JP2024077938A - プロジェクションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】光路シフト素子によって解像度を擬似的に高めたプロジェクターを２台以上組み合わせる場合、重複領域における解像感の低下を抑える。
【解決手段】プロジェクションシステム１は、内部の液晶パネルの垂直走査により画像Ｉmg_１を更新し、画像Ｉmg_１の投射位置をシフトするプロジェクター３_１と、内部の液晶パネルの垂直走査により画像Ｉmg_２を更新し、画像Ｉmg_２の投射位置をシフトするプロジェクター３_２と、を含む。画像Ｉmg_１と画像Ｉmg_２とは１の投射位置をシフトするプロジェクター３_１と、垂直走査により画像Ｉmg_２と、垂直走査の方向に平行な方向に沿って重なる重複領域Ｏvrがある場合、プロジェクター３_１における液晶パネルの垂直走査方向と、プロジェクター３_２における液晶パネルの垂直走査方向とが逆向きの関係とさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクションシステムに関する。

スクリーン等に、液晶パネルなどから出射された画像光を投射するプロジェクターでは、光路シフト素子によって解像度を擬似的に高める技術が知られている。詳細には、この技術に係るプロジェクターでは、液晶パネルにおける１つのパネル画素から出射される画像光の投射位置が、１フレーム期間の複数の単位期間毎にシフトされて画像データにおける複数の画素を表現する（例えば特許文献１参照）。
また、２台以上のプロジェクターから画像光を投射し、投射した画像光を組み合わせて単一の画像となるように画像光を投射するプロジェクションシステムも提案されている。特に、光路シフト素子によって解像度を擬似的に高めたプロジェクターを２台以上組み合わせる場合には、シフト量のズレ量を減少させる技術が知られている（例えば特許文献２参照）。

特開２０２０－１０７９８４号公報 特開２０１６－１１６０３５号公報

しかしながら、液晶パネルにおいて画像光の変調は線順次で行われるのに対し、光路シフト素子による画像光の出射光路のシフトは面順次で行われる。このため、例えば、一のプロジェクターにより投射される画像光と、他のプロジェクターにより投射される画像光とが上下で重複する場合、重複領域において出射光路がシフトされた画像光の見え方が、一のプロジェクターと他のプロジェクターとで異なってしまい、解像感が低下してしまう、という課題がある。
このような事情を考慮して、本開示のひとつの態様は光路シフト素子によって解像度を擬似的に高めたプロジェクターを２台以上組み合わせる場合、重複領域における解像感の低下を抑える技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るプロジェクションシステムは、垂直走査により第１画面を更新する第１電気光学装置と、前記第１画面の出射光路をシフトする第１光路シフト素子と、前記出射光路がシフトされた第１画面を投射する第１投射光学部材と、を有する第１プロジェクターと、垂直走査により第２画面を更新する第２電気光学装置と、前記第２画面の出射光路をシフトする第２光路シフト素子と、前記出射光路がシフトされた第２画面を投射する第２投射光学部材と、を有する第２プロジェクターと、垂直走査方向設定部と、を含み、前記垂直走査方向設定部は、前記第１投射光学部材によって投射された前記第１画面と、前記第２投射光学部材によって投射された前記第２画面とにおいて、前記垂直走査の方向に平行な第１方向に沿って重なる第１重複領域がある場合、前記第１電気光学装置における垂直走査の方向と前記第２電気光学装置における垂直走査の方向とを逆向きに設定する。

実施形態に係るプロジェクションシステムの構成を示す図である。 プロジェクターの光学的な構成を示す図である。 プロジェクターの電気的な構成を示すブロック図である。 プロジェクターにおける液晶パネルの電気的な構成を示すブロック図である。 液晶パネルにおける画素回路の構成を示す図である。 プロジェクターにおけるフレーム期間と単位期間とを示す図である。 実施形態における光路シフト素子の動作を示す図である。 原画像画素の配列とパネル画素の配列との関係等を示す図である。 フレーム期間の原画像画素とパネル画素と投射位置との関係を示す図である。 垂直走査方向における走査線の選択順序等を示す図である。 画面各部において視認される画素を説明するための図である。 比較例に係るプロジェクションシステムの表示品位についての説明図である。 実施形態に係るプロジェクションシステムの表示品位についての説明図である。 変形例に係るプロジェクションシステムを示す図である。

以下、実施形態に係るプロジェクションシステムについて図面を参照して説明する。なお、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

図１は、実施形態に係るプロジェクションシステム１の構成を示す図である。本説明におけるプロジェクションシステム１は、１つのスクリーン等の投射面に複数台のプロジェクターを用いて画像光を投射する、いわゆるマルチプロジェクションシステムである。
図に示されるように、実施形態に係るプロジェクションシステム１は、２台のプロジェクター３_１、３_２を有する。

ホスト２は、投射画像Ｉmg_１を示す画像データをプロジェクター３_１に供給し、投射画像Ｉmg_２を示す画像データをプロジェクター３_２に供給する。また、ホスト２は、プロジェクター３_１および３_２を同期して制御する制御信号を、プロジェクター３_１および３_２に共通に供給する。

投射画像Ｉmg_１および投射Ｉmg_２は、図に示されるように、１つの投射画像Ｉmgを構成する。すなわち、投射画像Ｉmgは、上部の投射画像Ｉmg_１と下部の投射画像Ｉmg_２との合成により表わされる。
なお、投射画像Ｉmg_１と投射画像Ｉmg_２との重複領域をＯvrとする。また、プロジェクター３_１、３_２を特定しないで、一般的に説明する場合には、識別のための「－」（ハイフン）以下を省略して単に「３」とする。

