(57)【要約】スクローリング・カラー・プロジェクション・システムに関する一様な位相関係を復元する方法で、該方法では、LCDパネルのアドレッシング・シーケンスが、如何なる１つの一次色の残りの２つの一次色に対するスウィープ・レートをも、直ちに該1つの色のチャネルのスウィープ速度を増加させると同時に同様に該残りの2つの色のチャネルのスウィープ速度を低減するよう、変更するよう修正される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクローリング・カラー・プロジェクション・システムで、該システムにおいて３つの一次色の光ビームの周期的シーケンスが繰り返しLCDパネル全体で、固定レートで、スウィープされると同時に、周期的な順次電気的アドレッシングが該LCDパネルの画素の各行に、該行の上にスウィープされる該３つの一次色のうちの特定の一次色の光ビームによって、適用されるもの、における、改良であって：
該LCDパネル全体でスウィープされる一次色光の該シーケンスと該LCDパネルの該画素の如何なる特定行にも適用される該電気的アドレッシングとの間の一様な位相関係を、選定一次色光ビームの該LDCパネルの画素の該行上の該スウィープの該シーケンスを該１つの選定一次色の残りの２つの一次色に対するスウィープ・レートにおける所望の変更に応じて修正することによって、復元することを特徴とする改良。
【請求項２】
請求項１記載の改良であって、前記LCDパネルの前記画素の前記特定行は最初に2度順次に該一次色の１つに応じてアドレッシングされ、更に、該一次色の第２色に応じてアドレッシングされ、その後再び2度順次に該一次色の該１つに応じてアドレッシングされ、更に該一次色の第３色に応じてアドレッシングされることを特徴とする改良。
【請求項３】
請求項１記載の改良であって、前記LCD画素の前記特定行の前記電気的アドレッシングが該LCD画素特定行の、該LCDパネル上の該一次色光ビームの該スウィープに対する、位置に応じて行われることを特徴とする改良。
【請求項４】
請求項２記載の改良であって、該LCD画素の該特定行の該電気的アドレッシングが該LCD画素特定行の、該LCDパネル上の該一次色光ビームの該スウィープに対する、位置に応じて行われることを特徴とする改良。
【請求項５】
請求項１記載の改良であって、該LCDパネルの画素の該行上の、選定一次色光ビームの該スウィープの該シーケンスの、該１つの選定一次色の残りの２つの一次色に対するスウィープ・レートにおける所望の変更に応じた、該修正が断続的に行われるとともに、該３つの一次色が繰り返し該LCDパネル全体を固定レートでスウィープされることを特徴とする改良。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、スクローリング・カラー・プロジェクタにおける光学的走査と電気的走査との間の位相関係を改良する方法に関し、特に、該光学的走査と電気的走査との間の一様な位相関係を復元する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクローリング・カラー・プロジェクション・システムにおいては、アーク・ランプが強烈な白光の光源として頻繁に利用され、該白光は2色フィルタを用いて集光され、一次色の赤、緑及び青（RGB）に分離される。この色分離光は、隣接して配列された３つの光源に、各光源が垂直方向では細く見え、水平方向では幅が広く見えるように、形成させる。走査光学系は、これらの３つの光の帯で、該一次色の各々のもの、を透過光弁パネルの後部上に配置させるように使用される。このパネルはツイステッド・ネマティック（TN）液晶ディスプレイ（LCD）パネルで、薄膜トランジスタ（TFT）アドレッシング又は別の適切な種類の光弁を有するもの、であり得る。該走査光学系は一次光照射の該帯を順次LCDパネル全体に移動させる。帯が該LCDパネルのアクティブ・エリアの「上面」を通過すると、その色の光の帯が再び、該パネルの「下面」に出現する。したがって、該パネル全体で該３つの一次色（RGB）の連続スイープがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
各色が該LCDパネル上の画素の特定行上を通過する前に、その行はその色に関する適切な情報によってアドレッシングされているものである。これは該パネルの各行が表示するビデオ・フィールド毎に3度アドレッシングされるものである。これはパネル・アレイに対して追加アドレッシング行を用いて、水平行を並列に書き込むか、３つの隔てられた行を順次で、しかしながらフィールド・レートの3倍で書き込むか、の何れかによって達成し得る。該隔てられた行に書き込まれる情報は表示する画像のその部分の色コンテンツに適切なものでなければならない。
【０００４】
