(57)【要約】  本発明は、プロジェクション装置（ＰＥ）のデジタル信号（ＤＰ）の走査線周波数を適応調整する方法に関し、当該方法は、・前記プロジェクション装置（ＰＥ）のミラー装置（ＳＥ）の少なくとも１つの機械的固有振動数と、画像処理装置（ＶＤＣ）のラインバッファ（ＺＰ）の記憶容量とに関するデータを準備するステップ（Ｓ１）と、・前記画像処理装置（ＶＤＣ）によってビデオソース装置（ＶＥ）のビデオ信号（ＶＳ）の第１の画像解像度を検出するステップ（Ｓ２）と、・前記プロジェクション装置（ＰＥ）のデジタル信号（ＤＰ）の走査線周波数を適応調整するために、前記プロジェクション装置によって、前記ビデオ信号（ＶＳ）の検出した前記第１の画像解像度に基づき、前記ミラー装置（ＳＥ）の少なくとも１つの機械的固有振動数と前記ラインバッファ（ＺＰ）の記憶容量とに応じて、前記データ信号（ＤＰ）の垂直解像度が適応調整された第２の画像解像度を計算するステップ（Ｓ３）とを有する。
2016502131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクション装置（ＰＥ）のデジタル信号（ＤＰ）の走査線周波数を適応調整する方法であって、
・前記プロジェクション装置（ＰＥ）のミラー装置（ＳＥ）の少なくとも１つの機械的固有振動数に関するデータと、画像処理装置（ＶＤＣ）のラインバッファ（ＺＰ）の記憶容量とに関するデータを準備するステップ（Ｓ１）と、
・前記画像処理装置（ＶＤＣ）によってビデオソース装置（ＶＥ）のビデオ信号（ＶＳ）の第１の画像解像度を検出するステップ（Ｓ２）と、
・前記プロジェクション装置（ＰＥ）のデジタル信号（ＤＰ）の走査線周波数を適応調整するために、前記画像処理装置（ＶＤＣ）によって、前記ビデオ信号（ＶＳ）の検出した前記第１の画像解像度に基づき、前記ミラー装置（ＳＥ）の少なくとも１つの機械的固有振動数と前記ラインバッファ（ＺＰ）の記憶容量とに応じて、前記データ信号（ＤＰ）の垂直解像度が適応調整された第２の画像解像度を計算するステップ（Ｓ３）と
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ラインバッファ（ＺＰ）の記憶容量を、前記ビデオソース装置（ＶＥ）のビデオ信号（ＶＳ）の画像走査線の所要記憶容量に合わせて調整する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記プロジェクション装置（ＰＥ）のミラー装置（ＳＥ）の前記少なくとも１つの機械的固有振動数と、前記ラインバッファ（ＺＰ）の記憶容量とに関するデータを、前記画像処理装置（ＶＤＣ）の記憶装置（ＲＡＭ）に記憶する、
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記垂直解像度が適応調整された第２の画像解像度を計算するステップ（Ｓ３）を、前記ビデオ信号（ＶＳ）の前記検出した第１の画像解像度に基づき、前記ミラー装置（ＳＥ）の水平方向および／または垂直方向の戻り作動時間に応じて行う、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記ビデオソース装置（ＶＥ）のビデオ信号（ＶＳ）の画像走査線を前記ラインバッファ（ＺＰ）に一時記憶することにより、前記プロジェクション装置（ＰＥ）のデジタル信号（ＤＰ）の走査線周波数を適応調整する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記第１の画像解像度の補間を行うことにより、前記データ信号（ＤＰ）の適合された前記垂直解像度を算出する、
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記プロジェクション装置（ＰＥ）のミラー装置（ＳＥ）の少なくとも１つの機械的固有振動数に関して生成される前記データを、当該プロジェクション装置（ＰＥ）のミラー装置（ＳＥ）の、温度および／または経時劣化に起因する変化に応じて適応調整する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
プロジェクション装置（ＰＥ）のデジタル信号（ＤＰ）の走査線周波数を適応調整するためのシステムであって、
・第１の画像解像度を有するビデオ信号（ＶＳ）を生成するためのビデオソース装置（ＶＥ）と、
・前記ビデオソース装置（ＶＥ）のビデオ信号（ＶＳ）の第１の画像解像度を検出し、当該ビデオ信号（ＶＳ）の検出した第１の画像解像度に基づき、ミラー装置（ＳＥ）の少なくとも１つの機械的固有振動数とラインバッファ（ＺＰ）の記憶容量とに応じて、前記データ信号（ＤＰ）の垂直解像度が適応調整された第２の画像解像度を計算する画像処理装置（ＶＤＣ）と、
・前記計算により適応調整された、前記デジタル信号（ＤＰ）の走査線周波数で、当該デジタル信号（ＤＰ）のプロジェクションを行うプロジェクション装置（ＰＥ）と
を有することを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記システムの前記画像処理装置（ＶＤＣ）は、さらに記憶装置（ＲＡＭ）も有する、
