明効率の低減を引き起こす。特定の方向に遅い動きの間に光が主に投影され、その後、画像平面の戻り動きの間、光が低減されるか完全に切られる画像平面の非対称の動きを使用して、照明効率の低下は最小にできる。発明者は、また、画像平面の変位が鋸歯パターンに従う極端な場合がプロジェクタの照明効率の低減を引き起こさないことに気付いている。

画像が、動いている画像（ビデオ信号）シーケンスの画像／フレームである場合、周期的変化は、せいぜい２フレーム期間を持つ。実際、多くの実施例では、期間は、実質的に２フレームに設定される。これはビデオ信号の非常に有利なプレゼンテーションを提供し、特に、各フレームが表面上の各ポイントにより少なくとも一度呈示されるように、画像平面の動きがフレームレートに適応可能にする（例えば同期可能にする）。例えば、対称形の三角形形状のために、動きの各方向は、各フレームが表面上のポイントに対して一度呈示されるように、フレームに対応して同期される。

幾つかの実施例では、周期的変化は、好適にもせいぜい１フレーム期間の期間を持つ。これは、各フレームが両方向の十分な動きによりカバーされることを可能にする。これは、例えば、各フレームが表面上の各ポイントにより二度「フラッシュ」可能にする。実際、図１９の非対称の鋸歯の例に対して、斯様なアプローチは、速い動きの時間間隔に依存することなく、各フレームの適切な呈示を保証する。

多くの実施例において、周期的な動きは、非常に速い。実際、静的画像に対してさえ、０．５秒未満、１００ｍｓｅｃ又は５０ｍｓｅｃの期間が、多くのシナリオで非常に有利なパフォーマンスを提供する。特に、人間の知覚が画像平面の異なる位置から単一の画像に光を結合するには十分に速く、これにより、実質的に距離とは無関係に、平均化され均一なぼやけ効果を供給する。

動きは、更にまた、非常に大きくてもよい。実際、多くの実施例では、画像投影装置は、画像投影装置から表面上のポイントまでの少なくとも最小距離だけ、画像投影装置から表面上のポイントまでの距離を変化させるように配される。よって、ポイントに対する変化は、表面上のポイントまでの最小距離以上である。当該ポイントは、具体的には、画像投影装置までの最短距離を持つポイントである。よって、説明されているアプローチは、表面までの距離について非常に大きい変化を可能にし、依然高品質画像投影を提供する一方、このように平坦面からの非常に高い偏差を可能にする。

画像投影装置から（例えば図６の基準６１５に対応する）ポイントまでの最小距離は、ほぼ１ｍであり、（例えば図６の基準６１７と６１５との間の差、すなわち間隔６１３に対応する）変化間隔は２ｍである。これは、例えば照明プロジェクタ６０５から１．３〜２．８メートルの表面上のポイントまでの距離に対して比較的シャープな画像に結果としてなる。

前の例は、画像投影装置の焦点が画像平面を動くために動的に変えられる実施例に焦点を当てていた。しかしながら、代替的に又は追加的に、画像平面と表面との相対的な動きが、表面の動きを導入することにより、すなわち対象物を動かすことにより達成されることは理解されるだろう。この動きは、画像平面と直角をなす、すなわち図６の例の画像投影装置の方へ向かって、又は離れる動き平面の動き成分を持つ。

前の説明は、また、画像が非平面表面に投影されるアプリケーションに焦点を当てていた。しかしながら、アプローチが他の実施例に使用されてもよいことは理解されるだろう。

（例えば、照明プロジェクタ６０５の焦点を修正することによる）画像平面の相対的な動きは、例えば、レンズが球面収差、色収差又は非点収差を持つシステムの改良された画像品質を提供するために用いられてもよい。実際、斯様な収差は、画像平面までの距離の変化により（異なる色のために、又はレンズを通る異なる光経路のために）発生し、画像平面の連続的動きは、斯様な感度をしかるべく緩和する。しかしながら、色収差の場合、投影カラーチャネルは、わずかに異なるスケーリング比率を持つ。実際、レンズと対象物面との間の距離がシャープに動く間、レンズと表面との間の距離とレンズの焦点距離との両方がほぼ同じである場合、異なるカラーチャネルに対する投影画像は、レンズと対象物面との間の異なる距離に対応し、これは異なるスケーリング比率に対応する。従って、互いに投影される異なるカラーチャネルに対応する画像を持つために、アプローチは、投影の前に、画像の異なるカラー成分のプリスケールを使用する。よって、幾つかの実施例では、システムは、あるカラーチャネルを他のカラーチャネルに対してプリスケールするための手段を有する。