該LCDパネルからの光は色補正投影レンズによって投影されるか、代替として、直接ビュー・モードで用いられる。赤、緑及び青の自然光の大部分を同時に用いることによって当該イメージを機械的に収束させる必要性がなくなり、更にシステム・コストを削減する。しかしながら、スクローリング・カラー・プロジェクタに用いられるプリズム・スキャナによって生成される色ストライプの速度は一定でなく、該LCDパネルの該色ストライプの位置によって変わってくる。したがって、該LCDの該電気的走査で、一定の速度で行われるもの、はいたるところで該照射と位相が合っていることは考えられないものである。この該光学的走査と電気的走査との間の位相関係の非一様性によって色クロストークで、該パネル全体で変動するもの、を引き起こす。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は削減された色クロストークを有するスクローリング・カラー・プロジェクション・システムを備えることにある。
【０００６】
この目的は本特許請求の範囲記載の本発明によるスクローリング・カラー・プロジェクション・システムによって達成される。
【０００７】
本発明の当該方法の好適実施例では、該LCDパネルのアドレッシング・シーケンスが如何なる1つの色のそれ以外の色に対するレートをも変更するよう修正される。シーケンスにおけるそのような変更はただちに１チャネルの速度を増加させると同時に、同様に別の２つのチャネルの速度を低減させることが可能である。必要な速度変動に応じて、該アドレッシング・シーケンスの位相調節は時々行えばよいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
別の効果的実施例は本特許請求の範囲の従属請求項に記載する。本発明のこれら及び別の特徴は以下記載の実施例を参照することによって明らかであり、かつ、明らかになる、ものである。
【実施例】
【０００９】
添付図面では、同じ参照番号は相当する部分を、本明細書を通して、示す。
【００１０】
次に該図面を参照して、以下に、“Single  Panel  Color  Projection  Video  Display“と題する、本発明者のうちの1人であるP.J.Janssenなどによる、米国特許第5,532,763号の先行発明、をある程度参照することによって本発明を実施する好適実施例を説明する。図１に示すように、単一の透過LCDパネル５２を有する光弁２０を利用するスクローリング・カラー・プロジェクション・システム１００を表す。該スクローリング・カラー・プロジェクション・システム１００はライト・ボックス１０、光を赤、緑及び青（RGB）の帯に分離する2色ミラー系１２、該（RGBの）帯を走査する回転プリズム１４、リレー・レンズ16及び１８、該光弁２０で、該光弁上に該ビデオ信号が印加されるもの、及び投影レンズ２２を有する。該ライト・ボックス１０は楕円形の反射器を有するキセノン・アーク・ランプのような、如何なる適切な高強度の種類もの投影ランプ２４を有する。該投影ランプの出力は「コールド」ミラー２６で、可視スペクトルにおける光を反射する一方、そこを通じて赤外線光を透過するもの、に向けられる。
【００１１】
該ランプ２４からの光のビームは該ライト・ボックス１０における開口部２８から出現し、該2色ミラー系１２に向けられる。該2色ミラー系１２は光ビーム３０を別個の（RGBの）ビームに分離する。該２色ミラー系１２は中央に配置された交差2色ミラー32及び３４を有し、該ミラーはビーム３０の緑色光成分のみを透過し、赤色光ビームを上方向に、青色光ビームを下方向に、各々、ミラー３６、３８に向けて、反射する。上側のミラー３６は更に、2色であり得、その上に当たっている光の赤色光ビーム成分を反射するよう構成及び配置され、下側のミラー３８はその上に当たっている光の青色光ビーム成分のみを反射する。したがって、該２色ミラー系１２は光ビーム３０をその（RGBの）成分で、垂直アレイの形式に配置されたもの、に分離する役目を担う。垂直開口板４０は、３つの垂直方向に配置された長方形開口部４２、４４及び４６で、更に、該開口部を出る該３つの（RGBの）光ビームで、上側が赤色ビームで、真ん中が緑色ビームで、下側が青色ビームであるもの、を長方形化する役割を担うもの、を有する。該（RGBの）ビームが開口板４０を離れた後、該ビームは回転プリズム・アセンブリ１４の光学的走査機構上に当たる。該プリズム・アセンブリ１４は、４つの等しい平坦な辺を有し、光弁20に結合された電子的ビデオ信号と同期して駆動される、図なしの、モータ、によって垂直方向の中心軸の周囲を回転するプリズム部材５０を有する。該回転プリズムの光学的走査機構の動作は色の（ＲＧＢの）帯を下方向に(又は上方向に)屈折によって順次に走査させるものである。該順次走査（ＲＧＢ）帯は光弁20に向けて該リレー・レンズ１６、１８によって導かれる。該リレー・レンズ１６及び１８は該光を開口部４２、４４及び４６から光弁20上にイメージングする（４：１のアスペクト比の）アモフィック・イメージング・システムを有する。そういうものとして、光弁２０の長方形のアクティブ面５２は該ＲＧＢの長方形の色帯の順次走査を受ける。ＬＣＤパネル５２はこの上に当たっている光を、その種々の部分に当たっている色に関する所望のビデオ入力情報によって変調する。その後、該ビデオ変調された順次の光の帯はプロジェクション・スクリーンのような、適切なビュー面上に、投影レンズ・アセンブリ２２によって、投影される。
