JP2010513981A - 色域画像映写機及び色域画像映写法 - Google Patents

Abstract

光ビームを６つの原色成分に分割し、それらの６つの原色成分をそれぞれ別個のディジタルマイクロミラーデバイスに誘導するように構成された複数のダイクロイックプリズムを有する広色域画像映写機が開示される。この映写機はさらに、異なる偏光セクションを有する半透明の回転可能なドラムを含み、ドラムの壁を貫いて光ビームを直角に通過させることができる。

Description

本発明は、一般に画像（ｉｍａｇｅ）を映写（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）する色域画像映写機及び色域画像映写法に関し、より詳細には、広い色域（ｗｉｄｅ ｃｏｌｏｒ ｇａｍｕｔ）を有する画像を映写する色域画像映写機及び色域画像映写法に関する。

映像をいわゆる３Ｄ画像に変換することによって、アピアランス・オブ・デプス（ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ｄｅｐｔｈ）を有するように映像を強化することができることはよく知られている。これは一般に、画像を見る人の左眼が見る画像を、右眼が見る画像とは異なる偏光に偏光させることによって達成される。

この３Ｄ効果は、偏光後の画像を、偏光フィルタレンズ（ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｆｉｌｔｅｒ ｌｅｎｓｅ）を使用して見たときに知覚される。この偏光フィルタレンズは、通常、見る人の左眼に使用される偏光フィルタと、見る人の右眼に使用される異なる偏光フィルタとを有する「３Ｄ眼鏡（３Ｄ ｖｉｅｗｉｎｇ ｇｌａｓｓｅｓ）」として構成される。３Ｄ眼鏡を使用して３Ｄ画像を見たときには、見る人の左眼が、見る人の左眼に関連づけられた偏光フィルタを通過するように適当に偏光された光だけを見、見る人の右眼が、見る人の右眼に関連づけられた偏光フィルタを通過するように適当に偏光された光だけを見る。

３Ｄ画像を表示する上述した方法は、受動的３Ｄ視（ｐａｓｓｉｖｅ ３Ｄ ｖｉｅｗｉｎｇ）として知られており、この方法では、映写機（ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）が、左眼情報と右眼情報とを、一般的なフレームレートの２倍の速度で交互に映写し、映写機のレンズの前のスクリーニング／フィルタリング／偏光ブロッカ（ｂｌｏｃｋｅｒ）が、それぞれの眼の画像が、上述した受動的立体眼鏡の対応する偏光フィルタを通過するようなやり方で、映像の偏光を交番させる。

受動的３Ｄ視の他の方法が能動的３Ｄ視（ｐａｓｓｉｖｅ ３Ｄ ｖｉｅｗｉｎｇ）であり、この方法では、見る人がおのおのＬＣＤ光シャッタを備えた眼鏡をかける。このＬＣＤ光シャッタは、映写機と同期して、映写機が左眼画像を表示するときに能動立体眼鏡の右眼シャッタが閉じ、左眼シャッタが開くように動作する。

３Ｄ画像を供給する現在の映写システムの１つの問題は、映写技師が標準の映写機に専用の外部装置を取り付け、その装置を設定しなければならないことである。これは費用と時間のかかる要件であり、技術的な失敗にもつながる。また、映写技師が再び２Ｄ画像だけを映写したいときには、この専用装置を手で取り外すか、又はオフにするかしなければならない。さらに、このような装置を映写レンズ面に平行に映写機に取り付けることによって、光が反射して、光の出どころであるイメージャ（ｉｍａｇｅｒ）に逆戻りする危険が導入され、このことがしばしば、色生成（ｃｏｌｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）における画質の低下、及び白黒生成（ｂｌａｃｋ＆ｗｈｉｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）における望ましくないコントラスト比の変化を引き起こす。

現在の２Ｄ／３Ｄ映写機の他の問題は、一般的な単一の映写システムによって達成される色域（ｃｏｌｏｒ ｇａｍｕｔ）が、映画の監督によって意図されるほどには広くないことである。