請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記ミラー装置（ＳＥ）はマイクロミラー装置として構成されている、
請求項８または９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数を適応調整するための方法およびシステムに関する。
【０００２】
従来技術
米国特許出願公開ＵＳ２０１００１２８１６９Ａ１に、ＨＤ規格の画像をプロジェクションするためのフレーム周波数変換部および方法が記載されている。同刊行物に記載されているフレーム周波数変換部は、フレームを記憶し、この記憶したフレームの補間を行うことにより、画像プロジェクション用にフレームレートを変換するように構成されている。
【０００３】
米国特許出願公開ＵＳ２０１０００２５９６７５Ａ１には、時間的走査が異なるフレームレートに対応してフレームレート変換を行うためのフレーム周波数変換装置が記載されている。
【０００４】
独国特許公報第２６５２９３５号に記載されたフレーム周波数変換方法では、各画像または１画像列の１部分画像に各々相当する複数の信号列を、所定の記憶周波数で記憶し、前記記憶周波数とは異なる再生周波数で、この記憶した信号列を画像または部分画像に変換する。この方法では、記憶容量が前記画像列の少なくとも１画像または１部分画像分である第１の記憶装置に信号列を、予め定められた記憶速度で記憶し、出力速度を上昇させて、つまり時間的に圧縮して当該信号列を出力し、同様に記憶容量が前記画像列の少なくとも１画像分または１部分画像分に相当する第２の記憶装置に信号列を、予め定められた信号列周波数で記憶し、信号列周波数を上昇させて当該信号列を出力する。
【０００５】
本発明は、プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数を適応調整する方法を提供するものであり、当該方法は以下のステップを有する：
前記プロジェクション装置のミラー装置の少なくとも１つの機械的固有振動数と、画像処理装置のラインバッファの記憶容量とについてのデータを準備するステップ。
前記画像処理装置によってビデオソース装置のビデオ信号の第１の画像解像度を検出するステップ。
前記プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数を適応調整するために、前記画像処理装置によって、前記ビデオ信号の検出した前記第１の画像解像度に基づき、前記ミラー装置の少なくとも１つの機械的固有振動数と前記ラインバッファの記憶容量とに依存して、データ信号の垂直解像度が適応調整された第２の画像解像度を計算するステップ。
【０００６】
さらに本発明は、プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数を適応調整するためのシステムも提供し、当該システムは、
第１の画像解像度を有するビデオ信号を準備するためのビデオソース装置と、
前記ビデオソース装置のビデオ信号の第１の画像解像度を検出し、当該ビデオ信号の検出した第１の画像解像度に基づき、ミラー装置の少なくとも１つの機械的固有振動数とラインバッファの記憶容量とに応じて、前記データ信号の垂直解像度が適応調整された第２の画像解像度を計算する画像処理装置と、
前記計算により適応調整された、前記デジタル信号の走査線周波数で、当該デジタル信号のプロジェクションを行うプロジェクション装置と
を有する。
【０００７】
発明の利点
本発明の思想は、フレームレート変換時に必要とされる複雑な画像データ処理を簡素化して、所要バッファスペースを削減することである。このことにより、製造時に発生するコストと、動作時に生じる電力消費量との双方が削減される。さらに、プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数を適応調整する本発明の方法により、プロジェクション装置によってプロジェクション面に画素が投影される時間と総時間との比が小さくなることはない。
【０００８】
プロジェクション装置は、有利にはＭＥＭＳマイクロミラーの機械的共振周波数に合わせて適応調整されたプロジェクション周波数で動作する。
【０００９】
製造時に既に設定がなされていることが有利であるが、経時劣化や温度影響により偏差が生じることがある。
【００１０】
さらに、ＭＥＭＳマイクロミラーの機械的共振周波数に合わせて適応調整することにより、製造工程時に生じる不均一性と、ビデオソースの種々の影響とを相殺すること、たとえば画素クロックまたは帰線消去期間等を補償することもできる。
【００１１】
本発明は、完全なフレームレートを実現するために、描画される走査線の適応調整可能な数を増加して使用する。その際には、原画像データの補間を行うことにより、描画される走査線の数を増加した新規の画像データを適切に計算する。
【００１２】
