(57)【要約】複数のスクローリングカラーフィールドを持つ光ビーム（５ｂ）を生成するためのパルス的に動作するランプ（４）とカラースキャナ（６、８ａ、８ｂ、８ｃ、９）を有し、表示装置（１、３）を照射して前記表示装置によって生成される画像の投射を生成するように構成されたスクローリングカラー投射システムにおいて、前記ランプの周波数が、前記表示装置のフレームレートと関連するように制御されるシステム。前記ランプ周波数を前記フレームレートに関連して制御することにより、生成される干渉パターンは、幾つかのフレーム周期に渡って、及び前記表示の全体の高さに渡って分散されるように制御される。とりわけ、前記パターンは前記パターンが人間の目に知覚されないように制御される。
2006500848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスクローリングカラーフィールドを持つ光ビームを生成するためのパルス的に動作するランプとカラースキャナとを有し、表示装置を照射して前記表示装置によって生成される画像の投射を引き起こすように構成されたスクローリングカラー投射システムにおいて、前記ランプの周波数が前記表示装置のフレームレートと関連するように制御されることを特徴とするスクローリングカラー投射システム。
【請求項２】
前記ランプ周波数が、結果のランプパルス周波数が、前記画像において可視の干渉パターンを引き起こす２つの連続するスキャナ低調波周波数の平均となるように制御される、請求項１に記載の投射システム。
【請求項３】
前記表示装置のパネルの同期パルス信号に接続され、前記同期パルス信号を係数と逓倍してランプ周波数制御信号を生成するように構成された周波数逓倍器を更に有する、請求項１又は２に記載の投射システム。
【請求項４】
前記ランプ周波数制御信号に接続され、前記制御信号に従って前記ランプ周波数を制御するように構成されたランプドライバを更に有する、請求項３に記載の投射システム。
【請求項５】
スクローリングカラーフィールドを持つ光ビームを生成するためのパルス的に動作するランプとカラースキャナとを有し、表示装置を照射して前記表示装置によって生成される画像の投射を生成するように構成されたスクローリングカラー投射システムを動作させる方法において、前記ランプの周波数を前記表示装置のフレームレートに関連するように制御するステップを特徴とする方法。
【請求項６】
前記ランプ周波数は、結果のランプパルス周波数が、前記画像において可視の干渉パターンを引き起こす２つの連続するスキャナ低調波周波数の平均となるように制御される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ランプ周波数を制御するステップは、
フレーム同期パルス信号を取得するステップと、
ランプ周波数制御信号を得るために前記同期信号を係数によって逓倍するステップと、
前記制御信号に従って前記ランプ周波数を制御するステップと、
を含む、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記係数は、
ｋ＝（３／４）＊（１／ｎ＋１／ｍ）
と定義され、ここでｎは第１のスキャナ低調波周波数の番号であり、ｍは第２のスキャナ低調波周波数の番号であり、前記ｎ及びｍは必ずしも整数でない、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ｎ及びｍは、表１に列記された連続する低調波周波数を表す、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスクローリングカラーフィールドを持つ光ビームを生成するためのパルス的に動作するランプとカラースキャナとを有し、表示装置を照射して前記表示装置によって生成される画像の投射を引き起こすように構成されたスクローリングカラー投射システムに関する。本発明はまた、かようなシステムを駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かような投射システムは、光源からの光が複数のビームに分割され、これらビームが連続的に例えば反射型ＬＣＤのような表示装置上でスクロールされ、次いでレンズによって投射される点において独特である。通常３つのビーム（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が、反射型表示装置をカバーするのに十分に大きな全体の高さを持つ３つの水平のバーを形成するように構成される。前記バーは、例えば上端から下端へとスクロールされ、１つのピクチャフレーム内でスクロールシーケンスを完了するように前記表示装置と同期させられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かような投射システムにおいては例えば、アーク位置を安定化させるために重ねられた電流パルスを持つ、Philips社によるＵＨＰ（Ultra High Performance）ランプのような光源を利用することが有利である。スクローリングカラー型の投射システムにおいては、かような電流パルスはカラースキャナに干渉し、投射される画像における可視の干渉パターンに帰着し得る。原則的に、前記パルスはストロボスコープとして働き、前記スキャナの瞬間の画像を強調し、画面上において可視であるカラーバー又は中間フィールド（スポーク（spoke））の形で干渉パターンを形成し得る。前記パルスの周波数がフレームレートのサブ周波数（sub-frequency）である場合、前記干渉パターンは固定され、ランプ周波数が前記フレームレートと位相が合っていない場合、前記バーは画面上を動く。