図２は、プロジェクター３の光学的な構成を示す図である。図に示されるように、プロジェクター３は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂを含む。また、プロジェクター３の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット２１０２が設けられている。このランプユニット２１０２から射出された光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６および２枚のダイクロイックミラー２１０８によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３原色に分離される。このうち、Ｒの光は液晶パネル１００Ｒに、Ｇの光は液晶パネル１００Ｇに、Ｂの光は液晶パネル１００Ｂに、それぞれ入射する。
なお、Ｂの光路は、Ｒの光路およびＧの光路と比較して長いので、Ｂの光路での損失を防ぐ必要がある。このため、Ｂの光路には、入射レンズ２１２２、リレーレンズ２１２３および出射レンズ２１２４からなるリレーレンズ系２１２１が設けられる。

液晶パネル１００Ｒは、複数の画素回路を有する。複数の画素回路の各々は、それぞれ液晶素子を含む。液晶パネル１００Ｒの液晶素子は、後述するようにＲに対応するデータ信号に基づいて駆動されることによって、当該データ信号の電圧に応じた透過率となる。
このため、液晶パネル１００Ｒでは、液晶素子の透過率を個別に制御することによって、Ｒの透過像を表す画像光が生成される。同様に、液晶パネル１００Ｇでは、Ｇに対応するデータ信号に基づいてＧの透過像を表す画像光が生成され、液晶パネル１００Ｂでは、Ｂに対応するデータ信号に基づいてＢの透過像を表す画像光が生成される。

液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂによってそれぞれ生成された各色の透過像を表す画像光は、ダイクロイックプリズム２１１２に三方向から入射する。ダイクロイックプリズム２１１２において、ＲおよびＢの光は９０度に屈折する一方、Ｇの光は直進する。したがって、ダイクロイックプリズム２１１２が各色の画像光を合成する。ダイクロイックプリズム２１１２により合成された画像光は光路シフト素子２３０を介して投射レンズ２１１４に入射する。
投射レンズ２１１４は、光路シフト素子２３０を介して入射した合成された画像光を、投射面Ｗに拡大して投射する。

光路シフト素子２３０は、ダイクロイックプリズム２１１２から出射される合成された画像光の光路をシフトする。詳細には、光路シフト素子２３０は、投射面Ｗに投射される画像光の出射光路を、投射面に対し左右方向または上下方向にシフトする。

液晶パネル１００Ｒ、１００Ｂによる透過像を表す画像光は、ダイクロイックプリズム２１１２により反射した後に投射されるのに対し、液晶パネル１００Ｇによる透過像を表す画像光は直進して投射される。したがって、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｂから出射された各画像光が表す透過像は、液晶パネル１００Ｇから出射された画像光が表す透過像に対して左右反転した関係となる。
説明の便宜のため、プロジェクター３から投射面Ｗを見た場合に、左方向をＸ方向とし、下方向をＹ方向とする。

プロジェクター３を一般的ではなく、個別に検討すると、プロジェクター３_１は、第１プロジェクターの一例である。投射画像Ｉmg_１は、プロジェクター３_１の液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂから出射された画像光を合成した合成光により表される合成像である。このため、投射画像Ｉmg_１を表す画像光は第１画像光の一例であり、プロジェクター３_１の液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが第１電気光学装置の一例である。プロジェクター３_１の投射レンズ２１１４が第１投射光学部材の一例であり、プロジェクター３_１の光路シフト素子２３０が第１光路シフト素子の一例である。
プロジェクター３_２は、第２プロジェクターの一例である。投射画像Ｉmg_２は、プロジェクター３_２の液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂから射出された画像光を合成した合成光により表される合成像である。このため、投射画像Ｉmg_２を表す画像光は第２画像光の一例であり、プロジェクター３_２の液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが第２電気光学装置の一例である。プロジェクター３_２の投射レンズ２１１４が第２投射光学部材の一例であり、プロジェクター３_２の光路シフト素子２３０が第２光路シフト素子の一例である。

図３は、プロジェクター３の電気的な構成を示すブロック図である。図に示されるように、プロジェクター３は、表示制御回路２０と、上述した液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂと、光路シフト素子２３０とを含む。

ホスト２から、画像データＶid-inが制御信号Ｓyncに同期して供給される。画像データＶid-inは、表示すべき画像における画素の階調レベルを、ＲＧＢ毎に例えば８ビットで指定する。
なお、ホスト２からの画像データＶid-inは、プロジェクター３_１であれば、投射画像Ｉmgのうち、投射画像Ｉmg_１を示す画像データであり、プロジェクター３_２であれば、投射画像Ｉmgのうち、投射画像Ｉmg_２を示す画像データである。また、ホスト２からの制御信号Ｓyncは、プロジェクター３_１および３_２において共通である。

画像データＶid-inで指定される画像の画素を、原画像画素と表記し、画像データＶid-inが供給された液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの画素を、をパネル画素と表記する。また、光路シフト素子２３０によって射出光路がシフトされて、投射面Ｗに投射される投射画像の画素の位置を、投射位置と表記する。
液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂは、パネル画素が縦方向および横方向にわたってマトリクス状に配列する。本実施形態において、画像データＶid-inで指定される原画像画素の配列は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにより合成したパネル画素の配列と比較して、縦方向で２倍であり、横方向で２倍となっている。

本実施形態において、投射面に投射されるカラー画像は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂを透過した画像光を合成することで表現される。したがって、カラー画像の最小単位である画素は、液晶パネル１００Ｒによる赤の副画素、液晶パネル１００Ｇによる緑の副画素、および、液晶パネル１００Ｂによる青の副画素に分けることができる。ただし、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにおける副画素について、色について特定する必要がない場合や、単に明暗のみを問題とする場合等では、副画素と敢えて表記する必要がない。そこで本説明では、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにおける表示単位についても、パネル画素とする。

制御信号Ｓyncには、画像データＶid-inの垂直走査開始を指示する垂直同期信号や、水平走査開始を指示する水平同期信号、画像データＶid-inにおける原画像画素の１つ分のタイミングを示すクロック信号などが含まれる。

