JP2009508166A - 無電極の光源を備えた動画投影機 - Google Patents

Abstract

無電極のランプ（１２，５４）を有する光源を使って動画を投影するためのシステムおよび方法。無電極のランプ（１２，５４）は、動画フィルム投影機、または、いわゆる「デジタル映画」投影機、さらに静止画を投影するための投影機で使うことができる。無電極のランプ（１２，５４）は、パルス化されたモードで動作させることができ、それによって通常のフィルム投影機におけるシャッターの必要性を排除する。光源は、複数の無電極のランプ（３２，６１，６２，６３，６４，６５，６６，８０）を使用することもできる。それぞれのランプは、異なったスペクトル組成に対応する放射を提供するよう選ぶことができる。例えばランプは、複数の「デジタルマイクロミラーデバイス」（５８）、または他のデジタル画像化手段を照射するための、赤、青、および緑の光を発散することができる。

Description

本発明は、動画を投影するためのシステムおよび方法に関わり、特に、無電極の光源を使って動画を投影するためのシステムおよび方法に関する。

動画は、滑らかな動きの知覚を与える静止画像の、急速に変化する一連のものを観測者に提供する。通常、等しい長さの暗闇の期間によって分離された４８個の突発的な光の中に２４個の不連続な画像を表示するフィルム投影は、人間の残像現象−つまり、人間の目が画像を見た後にその画像を１秒の約２０分の１の間保持するという事実、に依存している。従って、フィルム投影における閉鎖された暗闇の期間は観測者には見えない。ビデオおよび／または「デジタル映画」投影機（プロジェクター）によれば、このような閉鎖および暗闇の期間は不要である。通常、このタイプのデジタル投影機は、閉鎖されずに、常に変化する画像を表示する。従って、通常、動画は、閉鎖され断続的に進行するフィルム画像、あるいは、テキサス・インストゥルメンツ・デジタル・プロセッサ(Texas Instruments Digital Light Processor)（ＤＬＰ），ソニーＳＸＲＤ(Sony's SXRD(Silicon X-tal Reflective Display))、あるいはその他の手段のような種々の技術によってデジタル保存システムから再現される画像、に依存しうる動画投影機を使って観測者に表示される。

動画フィルム投影機は、フィルムのストリップ（帯）を投影機を通して急速に動かすためのモータを使う。フィルムを係合させ、そして光源の前に配置するためにスプロケットが使われる。フィルムは、フレームによって定義されたそれぞれの画像をもった静止画像の長い列を含んでいる。光源は、連続的な方法でスクリーン上のフィルムの上に静止画像を投影する。静止画像の列が十分に急速に変化する限りは、スクリーンを見ている観測者は、知覚されうるちらつき（または揺らめき）なしに、連続的および円滑にさまざまな画像を知覚する。通常、フィルムは、連続的に移動するフィルムのそれぞれのフレームが光源の前に停止される一方で、スクリーンに投影されるような、断続的な方法で光源の前を通過する。

従来の３５ミリ劇場動画フィルム投影機は、モータ駆動のスプロケットホイールを使用し、それは、毎秒２４フレームの標準的な速度で、フィルムゲート（フィルム保持枠）を通して断続的にフィルムを引っ張る。フィルムは、いずれかの側における一定のスピードスプロケットによってフィルムゲートおよび断続的なスプロケットに供給され、そこから取り去られる。フィルムゲートで作られた断続的なフィルムの動きは、比較的速い「回転」段階と、それに続く「停止」段階とによって特徴付けられ（その状況で画像が見られる）、断続的なスプロケットのいずれかの側で衝撃吸収材（ショックアブソーバ）のような役割を果たすフィルムループによって平滑化され、そのような動きでないならばフィルムを破壊する可能性が高いであろう。これらのフィルムループは、一定のスピードスプロケットによって提供され、維持される。フィルム移動の期間に、一定速度のモータによって駆動された回転シャッターがスクリーンを真暗にする。これは、投影ゲートに入って来て、そして出て行く時のフィルム画像を、観測者が見ることが可能になったなら起こりうるようなぼけを防止する。上記の通り、「残像現象」として知られた現象に起因して、これらの暗闇の期間には観測者は気付かない。