図１は、光ビームを３つの色成分に分離するために使用される従来のプリズムの概略正投影図である。図１を参照すると、一般的な３色プリズム１００が示されている。このプリズム１００は、一般に、３チップディジタルマイクロミラーデバイス映写機（ｔｈｒｅｅ−ｃｈｉｐ ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）とともに使用される。

図１に示されているように、光ビーム１０２はプリズム１００に入り、知られている光学コーティング法に反応し、光の波長に応じて選択的に反射され又は透過する。さらに、プリズム１００の頂部の知られているタイプの全反射プリズムの使用によって示されているように、プリズム１００の構成要素間に小さな空隙を設けるなどの知られている全反射技法を使用して、光ビーム１０２の分割された成分の反射を制御することができる。３つの色成分に分離された後、光ビーム１０２のそれぞれの色成分は、ディジタルマイクロミラーデバイス１０４，１０６，１０８へ誘導され、このディジタルマイクロミラーデバイス１０４，１０６，１０８によってプリズム１００の外へ選択的に反射される。

具体的には、ディジタルマイクロミラーデバイス１０４が光ビーム１０２の青色成分を反射し、ディジタルマイクロミラーデバイス１０６が光ビーム１０２の緑色成分を反射し、ディジタルマイクロミラーデバイス１０８が光ビーム１０２の赤色成分を反射する。それぞれのディジタルマイクロミラーデバイス１０４，１０６，１０８を知られている方法で別個に制御して、プリズム１００から映写された結合カラー画像を生成することができる。

しかしながら、広い色域を有する画像を表示する方法は数多くあるが、改良の余地はまだ残っている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、広い色域を有する画像を映写する色域画像映写機及び色域画像映写法を提供することにある。

本発明は、光ビームを６つの原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）成分に分割し、それらの６つの原色成分をそれぞれ別個のディジタルマイクロミラーデバイスへ誘導するように構成された複数のダイクロイックプリズム（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｐｒｉｓｍ）を有する広色域画像映写機及び色域画像映写法を対象とする。

光ビームを３つの色成分に分離するために使用される従来のプリズムの概略正投影図である。 本発明の色域画像映写機に基づく偏光ドラム又は偏光中空円筒の概略斜投影図である。 本発明の色域画像映写機に基づく３Ｄ映写機の概略正投影図である。 本発明の色域画像映写機に基づく広色域３Ｄ映写機の概略正投影図である。

図２は、本発明の色域画像映写機に基づく偏光ドラム又は偏光中空円筒の概略斜投影図である。この図２を参照すると、本発明の第１の実施形態に基づく偏光ドラム（又は偏光中空円筒とも呼ばれる）２００が示されている。この偏光ドラム２００は、半透明の材料から形成されたドラム状の回転可能な構造物である。偏光ドラム２００は、指向性光透過装置（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｌｉｇｈｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）２０２又はライトパイプ（ｌｉｇｈｔ ｐｉｐｅ）のすぐ近くに配置された平たい材料バンド（ｂａｎｄ）として示されている。指向性光透過装置２０２は、偏光ドラム２００の内面２０４へ概ね直角に光を誘導して、この光がこの半透明の材料を通過し、（ドラムの壁を貫いて）偏光ドラム２００の外面２０６から偏光ドラム２００を出るようにすることによって、光が偏光ドラム２００を通過するようにする装置である。図２に示されているように、この偏光ドラム２００は、放射状に交互に配置されたＰ偏光セクション２０８（又は時計回り円偏光セクション）とＳ偏光セクション（又は逆時計回り円偏光セクション）２１０とに分割されている。

動作時に、偏光ドラム２００をこの偏光ドラム２００の中心軸を軸に回転させている間に、２Ｄ画像が、指向性光透過装置２０２、続いて、偏光ドラム２００を通過するようにすることによって、２Ｄ画像を３Ｄ画像に変換することができる。画像がＰ偏光セクション２０８とＳ偏光セクション２１０を通過するようにすることによって、画像の各フレームをそれぞれＰ偏光又はＳ偏光として適当に偏光させるように、偏光ドラム２００を制御された速度で回転させる。