表示制御回路２０は、処理回路２２、変換回路２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂおよび垂直走査方向設定部２４を含むほか、特に図示しないが、通信回路や、投射画像を撮影するカメラを有する。
処理回路２２は、上位装置からの画像データＶid-inを、１または２以上のフレーム期間分を蓄積した後に、単位期間に対応する原画像画素の画素データを読み出し、ＲＧＢ成分別に出力する。なお、処理回路２２から出力される画素データのうち、Ｒの成分を画素データＶad_Rと表記し、Ｇの成分を画素データＶad_Gと表記し、Ｂの成分を画素データＶad_Bと表記する。

プロジェクター３では、１フレーム期間を４分割した単位期間毎に投射位置が変化する。各単位期間は、画像データＶid-inで指定される１フレーム期間の画像の解像度を１／４に落とした画像を、ユーザーに視認させるための期間である。本実施形態では、単位期間毎に投射位置をシフトさせて、４つの単位期間でみたときに、あたかも原画像が表示されているかのようにユーザーに視認させる。

処理回路２２は、各単位期間において光路シフト素子２３０によって画像光の投射位置を制御する。詳細には、処理回路２２は、光路シフト素子２３０に対し、Ｘ方向のシフトを制御信号Ｐ_xで制御し、Ｙ方向のシフトを制御信号Ｐ_yで制御する。
なお、単位期間毎の投射位置、および、パネル画素が各投射位置に対応して画像データＶid-idで指定される原画像画素のうち、どの原画像画素を表現するかの詳細については後述する。
また、処理回路２２は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂを単位期間毎に制御するための制御信号Ｃtrを生成する。この制御信号Ｃtrには、走査線駆動回路１３０の垂直走査の方向を設定する信号が含まれる。

変換回路２３Ｒは、画素データＶad_Rをアナログ電圧のデータ信号Ｖid_Rに変換して液晶パネル１００Ｒに供給する。変換回路２３Ｇは、画素データＶad_Gをアナログ電圧のデータ信号Ｖid_Gに変換して液晶パネル１００Ｇに供給する。変換回路２３Ｂは、画素データＶad_Bをアナログ電圧のデータ信号Ｖid_Bに変換して液晶パネル１００Ｂに供給する。

ここで、垂直走査方向設定部２４を説明する前に、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂについて説明する。液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂについては、入射する光の色、すなわち波長だけが異なり、構造的には共通である。そこで、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂについては、符号を１００として、色を特定しないで一般的に説明する。

図４は、液晶パネル１００の電気的な構成を示すブロック図である。液晶パネル１００には、表示領域１０の周縁に、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０が設けられる。

液晶パネル１００の表示領域１０においては、画素回路１１０がマトリクス状に配列される。詳細には、表示領域１０において、複数本の走査線１２が図において横方向に延在して設けられ、また、複数本のデータ線１４が縦方向に延在し、かつ、走査線１２と互いに電気的な絶縁を保って設けられる。そして、複数本の走査線１２と複数本のデータ線１４との交差に対応して画素回路１１０がマトリクス状に設けられる。

走査線１２の本数をｍとし、データ線１４の本数をｎとした場合、画素回路１１０は、縦ｍ行×横ｎ列でマトリクス状に配列する。ｍ、ｎは、いずれも２以上の整数である。走査線１２と画素回路１１０とにおいて、マトリクスの行を区別するために、図において上から順に１、２、３、…、（ｍ－１）、ｍ行と呼ぶ場合がある。同様にデータ線１４および画素回路１１０において、マトリクスの列を区別するために、図において左から順に１、２、３、…、（ｎ－１）、ｎ列と呼ぶ場合がある。

走査線駆動回路１３０は、表示制御回路２０による制御にしたがって、後述する単位期間において走査線１２を双方向に１本ずつ順次選択し、選択に応じた走査信号を走査線１２に供給する。
図１０は、走査線１２が選択される推移を示す図である。詳細には、走査線駆動回路１３０は、単位期間ｆにおいて垂直走査方向が順方向に設定されれば、実線の（１）で示されるように、走査線１２を、１、２、３、…、（ｍ－２）、（ｍ－１）、ｍ行目という順番で選択し、逆方向に設定されれば、破線の（２）で示されるように、走査線１２を、ｍ、（ｍ－１）、（ｍ－２）、…、３、２、１行目という順番で選択する。

なお、本実施形態において、垂直走査方向は、初期状態において順方向である。また、走査線駆動回路１３０は、選択した走査線１２への走査信号をＨレベルとし、選択した走査線１２以外の走査線１２への走査信号をＬレベルとする。
垂直走査方向が順方向または逆方向で切替可能な走査線駆動回路１３０の構成としては、例えば特開２００２－３１３０９２号公報などに記載されているので、これ以上の説明は省略することにする。

データ線駆動回路１４０は、処理回路２２において、いずれかの色のデータ信号を１行分ラッチするとともに、走査線１２への走査信号がＨレベルとなった期間において、当該走査線１２に位置する画素回路１１０に、データ線１４を介して出力する。

図５は、隣り合う２本の走査線１２と、隣り合う２本のデータ線１４との交差に対応する縦２行横２列の計４個の、画素回路１１０の等価回路を示す図である。
図に示されるように、画素回路１１０は、トランジスター１１６と液晶素子１２０とを含む。トランジスター１１６は、例えばｎチャネル型の薄膜トランジスターである。画素回路１１０において、トランジスター１１６のゲートノードは、走査線１２に接続される一方、そのソース領域はデータ線１４に接続され、そのドレイン領域は、平面視で正方形形状の画素電極１１８に接続される。

