JP2000505275A - ビデオ画像を表示するための方法、装置および該装置の製造工程 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも輝度変調された光束（３９、３９'）を放射する光源（４４、４４'）と、光束（３９、３９'）を偏向し、角度αρにわたってライン上にＮρ個の画像点を角度比例走査し、角度αzにわたってビデオ画像のＮz本のラインの光束（３９、３９'）を角度比例走査するための偏向装置とを備えたビデオ画像を表示するための装置において、光源（４４、４４'）が互いに独立に変調可能な２つの光束（３９、３９'）を放射し、第１の光束（３９）は，ラスター走査により制御された第１の画像点を照射するためにビデオ情報について変調され、第２の光束は、第２の画像点を照射するためにビデオ情報について変調され、ｍz≦Ｎz、ｍρ≦Ｎρである少なくとも一方が０でない整数ｍzとｍρに対して、第２の画像点の情報が第１の画像点のビデオ情報に対して１画像でｍz本のライン分だけ、１ラインでｍρ個の画像点分だけオフセットしていて、２つの光束（３９、３９'）を、偏向装置の前方または内部に位置する実際または仮想上の共有点（５４）において光の伝播方向に合成する光学系システム（４０）を備え、実際または仮想上の点（５４）から進行する２つの光束（３９、３９'）は、画像走査方向においては予め決定された角度ｍz×αz／Ｎzにて、ライン走査方向においては予め決定された角度ｍρ×αρ／Ｎρにて分離して伝播する。

Description

【発明の詳細な説明】 ビデオ画像を表示するための方法、装置および該装置の製造工程 本発明は、少なくとも１つの輝度変調された光束を放射する光源を有する、ビ デオ画像を表示するための装置に関する。また光束を偏向する光偏向装置並びに 角度αρにわたりライン上にＮρ個の画像点を角度に比例して走査すること、及 び角度αzにわたりビデオ画像のＮz本のラインを光束により角度に比例して走査 することに関する。更に本発明は、上記の特徴を備えた装置、即ち少なくとも１ つの輝度変調された光束を放射する光源を備え、角度αρにわたりＮρ個の画像 点を角度比例式に走査し、角度αzにわたりビデオ画像のＮz本のラインを角度比 例式に走査するための偏向装置を備えた装置の製造工程に関する。更に本発明は 、少なくとも１つの輝度変調された光束が光源から放射され、角度αρにわたり ライン上にＮρ個の画像点を角度比例式に走査し、角度αzにわたり画像のＮz本 のラインを角度比例式に走査するための偏向装置によって光束が偏向される、ビ デオ画像を表示するための方法に関する。 「光源」という言葉は、以降の文では、単一の光源発生器だけでなく適当な方 法で配置された異なった光源を組み合わせた場合も意味する。 上述した型式の装置は、例えばドイツ特許出願公告第４３２４ ８４８Ｃ１号 から知ることが出来る。この型式の装置では、光束は、従来のテレビジョンの電 子ビームに対応してスクリーンの方向にライン毎に偏向される。ライン走査方向 に垂直に付加的な偏向を行なうと、画像方向に走査が出来る。 走査中には、個々の画像点がスクリーン上に照射され、その中では個々に照射 される画像点の色と輝度に応じて光束の強度が制御される。強度が適切に変調さ れた異なった波長を持つ３種類のレーザーが、色表示用の光源として配置されて いる。 ライン偏向が非常に高い周波数であるために問題が生じる。このような偏向は 通常、音響光学的変調器か、またはドイツ特許出願公告第４３２４ ８４８Ｃ１ 号による多面体鏡で実行される。しかし、ＨＤＴＶのように高解像度テレビジョ ンが開発されつつある現状では、走査速度において物理的な限界に達することが 予想される。このため更なる開発が、多面体鏡や音響光学的変調器の分野で必要 となる。 ５０Ｈｚの垂直走査速度（フレーム周波数またはフィールド周波数）について は、例えば下記に示す様な周波数がラインの偏向用として必要になる。 ＰＡＬインタレース １５．６２５ Ｈｚ ＰＡＬ非インタレース ３１．２５０ Ｈｚ ＨＤＴＶインタレース ３１．２５０ Ｈｚ ＨＤＴＶ非インタレース ６２．５００ Ｈｚ 約３２ｋＨｚの水平走査速度は、高度技術の多面体鏡の回転体により実現でき る。これら多面体鏡の回転体の代表的な仕様は、回転周波数が１．２５０Ｈｚで ２５個の多面体小面を有する。同様なパラメータを持つ同じ種類の多面体鏡と機 械的な鏡を使用した偏向システムにおいては、達成可能な動力学的特性、偏向角 度、光束の直径、光線の分散性が無いこと、構造上の寸法、媒体物の補給および 原価に関して、既に実用的な最適条件が示されている。 しかし、高品質のレーザー投影分野における応用、特にレーザー・ショーやプ ラネタリウムに顕著なのであるが、運動質量による機械的な偏向システムの動力 学上の制限により、これらシステムの適応性には制限が設けられる。 例えば多面体鏡の切子面（小面）の数を２倍にして偏向周波数を２倍にする事 は、不可能である。何故なら直径を同じに維持した状態では、多面体鏡の個々の 小面の長さが結果的に減少するからである。他方、直径を増加すると、相当程度 に多面体鏡に対する要求条件が増えることになる。また回転周波数を２倍にする と、駆動部および多面体鏡を支持する軸受け、特にその材質の特性に非常に正確 な性能が要求される。何故なら、回転周波数を２倍にすると、遠心力が２倍に増 加し、従来の材質では所定の限界値を超えたこの遠心力に耐えられず、やがて多 面体鏡の破壊に至ることになる。 このような理由により、機械的な偏向装置の偏向周波数を増加させる要求には 、容易に対処できない。しかし、これらの困難な問題も、新素材、および高速か つ機械的に動作する光線偏向装置の新技術、または、非機械的な、特に電気音響 学的そして音響光学的ビーム偏向装置などにより、解決される可能性がある。 分散性の低い光束が必要となることで更なる問題が提示されるが、適切な解決 方法が得られるかも知れない。この理由として、レーザーは、現在知られている ような技術の状況から観て光束の発生用に通常使用されているが、そこでは放射 される光束はほぼ平行である。しかし、現在、特に大きな映像を投影する場合で も、現在利用できるレーザーの出力限界まで即座に到達できる。この点について は、最初の光束が多数の光増幅器に導かれ、光束により高い出力が与えられ、そ して個々のビームの中で再び合成されることは容易に想像が付く。しかし、放射 された光束のコヒーレンス（干渉性）や温度依存性のある位相位置などの理由で 、遠方界においては低出力かつ不安定な光線強度だけが利用されることになる。 この問題を解決するために、ドイツ特許出願公開第４１ ３９ ８４２Ａ１号の 中で、ビデオ画像を別々の部分的な画像に分割し、そして各画像用のレーザー光 源とそれに付随した偏向装置を用いて、これらの部分的な画像をそれぞれ分離し て表示することが提案されている。 このシステムは、非経済的で、その他にも更なる欠点を有している。最初に述 べた装置の場合には、画像の質は、平行光束を角度比例型偏向するために、投影 用スクリーンと偏向装置の距離に依存する。画面の大きさは、その距離が変化す るに従い変化する。しかし、ここで距離が変化しても、画面が不鮮明になること はない。この事により、例えば、どんな曲面の表面にも画像を投影することが可 能であり、その結果、この様な装置はまた、プラネタリウムや、光シミュレーシ ョンそしてまた新しい光のショーの応用にも使用することが可能である。 しかし、ドイツ特許出願公開第４１ ３９ ８４２Ａ１号によると、これはビデ オ装置では不可能である。これは、個々の部分的な画像は、距離が変化すると互 いに重なったりまたは分離することによる。 印刷技術での多面体鏡を用いた走査に関した米国特許第４，７９６，９６１号 の示唆するところにおいても、結果的には同じ欠点が生ずる。この場合、２つの レーザー光束が別々に偏光され、この２つの光線が同じ多面体鏡で同時に走査さ れるような方法で、偏光用ビーム分割器を用いて合成されている。これは、ドイ ツ特許出願公開第４１ ３９ ８４２Ａ１号に示されているように、部分的な画像 に分割する方法に比較して複雑さが軽減されるのであるが、この技術をビデオ装 置に適用した場合には、光線の密度は、スクリーンと偏向装置の間の距離に依存 することになる。その結果、光束は平行に走り、偏光用ビーム分割器を通って偏 光された光束として合成される。従って、この走査技術は、最初に述べた型式の ビデオ装置に関しては、上述した一連の問題点を克服するためには使用できない 。 それにもかかわらず、国際公開公報第９５／１０１５９号によるビデオ装置に おいては同様な技術が使用されている。レーザー光線から進行してきた光線ビー ムは、レンズを通して偏向用多面体鏡に投射されそして偏向されて共に別のレン ズに向かう。しかしこの場合、異なったライン上での角度比例型によるラインの ラスター走査は多面体鏡を用いて行うことはできず、連続的な偏向を行なう小面 での接線依存性があるため、全部のレーザー光線の位置が変化してしまう。この 種類の多面体鏡が製造できるかどうか疑わしい。これは、偏向角度の接線に関し ては極めて正確な研磨技術が必要とされることによる。更に、この方法を用いた 角度比例型偏向では均質な光束の密度が得られず、その結果、低品質の画面しか 得られない。 更に、多面体鏡によって反射されたレーザー・ビームは、再び一連の画像点に 変換されるが、そのためには更にレンズの追加が必要となる。最終的な画像の大 きさを得るためには、この追加されたレンズも含めて更に投影用の光学システム を増設かつ接続し、投射スクリーンに焦点をあわせなければならない。その結果 ， スクリーンと偏向装置の間隔が大きくなった時に画像が拡大することおよびスク リーンの形状などにより投影表面が制限されないという上述した長所は得られな い。 最初に言及した型式のビデオ装置を光線出力が増加するように改良し、かつ投 影スクリーンの形状および偏向装置からの距離に関わらず、本装置によって形成 されたビデオ画像を鮮明に画像表示することが、本発明の目的である。特にまた 、本発明は、画像点の密度を増加させたことに関しても更に発展している。その 結果、例えば高解像度画像（ＨＤＴＶ非インタレース式）を、非インタレース方 式で走査した場合にも表示が可能である。 この目的は、上述した型式の装置により以下の点において達成されている。ま ず、光源が、互いに独立して変調出来る２つの光束を放射し、第１の光束は、ラ スター走査により制御された第１の画像点を照射するためのビデオ情報で変調さ れ、第２の光束は、第２の画像点を照射するためのビデオ情報で変調され、第２ の画像点のビデオ情報は第１の画像点のビデオ情報に対して、フレームまたは画 面でｍz本のライン分だけ、およびライン上でｍρ個の画像点分だけオフセット している点である。但し、ｍz、ｍρの数値は、ｍz≦ＮZおよびｍρ≦Ｎρで、 かつｍz、ｍρの両方または片方が０でない数字を持つ全数である。もう一点は 、光の伝播方向上にある偏向装置の前または内部に位置する、実際または仮想上 の共有点において２つの光束を合成する光学系システムを有する点である。この ２つの光束（３９，３９'）は、画像走査方向においては予め決定された角度ｍz ×αz／Ｎzで、かつライン走査方向においては予め決定された角度ｍρ×αρ／ Ｎρで、この実際または仮想上の点から進行し別々に分かれて伝播したものであ る。 この装置を使用すると、最初に述べた方法もまた、以下の特徴点を有するよう に構成することが可能である。まず、２つの光束が上記のような同一の光源から 放射される点である。