JPH0361991A - 画素点を表わす一連の輝度値からイメージを発生するためのシステムと方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、イメージ要素が投写スクリーンや陰極線管
のディスプレイ表面のようなディスプレイ表面上へまた
は、適当に気をつけて直接人間の眼の網膜上へ投写され
る、イメージディスプレイシステムに関するものである
。

たいていの直視型ビデオプロジェクタディスプレイシス
テムは、１ビームの電子が燐光性スクリーンに射突する
ように指向される陰極線管（ＣＲＴ）技術に基礎を置く
。ＣＲＴ技術に基礎を置くディスプレイの分解能と輝度
は、螢光体および電子ビーム制御回路の特性により固有
に制限される。

ＣＲＴにおいて使用されるような電子ビーム偏向技術と
異なり、光スポツト走査技術を使用していくつかの投写
システムが作られてきた。走査投写システムは、典型的
に２個の回転鏡を使用し、１個は高速度水平走査のため
であり、１個はより遅い垂直走査のためである。２個の
回転多面鏡を使用するそのようなシステムは、たとえば
、１９３６年に発行された米国特許第２．　１６３．　
５４８号に述べられる。現代式の変形は、米国特許第４
．０９７．１１５号に述べられる。その中に走査システ
ムにおいて２個の鏡が使用される。回転多面鏡を使用す
るなおも他の走査システムは、米国特許第４．６１３．
２０１号に述べられる。スポット走査システムは、高価
でかつ精密な高速度走査鏡を必要とする。典型的に、そ
のようなシステムは、実時間ビデオ投写が可能なシステ
ムを提供するために、３６精密面まで有する毎分３０゜
０００回転の回転速度を必要とする。そのような高速度
回転鏡は、典型的に空気ベアリングまたはその他の高価
な構成要素を必要とする。したがって、いかなる回転高
速度多面鏡または特に繊細で破損または摩滅しやすいそ
の他の要素のための必要性も解消する大スクリーン走査
システムを提供することが望ましい。

大投写スクリーンシステムの高速度２次元走査の間、イ
メージの１個の画素点を照光するために、光走査システ
ムにおいてレーザ照明が使用されてきた。その強い光お
よび特徴的なコヒーランスのためにレーザを使用して目
的を達成することに、相当量の努力が費されてきた。し
かしながら、広く普及した商業上の応用におけるレーザ
の使用は、多数の理由のために、実現することまた実施
することが困難であった。困難のいくつかは、テキサス
・インストルメンツ・インコーホレイテッド（Ｔｅｘａ
ｓ　　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　　Ｉｎｃ。

）のＣ−Ｅ−ベーカー（Ｂａｋｅｒ）氏による、１９６
８年１２月の論文、ｒＩ　ＥＥＥ　　スペクトル（ＩＥ
ＥＥ　　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）Ｊにおいて論じられてきた
。１つの特定の問題は一般的に低いレーザ効率で、それ
は与えられた電力消費に対して大スクリーンにおいて受
入れることのできない低い画像輝度の結果をもたらす。

レーザ出力の増加は、最も費用の影響を受けない応用以
外すべてにとって受入れることのできない費用および複
雑さの増加を伴なってきた。他の問題は、カラーディス
プレイのための適当な赤、青および緑の光構成部品の製
造を含む。結果として、複雑さおよび費用の増加の結果
をもたらす多数レーザを使用するシステムが必要とされ
てきた。最後に、高速度偏向技術がなおも必要とされる
。提供される解決法は、高速度回転多面走査鏡、または
その代わりにブラッグ（Ｂｒａｇｇ）セルであった。

白光源が色投写のために、所望の色を発生するために複
数個のレーザを必要とするレーザより適当であることが
わかった。しかしながら、入手可能な光源は、典型的な
単色レーザよりもより少なくコリメートされており、か
つより少なくコヒーレントであるという不利益を有する
。こうして、白光源は、スポット走査のために決して適
当でないと考えられるかもしれない。白光源は、レーザ
のそれと同等の輝度を達成するために、集中レンズおよ
び変調器ならびに類似のものを含む比較的大きい構成要
素を必要とする。大きい光学構成要素は、扱いにくく高
価である。その上、大きい変調器は、それらを高速度走
査システムのために不適当にする速度制限により特徴づ
けられる。精に焦点を合わせられた明るい白光源は達成
するのが困難であり、このゆえに、分解能は制限される
。

したがってレーザでもなくまた大きくかつ高価な光学構
成要素でもないシステムを提供することが望ましい。走
査型システムに対するいくつかの代替物がある。代替物
の中に、いわゆる「空間光変調器Ｊ　　（ＳＬＭ）があ
る。「光バルブ技術」と呼ばれる１つの無走査色投写技
術は、電子ボンバードにより変形される油膜を使用する
。１９７３年Ｉ　ＥＥＥ国際会議、セツション（Ｉ　Ｅ
ＥＥ　　Ｉ　ｎｔｅｒｎａｔｔｏｎａｌ　　Ｃｏｎｖｅ
ｎｔｉｏｎ。

