(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーケンシャルカラー表示のための画像表示装置及び高圧ガス放電ランプを有し、該ランプが方形波の交流電流を供給され、各々の位相反転の前に同極性の第１の電流パルスが該交流電流に重畳される、プロジェクタによってビデオ信号に基づいたビデオ画像を表示する方法であって、
前記交流電流の周波数を維持しながら、前記ビデオ信号の色の変わる周波数が上昇され、前記色の変わる周波数の上昇に起因するカラーシフト又はアーチファクトを平均化して取り除くよう、前記交流電流に、同極性の第２の電流パルスが、該交流電流の各半サイクルの範囲内において重畳されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２の電流パルスが、周期的に発生することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の電流パルスが、非周期的に発生することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の電流パルスが、前記第１の電流パルスと同じ輪郭をもつことを特徴とする、請求項１乃至３に記載の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の電流パルスが、可変のパルス持続時間をもつことを特徴とする、請求項１乃至３に記載の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の電流パルスが、可変の振幅をもつことを特徴とする、請求項１乃至３に記載の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の電流パルスが、前記交流電流の方形波の半サイクルの全持続時間の最後の８０％の期間内にあることを特徴とする、請求項１乃至６に記載の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記画像表示装置が、回転するカラーホイールを有し、前記高圧ガス放電ランプから放射される光線が、前記カラーホイールの或るセグメントを通り、前記カラーホイールが、白色セグメントを有し、前記或るセグメントが前記白色セグメントであるときに、前記第１及び第２の電流パルスが生じることを特徴とする、請求項１乃至７に記載の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記画像表示装置が、回転するカラーホイールを有し、前記高圧ガス放電ランプから放射される光線が、前記カラーホイールの或るセグメントを通り、前記或るセグメントが或る色のセグメントから他の色のセグメントへ移り変わるときに、前記第１及び第２の電流パルスが生じることを特徴とする、請求項１乃至７に記載の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記交流電流の周波数が、可変であることを特徴とする、請求項１乃至７に記載の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０に記載の何れか一項に記載の方法に従って動作可能なプロジェクタ。
【請求項１２】
シーケンシャルカラー表示のための画像表示装置及び高圧ガス放電ランプを有し、該ランプが方形波の交流電流を供給され、各々の位相反転の前に同極性の第１の電流パルスが該交流電流に重畳される、ビデオ信号に基づいたビデオ画像を表示するためのプロジェクタであって、
前記交流電流の周波数を維持しながら、前記ビデオ信号の色の変わる周波数が上昇され、前記色の変わる周波数の上昇に起因するカラーシフト又はアーチファクトを平均化して取り除くよう、前記交流電流に、同極性の第２の電流パルスが、該交流電流の各半サイクルの範囲内において重畳されることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及び高圧ガス放電ランプを有し、該ランプが方形波の交流電流を供給され、各々の位相反転の前に電流パルスが該交流電流に重畳（superimpose，スーパーインポーズ）される、プロジェクタによってビデオ信号に基づいたビデオ画像を表示する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ライトバルブ及びアレイと称されるこのような画像表示装置をもつプロジェクタは、独国特許出願公開第６９４２４８５８Ｔ２号明細書及び欧州特許出願公開第１１５４６５２号明細書から知られている。この構造原理は、詳細に説明されている。