ここに、第１の光束はラスター走査により制御された第１ の画像点のビデオ情報で変調され、第２の光束は第２の画像点のビデオ情報で変 調され、第２の画像点のビデオ情報は、第１の画像点のビデオ情報に対してｍz 本のライン分だけおよびｍρ個の画像点分だけオフセットしている。但し、ｍz 、ｍρの数値は、ｍz≠Ｎzおよびｍρ≦Ｎρかつｍz、ｍρの両方または片方が Ｏでない数字を持つ全数である。次に、この２つの光束が、光の伝播方向上にあ る偏向装置の前または内部に位置する、実際または仮想上の共有点において光学 系システムにより光の伝播方向に合成される点である。この２つの光束は、この 実際または仮想上の点から進行し、画像走査方向においては予め決定された角度 ｍz×αz／Ｎzで、ライン走査方向においては予め決定された角度ｍρ×αρ／ Ｎρで、別々に分かれて進行してきたものである。 以下の特徴点を備えることにより本発明に基づいた装置を構成することが可能 である。まず、光源が互いに独立してかつ変調可能な２つの光束の放射を行うよ うに構成される点である。この内の第１の光束は、ラスター走査により制御され た第１画像点の照射のためのビデオ情報により変調され、第２の光束は、第２画 像点の照射のためのビデオ情報により変調される。ここで、第２の画像点のビデ オ情報は、第１の画像点のビデオ情報に対して画面上でｍz本のライン分だけお よびライン上でｍρ個の画像点分だけオフセットしている。但し、ｍzおよびｍ ρ の数値は、ｍz≦ＮZおよびｍρ≦Ｎρ、かつｍzとｍρの両方または片方が ０でない数字を持つ全数である。次に、偏向装置の前または内部に位置する実際 または仮想上の共有点において、２つの光束を光の伝播方向に合成する光学系シ ステムを備える点である。この２つの光束は、この実際または仮想上の共有点か ら進行し、画像走査方向においては予め決められた角度ｍz×αz／Ｎｚで、ライ ン走査方向においては予め決められた角度ｍρ×αρ／Ｎρで別々に分かれて伝 播してきたものである。次に、光束がそれぞれ輝度変調されている画像点にわた って、２つの光束を同期的にラスター走査するために２つの光束に対して偏向装 置が配置される点である。 その結果、米国特許第４，７９６，９６１号と同様に、複数のラインが、１個 の同一の偏向装置、例えば多面体鏡によりラスター走査されるという長所が得ら れる。その結果、使用されている光束の量に関しては出力が増加し、そして更に 、例えば２つの光束が画像上で別々のラインを走査することが付加的に用意され ている場合は、多面体鏡の回転周波数を減少することが可能である。しかしなが ら、本発明は、光学系システムを備える点においてこの技術とは本質的に異なっ ている。米国特許第４，７９６，９６１号においては２つの光束が平行に光学系 システムに導入されるのに対し、本発明によれば、光束は次に示す様な方法で合 成される。すなわち、２つの光束は、実際または仮想上の共有点を横切り、そし てこの点から進行して来て、画像方向上にある偏向装置によりラスター走査の角 度偏向により、特に特徴的になっている、ある規定された角度で互いに分散され ている。この事は、国際公開公報第９５／１０１５９号の教示に矛盾している。 すなわち、この教示によれば、個々のラインの光束の角度は、中継レンズと多面 体鏡との距離の関係で、どの様な角度比例型偏向からも完全にかつ独立的して決 定され、そこではこの様な角度比例型偏向がこの技術では実現されないとなって いる。しかしながら、本発明は、上述した技術の状況を乗り越えた。すなわちラ インの同時的ラスター走査に加えて、更に別々の画像点を同時的にラスター走査 することも可能にし、画像点の輝度を特に増加させるような長所を持つ結果が得 られた。 ２つの光束が偏向装置の前または内部で合成されるという、本発明により決定 される画像点の位置は、上述したように偏向装置とスクリーンの距離を変更する ことが可能であるが、その方法は、以下に示す所見から即座に明確になり特に長 所の多い方法である。これまでは、例えばこの点が投影スクリーンと偏向装置の 中間に配置されたとして、この後投影スクリーンを偏向装置の側に移動した場合 には、鮮明な画像はもはや形成されなくなるだろう。しかし、本発明による予め 形成された画像点の配置法により、光線の量的な損失を伴なわず、スクリーンを 偏向装置に特に近付けることが可能である。 特に速い偏向速度という利点を有する本発明の更なる好ましい構成においては 、第１の光束と第２の光束に対応するそれぞれのラインを同期的に読み出すこと が出来る様に画像の保存がされる。また２つの光束の内の１つを使用し、それぞ れ 光束に応じてビデオ情報の全てのラインを走査する目的で、光源と偏向装置の両 方または片方を制御することが可能な制御装置を備える。 従って、ビデオ画像での異なったラインは、いつも唯一回だけ走査されること になる。このことにより、偏向装置の速度、特に上述しているような多面体鏡の 速度を増加することなくラインの数を増加させることが可能である。例えば、Ｈ ＤＴＶ標準によるテレビ画像の投影においては、６２５本のラインを持つフィー ルドは、５０Ｈｚのフィールド周波数でインタレース処理されて形成される。し かし、良く知られているように、非インタレース法での画像の質は、５０Ｈｚの フレーム表示のために非常に良質である。これは、より大きな距離を置いて観測 した場合、全体の画像は５０Ｈｚのフィード周波数で見えるが、各フィールドに 属する水平ラインは２５Ｈｚのフレーム繰り返し速度で表示されるだけであるこ とによる。 他方、偏向速度を２倍にしフレーム繰り返し速度を５０Ｈｚにすることが可能 であり、これにより実際に画面の“ちらつき”がない全体の画像が現われる。し かし、非インタレース法は２倍のライン周波数を必要とするが、この周波数は、 技術的な困難を伴なわずに２つのラインが同時に書き込まれる本発明の更なる構 成により実現が可能である。 この様に、提示した例でも言及した様に多面体鏡のライン周波数を増加させる ことなく、インターレース法から非インターレス法への移行が高解像度の基準で も容易に達成される。 更なる可能性としては、画像内容量を増加するため同一のビデオ情報を持つラ イン数を単に２倍にすることである。そして更なる可能性としては、例えばドイ ツ特許出願公開第１９５ １７ ３５７Ｃ１号に詳しく述べられている様に、解像 度を高くする方法で画像を表示することである。特に、同じライン上（ｍz＝０ ）にある２つの異なった画像点のラスター走査はこの目的において利点を有する 。例えばこの場合には、第１の光束がそのラインの前半の半分を書き込み、そし て第２の光束が同時に後半の半分を書き込んでいくことである。この方法では、 従 前の技術と比較して、２倍の数の画像点が１つのライン上で半分の走査時間で書 き込むことが可能である。 更に、４つの光束が、各ラインの画像情報で同時に輝度変調と色変調されかつ 本発明により使用できる偏向装置で同時に画像化された時は、多面体鏡と３１． ２５ｋＨｚのラスター走査周波数を持つ、６２．５ｋＨｚのインタレース・モー ドで画像を表示することも可能となる。更に、投影された画像の輝度は本質的に はこの解決法で増加される。別々の光束で書き込まれたラインが互いに重ね合わ せられるという事実から、もはや空間的に光束を統合する必要性はない。これに ついては前に説明したように、遠方界で出力の増加と安定性に関して以前問題が 生じていたことである。 本発明によれば、第１の光束の番号と第２の光束の番号との間の間隔を示す数 ｍzは原則として自由に選択でき、最大のライン数はＮzである。例えば、第１の 光束で、第１のライン、第２のライン、第３のラインなどを走査し、それに対し 、第２の光束では、第３２３のライン、第３２４のライン、第３２５のラインな どを走査することが可能である。すなわち、６２５本のライン画像の中で、上半 分は１つの光束により形成され、下半分は他の光束で形成される。しかし、例え ば米国特許第４，７９６，９６１号で提示されている従来の技術ではこれは不可 能である。何故なら、そこで提示された教示によれば、この形式の動作では、多 面体鏡に光線が入射する点の間隔が非常に大きく、多面体鏡の小面の曲率が原因 で、異なったライン上での２つの光束に対してそれぞれ別々の錘体面誤差が生じ ることにより偏向の制御が不可能になるためである。 しかし、本発明によると、光学系のシステムの構成により、光束が進行して来 る共有点が多面体鏡小面の表面に近くまたは表面上に存在する場合、両方の光束 がいつも多面体鏡の同じ部分により画像化されるためにこの形式の表示が可能と なる。 しかしながら、実際上自由に選択出来る数ｍzとｍρ は別にして、例えばビ デオ画像の各画像点が２つの光束の内の唯１つの光束で走査されることが必要で ある場合にこれらの数字が不適切に選択されると上述した制御装置は不経済的な ものになる。 従って、本発明の更なる有利な構成においては、第１の光束が奇数番目のライ ン上だけにのみ導入されるか又は偶数番目のライン上だけにのみ導入されていて 、かつ数ｍzは奇数である。 これにより、大幅に制御の複雑さが軽減される。何故なら、第１の光束が、例 えばライン１，３，５，…上に導入されている場合、それに対して第２の光束は 、例えば、ｍz＝３の場合にライン４，６，８，…に同時に導かれるからである 。これにより、両方の光束が同一のラインを描くことが防止され、個々の画像点 がより高い輝度、すなわち２つの光束による多重照射により輝度が２倍になって 見えることが防止される。 互いに異なったラインの読み出しが連動されていて、その結果幾つかのライン が１つの画像周期中に両方の光束で書き込まれなくなるような他の解決法に比較 すれば、この方法はエレクトロニクスの複雑さも劇的に軽減するものである。 他方、もし光束が同じ画像点を書き込んでいるならば、更なる好ましい構成に 基づけば、第１の光束が完全な画像をラスター走査するために連続的なライン番 号上に導入されるようになっている。この場合、第２の光束もまた、数ｍz、ｍ ρとは無関係に全体の画像を書き込む。そのため画像点の輝度は、２つの光束が 使用されている時は、その時間中各ビデオ画像で２倍になっている。 本発明の更なる別の有利な一構成においては、偏向装置はライン方向にＮρ個 の画像点を走査する多面体鏡を有し、光束の共有点は多面体鏡のそれぞれの偏向 用小面上に存在する。従って、両方の光束は多面体鏡の同じ点で偏向されるため 、多面体鏡の小面で小さな曲率の違いがあっても、２つの光束のラインに対する 異なった錘体面誤差の影響はこの方法で防止される。この結果、間違った偏向が 生じた場合は、唯１つの錘体面誤差を修正すればよい。 本発明の更なる別の有利な一構成においては、偏向装置は画像方向におけるビ デオ画像のＮzラインをラスター走査する回転鏡を有し、共有点は回転鏡の表面 に存在する。 回転鏡の使用により、ライン用鏡、例えば多面体鏡によりライン方向に偏向さ れた光束は更に別のライン方向に偏向される。その結果、共有点が回転鏡の表面 に存在する場合には、例えばドイツ特許出願公開第４３ ２４ ８４８Ｃ１号に基 づく装置に見られるように、本発明に基づいて、同時に走査されるラインに対し ては同じ光学的条件が与えられる。これにより、同じライン密度が、偏向装置に 対する投影スクリーンの位置とは無関係に得られなければならないという条件が 特に好ましく満たされる。また、これは投射スクリーンが偏向装置から非常に離 れた距離にあり、２つの光束の出発点が別の位置にある場合にも当てはまる。し かし、投影用スクリーンが偏向装置に近接している場合、例えば、小さな画像寸 法用の非常に小形のビデオ装置置が必要である場合においても、非常に小さな画 像が有利に実現出来る。 本発明の別の更なる好ましい一構成においては、光導波路が各光束に対して設 けられ、光束は光源から進行して来て光導波路に導入される。