５ｅｓｓｉｏｎ）２６／１．１−８、「カラーテレビジ
ョン光バルブ投写システム（ＣｏｌｏｒＴｅｌｅｖｉｓ
ｉｏｎ　　Ｌｉｇｈｔ　　ＶａｌｖｅＰｒｏｊｅｃｔｉ
ｏｎ　　Ｓｙｓｔｅｍｓ）Ｊ、および１９５３年２０Ｊ
、ＳＭＰＴＥ３５１、Ｅ・バウマン（Ｅ、Ｂａｕｍａｎ
ｎ）氏による、「フィッシャー（Ｆｉｓｃｈｅｒ）大ス
クリーン投写システム／アイドアｔ−（Ｅｉｄｏｐｈｏ
ｒ）」において述べられるように、アイドフォー劇場投
写システムおよびゼネラル・エレクトリックのカラーテ
レビジョン投写器の２つの公知の市場で入手可能なシス
テムに組入れられてきた。アイドフォーおよびＧ−Ｅ・
システムにおいて、連続的な油膜は、可とう性膜上の各
分解可能な画素点内に析出された電荷の空間周期的な配
分を作るように変調される電子ビームにより、ラスク様
式で走査される。この電荷分布は、定電位に維持される
油膜表面と支持サブスレートとの間の静電引力により各
画素点内に位相格子を創り出す結果となる。

この引力はフィルムの表面が、析出された電荷の量に比
例する量だけ変形することを引起こす。変調された光パ
ルプ（油を組入れる）は、アークランプからの空間的に
コヒーレントな光により照光される。油膜上の変調され
た画素点に入射する光は、局部的位相格子によって、光
学システムの部分により交番の透明かつ不透明なバーの
周期性アレイからなるシュリーレン（Ｓｃｈｌｉｅｒｅ
ｎ）ストップの上に降ろされ、個別的な組の規則的に間
隔を隔てた順に回折される。変調された電子ビームによ
って導入される位相摂動はこうして、シュリーレン投写
器によりスクリーン上の光の明るいスポット・に変換さ
れる。多数の非油膜ＳＬＭが開発されてきた。そのよう
なＳＬＭの中には、偏向できる要素および偏波面の回転
ならびに光分散を含むものがある。そのようなＳＬＭは
、強誘電体の偏波および分散ならびにＰＬＺＴ磁気なら
びに液晶と同様に、金属もしくはエラストマまたはエラ
ストマ光伝導器の反射層の変形のような、様々な効果を
用いる。先行システムが、１９８１年２９９Ｐｒｏｃ、
５ＰＩＥ６８　（１９８１）、Ｒ・スプラギュー（Ｓｐ
ｒａｇｕｅ）氏らによる「レーザ印刷のための直線全内
部反射空間光変調器」、および１９８２年２９９Ｐｒｏ
ｃ、５ＰＩＥ７６、Ｗ−ターナ−（Ｔｕｒｎｅｒ）氏お
よびＲ・スプラギュー（Ｓｐｒａｇｕｅ）氏らによる、
「レーザ印刷のための統合された全内部反射（ＴＩＲ）
空間光変調器」により開示される。なおその上に、ＳＬ
Ｍが米国特許第４，７１０，７３２において開示される
。しかしながら、これらの技術のいずれも消費者市場に
適した高分解能、高輝度のビデオスクリーン投写システ
ムの結果をもたらしていない。実験用ビデオ投写器が、
１９８５年ジャパニーズ・ジャーナル・オプ・アプライ
ド・フィジックス（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ
　ｏｆ　ＡｐｐｌｉｅｄＰｂｙｓｉｃｓ　）　、２４、
補足２４−２．１３９頁ないし１４０頁、ムラノ氏らに
よる、ｒＰＬＺＴライトシャッタアレイを使用するビデ
オ投写器（ＡＶｉｄｅｏ　　Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ　　Ｕ
ｓｉｎｇａ　　ＰＬＺＴ　　Ｌｉｇｈｔ　　　５ｈｕｔ
ｔｅｒ　　Ａｒｒａｙ）Ｊと題される論文に述べられて
いる。

その中に、クセノン光源からの光を変調するためにライ
ンＰＬＺＴ光シャッタアレイが使用された。

結果として生じる変調されたビームは可動の鏡により垂
直に走査され、次いでスクリーン上に投写される。しか
しながら、このシステムは、輝度およびイメージの均一
性ならびに鏡応答時間に関する重要な問題を経験した。

必要とされるものは、システムが高分解能ビデオイメー
ジの消費者応用のために受入れることのできる信頼性を
有する大量低価格生産のために適当である、画素点を表
わす一連の輝度パルプからのイメージをディスプレイす
るためのシステムである。