現在の劇場投影機のほとんどは、もっぱら機械的形式のものである。通常、１つの同期モータは、多数の駆動歯車を設けた１本のシャフトを駆動し、その歯車は、シャッターのみならず一定速度および断続的なスプロケットを一つの速度で駆動する。それは典型的に毎秒２４フレームの米国の標準フレーム速度に対応する。しばしば、ヨーロッパにおけるように、毎秒２５フレームの高度フレーム速度が使われる。断続的スプロケットは、通常、ジュネーブメカニズムと呼ばれるデバイスによって動かされ、その目的は、ドライブシャフトの１つの完全回転を、断続的なスプロケットの９０度の回転と、それに続く画像投影のための静止期間に変換することである。１６歯スプロケットの９０度の回転は、４目打ちフレーム変更（すなわち、１つの「プルダウン(pulldown)」）をもたらす。４目打ちフレーム標準は、１．３３：１の推定の投影されたアスペクト比を適応させるために１８００年代後期に確立され、そしてその時代から変わらなかった。この結果、商業用３５ミリ投影機は、毎秒２４フレームでの４目打ちのプルダウンのために設計される。

スクリーン上の画質を保証するために、動画投影機が適切な光源を使うことは重要である。初期の動画投影機は、正負の炭素クラッドロッドを使い捨て電極として用いた炭素アーク・ランプハウジングを使った。その炭素棒は使用につれて燃え尽き、そのためにおよそ２０分毎に取り換えを必要とした。

今日、一般にキセノンランプが使われる。キセノンランプは、高い気圧のキセノンガスで充填された石英管を使う。電源は、石英管中に配置された２つのタングステン電極（カソードとアノード）の間のギャップにわたるある高電圧を生じさせるために使われる。高電圧は、電極間にプラズマを形成させ、そのプラズマは放射エネルギーを発散する。結果としての光はフィルム画像または（ＤＬＰベースまたは他のフィルムなしの投影機からのような）デジタル画像を投影スクリーン上に投影するために使われる。他のガスを使うことができるが、キセノンは、日光の色温度（ケルビン単位で約５５００°）に非常に適合したカラースペクトルをもたらすので、アーク放電ランプの中でも使用に適している。

キセノンランプハウジングは、通常、１１５ボルトまたは２２０ボルト交流入力を４０，０００ボルトに変換するイグナイターをもち、それは、アノード電極とカソード電極の間のキセノンガスの電気絶縁破壊を起こすのに十分高い電圧である。電気絶縁破壊が起こると、電源は２つの局面に引き継がれる。第１は、通常動作時にキセノンランプが動作する電流の、通常２倍から３倍であるブースト電流が作られる。点灯プロセスのブースト電流局面は約２５０ミリ秒続き、それはキセノン電球の寿命に対し点灯サイクルの最も有害な段階である。というのは、電極上に摩耗を生じるからである。点灯サイクルの第２の局面は、電源整流器によって供給された２２から３３ボルトの間の直流電圧の生成である。この電圧は、ランプの電極間のキセノンガスを通した固定された電流を維持し、光を生成する。

キセノンガス内での電気絶縁破壊を生じる問題のために、キセノン電球は連続操作モードにおいてのみ有用である。すなわち、キセノン電球は、通常、時間にわたって操作できない１つの輝度レベルにおいて動作するように製造される。

キセノンランプは高い気圧で動作し、そして高い電力を必要とし、高価で、壊れやすく、そしてガス漏れおよび電源の問題に陥りやすい。キセノン電球は、結局はいくつかの理由に対する代替を必要とする。それらは、電球エンベロープ(envelope)上にタングステン堆積することを含み、石英エンベロープを暗くすることで特徴付けられ、通常、エンベロープのアノード側の周りで最も目立つ。他の問題は点灯の失敗であり、その状態は、自動または手動の点火システムからのアークを電球が確立または維持することができない、ということである。他の問題は、電極間の電流の「漏れ」であって、電球動作の際に異常に高い電流、および異常に低い電圧をもたらす。他の問題は、電極間で生成されたアークにおける不安定性であって、明るい不安定なスポットが投影スクリーン上に生ずるという結果になる。キセノンランプの電極は、不適切に作用する電源によって引き起こされた過度の電流リップル(ripple)によっても損傷しうる。また、キセノン電球の光出力は、カソード近くの最大輝度の領域における広がりに大部分起因して、通常、最初の２００時間かその程度の動作にわたって劇的に落ち込む。