出力側の光導波路 の終端は距離をおいて固定され、集束装置が出力側の光導波路に続いて設置され ている。ここで、光伝送用ファイバーの出力は集束装置の入力側焦点面に存在す るためそれぞれの光導波路からの光が平行となる一方、２つの光束は特定の点に おいて合成され、予め決定された角度αρとαzとが形成される。 この更なる構成により、以降に特に具体的な例で示すように、本発明に基づく 光学系システムが特に簡単な方法で実現される。一方、光導波路により、同時に 異なったラインに偏向されている光束を合成するための安価な光学系システムが 提供される。更に、光源に対する調整または照準の精度に求められる条件は、他 の光学系システムに比較すると軽減されている。何故なら、光導波路は定められ た位置で接続されているためである。従ってこの点に関しては、位置決めや角度 のための光源の調整は必要ではない。更に、光導波路から放射される光はこの集 束装置を用いて容易に平行化することが可能であり、角度は、集束装置の第１番 目の主要な平面から光導波路までの距離の関数として決定される方法で調整する ことが出来る。最も簡単な場合では、集束装置は正の倍率を有するレンズであり 、この更なる構成に基づいた光学系システムの経済性が最大に高められる例であ る。 更なる別の有利な一構成においては、少なくとも１つの光束が、光線軸に対し て３０゜以内そしてとりわけ１゜以内の角度で出力側に配置されている。光導波 路とそれに対応した光束の角度調整についての自由度がさらに大きくなる結果と して、２つの光束を平行に配置方法と比較すると共有点の位置決めが広範囲に選 択出来る。従って、装置を簡単な方法で最適化することが出来る。示された角度 の上限については、実際行なった試験で特に適当であることが証明されている。 本発明の更なる好ましい構成においては、光導波路が統合された光学系要素の 中に配置されている場合、複雑さが更に軽減される。何故なら、統合された光学 系要素は、小さな製造上の許容誤差で製造することが可能なためである。更に、 光束の出力間で必要とされる距離は、特に明確に規定された方法で固定される。 何故なら、製造上の許容誤差は、この方法で小さくすることができるためである 。本発明の更なる有利な構成によれば、光束間の距離が１０μｍ、特に３０μｍ より大きく、かつ１ｍｍより小さい場合、ビデオ画像の非常に近接した隣のライ ンを走査する目的において非常に有利であることが証明されている。何故なら、 この方法では、例えば漏洩フィールド結合を介して光情報が一方の導波路から他 方の導波路に透過することなく、第１の光束用と第２の光束用の２つの非常に近 接した（１０μｍよりは大きな距離で）ラインを簡単な方法で協調して書き込む ことが可能であり、また（１ｍｍより小さい）結合点は、既に述べたように、偏 向用多面体鏡の小面の位置からはほぼ無関係に選択することが可能である。 本発明の更なる好ましい構成に基づく別の有利な一可能性を下記に示す。すな わち、光導波路はコアとクラッドとを有する光伝送ファイバーであり、出力側で 接続されるが、その時各光伝送ファイバーのクラッドは結合される位置で平板化 される。その結果、２本の光伝送ファイバーのコアは、出力側では１０μｍ以上 の小さな間隔になる。この結果、上述した利点と同じ利点が得られる。しかし、 この場合は、柔軟性のある光伝送ファイバーが光導波路として使用されていて、 これは次に示すような更なる利点を有する。すなわち、光伝送ファイバーの出力 部は必要な距離をおいて機械的に互いに固定接続されているが、光導波路の入力 部は、柔軟性があるために実際上どんな位置にも移すことができるという利点が ある。これは、更なる構成により、特に経済的な小型のビデオ装置が実現可能で あることを意味している。これは、光源の発生器の位置や方向が自由に選択する ことが出来ることによる。 光導波路間の漏洩によるフィールド結合の不都合性は既に上述している。特に この結合による結果として、０以外の値を有する波長により、電場の一部もまた 光導波路から伝播方向に対して垂直に現れるために、光束が特定の光導波路の中 だけに留まらなくなる。光束が互いに非常に近接して配置されている場合は、こ の漏洩したフィールドが、他の光導波路のモードを励起させる。既に示している ように、光導波路の光伝送部の中心間に適当に大きな間隔を持たせることでこれ を防止することが可能である。 しかし、光伝送ファイバーが互いに接触する表面の間に反射面を設けることに よりこの距離をより小さく維持することも可能である。反射コーティングにより 、漏洩した電場は反射され、それぞれ他の光導波路に影響を及ぼさなくなる。し かし経験的には、これは、コアを円錐形に広げるかまたはテーパ付けして補償し なければならない減衰を惹き起こす原因となる。このコアの形成のため、条件が 好ましくない場合、小さな角度αρとαzとが形成されるために必要な小さな距 離をおくことができない。 更なる別の有利な一構成は以下の２つの点を特徴とする。まず、偏向装置が二 つの方向に可動である鏡を有し、両方の光束がこの鏡の表面上の共有点に予め決 められた角度で集束し、この点から進行する光束が反射される点である。次に、 可動鏡を点頭運動または螺旋運動させるための駆動装置を備える点である。ここ で、量ｍzに対するラインは径方向において番号付けまたは計数され、また数量 ｍρの画像点はこうした螺旋走査の前進または進行方向において番号付けまたは 計数される。 螺旋型ラスター走査は極座標系で投影が行われるため利点を有する。例えば、 飛行シミュレータまたはプラネタリウムにおいて有用である。何故なら、こうし た場合には画像の内容は通常、球面または半球面上に表示されるためである。螺 旋型ラスター走査の技術は、例えば、米国特許第３，５６９，６１６号に示され ている。平面上への投影を目的とした全く別の幾何学に基づいていることにより 、本発明をこのような螺旋型偏向のラスター走査技術において利用することは有 り得ないように当初は思われた。しかし、径方向と円周方向に関してのラインの 点と画像の点を、先に示した様に適当に選択することにより、本発明はまた驚く ほどに利用が可能であり、この型式の走査に対して上述したような利点が得られ る。ラインと画像点の概念は、テレビジョン技術で知られている走査技術から予 想されるより、より一般的な広い意味で理解されるべきであることをこのことは 示している。 前述した点は、２つの画像点と２つの光束にのみ関係する。しかし、２つ以上 の光束もまたそれぞれに対応したライン用としてそれぞれ使用される。そこでは 、指示されている数２は、この多数のラインと画像点および多数の光束の、部分 的な量かまたは小グループを表わしている。 本発明の更なる有利な構成は、特に２つ以上の光束に対し、以下の点を特徴と する。すなわち、光源は互いに独立して変調することが可能な４つの光束を放射 し、その光束の内の２つは、画像の最初のラインの角度αρ で異なった画像点 を書き、そして他の２つの光束は、最初のラインからｍz本のライン分だけ離れ た第２のラインに角度αρで異なった画像点を書き込む。従って、１つのライン に同時に異なった画像点を書き込みかつ同時に異なったラインを書き込むという 利点を、個々の装置で実現することが可能である。特に、これを目的とした更な る好ましい構成においては、光の進行方向に想定される光束の光源点は、光学系 装置の焦点面の上に直角に配置されている。結果的な配置は、２つの方向で対称 形となっていて、特に画像投影の正確さに関しては有利になっている。何故なら 、この更なる構成の結果として、２つの画像点がライン上に角度αρにて画像化 さ れる時に、要求されている画像点の位置はまた、ｍz分だけオフセットして同時 的に走査されたラインに、同時に確保される。 これ以降原則として、付属の図面に関連しながらより完全な形で本発明につい て記述する。 図１は、本発明に基づくビデオ画像を表示するための装置の概略図。 図２は、デカルト座標系におけるビデオ画像の走査法の一例を示す模式図。 図３は、平面極座標系における画像の走査法の一例を示す模式図。 図４は、図１に示した装置において使用される光学系システムの概略図。 図５から図８は、図１の装置において使用される図４のシステム以外の光学系シ ステムを示す概略図。 図９は、異なった波長の光束を合成するための、統合された光導波路結合器の斜 視図。 図１０は、図８に基づく２つの光導波路結合器を有する、図１の装置に使用され る光学系システムを示す。 図１１は、図１に示した装置の制御用回路を示す。 図１２は、図１１に示した回路動作を記述するための多数の信号波形を示す。 図１は、例えば、レーザーショウ、プラネタリウム、飛行シミュレータ、また は家庭などで、カラービデオ画像を表示するために使用できるレーザー投影装置 を示す。図１による投影装置は、特にカラー画像の表示を目的としている。３個 のレーザー装置、１０、２０、３０は、３原色を混合するために配置され、３つ の光束１２、２２、３２を放射する。レーザー装置１０、２０、３０は、ビデオ 画像の画像点を形成するために適切な波長の光を放射する。他方、単色の画像の 場合は、レーザー装置は１個あればよい。しかし、以下に述べることは、例示の ように専らカラー画像に関係したものである。単色用装置への変更は、単色レー ザー装置の使用を１つに制限することにより容易に行なう事ができる。 レーザー装置１０、２０、３０は静的な動作をする。そのため、画像点の色と 輝度に関してレーザーを制御するためには、３つの光束１２、２２、３２は、別 々の変調器１４、２４、３４により変調される。例えばもし、レーザー１０、２ ０、３０が供給電源で直接に制御されるレーザー・ダイオードで、かつこの後者 の方法で変調されれば、この種の変調器は省略することができる。 個々の画像点の輝度と色は、映像表示用真空管を用いた既知のテレビジョン技 術に使用されているところの電子銃の制御に類似した方法で、変調器１４、２４ 、３４により制御される。 光束１２、２２、３２は、変調器１４、２４、３４を出た後、ビーム合成装置 ３８により、合成されて全光束３９を形成する。この合成装置は、具体的な例と しては、二色変性用の鏡から構成される鏡システムである。装置のこの部分は、 輝度変調用および色変調用の光源部４４である。 全光束すなわち合成された光束３９は、光学系システム４０に入る。光学系シ ステム４０には、色変調及び輝度変調可能な別の光源４４’により同様に形成さ れた光束３９’が更に導入される。 光束３９はラインを書き込むためのものであるが、光束３９’は、光束３９に より書き込まれたラインに対してｍz本のライン分だけオフセットしたラインを 、同期的に書き込むために使用される。更に、画像点もまた、異なったラインに おいて、お互いに対してオフセットしており、この場合ｍρ個分だけオフセット し ている。しかし、本発明の基本的な特徴は専ら異なったラインを同時に走査する ことにより説明されうるため、以下に述べる事例は、別に注釈が無い限りは、ｍ ρ＝０に限定されている。 以降はもっと完全に記述するという目的のため、ｍzは、ラインの距離の番号 またはラインの間隔の番号を示す。 異なったライン上において２つの光束３９と３９’とを同期的に偏向するため に、図１に示す装置は、ある角度で２つの光束３９と３９’を合成、分解する光 学系システム４０を備え、光束３９、３９’は、この後に続く画像投影中には、 実際または仮想上の共有点から進行してきた様に見える。 光束３９、３９’は、ｍρ＝０である場合、ラインの偏向に対し直角な面内に 存在する。光学系システムで設定される角度は、ｍz本のライン分の間隔で固定 されたラインに対して決定される。ここで、数ｍzは、以後により詳しく説明す るように、ビデオ映像の実効的なラインの数Ｎzの数より少ない全数である。 