画素電極１１８に対向するようにコモン電極１０８が全画素に対して共通に設けられる。コモン電極１０８には電圧ＬＣcomが印加される。そして、画素電極１１８とコモン電極１０８との間には周知のように液晶１０５が挟持される。したがって、画素回路１１０毎に、画素電極１１８およびコモン電極１０８によって液晶１０５を挟持した液晶素子１２０が構成される。
また、液晶素子１２０に対して並列に蓄積容量１０９が設けられる。蓄積容量１０９において、一端が画素電極１１８に接続され、他端が容量線１０７に接続されている。容量線１０７は、時間的に一定の電圧、例えばコモン電極１０８への印加電圧と同じ電圧ＬＣcomが印加される。画素回路１１０は、走査線１２の延在方向である横方向とデータ線１４の延在方向である縦方向とにわたってマトリクス状に配列するので、画素回路１１０に含まれる画素電極１１８についても縦方向および横方向にわたって配列する。

走査信号がＨレベルとなった走査線１２では、当該走査線１２に対応して設けられる画素回路１１０のトランジスター１１６がオンする。トランジスター１１６のオンにより、データ線１４と画素電極１１８とが電気的に接続された状態となるので、データ線１４に供給されたデータ信号が、オンしたトランジスター１１６を介して画素電極１１８に到達する。走査線１２がＬレベルになると、トランジスター１１６はオフになるが、画素電極１１８に到達したデータ信号の電圧は、液晶素子１２０の容量性および蓄積容量１０９によって保持される。

周知のように、液晶素子１２０では、画素電極１１８およびコモン電極１０８によって生じる電界に応じて液晶分子の配向が変化する。したがって、液晶素子１２０は、印加された電圧の実効値に応じた透過率となる。
なお、液晶素子１２０において画素として機能する領域、すなわち、電圧の実効値に応じた透過率となる領域は、液晶パネル１００を平面視したときに、画素電極１１８とコモン電極１０８とが重なる領域である。画素電極１１８は、平面視で正方形であるので、液晶パネル１００による画素の形状も正方形となる。
また、本実施形態では、液晶素子１２０への印加電圧が高くなるにつれて、透過率が高くなるノーマリーブラックモードであるとする。

液晶素子１２０の画素電極１１８にデータ信号を供給する動作が、１つの単位期間において、垂直走査方向が順方向であれば１、２、３、…、ｍ行目という順番で実行され、逆方向であればｍ、（ｍ－１）、（ｍ－２）、…、１行目という順番で実行される。いずれの方向であっても、ｍ行ｎ列で配列する画素回路１１０の液晶素子１２０の各々にデータ信号に応じた電圧が保持されて、各液晶素子１２０が目的とする透過率となり、ｍ行ｎ列で配列する液晶素子１２０によって、対応する色の透過像が生成される。
このように透過像の生成がＲＧＢ毎に実行されて、ＲＧＢを合成したカラー画像となる合成光が投射面Ｗに投射される。
１つの単位期間に対応して処理回路２２から出力される原画像画素の画素データＶad_R、Ｖad_GおよびＶad_Bは、当該単位期間に対応する原画像画素の画素データである。このため、当該単位期間では投射位置に対応したカラーの合成画像となる合成光が、当該投射位置において投射される。

上述したように、画像データＶid-inにおける原画像画素の配列は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにおけるパネル画素の配列であるｍ行ｎ列に対して縦方向で２倍、横方向で２倍である。
換言すれば、パネル画素の配列は、原画像画素の配列に比べて縦方向で１／２倍、横方向で１／２倍である。そこで、本実施形態では、１フレーム期間でみて、１つのパネル画素を、縦２地点×横２地点の計４箇所でシフトさせることによって、１つのパネル画素が、画像データＶid-inで設定される４つの原画像画素を示しているかのように視認させる。

図６は、本実施形態におけるフレーム期間と単位期間との関係を説明するための図である。図に示されるように、本実施形態では、１フレーム期間（Ｆ）は、４つの単位期間ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４に分割される。

１フレーム期間とは、ホスト２からの画像データＶid-inで示される画像の１コマ分が供給される期間であり、制御信号Ｓyncに含まれる垂直同期信号の周波数が６０Ｈｚであれば、１周期の１６．７ミリ秒である。この場合、各単位期間の長さは、それぞれ１フレーム期間の長さの１／４である４．１７ミリ秒である。

図７は、光路シフト素子２３０に供給される制御信号Ｐ_xおよびＰ_yの波形の一例を示す図である。
光路シフト素子２３０は、投射面Ｗに投射される画像光を、投射面に対しＸ方向およびＹ方向にシフトする。便宜的に当該シフトの量については、投射面Ｗにおいて投写される画素の大きさ、すなわちパネル画素の大きさに換算して説明する。

制御信号Ｐ_xおよびＰ_yは、単位期間ｆ１～ｆ４において＋Ａまたは－Ａの二値のいずれかのレベルをとる。制御信号Ｐ_xおよびＰ_yのレベルは、本実施形態では、単位期間の中点において変化する。中点とは、垂直走査方向が順方向または逆方向のいずれにおいても、（２／ｍ）行目の走査線１２が選択されるタイミングである。

説明の便宜上、フレーム期間における単位期間ｆ１のうち、中点以降における投射位置を規準位置とする。すなわち、制御信号Ｐ_xのレベルが－Ａであって、制御信号Ｐ_yのレベルが－Ａであれば、光路シフト素子２３０は、投射位置を基準位置とさせる。
制御信号Ｐ_xのレベルが＋Ａであれば、光路シフト素子２３０は、投射位置を基準位置からＸ方向にパネル画素の半分だけシフトさせ、制御信号Ｐ_yのレベルが＋Ａであれば、光路シフト素子２３０は、投射位置を基準位置からＹ方向にパネル画素の半分だけシフトさせる。

したがって、例えば制御信号Ｐ_xのレベルが＋Ａであり、かつ、制御信号Ｐ_xのレベルが＋Ａであれば、光路シフト素子２３０は、投射位置を基準位置から、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれパネル画素の半分だけシフトさせる。
なお、図８において各単位期間の中点に示される矢印は、当該中点において制御信号Ｐ_xまたはＰ_yのレベルが変化した場合に、投射位置がどの方向にシフトするのかを示す。

