安い低価格4Kプロジェクタの仕組みは？　－パネルの画素ずらしでも大丈夫？－

4Kプロジェクタも低価格機種が登場してきています。10万円台で4Kプロジェクタが手に入るなら買ってみようかな？って思いますよね。

前回の記事では「ネイティブ4K」とか「擬似4K」とか書いてて良く分からないと思う方に向けて各名称が何を表しているかを説明しました。

「やっぱり低価格は本物の4Kじゃないの？」と思われている方に向けて、どのように低価格を実現しているのか、本物の4Kなのか、高価格機種との違いなどを説明したいと思います。

4K表示方式

現在、4Kを投影できるプロジェクタの表示パネル方式には以下のものがあります。

各パネルには画素が並んでおり、フルHDだと1920×1080、4Kだと3840(または4096)×2160の画素が必要です。

ところが低価格4Kプロジェクタはパネルの画素数が上記に満たないのに4Kの映像投影を実現しています。

以下の表は各パネルタイプのパネル画素数と投影画素数です。

気づかれたと思いますが、LCOS以外はパネル画素数と投影画素数が一致していません。実現方法の欄に書いた特殊な技術を使用して4Kまたは4K相当の映像を投射します。DLPは3種類に分けられます。

低価格機種は、高額な画素数の多いパネル(LCOS)を使用せずに特殊な技術を使って4Kを実現しています。

「LCOS以外は擬似的に4Kなの？」と思われるかもしれませんが、擬似的なものと完全に4Kと呼べるものに分かれます。

結論から言うとDLP2,3は完全な4Kです。

そもそもプロジェクタやテレビの映像は、パラパラ漫画のように静止画を連続させ、擬似的に動画を作り出しています。人間の目の反応速度が追いつかない速度であれば、実物の動きか静止画の切り替わりなのかを区別することはできません。

映画コンテンツであれば24fps、テレビ放送だと60fpsです。

画素ずらし技術は、1枚のパネルで作った映像を異なる位置に投影して実現します。

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斜め0.5画素ずらしであれば、例えば60fpsの映像を2枚に分離させ、120fpsで0.5画素ずらしながら投影します。映像を視聴する人間の目には60fpsなのか120fpsかを検知することができないので、画素数(解像度)が増加した1枚の映像として認識します。

このとき、どれくらい解像度が上がるのかですが、斜めにずらしているので斜めに2倍の解像度となりますが、縦横それぞれでは2倍にはなりません。

縦横で換算すると縦横それぞれがルート2倍の解像度となります。

また、斜めにずらすので、投影する画像を高度な演算で作成する必要があります。

縦横1画素ずらしは、表示パネルの縦横に2倍の画素数があると仮定し、時分割で4枚の画像を縦横それぞれ1画素ずつずらして投影します。

60fpsであれば4倍の速度の240fpsで投影し、人間の目には4倍の画素数の映像として認識されます。

4つの画素を時分割で1画素ずつ点灯させているのと同じことなので、解像度は縦2倍、横2倍になります。フルHD1920×1080のパネルを用いれば、3840×2160の映像が実際に投影されます。

また、元々ある4つの画素を時分割で抜き出すだけなので、演算処理は非常に簡単です。

具体的に画素ずらしを行ったときのパネル画素数と認識画素数を比較してみます。以下の表で4Kに達している部分を赤字にしました。