図３は、本発明の色域画像映写機に基づく３Ｄ映写機の概略正投影図である。この図３を参照すると、本発明の色域画像映写機に基づく３Ｄ映写機３００が示されている。この３Ｄ映写機３００は、反射器３０４を有する光源３０２と、図２に示す指向性光透過装置２０２と同様の指向性光透過装置３０６と、図２に示す偏光ドラム２００と同様の偏光ドラム３０８と、中継光学部品３１０と、図１に示すプリズム１００と同様のプリズム３１２と、図１に示すそれぞれディジタルマイクロミラーデバイス１０４，１０６，１０８と同様のディジタルマイクロミラーデバイス３１４，３１６，３１８とを備えている。

動作時に、光源３０２は、指向性光透過装置３０６内へ光ビーム３２０を発射し、指向性光透過装置３０６は、次いで、この光ビーム３２０を、偏光ドラム３０８がその中心軸を軸に回転しているときに偏光ドラム３０８を通過するように誘導する。光ビーム３２０は、次いで、中継光学部品３１０を通過し、この中継光学部品３１０は、光ビーム３２０をプリズム３１２内へ誘導する。プリズム３１２は、光ビーム３２０を別個の色成分に分割し、光ビーム３２０のそれらの色成分をそれぞれ、青，緑及び赤色に関連づけられたディジタルマイクロミラーデバイス３１４，３１６，３１８上へ誘導する。上述したように、光ビーム３２０の色成分は、続いて、ディジタルマイクロミラーデバイス３１４，３１６，３１８によってプリズム３１２の外に誘導される。

この３Ｄ画像は、映像を見る人が、Ｐ偏光部分とＳ偏光部分のうちの一方の偏光部分だけが眼鏡を透過して見る人のそれぞれの眼に到達することを可能にする偏光フィルタ眼鏡（図示せず）をかけたときに知覚される。３Ｄモードではそれぞれの眼が１つおきにフレームを見るため、当然ながら３Ｄモードでは、映写機が、通常の２Ｄモードの約２倍の毎秒フレーム数を提示しなければならない。あるいは、見る人の両眼によって同時に見られるフレームだけを含む画像データを映写することによって、見る人が偏光フィルタ眼鏡をかけないことによって、及び任意選択で偏光ドラム３０６を回転させないことによって、映写機を２Ｄ映写機として使用することもできる。任意選択で、偏光ドラムの回転及び／又は偏光ドラムの３Ｄ映写機３００への取付けを、３Ｄ映写機３００の使用者による追加の機械的対話なしで、ソフトウェアコードによって制御することができる。

図４は、本発明の色域画像映写機に基づく広色域３Ｄ映写機の概略正投影図である。この図４を参照すると、本発明の色域画像映写機に基づく広色域３Ｄ映写機（又は色域３Ｄ映写機）４００が示されている。この広色域３Ｄ映写機４００は、反射器４０４を有する光源４０２と、図２に示す指向性光透過装置２０２と同様の指向性光透過装置４０６と、図２に示す偏光ドラム２００と同様の偏光ドラム４０８と、中継光学部品４１０と、理論上は図１に示すプリズム１００と同様の６原色プリズム４１２と、図１に示すプリズム１００のディジタルマイクロミラーデバイスと同様のディジタルマイクロミラーデバイス４１６，４１８、４２０，４２２、４２４，４２６とを備えている。

プリズム４１２は、光ビームを３つではなく６つの原色成分に分割する点が図１に示すプリズム１００とは異なる。これは、（プリズム１００の赤、緑、青などの）それぞれの原色に４５度のダイクロイックス（４５ ｄｅｇｒｅｅｄ ｄｉｃｈｒｏｉｃｓ）４１４を導入して、６つのディジタルマイクロミラーデバイスへ送る６つの原色成分を生成することによって達成され、所与のリフレッシュレート又はフレームレートでより広い色域及びより大きな色調節を提供する。この配置では、シアン，青，黄，緑，赤及びマゼンタ色成分がそれぞれ、ディジタルマイクロミラーデバイス４１６，４１８，４２０，４２２，４２４，４２６に向かって誘導されて反射される。