【００１２】
該スクローリング・カラー・プロジェクション・システム１００用エレクトロニクスにおいては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）信号は当業者が周知のように適切なビデオ入力源から導かれる。しかしながら、該光弁２０を、該順次色帯で、該回転プリズム・アセンブリ１４によってその全体を走査されるもの、によって駆動させるためには、特定のビデオ信号処理が必要である。該並列（ＲＧＢ）信号は、直列ストリームに及んで直列化される必要がある、例えば、緑色信号はビデオ・フィールドの1/3だけ赤色信号の後ろに遅延させ、青色信号はビデオ・フィールドの１/3だけ緑色信号の後ろに遅延させる。その後、該直列ストリームは光弁２０の列ドライバ及び幾何的配置に適合するよう処理される。
【００１３】
現在、ＬＣＤパネル５２は固定のシーケンス、すなわち、RGB…R,G,B,でアドレッシングされている。該回転プリズム走査機構１４によって生成される色ストライプの速度は一定でない一方、該LCDパネル５２上の色ストライプの位置によってかわってくるので、該LCDパネル５２の電気的走査で、一定の速度で行われるもの、はどこでも当該照射と位相が合っていることは考えられないものである。該光学的走査と電気的走査との間の位相関係が一様でないことによって色クロストークで、該LCDパネル５２全体で変動するもの、を引き起こす。
【００１４】
該光学的走査又は該回転プリズム走査系１４と該別個のR,G,B信号の該電気的走査との間の一様な位相関係を復元することによって、そのような一様な位相関係がないことによって引き起こされる色クロストークを除去し得る。したがって、該（RGBの）アドレッシング・シーケンスを変えることによって、如何なる一色の別のものに対するレートも変え得る。例えば、RRG…RRBにおけるシーケンスはただちに赤色チャネルの速度を2倍にする一方、緑色及び青色のものを半分にする。一般に、そのような速度変動は、1色を2倍にして残りの２つを半分にすることを要するほど大きなものでなく、時々位相調節を行えばよいだけである。そのような速度変動及び位相調節は、並列（RGB）信号で、光弁２０の列ドライバ及び幾何的配置に適合するよう処理されるもの、の該直列化を調節することによって左右される。
【００１５】
当業者がわかるように、該行及び列ドライバは順次アドレッシングされ、１つの行におけるTFTは全て、行ドライバR1、R2、R3のうちの１つによって共通ゲート線を通じて同時にオン状態となる。行における個々の画素は図３に示すような既知の方法で配置し得る一連の列ドライバによって駆動される。LCDアレイは、ドライバR1及びR3が奇数列における画素に接続される一方、ドライバR2及びR4は偶数列における画素に接続される、ように配置される。該列ドライバで、基本的にメモリ素子であるもの、は着信ビデオ信号をサンプリングし、該サンプル値を当該メモリ・セルに格納する。該３つの色帯（RGB）は該パネル上を垂直方向に走査され、1ビデオ・フレーム中に各行は最初にR、次にG、最後にBの光帯を通過することによって照射される。特定行のプログラム化は、例えば、緑色値は緑色光帯がこの行に達するまでではあるが、赤色光帯が通過した後にロードされるような、方法で行われる。
【００１６】
等間隔の色帯で、厳密に線形に、オーバスキャンなしで、フレーム毎４５０行（ビデオライン）で、走査するもの、の場合、該LCDパネル５２のプログラミングは順次に、すなわち、R（１）、G(151)、B（３０１）、R（２）、G（１５２）の順に、行われるものである。
【００１７】
該光学的走査と電気的走査との一様な位相関係を復元するよう、該LCDパネル５２のアドレッシングが如何なる１つの色の別の色に対するレートをも変更するよう修正される。例えば、1色、例えば、赤色(R)の速度を2倍にするよう所望される場合、該アドレッシング・シーケンスが３つのパネルのアドレッシング・シーケンス(R,R,G)(R,R,B)の間に赤色のチャネルを2回アドレッシングして赤色のチャネルの速度の2倍にする一方、緑色（G）と青色（B）との各々のアドレッシングを半分に削減するよう変更される。該アドレッシング・シーケンスのそのような修正は色毎のシステム・クロックを該パネル上の当該位置によって変動させ、該ビデオ信号に変動「ブランキング」時間を挿入するかライン・シーケンスを変更することによってLCDパネル行のランダム・アクセス・プログラミングによる非線形特性を補償することによって達成し得る。
【００１８】