この装置で使用されている偏向の原理の理解を助けるうえで、映像表示用真空 管に使用している既知のテレビジョン技術に採用されているラスター走査を参照 するとよい。本発明で用いられる技術は、ビデオ画像の画像点を形成する電子ビ ームの代わりに、光束３９、３９’が使用されている点で従来の技術と異なって いる。そして、画像表示用真空管で一般に使われている磁場偏向は、ライン用鏡 ４１すなわち具体的な例では多面体鏡、そして画像用鏡４２すなわち具体的には 回転体鏡を用いた機械的操作法により置き換えられている。しかし、この種のレ ーザーおよびビデオ投影では、操作する方法は、ここで記述している機械的な力 によるものに制限されない。それはまた、例えば音響光学的な手段によっても実 現することができる。 図１にはまた拡大用光学系４５が示され、実施例において小さな偏向角度の場 合にビデオ画像を拡大する機能を有する。この目的のため拡大用光学系４５は、 接線方向の条件に応じて調整される無焦点系レンズ・システムとして構成されて いる。拡大用光学システム４５は、スクリーン上の光束の偏向角度を決定するの に役立っているために、これらは偏向装置の一部として見なされる。しかし、本 発明に関しては、例えば、角度αρとαzに対する全ての値およびその一部の値 は、これら拡大用光学系に入る前で与えられる。 実施例において、２つの光束３９と３９’は、形成されたビデオ画像の個々の 画像点が連続的に照射されるように、ライン用鏡４１と画像用鏡４２を含む偏向 装置を用いて二次元的にスクリーン４３上に偏向される。このスクリーン４３は 、図１に示した様に従来のテレビジョン画像を表示するため平面に形成すること が出来る。しかし、プラネタリウムや飛行シミュレーションにおいては、スクリ ーン４３は、むしろ曲面に構成するほうが良い。 スクリーン４３はまた、一般的には、映像を観ている人が前述したように光学 系４５の側の位置しているか、またはスクリーン４３に関して反対側に位置して いるかに応じて正面投射または背面投射として形成される。 ビデオ画像表示用の装置は、変調器１４、２４、３４、１４’２４’および３ ４'のために特別に適応された電子制御ユニット４６も、装置の構成部分として 含んでいる。 制御ユニット４６に一時的に保存されたビデオ情報は、ライン用の鏡４１（多 面体鏡の輪）と画像用の鏡４２（ガルバノメータ式鏡）のそれぞれの位置に同期 して読み出され、その後に、光束３９と３９’の輝度変調と色変調用に使用され る。このことは、図１１に示してある制御系でより詳細に説明する。 最初に、この本発明について、重要なテレビジョン標準に対する基本的な仕様 を下記に示す。 ＰＡＬ 非インタレース（フレーム） 走査画像が有する実効的ライン（Ｎz）： ５７５ 絶対ライン数： ６２５ フレーム周波数： ５０Ｈｚ １ライン走査に要する時間： ３２μｓ 画像用鏡の偏向角度αz＝１５゜の 時の画像の中の２つのライン間の角度βz： ０．０２６° ６ｍの距離でのスクリーン上でのライン間隔 （投影光学系４５が無い場合）： ２．７ｍｍ ６ｍの距離での画像の高さ： １．６ｍ アイドル・ライン： ４９ アイドル時間： １．６ｍｓ この場合に１走査ラインが有する 画像点の実効的な数（Ｎρ ）： ７２０ ４：３の幅・高さ比が与える ライン用鏡４１の偏向角度： ２０゜ ライン用鏡の角度αρ ＝２０゜の時の １つのライン上にある２つの画像点の間の角度βρ ： ０．０２７７゜ ６ｍの距離でのスクリーン上での画像点の間隔 （投影光学系が無い場合）： ２．９ｍｍ ６ｍの距離での画像の幅： ２．１ｍ １ライン走査に要する時間： ３２μｓ アイドル時間： ３．２μｓ ＨＤＴＶインタレース（フィールド型式） 走査画像（フィールド）が有する実効的ライン（Ｎz）： ５７５ 絶対ライン数： ６２５ レームが有する実効的ライン： １１５２ 絶対ライン数： １２５０ フレーム周波数： ２５Ｈｚ フィールド周波数： ５０Ｈｚ 画像用鏡の角度αz＝１５°の時の 画像上での２つのラインの間の角度βz： ０．０２６° ６ｍの距離でのスクリーン上でのラインの間隔 （投影光学系が無い場合）： ２．７ｍｍ ６ｍの距離での画像の高さ： １．６ｍ アイドル・ライン： ４９ アイドル時間： １．６ｍｓ この場合に１走査ラインが有する 画像点（Ｎρ）の実効的な数： １４４０ １６：９の幅・高さ比が与える ライン用鏡の偏向角度： ２６．７７゜ ライン用鏡の角度αρ＝２６．７°の時の １つのライン上にある２つの画像点の間の角度βρ： ０．０１８５° ６ｍの距離でのスクリーン上での画像点の間隔 （投影光学系が無い場合）： ２ｍｍ ６ｍの距離での画像の幅： ２．８ｍ １ライン走査に要する時間： ３２μｓ アイドル時間： ３．２μｓ ＨＤＴＶ非インタレース（フレーム） 走査画像が有する実効的ライン数（Ｎz）： １１５２ 絶対ライン数： １２５０ フレーム周波数： ５０Ｈｚ １ライン走査に要する時間： １６μｓ アイドル・ライン： ９８ アイドル時間： １．６ｍｓ 画像用鏡の角度αz＝１５゜の時の 画像上での２つのラインの間の角度βz： ０．０１３° ６ｍの距離でのスクリーン上でのラインの間隔 （投影光学系が無い場合）： １．４ｍｍ ６ｍの距離での画像の高さ： １．６ｍ この場合に１走査ラインが有する 画像点（Ｎρ）の実効的な数： １４４０ １６：９の幅・高さ比が与える ライン用鏡の偏向角度： ２６．７７゜ ライン用鏡の角度αρ ＝２６．７゜の時の １つのライン上にある２つの画像点の間の角度βρ ： ０．０１８５° ６ｍの距離でのスクリーン上での画像点の間隔 （投影光学系が無い場合）： ２ｍｍ ６ｍの距離での画像の幅： ２．８ｍ １ライン走査に要する時間： １６μｓ アイドル時間： １．６μｓ 基本的には、上記のことから下記の関係が導きだされる：ＰＡＬ非インタレー ス表示法とＨＤＴＶインタレース表示法においては、２つの画像の間にはアイド ル時間１．６ｍｓを持った４９のアイドル・ラインがある。 −２つのラインの間のアイトル時間は、３．２μｓである。 −画像用鏡の偏向角度がαz＝１５°で、かつ実効的なライン数Ｎz＝５７６の時 は、両方の表示方法に対し２つのラインの間の角度は、同じ値βz＝０．０２６ °になる。 −ＰＡＬ非インタレース表示法では、すなわち、幅・高さ比が４：３の時は、ラ イン用鏡の偏向角度は、αρ＝２０゜となる。１ラインの実効的な画像点の数７ ２０に関すれば、１つのライン上で２つの隣接した画像点の間には、βρ＝０． ０２７７゜の角度がある。 ＨＤＴＶインタレース表示法では、幅・高さ比が１６：９の場合、ライン用鏡の 偏向角度は、αρ＝２６．７７°となる。１ラインの実効的な画像点の数１４４ ０に関すれば、１つのライン上で２つの隣接した画像点の間には、βρ＝０．０ １８５゜の角度がある。 −ＨＤＴV非インタレース表示法では、２つの画像の間にはアイドル時間１．６ ｍｓのアイドル・ラインが９８ある。 −２つのラインの間のアイドル時間は、１．６μｓである。 この場合、実効的ライン数Ｎz＝１１５２を２倍にすると、隣接するライン間の 角度βz＝０．０１３°は半減されることになる。 −１６：９の幅・高さ比を持つ非インタレース表示法では、ライン用鏡の偏向角 度は、αρ＝２６．７７°である。１ライン当たりの実効的画像点の数が１４４ ０の時は、１ライン上での２つの隣接した画像点の間の角度は、βρ＝０．０１ ８５°になる。 従って、画像がＰＡＬ非インタレース方式およびＨＤＴＶインタレース方式を 用いて走査された時は、共線（collinear）である光束３９、３９'の画像特性に 関して相似性がある。しかし、２つの画像間のアイドル時間は、全ての表示方式 で１．６μｓである。 数学的−電子的手段を用いれば、どのような画像の大きさもそれぞれの装置の 画像特性に適合させることが可能であり、その結果、画像の質は改善される(例 えば、ドイツ特許出願公開第１９５ １７ ３５７ Ｃ１号に記述されている）。 この目的に対し考慮すべき条件に忠実に従えば、多数のラインとライン上の多数 の画像点で、本発明による同時的走査が非常に有益である。この点は、以降に掲 げる、画像走査中に多数のラインを同時に書き込むＨＤＴＶ非インタレース方式 に基づいた、画像表示法の例によりより明確である。 異なったライン間での画像点の同時表示に関して上で得られた情報は、同一ラ イン上で多数の画像点を多重走査することについて述べたことにも適応でき、そ こでは、指示された寸法、寸法比、時間、および時間比などが、上で与えられた 情報に対応して使用されていて、その中で指標“z”は、“ρ”に置き変わって いる。“z”の指標は、画像内で走査されるラインを表し、“ρ”の指標は、ラ イン内で同時に走査される画像点を表す。 以下に記述する点は、ライン用の標準とは無関係な別の描写法、例えば、ドー ム形に投影する極座標において画像点を任意に書き込む場合にも、同じ様に適用 することが出来る。これは以降、図３に関連して明確になる。 画像点は、スクリーン４３、またはスクリーン４３と、ライン用鏡４１と画像 用鏡４２を含む偏向装置との距離に無関係に常に鮮明に表示される。これは、ス クリーン上に到達した光束は仮想的には平行であり、またそれらの分散は、本質 的にはレーザー光源１０、２０、３０の分散によって決定されることによる。し かし、スクリーン４３と偏向装置の距離が増加した時には、画像の大きさもまた 変化する。これはライン用偏向と画像用偏向が角度比例式であるために可能なこ とであり、図１に示した鏡４１と４２を用いた偏向法から分かる。 しかし、図１の具体例では、個々のラインは、単一の光束では走査は出来ず、 むしろライン用鏡４１を通った光束３９と３９'によって、別々のライン上に同 期的に走査される。従って、一方では表示された画像はより高い明度が得られ、 画像もまた、２倍のライン数を持ったライン用偏向鏡４１の偏向速度で書き込む ことが出来る。既に説明した様に、具体例で示したライン用鏡４１として使用し ている多面体鏡の設計には特に有効であり、従来の偏向速度で実用的な多面体鏡 を用いて、非インタレース動作でＨＤＴＶの画像を表示することさえも可能であ る。 実施例において、２つの光束３９と３９’は、光学系システム４０により互い に関連した一定の角度で画像用鏡４２を出るが、この角度の大きさは、この方式 用に選択されたライン間隔の番号ｍzに比例している。これが実現される特殊な 方法を、以降の図４から図１０に掲げる具体例に関連して説明する。 光学系システム４０により光束３９と３９’の間で定義された角度もまた、 図１から決定される。表示されるビデオ画像のＮz本のラインに対し画像用鏡４ ２の全偏向角度がαzの時、βｍz＝ｍz×αm／Ｎzの大きさの角度は、光束３９ と３９’の間のｍzのライン数の違いで決まる。２つが直接隣接しているライン （ｍｚ＝１）の間の角度の間隔は、以降βz＝αz／Ｎzで表示する。これは、該 当する方法で、異なった画像点(ｍρ≠０)、βｍρ＝ｍρ・αρ／Ｎρおよびβ ρ＝αρ／Ｎρを書き込む時に適用される。ここで、αρは、全走査ライン・ビ ーム角度または開放角で、Ｎρは１ライン上の画像点の数である。 基本的には、幾つかの走査法を次に掲げる点において区別しておく必要がある 。すなわち、選択されたライン間隔の数ｍzが偶数であるか奇数であるか、また 個々の光束が偶数、奇数または全数のライン番号か、である。画像表示において 、最も重要な組み合わせのみを以下に示す。 ケース１： ライン間隔番号ｍzが奇数でそして光束３９が奇数ラインのみ書き込む。結果 として、全ての画像ラインは、画像を走査中に多くとも一回しか書き込まれない 。 このケースの場合は、ライン用鏡の偏向周波数を一定に保っていて１画像当た りのライン数を増加させるために主として用いられる。