本発明はさらに、動作中に動的に、温度および経時劣化による機器固有の作用を相殺するために、描画される走査線の数を計算することができるという利点も奏する。
【００１３】
上記方法の重要な利点は、ビデオソースが標準的なタイミングパラメータで動作することができ、なおかつ、当該ビデオソースがこのように動作している間、これに依存せずに、プロジェクション装置内におけるクロックレートの同期を行うことができる、ということである。
【００１４】
本発明はさらに、未同期のビデオストリームをバッファリングするために、画像バッファとしてフレームバッファ全部を使用する必要がないこと、または少なくとも、フレームバッファのうち一部のみを使用すればよいという利点も奏する。このことは、システムコストを削減するのに重要な寄与を果たす。
【００１５】
本発明の更なる実施形態および変形形態は、従属請求項に記載されている。
【００１６】
本発明の１つの実施形態では、ラインバッファの記憶容量を、ビデオソース装置のビデオ信号の１画像走査線を記憶するのに必要な記憶容量に合わせて調整する。このことにより、高い画像解像度でも所要記憶容量を削減することができる。
【００１７】
本発明の他の１つの実施形態では、前記プロジェクション装置のミラー装置の少なくとも１つの機械的固有振動数と、ラインバッファの記憶容量とに関するデータを、画像処理装置の記憶装置に記憶する。このことにより、移動無線機器または他のポータブル電子機器に前記プロジェクション装置を簡単に組み込むことができる。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、垂直解像度が適応調整された第２の画像解像度の計算を、ビデオ信号の前記検出した第１の画像解像度に基づいて、ミラー装置の水平方向および／または垂直方向の戻り作動時間に応じて行う。このことにより、プロジェクション装置の無駄時間を最小限にできるという効果が奏される。
【００１９】
本発明の他の実施形態では、プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数の適応調整は、ビデオソース装置のビデオ信号の画像走査線をラインバッファに一時記憶することにより行われる。このような実施形態により、クロックレートを所望の通りに、非常に効果的かつ確実に適応調整することができる。
【００２０】
本発明の他の１つの実施形態では、データ信号の適応調整された垂直解像度を、第１の画像解像度の補間により計算する。
【００２１】
本発明の他の１つの実施形態では、プロジェクション装置のミラー装置の機械的固有周波数に関して生成されるデータを、当該プロジェクション装置のミラー装置の、温度および／または経時劣化に起因する変化に合わせて適応調整する。
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の他の特徴および利点を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の他の１つの実施形態の、プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数を適応調整する方法のフローチャートである。
【図２】本発明の他の１つの実施形態の、プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数を適応調整するためのシステムを示す図である。
【図３】本発明の他の１つの実施形態の、投影画像解像度と転送画像解像度とを比較するための複数の異なる画像解像度モードを示す概略図である。
【００２４】
図面の各図において、同一または同機能の構成要素、構成および部品には‐特記されない限り‐同一の符号を付している。また、図面中において概観しやすく分かりやすくするため、各部品および各要素の相対サイズはそれぞれ、必ずしも実寸の比率通りに示されていない場合があることは明らかである。
【００２５】
図１は、本発明の他の１つの実施形態の、プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数を適応調整する方法のフローチャートである。
【００２６】
第１のステップにおいて、前記プロジェクション装置ＰＥのミラー装置ＳＥの少なくとも１つの機械的固有振動数と、画像処理装置ＶＤＣのラインバッファＺＰの記憶容量とについてのデータを準備するＳ１。
【００２７】
第２のステップにおいて、前記画像処理装置ＶＤＣによってビデオソース装置ＶＥのビデオ信号ＶＳの第１の画像解像度を検出するＳ２。
【００２８】
第３のステップにおいて、前記プロジェクション装置ＰＥのデジタル信号ＤＰの走査線周波数を適応調整するために、前記画像処理装置ＶＤＣによって、前記ビデオ信号ＶＳの検出した前記第１の画像解像度に基づき、前記ミラー装置ＳＥの少なくとも１つの機械的固有振動数と前記ラインバッファＺＰの記憶容量とに応じて、前記ビデオ信号ＶＳの垂直解像度が適応調整された第２の画像解像度を計算するＳ３。
【００２９】