発明の概要 この発明に従って、イメージを非直線速度で走査するた
めの手段を用いて、かつさらに基礎の照光および画素点
の輝度を走査速度の関数で変調する手段を含む、イメー
ジの画素点を表わす一連の輝度値によりイメージを生ず
るためのシステムが提供される。したがって照光は所望
のバイアス機能に従って空間的にバイアスされてもよい
。走査手段は、往復走査および具体的実施例においては
それによって画素点が前向きおよび逆向き線掃引双方の
間に投写される二方向性走査を与える。走査パターンは
典型的には正弦的であるが任意の反復可能の走査であり
得る。ビデオデータの出力の速度は、出力の平均輝度が
そうであるように、走査の速度に比例する。

この発明は添付の図面に関連して以下の詳細にわたった
記述を参照することによってよりよく理解されるであろ
う。

好ましい実施例の詳細な説明 さて第１図を参照すると、この発明に従って走査イメー
ジディスプレイシステム１０の第１の具体的な実施例の
ブロック図が示される。光源が１０５のシャッタ組立を
介してビームを与えるために結合され、それは順に水平
走査鏡１０７に結合され、かつそれゆえ、その出力走査
がスクリーン１１１上に射突するために向けられる垂直
走査鏡１０９に結合される。光源１００は、ランプ駆動
装置１０２および楕円反射器１０８ならびに凹面のコリ
メートするレンズ１１０により駆動される３００ワツト
クセノン短アーク灯１０１を含んでもよい。アーク灯１
０１は可視スペクトルにわたって均等に分配される約５
０００ルーメンの可視光を生じてもよい。光の主要部は
、電極１１３および１１５により形成されるアークギャ
ップの陰極における直径約０．５ｍｍの輝点から放出さ
れる。輝点は、光を凹面レンズ１１０の後ろの合焦点１
１６に向けるために、楕円反射器１０８の焦点から伸ば
される点に位置決めされる。これまで説明されたように
、凹面レンズ１１０は受けられた集中光をビーム１１８
にコリメートし、それは順にシャッタ１０５を介して指
向される。

適当な代わりの光は、水銀およびハロゲンアーク灯を含
む。光駆動装置１０２がそれに応じて選択される。光源
１００のための力は、これまで説明されたように制御電
子回路１３５の制御下で変調することができる。光レベ
ルをモニタし、かつ電子回路１３５を制御するために光
検出器を使用することができる。制御電子回路１３５は
、光度出力を制御するために、光駆動装置１０２に供給
される駆動電圧を制御する。駆動電圧は、アーク灯の予
測エージング特性、または装置の走査特性に基礎を置く
予測光度特性に対して補償することなしに、時間の関数
として制御することができる。

反射器１７２は、不所望の赤外線の放射、かつ関連熱を
反射するために、ビーム１１８の経路に成る角度で配置
される。反射器１７２は、光エネルギを反射赤外線エネ
ルギにして通すために被覆される。制御電子回路１３５
は、シャッタ１０５の透過性を制御するために、シャッ
タ１０５に結合される。シャッタ１０５は、電圧制御さ
れる光変調器に結合されるディジタル−アナログ変換器
を含む。たとえば、１９７１年６月、ジャーナル・オブ
・アメリカン・セラミクス・ソサイエテイ（Ｊｏｕｎａ
ｌ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　　Ａｍｅｒｉｃａｎ　　Ｃｅｒ
ａｍｉｃｓ　　５ｏｃｉｅｔｙ）、第５４巻第６号３０
３頁、Ｇ、　Ｈ，ハートリング（Ｈａｅｒｔｌｉｎｇ）
氏による、ｒ　（Ｂｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）０３シス
テムにおける改良された、熱加圧の電気光学セラミクス
（■ｍｐｒｏｖｅａＨｏｔ−Ｐｒｅｓｓｅｄ　　Ｅｌｅ
ｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ　　Ｃｅｒａｍｉｃｓ　　ｉｎ　
　ｔｈｅ　（Ｂｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）０３　Ｓｙｓ
ｔｅｍ）Ｊにおいて論じられるように、適当な光変調器
はＰＬＺＴ変調器である。ＰＬＺＴ変調器に対する代替
物は、ボッケル（Ｐｏｃｋｅｌ）セルまたはその他の光
学変調器である。

光シャッタ１０５からの出力は、鏡駆動装置１２０に装
着される鏡１０７に指向される変調されたビームの形を
とっている。水平鏡駆動装置１２０は、必要とされる水
平ライン同期化の約半分で調和して共振する。しかしな
がら、従来の一方向性のＮＴＳＣ走査とは違って、水平
鏡駆動装置１２０は、この発明に従って左右双方向に走
査するために構成され、またさらにこの発明に従って、
正弦の走査特性で構成される。

双方向性走査は、より明るいスクリーンイメージを提供
することができるという特定的な利益を有する、なぜな
らばフライバックの間消さねばならない一方向性走査よ
り長い衝撃係数があるからである。双方向性走査は、鏡
駆動装置１２０を制御電子回路１３５における共振回路
により駆動し、かつ鏡の走査位置に対応してデータを読
出すためにメモリ装置においてビデオデータを緩衝する
ことにより光シャッタ１０５の変調を制御することによ
り達成される。さらに、変調された光ビーム１１９の輝
度は走査の瞬間速度に従ってさらに補償される。好まし
い実施例において、水平鏡駆動装置１２０は、駆動軸１
２１を、正弦的に、約１０度の放射方向変位にわたって
８キロヘルツの周波数で振動する。走査鏡１０７は、駆
動軸１２１の軸の中心に対する鏡１０７の表面の位置が
臨界的でないように平坦である。