動作時に、光源４０２は、指向性光透過装置４０６内へ光ビーム４２８を発射し、指向性光透過装置４０６は、次いで、この光ビーム４２８を、偏光ドラム４０８がその中心軸を軸に回転しているときに偏光ドラム４０８を通過するように誘導する。光ビーム４２８は、次いで、中継光学部品４１０を通過し、この中継光学部品４１０は、光ビーム４２８をプリズム４１２内へ誘導する。プリズム４１２は、光ビーム４２８を６つの別個の色成分に分割し、シアン，青，黄，緑，赤及びマゼンタ色成分をそれぞれ、ディジタルマイクロミラーデバイス４１６，４１８，４２０，４２２，４２４，４２６上へ誘導する。上述したように、光ビーム４２８の色成分は、続いて、ディジタルマイクロミラーデバイス４１６，４１８，４２０，４２２，４２４，４２６によってプリズム４１２の外に誘導され、最終的に表示面（図示せず）へ誘導される。

この３Ｄ画像は、映像を見る人が、Ｐ偏光部分とＳ偏光部分のうちの一方の偏光部分だけが眼鏡を透過して見る人のそれぞれの眼に到達することを可能にする偏光フィルタ眼鏡（図示せず）をかけたときに知覚される。３Ｄモードではそれぞれの眼が１つおきにフレームを見るため、当然ながら３Ｄモードでは、映写機が、通常の２Ｄモードの約２倍の毎秒フレーム数を提示しなければならない。あるいは、見る人の両眼によって同時に見られるフレームだけを含む画像データを映写することによって、見る人が偏光フィルタ眼鏡をかけないことによって、及び任意選択で偏光ドラム４０６を回転させないことによって、映写機を２Ｄ映写機として使用することもできる。２Ｄモードは、偏光ドラムを除去することによって、又は偏光ドラム上に非偏光セクションを配置し、光がそのセクションを通過するようにすることによっても達成することもできる。このようにすると明るさが増大することになる。

本発明の他の実施形態では、広色域画像映写機が３Ｄ画像を生成できなくてもよいことが理解される。具体的には、本発明の他の実施形態は、広色域３Ｄ映写機４００と実質的に同様だが、回転ドラムを含まない広色域画像映写機を備えている。また、回転ドラムを含まない場合には、広色域画像映写機は指向性光透過装置を含まなくともよい。指向性光透過装置を使用して光源からの光を中継光学部品内へ誘導する代わりに、指向性光透過装置を必要とすることなく中継光学部品内へ光を発射するように光源を構成することができる。

図２には６つの別個の偏光部分が示されているが、６つよりも少ない又は６つよりも多い数の異なる別個の偏光部分を利用することができることを理解されたい。また、偏光セクションは、一般にカラーフィルタとしては設計されないが、偏光セクションがカラーフィルタでもある実施形態は本発明の一実施態様であるとみなされる。さらに、本明細書には、３つ及び６つのディジタルマイクロミラーデバイスを使用する例が示されているが、このほかの４以上の数のディジタルマイクロミラーデバイスも本発明の実施形態とみなされ、この場合、それぞれのディジタルマイクロミラーデバイスは、他のディジタルマイクロミラーデバイスとは異なるスペクトル部分を受け持つ。ここでは、それぞれの異なるスペクトル部分が原色成分とみなされる。

さらに、本発明の一実施態様は、ディスプレイ広色域画像の映写法を有する。この映写法は、光ビームを複数のダイクロイックプリズム内へ誘導すること、この光ビームを６つの原色成分に分割すること、及びそれらの６つの原色成分をそれぞれ別個のディジタルマイクロミラーデバイス及び表示面へ誘導することを含んでいる。あるいは、複数のダイクロイックプリズム内へ光ビームを誘導する前に、全反射プリズムを通過するように光が誘導される。

上述した説明は、本発明を実施するための可能な手段の一部だけを示す。本発明の技術的範囲及び趣旨内で他の多くの実施形態が可能である。したがって、上述した説明は、限定ではなく例示を目的としたものであると考えるべきであること、及び本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物全体によって与えられることが意図される。

Claims (21)