次に、フレーム期間において、液晶パネル１００によるパネル画素が、画像データＶid-inの原画像画素のうち、どの原画像画素を表現するかについて説明する。
なお、パネル画素が、ある原画像画素を表現する、とは、当該パネル画素が当該原画像画素に対応した画素データで指定された透過率になる状態になることをいう。

図８における左欄は、原画像画素の配列を説明するために、画像データＶid-inで示される原画像のうち、一部だけを抜き出した図である。また、同図における右欄は、パネル画素のうち、当該左欄における原画像画素の配列に対応したパネル画素の配列を示す図である。

なお、図８における左欄では、画像データＶid-inの原画像画素を区別するために、便宜的に符号として１行目にＡ１１、Ｂ１１、Ａ２１、Ｂ２１、Ａ３１、Ｂ３１が、それぞれ付与される。２行目についても同様に、図に示されるように符号がそれぞれ付与される。
図８における右欄では、パネル画素を区別するために、便宜的に符号として１行目にｐ１１、ｐ２１、ｐ３１が、２行目にｐ１２、ｐ２２、ｐ３２が、それぞれ付与される。

図９は、第１実施形態に係るプロジェクター３において、パネル画素が、どの原画像画素を、どの投射位置で表現するのかを示す図である。詳細には、図９は、図８の右欄における６個のパネル画素が図８の左欄における原画像画素をフレーム期間の単位期間ｆ１～ｆ４において、どの投射位置で表現するのかを示す図である。

図９に示されるように、単位期間ｆ１において、パネル画素ｐ１１、ｐ２１、ｐ３１、ｐ１２、ｐ２２およびｐ３２は、ハッチングが付された原画像画素Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１、Ａ１２、Ａ２２およびＡ３２をそれぞれ表現する。
単位期間ｆ１－１の中点において、光路シフト素子２３０は、投射位置を、破線で示される単位期間ｆ４の投射位置から、図において上方向（Ｙ方向の反対方向）にパネル画素の０．５画素分シフトさせて、基準位置とさせる。

次の単位期間ｆ２では、パネル画素ｐ１１、ｐ２１、ｐ３１、ｐ１２、ｐ２２およびｐ３２は、ハッチングが付された原画像画素Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ３１、Ｂ１２、Ｂ２２およびＢ３２をそれぞれ表現する。
単位期間ｆ２の中点において、光路シフト素子２３０は、投射位置を、破線で示される単位期間ｆ１の投射位置から、図において右方向（Ｘ方向）にパネル画素の０．５画素分シフトさせる。

単位期間ｆ３では、パネル画素ｐ１１、ｐ２１、ｐ３１、ｐ１２、ｐ２２およびｐ３２は、ハッチングが付された原画像画素Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ１２、Ｃ２２およびＣ３２をそれぞれ表現する。
単位期間ｆ３の中点において、光路シフト素子２３０は、投射位置を、破線で示される単位期間ｆ２の投射位置から、図において下方向（Ｙ方向）にパネル画素の０．５画素分シフトさせる。

単位期間ｆ４では、パネル画素ｐ１１、ｐ２１、ｐ３１、ｐ１２、ｐ２２およびｐ３２は、ハッチングが付された原画像画素Ｄ１１、Ｄ２１、Ｄ３１、Ｄ１２、Ｄ２２およびＤ３２をそれぞれ表現する。
単位期間ｆ１－４の中点において、光路シフト素子２３０は、投射位置を、破線で示される単位期間ｆ３における投射位置から、図において左方向（Ｘ方向の反対方向）にパネル画素の０．５画素分シフトさせる。
なお、本実施形態において、光路シフト素子２３０における投射位置のシフト方向は、垂直走査方向とは関係なく、変更されない。

プロジェクター３の垂直走査方向設定部２４について説明する。垂直走査方向設定部２４は、処理回路２２に走査線駆動回路１３０の垂直走査方向を設定する。垂直走査方向設定部２４は、例えば走査線駆動回路１３０の垂直走査方向を次のように決定して、処理回路２２に設定する。

例えば、ユーザーは、２台のプロジェクター３_１、３_２のうち、いれずれかに、あるスイッチを長押しするなどの特定の操作をする。特定の操作がなされたプロジェクター３の処理回路２２は、自機のプロジェクター３に特定のパターン、例えば全面白の画面を表わす画像光を投射させ、通信回路を介し他のプロジェクター３に対して、異なるパターンを表す画像光を投射するように指示する。

プロジェクター３の処理回路２２は、自機で投射された画像光が表すパターンが、投射画像Ｉmgのうち、どの部分で表示されているかを、カメラで撮影された結果に基づいて判別することで特定する。例えば処理回路２２は、投射画像Ｉmgのうち、特定パターンである全面白の画面を表す画像光が投射面Ｗの上部分に投射されていれば、自機が投射画像Ｉmg_１を表す画像光を投射するプロジェクター３_１である、と特定する。
特定の操作がなされたプロジェクター３の処理回路２２は、他のプロジェクター３に対し、投射画像Ｉmgのうち、自機で特定した部分以外の部分を通知する。これにより、本施形態のように、プロジェクションシステム１を構成するプロジェクター３の台数が「２」であれば、特定の操作がなされたプロジェクター３以外のプロジェクター３は、通知された部分である投射画像Ｉmg_２を表す画像光を投射するプロジェクター３_２である、と特定する。投射画像Ｉmg_１の投射を担当しているプロジェクター３では、処理回路２２に垂直走査方向を順方向に設定し、投射画像Ｉmg_２の投射を担当しているプロジェクター３では、処理回路２２に垂直走査方向を逆方向に設定する。
なお、処理回路２２は、設定された垂直走査方向となる制御信号Ｃtrを液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに供給する。