鏡１０７は、適当な環境下で反射器（鏡）もしくは屈折
器または回折格子のような任意の光学再指向器になるこ
とができる。

鏡１０７から離れた再指向されたビーム１２２は、再指
向されたビーム１２２をその完全掃引にわたりインタセ
プトするために十分な長さを回転軸に沿って有する垂直
腕１０９上に射突するように向けられる。垂直腕１０９
は、垂直腕駆動装置１２４の制御下にあり、それは順に
制御電子光学１３５により制御される。垂直腕駆動装置
１２４は、標準ＮＴＳＣ垂直掃引速度に対応して約６０
ヘルツのような比較的低速度の速さで走査する。

垂直腕駆動装置１２４は、垂直腕１０９に結合される垂
直鏡軸１２６を駆動する。垂直鏡軸１２６は、従来のビ
デオ設計に従って、たとえば垂直掃引周波数でパルスの
垂直のブランキングの間フライバックのために時間を許
容する銀波特性に従って回転される。その代わりに、垂
直腕１２４は、非線水準三角形の特性に従って回転され
る。制御電子回路１３５から抽出される画素点情報から
の所望のイメージを生ずるために、出力走査ビーム１２
８がスクリーン１１１に指向される。

示されないが、別々のカラーの３個のビームが１個の変
調されたビーム１１９に結合され、かつ共通の光経路に
沿って水平鏡１０７へ向けられる、色イメージ走査シス
テムは、この発明の企図の範囲内にある。

水平鏡１０７および鏡シャフト１２１の自然の共振モー
ドが水平鎖駆動装置１２０の駆動回数と同じであること
が好ましい。もし相互的共振走査周波数が与えられれば
、システムの力消費は最少にされる。鏡の共振特性を変
えるために戻りばねを使用することができる。

第２図を参照すると、部分ａに、代表的な正弦波状関数
１３０が時間（ｙ軸）に対する掃引速度（Ｘ軸）を例示
するのが示される。部分すにおいて、所望の補償振幅に
対応して、輝度のための特徴的な曲線（１３０）が示さ
れる。所望の補償振幅は、たとえば、正弦波状走査の変
化する走査速度の振幅効果のために補償するために使用
されるランダムアクセスメモリ表において蓄えられても
よい。値の表は、絶対的予弦関数に似ている。補正は、
瞬間走査速度を光値に乗算する。もし一定走査速度が使
用されるならば、第３図における部分Ｃのゼロ補正特性
により例示されるように補正は決して必要とされない。

水平鎖駆動装置１２０が正弦波上の特性に従って動作す
ることは必要とされない。たとえば、第４図を参照する
と、駆動特性１４０はたとえば制動された三角形特性で
あってもよい。したがって、補償特性１４２は、走査特
性のピークにおいて輝度切換により補償されるほぼ一定
レベルを含み、たとえば、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの点において
最少を示す。平均光レベルは特性１４４により表わされ
、それは正弦波状の特性１３４の平均よりわずかに高い
（第２図）。対照的に、第３図において、はぼ直線補正
特性１５２および高平均輝度レベル１５４を有する理想
化される三角形の掃引特性１５０が、示される。補償特
性は、三角形の特性１５０の遷移の特性において理想的
には０であろう。

三角形の特性は理想的であるが、機械慣性に帰因する物
理的制限を理由として実行不可能である。

それらの環境下でだけ、補償または補正は全く必要とさ
れない、なぜならば一定の走査速度を達成できるからで
ある。

生憎、成る機械的利益を有する鏡駆動のための正弦波状
波形は、光学的に理想的ではない。そこにおいて鏡がそ
の最大速度で走査するスクリーン位置において達成でき
る最大光値は、走査速度がその最大速度の半分であるス
クリーン位置において達成できる光値の半分だけである
。こうして、スクリーンにわたって均一の輝度を達成す
るために、各光値はその走査速度の比率により完全なサ
イクルの間獲得される最大走査速度まで減じられねばな
らない。第３図に示されるように、こうして理想的な光
学走査は、三角形の駆動波形により達成されるように、
一定走査速度である。この三角形の駆動波形は、前に論
じられる機械的不利益である。妥協は、第４図の減衰さ
れた三角形の波形の代替物である。注目されるように、
第４図の減衰された三角形波形は、正弦波形より高い平
均速度を有し、それは総合イメージ輝度を増加させ、近
い正弦波状の加速は正弦波状走査に帰する機械的利益を
有する。こうして、減衰された三角形の波形は、三角形
の走査の光学的利点および正弦波状走査の機械的利点の
双方を有する。したがって、この発明の目的は、非理想
的走査手段を使用する真のイメージを獲得することであ
る。