キセノン電球はまた、投影プロセスには有用でない相当な量の副産物紫外線（ＵＶ）放射および赤外線（ＩＲ）を生成しつつ、貧弱な発光効率をもっている。ＵＶ放射およびＩＲ放射はビームから除かなければならず、さもなければフィルムが損傷する結果となる。

キセノン電球は、通常、デジタル動画投影機と共にも使われる。いくつかの低コストのデジタル投影機は、連続的に原色を投影する急速回転カラーホイールを通して画像化された光を映し、方向付ける一つのデジタルイメージャ(imager)を使うが、多くの高級な劇場投影機はスリーチップ(thee-chip)（例えば３つのデジタルイメージャ）構成を使う。現在、多くのそのような高級なデジタル投影機は、別個のカラー部分を、別個のデジタル光処理チップ（「ＤＬＰ」）、またはＳＸＲＤ画像生成チップ、または異なった方法で同じ役割を果たす他のタイプの画像生成デバイスに導くために、プリズム、ダイクロイックミラー、あるいはキセノン電球によって作られた「白色」光を３つ以上の波長帯に分離するフィルタを使う。カラー分離プロセスが追加の光学素子を必要とするので、かなりの光損失が起こりうる。従って、投影スクリーン上で必要とされる輝度を達成するために、より大きなキセノン光源が要求される。大きなキセノンランプはさらに高価であり、より大きな電源を必要とし、そしてさらに多くの電力を使用し、劇場所有者に対しより高い経費をもたらす。また、大きなキセノン光源は、より短い動作寿命を有する。
米国特許第５，９４６，０７６号明細書 米国特許第６，０１９，４７３号明細書

本発明は、上記で言及した問題に対処する、という利点を提供する。しかしながら、本発明の所定の実施の態様のいずれかが、上述のすべての問題に対処し得ない、ということに留意されたい。本発明の特徴および利点は、以下の説明、添付の図面、および添付の特許請求の範囲を考慮することによって、当技術分野の当業者に対し明白になるであろう。以下で論じる特徴または利点のすべてが、本発明の特定の実施の態様のいずれかにおいて要求される、というわけではない。

本発明は、動画を投影するための独特な光源を使用するシステムと方法において具体化される。本発明の一実施の態様は、光源が無電極のランプを有する動画投影機のための光源を有する。動画投影機は、動画フィルム投影機、またはいわゆる「デジタル映画」投影機を有することができる。本発明は、静止画像の投影において使用するための投影機の用途をも有する。

本発明の他の実施の態様は、無電極のランプを含む投影システムを有する。無電極のランプは、ランプ中のガスを励起する能力のある電磁放射の光源に隣接する。無電極のランプは、電磁場が光を生成することを要求しない複数の発光ダイオードをも有することができる。どちらの場合も、一組の集光光学部材が無電極のランプから光を集め、そして投影機におけるフィルムゲートに方向付ける。このシステムは、フィルム投影機内のフィルムプルダウン段階の際に、フィルムゲートを、無電極のランプによって生成された光から断続的に遮断することができるシャッターを含むことができ、あるいは、無電極のランプは、パルス化されたモードで動作させることができ、それによってシャッターの必要性を排除する。このシステムは、投影スクリーンに向かうフィルムゲート内の光を合焦点させるための投影レンズをさらに含む。フィルム画像がフィルムゲート中に配置される時、無電極のランプからの光は、関連する光学素子および投影レンズと協力して、投影スクリーンにフィルム画像を投影する。

他の実施の態様においては、光源は複数の無電極のランプを有する。この実施の態様では、それぞれのランプが特定のスペクトル組成を有する放射を提供することができる。例えば、３つの無電極のランプは、赤、青、および緑の光を発散するように選ぶことができる。以下でさらに詳細に説明するように、これらのランプは、複数の「デジタルマイクロミラーデバイス」または他のデジタル画像化手段を照射するために使うことができる。この種の用途は、３つ（またはそれ以上）のデジタル画像化デバイスからの画像を合成するための、集光プリズムまたは他の類似の光学部材を使用することができる。

上記の通り、無電極のランプは、パルス化されたモードで動作させることができ、動画フィルム投影機におけるシャッターの必要性を排除する。このパルス化は、電磁放射の光源への電力を変えることによって成すことができ、ランプ中のガスが光を生成するよう励起する。本発明は、動画の投影に適用できるいくつかの方法および他のシステムをももたらす。これらの追加の方法およびシステムは以下で説明する。