しかし、直接隣接してい るラインのライン数を２倍にした時に同一のビデオ情報で書き込むことも可能で はある。その結果、特に画像の光出力が時間平均して増加する。 光束３９は定常的に奇数ラインを書き込む： １ ３ ５ ７ 光束３９’は定常的に偶数ラインを書き込む： 特定的に、 ｍz＝１ ２ ４ ６ ８ ｍz＝３ ４ ６ ８ １０ ｍz＝５ ６ ８ １０ １２ など ＨＤＴＶ非インタレース表示では、２つのライン間の偏向角度はβz＝０．０ １３°である。そのため、ラインの間隔数ｍzに従って、下記に示すライン・ビ ーム角度βｍzが与えられる。 ｍz＝１ β1z＝０．０１３° ｍz＝３ β2z＝０．０３９° ｍz＝５ β3z＝０．０６５° ｍz＝７ β7z＝０．０９１° ｍz＝９ β9z＝０．１１７゜など。 ケース２： ライン間隔数ｍzが偶数で、光束３９が全ラインを連続的に書き込んでいく。 結果として画像を走査中に光束３９と３９’により照射されたラインが２回書き 込まれる。このケースは、主に表示された光出力の量を増加するために使用され る。 光束３９は全ラインを書き込む： １ ２ ３ ４ … 光束３９’は下記に示すラインを書き込む： 特定的に、 ｍz＝２ ３ ４ ５ ６… ｍz＝４ ５ ６ ７ ８… ｍz＝６ ７ ８ ９ １０… など 例えば、ライン３，４，などは、異なった時間に書き込まれるが、しかし１つの 画像で２回書き込まれるていることが分かる。 ＨＤＴＶ非インタレース表示では、２つのライン間の偏向角度はβz＝０．０ １３°である。そのため、ラインの間隔数ｍzに従って、下記に示すライン・ビ ーム角度βｍzが与えられる。 ｍz＝２ β2z＝０．０２６° ｍz＝４ β4z＝０．０５２° ｍz＝６ β6z＝０．０７８° ｍz＝８ β8z＝０．０１０４° ｍz＝１０ β10z＝０．１３°など。 ケース１では、光束３９と光束３９’の間のライン・ビームの角度βmzは、同 時に書き込まれたラインが同一の角度の間隔を持つという方法で計算されたが、 それに対しケース２では、光束３９と光束３９’の間の角度βmzは、全てのライ ンが互いに正確に書き込まれていくという方法で計算される。これは、出力の大 きさを決める光束３９と３９'により１ライン上に２つの別々の画像点（ｍρ≠ ０）を書き込むという、上述した配置法に対して特に有効な方法である。 更に、実際の光学系の配置で小さな光線の偏差がある場合でも、高品質の画像 が光束３９と３９'について正確に計算された角度βmzにより形成されるという ことが示される。何故なら、角度βmzの偏差は提示されている装置内において、 また同様に、画像のラスター走査の時間間隔内では一定であるためであり、その 結果、小さな光の偏差では顕著な画像の誤差は発生しない。 しかし、角度が大きな誤差を持っている場合、光源８０と８０’の変調器が角 度βｍzに対応した時間補正法により調整される。ここでの分散は、特に全ての ラインを多重走査して出力を増大する場合には充分耐えられる量である。光学系 の配置で精度を出すための要求の程度は、従前の技術に比較すれば低い。何故な ら、画像上の誤差は、観測者が認識出来ないような方法に対応して設計された電 子制御により左右されるためである。 図２と図３は、２つの走査の方法を概略的に示しており、また値mzとｍρは図 中で説明している。光束３９とその他の光束３９'の入射点は、２つの点で表示 している。また、ライン用走査と画像用走査の偏向装置は、ＮρとＮZで示した ２つのベクトルで図示している。図２は、画像方向とライン方向での値ＭZとＭ ρを持つ画像用鏡４２とライン用鏡４１により形成された時の、２次元でのラス ター走査法を示していて、既に図１の例で充分に説明がなされている。 これに対し、図３は、例えば球形状のドーム上に投影する螺旋型走査法を示し ている。しかし、図３にダッシュ・ラインで示したような長方形状の走査もまた 、螺旋型走査法で可能である。その場合、光束は、長方形の外側を走査している 時には、空白にしているがこれは適当な方法である。この螺旋型走査は、例えば 、角速度ωでそれぞれに該当した正弦波型制御（一方向）と余弦波型制御（別方 向）で、２つの方向に傾斜することができるガルバノメータ鏡により、実行が可 能である。正弦波電圧波形と余弦波電圧波形を一定の振幅にすると、光束３９と ３９'は、円形状のパターンに偏向される。他方、もし振幅が時間の経過と共に 一様に増加して行くと、図で示した螺旋図形が現われる。 更に、図３は、長方形型走査以外の他の走査法の場合に、どのようにラインと 画像点の定義を選択すべきかかを明確にするためにｍz＝３とｍρの値を示す。 図３による螺旋型走査では、ラインの計数は半径方向に結果としてなり、画像点 の計数は周方向で行われる。 図１に示された実施例において光学系システム４０が、実用上どのように実現 できるかについて、幾つかの例を参考にして下記に示す。 図４は、例で示した光学系システム４０の平面図である。２つの光束３９と３ ９'とは互いに直角に分光されていて、以前に記述した動作モードとは反対の動 作モードで配置されている分光用ビーム・スプリッター５０により合成される。 分光用ビーム・スプリッター５０を出た後、両方の光束は、複屈折能を有する 材料から作られたプリズム５２に入り、そしてこれは、２つの分光方向に対して 異なった屈折率があるために、２つの光束３９と３９’の間で角度の傾斜が形成 される。 図４では、光束３９と３９’は、分光用ビーム・スプリッター５０への入射条 件によって既に決定されている距離で、分光用ビーム・スプリッター５０を出る 。プリズム５２により生じた２つの光束の間の角度変化で、これらの光束３９と ３９’は共有点５４で合成される。この共有点は出来るだけ光学系システム４０ と画像用鏡４２の間に配置させるべきで、その結果、ビデオ画像上のライン密度 は 偏向装置から投影スクリーン４３までの距離には無関係になる。 光学系システム４０は、共有点５４が画像用鏡４２の表面上に存在するように すると、最も有効な位置付けとなる(ｍz≠０；ｍρ＝０において)。何故なら、 光学系システム４０により調整される角度は、その後、ビデオ画像のライン走査 用鏡の角度の変化と同じ位置で基本的に偏向されるためである。これは、ライン の走査が全てのラインに対し同じ位置から進行することを意味している。 他方、この共有点５４を、ライン用鏡として使用している多面体鏡の偏向用小 面上に、特殊な条件ｍρ≠０；ｍz＝０で配置すると、幾つかの応用には有効で ある。何故なら、両方の光束３９と３９’のライン偏向は多面体鏡小面の同じ点 で実行されるからである。 共有点５４が他の点５４’に移動する場合、この目的用の無焦点系レンズ・シ ステムとして有効に設計された光学系５５を更に追加することにより、移動を実 現することができる。この種類の光学系５５はまた、光束３９、と３９’が点５ ４’で一点に集中する角度を変更するためにも使用することが出来る。従がって 、この形式の光学系システムは、光束３９、３９’の角度およびその共有位置が 一定の偏向をするように設定すると、更に自由度が大きくなる。これは有利な点 である。何故なら、非常に小さい数ｍz、ｍρでは、機械的な実行の仕方では非 常に早い段階で制限を受けるからであり、これは以降に掲げる数値的例で特に示 す。 更に、この更なる光学系システム５５は、以後に掲げる全ての例で使用するこ とができる。しかし、簡単にするため、光学系システム５５での操作法のより詳 しい説明はこれらの例に対しては省略する。幾何学的光学系の原理を利用すれば 、当業者にとっては、更なる光学系システム５５について下記に示した実例を改 良したり変更したりすることはいつでも可能である。同様に共有位置５４の配置 について上述した種々の所見は、他の全ての実例にもあてはまる。 図５は、光学系システム４０の別の実施例を示す。光束３９と３９’に対し複 屈折能を有する材料や異なる分光方向に必要なものは提示していない。光学系シ ステム４０は、光束３９’がプリズム５６の表面５８で全反射される角度で入射 するようなプリズム５６から構成されている。他方、光束３９はこのプリズムの 表面５８に入射し、そしてプリスム５６で屈折し、入射光束３９と３９’との間 で決められた角度になる。光束３９と３９’は前に述べた点５４で合成され、同 じ角度で分光して分かれる。ここで、既に述べたように、この角度はライン番号 ｍzにより固定され、そして幾何学的条件の配置とプリズム５６自身の角度で決 定される。 図６は、光源点ＡとＢから出た光束３９と３９’を合成するための、基本的な 画像関係を示している。そこでは、角度βと位置５４は、第一の平面ＨＨ’によ り特徴付けられた焦点光学系システム６４により決定される。図６で示した例に おいて、光源点Ａ、Ｂは、光伝送用ファイバー６６と６６’の光出力部で例示す るように形成されている。光源点ＡとＢとは、光学系システム６４の光学系軸６ ７に関して非対称的に、かつ画像化用光学系６４の投影側焦点面Ｆに位置してい る。それぞれの光源点ＡとＢから進行してきた全ての光束は、光学系システム６ ４に入り、画像化システムの光学軸６７に対し同一の角度σで出て行く。光源点 ＡとＢの間の距離は、角度βを決定する。 他方、主要な光線、すなわち、画像化光学系６４の光学軸に関しての光伝送用 ファイバーの方向が、共有点５４の位置を固定する。図６の例での光ファイバー のコア間の角度ｖは、２つの光束３９と３９’が画像化光学系の前で分かれて伝 播するような方法で選ばれる。画像化光学系６４は、本例での画像化側焦点Ｆ’ の後方でかつ光学系軸６７からある距離を置いて位置している共有点５４におい て光束を合成する。 周知のように、共有点５４の位置は、画像化光学系６４の主要な平面ＨＨ’と スクリーン４３との間にある制限範囲内において、光ファイバーの終端で１つま たは両方の光ファイバーのコアを傾斜させることにより変更することが出来る。 光学系軸に対し３０゜以下の角度は、実際に実現された光学系システムに対して は特に有効であることが証明されている。 これらの考察は、光源点を垂直方向に配置して、１画像で１ライン以上（ｍz ≠０）同時的に表示するために適用されるし、また、光源点を水平方向に配置し て、１ライン上に１つ以上の画像点を表示するためにも適用される。 更に図７は、レンズと鏡を使用した光学系配置４０の実施例を示している。図 ７に示した具体例の配置では、それぞれの入射平行光線３９と３９’は、光学系 システムを出た後再び平行光線になることが特に考慮されている。 この実施例では、光束３９と３９’は、レンズ５８と５８’により、鏡６０の 上に焦点があり、その結果、上述したように光源点ＡとＢは、鏡６０の表面上に 形成される。別のレンズ６２により反射した後、光束は、図６に関して既に考察 したように、平行光線になる。 レンズ５８と５８’の画像側の焦点は、結果的には反射鏡の表面上かつ更にレ ンズ６２の焦点面に存在し、その結果現れた光束３９と３９'は、再び平行にな る。 光束が合成される方法は、基本的には鏡６０の形状によって決定される。鏡６ ０は図７の実施例においては、２つの部分鏡(partial mirror)から構成され、具 体例の中の適切な角度γで結合される。そこでは、光束３９は部分鏡の表面６３ で反射されかつ光束３９’は部分鏡表面６３’で反射される。 光束３９と３９’の角度はレンズ６２により形成され共有点５４の位置は両方 の光束３９と３９’が共に横切るが、この角度や位置は、例えばレンズ５８、５ ８’とレンズ６２の焦点距離を選ぶことにより変更が出来る。更に、光束３９’ と３９の間の角度と共有点５４の位置は、鏡６０の位置と鏡の表面６２と６２’ との間の角度で変更することが出来る。当業者は幾何光学の法則からそのような 変更の結果については精通しているし、図４から図６までの記述内容からこれら の結果が良く理解されると思う。 