また、各プロジェクター３において、どの部分の投射を担当するかが特定されると、今度は、ユーザーによる特定の操作がなされたプロジェクター３では、処理回路２２が、自機のプロジェクター３に特定のパターン、例えば全面白の画面を表す画像光を投射させ、他のプロジェクターに対しても、同じ特定のパターンを表す画像光を投射するように指示する。
すべてのプロジェクター３において、同じ特定のパターンを表す画像光を投射すると、重複する領域をＯvrでは、他の領域として明るくなる。このため、プロジェクター３_１の処理回路２２は、内蔵カメラで撮影された結果を用いて、重複領域Ｏvrの明るさが、投射画像Ｉmg_１のうち重複領域Ｏvrを除いた部分の明るさに一致するように、画像データＶid-inのうち、重複領域Ｏvrに相当するデータに対して補正処理をする。

なお、プロジェクター３_１において垂直走査方向として逆方向が設定され、他のプロジェクター３_２の垂直走査方向として順方向が設定されてもよい。すなわち、プロジェクションシステム１を構成するプロジェクター３の台数が「２」であれば、一方のプロジェクター３_１の垂直走査方向と、他方のプロジェクター３_２の垂直走査方向とが逆向きとなるように設定されればよい。

ところで、光路シフト素子２３０によって光路がシフトされるタイミングは、図７または図１０に示されるように、単位期間の中点Ｔsである。
液晶パネル１００の画面上部、端的に言えば１行目の書込タイミングにおける投射位置は、直前の単位期間に対応した投射位置である。その後、中点Ｔsで、投射位置が、対応する単位期間の投射位置に変更される。したがって、液晶パネル１００の画面上部は、単位期間の半分に相当する期間では、直前の単位期間の投射位置で視認され、単位期間の半分に相当する期間では、対応する単位期間の投射位置で視認される。

液晶パネル１００の画面中央部、端的に言えば（ｍ／２）行目の書込タイミングにおける投射位置は、対応する単位期間に対応した投射位置である。その後、次の単位期間における書込まで、投射位置が変化しない。したがって、液晶パネル１００の画面中央部は、単位期間のほぼ全部に相当する期間では、対応する単位期間の投射位置で視認される。

液晶パネル１００の画面下部、端的に言えばｍ行目の書込タイミングにおける投射位置は、対応する単位期間の投射位置である。その後、次の単位期間の中点Ｔsで、投射位置が当該次の単位期間に対応した投射位置に変更される。したがって、液晶パネル１００の画面下部は、単位期間の半分に相当する期間では、対応する単位期間の投射位置で視認され、単位期間の半分に相当する期間では、次の単位期間の投射位置で視認される。

このため仮に、プロジェクター３_１によって投射画像Ｉmg_１を表す画像光が投射され、プロジェクター３_２によって投射画像Ｉmg_２を表す画像光が投射される場合に、プロジェクター３_１における垂直走査方向と、プロジェクター３_２における垂直走査方向とが同じ方向、例えば順方向であれば、次のような問題が生じる。

この問題点について詳述する。例えば図１１の上欄で示されるように、単位期間ｆ１で原画像画素Ａ１１が最高階調であり、単位期間ｆ２で原画像画素Ｂ１１が最低階調であり、単位期間ｆ３で原画像画素Ｃ１１が最高階調であり、単位期間ｆ４で原画像画素Ｄ１１が最低階調である場合に投射される画像について説明する。すなわち、この場合においてパネル画素ｐ１１は、単位期間ｆ１～ｆ４における書き込みによって最高階調と最低階調とを交互に繰り返して表現する。
ここで、単位期間ｆ２の書き込みによって表現される原画像画素Ｂ１１の最低階調に着目する。パネル画素ｐ１１が液晶パネル１００の画面上部であれば、当該パネル画素ｐ１１による最低透過率部分は、直前の単位期間ｆ１の投射位置で視認された後に、単位期間ｆ２の投射位置で視認される。
このため、単位期間ｆ２の書き込みによるパネル画素ｐ１１における最低透過率部分の重心は、図１１の下左端に示されるように、当該単位期間ｆ２の投射位置に対して、直前の単位期間ｆ１の視認位置の方向に、すなわち左方向にずれる。なお、図において最低透過率部分が黒の円形で示されているのは、重心の位置を示すためである。また、図においてシフト量は重心の移動を示すために、パネル画素の０．５画素分に一致していない。

また、単位期間ｆ４において表現される原画像画素Ｄ１１の最低階調に着目する。パネル画素ｐ１１が液晶パネル１００の画面上部であれば、当該パネル画素ｐ１１による最低透過率部分は、直前の単位期間ｆ３の投射位置で視認された後に、単位期間ｆ４の投射位置で視認される。このため、パネル画素ｐ１１の単位期間ｆ４における書き込みによる最低透過率部分の重心は、当該単位期間ｆ４の投射位置に対して、直前の単位期間ｆ３の視認位置の方向に、すなわち右方向にずれる。

パネル画素ｐ１１が画面中央部であれば、単位期間の書き込みによる透過率部分は、当該単位期間のほぼ全部に相当する期間にわたって、対応する単位期間の投射位置で視認される。このため、パネル画素ｐ１１の単位期間ｆ２における書き込みによる最低透過率部分の重心は、図１１の下中央に示されるように、単位期間ｆ２の投射位置であり、パネル画素ｐ１１の単位期間ｆ４における書き込みによる最低透過率部分の重心は、単位期間ｆ４の投射位置である。
パネル画素ｐ１１が画面下部であれば、単位期間の書き込みによる透過率部分は、単位期間の投射位置で視認された後に、次の単位期間の投射位置で視認される。このため、パネル画素ｐ１１の単位期間ｆ２における書き込みによる最低透過率部分の重心は、図１１の下右端に示されるように、当該単位期間ｆ２の投射位置に対して、次の単位期間ｆ３の視認位置の方向である下方向にずれる。また、パネル画素ｐ１１の単位期間ｆ４における書き込みによる最低透過率部分の重心は、当該単位期間ｆ４の投射位置に対して、次の単位期間ｆ１の視認位置の方向である上方向にずれる。

