(57)【要約】【課題】      画質乱れを最小化できるカラーフィルタとの同期方法を実現することをその目的とする。【解決】      カラーフィルタ(3)を複数に分割したカラーセグメント(3a)〜(3f)に、直流電流(A)で点灯された高圧放電灯(1)から照射された光(φ1)を順次通し、続いて光学素子(4)に反射させて画像をスクリーン(7)に投射する投射型システムの作動方法であって、カラーフィルタ(3)は順次赤、緑、青で構成する複数のフィルタを有し、緑セグメント(3b)(3e)の後半における電流強度は緑セグメント(3b)(3e)の前半における電流強度より低減する電流減パルスとし、前記電流減パルスの発生のタイミングは緑セグメント(3b)(3e)の所定の位置において発生する同期信号(S)に同期させ且つ前記同期信号(S)に光学素子(4)を同期させるようにしたことを特徴とする。【選択図】    図２
2006293032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタを複数に分割したカラーセグメントに、直流電流で点灯された高圧放電灯から照射された光を順次通し、続いて光学素子に反射させて画像をスクリーンに投射する投射型システムの作動方法であって、
カラーフィルタは順次赤、緑、青で構成する複数のフィルターを有し、
緑セグメントの後半における電流強度は緑セグメントの前半における電流強度より低減する電流減パルスとし、
前記電流減パルスの発生のタイミングは緑セグメントの所定の位置において発生する同期信号に同期させ且つ前記同期信号に光学素子を同期させるようにしたことを特徴とする投射型システムの作動方法。
【請求項２】
緑セグメントに継続する青セグメントと赤セグメントにおける電流強度は緑セグメントの前半の電流強度より増加させる電流増パルスとなるよう直流電流を制御したことを特徴とする請求項１に記載の投射型システムの作動方法。
【請求項３】
電流増パルスの終了のタイミングは赤セグメント終了付近の所定の位置に同期させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型システムの作動方法。
【請求項４】
直流電流で点灯される高圧放電灯と、
高圧放電灯から照射された光を順次通過させる少なくとも赤、緑、青で構成されたカラーセグメントを有するカラーフィルタと、
カラーセグメントを通過した光を反射させて画像をスクリーンに投射する光学素子と、
緑セグメントの後半における高圧放電灯に供給される電流の電流強度が緑セグメントの前半における電流強度より低減する電流減パルスとし、前記電流減パルスの発生のタイミングを緑セグメントの所定の位置において発生する同期信号に同期させ且つ前記同期信号に光学素子を同期させるようにする直流点灯手段とで構成したことを特徴とする投射型システム。
【請求項５】
直流点灯手段は緑セグメントに継続する青セグメントと赤セグメントにおける電流強度は緑セグメントの前半の電流強度より増加させる電流増パルスとなるよう直流電流を制御する機能を更に有することを特徴とする請求項４に記載の投射型システム。
【請求項６】
直流点灯手段は電流増パルスの終了のタイミングを赤セグメント終了付近の所定の位置に同期させるようにしたことを特徴とする請求項４又は５に記載の投射型システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＤＭＤ(Digital Micromirror Device)と称する反射型の光学素子とカラーフィルタのような光学素子を搭載した投射型システムとその作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の投射型システム、特にホームシアターあるいはＲＰＴＶ（リヤープロジェクションテレビ）にはカラーホイールと称されるカラーフィルタとして、同一円周上に例えばＲＧＢＲＧＢと配置された６セグメント方式のものが一般的である。デバイスの階調付けについては、ＤＭＤの各ミラーの位置がONかOFFで表現しており、ONの状態がどの程度時間的に続くかによって灰色の中間色を作っている。例えば通常８ビットの分解能では２５６階調を作っている。しかしながら更なる高画質の要求に対しては暗部での特に緑成分を表現するときに階調力不足により微細な震動ノイズ(Dither Noise)が発生する。
【０００３】
