(57)【要約】本発明は、投射用の画像を生成するための装置であって、該装置が、光源と、光源駆動ユニットと、種々の異なるカラーを具えるスクローリング画像部分を同時に生成するためのカラー走査手段を有する電気光学的な光変調手段と、前記スクローリング画像部分を用いることによって、前記画像を投射するための画像投射手段と、投射されるべき前記画像のデータを含む制御信号によって、前記画像投射手段を制御するための投射駆動ユニットと、を有する装置に関する。このような装置においては、ＵＨＰランプが光源として用いられることが多い。その場合、ランプ電流のパルスは、ランプアークが安定した位置にとどまるように電極を形成するために用いられる。このようなランプ電流パルスの使用から生じる干渉パターンの生成を低減するため又は完全に避けるために、本発明によれば、投射された画像の目に見える干渉をもたらす、上記光源と上記光変調手段との間の干渉が抑制されるように、上記制御信号を事前補正するための干渉キャンセル回路を設けることが示されている。
2005517365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射用の画像を生成するための装置であって、
光源と、
光源駆動ユニットと、
種々の異なるカラーを具えるスクローリング画像部分を同時に生成するためのカラー走査手段を有する電気光学的な光変調手段と、
前記スクローリング画像部分を用いることによって、前記画像を投射するための画像投射手段と、
投射されるべき前記画像のデータを含む制御信号によって、前記画像投射手段を制御するための投射駆動ユニットと、
を有する装置であって、
前記投射された画像の目に見える干渉をもたらす、前記光源と前記光変調手段との間の干渉が抑制されるように、前記制御信号を事前補正するための干渉キャンセル回路が設けられることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記光源駆動ユニットと、前記投射駆動ユニットと、前記画像投射手段とを同期させるために、第１の同期ユニットが設けられ、前記干渉キャンセル回路が、対応するカラー強度が増大する位置におけるカラー値を低下させるように適応化されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
干渉パターンが生成されるように、前記光源駆動ユニットと、前記電気光学的な光変調手段とを同期させるために、第２の同期ユニットが設けられ、前記干渉キャンセル回路が、前記投射される画像上に追加の動く波形を生成し、前記追加の波形が、前記干渉パターンを補償するように選択されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記干渉キャンセル回路を前記光源駆動ユニットと同期させるための第３の同期ユニットを有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記画像投射手段が、前記投射駆動ユニットによって駆動される単一のディスプレイを有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記単一のディスプレイが、シングルパネル反射型ＬＣＯＳディスプレイであることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記単一のディスプレイが、シングルパネル反射型ＤＭＤディスプレイであることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記単一のディスプレイが、シングルパネル透過型液晶ディスプレイであることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記光源が、超高圧投射ランプを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
投射用の画像を生成する方法であって、
光源と、
光源駆動ユニットと、
種々の異なるカラーを具えるスクローリング画像部分を同時に生成するためのカラー走査手段を有する電気光学的な光変調手段と、
前記スクローリング画像部分を用いることによって、前記画像を投射するための画像投射手段と、
投射されるべき前記画像のデータを含む制御信号によって、前記画像投射手段を制御するための投射駆動ユニットと、
を有する装置によって前記画像が生成される、方法であって、
前記投射された画像の目に見える干渉をもたらす、前記光源と前記光変調手段との間の干渉が抑制されるように、前記制御信号が、干渉キャンセル回路によって事前補正されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射用の画像を生成するための装置であって、この装置が、光源と、光源駆動ユニットと、種々の異なるカラーを具えるスクローリング画像部分を同時に生成するためのカラー走査手段を有する電気光学的な光変調手段と、上記スクローリング画像部分を用いることによって画像を投射するための画像投射手段と、投射されるべき画像のデータを含む制御信号によって上記画像投射手段を制御するための投射駆動ユニットと、を有する装置に関する。本発明は、更に、投射用の画像を生成することについて対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置及び方法は、米国特許第５，５３２，７６３号明細書に記載されている。３つの主要なカラーである赤色、緑色及び青色が表示パネルを横切って同時に走査され、それによって、これら３色がパネル上の異なる領域を同時に照明するカラー走査手段は、低コストな投射の解決策を可能にし、従って、民生用アプリケーションに役立つ。こうしたアプリケーションにおいては、小型化、低コスト及び長い耐用寿命が、非常に重要である。
【０００３】