本発明の他の詳細事項、特徴、および利点は、本発明の原理を、例を通して示した添付の図面に関連付けられた、好ましい実施形態についての以下の説明から、明白になるであろう。

添付の図面は本発明を例証する。

本発明は画像を投影する改善されたシステムと方法を提供する。ここで説明した画像投影システムは、静止画像、のみならずフィルム投影機およびいわゆる「デジタル映画」投影機の両方からの動画の投影に適用することができる。

一実施形態において、投影システムは、動画フィルム投影機システムの一部として使用される。動画フィルム投影機は当業者によく知られており、従って、手短かに説明することにする。動画フィルム投影機に関しての追加的詳細は、それは参考としてここにその全体が組み入られた、例えば米国特許第５，９４６，０７６号明細書（特許文献１）および米国特許第６，０１９，４７３号明細書（特許文献２）に見出すことができる。

動画フィルム投影機は、通常、フィルムを係合させ、そして光源の前に配置するモータ駆動のスプロケットを使用する。フィルムは、フレームによって定義されたそれぞれの画像をもった静止画像の長い列を含んでいる。光源と投影機メカニズムは、連続的な方法でスクリーン上のフィルムの上に静止画像を投影する。一連の静止画像は、スクリーンを見ている観測者が、知覚されうるちらつきなしに、連続的かつ円滑にさまざまな画像を知覚するのに足るよう急速に変えられる。

フィルム投影機によって我々が「動画」というところの錯覚を達成するために、フィルムは、連続的に移動する動画のそれぞれのフレームがスクリーン上に投影される時点で光源の前で停止されるように、断続的な方法で光源の前を通過しなければならない。画像の投影の後、フィルムは進行して次の画像が投影できる。投影機は、通常、投影機の「ゲート」中に引き込まれ、またはそこから引き出されるフィルム画像を観測者が見ることを防止するシャッターを使用することになる。従って、観測者は続けざまに一連の静止画像を見る。

動画投影機は、通常、「ジュネーブ」メカニズム、またはごく稀に、フィルムゲートを通してフィルムストリップを断続的に動かすためのステッパモータを含む。例えば、モータによって駆動されるスプロケットをもつスムーズホイールがフィルムストリップの一方または両方のエッジにパンチされた目打ちに係合する。これらのモータ駆動スプロケットは、投影機を通じたフィルムストリップ移動の歩調を設定する。投影機の動作の際に、フィルム上の連続した静止画像のうちの一つの静止画像が、フィルムゲートのアパーチャ内に位置付けられ、平らに保持される。フィルムゲートは、通常、次の画像に進むよう駆動される時を除いては、フィルムが進まないか、または後退しないように、十分な摩擦を提供する。

動画投影機は、光源とフィルムゲートとの間に配置された不透明なブレードを有する「ダウザー(douser：遮光板)」を含む。ダウザーは、係合している時には、光がフィルムに届くのを防止する。従ってダウザーは、光源がオンである一方でフィルムが動いていない時にフィルムを守る役割を果たす。そして、フィルムが、光源の直接加熱に長時間露光により熱損傷および溶融されること防止する。

通常、動画投影機は、フィルムが１つのフレームから次のフレームまで進行する時間に光線を遮断するシャッターをさらに含む。シャッターは、フィルムのフレーム速度の２倍以上のちらつき速度で設計でき、それによりスクリーンのちらつきの知覚を減らす（多くの毎秒２４フレーム動画が４８個の光のフラッシュ中に見られる）。キセノンランプのような現在の通常的な光源の残念な副作用の１つは、フィルムがフィルムゲート中に存在する間に光の高熱がフィルムを歪曲させる、ということである。この高熱はフィルムを光源に向かって膨張させ、その際において、スクリーン上の画像が焦点から外れる。いわゆるこの「熱衝撃焦点ぼけ」は、フィルム投影のよく知られた問題である。

動画投影機は、光源からフィルムゲートへと光を方向付ける光学素子をも含む。通常、これらの素子は、湾曲した反射鏡、集光レンズ、またはその両方を含む。いくつかの投影機においては、湾曲した反射鏡は光を方向付け直し、そうでなければ集光レンズの方に減衰してしまうことになる。集光レンズは、フィルムゲート、特にフィルムゲートのアパーチャ上に反射された光と直接の光の両方を集光する。投影レンズはフィルムゲートの画像、およびその中のフィルム（またはデジタル画像化デバイス）中の画像を、投影スクリーンに運ぶために使われる。