図３は従来の直流ランプ電流(Ａ)の波形とカラーフィルタ(3)からの同期信号の波形(S)を示す。ここではＲ（赤色）にパルス電流を重畳した例を示す。この方法については参考文献として特開２００４−２１２８９０で記載されている。すなわち直流ランプ電流にパルス電流を重畳することによりアークの安定化を図ると同時に所定のセグメントに同期させてパルス電流を直流ランプ電流に重畳させこれによりアークジャンプに起因するフリッカの抑圧と階調乱れの最小化を両立させようとするものである。
【特許文献１】特開２００４−２１２８９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、更なる高画質の要求に対しては前述の方法では十分に応じることができず、最近では暗部での特に緑成分を表現するときに階調力不足により発生する微細な震動ノイズを改善するために緑セグメントの後半における電流強度は前半より概ね５０％もしくは概ね２５％に低減する電流減パルスを供給し、等価的にビット数を増やす方法を適用している。概ね５０％の場合１ビット増加、概ね２５％の場合２ビット増加できるとされている。
【０００５】
この方法は一般的に認識されているが、緑セグメントの途中で電流減パルスが発生しているため、その過渡特性により発生する画質乱れがその副作用として発生し、このことが更なる高画質の要求に対して大きな課題となっている。本発明は、画質乱れを最小化できるカラーフィルタとの同期方法を実現することを第一の目的とし、その際のアーク安定化も維持できる投射型システムとその作動方法を提供することを付随的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
「請求項１」は、本発明の投射型システムの作動方法で、「カラーフィルタ(3)を複数に分割したカラーセグメント(3a)〜(3f)に、直流電流(A)で点灯された高圧放電灯(1)から照射された光(φ1)を順次通し、続いて光学素子(4)に反射させて画像をスクリーン(7)に投射する投射型システムの作動方法であって、カラーフィルタ(3)は順次赤、緑、青で構成する複数のフィルタを有し、緑セグメント(3b)(3e)の後半における電流強度は緑セグメント(3b)(3e)の前半における電流強度より低減する電流減パルスとし、前記電流減パルスの発生のタイミングは緑セグメント(3b)(3e)の所定の位置において発生する同期信号(S)に同期させ且つ前記同期信号(S)に光学素子(4)を同期させるようにした」ことを特徴とする。
【０００７】
「請求項２」は請求項１に記載の投射型システムの作動方法において、「緑セグメント(3b)(3e)に継続する青セグメント(3c)(3f)と赤セグメント(3a)(3d)における電流強度は緑セグメント(3b)(3e)の前半の電流強度より増加させる電流増パルスとなるよう直流電流(A)を制御した」ことを特徴とする。
【０００８】
「請求項３」は請求項１又は２に記載の投射型システムの作動方法において「電流増パルスの終了のタイミングは赤セグメント(3a)(3d)終了付近の所定の位置に同期させるようにした」ことを特徴とする。
【０００９】
「請求項４」は前記「請求項１」の方法を実施するための投射型システムで、
「直流電流(A)で点灯される高圧放電灯(1)と、
高圧放電灯(1)から照射された光(φ1)を順次通過させる少なくとも赤、緑、青で構成されたカラーセグメント(3a)〜(3f)を有するカラーフィルタと、
カラーセグメント(3a)〜(3f)を通過した光(φ2)を反射させて画像をスクリーン(7)に投射する光学素子(4)と、
緑セグメント(3b)(3e)の後半における高圧放電灯(1)に供給される電流(A)の電流強度が緑セグメント(3b)(3e)の前半における電流強度より低減する電流減パルスとし、前記電流減パルスの発生のタイミングを緑セグメント(3b)(3e)の所定の位置において発生する同期信号(S)に同期させ且つ前記同期信号(S)に光学素子(4)を同期させるようにする直流点灯手段(5)とで構成した」ことを特徴とする。
【００１０】
「請求項５」は請求項４に記載の投射型システムにおいて、「直流点灯手段(5)は緑セグメント(3b)(3e)に継続する青セグメント(3c)(3f)と赤セグメント(3a)(3d)における電流強度は緑セグメント(3b)(3e)の前半の電流強度より増加させる電流増パルスとなるよう直流電流(A)を制御する機能を更に有する」ことを特徴とする。