重複領域Ｏvrは、投射画像Ｉmg_１でみれば画面下部であり、投射画像Ｉmg_２でみれば画面上部である。
投射画像Ｉmg_１およびＩmg_２の垂直走査方向がいずれも順方向であれば、図１２に示されるように、重複領域Ｏvrにおける投射画素の重心が、画面下部の投射画像Ｉmg_１と画面上の投射画像Ｉmg_２とでずれる。このため、投射画像Ｉmg_１およびＩmg_２が合成される重複領域Ｏvrでは、投射画素の重心のずれによって、ぼやけて視認され、表示品位の低下が発生する。

これに対して本実施形態では、垂直走査方向が、図１３に示されるように、投射画像Ｉmg_１を表す画像光を投射するプロジェクター３_１では順方向に設定され、投射画像Ｉmg_２を表す画像光を投射するプロジェクター３_２では逆方向に設定される。このため、投射画像Ｉmg_２の画面上部では、投射画像Ｉmg_１の画面下部と同様にずれる。すなわち、本実施形態では、重複領域Ｏvrにおいて、投射画像Ｉmg_１の画面下部における投射画素の重心のずれと、投射画像Ｉmg_２の画面上部における投射画素の重心のずれと、が揃えられる。
したがって、本実施形態では、投射画像Ｉmg_１およびＩmg_２の垂直走査方向が同一とする場合と比較して、重複領域Ｏvrにおける表示品位の低下を抑えることができる。

なお、実施形態では、垂直走査方向が、プロジェクター３_１では順方向に設定され、プロジェクター３_２では逆方向に設定されたが、プロジェクター３_１では逆方向に設定され、プロジェクター３_２では順方向に設定する構成としてもよい。すなわち、垂直走査方向が、プロジェクター３_１、３_２において逆向きに設定する構成であればよい。

実施形態では、光路シフト素子２３０によって光路シフトが変更されるタイミングが、単位期間の中点Ｔsであったが、これ以外のタイミングであってもよい。例えば、単位期間同士の間、詳細には、単位期間において最初の走査線１２が選択される前のタイミング、または、単位期間において最後の走査線１２が選択される後のタイミングであってもよい。

実施形態では、プロジェクター３の表示制御回路２０に垂直走査方向設定部２４を設けて、例えばプロジェクター３_１に特定の操作がなされた場合に、当該プロジェクター３_１の垂直走査方向設定部２４が、他のプロジェクター３_２の垂直走査方向設定部２４に対して垂直走査方向を逆方向とさせる構成としたが、このような構成に限られない。
例えば、投射画像Ｉmg_１を示す画像データをプロジェクター３_１に供給し、投射画像Ｉmg_２を示す画像データをプロジェクター３_２に供給するホスト２に、垂直走査方向設定部２４に相当する機能を持たせてもよい。この構成において、ホスト２は、垂直走査方向を、プロジェクター３_１には順方向に、プロジェクター３_２には逆方向にそれぞれ設定する。
この設定にしたがって、プロジェクター３_１の処理回路２２は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの垂直走査方向が順方向とさせる制御信号Ｃtrを出力する。一方、プロジェクター３_２の処理回路２２は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの垂直走査方向が逆方向とさせる制御信号Ｃtrを出力する。このような構成によれば、各プロジェクター３の表示制御回路２０に垂直走査方向設定部２４を持たせなくて済む。
なお、垂直走査方向設定部２４に相当する機能を持つホスト２が情報処理装置の一例である。

また、実施形態では、プロジェクションシステム１を構成するプロジェクター３の台数を「２」としたが、「３」以上であってもよい。

図１４は、変形例に係るプロジェクションシステム１を構成するプロジェクター３の台数を「Ｋ」とした場合に投射される画像光で表される投射画像Ｉmgを示す図である。なお、Ｋは３以上の整数である。
この例において投射面Ｗに投射される画像光が表す投射画像Ｉmgは、投射画像Ｉmg_1、Ｉmg_２、Ｉmg_３、…、Ｉmg_（Ｋ－１）、Ｉmg_Ｋの合成で表わされる。なお、特に図示しないが、画像Ｉmg_1、Ｉmg_２、Ｉmg_３、…、Ｉmg_（Ｋ－１）、Ｉmg_Ｋは、順に、プロジェクター３_１、３_２、３_３、…、３_（Ｋ－１）、３_Ｋによって投射される。
なお、投射画像Ｉmg_１およびＩmg_２の重複領域がＯvr_１であり、投射画像Ｉmg_２およびＩmg_３の重複領域がＯvr_２であり、以下同様に、投射画像Ｉmg_（Ｋ－１）およびＩmg_Ｋの重複領域がＯvr_（Ｋ－１）である。

このような変形例において、隣り合う画像を表す画像光を投射する２台のプロジェクター３では、垂直走査方向が互いに逆向きに設定される。

なお、垂直走査方向が互いに逆向きとする手法としては、例えば、Ｋ台のうち、ユーザーがいずれかの１台のプロジェクター３に特定の操作をしたときに、実施形態のようにして当該１台のプロジェクター３が投射画像Ｉmg_1からＩmg_Ｋまでのうち、どの画像を表す画像光を投射しているのかを把握した後、他の（Ｋ－１）台のプロジェクター３のいずれかを設定する。設定されたプロジェクター３は、同じようにして、投射画像Ｉmg_１からＩmg_Ｋまでのうち、どの投射画像を表す画像光を投射しているのかを把握した後、他の（Ｋ－２）台のプロジェクター３のいずれかを設定する。このような動作を繰り返して、Ｋ台のプロジェクター３が、投射画像Ｉmg_１からＩmg_Ｋまでのうちの、どの画像を表す画像光を投射しているのかを把握することができる。
投射画像Ｉmg_１からＩmg_Ｋまでのうち、上から数えて奇数番目の画像を表す画像光の投射を担当しているプロジェクター３では、垂直走査方向設定部２４が処理回路２２に垂直走査方向を順方向に設定する。また、上から数えて偶数番目の投射画像を表す画像光の投射を担当しているプロジェクター３では、垂直走査方向設定部２４が処理回路２２に垂直走査方向を逆方向に設定する。