図８は、光学系システム４０の別の実施例を示しているが、ここでもまた、光 源点Ａ、Ｂは、２つの光伝送ファイバー６６と６６’のコアの出力端部にある。 実施例においては焦点用装置のレンズ６２があり、そこで２つの光伝送ファイバ ー６６と６６’の出力端部がレンズ６２の入力側焦点面に配置され、そして光源 点ＡzとＢzを形成する。光源点Ａzは光束３９を、光源点Ｂzは光束３９’を発生 する。光伝送フィバ−６６と６６’のそれぞれのコアは、光束３９と３９’を導 き通していて、破線で示している。 図８に従えば、光伝送ファイバー６６と６６’のファイバー・コアの中心軸は 、それぞれ平行に（vz＝０の時）、コア相互間の距離azそして光学系中心軸から の距離yzで伸展している。ファイバーの終端は、投影側焦点面Ｆに配置されてい る。画像点ＡzとＢzの主要ビームは、レンズ６４の主要面から距離ｆ’離れた位 置の、画像側第１焦点または焦点Ｆ’で相交わり、共有点５４を形成する。 これらのビームおよび光源点ＡzとＢzから進行してきた他の全てのビームの角 度は、光学系軸６７に対し、常にσに等しい。角度２σは、２つのライン間の角 度βmzに対応し、これらのラインは、ｍzラインの間隔で画像走査中に書き込ま れる。必要な角度の大きさとｍzの選択すべき値は、これ以降により詳細に考察 する。 上述のケース１に対しては、光源点ＡzとＢzの間の距離は以下に示す通りであ る。 ｍz＝１ a 1z＝６μｍ ｍz＝３ a 3z＝１７μｍ ｍz＝５ a 5z＝２８μｍ ｍz＝７ a 7z＝４０μｍ ｍz＝９ a 9z＝５１μｍなど。 次に掲げるラインは、例えばｍz＝９の時に共に連続的に走査することが出来 る。ｍz＝９： 第１のラインと第１０のライン 第３のラインと第１２のライン 第５のラインと第１４のライン 第７のラインと第１６のライン 第９のラインと第１８のライン 第１１のラインと第２０のラインなど。 実際には、画像の最初および画像の最後の領域に達すると、画像はそのライン 番号の２倍で書き込まれ、そしてそれぞれの各ラインは一度しか書き込まれない 。最初に明示していなかったライン２、４、６および８がどのようにスクリーン 上に画像化されるかをこの後に記述する。上述したように、ケース２においては 、次に値が光源点ＡzとＢzの間の距離に対して与えられている。 ｍz＝２ a 2z＝１１μｍ ｍz＝４ a 4z＝２３μｍ ｍz＝６ a 6z＝３４μｍ ｍz＝８ a 8z＝４５μｍ ｍz＝１０ a 10z＝５７μｍ など。 次に掲げるラインは、例えばｍz＝１０の時に共に連続的に走査することが出 来る。ｍz＝１０： 第１のラインと第１１のライン 第２のラインと第１２のライン 第３のラインと第１３のライン 第４のラインと第１４のライン 第５のラインと第１５のライン 第６のラインと第１６のライン 第７のラインと第１７のライン 第８のラインと第１８のライン 第９のラインと第１９のライン 第１０のラインと第２０のライン 第１１のラインと第２１のライン、など。 ライン１０の後は、それに続くラインが、特に異なった時間に２回書き込まれ 、 画像の最後の領域に到達するまで続く。 同様に、最初に２回書き込むことが出来なかったライン１、２、３、４、５、 ６、７、８、９そして１０が、どのようにして再びスクリーン上に画像化される かを以降に記述する。 ビデオ・システムにおいて光学系システムの配置取りをより充分に図説するた めに、図８の実施例に対応した幾つかの数値的例を示す。 図１に対応した装置に使用されている場合には、焦点距離１から７ｃｍの場合 が、図８に示したレンズ６２に対して実用上有効であることが証明されていて、 かつビデオ・システムの配置決めに対する多数の境界条件に対し簡単な方法で適 応させることが可能である。特に、焦点距離２．５ｃｍを持つレンズ６２が、使 用した光導波路の特性に基づいた図１の実施例で使用されている。 画像用鏡４２（回転鏡）は、具体例では、Ｎzラインを走査するために、角度 αz＝１５°で旋回することが可能である。この角度の大きさと１１５２本のラ イン数Ｎzから、ライン間隔番号ｍz＝１を持つ同期的に走査された光束のライン 差に対して、２つの隣接したライン間の角度β1z＝０．０１３°を計算すること が出来る。上述した焦点距離２．５ｃｍでは、要求された角度の調整のために、 光伝送ファイバー６６と６６’のコア間で６μｍの間隔が必要となる。この間隔 は、従来の光伝送ファイバー６６と６６’の直径に比較すれば非常に小さいもの であり、特に約６μｍのコア直径のファイバーが使用される場合には、実際には 実現は殆ど不可能である。もっと小さいコア径を使用すると、漏洩界（極めて僅 かな場の結合）による光伝送ファイバー間の漏話が発生して、スクリーンに到達 する前に、分割されている光束３９と３９’の光の伝播を乱してしまう。 これら一連の問題は、選択されたライン間隔数ｍzが１より大きい時には、回 避される。例えば、ｍz＝５の時、ライン１、３、５、７は光束３９により同時 に走査され、そしてライン６、８、１０、１２は光束３９'によって同時に走査 される。その場合、光伝送ファイバー６６と６６’のコア間の間隔は、約２８μ ｍとなる。 ｍz＝５より大きい数では、この間隔は増大する。ｍz＝５７６かつＮz＝１１ ５２の時、画像の上半分は光束３９により走査が可能で、かつ画像の下半分は光 束３９’により走査が出来る。しかし、その場合、共有点５４は、ライン用鏡４ １の偏向用小面上に存在する必要があり、その結果、光束３９と３９’はその鏡 の表面上で結合されそして鏡の寸法は小さく維持される。これは、光源点Ａzと Ｂzの主要光線が光学系軸６７に対して平行に存在している図８の具体例で実現 可能であり、そこではこれら主要光線が画像側焦点Ｆ’にある共有点５４を形成 し、多面体鏡の小面も同様に画像側焦点Ｆ’に存在する。 図１に示した実施例では、選択された値ｍzは、別の試験に対しても通常は小 さく、その結果、図３によるレンズ・システム５５を省略することが出来た。更 に、光束３９は、奇数ライン番号１、３、５、７、…に対応して一定に走査され る。更に、ｍzもまた、光束３９’が偶数ラインのみを走査するように奇数番号 が選択されていたが、ビデオ画像の個々のラインは、両方の光束３９と３９’で 走査されることはない。その結果、異なった光束３９、３９’により個々のライ ンの照射を２倍にすることは、制御手段に関し経済的な観点から除外された。 すでに述べたように、ｍzを小さくした場合には、光伝送ファイバーのコアは 、好ましくはマイクロメータ（μｍ）の領域に近付く。この目的で、光伝送用フ ァイバー６６と６６’の２つのクラッドを、接続する前にコアの近くまで擦り剥 き、そしてそれから光伝送ファイバーを、接着剤により擦り剥かれた表面で接着 する。 しかし、コア間の間隔が非常に小さくマイクロメータの領域になると、望まし くない結果が生じる。零から分散する波長が原因で、光伝送ファイバーのコアの 中に光の波動が完全に導入されない。それよりむしろ、指数関数的に減少する漏 洩界が発生し、それぞれ他の光伝送ファイバー６６’と６６のコアの中に伝送モ ードを励起させ易い。例えば光伝送ファイバー６６と６６’が非常に近接してい る時は、その結果として光束３９と３９’との完全な分離は期待することは出来 ない。この影響を軽減するために、光伝送ファイバー６６と６６’のコア間の間 隔は、１０もしくは３０μｍ以上に選択しなければならない。何故なら、この種 類のコアでさえ大きさ１０μｍの次元の直径を持っているからである。例えば、 ｍzは、光束３９と３９’の間で必要な角度を決定するのに実質的に寄与してい るのであるが、このｍzを適切に選ぶことにより、この必要条件を満足させるこ とが出来る。ｍzが１より大きい数に対しては、番号ｍzの選択の仕方によりライ ンの追加が必要となるが、追加されたラインは、具体例では変調中には消去され ている。 ここまで記述してきた方法では結果的に、ラインの一部は、画像の最初と画像 の最後では書き込まれない。選択されたライン間隔数ｍzの大きさに依り、最初 に表示出来ないラインがある。 例えば、ライン間隔数ｍz（ケース１）の場合に、下記に示す関係が画像の最 初の部分で与えられる。 ｍz＝１ 全てのラインが書き込まれる。 ｍz＝３ 第２のラインが書き込まれない。 ｍz＝５ 第２、第４のラインが書き込まれない。 ｍz＝７ 第２、第４そして第６のラインが書き込まれない。 一般的には、偶数のライン番号を持つ、（ｍz-1）／２のライン数が書き込ま れない。この場合、例（ケース１）においては、下記に示すライン数が、画像の 最後の部分で書き込まれない。 ｍz＝１ 全てのラインが書き込まれる。 ｍz＝３ 第１１５１のラインが書き込まれない。 ｍz＝５ 第１１４９と第１１５１のラインが書き込まれない。 ｍz＝７ 第１１４７、第１１４９そして第１１５１のラインが 書き込まれない。 一般的には、奇数のライン番号を持つ、（ｍz-1）／２のライン数が書き込ま れない。 上に示した結果によると、画像の最上部の（ｍz-１）／２のラインと画像の最 下部の（ｍz-１）／２のラインが表示されない。このように、ｍz＝１１の時、 水平の端部分領域では、画像情報が概略で０．５％程省略される。 これらの損失は、大抵の応用では観測者には認識されない。 もう一つ実現性の面では、上述したビデオに関する全ての標準（ＰＡＬ、ＨＤ ＴＶ）の中で与えられている１．６ｍｓの不感時間またはアイドル時間は、書き 込む前と書き込んだ後のために与えられているが、これらはそれぞれ、事前に表 示出来ないスタート・ラインと最終ラインに対応している。この不感時間が与え られた理由は、初めに記述したビデオ投影システムにおいて、ガルバノメータ鏡 は約１ｍsのリセット時間が必要なためである。残りの画像アイドル時間０．６ ｍｓは、それから画像の最初の部分と画像の最後の部分のラインの書き込み用と して利用される。実際、ｍzがほぼ２０より小さいライン間隔数を持つ時の画像 表示は、この方法で画像損失無しで実現することが可能である。しかし、画像が 常に、上から下に走査されそして次の画像が下から上に走査されるような方法で 、画像用鏡４２が制御される時は、ライン間隔数もまた更に増加することが出来 る。この場合、リセット時間が分与されて、１．６ｍsの全インターバル時間が 使用出来る。 ライン間隔数ｍz＝１０の場合、画像の最初の部分でケース１により、次に 示すモードが結果として得られる。 最初に、ライン２、４、６、８が、光源Ａから進行してきた光線だけにより 連続的に書き込まれる。これは、実祭の画像アイドル時間の範囲である ４・３２μｓ＝０．１２８ｍs以内に達成されるが、光源点Ｂは点灯されて いない。 次に光源点Ｂからの光束３９’は一時的に保存されたライン１を書き込み、 そして光束３９は、光源点Ａから進行してきて同時にライン１０を書き込む。同 様な方法で、ライン３と１２、５と１４、７と１６などと一対になって同時に表 示される。 画像の最後の部分では、光源Ｂから進行してきたものはライン１１４３、そし て光源Ａから進行してきたものは 最後のライン１１５２、これらが画像アイ ドル時間に同時に表示される。 光束３９は、光源点Ｂから進行してきてライン１１４５、１１４７、１１４９ そして１１５１を連続的に書き込む。この動作は、実祭の画像アイドル時間の範 囲である ４・３２μｓ＝０．１２８ｍs以内に達成されるが、光源点Ａは点灯されてい ない。 すなわち、光束３９は消去されている。 従がって、例では、０．２５６ｍｓの時間だけが画像の最初の部分と最後の部 分のラインを表示するのに必要である(残っている画像アイドル時間は０．３４ ４ｍs)。 しかし、もし制御を省略しかつｍzの数を小さく維持したいなら、前述した漏 洩界を減少するべきである。