【００１１】
「請求項６」は請求項４又は５に記載の投射型システムにおいて、「直流点灯手段(5)は電流増パルスの終了のタイミングを赤セグメント(3a)(3d)終了付近の所定の位置に同期させるようにした」ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の投射型システムの作動方法では、電流減パルスの発生のタイミングは緑セグメントの所定の位置において発生する同期信号に同期させ且つ前記同期信号に光学素子を同期させるようにしたのであるから、電流減パルスの発生のタイミングと光学素子との同期がとられ、正確なタイミングで電流減パルスの開始に合わせて光学素子の駆動装置のＤＭＤビットをデジタル処理することができ、画質乱れの原因となりやすい電流減パルスの立ち下がり途中の過渡状態において、最適な画像処理が可能となる。換言すれば、画質乱れを最小化して暗部での特に緑成分を表現するときに階調力不足により発生する微細な震動ノイズを改善することが可能である。
【００１３】
また、電流減パルスの終了と一致して電流増パルスを正確に後続する青セグメントと赤セグメントに入れることが可能であり、その結果、前記緑セグメントの場合も含め、全階調領域においてすぐれた階調表現を実現させる。また、緑セグメントに継続する青セグメントと赤セグメントにおける電流強度を緑セグメントの前半の電流強度より増加させる電流増パルスとなるよう直流電流を制御するが、これは等価的にパルス重畳電流波形になっていることから、アークジャンプに起因するフリッカ(画面のちらつき)に対してランプ内のアーク安定化を図る事ができる。
【００１４】
更に、電流増パルスの終了のタイミングは赤セグメント終了付近の所定の位置に同期させるようにした、換言すれば、電流増パルスの立ち下がりを、例えば赤と緑セグメントの境界の休止期間に配置することで、画質乱れを最小化できる。これにより、正確なタイミングで青セグメント及び赤セグメントの電流増パルスの平坦部に合わせて光学素子駆動装置のＤＭＤビットをデジタル処理する事ができる。なお、請求項４〜６のシステムにより前記方法を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。図１は本発明の投射型システムの一実施例である。ここでは、例えば５０Ｈｚのビデオ映像による投射型システムを例にとる。勿論、本発明はこれに限られるものではない。本システムでは光源(E)としてリフレクタ(2)に装着され、直流点灯手段(5)から供給される直流ランプ電流(Ａ)によって点灯される高圧放電灯(1)が用いられ、高圧放電灯(1)から照射された光は直接或いはリフレクタ(2)に反射されて前方のカラーフィルタ(3)に照射される。
【００１６】
カラーフィルタ(3)の一例を示せば、可視光の波長を選択的に通過させる性質をもつダイクロイックフィルタで形成されたR(赤)、G(緑)、B(青)、R(赤)、G(緑)、B(青)の６色のカラーセグメント(3a)〜(3f)に分割構成された回転円盤で、その軸を中心に回転できるように構成され、カラーフィルタ駆動装置(8)にて一定速度で回転するように制御されている。例えばビデオ周波数が１フレーム５０Ｈｚの場合(１画面が毎秒５０回で変化していること)、これに対して例えばカラーフィルタ(3)が３倍の速度で回転するとすれば１５０Ｈｚで回転することになる。光源(E)からの光束(φ1)が定速で回転しているカラーフィルタ(3)の各セグメント(3a)(3b)(3c)…を時分割で順次照射すると、カラーフィルタ(3)の各セグメント(3a)(3b)(3c)…を通過した光(φ2)はそれぞれに対応した色の光、即ち順次赤、緑及び青となる。
【００１７】
また、前記カラーフィルタ(3)の各セグメント(3a)(3b)(3c)…を通過した光(φ2)は例えばＤＭＤのような光学素子(4)の表面で反射して投影レンズ系(6)にてスクリーン(7)に映像を作成するのであるが、この時、光学素子(4)の表面で反射された光(φ3)はビデオ入力部(13)からのビデオ情報を受信する光学素子駆動装置(14)により光学素子(4)に供給されるビデオ情報に応じて変調される。
【００１８】