ＰＬＺＴ変調器は、電圧制御に直線的に応答しない。し
たがって、出力ビデオの振幅は、応答に対して補償する
ために、さらに他の方向を必要とする。補償は実験的に
得られることができるか、またはそれは活性フィードバ
ックにより決定されることができる。もし実験的に誘導
されれば、位置は輝度と同じように開ループ補償技術に
より補償することができる。画素点ごとの輝度補償値は
制御電子回路１３５におけるランダムアクセスメモリに
おいて蓄積され、こうしてＰＬＺＴシャッタ１０５の透
過性に重みづけするために使用される。

第５図は、第１図のシステム１０の制御電子回路１３５
のブロック図である。ここで制御電子回路１３５は、電
気機械的構成要素への適当な修正または代用により純粋
に電子的出力制御に適合されてもよい。制御電子回路１
３５は、以下に説明されるようにＮＴＳＣ信号のような
従来型ビデオ入力信号を信号端子２００で受け、出力３
制御信号として、第１の鎖駆動装置１２４において第１
の鏡制御信号を、第２の鎖駆動装置１２０において第２
の鏡制御信号を、かつスポット輝度変調器４００ヘスポ
ット輝度変調信号を発生する。ＮＴＳＣタイプの制御器
の入力で、信号コンディショナ４０２およびＦＥＴ４０
４ならびにキャパシタ４０６を含む黒レベル復原回路２
０５が設けられてもよい。その機能は、ビデオ信号の黒
レベルを正規化する。黒レベル復原回路２０５は、フラ
ッシュアナログ−ディジタル変換器２１０および同期分
離器２１６の双方に結合される。同期分離器２１６は、
ナショナルセミコンダクタ（Ｎａｔｉｏｎａｌ　　Ｓｅ
ｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ＬＭＩ８８１装置に基礎を置
いてもよく、Ｈ同期２１７および■同期２１８に入力を
発生することに加えて、ビデオ信号の黒レベル部分（「
ポーチ」と呼ばれる）を同定するために、かつコンディ
ショナ４０２がフィードバックライン４０３を介してＦ
ＥＴ４０４をオンにし、信号を接地し、それによってビ
デオ信号のｄｃレベルを標準化することを引起こすため
に動作される。

２重ポートを有するランダムアクセスメモリの形状にさ
れるビデオＲＡＭフレームバンク２２０は、動作のモー
ドおよび使用される制御の型に依存して、ビデオイメー
ジの関連した部分を蓄積しかつ同時に回復するために設
けられる。ビデオＲＡＭフレームバンク２２０は、たと
えばビデオイメージの部分もしくはビデオイメージの完
全なフレームまたはビデオイメージの多数のフレームを
ストアしてもよい。フラッシュアナログ−ディジタル変
換器２１０は、第１のデータマルチブレッサ４０８を介
してバンク２２０のデータ入力に結合される。変換器２
１０の目的と機能は、アナログ入力ビデオ信号の試料の
流れを捕獲し、ディジタル表示をＲＡＭバンク２２０に
向けることである。データのアドレスは、同期セパレー
タ２１６により駆動される水平位置カウンタ２１７およ
び垂直位置カウンタ２１８により指定される。垂直位置
カウンタ２１８は奇数番号のビデオラインおよび偶数番
号のビデオラインの間を区別することが可能にセットさ
れ、それは、ＮＴＳＣのような飛越しディスプレイイメ
ージの記憶のために特に有益である。バンク２２０への
カウンタ入力もまた、たとえば第２のデータマルチプレ
ッサ４１０を介して多重化される。

鎖駆動装置１２０および１２４の水平および垂直位置決
めは、入力タイミング信号の制御下でクロック２３１に
より制御され、それは垂直カウンタ２２６および水平カ
ウンタ２２８を駆動し、それらの各々は順に第１の表Ｒ
ＡＭ２３０および第２表ＲＡＭ２４５を駆動する。この
発明に従って、第１表および第２表のＲＡＭ２３０およ
び２４５は、順次的な垂直カウントおよび水平カウント
を、所望の非直線掃引特性に従って、それぞれの水平鏡
駆動装置１２０および垂直鎖駆動装置１２４のための、
垂直位置値および水平位置値に表に基づいた変換または
再マツピングすることをもたらす。

カウンタ２２６からの入力アドレス値に応答する第２表
ＲＡＭ２４５の出力は、水平位置を特定するために使用
されるデータである。そのアドレスの値は水平鏡駆動装
置１２０のための所望の非直線位置づけ特性に従って予
選択される。

第５図に示される特殊な実施例において垂直位置値はデ
ィジタルの大きさからアナログの大きさへ変換され、増
幅器２４８を介して結合される第１のディジタル−アナ
ログ変換器２４６により水平鏡駆動装置１２４を駆動す
る。水平位置値はディジタルの大きさからアナログの大
きさに変換されて、増幅器２４９を介して結合される第
２のディジタル−アナログ変換器２４７により水平鏡駆
動装置１２０を駆動する。第１のまたは垂直鏡駆動装置
１２４の出力は、垂直鏡軸１２６の周囲の垂直鏡１０９
のための角変位である。第２のまたは、水平鏡駆動装置
１２０は、水平鏡軸１２１の周囲の水平鏡１０７のため
の角変位である。