動画フィルム投影機はフィルムの供給および巻き取りのためのリールシステムをも含む。２つの投影機（投影機毎の２つのリール）の間で「取り替え」を要するシステム、および、一つのリールの「プラター(platter)」システムを含んだ、いくつかの種類のリールシステムを使うことができる。このようなプラターシステムは、投影機を通したフィルムを第２の水平な巻き取りプラターに供給するようになっている１つの水平な供給プラターの上に、予告編と他の番組を含めた上映する全部のフィルムに必要なフィルムを蓄積することができる。次の上映の際には、フィルムは、その第２のプラターからオリジナルのプラターに戻して与えられ、その後も同様である。しばしば、別の番組を蓄積するために、第３のプラターが提供される。１つの空のプラターがある限り、１つのプラターからその空のプラターにフィルムを与えることによって、動画が上映できる。

図１は、本発明を具体化する投影システムの簡略化した図面を示す。このシステムは、ランプ中でガスを励起することができる電磁放射のようなランプエネルギー源１４に隣接した無電極のランプ１２を含む。このシステムは、無電極のランプ１２から光を集めて、それをフィルムゲート１８に方向付けるための一組の集光光学部材１６をさらに含む。任意選択的に、このシステムは、ランプ１２の放射からフィルムゲート１８を遮断できるシャッター２０を含むことができる。このシステムは、投影スクリーン２４の方に光を合焦点させるための投影レンズ２２をさらに有する（その上に投影された画像２６が形成される）。図１に示すように、投影スクリーン２４は、フィルム投影機に含まれるシステムからある距離に位置している。

図２は、本発明を具体化する他の投影システムの簡略化した図面を示す。このシステムは、ランプ中でガスを励起することができるランプエネルギー源３４に隣接した複数の無電極のランプ３２を含む。このシステムは、複数の無電極のランプ３２から光を集めて、それをフィルムゲート３８に方向付けるための一組の集光光学部材３６をさらに含む。任意選択的に、このシステムは、我々が「動画」というところの錯覚を作るための必要性に応じて、光がフィルムゲート３８に届くのを断続的に防止できるシャッター４０を含むことができる。このシステムは、投影スクリーン４４の方に光を合焦点させるための投影レンズ４２をさらに有する（その上に投影された画像４６が形成される）。図２に示すように、投影スクリーン４４は、フィルム投影機の一部であるシステムからある距離に位置している。

図３は、本発明を具体化する他の投影システムの簡略化した図面を示す。このシステムはデジタル投影機における使用に適合され、そして、様々なカラーの光（例えば赤、青、および緑）を生成するためのランプエネルギー源５４に隣接した３つ（またはそれ以上）の無電極のランプ６１、６２、および６３を有する。集光光学部材５６に関しては、プリズムまたは他の合成光学部材６７を用いて合成される時に作り出されるフルカラー画像の、別個のカラーレコード（カラー記録物）を複製するデジタル画像化デバイス５８に、光が方向付けられる。プリズム、合成光学部材、および他の適切な、あるいは同等の手段が使える、ということが理解できるであろう。光は投影スクリーン５４上に合焦点され、スクリーン上に投影画像５６が形成される。

図４は、デジタル投影機で使用するための投影システムの、他の実施形態の簡略化した図面を示す。このシステムは、様々なカラーの光（例えば赤、青、および緑）を生成する３つ（またはそれ以上）の無電極のランプアレイ６４、６５、および６６を含む。投影レンズ４２において直接に、あるいはプリズムまたは他の合成光学部材６７を用いて合成される時に作り出されるフルカラー画像の、別個のカラーレコード（カラー記録物）を複製するデジタル画像化デバイス５８に、光が方向付けられる。

図５は、デジタル投影機で使用するための投影システムの、他の実施形態の簡略化した図面を示す。このシステムは、ダイクロイックミラーおよび／または他のフィルタと反射手段７５、７６、および７７に方向付けられた、集光光学部材７１と連結された白色の光を生成する１つの無電極のランプ６２を含む。次に、投影レンズ４２において直接に、あるいはプリズムまたは他の合成光学部材６７を用いて合成される時に作り出されるフルカラー画像のための、別個のカラーレコード（カラー記録物）を複製する、３つ（またはそれ以上）のデジタル画像化デバイス（例えばＤＬＰまたはＳＸＲＤ）に光が方向付けられる。