【０００３】
欧州特許出願公開第１１５２６４５Ａ１号明細書から、高圧ガス放電ランプが、 このようなプロジェクタについて方形波の交流電流で動作されることが知られている。交流電流は、ランプ電流の各々の半サイクルの終了時に位相反転する前に、即ち、極性変更の前に、同極性の電流パルスを重畳される。これは、発光放電アークの急激な変化（leaping，跳躍）及び画像のフリッカを回避する。しかし、この電流の変化は、ランプが、この場合、脈動成分（pulsatory component）を有する交流ランプ電流で動作され、これは、対応する脈動のやり方で光度を増加させるという結果を生じる。交流電流の周波数は、４５、６５、９０及び１３０Ｈｚの動作周波数シーケンスであることが示されている。これらの値に関して、動作周波数がランプ寿命に影響を及ぼすと共に、３０〜２００Ｈｚのランプ周波数が調整され得る場合にのみランプ寿命が長くなることが、既に考慮に入れられている。
【０００４】
米国特許第６，２７８，２４４号明細書から、高圧ガス放電ランプを動作させるためのこのようなパルスを有する方形波の交流電流を、ビデオ信号と同期させることが知られている。
【０００５】
６０Ｈｚのビデオ周波数及び９０Ｈｚのランプ周波数を与えられるものと仮定すると、ビデオ信号に基づいたビデオ画像が、赤色、緑色、青色及び白色のカラーシーケンスで３回表示されることができ、電流パルスが画像の表示において毎回白色のときに同時に起こるような角速度で、カラーホイール（color wheel，色相環）は回転されることができる。ランプの動作周波数及びビデオ周波数が互いに同調されるので、光の増大する強度は画像の色に影響を及ぼさず、中間色の印象（neutral color impression，ニュートラルカラーインプレッション）は保護される。これらの特徴をもつ装置は、ノルウェー国FredrikstadにあるInFocus ASA社によってＭ３という名で製造され、市販されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、動画（moving pictures，映画）の場合に依然として部分的画像が目に見える。シーケンシャルカラー表示によって引き起こされる不快なアーチファクトを避けるために、色の変化する周波数を上昇させることが望ましい。しかし、周波数の上昇は、個々のカラーセグメントを越える光パルスの動きにつながる。光パルスの動きは、カラーシフトにつながる。交流電流の周波数上昇は、より短いランプ寿命につながる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、カラーシフト及び他の画像アーチファクトを避けることにある。更に、ランプの平均寿命も長くなるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１の特徴部によって達成される。本発明によれば、同極性の第２の電流パルスが交流電流に重畳される。この追加のパルスは、半サイクルごとの範囲内に生成され、ランプ寿命に影響を及ぼさない。上記パルスは、ランプドライバによる制御の下での簡単な変更によって生成され得る。第２のパルスによって、画像アーチファクトを伴うことなく、ランプ周波数と画像周波数との間の簡単な同調が可能になる。
【０００９】
好適には、電流パルスが周期的に発生する。これは、二倍の周波数のランプ動作における光分布に対応する光分布を達成する。但し、整流は依然として低周波数で行われ、ランプ寿命は低周波数のために同じままである。
【００１０】
好適には、電流パルスが非周期的に生じる。それゆえ、第２の電流パルスは、交流電流の半サイクルの範囲内で適時に種々の異なる時点において生じる。上記の時点は、ランダムなやり方で又は所与のシーケンスにおいて変えられることができる。この場合の利点は、互いに隣接する光増大部（light intensification）の間の時間が決定されず、可変であることにある。これは、起こり得るアーチファクトが、スクリーン上の固定位置に存在せず、平均化されて取り除かれ得ることを意味する。これは、らせん状のカラーセグメントをもつカラーホイールにとって興味深いことである。これらのセグメントは、スクリーン上を垂直に下方に向って走る水平カラービームを生成する。全ての３色はスクリーン上に同時に存在するが、これらの３色は異なる位置に存在する。このことは、Dewald, Penn, Davis: "Sequential Color Recapture and Dynamic Filtering: A Method of Scrolling Color" in SID 01 Digest of Technical Papers, vol. XXXII, pp. 1076〜1079, 2001年、及びShimizu: "Scrolling Color LCOS for HDTV Rear Projection" in SID 01 Digest of Technical Papers, vol. XXXII, pp. 1072〜1075, 2001年の論文を参照されたい。