【０００４】
本発明の目的は、上述の問題を緩和し、スクローリング投射システムにおいて画像の干渉を減少させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの及び他の目的は、前記ランプの周波数が前記表示装置のフレームレートと関連するように制御されることを特徴とする、最初の段落において言及されたようなタイプの投射器及び方法を用いて達成される。
【０００６】
本発明によれば、前記フレームレートに応じて前記ランプ周波数を制御することにより、上述の干渉パターンが減少又は除去される。光の損失を引き起こす追加の光学素子は必要ではない。
【０００７】
前記フレームレートに関連して前記ランプ周波数を制御することにより、生成される干渉パターンは、幾つかのフレーム周期に渡って、及び表示装置の高さ全体に渡って分散されるように制御される。とりわけ、前記パターンは人間の目に知覚されないように制御される。
【０００８】
好適な実施例によれば、前記ランプ周波数は、結果のランプパルス周波数が、前記画像において可視の干渉パターンを引き起こす２つの連続するスキャナ低調波周波数の平均となるように制御される。前記ランプのパルス周波数は光束のランプ安定パルスの周波数であり、典型的には（必須ではないが）、前記ランプ周波数の２倍である。スキャナの低調波周波数は、前記フレームレート自体か、又はカラーバー（スポーク）間の中間フィールドのレートの低調波である周波数である。前記中間フィールドのレートは、例えばＲ、Ｇ、Ｂのような３色システムにおいては前記フレームレートの３倍である。
【０００９】
前記ランプ周波数のかような選択により、結果の干渉パターンは時間及び空間に渡る平均となり、干渉パターンを人間の目に知覚不可能とする。
【００１０】
前記ランプ周波数は、ディスプレイドライバからフレーム同期パルス信号を取得し、当該同期信号を或る係数によって逓倍してランプ周波数制御信号を取得し、当該制御信号によって前記ランプ周波数を制御することにより制御される。このことは、本発明の単純な実装を提供し、周波数逓倍器と、ランプ周波数が制御されることができるランプドライバとのみを必要とする。
【００１１】
前記逓倍の係数は好ましくは、
ｋ＝（３／４）＊（１／ｎ＋１／ｍ）
として定義される。ここでｎは第１のスキャナ低調波周波数の番号であり、ｍは第２のスキャナ低調波周波数の番号である（ｎ及びｍは必ずしも整数でない）。
【００１２】
かような係数は、以上に定義されたような、２つのスキャナ低調波周波数の平均であるランプのパルス周波数に帰着する。この関係は、前記パルスの周波数が前記ランプ周波数の２倍であるという事実、及びスキャンビームにおいて３つの別個のフィールドがあるという事実に基づくものであることに留意されたい。
【００１３】
数ｎ及びｍは好ましくは、画像において可視の干渉パターンを引き起こす連続する低調波の番号として選択される。
【００１４】
本発明のこれらの及び他の態様は、添付する図を参照しながらより明確に説明される好適な実施例より明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
スクローリングカラーシーケンシャル（ＳＣＳ）システムとも呼ばれる、先行技術によるスクローリングカラースキャンを備えた投射システムが図１に示される。本システムはディスプレイドライバ１を有する。ディスプレイドライバ１は、例えばパーソナルコンピュータ又はビデオカセットレコーダ（図示されていない）からデータ又はビデオ入力ストリーム２を受信し、反射型ＬＣＤのような表示装置３を駆動する。好ましくは積分器に後続されるＵＨＰランプである光源４は、ランプドライバ１２によって、カラースキャナ（６、８ａ、８ｂ、８ｃ及び９）を通過する光ビーム５ａを生成するように制御される。当該カラースキャナは、ランプ４からの光ビーム５ａを、上端から下端まで連続的にスクロールする（図２を参照）、典型的には３色のバー（Ｒ、Ｇ、Ｂ）である複数の異なった色のフィールドを持つビーム５ｂに変換する。
【００１６】
図１に示された例においては、第１のセットのミラー６が、ビーム５ａを３つのビーム７ａ、７ｂ及び７ｃに分割する。これらのビームは、３つのスキャニングプリズム８ａ、８ｂ及び８ｃ（赤、緑及び青）を通って誘導され、第２のセットのミラー９がこれらのビームを上述したような１つのビーム５ｂに再結合する。ミラー６及び９並びにプリズム８ａ、８ｂ及び８ｃは合わせてカラースキャナを形成する。