1. 光ビームを４つ以上の原色成分に分割し、該原色成分をそれぞれ別個のディジタルマイクロミラーデバイスへ誘導するように構成された複数のダイクロイックプリズムを備えていることを特徴とする色域画像映写機。
2. 前記複数のダイクロイックプリズムは、前記光ビームを６つの原色成分に分割し、該６つの原色成分をそれぞれ前記別個のディジタルマイクロミラーデバイスへ誘導するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の色域画像映写機。
3. 前記６つの原色成分は、シアン色成分，青色成分，黄色成分，緑色成分，赤色成分及びマゼンタ色成分を含むことを特徴とする請求項２に記載の色域画像映写機。
4. 前記原色成分は、前記ディジタルマイクロミラーデバイスから表示面へ反射されることを特徴とする請求項２に記載の色域画像映写機。
5. 前記光ビームは、単一の光源によって発射されることを特徴とする請求項２に記載の色域画像映写機。
6. 前記光ビームを前記複数のダイクロイックプリズム内へ誘導する全反射プリズムをさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の色域画像映写機。
7. 前記複数のダイクロイックプリズムのうちの少なくとも１つのダイクロイックプリズムは、４５度ダイクロイックプリズムであることを特徴とする請求項２に記載の色域画像映写機。
8. 異なる偏光セクションを有する半透明の回転可能なドラムをさらに備え、前記ドラムの壁を貫いて概ね直角に前記光ビームを通過させることができることを特徴とする請求項２に記載の色域画像映写機。
9. 前記ドラムを前記ドラムの中心軸を軸に回転させているときに、前記ドラムの前記壁を貫いて前記光ビームを通過させることを特徴とする請求項８に記載の色域画像映写機。
10. 前記異なるセクションは、Ｐ偏光又はＳ偏光セクションとして偏光されることを特徴とする請求項８に記載の色域画像映写機。
11. 前記Ｐ偏光セクションは、それぞれ前記Ｓ偏光セクションと概ね放射状に境界を接しており、前記Ｓ偏光セクションは、それぞれ前記Ｐ偏光セクションと概ね放射状に境界を接していることを特徴とする請求項１０に記載の色域画像映写機。
12. 前記異なる偏光セクションは、時計回り円偏光又は逆時計回り円偏光として偏光されることを特徴とする請求項８に記載の色域画像映写機。
13. 前記時計回り円偏光セクションは、それぞれ前記逆時計回り円偏光セクションと概ね放射状に境界を接しており、前記逆時計回り円偏光セクションは、それぞれ前記時計回り円偏光セクションと概ね放射状に境界を接していることを特徴とする請求項１２に記載の色域画像映写機。
14. 光ビームを６つの原色成分に分割し、該６つの原色成分をそれぞれ別個のディジタルマイクロミラーデバイスへ誘導するように構成された複数のダイクロイックプリズムを備えていることを特徴とする色域画像映写機用プリズムアセンブリ。
15. 前記６つの原色成分は、シアン色成分，青色成分，黄色成分，緑色成分，赤色成分及びマゼンタ色成分を含むことを特徴とする請求項１４に記載のプリズムアセンブリ。
16. 前記光ビームを前記複数のダイクロイックプリズム内へ誘導する全反射プリズムをさらに備えていることを特徴とする請求項１４に記載のプリズムアセンブリ。
17. 前記原色成分は、前記ディジタルマイクロミラーデバイスから表示面へ反射されることを特徴とする請求項１４に記載のプリズムアセンブリ。
18. 前記複数のダイクロイックプリズムのうちの少なくとも１つのダイクロイックプリズムは、４５度ダイクロイックプリズムであることを特徴とする請求項１４に記載のプリズムアセンブリ。
19. 光ビームを複数のダイクロイックプリズム内へ誘導するステップと、
    前記光ビームを６つの原色成分に分割するステップと、
    前記６つの原色成分をそれぞれ別個のディジタルマイクロミラーデバイスへ誘導するステップと
    を有することを特徴とする色域画像映写法。
20. 前記６つの原色成分をそれぞれ前記ディジタルマイクロミラーデバイスから表示面へ反射させるステップをさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の色域画像映写法。
21. 前記複数のダイクロイックプリズム内へ前記光ビームを誘導する前に、全反射プリズムを通過するように光を誘導するステップをさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の色域画像映写法。

Images