図２は、本発明の他の１つの実施形態の、プロジェクション装置のデジタル信号の走査線周波数を適応調整するためのシステムを示す図である。
【００３０】
プロジェクション装置ＰＥのデジタル信号ＤＰの走査線周波数を適応調整するためのシステムＰＡは、ビデオソース装置ＶＥと、画像処理装置ＶＤＣと、プロジェクション装置ＰＥとを有する。
【００３１】
プロジェクション装置ＰＥは、投影円錐ＰＫ内において画像Ｂを投影するためのレーザビームを生成するレーザデバイスＬＥを含む。その際には、レーザビームはミラー装置ＳＥによって周期的に、水平方向と垂直方向とにおいて偏向される。
【００３２】
画像処理装置ＶＤＣはたとえば、記憶装置ＲＡＭと、画像プロセッサＢＰと、ラインバッファＺＰとを含む。
【００３３】
画像処理装置ＶＤＣはさらにビデオソース装置ＶＥにも結合されており、このビデオソース装置ＶＥは、第１の画像解像度および第１のクロックレートを有するビデオ信号ＶＳを生成するように構成されている。
【００３４】
画像処理装置ＶＤＣは、ビデオソース装置ＶＥのビデオ信号ＶＳの前記第１の画像解像度を検出するように構成されている。さらに画像処理装置ＶＤＣは、ビデオ信号ＶＳの前記検出した第１の画像解像度に基づき、ミラー装置ＳＥの少なくとも１つの機械的固有周波数とラインバッファＺＰの記憶容量とに応じて、データ信号ＤＰの垂直解像度が適応調整された第２の画像解像度を計算するように構成されている。
【００３５】
前記プロジェクション装置ＰＥは、前記計算により適応調整された、前記デジタル信号ＤＰの走査線周波数で、当該デジタル信号ＤＰのプロジェクションを行うように構成されている。
【００３６】
図３は、本発明の他の１つの実施形態の、プロジェクション画像解像度と転送画像解像度とを比較するための複数の異なる画像解像度モードを示す概略図である。
【００３７】
ミラー装置ＳＥによって描画可能である面は、仮想的な画像面ＶＢの全幅ＧＢと全高ＧＨとによって定義される。幅Ｂおよび高さＨは、投影される画像Ｂの可視画像面ＶＦに相当する。水平方向前縁ＨＶＢと、水平方向後縁ＨＨＢと、垂直方向前縁ＶＶＨと、垂直方向後縁ＶＨＨとが、投影されない無効面ＢＺを構成する。
【００３８】
画素クロックレートｆＰＸＬは、画像Ｂの幅Ｂと高さＨと、ビデオソース装置ＶＥのビデオ信号ＶＳのフレームレートｆｐｓとの積から求められる。
【００３９】
fPXL = B・H・fps
システムＰＡにより投影される画像Ｂの場合、上記数式は、投影される全幅ＧＢと全高ＧＨとにより、以下のように変化する：
fPXL = GB・GH・fps
ここで、全幅ＧＢおよび全高ＧＨは、以下のように求められる：
GB = HVB + B + HHB
GH = VVH + H + VHH
その際には、データ信号ＤＰの水平方向の走査線周波数ｆｌｉｎｅは以下の数式で得られる：
fline = GB・fps
これらの計算式は、ビデオソース装置ＶＥにも、またプロジェクション装置ＰＥにも適用することができる。ビデオソース装置ＶＥは第１の走査線周波数を有し、プロジェクタは、この第１の走査線周波数とは異なる第２の走査線周波数を有する。両走査線周波数の差が大きいほど、必要とされる所要記憶容量が多くなる。ソース解像度または第１の画像解像度を補間してプロジェクタ解像度ないしは第２の画像解像度にすることにより、有効な第２の走査線周波数が得られる。この第２の走査線周波数が第１の走査線周波数に近いほど、所要記憶容量が小さくなる。
【００４０】
ラインバッファＺＰの所要記憶容量は、第１の水平方向走査線周波数と第２の水平方向走査線周波数との差に比例する。
【００４１】
上記方法により、ビデオ信号ＶＳの第１のクロックレートおよびデータ信号ＤＰの第２のクロックレートの他に、ビデオ信号ＶＳおよびデータ信号ＤＰの走査線周波数も適応調整される。その際には、オーバーサンプリング率がビデオ信号ＶＳおよびデータ信号ＤＰの各走査線周波数の比を示す。
【００４２】
データ信号ＤＰの走査線周波数はたとえば、プロジェクション装置ＰＥの許容誤差範囲の下端部にある。
【００４３】
前記第２の画像解像度と、データ信号ＤＰのクロックレートである第２のクロックレートとを静的に計算する場合、まず最初に、ミラー定格周波数の場合のビデオモードを規定し、その次に、表示可能な垂直解像度を計算し、次に、第２のクロックレートのミラー周波数を変化させる。その際には、ラインバッファＺＰのバッファサイズを考慮する。
【００４４】
第２の画像解像度と、前記データ信号ＤＰのクロックレートである第２のクロックレートとを動的に計算する場合には、フレーム時間を検出し、その後に、表示可能な垂直解像度の動的計算を行い、次に、オーバーサンプリング率の補償を行う。
【図１】
2016502131.tif 000003
【図２】
2016502131.tif 000004
【図３】
2016502131.tif 000005
【国際調査報告】
2016502131.tif 000006
2016502131.tif 000007
2016502131.tif 000008
2016502131.tif 000009