図２は本発明の直流ランプ電流(Ａ)の波形とカラーフィルタ(3)およびカラーフィルタ(3)とのタイミングを決める同期信号(S)の波形を示す。カラーフィルタ(3)からの同期信号(S)が直流点灯手段(5)に入力され、この同期信号(S)に同期してランプ電流の電流減パルス開始および電流増パルス終了を制御する。以下、この点について詳細に説明する。
【００１９】
図２に示す実施例では同期信号の立ち上がりにタイミングを一致させて電流強度を例えば概ね５０％(５０％プラス・マイナス５％で、この場合、１ビットの増加が可能)或いは概ね２５％(２５％プラス・マイナス５％で、この場合、２ビットの増加が可能)に低減する電流減パルスに低減する電流減パルスを開始する。一方、同期信号(S)は光学素子駆動装置(14)に入力され、緑セグメントの所定のタイミングに同期信号の立ち上がりのタイミングを一致させる。これにより、正確なタイミングで電流減パルスの開始に合わせて光学素子駆動装置(14)のＤＭＤビットをデジタル処理する事ができる。
【００２０】
特に電流減パルスの立ち下がり途中の過度領域は画質乱れの原因になりやすいが、このような同期を取ることで最適な画像処理が可能になる（ここでいう、画像処理とは例えばＤＭＤビットのレベル補正などがあり、電流減パルスの立ち下がりにタイミングを一致させることで、レベル補正を正確に行うことができる。）。そして、概ね５０％減又は概ね２５％の電流減パルスの平坦な領域を作ることにより、従来通常８ビットの分解能で階調を作っているのに対して、電流減パルスのタイミングで緑セグメントを通過した光束がＤＭＤの各微少ミラーに反射されたとき、さらに小さいビットを作成できるので映像の暗い部分について再現性を向上できる。
【００２１】
電流減パルスの立ち上がりは緑と青セグメントの境界の休止期間に配置することで、画質乱れを最小化できる。これはカラーフィルタの各色セグメントの境界で色の混合する部分があり、この間は休止時間を設けるのが典型的である。後続する青セグメントと赤セグメントには電流減パルスの終了する立ち上がりのタイミングをそのまま利用し、電流強度が緑セグメントの前半における電流強度１００％より増加させる電流増パルスを開始する。
【００２２】
そして同期信号の立ち下がりにタイミングを一致させて電流増パルスを終了し、電流強度を１００％にもどす。一方同期信号（Ｓ）は光学素子駆動装置(14)に入力され赤セグメント終了付近の所定のタイミングに同期信号の立ち下がりのタイミングを一致させる。電流増パルスの立ち下がりは赤と緑セグメントの境界の休止期間に配置することで、画質乱れを最小化できる。これにより、正確なタイミングで青セグメント及び赤セグメントの電流増パルスの平坦部に合わせて光学素子駆動装置のＤＭＤビットをデジタル処理する事ができる。
【００２３】
また、このタイミングで後続の緑セグメントに正確に電流強度を１００％にもどすことができる。電流増パルスは青セグメントと赤セグメントにおける電流強度を強調することにより、画像処理における白バランスの点で有利とされている。これは高圧放電灯の放射スペクトラムが一般的に赤成分と青成分が出にくいことによる。
【００２４】
図２の青セグメントと赤セグメントにおける電流増パルスのランプ電流波形はＤｕｔｙ(デューティ)の大きい直流パルス電流が重畳されたのと等価な波形になっており、これによって、前述のアーク安定化にも役立っている。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明はプロジェクタやリヤープロジェクションテレビの画質をより高性能なものとすることができ、プロジェクタやリヤープロジェクションテレビの品質を大幅に高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のブロック図
【図２】本発明のランプ電流波形と同期信号の関係を示す図
【図３】従来例のランプ電流波形と同期信号の関係を示す図
【符号の説明】
【００２７】
(A)…直流ランプ電流
(E)…光源
(S)…同期信号
(φ)…光
(1)…高圧放電灯
(2)…リフレクタ
(3)…カラーフィルタ
(3a)〜(3f)…カラーセグメント
(4)…光学素子
(5)…直流点灯手段
(6)…投影レンズ系
(7)…スクリーン
(8)…カラーフィルタ駆動装置
(13)…ビデオ入力部
(14)…光学素子駆動装置
【図１】
2006293032.tif 000003
【図２】
2006293032.tif 000004
【図３】
2006293032.tif 000005