また、垂直走査方向が互いに逆向きとする手法としては、投射画像Ｉmg_１からＩmg_Ｋまでの画像データを順にプロジェクター３_１から３_Ｋまでに供給するホスト２に、各プロジェクター３に垂直走査方向を設定する構成としてもよい。

＜付記＞
以上に例示した形態から、例えば以下の態様が把握される。

ひとつの態様（態様１）に係るプロジェクションシステムは、垂直走査により第１画面を更新する第１電気光学装置と、前記第１画面の出射光路をシフトする第１光路シフト素子と、前記出射光路がシフトされた第１画面を投射する第１投射光学部材と、を有する第１プロジェクターと、垂直走査により第２画面を更新する第２電気光学装置と、前記第２画面の出射光路をシフトする第２光路シフト素子と、前記出射光路がシフトされた第２画面を投射する第２投射光学部材と、を有する第２プロジェクターと、垂直走査方向設定部と、を含み、前記垂直走査方向設定部は、前記第１投射光学部材によって投射された前記第１画面と、前記第２投射光学部材によって投射された前記第２画面とにおいて、前記垂直走査の方向に平行な第１方向に沿って重なる第１重複領域がある場合、前記第１電気光学装置における垂直走査の方向と前記第２電気光学装置における垂直走査の方向とを逆向きに設定する。態様１によれば、第１重複領域における表示品位の低下を抑えることができる。

態様１の具体的な態様（態様２）では、前記垂直走査方向設定部が、前記第１プロジェクターに含まれる。態様２によれば、画像データを供給する情報処理装置に、変更を加える必要がない。

態様１の具体的な態様（態様３）では、前記第１電気光学装置に第１画像データを供給し、前記第２電気光学装置に第２画像データを供給する情報処理装置を備え、前記垂直走査方向設定部は、前記情報処理装置に含まれる。態様２によれば、プロジェクターに加える変更が少なくなる。

態様１の具体的な態様（態様４）では、垂直走査により第３画面を更新する第３電気光学装置と、前記第３画面の出射光路をシフトする第３光路シフト素子と、前記出射光路がシフトされた第３画面を投射する第３投射光学部材と、を有する第３プロジェクター、を含み、前記垂直走査方向設定部は、前記第２投射光学部材によって投射された前記第２画面と、前記第３投射光学部材によって投射された前記第３画面とにおいて、前記第１方向に沿って重なる第３重複領域がある場合、前記第２電気光学装置における垂直走査の方向と前記第３電気光学装置における垂直走査の方向とを逆向きに設定する。態様４によれば、第１重複領域と同様に、第２重複領域における表示品位の低下を抑えることができる。

１…プロジェクションシステム、２…ホスト、３…プロジェクター、２０…表示制御回路、２２…処理回路、２４…垂直走査方向設定部、１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ…液晶パネル、１１０…画素回路、１１８…画素電極、１２０…液晶素子、２００…、２２０Ｒ、２２０Ｒ、２２０Ｇ…処理回路、２３０…光路シフト素子。

Claims (4)

1. 垂直走査により更新される第１画面を表す第１画像光を射出する第１電気光学装置と、前記第１画像光の出射光路をシフトする第１光路シフト素子と、出射光路がシフトされた前記第１画像光を投射する第１投射光学部材と、
   を有する第１プロジェクターと、
   垂直走査により更新される第２画面を表す第２画像光を射出する第２電気光学装置と、前記第２画像光の出射光路をシフトする第２光路シフト素子と、出射光路がシフトされた前記第２画像光を投射する第２投射光学部材と、
   を有する第２プロジェクターと、
   垂直走査方向設定部と、
   を含み、
   前記垂直走査方向設定部は、
   前記第１投射光学部材によって投射された前記第１画像光と、前記第２投射光学部材によって投射された前記第２画像光とにおいて、前記垂直走査の方向に平行な第１方向に沿って重なる第１重複領域がある場合、
   前記第１電気光学装置における垂直走査の方向に対し前記第２電気光学装置における垂直走査の方向を逆向きに設定する
   ことを特徴とするプロジェクションシステム。
   
2. 前記垂直走査方向設定部は、
   前記第１プロジェクターに含まれる
   請求項１に記載のプロジェクションシステム。
   
3. 前記第１電気光学装置に第１画像データを供給し、前記第２電気光学装置に第２画像データを供給する情報処理装置を備え、
   前記垂直走査方向設定部は、前記情報処理装置に含まれる
   請求項１に記載のプロジェクションシステム。
   
4. 垂直走査により更新される第３画面を表す第３画像光を射出する第３電気光学装置と、前記第３画像光の出射光路をシフトする第３光路シフト素子と、前記出射光路がシフトされた前記第３画像光を投射する第３投射光学部材と、
   を有する第３プロジェクター、を含み、
   前記垂直走査方向設定部は、
   前記第２投射光学部材によって投射された前記第２画像光と、前記第３投射光学部材によって投射された前記第３画像光とにおいて、前記第１方向に沿って重なる第３重複領域がある場合、
   前記第２電気光学装置における垂直走査の方向に対し前記第３電気光学装置における垂直走査の方向を逆向きに設定する
   請求項１に記載のプロジェクションシステム。

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