これは、例えば反射用アルミニウムのフィルム７０ を、光伝送用ファイバー６６と６６’を接合する前に、それらの間に真空状態に して配置することで実現できる。これにより、漏洩界の電界強度は短絡しそして 漏洩界は可視光の波長範囲でコアに反射されて戻る。しかしある状況においては これは相当量の光損失を残すが、適切な手段、例えばファイバーの終端にテーパ ーを形成するなどで軽減すべきである。 しかし大きな屈折率の傾斜を持つ光導波路は同様に漏洩界の伝播を減少させる が、その結果、この場合には波動の伝送領域がともに相対的には近接した状態に なる。又これにより、光束３９がライン１、３、５、７、…を走査し、かつ光束 ３９’がここで同期的に、２、４、６、８、…を走査する様に構成することが可 能である。このケースでは、ライン間隔番号ｍzは１であり、そして光導波路を 約６μｍかそれ以下の距離の間隔で配置すべきである。 統合された光導波路を持つ実施例を下記の図９と図１０に示す。本趣旨に従い 、最初に図１０に、図１の実施例で合成装置３８として使用できる統合された光 導波路結合器の概念図を示す。このような光伝送用結合器を実現する方法は、ド イツ特許第１９５ ０３ ９３０号及び第１９５ ０３ ９３１号に詳述されている 。 本趣旨に従い、光伝送用構成体７４は、その中で別々の波長１２、２２、３２ を持つ波長の光束を結合していて、集積光学系回路に適した基板７２の中に形成 されている。構成体７４は、この目的のために基板７２に適切なドーピングをす ることにより形成された。 図１０に示した光学系の配置４０は、この様な２つの光伝送結合器のドーピン グされた表面が互いに接触するようになっていて、そこでは一方の表面が光束３ ９を発生し、他方の表面が光束３９’を発生する。構成体７４と７４'の出力は 一方が他方の上に置かれて配置され、図７に示した光学系システムと同様なシス テムになる。そこでは、光束３９と３９’が互いに小さな間隔で光導波路から現 われる。角度を決定するための決められた間隔は、光伝送用ファイバーを結合す る前に、基板７２と７２’のドーピングされた表面上に決められた厚さのフィル ム７０を、例えばスパッタリングすることによって正確に決定することができる 。このフィルムは、例えばポリシリコンなどである。 しかし、非常に小さな間隔の時は、漏洩界の結合をこの場合再び考慮にいれな ければならない。その結果、接合する前にアルミニウムのフィルムを基板７２と ７２’の間に更に真空状態で追加して配置されるが、この様にして漏洩界を短絡 することは既に述べた通りである。 図６の様に、光束３９と３９’が出現するための構成体７４と７４’の出力部 の領域、すなわち光源点ＡとＢはまた、レンズ６４の焦点面に位置している。こ の点に関しては、図６と図８に示した具体例と同じ明確な考察がこの場合にも適 応される。 今まで述べた内容は、２つの光束３９と３９’の例を参照している。この接合 で導入された原理は、勿論２つ以上の光源点Ａz Ｂzに対しても有効であり、そ の結果、例えば４組の配置の場合は、４つのラインが同時平行的に表示すること ができる。 更に、具体例に関して上述した例証では、光源点ＡとＢは、都合良く光学系軸 ６７を含みそしてそれらの表面がライン偏向方向に法線をなして面している平面 内に存在する。更に、光源点は、好都合なことに光学系軸からそれぞれ同じ距離 にある。このように、２つまたはそれ以上のラインを特別簡単な方法で平行に書 き込むことができる。 既に述べたが、この点に関する対策をラインの画像点に応用する時は、幾分異 なった配置が必要となる。そこでは、光源点ＡとＢは光学系軸６７を含みかつそ の法線がライン偏向に垂直になる平面上に配置される。 この場合、上述した記述内容もまた、殆ど同じ様な方法でラインの画像点に応 用される。光源１４、２４、３４の変調器が光源４４と４４’に従がって制御さ れ、かつライン用鏡４１と画像用鏡４２がそれに対応して設計されている時は、 １ライン上での２つまたはそれ以上の画像点を光源点ＡρとＢρで同時に書き込 むことが可能である。この種類の配置は特に出力の大きさの決定に都合がよい。 こうした配置においては、更に１ライン上の画像点の数量もまた増加すること が出来る。これは、ライン上の画像点のデジタル・ラスター走査をする時や画像 点の表示に同期したパルス化された光源点を使用する時には、特に有効である。 更に、画像点１から５７６までが第１の光束３９で書き込まれ、画像点５５７か ら１１５２までが第２光束３９’で書き込まれている場合には、１ライン内での 画像点Ｎρの数を増加することができる。 焦点面６４のレンズに長方形に配置された４つの光源点を組み合わせると、更 に有効となる。そこでは、２つの光束が１ライン上の２つの画像点を書き込み、 そしてそのライン方向から離れた位置で追加された２つの光束は、それらの光源 点から進行してくる。その結果、それぞれの画像点は、時間内にその点で必要な それぞれの画像情報を受けるが、それらの情報は、４つの連結した光源４４の変 調器をそれぞれに対応して制御する方法で得られる。従がって、異なった輝度と 色の２つの画像点が少なくとも２つのラインでそれぞれ同時に書き込まれる。し かしながら、４つの輝度変調用と色変調用の光源がこの目的には必要であり、こ れらは電子制御ユニット４６により制御される（図１参照）。 画像で１ライン以上および各ライン上で１画像点以上を同時に走査するような この変形例では、それぞれ別々の画像点に関連する光源点ＡρとＢρの共有点５ ４を比較すると、別ラインに関連する光源点ＡzとＢzの共有点５４は、光学系軸 ６７の上でもそれぞれ別々の位置に配置される。このことは、既に図５で説明し たように、光源点から進行してくる光束の方向を適切に選択するこにより可能で ある。 従がって、例えば、角度ｖzとｖρを選択することにより、光源点ＡzとＢzの 共有点５４を画像用鏡４２上に配置し、かつ光源点ＡρとＢρの共有点５４をラ イン用鏡上４１に配置することも可能である。 図１１は、光学系のビデオソース１００からビデオ・データのストリームＥに よって生じる光束３９と３９'により、ビデオ画像の２つのビデオ・ラインを同 時に読み出すための回路図の配置を示している。 ビデオ・データのストリームＥはその後、画像点とラインに対し規格化されて バッファー用保存回路に保存され、そして読み出しチャンネルの数量に対応して 、そしてまた、少なくとも２つの光束３９と３９’により同時に表示すべきライ ンの数量に対応して制御ユニット１０２で分割され、ここで例で示しているよう に、出力チャンネル１０５（Ａ）と１０６（Ｂ）に到達する。 それぞれの出力チャンネル系１０５と１０６にある中間の保存回路はビデオ・ データすなわちデジタル数値を受け取る。データはこの後、デジタル・アナログ 変換回路に入り、１ワード長が２４ビットの制御ユニットからの指示で光源４４ と４４’の偏向を制御する。 中間の保存回路１１１、ＦＩＦＯ Ａには、読み出しチャンネル１０５に割り 当てられたＲＧＢのデータＡが入れ、そして他方の中間の保存回路１２１、ＦＩ ＦＯ Ｂには、読み出しチャンネル１０６に割り当てられたＲＧＢデータＢが入 る。出力して行くＲＧＢデータのＡとＢの流れは、一時的に、ビデオ投影システ ムの中で、入力して来るビデオ・データから切り離されるが、このビデオ投影シ ステムは、入力して来るビデオ信号に対しては非同期的に動作している。しかし 、 それぞれの出力チャンネル１０５と１０６に割り当てられたＲＧＢデータを同時 に読み出すことができ、そこでは、制御装置１０２によって得られる必要なライ ンの間隔数ｍzも考慮に入れられている。 本趣旨に従えば、ビデオ・データＡ＋Ｂは、非同期動作をしている偏向装置１ ０７により構成された時間制御用クロックとは無関係に読み出される。ＲＧＢデ ータＡとＢの読み出しは、ｍzにより与えられ、かつ中間の保存回路１１１と１ ２１の構成で決定される一定の関係で実行される。後者については、ビデオ画像 の処理に関する方法（ドイツ特許出願公告第１９５ １７ ３５７Ｃ１号参照）に 関して更なる可能性がある。すなわち、提示された構成を持つ光変調器と光偏向 装置では、異なったビデオ標準でもビデオ・データＥを表示することができる点 である。 更に、ＲＧＢデータＡ＋Ｂと光偏向装置１０７を、ビデオ情報源の中のビデオ データの流れＥと同期的に制御することができる。この場合、バッファー用保存 回路１０１は省略することができるが、これにより複雑さが減少される。 しかし、中間の保存回路１１１と１２１を用いて個々のラインを中間保存する ことは、１つ以上の走査用光束で連続的な高品質の画像表示を確実にするために は、好都合である。適当なメモリー長を持つ既知のＦＩＦＯ保存回路は、制御が 簡単であるという理由で中間の保存回路１１１として選ばれている。ＨＤＴＶに 対しては、１ラインについて必要なメモリー長は、例えば、１，４４０画像点× ２４ビット＝３４，５６０ビットである。 以下では、ライン間隔数ｍz＝３の例で、ケース１についてより詳しく記述す る。ライン１と３は、まず始めに奇数のライン番号だけに用意されている中間の 保存回路１１１に保存される。 この時間の間に、ライン２に対するビデオ情報だけが最初、光束３９’を偏向 するために、読み出しチャンネル１０６から読み出される。第１ラインに対する ビデオ・データＡと第４ラインに対するビデオ・データの同時の読み出しが、信 号ＰＣＬＫ ＯＵＴの制御により、それぞれ３つのデジタル・アナログ変換器１ １２と１２２で実行されるが、この変換器は各々の読み出しチャンネル１０５と １０６に出力している。但し、この同時読み出しは、ライン４のビデオ情報が中 間の保存回路で読み出しが可能な時だけ行なわれる。ＲＧＢの光源４４と４４’ は全てのチャンネルでデシタル・アナログ変換器に接続されていて、そこでは、 これらのＲＧＢ光源４４と４４’は、図１の例に対応しみると、３つの変調器１ ４、２４、そして３４を交互に使用している。輝度変調と色変調された光束３９ と３９’は、光学系装置４０で合成されて偏向装置１０７に導かれる。この偏向 装置は、図１による例では、ｘ方向の偏向用のライン用鏡４１とｙ方向の偏向用 の画像用鏡４２を持っている。第１と第４のラインの読み出しの後に、第３と第 ６のライン、第５と第８のラインなどが続いて読み出される。 このケースでは、読み出しチャンネル１０５での中間の保存回路１１１のメモ リー長は、従がって２ライン分となり、また一般的には、ラスター・スキャン走 査法においてはｍz−１ライン分である。更に、読み出しチャンネル１０５での 中間の保存回路１２１のメモリー長は、１ライン分となり、一般的には、ｍz− ２ライン分となる。 多数のラインの同時読み出しの結果として、ライン周波数があるが、これは、 同時に読み出すラインの数量に比例して減少し、かつ信号ＨＳＹＮＣと各チャン ネル毎の信号ＰＣＬＫに従った画像点の周波数に対応している。 ２つのラインを同時走査する場合には、ビデオ標準に応じて表示するための必 要な走査周波数と変調周波数は半分になる。提示された走査周波数を持つシステ ムでは、単位時間にスクリーン上に表示することが出来るラインの数は、結果的 に２倍となる。 更に、本回路は、それぞれ中間の保存回路にＲＧＢデータＡとＢを割り当て、 かつ中間の保存回路とデシタル・アナログ変換器を制御している制御ユニットを 内臓している。継続的に到達するＲＧＢデータＡとＢは、制御ユニット１０２に よりライン毎に２つの中間保存回路１１１と１２１に読み込まれていく。イネー ブル信号ＥＮ ＷＲ−ＡとＥＮ ＷＲ−Ｂそして画像点のクロック信号がこれら の制御に使用されている。 この部分の制御回路は、必要なら、ラインに関するＲＧＢデータＡまたはＢで 、中間の保存回路１１１と１２１に書き込む多重制御のように動作もする。 