所与のカラーチャネルに対して、スケーリングの量は、所与の色に対するレンズの実効的な実際の長さに比例し、実際の焦点距離で小さくなるレンズとプロジェクタとの間の距離に反比例するように設定できる。

例えば、３つのカラーチャネルを持つシステムでは、３つのカラーに対する実際の焦点距離は、ｆ_１、ｆ_２及びｆ_３であり、レンズと表面との間の距離はＬである。このとき、スケーリングされてない画像の第１のカラー成分を残して、第２及び第３のカラー成分を以下の因子でスケーリングできる。

画像平面の動きは、また、プロジェクタのスケーリング比率に影響を及ぼすことなく、多くの他の態様で達成できる。この場合、異なるカラーチャネルの前置スケーリングは必要でなく、球面収差も良好に積分され、結果的に全体のより良好な画像品質となる。例えば、画像平面の動きは、表面までの距離と対象物面までの距離との間の比率を略同じに維持したまま、レンズの焦点距離を変えることにより達成できる。純粋な機械的解決の中で、レンズの焦点距離を変えることは、液体焦点レンズを使用して実行できる。

別の例として、変動している画像平面を持つ投影システムは、画像を動いている表面（平坦又は非平面である）に投影するためにも用いられる。表面の動きは、具体的には、画像平面と平行な方向にある（又は、少なくとも平行な方向に動き成分を持つ）。

斯様な動きは、観察者が自身の目で動いている表面を追う場合、通常は知覚される動きぼやけに結果としてなる。しかしながら、画像平面の変化が、かなり大きなぼやけ効果を導入する場合、動きぼやけは、もはや知覚されない。実際、表面の動きは、ぼやけ図のせん断を生じ（図２０を参照）、適度な表面速度は、画像統合の後、等価なシステムカーネルにほとんど影響を及ぼさない。許容できる最大表面速度は、通常は、動いている画像平面により生じる表面上のぼやけ速度の約０．８倍である。
ｖ_ｓｕｒｆ＝０．８・Ｖ_{ｓｕｒｆ，ｂｌｕｒ}
ここで、表面上のぼやけ速度及び対象物面上の等価なぼやけ速度は、以下のプロジェクタのスケーリング比率を介して関係する。

最大表面速度は、０．８を開口サイズにより乗算され、表面とレンズとの間の距離により乗算され、レンズと対象物面との間の距離を変える速度により乗算され、レンズと対象物面との間の距離の二乗により割られた光学系のパラメータで表される。

動いている画像平面により生じる表面上のぼやけは、結果的に画質劣化が非常に少なくなることに留意されたい。

更にまた、前述のように、画像平面動きは前置補償でき、これにより改良された知覚された画質に結果としてなる。

説明されたアプローチは、多くの異なるアプリケーション及び多くの異なる目的のために使われてもよい。実際、前の例にて説明されたように、アプローチは、人による観察のため画像を投影するために用いられる。しかしながら、アプローチは、斯様な特定のアプリケーションに限られていない。

例えば、ディスプレイシステムは、フォトリソグラフィシステムでもよい。このように、幾つかのシステムでは、対象物は、リソグラフィープレートである。実際、リソグラフィーでは、完全に平坦でないターゲットに正確に焦点を合わせることは重要である。提案された投影方法は、従来の投影より焦点歪み及びレンズ収差に影響されず、実質的に改良されたフォトリソグラフィシステムをしかるべく提供できる。実際、画像平面の動きは、照明プロジェクタの焦点を調整することにより達成できるか、又は代わりに（又は追加的に）、ターゲット、すなわちリソグラフィープレートのマイクロ振動の導入により達成できる。説明されたシステムの利点は、斯様なマイクロ振動の正確な性質が、あまり重要ではなく、効果的な前置補償を実施するために知られている必要がないということである。

別の例として、アプローチは、レーザーカット及び／又は焼成を実施するために用いられる。実際、振動している焦点を持つレーザ源は、固定焦点を持つレーザ源より、非平坦又は動いている表面上の非常により高い電力密度を作ることができる。