【００１７】
スクローリングカラーバー２３を持つビーム５ｂは表示装置３に導びかれ、表示装置３により生成された画像は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０に反射され戻されるＰＢＳ１０は、適切な画面（図示されていない）への投射のため、投射レンズ１１に前記反射された画像を導く。
【００１８】
カラースキャナ８ａ、８ｂ及び８ｃによって実行されるスキャンは、ビデオデータ２のフレームレートと同期させられ、それによりビーム５ｂのカラーバー２３が１フレーム周期ＴＦにおいてスクロールシーケンスを完了する（元の位置に戻る）。このことは図２に示されている。
【００１９】
図３における図は、アーク位置を安定化させるためのパルス２１を含む、ＵＨＰランプ４における、周期ＴＬを持つ典型的な電流波形２０を示す。図４における図は、本質的に図３における整流された波形２０である、対応する投射ランプ４からのランプ光束２２を示す。図４から明らかなように、ランプ光束２２は、安定化パルス２１に起因する重畳されたＡＣ光束を伴うＤＣ光束を有する。前記整流の結果、ＡＣ成分の周期ＴＡＣはＴＬの半分だけとなり、即ちパルス周波数は前記ランプ周波数の２倍となる。
【００２０】
上述したように、前記安定化パルスに起因するＡＣ光束は仮想的な光源として働き、カラースキャナ８ａ、８ｂ及び８ｃに対してストロボスコピック効果を引き起こす。前記光束の当該ＡＣ成分の周波数（パルス周波数と呼ぶ）が前記ディスプレイのフレームレート周波数の低調波である場合、カラーバー２３は前記ストロボスコピック効果に「捕捉」され、投射される画像における可視のカラーバーに帰着する。ランプ周波数及びフレームレートがロックされている場合、前記可視のバーは１つの位置に固定される。ランプ周波数及びフレームレートがロックされていない（即ち非共時的である）場合、ランプとスキャナが非共時的であるため、前記可視のバーは画面上をスクロールする。ランプ周波数とフレームレート周波数との間の位相差が、前記画面上のカラーバーの位置を決定する。
【００２１】
実際には前記スキャナの隣接するカラーバーの間にはオーバラップ又は間隔２４があるため、更なる干渉パターンが可視となり得る。前記スキャナのこれらの「スポーク」２４は、前記パルス周波数がこれらの「スポーク」の低調波である場合に可視となる。スポーク周波数は前記フレームレートの３倍であるため（３色を持つ図示された場合において）、このことは更により頻繁に起こる。
【００２２】
以下の表は、カラーバーの幅が等しい場合の、区別され得る低調波の数を含むものである。勿論、原則として、無限の数の低調波があるが、前記表は最も明白な干渉パターンに帰着するもののみを含んでいる。ディスプレイのフレームレート周波数は１８０Ｈｚ（即ちスポーク周波数は５４０Ｈｚ）であることが仮定され、スキャンは線スキャン速度で実行される。
【表１】
2006500848.tif 000003
【００２３】
前記フレームレートの低調波であるパルス周波数をもたらすランプ周波数については、固定されたカラーバーが前記画面上に可視となる。スポーク周波数の低調波については、スポークが前記画面上に可視となる。これらの周波数の全ては、ここではスキャナ低調波周波数と呼ばれる。
【００２４】
上述したように、表１は最も明白な干渉パターンに帰着するランプ周波数を含んでいる。異なるフレームレート、スポークの数、スポーク間の距離等の場合には、これらのランプ周波数は異なるものとなり得る。顕著な干渉パターンに帰着するかようなランプ周波数の選択は、本発明によって同期を安定化させる場合に利用されることができる。このことは、かような選択の例として表１を参照しながら以下に説明される。
【００２５】
本発明によれば、前記ランプ周波数を前記フレームレートに関連付けることにより、かような干渉パターンが減少又は緩和される。このことは、図５に示されるように、ランプドライバ１２とディスプレイドライバ１との間に同期装置１３を導入することにより達成される。同期装置１３は、ディスプレイドライバ１から同期パルス信号１５を受信し、当該信号１５を係数ｋによって逓倍することによりランプ周波数制御信号１４を生成するように構成される。ランプドライバ１２は、当該制御信号１４を受信し、当該制御信号１４に従ってランプ周波数ｆｌａｍｐを制御するように構成される。結果として、前記ランプ周波数は前記フレームレートに依存して制御され、また前記フレームレートと同期させられる。
【００２６】
以下の説明においては、ランプ周波数ｆｌａｍｐはフレームレートｆｆｒａｍｅの一定の比となるように制御されるが、このことは本発明の制約ではなく、より複雑な、動的な又は適応的な関係が想像可能である。
【００２７】