【００１１】
好適には、第２の電流パルスが、位相反転の直前の電流パルスと同じ輪郭をもつ。パルスが位相反転前のパルスと同じ輪郭で用いられる場合、簡単な実施例が可能である。
【００１２】
好適には、電流パルスが可変のパルス持続時間をもつ。それゆえ、第２のパルスは、画像表示装置に、特に、反射型画像表示装置に同調されることができる。全体として、正確なパルスシーケンスは、個々の画像表示装置のアドレススケジュールに関して最適化されることができる。
【００１３】
好適には、電流パルスが可変の振幅をもつ。これによって、画像表示の要求に対する更により厳密な適応化が可能になる。時点、振幅及び持続時間の調整は、動的にパラメータを設定する可能性を提供する。即ち、パラメータが、ランプ年数、表示されるべき画像コンテンツ、又はプロジェクションシステムの選択された基本設定に依存して適応化されることができる。設定されているプロジェクタにおいて色温度及び色の中間性（color neutrality，カラーニュートラリティ）を達成するために、第１の電流パルスは、例えば、赤色のカラーセグメントの一つに発生する。その他の電流パルスは、他のカラーセグメントにあり、当該パルスの振幅及び持続時間に関して適応化される。
【００１４】
好適には、電流パルスが、半サイクルの全持続時間の最後の８０％で得られる時間の範囲内にある。このやり方において、ランプ電極及び上に述べたようにランプ寿命は、影響されないままである。
【００１５】
好適には、交流電流がビデオ信号と同期される。それゆえ、パルスは、カラーシーケンスのカラーに同調されることができる。
【００１６】
好適には、電流パルスが、白色セグメントの時に発生する。そのため、色の歪み（color distortion，カラーディストーション）が避けられ、天然色の表示が達成され得る。
【００１７】
好適には、電流パルスは、色が移り変わる時に発生する。そのため、混合色が強められ、一緒に白色を生成し、画像を明るくし、それゆえ、互いを平均化して取り除く（average out）。
【００１８】
好適には、交流電流の周波数が可変である。そのため、連続する光増大部の間に広範囲にわたる時間間隔が生成されることができ、あらゆる周期的な影響は失われる。追加のパルスをもつアプリケーションは、低周波数の目に見える影響を伴うことなくアーチファクトを平均化して取り除く、より高い周波数でのパルスの繰り返しを生成し、それと同時に最適化された低周波数でのランプ動作を保持するという利点をもつ。
【００１９】
実施形態は、図面を参照して、本発明の理解をより深めるために、以下に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】
【００２０】
図１は、そのサイクルがＴ０の持続時間をもつ方形波の脈動交流電流Ｉ０に関するタイムチャートである。方形波の脈動交流電流Ｉ０は、方形波の交流電流ＩＲ及び脈動電流ＩＰから構成される。Ｔ０は、ＮＴＳＣビデオシステムに用いられる１６ミリ秒（ｍｓ）即ち６０Ｈｚのビデオ周波数に等しい。第１のパルスＰ１は、時点（moment，モーメント）ｔ１で終わる。即ち、このパルスは、位相反転前の半サイクル後に終わる。方形波の脈動交流電流Ｉ０は、時点ｔ２で終わる第２のパルスＰ２、即ち、４分の１サイクル後に終わる第２のパルスＰ２を有している。方形波の交流電流ＩＲの振幅は、Ｉ２であることが示される。パルスＰ１及びＰ２は、脈動電流ＩＰの成分であり、ｔＰ１及びｔＰ２のパルス持続時間（pulse duration，パルス幅）、振幅Ｉ３及び同じ輪郭をもつ。同極性をもつ交流電流ＩＲ及び脈動電流ＩＰが重畳される場合、その結果として、最も高い振幅がＩ４である脈動方形波の交流電流Ｉ０をもたらす。合計４つのパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４が、サイクルごとに発生する。
【００２１】