明確さのため上記記載は、種々異なる機能的ユニット及びプロセッサを参照して、本発明の実施例を説明したことが理解されるだろう。しかしながら、異なる機能的ユニット又はプロセッサ間の機能の適当な配給が本発明から逸脱することなく使用されてもよいことは明らかである。例えば、別個のプロセッサ又はコントローラにより実施されるべき例示された機能は、同一のプロセッサ又はコントローラにより実施されてもよい。従って、特定の機能的ユニットの参照は、厳密な論理、物理的構造、又は組織を示すよりはむしろ、説明した機能を供給するための適当な手段の参照としてのみ見られるべきである。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組み合わせを含む適当な形式で実行できる。本発明は、オプション的に、一つ以上のデータプロセッサ及び／又はデジタル信号プロセッサを走らせるコンピュータソフトウェアとして少なくとも部分的に実行できる。本発明の実施例の要素及び部品は、適当な態様で物理的に、機能的に、及び論理的に実行されてもよい。実際に、機能は、単一のユニット、複数のユニット又は他の機能ユニットの一部で実行できる。このように、本発明は、単一のユニットで実行されてもよいし、異なるユニット及びプロセッサ間で物理的に、及び機能的に分配されてもよい。

本発明は幾つかの実施例と関連して説明されたが、ここで説明した特定の形式に限定する意図はない。むしろ、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定される。加えて、特徴が特定の実施例と関連して説明されるように見えるが、当業者は、説明された実施例の様々な特徴が本発明に従って組み合わされてもよいことを認識するだろう。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップの存在を排除しない。

更に、個別にリストされているが、複数の手段、要素、又は方法のステップは、例えば単一のユニット又はプロセッサにより実行されてもよい。加えて、個別の特徴が異なる請求項に含まれているが、これらは好適に結合でき、異なる請求項に含まれるものは、特徴の組み合わせが実行可能及び／又は有益であるのではないということを意味しない。また、一つのカテゴリの請求項に特徴を含めることは、このカテゴリの制限を意味するのではなく、むしろ特徴が適当に他の請求項カテゴリに等しく適用可能であることを示す。更に、請求項の特徴の順番は、特徴が働かなければならない特定の順番を意味するのではなく、特に方法の請求項の個別のステップの順番は、ステップがこの順番で実施されなければならないことを意味しない。むしろ、ステップは適当な順番で実施されてもよい。加えて、単一の引用は複数を排除しない。よって、引用「ａ」、［ａｎ」、「第１の」、「第２の」等は、複数を排除しない。請求項内の参照符号は、単に例を明白にするものとして提供されるのであって、何れにおいても請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 対象物の表面上に画像を投影するための照明プロジェクタと、画像平面に画像を合焦させるための合焦手段と、前記表面に対して前記画像平面の位置を動的に変化させるためのコントローラと、前記照明プロジェクタによる投影の前に画像を前置補償するためのフィルタとを有する、画像投影装置。
2. 前記フィルタが前記画像平面と前記表面との間の距離から独立している基準のぼやけ効果を前置補償する、請求項１に記載の画像投影装置。
3. 前記コントローラが対象物に対する前記画像平面の位置に予め定められた変化を与える、請求項１に記載の画像投影装置。
4. 前記コントローラが前記表面に対する前記画像平面の位置に周期的変化を与える、請求項１に記載の画像投影装置。
5. 前記周期的変化が前記画像平面と前記表面上のポイントとの間の距離における三角形変化に対応する、請求項４に記載の画像投影装置。
6. 画像がビデオ信号のフレームであり、前記周期的変化がせいぜい２フレーム期間の期間を持つ、請求項４に記載の画像投影装置。
7. 前記コントローラが、前記照明プロジェクタの焦点を動的に変化させる、請求項１に記載の画像投影装置。
8. 前記コントローラが、前記表面の位置を動的に変化させる、請求項１に記載の画像投影装置。
9. 前記コントローラが、前記画像投影装置から前記表面上のポイントまでの距離を、少なくとも前記画像投影装置から前記ポイントまでの最小距離だけ変化させる、請求項１に記載の画像投影装置。
10. 前記コントローラが、前記照明プロジェクタに最も近い前記表面の画像ポイントと前記照明プロジェクタから最も遠い前記表面の画像ポイントとの間の前記画像平面の位置に対して実質的に線形な動きを、前記表面に対する前記画像平面に供給する、請求項１に記載の画像投影装置。
11. 請求項１の画像投影装置及び対象物を有する画像投影システム。
12. 前記表面が非平面表面である、請求項１１に記載の画像投影システム。
13. 前記表面を動かす手段を更に有し、動きは前記画像平面と直角をなす動き平面の動き成分を持つ、請求項１１に記載の画像投影システム。
14. 前記画像投影システムがフォトリソグラフィシステムである、請求項１１に記載の画像投影システム。
15. 照明プロジェクタにより画像を対象物の表面に投影させるステップと、画像平面上に画像を合焦させるステップと、前記表面に対して前記画像平面の位置を動的に変化させるステップと、前記照明プロジェクタによる投影の前に、フィルタにより画像を前置補償するステップとを有する、画像投影の方法。

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