図６は、デジタル投影機で使用するための投影システムの、他の実施形態の簡略化した図面を示す。このシステムは、ダイクロイックミラーおよび／または他のフィルタと反射手段７５、７６、および７７に方向付けられた、集光光学部材８１と連結された白色の光を生成する複数の無電極のランプ８０を含む。次に、投影レンズ４２において直接に、あるいはプリズムまたは他の合成光学部材６７を用いて合成される時に作り出されるフルカラー画像のための、別個のカラーレコード（カラー記録物）を複製する、３つ（またはそれ以上）のデジタル画像化デバイス５８に光が方向付けられる。

ランプに電力を移送するためにランプピンチ(lamp pinch)を通した電気結線を使うキセノン電球のような通常の放電ランプと比較して、無電極のランプでは、光を生成するために必要な電力は、電磁放射を用いてランプエンベロープの外から移送される。使われた放射の特性は、無電極のランプの特定の設計に依存しうる。
発光ダイオード（ＬＥＤ）のような他のタイプの無電極のランプを、光を生成する他の手段によって励起して、そのようなＬＥＤも、正しいスペクトル特性がそれらによって生成されるのであれば同様に使うことができる。

一実施形態においては、無電極のランプは、ガス混合物を含んだ石英電球（石英管）を有する。マイクロ波マグネトロンエネルギー源のような電磁放射源は、誘導的にランプに電力を供給し、ガスを励起して、明るく輝くプラズマを形成する。この実施形態では、ランプは、キセノンランプのような伝統的なランプよりも遥かに少ない不可視放射を生成する。より低い紫外線放射および赤外線放射のレベルは、フィルムゲートでの熱衝撃焦点ぼけを最小にし、そして−「デジタル映画」投影機−によって、画像デバイス（例えばＤＬＰチップまたは他のデジタル画像化手段）での高熱の有害な効果を減ずる。

無電極のランプは、キセノンランプのような伝統的なランプよりも、遥かに長い予想寿命をもつ。無電極のランプは数秒間の内に点灯を始め、励起放射のパワーを変えることによって暗くしうる、というさらなる利点を提供する。

上述の実施形態のように、多数の無電極のランプを、それぞれのランプが異なったスペクトル組成を放射に提供する状態で使うことができる。例えば、赤、青、および緑の光をそれぞれ発散するよう適合された３つの無電極のランプ（またはそのようなランプのアレイ）を使うことができる。これらのランプの出力は、テキサス・インスツルメンツＤＬＰチップ(Texas Instruments DLP chips)、またはソニーＳＸＲＤ(Sony SXRD)、あるいは他のタイプのシリコンチップ上の液晶、透過ＬＣＤパネル、もしくは同種のもののような、３つの別個のデジタル画像化部品に導くことができる。従来技術のシステムでは、色分離はカラーフィルタで達成される。一つのＤＬＰまたは類似のチップが使われる場合、３（またはそれ以上の）セグメントホイールが回転させられ、適切に同期させられる。従来技術のＤＬＰデバイスのいくつかは、３つ（またはそれ以上）の別個の組のミラー（赤、緑、および青のそれぞれに対して１つ）を使う。

本発明においては、複数のＤＭＤチップ、または他のデジタル画像化手段を照射するために、それぞれが狭い波長範囲の光を生成する複数の無電極のランプが使われる。この方法は、高価なダイクロイックカラーフィルタおよびそれに関係する複雑な光学機構システムの必要性を排除する。

デジタル画像化システムは、（例えば赤、青、および緑の光を発散するために）必要なスペクトル波長の可視放射の選択放射をもたらす適切なガスおよび放射周波数を選択することによって、３つ以上の色（例えば赤、青、緑）を合成してフルカラー画像を作る。

そうすることによって、システムは、（キセノン電球によって発散されたような）白色の光を、プリズム、フィルタ、ダイクロイックミラー、または他の手段を使うことによってその構成部分に分離しなければならないという問題を回避する。このような分離は本質的な光損失に通じ、投影スクリーン上で正しい輝度を達成するような一層強力な光源を必要とする。大きなキセノン光源は、通常、一層高価であって、小さいキセノン光源よりも多くの電気を使う。さらに、大きなキセノン光源は小さいキセノン光源よりも短い寿命をもっている。従って、デジタル投影機に必要とされる構成色を再現する無電極の光源は、相当な利点を提供する。