この発明の企図内に代替の駆動機構がある。直接のディ
ジタル位置決め信号を使用することができる。走査ビー
ムを位置決めするまたは指向させるために電気機械式シ
ステム以外のビーム操縦機構のために駆動信号が与えら
れてもよい。

鏡１０７および１０９は、好ましくは、エネルギ消費が
最少にされるように、共振機械周波数で振動される。鏡
の位置が予測できている限り、振動は共振である必要は
ない。１つの実施例において、たとえば第５図に示され
るように、フィードバック回路２５０および２５２は、
時間関数としての真の鏡位置もしくはその代わりに真の
鏡速度または真の鏡加速度を検知し、そのような情報を
振幅補償器２５５および２６０に与えるために使用され
る。

カウンタ２２６および２２８は、スポット位置決めのた
めと同様にＲＡＭバンク２２０から情報を読出すために
水平および垂直位置カウントを与える。特定の実施例に
おいて、水平カウンタ２２６は、垂直カウンタ２２８よ
り５１２倍速い速度でトグル動作し、５１２点の水平画
素点分解能を提供する。

垂直アドレス表２３５および水平アドレス表２４０は、
カウンタ２２６および２２８に応答し、ＲＡＭバンク２
２０からのデータのアドレス動作を投写走査点の現在位
置に同期化する。ＲＡＭアドレスバス２２２におけるア
ドレスは、現在アドレスされる画素点位置に対応して、
ビデオバッファにおける位置に対応する。水平および垂
直アドレス情報は、アドレスバス２２２を介して搬送さ
れる。

振幅補償器２５５は、この発明に従って、注文の非直線
走査の変化する走査速度の振幅効果のために補償するた
めに使用されるＲＡＭ表を含む。

走査速度はスクリーンの中央においてより速く、それは
期間に感応する画素点ディスプレイ環境において空間的
に長くぼやけた画素点の出現を引起こし、それはスクリ
ーンの端においてより遅く、それは空間的に短く明るい
画素点の出現を引起こす。振幅補償器２５５は、アドレ
ス表２３５および２４０からの水平および垂直位置デー
タとＲＡＭデータライン２２１を介したＲＡＭバンク２
２０からの画素点輝度データ（または、誤差信号ライン
２２３上の誤差信号を受けるために結合される予補償器
２６０により表わされるそれの補償されるもの）の受信
に応答して、その出力において補償された輝度データを
与える。これらの２個の入力は、第２図、第３図、また
は第４図の非直線関数の１つに対応してスポット輝度変
調器における値の表をアドレスするために使用される。

このアドレス情報が直接もしくは間接にスクリーンにお
けるスポット輝度を変調する。予補償器２６０への入力
は、フレームバンク２２０からの画素点情報である。出
力は、所望のスポット変調器輝度を表わすディジタル情
報である。振幅補償器２５５の出力は、所望の電圧を直
接にしかし非直線的に、変調器／シャッタの絞りの透過
率に比例して表わすディジタルワードである。

制御器ハウスキーピングは、マイクロプロセッサシステ
ム２３５により提供される。マイクロプロセッサシステ
ム２６５はビデオＲＡＭバンク２２０をアドレスし、か
つ内容をモニタするために結合される。システムの状態
に交信し、かつそれをモニタするために、マイクロプロ
セッサを介して手段が設けられる。

第６図は、この発明に従った制御電子回路３３５の代替
の実施例である。第７図は、この発明に従ったシステム
３００の代替の実施例である。第６図の制御電子回路３
３５は、第７図のシステム３００に関連して、第６図お
よび第７図が第７図のようにライン光源３０５による使
用のために適合されることを除いては、共通の列挙に示
される第５図の実施例に対応する。制御電子回路３３５
は、１個の鏡の電気機械式制御を与えるだけである。ア
ドレス符号解読表２３０は、垂直カウントを、垂直カウ
ンタ２２６から振幅補償器２２５およびライン源３０５
のライン輝度変調器４０１ヘマツピングする。しかしな
がら、この実施例ではアドレス値入力は第２の効果補償
のために使用される、なぜならばアドレス値入力がライ
ン光源の個々のシャッタの透過率にバイアスをかけるた
めだけに使用されるからである。ライン輝度変調器４０
１の動作は、第９図に関連して説明される。