係数ｋは好ましくは、表１の第１列からの２つの連続する低調波周波数の平均値である。線スキャン速度については、このことは以下のように表現される：
ｆｌａｍｐ＝（１／２）＊（ｆｎ＋ｆｍ）                                  （１）
ここでｆｎは第１のスキャナ低調波ランプ周波数に等しく、ｆｍは表１のような選択による次の連続するスキャナ低調波ランプ周波数に等しい。以上から、本例においては、
ｆｐｕｌｓｅ＝２＊ｆｌａｍｐ＝（１／ｎ）＊ｆｓｐｏｋｅ＝（１／ｎ）＊３＊ｆｆｒａｍｅ
である場合には、特定のランプ周波数ｆｌａｍｐが低調波干渉パターンを引き起こすことが明らかである。ここでｆｐｕｌｓｅは前記ランプの安定化パルスの周波数であり、ｆｓｐｏｋｅは前記スクローリングカラーバー間のスポークの周波数であり、ｎは低調波の番号である（表１から明らかなように、ｎは必ずしも整数でないことに留意されたい）。
【００２８】
このことはｆｎについての以下の表現に導く：
ｆｎ＝（３／２）＊（１／ｎ）＊ｆｆｒａｍｅ                              （２）
【００２９】
式２を式１に代入することにより、望ましいランプ周波数とフレームレート周波数との間の関係は以下のように定義される：
ｆｌａｍｐ＝ｆｆｒａｍｅ＊（３／４）＊（１／ｎ＋１／ｍ）            （３）
ここでｎは第１のスキャナ低調波ランプ周波数の番号であり、ｍは表１のような選択における次の連続するスキャナ低調波ランプ周波数の番号である。ここでもｎ及びｍは必ずしも整数でないことに留意されたい。
【００３０】
比ｆｌａｍｐ／ｆｆｒａｍｅは、同期装置１２の逓倍係数（ｋ）として実施化されることができる。
【００３１】
式３は、パルス周波数ｆｐｕｌｓｅがランプ周波数ｆｌａｍｐの２倍であり、かつスポーク周波数ｆｓｐｏｋｅがフレームレートｆｆｒａｍｅの３倍である場合にのみ真であることに留意されたい。他の場合については、式２は異なって示される必要があり、式３はそれに従って変更される。例えば、前記パルス周波数が前記ランプ周波数に等しい場合には、係数ｋは２倍に逓倍されるべきである。
【００３２】
かようなランプ制御の効果を説明するため、図６は、光束においてパルスが出現する度のスキャナの位置を示す。示された例においては、ランプ周波数は２番目及び３番目の低調波の平均であり、即ち逓倍係数ｋは５／８に等しい。ここでも同等のカラーバーが仮定される。本図は、本図においてＴｐとして示される、５つのスキャナ位置の周期性を開示している。Ｔｐの持続時間は５パルスであり、光束２２の５周期、即ちランプ電流２０の５／２周期である。当該持続時間は従って（５／２）／（５／８）＝４フレームに等しい。
【００３３】
図７においては、周期Ｔｐの間の５つのスキャナ位置が、各色について別個に示されている。５つのスキャナ位置内で、個々の色Ｒ、Ｇ及びＢが全体のスキャン幅ｈを充填し得ることがわかる。この分散によって、（光パルスによって引き起こされる）光振幅のエラーが全体の高さｈ及び４つのフレーム周期にわたって分散させられる。
【００３４】
満足な結果を達成するため、人間の目によって知覚されるちらつきを回避するために、スキャナ位置の全体の周期は十分に長いべきであり、高さｈに渡る分散は十分に一様であるべきである。このことは、前記逓倍係数、所定のフレームレート周波数及び許容可能なランプ周波数を用いて調節されることができる。
【００３５】
上述の詳細な説明は、説明されたスクローリング投射システムの詳細に影響される、本発明の特定の実施例に関連することは明らかである。以上に指摘されたように、周波数間の関係のようなシステム設計パラメータの変更は、上述の表現の修正を必要とし得る。当業者によって実施されるかような変更は、添付される請求項によって定義される本発明に係る概念によってカバーされるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】先行技術によるスクローリングカラー投射システムの模式的な図である。
【図２】図１における投射システムのスキャナ出力を示す。
【図３】パルス状のアーク安定化を備えたＵＨＰランプについての電流波形の図である。
【図４】図３における電流に対応する出力されるランプ光束の図である。
【図５】本発明の実施例によるスクローリングカラー投射システムの模式的な図である。
【図６】光束におけるパルスに対応するスキャナ位置を示す。
【図７】それぞれ別個に表された図６における３つの色を示す。
【図１】
2006500848.tif 000004
【図２】
2006500848.tif 000005
【図３】
2006500848.tif 000006
【図４】
2006500848.tif 000007
【図５】
2006500848.tif 000008
【図６】
2006500848.tif 000009
【図７】
2006500848.tif 000010
【国際調査報告】
2006500848.tif 000011
2006500848.tif 000012