いくつかの実施形態では、無電極のランプに電力を供給する電力源は、パルス化された方法で変化させ、パルス光源を作ることができる。動画フィルム投影システムに連結して使う場合、このパルス化はシャッターメカニズムの必要性を排除するために使うことができる。

他の実施形態においては、赤、青、および緑の光（または、黄、シアン、およびマゼンタのような他の何らかの適切な色の光）が、フルカラー画像を作るように連続的に点滅（フラッシュ）させられる。従来の３つのチップ−または他のマルチチップ−デジタル画像化システムによれば、原色は連続的にオンされ、そのスペクトルの特定部分を表現するという仕事を与えられたイメージャに方向付けられる。あるいは、シングルチップシステムは、回転するホイールの位置がイメージャと同期するような、白色の光源の前で回転するセグメント化されたカラーホイールと共に使われ、観測者は、非常に速く現われる一連の画像としてフルカラー画像の構成部分を見る。本発明においては、別個の無電極のランプが、デジタルイメージャと同期された適切な瞬間に合った異なるポイントで点滅（フラッシュ）されうる。任意選択的に、それぞれの個別の点滅の持続期間は、（投影機のロジックによって分析されるような）場面のカラーの必要性に応じて、場面から場面へと変化することができる。それぞれの個別のフラッシュの持続期間は、著作権侵害防止の目的をもたらすように変化させることもできる。想像においてフルカラー画像を作るための原色カラー光を連続的に点滅させることは、いささか音楽におけるアルペジオのようであり、和音がすべての音符を一緒に演奏するというよりは、むしろ一度ずつ１つの音符を演奏するようなものである。

本発明の特別な形式を示し、また説明してきたが、その一方で、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、種々の変更を成しうる、ということは、明白であろう。従って、添付の特許請求の範囲によって限定されることを除いては、本発明は限定されるものではない、ということが意図される。

フィルム投影機での使用のための無電極のランプを含んだ、本発明の新規な特徴を具体化する、投影システムの一実施形態の概略図である。 フィルム投影機での使用のための複数の無電極のランプを含んだ、本発明の新規な特徴を具体化する、投影システムの他の実施形態の概略図である。 デジタル投影機での使用のためのデジタル画像化デバイスにそれぞれ方向付けられた、様々なカラーの光（例えば赤、青、および緑）を生成する３つ（またはそれ以上）の無電極のランプを含んだ、本発明の新規な特徴を具体化する、投影システムの他の実施形態の概略図である。 デジタル投影機での使用のためのデジタル画像化デバイスにそれぞれ方向付けられた、様々なカラーの光（例えば赤、青、および緑）を生成する３つ（またはそれ以上）の無電極のランプアレイを含んだ、本発明の新規な特徴を具体化する、投影システムの他の実施形態の概略図である。 次にデジタル投影機で使用するための３つ（またはそれ以上）のデジタル画像化デバイス（例えばＤＬＰまたはＳＸＲＤ）に方向付けられるダイクロイックミラーおよび／または他のフィルタと反射手段に方向付けられた、白色の光を生成する１つの無電極のランプを含んだ、本発明の新規な特徴を具体化する、投影システムの他の実施形態の概略図である。 次にデジタル投影機で使用するための３つ（またはそれ以上）のデジタル画像化デバイスに方向付けられるダイクロイックミラーおよび／または他のフィルタと反射手段に方向付けられた白色の光を生成する複数の無電極のランプを含んだ、本発明の新規な特徴を具体化する、投影システムの他の実施形態の概略図である。

符号の説明

１２ ランプ
１４ ランプエネルギー源
１６ 集光光学部材
１８ フィルムゲート
２０ シャッター
２２ 投影レンズ
２４ 投影スクリーン
２６ 画像
３２ ランプ
３４ ランプエネルギー源
３６ 集光光学部材
３８ フィルムゲート
４０ シャッター
４２ 投影レンズ
４４ 投影スクリーン
４６ 画像
５４ 投影スクリーン
５６ 集光光学部材
５８ デジタル画像化デバイス
６１、６２、６３ ランプ
６４、６５、６６ ランプアレイ
６７ 合成光学部材
７１ 集光光学部材
７５、７６、７７ 反射手段
８０ ランプ
８１ 集光光学部材