光源としては、例えば、国際公開第００／３８４８１Ａ１号パンフレットに記載される超高圧（Ultra High Pressure、以下ＵＨＰと呼ぶ）投射ランプが使われることが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このようなＵＨＰランプを使う場合、ランプ電流のパルスは、ランプアークが安定した位置にとどまるように電極を形成するために用いられる。このランプパルスは、上記カラー走査手段と干渉し、投射された画像に目に見える干渉パターンを生じさせる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記に説明された課題に対する解決策、即ち、このような干渉パターンの生成を低減する又は完全に避ける解決策を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明によれば、投射された画像の目に見える干渉をもたらす、光源と光変調手段との間の干渉が抑制されるように、制御信号を事前補正するための干渉キャンセル回路が設けられることを特徴とする、請求項１に規定される装置によって達成される。
【０００７】
上記の目的の解決に対応する方法が、請求項１０に規定される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に規定される。
【０００８】
本発明は、画像投射手段、特に、該手段に含まれる表示パネルに書き込まれる情報を補正することによって、干渉パターンを抑制するという考えに基づく。それゆえ、画像投射手段を制御するための投射駆動ユニットに供給されるデータストリームが、本発明によって事前補正されるので、干渉パターンは、少なくとも気が付かない程度になるか、又は完全に避けられる。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、光源駆動ユニットと、投射駆動ユニットと、画像投射手段とを同期させるために、第１の同期ユニットが設けられる。更に、干渉キャンセル回路が、対応するカラー強度が増大する位置におけるカラー値を低下させるように適応化される。好ましくは、干渉パターンがディスプレイ上で（知覚できる程度に）静止しているように、この同期は適応化される。その場合、制御信号は、ランプパルスに起因する一層高い光源の出力強度のために、対応する赤色、緑色及び青色の光強度が増大されるディスプレイ上のそれぞれの位置において、カラー値、即ち、赤色値、緑色値及び青色値を低下させることによって、補正される。このようにして、個々の投射された画素の光強度は、ある期間にわたって平均化され、それによって干渉パターンが補償され、この干渉パターンの目に見えやすさが徹底的に低減される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、干渉パターンが生成されるように、光源駆動ユニットと、電気光学的な光変調手段とを同期させるために、第２の同期ユニットが設けられる。更に、干渉キャンセル回路が、投射された画像上に追加の動く波形を生成し、この追加の波形が、上記の干渉パターンを補償するように選択される。この追加の波形は、補償されるべき干渉パターンと干渉する。所望の補償を実現するために、追加の波形は適切に選択される。例えば、ある期間にわたって得られる光強度が平均化されるように、追加の波形が選択される。干渉パターンの速度は、人間の目が動くパターンをたどることができないように、有利に選択される。
【００１１】
本発明の更に他の態様によれば、干渉キャンセルユニットを光源駆動ユニットと同期させるために、第３の同期ユニットが設けられる。代替例として、照明ウィンドウにおける増大した強度を検出し、干渉キャンセルユニットの適正な設定を駆動する検出器が、更に設けられてもよい。この同期の利点は、干渉パターンをスクリーン上に静止しているようにすることができ、そのため、ディスプレイの各々の画素について事前補正された値を駆動することによって、干渉パターンを正確に補償することができることである。
【００１２】
好ましい実施形態によれば、画像投射手段は、投射駆動ユニットによって駆動される単一のディスプレイを有する。このような単一のディスプレイの好ましい実施形態は、従属請求項６乃至８に規定される。従って、この単一のディスプレイは、好ましくは、シリコン基板上に液晶がのせられる（ＬＣｏＳ：Liquid Crystal on Silicon）シングルパネル反射型ディスプレイ、シングルパネル反射型ＤＭＤディスプレイ又はシングルパネル透過型液晶ディスプレイによって実現される。このようなＬＣｏＳディスプレイは、特に、Society of Information Display, 2001 International Symposium, Digest of Technical Papers, Volume XXXII, San Jose Convention Center, San Jose, California, June 5-7, 2001, Pages 1072-1075:40.1:Invited paper: Scrolling Color LCOS for HDTV Rear Projection, Jeffrey A. Shimizuに説明されている。このようなディスプレイは、より一層効率的に且つ簡単に生産することができ、従って、投射装置の総コストを削減する。
【００１３】
好ましくは、上記の光源は、高輝度及び長い耐用寿命を有する小型のＵＨＰ投射ランプを含む。
【００１４】
本発明は、以下に添付の図面を参照して更に詳細に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示される本発明による装置は、光源としてのＵＨＰランプ１と、偏光変換システム（ＰＣＳ：Polarization Conversion System）２と、ビーム整形及びビーム平均化のためのインテグレータと、レンズ４とを有している。ＵＨＰランプは高輝度の白色光を生成し、この白色光が電気光学的な光変調手段２５に供給される。この光変調手段２５は、カラー分離フィルタ５及び６と、カラー融合フィルタ７及び８と、偏向ミラー９及び１０と、回転プリズム１１、１２及び１３とを有しており、これらの部品が、協働して、種々の異なるカラーをもつスクローリング画像部分、特に、スクローリングバーを同時に生成するためのカラースキャナを形成する。このカラースキャナから出力された光、即ち、画像部分は、その後、ＬＣｏＳディスプレイ１５上に該光を反射するための、例えばプリズムのような偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１４に入力される。ＰＢＳ１４を通った後、この反射型ＬＣｏＳディスプレイ１５から反射された光は、続いて、投射レンズ１６を介してスクリーン１７又は壁の上に投射される。