この実施例では、垂直のアドレスは、ラインの各水平位
置に現在のデータを与えるためにライン輝度変調器の全
セルを駆動するために十分な速度で切換えられる。

第７図の実施例では、鏡の焦点において点光源１００の
出力エネルギをコリメートするために放物面鏡３０８が
使用される。凸レンズ３１０は、出力エネルギを捕獲し
かつそれをクラッドファイバ光学ロッド３１１の偏平な
先端を含む目標上に集中する。ロッド３１１は、全内部
反射を有する並列の外側の壁により特徴づけられる。ロ
ッド３１１は丸形もしくは好ましくは六角形の断面を有
することができる。ロッド３１１は、光ファイバの束１
１５の第１の先端と当接する。束１１５は、開かれ、第
２のチップ１２０において少数のファイバの太さにすぎ
ない繊維の偏平なラインへ広げられる。反対側の端部に
おける第２の先端の光出力は、ライン光シャッタ３１５
を照光するために指向される。ライン光シャッタ３１５
は、たとえば第６図の実施例の制御電子回路３３５の制
御下で動作するＰＬＺＴ変調器のラインアレイである。

ライン光シャッタ３１５の出力は、スクリーン１１１上
のイメージの要求に従った走査が、所望のイメージを発
生するように、投写レンズ３１８および走査鏡１０７を
介してスクリーン１１１へ指向される。

１個のシャッタを含むスポット輝度変調器４００は、第
８図に例示される。ディジタル−アナログ変換器（ＤＡ
Ｃ）２６１は、補償器２５５（第５図の）からのディジ
タルデータを受け、増幅器２７５にアナログ信号を結合
し、それの出力はシャッタまたは光バルブ２８０への駆
動電圧である。

ＰＬＺＴエレメントまたはその他の高速度値であること
ができるシャッタ２８０は、第１図の可動鏡を含むスポ
ット操縦システムに順に向けられる入射光を変調する。

複数個のシャッタを含むライン輝度変調器が第９図に例
示される。ＤＡＣ２６１は補償器２５５（第６図の）か
らディジタルデータを受け、同一アナログ信号を試料お
よび保持エレメントのバンクの入力、たとえばモノリシ
ック半導体回路の６１１ないし６１４に結合する。試料
および保持エレメント６１１ないし６１４は、各々、Ｆ
ＥＴスイッチ６２０および記憶コンデンサ６２２を含む
。

１個の高精細度ラインディスプレイシステムには、Ｎ＝
２０００試料および保持エレメントがあってもよい。ア
ドレス−Ｎ−ラインデコーダ２６２は、ＦＥＴスイッチ
６２０の各々のゲート制御入力に結合され、ＤＡＣ２６
１からのアナログ信号ラインの直列型サンプリングを制
御する。アドレスの切換速度は、ライン輝度変調器４０
１の掃引周波数である。サンプル値はＮ個々のコンデン
サ６２２にストアされ、Ｎ増幅器２７５に対応して駆動
する。Ｎ増幅器２７５は、Ｎシャッタ２８０に対応して
駆動電圧を供給する。Ｎシャッタ２８０は、第７図のラ
インシャッタ３１５を一緒に含む。

さてこの発明は、特定的な実施例に関して述べられてき
た。その他の実施例は、この記述を参照すれば、当業者
には明らかになるであろう。たとえば、例示された実施
例はテレビジョン受信機により与えられるであろうよう
なビデオ信号と組合わせて使用される発明を示すもので
あるが、この発明は放写システムによるイメージ信号の
同期化により、またはビデオバッファにおけるイメージ
のディジタル化表現をストアすることにより、いかなる
イメージの放写にも適当である。低費用の信頼性のある
ＣＷレーザもしくは鏡およびレンズによるその他の点光
源または類似のもののようなその他の光源もまた企図さ
れる。なおさらに可動走査鏡に対する代替物として、可
動屈折媒体（プリズム）もしくは屈折媒体（回折格子）
またはその他の電磁気または電気光学的な偏光手段を、
走査を偏向させるために使用することができる。なおさ
らに、イメージバッファが異なる速度の入力および出力
データ流れを収容するのに十分な大きさである限り、全
イメージは１回も緩衝される必要がない。直線垂直鏡が
使用される事象において適当な大きさのバッファを使用
することができ、さもなくば一方向性の走査だけが引起
こされる。