Claims (16)

1. 画像を投影するための光源をもつ動画投影機であって、前記光源が無電極のランプを有することを特徴とする動画投影機。
2. 前記無電極のランプは、パルス化されたモードで動作させるよう適合されることを特徴とする請求項１に記載の動画投影機。
3. 投影機と共に使用するための光源であって、
   無電極のランプと、
   前記無電極のランプによって発散された光を、フィルムゲートまたはデジタル映画投影機の画像化手段に方向付けるように設定された関連する光学系と、
   を有することを特徴とする光源。
4. 光線を投影するためのシステムであって、
   無電極のランプと、
   投影ゲートまたはデジタル映画投影機の画像化手段と、
   関連する光学素子と、を有し、
   前記無電極のランプによって発散された光が、前記関連する光学素子によって、フィルム投影ゲートまたは前記デジタル映画投影機の画像化手段を照射するように集められ、方向付け直されることを特徴とするシステム。
5. 動画投影機の光線を投影するための方法であって、
   光を生成するための無電極のランプを動作させる段階と、
   無電極のランプによって発散された光を、関連する光学素子により集める段階と、
   関連する光学素子を使って、フィルム投影ゲートまたはデジタル映画投影機の画像化手段を照射するように光を方向付け直す段階と、
   を有することを特徴とする方法。
6. 前記無電極のランプは、パルス化されたモードで動作させられることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. フルカラー画像を投影することが可能な投影システムであって、
   第１の色をもつ光を発散するように適合された第１の無電極のランプと、
   第２の色をもつ光を発散するように適合された第２の無電極のランプと、
   第３の色をもつ光を発散するように適合された第３の無電極のランプと、
   照射された画像を受信し、処理し、伝達するように適合された第１、第２、および第３のデジタル画像化部品を有するデジタル画像化システムと、
   関連する光学素子と、を有し、
   前記第１、第２、および第３の無電極のランプによって発散され、前記第１、第２、および第３のデジタル画像化部品によって集められ、画像を形成するよう処理され、および方向付け直された光が、投影スクリーンにレンズにより次に合焦点できる多色画像をレンダリング（塗色）することができるように、次に合成される
   ことを特徴とする投影システム。
8. 前記第１の色、前記第２の色、および前記第３の色が、色スペクトルを作るように選ばれることを特徴とする請求項７に記載の投影システム。
9. 前記第１の色が赤を含み、
   前記第２の色が緑を含み、
   前記第３の色が青を含む
   ことを特徴とする請求項７に記載の投影システム。
10. 前記第１の色が黄色を含み、
    前記第２の色がシアンを含み、
    前記第３の色がマゼンタを含む
    ことを特徴とする請求項７に記載の投影システム。
11. 投影機と共に使用するための光源であって、
    複数の無電極のランプと、
    関連する光学系と、を有し、
    前記複数の無電極のランプによって発散された光が、前記関連する光学系によって、投影ゲートまたはデジタル映画投影機の画像化手段を照射するように集められ、方向付け直されることを特徴とする光源。
12. 光線を投影するためのシステムであって、
    複数の無電極のランプと、
    フィルム投影ゲートと、
    関連する光学素子と、を有し、
    前記複数の無電極のランプによって発散された光が、前記関連する光学素子によって、前記フィルム投影ゲートを照射するように集められ、方向付け直されることを特徴とする投影システム。
13. 前記無電極のランプはパルス化されたモードで動作させるよう適合されることを特徴とする請求項１２に記載の投影システム。
14. 光線を投影するための方法であって、
    光を生成するための複数の無電極のランプを動作させる段階と、
    前記無電極のランプによって発散された光を、関連する光学素子により集める段階と、
    関連する光学素子を使って、投影ゲートを照射するように光を方向付け直す段階と、
    を有することを特徴とする方法。
15. 動画フィルムへの熱損傷を減らす方法であって、フィルム画像を照射するように、無電極のランプを動作させる段階を有する方法。
16. 前記無電極のランプを動作させる段階は、フィルム画像の熱衝撃焦点ぼけを減らすことを特徴とする請求項１５に記載の方法。

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