【００１６】
電気光学的な光変調手段２５であるカラースキャナは、 ３つのカラー、即ち、赤色、緑色及び青色が、表示パネル１５を横切って同時に走査され、これらの３色が、上記パネル１５上の異なる領域を同時に照明する技法を用いる。好ましくは、参照符号１８によって示されている、異なるカラーを有する矩形バーは、パネルを横切って垂直方向に同時に走査される。このことは、単一のカラー画像全体が逐次に投射されるのではなく、パネル上に赤色光の部分、青色光の部分及び緑色光の部分が同時に投射されることにより、どのカラーもパネルから決して遮断（block，ブロック）されず、このシステムが、理論的には、３つのパネルシステムの明るさに等しい明るさを達成し得るという利点を有する。ディスプレイを横切って高速にカラーバーをスウィープ（sweep）することによって、見る人のカラーブレイクアップ(color break up)についての知覚は、許容可能なレベルにまで大幅に低減される。
【００１７】
ＬＣｏＳディスプレイ１５は、アクティブ基板としてシリコンを使用し、該基板上にアルミニウム画素がパターン形成される。従って、このシリコンチップは、アクティブマトリクスとして及び反射層としての双方の役割を果たす。画像の形成をドライブする電子回路は、パターン形成されてチップになり、該チップが平面反射表面に結合される。ドライバ電子回路、即ち、それぞれの個々の画素エレメントにアクセスするために用いられるワイヤリングは、光の遮断を避けるために画素の後ろに隠される。従って、反射表面は表示領域の約９５%を占める。
【００１８】
ＵＨＰランプ１を駆動するために、ランプ駆動ユニット１９が設けられている。同様に、ＬＣｏＳディスプレイ１５を駆動するために、投射されるべき画像に関する情報をディスプレイ１５に供給するための投射駆動ユニット２０が、設けられている。ＵＨＰランプ１のアーク位置を安定化するために、追加のパルスがランプ電流において用いられる。このようなアーク位置の安定化のための電流のパルスを含むＵＨＰランプ１に対する一般のランプ電流が、図２に示される。図３は、投射ランプからの対応するランプフラックスを示す。
【００１９】
このランプパルスはカラースキャナと干渉し、それゆえ、干渉パターンが投射された画像において目に見えるようになることが分かっている。こうした干渉パターンを補正するために、干渉キャンセル回路２１が設けられている。この干渉キャンセル回路２１は、投射されるべき画像に関する情報を含むデータストリームＤを受け取り、このデータストリームＤを事前補正し、この事前補正されたデータストリームを投射駆動ユニット２０へ供給し、こうして事前補正が行われるので、干渉パターンは、気が付かない程度になるか又は完全に抑制さえされる。この抑制は、種々の異なる態様において達成され得る。好ましい態様が、本明細書の以下に説明されるであろう。
【００２０】
第１の方法によれば、ディスプレイ１５又は該ディスプレイの駆動ユニット２０と、カラースキャナ２５と、ランプ駆動ユニット１９とを同期させるために、第１の同期ユニット２２が設けられ、干渉パターンは、ディスプレイ１５上で（知覚できる程度に）静止している。次に、ディスプレイ１５への制御信号は、干渉キャンセル回路２１によって、以下のように補正される。即ち、この制御信号は、ランプパルスに起因する一層高いランプ出力強度のために、対応する赤色光の強度、緑色光の強度及び青色光の強度が増大されるディスプレイ１５上のそれぞれの位置において、赤色値、緑色値及び青色値を低下させることによって、補正される。このようにして、個々の投射された画素の光強度は、ある期間にわたって平均化されるので、干渉パターンが補償され、該干渉パターンの見えやすさが徹底的に低減される。若干の残りのラインが、依然として目に見える可能性はある。こうした残りのラインの見えやすさは、第２の方法を用いることによって更に低減され得る。
【００２１】
上記に説明された第１の方法に加えて又は別個に適用され得る、第２の更に改善された方法によれば、ランプパルス（即ち、ランプ駆動ユニット１９）と、投射駆動ユニット２０とを同期させるために、第２の同期ユニット２３が設けられ、干渉パターンは、画像平面を横切って動き始める。干渉キャンセル回路２１は、投射された画像内に追加の動く波形を導入するために用いられる。この追加の波形は、補償されるべき干渉パターンと干渉し、ある期間にわたって得られる光強度を平均化することによって、この波形が上記の干渉パターンを補償するように選択される。干渉パターンの速度は、人間の目が動くパターンをたどることができないように選択される。
【００２２】
ランプ駆動ユニット１９は、好ましくは、特に追加のランプ電流パルスとの同期のために、第３の同期ユニット２４によって、干渉キャンセルユニット２１と同期される。但し、照明ウィンドウにおいて増大された強度を検出し、干渉キャンセルユニットの適正な設定を駆動する検出器を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による投射用の画像を生成するための装置を示す図である。
【図２】パルス状のアーク安定性をもつＵＨＰランプに対する通常の波形を示す図である。
【図３】パルス安定化されたＵＨＰランプに対する一般のランプフラックス出力を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2005517365.tif 000006
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