ＲＧＢデータＡとＢが、２つの中間の保存回路１１１と１２１の出力で同時に 使用可能な状態になると直ちに読み出し信号ＥＮ ＲＤ−ＡとＥＮ ＲＤ−Ｂお よび信号クロックＰＣＬＫ ＯＵＴに同期して、２つの中間の保存回路１１１と １２１の読み出しが実行される。 図１２に、照射用のビデオ・データ情報Ｅの流れを示す。またＲＧＢデータＡ ＋Ｂ、ＡそしてＢの流れも示す。ＲＧＢデータＡとＢは、中間の保存回路１１１ と１２１に緩衝用として一時的に保存され、そして殆ど同時に読み出される。図 １１で分かるように、固定されていてかつ一時的な関係が、ＲＧＢデータＡ＋Ｂ およびＲＧＢデータＡとＢの間に存在する。他方、ビデオ・データＥおよびＲＧ ＢデータＡとＢの間の一定した関係は、ビデオ投影システムが同期的動作をして いるときだけ存在するが、しかし、非同期動作をすることは通常は殆どない。し かし、高品質の画像表示をする観点から観ると、非同期動作の場合は、選択され ている時間は充分に長く、実際には画像情報の損失の影響は除外できる。 上述した制御系は、別々の光束を信号がどの様に生成するかを図説している一 例である。本発明もまた、例えば、ビデオ画像の中間的な保存において個々の保 存情報の出力を直接的に多重化することなどにより、別の制御系でも実現するこ とができる。 電子制御の動作方法にも関わらずに、本発明による装置により、２つの光束を 使用して出力を増加し、かつビデオ画像の質を改善することが可能である。これ は、ラインの分離走査と１ライン上の画像点の分離走査の例によって既に示して ある。この方法によって達成された有効な点は、２つ以上の光束が使用されてい る時により実効的に使用ができることである。更に、本発明は、例で示したレー ザーだけに限定されてはいない。唯一光束を高度に平行状態に保つことが、上述 している構成体に対し最も重要なことである。この平行状態は、現在の技術状況 ではレーザーにより最も良く実現されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フォーゲル、ヴォルフガング ドイツ連邦共和国 Ｄ―07747 イエナ エベレッシェンシュトラーセ 14／442 (72)発明者 フロスト、ホルガー ドイツ連邦共和国 Ｄ―07548 ゲラ イ ェーガシュトラーセ １ 【要約の続き】 （５４）から進行する２つの光束（３９、３９'）は、 画像走査方向においては予め決定された角度ｍz×αz／ Ｎzにて、ライン走査方向においては予め決定された角 度ｍρ×αρ／Ｎρにて分離して伝播する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも輝度変調された光束（３９、３９’）を放射する光源（４４、 ４４’）と、光束（３９、３９’）を偏向し、角度αρにわたってライン上にＮ ρ個の画像点を角度比例走査し、角度αzにわたってビデオ画像のＮz本のライン の光束（３９、３９’）を角度比例走査するための偏向装置とを備えたビデオ画 像を表示するための装置において、 光源（４４、４４’）が互いに独立に変調可能な２つの光束（３９、３９’） を放射し、第１の光束（３９）は，ラスター走査により制御された第１の画像点 を照射するためにビデオ情報について変調され、第２の光束は、第２の画像点を 照射するためにビデオ情報について変調され、ｍz≦Ｎz、ｍρ≦Ｎρである少な くとも一方が０でない整数ｍzとｍρに対して、第２の画像点の情報が第１の画 像点のビデオ情報に対して１画像でｍz本のライン分だけ、１ラインでｍρ個の 画像点分だけオフセットしていることと、 ２つの光束（３９、３９’）を、偏向装置の前方または内部に位置する実際ま たは仮想上の共有点（５４）において光の伝播方向に合成する光学系システム（ ４０）を備え、実際または仮想上の点（５４）から進行する２つの光束（３９、 ３９’）が、画像走査方向においては予め決定された角度ｍz×αz／Ｎzにて、 ライン走査方向においては予め決定された角度ｍρ×αρ／Ｎρにて分離して伝 播することとを特徴とするビデオ画像を表示するための装置。 ２． 第１の光束（３９）と第２の光束（３９’）のそれぞれに対応するライン を同期的に読み出すことが可能である画像の保存部（８０）と、それぞれの走査 において２つの光束（３９、３９’）の一方のみによりビデオ画像の全てのライ ンを走査するために、光源および偏向装置の少なくとも一方を制御する制御装置 （８８）と備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３． ｍzが０に等しくなく、第１の光束（３９）が奇数番号のラインまたは偶 数番号のライン上にのみ案内され、ｍzは奇数であることを特徴とする請求項１ または２に記載の装置。 ４． 第１の光束（３９）が、完全な画像をラスター走査するために連続した番 号のラインと画像点上に案内されることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ５．偏向装置（４１、４２）はライン方向にＮρ個の画像点を走査するための多 面体鏡（４１）を備え、光束の共有点（５４）は多面体鏡（４１）の偏向小面上 に存在することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。 ６．偏向装置（４１、４２）はビデオ画像のＮz本のラインをラスター走査する ための回転鏡（４２）を備え、光束の共有点（５４）は回転鏡（４２）の表面に 存在することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。 ７． ２つの光束（３９、３９’）のそれぞれに対して光導波路（６６、６６’ 、７４）が配置され、光束（３９、３９’）は光源から進行して光導波路に導入 されることと、出力側の光導波路（６６、６６’、７４）の端部が一定の間隔を おいて固定されることと、集束装置（６４）が光導波路（６６、６６’、７４） の出力側に配置され、光伝送ファイバー（６６、６６’、７４）の出力部が集束 装置（６４）の入力側焦点面に位置し、それぞれの光導波路（６６、６６’、７ ４）からの光が平行になる一方で、２つの光束（３９、３９’）は予め決定され た角度αρとαzとを形成して共有点（５４）において合成されることを特徴と する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。 ８． 少なくとも１つの光導波路が光学軸に対して３０゜、好ましくは１゜より も小さい角度をなして出力側に配置されることを特徴とする請求項７に記載の装 置。 ９． 光導波路（６６、６６’）が統合された光学要素（３８’）内に配置され ることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。 １０．光導波路（６６、６６’、７４）の出力部の間隔が１０μｍ、好ましくは ３０μｍより大きく、１ｍｍより小さいことを特徴とする請求項７乃至９のいず れか１項に記載の装置。 １１．光導波路（６６、６６’）が出力側で接合されるコアとクラッドを備える 光伝送用ファイバーであり、それぞれの光伝送用ファイバー（６６、６６’）の クラッドは接合部位において平板状に形成され、２つの光伝送用ファイバーのコ アの間隔が出力側において１０μｍより大きいことを特徴とする請求項７乃至９ のいずれか１項に記載の装置。 １２．偏向装置が２つの方向に移動可能である可動鏡を備え、両方の光束（３９ ，３９’）は鏡の表面上の共有点（５４）において予め決定された角度で合成さ れ、共有点（５４）から進行した光束（３９，３９’）は反射されることと、 可動鏡を螺旋運動させるための駆動部が配置され、量ｍzに相当するラインの 数は径方向において数えられ、量ｍρに相当する画像点の数は、走査される螺旋 の進行方向において数えられることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１ 項に記載の装置。 １３．光源が互いに独立して変調を行うことが可能な４つの光束（３９と３９’ ）を放射し、４つの光束（３９と３９’）の内の２つは角度αρにて画像の第１ のライン上に別々の画像点を描き、他の２つの光束は角度αρにて、第１のライ ンに対してｍz本のライン分だけオフセットしている第２のライン上に別々の画 像点 を描くことを特徴とする請求項１に記載の装置。 １４． 光の進行方向に想定される光束（３９と３９’）の光源点は、光学要素 の焦点面上において長方形状に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の 装置。 １５．少なくとも輝度変調された光束（３９、３９’）を放射する光源（４４、 ４４’）と、光束（３９、３９’）を偏向し、角度αρにわたってライン上にＮ ρ個の画像点を角度比例走査し、角度αzにわたってビデオ画像のＮz本のライン の光束（３９、３９’）を角度比例走査するための偏向装置とを備えたビデオ画 像を表示するための装置の製造工程であって、 光源（４４、４４’）が互いに独立に変調可能な２つの光束（３９、３９’） を放射し、第１の光束（３９）は，ラスター走査により制御された第１の画像点 を照射するためにビデオ情報について変調され、第２の光束は、第２の画像点を 照射するためにビデオ情報について変調され、ｍz≦Ｎz、ｍρ≦Ｎρである少な くとも一方が０でない整数ｍzとｍρに対して、第２の画像点の情報が第１の画 像点のビデオ情報に対して１画像でｍz本のライン分だけ、１ラインでｍρ個の 画像点分だけオフセットしていることと、 ２つの光束（３９、３９’）を、偏向装置の前方または内部に位置する実際ま たは仮想上の共有点（５４）において光の伝播方向に合成する光学系システム（ ４０）を備え、実際または仮想上の点（５４）から進行する２つの光束（３９、 ３９’）が、画像走査方向においては予め決定された角度ｍz×αz／Ｎzにて、 ライン走査方向においては予め決定された角度ｍρ×αρ／Ｎρにて分離して伝 播することと、 ２つの光束（３９、３９’）がそれぞれ輝度変調された画像点にわたり光束（ ３９、３９’）を同期的にラスター走査するために、光束（３９、３９’）に対 して偏光装置（４１、４２）が配置されていることとを特徴とする工程。 １６． 少なくとも輝度変調された光束（３９、３９’）を放射する光源（４４ 、４４’）と、光束（３９、３９’）を偏向し、角度αρにわたってライン上に Ｎρ個の画像点を角度比例走査し、角度αzにわたってビデオ画像のＮz本のライ ンの光束（３９、３９’）を角度比例走査するための偏向装置とを備えたビデオ 画像を表示するための方法であって、 光源（４４、４４’）が互いに独立に変調可能な２つの光束（３９、３９’） を放射し、第１の光束（３９）は，ラスター走査により制御された第１の画像点 を照射するためにビデオ情報について変調され、第２の光束は、第２の画像点を 照射するためにビデオ情報について変調され、ｍz≦Ｎz、ｍρ≦Ｎρである少な くとも一方が０でない整数ｍzとｍρに対して、第２の画像点の情報が第１の画 像点のビデオ情報に対して１画像でｍz本のライン分だけ、１ラインでｍρ個の 画像点分だけオフセットしていることと、 ２つの光束（３９、３９’）を、偏向装置の前方または内部に位置する実際ま たは仮想上の共有点（５４）において光の伝播方向に合成する光学系システム（ ４０）を備え、実際または仮想上の点（５４）から進行する２つの光束（３９、 ３９’）が、画像走査方向においては予め決定された角度ｍz×αz／Ｎzにて、 ライン走査方向においては予め決定された角度ｍρ×αρ／Ｎρにて分離して伝 播することとを特徴とするビデオ画像を表示するための方法。