緑色、赤色、青色及び白色のカラーの各々について２つのセグメント、即ち、合計８つのセグメント１〜８をもつカラーホイールは、交流電流サイクルの間に回転し、同一の色（equal color）が互いに直径方向に相対するように置かれる。
【００２２】
６０Ｈｚで伝送されるビデオ画像は４回表示され、これは、４の画像繰り返し率即ち２４０Ｈｚの画像周波数に対応し、繰り返された画像はサブフレームとも称されている。その場合、ランプ周波数は６０Ｈｚに設定され得る。ランプ周波数が、３０〜２００Ｈｚ、有利には６０〜１２０Ｈｚ、特に９０Ｈｚに調整されることができるならば、ランプ寿命は長くなる。パルスＰ１乃至Ｐ４は、白色セグメント４及び８の時に発生する。
【００２３】
図２は、振幅Ｉ２０をもつ方形波の交流ランプ電流Ｉ１０を示しており、この交流電流Ｉ１０は、各パルスが振幅Ｉ３０をもつ合計６つのパルスＰ１０、Ｐ２０、Ｐ３０、Ｐ４０、Ｐ５０及びＰ６０を備えている。これらのパルスＰ１０、Ｐ２０、Ｐ３０、Ｐ４０、Ｐ５０及びＰ６０は、ランプサイクルＴ１０の１／６ずつスペースを離して置かれ、ｔ１０、ｔ２０、ｔ３０、ｔ４０、ｔ５０及びｔ６０の時点で終わる。即ち、１／６周期、１／３周期、１／２周期、２／３周期、５／６周期及び全周期の後に終わる。パルスの持続時間は、毎回同じであり、ｔＰ１０、ｔＰ２０、ｔＰ３０、ｔＰ４０、ｔＰ５０及びｔＰ６０であることが示される。パルスＰ１０、Ｐ２０、Ｐ３０、Ｐ４０、Ｐ５０及びＰ６０は、同じ輪郭をもつ。位相反転前のパルスＰ１０及びＰ４０は、アンチフリッカ（anti-flicker）パルスと呼ばれ、他方のパルスＰ２０、Ｐ３０、Ｐ５０及びＰ６０は、ファントム（phantom）パルスと呼ばれる。
【００２４】
カラーホイールは、白色セグメントをもたないカラーの赤色、緑色及び青色を使用する。しかし、カラーホイールを通る光線の幅に起因して、短期間の間に次の色へ変わるたびに、それに応じて混合色がやはり発生する。これらの混合色が一緒に合わせられると、再び白色を生成する。従って、色が変化する時の１０、１１、１２、１３及び１４のたびに、パルスＰ１０、Ｐ２０、Ｐ３０、Ｐ４０、Ｐ５０及びＰ６０を常に用いることが望ましい。１５０Ｈｚのサブフレーム周波数及びサブフレームごとの３つの色の変化１０、１１及び１２を与えられるものと仮定すると、４５０Ｈｚのパルス周波数がもたらされ、必要とされるランプ周波数はファントムパルスなしで２２５Ｈｚであろう。その場合、それぞれのランプサイクルにおいて、２つのアンチフリッカパルスＰ１０及びＰ４０に加えて、４つの他のファントムパルスＰ２０、Ｐ３０、Ｐ５０及びＰ６０が用いられることが最適条件であり、これにより、７５Ｈｚの交流電流周波数がもたらされる。
【００２５】
カラーセグメントの角度及び分布は、機器に依存しており、さまざまであり得る。赤色の表現（rendering，レンダリング）を改善するために、赤色セグメントを他のカラーセグメントよりもかなり大きくすることが可能である。これは、ファントムパルスのスケジュールに対して問題を引き起こさない。なぜなら、ファントムパルスは自由に位置付けられ得るからである。最も長いセグメントが位相反転後に現れることがランプのために好まれ、これは、整流（commutation，コミュテーション）とも呼ばれる。
【００２６】
米国特許第５，６０８，２９４号明細書におけるバックコンバータ（Buck converter）は、制御ユニットとして作用する参照符号ＩＩＩの手段を有しており、これらの手段ＩＩＩが、参照符号Ｉの手段及び参照符号ＩＩの整流子（commutator）の制御下にある。制御ユニットＩＩＩは、アンチフリッカパルスに加えて、ファントムパルスが生成され得るようにプログラムされることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】４つのパルスをもつ交流ランプ電流の１サイクルと、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）及び白色（Ｗ）をもつカラーシーケンスとから成るタイムチャートである。
【図２】６つのパルスをもつ交流ランプ電流の１サイクルと、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）をもつカラーシーケンスとから成るタイムチャートである。
【図１】
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【図２】
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