該（RGB）信号各々はアナログ・ディジタル（A/D）変換器６２、６４及び６６に入力され、該信号はディジタル形式に処理される。その後、R信号は第１遅延ライン６８に入力され、該遅延ラインは該赤色信号を時間ｔ1遅延させる。G信号は遅延ライン７０に入力され、該遅延ラインは該信号を時間ｔ２遅延させ、青色信号Bは遅延ライン７２に入力されて該信号を時間ｔ3遅延させる。該時間ｔ1、ｔ２、及びｔ３は該LDCパネル５２上の当該色帯の位置及び走査速度によって選定される。該信号は更に、スイッチ74を通過し、該スイッチは遅延回路６８、７０、７２の出力各々を、該スイッチ74の出力が、直列ストリームで、例えば、如何なる1つの色の別の色に対するレートをも変更するよう所望のシーケンスにおける該ビデオ・ラインの画素を有するもの、であるように、選定する。その後、該信号は該直列化遅延ストリームを該光弁２０に入力するスイッチング機構に入力される。
【００１９】
色アーチファクト又はクロストークを除去するよう該LCD画素の該光学的スウィープ又は走査、と該電気的走査との間の一様な位相関係を復元する上記方法において、該LCDパネル５２は如何なる1つの色の別の色に対するレートをも変更するよう修正シーケンスでアドレッシングされる。通常の固定アドレッシング・シーケンス、すなわち、（R,G,B…R,G,B等）は、例えば、ただちに、１つの色のチャネル（R）の速度を2倍にすると同時に残りの2つの色のチャネル（G及びB）の速度を半分にするよう修正し得る。これらの位相調節は該光学的スウィープ１４のアドレッシングと該LCD５２のアドレッシングとの間の位相関係の復元をもたらすよう時々行えばよいものである。
【００２０】
本発明は好適実施例に関して説明したが、当業者が容易に分かるよう、修正及び変形を本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく行使し得ることが分かる。そのような修正及び変形は本発明の明細書及び特許請求の範囲の要部及び範囲の中に収まるものと思われる。
【００２１】
本発明の別の特徴及び特性は添付図面、本明細書の開示内容、及び本特許請求の範囲を検討することから得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】単一パネルのカラー・プロジェクション・ディスプレイを使用する一般的なスクローリング・カラー・プロジェクタ光学系の側面図である。
【図２】図１に示すスクローリング・カラー・プロジェクタの色分離及び走査機構の拡大側面図である。
【図３】LCDパネル上で３つの色の帯の各々を順次走査するLCDアレイの行及び列ドライバの概略図である。
【図４】該LCDパネルを駆動させるビデオ信号処理の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年10月27日(2004.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクローリング・カラー・プロジェクション手法によってイメージを投影する方法であって：
３つの一次色の光ビームの周期的シーケンスを繰り返しLCDパネル全体で、固定レートで、スウィープすると同時に、周期的な順次電気的アドレッシングを該LCDパネルの画素の各行に、該行の上にスウィープされる該３つの一次色のうちの特定の一次色の光ビームによって、適用する工程：及び
該LCDパネル全体でスウィープされる一次色光の該シーケンスと該LCDパネルの該画素の如何なる特定行にも適用される該電気的アドレッシングとの間の一様な位相関係を、選定一次色光ビームの該LDCパネルの画素の該行上の該スウィープの該シーケンスを該１つの選定一次色の残りの２つの一次色に対するスウィープ・レートにおける所望の変更に応じて修正することによって、復元する工程；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記LCDパネルの前記画素の前記特定行は最初に2度順次に該一次色の１つに応じてアドレッシングされ、更に、該一次色の第２色に応じてアドレッシングされ、その後再び2度順次に該一次色の該１つに応じてアドレッシングされ、更に該一次色の第３色に応じてアドレッシングされることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、前記LCD画素の前記特定行の前記電気的アドレッシングが該LCD画素特定行の、該LCDパネル上の該一次色光ビームの該スウィープに対する、位置に応じて行われることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、前記LCD画素の前記特定行の前記電気的アドレッシングが該LCD画素特定行の、該LCDパネル上の該一次色光ビームの該スウィープに対する、位置に応じて行われることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、該LCDパネルの画素の該行上の、選定一次色光ビームの該スウィープの該シーケンスの、該１つの選定一次色の残りの２つの一次色に対するスウィープ・レートにおける所望の変更に応じた、該修正が断続的に行われるとともに、該３つの一次色が繰り返し該LCDパネル全体を固定レートでスウィープされることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
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