なおさらに、ここに開示される特定的な実施例の多数の
利点は、陰極線管走査システムおよびプリンタ走査シス
テムを含む様々な走査システムにおける利点に組入れる
ことができる。この発明は、時間軸的に第１のフォーマ
ットと両立しない第２のフォーマットにおける第１のフ
ォーマットからのディスプレイ情報に、容易に適合され
、適用される。この発明に従った実時間イメージデータ
緩衝は、ディスプレイの性質を制御するための受信ディ
スプレイ技術を可能にする。したがって、この発明が前
掲の請求の範囲により示される以外に限定されることは
意図されていない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スポット走査器および２個の走査鏡を組入れ
るこの発明のブロック図である。 第２図は、正弦鎖駆動波形を対応する瞬間速度および平
均速度波形により例示する波形図である。 第３図は、三角形の鎖駆動波形を、対応する瞬間速度お
よび平均速度波形により示す波形図である。 第４図は、平坦にされた三角形の特徴を有する鎖駆動の
ための、対応する瞬間速度および平均速度波形による波
形図である。 第５図は、この発明に従った制御電子回路の第１の実施
例のブロック図である。 第６図は、この発明に従った制御電子回路の第２の実施
例のブロック図である。 第７図は、この発明に従った光学投写システムの第２の
実施例の絵画的ブロック図である。 第８図は、第５図に示されるタイプの光学投写システム
のためのシャッタ制御回路のブロック図である。 第９図は、第６図に示されるタイプの光学投写システム
のためのシャッタ制御回路のブロック図である。 図において、１０は走査イメージディスプレイシステム
、１００は光源、１０１はアーク灯、１０２はランプ駆
動装置、１０５はシャッタ組立、１０７は水平走査鏡、
１０８は楕円反射器、１０９は垂直走査鏡、１１０は凹
面のコリメートするレンズ、１１１はスクリーン、１１
３は電極、１１５は電極、１１８はビーム、１１９は変
調されたビーム、１２０は水平鎖駆動装置、１２１は駆
動軸、１２２はビーム、１２４は垂直腕駆動装置、１２
６は垂直鏡軸、１２８は出力走査ビーム、工３５は制御
電子回路、１７０はフォト検出器、１７１はライン、１
７２は反射器、２００は信号端子、２０５は黒レベル復
原回路、２１０はディジタル変換器、２１６は同期セパ
レータ、２１７は水平位置カウンタ、２１８は垂直位置
カウンタ、２２０はビデオＲＡＭフレームバンク、２２
１はＲＡＭデータライン、２２２はＲＡＭアドレスバス
、２２３は誤差信号ライン、２２６は垂直カウンタ、２
２８は水平カウンタ、２３０は第１の表ＲＡＭ、２３１
はクロック、２３５は垂直アドレス表、２４０は水平ア
ドレス表、２４５は第２の表ＲＡＭ、２４６は第１のデ
ィジタル−アナログ変換器、２４７は第２のディジタル
−アナログ変換器、２４８および２４９は増幅器、２５
０および２５２はフィードバック回路、２５５および２
６０は振幅補償器、２６１はディジタル−アナログ変換
器、２６２はアドレス−Ｎ−ラインデコーダ、２７５は
Ｎ増幅器、２８０はシャッタ、３００はシステム、３０
５はライン光源、３０８は放物面鏡、３１０は凸レンズ
、３１１はクラッドファイバ光学ロッド、３１５はライ
ン光シャッタ、３１８は投写レンズ、３３５は電子回路
、４００はスポット輝度変調器、４０１はライン輝度変
調器、４０２は信号コンディショナ、４０３はフィード
バックライン、４０４はＦＥＴ、４０６はキャパシタ、
４０８はビデオＲＡＭフレームバンク、４１０は第２の
データマルチプレッサ、６１１ないし６１４は単一体半
導体回路、６２０はＦＥＴスイッチ、６２２は記憶コン
デンサである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）イメージの画素点を表わす一連の輝度値からイメ
   ージを発生するためのシステムであって、 前記一連の輝度値を受けるために結合され前記画素点を
   ディスプレイするための手段を含み、前記ディスプレイ
   する手段は、直線もしくは非直線速度での走査において
   前記画素点を投写するために動作され、前記一連の輝度
   値は走査の位置に対応する輝度値を生じるためにディス
   プレイ手段と同期化され、さらに 前記走査位置決定手段に結合され走査位置を決定するた
   めの手段と、 前記輝度値に対応してディスプレイされるように前記画
   素点の輝度を変調するための手段とを含む、システム。 （２）前記輝度変調手段はさらに、ディスプレイされる
   画素点が所望のバイアスに従って照光されるように走査
   速度の関数で輝度を変調するための手段を含む、請求項
   １に記載のシステム。 （３）前記走査位置決定手段はさらに、 前記ディスプレイ手段の位置を予想または検出する手段
   と、 前記ディスプレイ手段に結合され前記予想される位置に
   応答して前記一連の輝度値を前記ディスプレイ手段に同
   期化するための手段とを含む、請求項１または２に記載
   のシステム。 （４）さらに、前記画素点を表わすストアされた輝度値
   をアドレスするために前記画素点およびアドレス手段を
   表わす輝度値をストアするためのメモリ手段を含む、請
   求項１、２、または３に記載のシステム。 （５）前記イメージは分解能の位置決定された軸および
   分解能の帯域幅の制限された軸を有し、前記ディスプレ
   イ手段はさらに、前記画素点を表わす前記輝度値を前記
   分解能の帯域幅の軸に沿って順次的に投写する間に一連
   の輝度値を前記分解能の位置決定された軸に沿って同時
   に投写するための手段を含む、請求項１、２、または３
   に記載のシステム。 （６）イメージの画素点を表わす一連の輝度値からイメ
   ージを生じるためのシステムであって、前記一連の輝度
   値を受けるために結合され前記画素点をディスプレイす
   るための手段と、 前記ディスプレイ手段に結合され前記画素点を一方向的
   にまたは二方向的に、走査における直線または非直線速
   度で投写するための手段とを含む、システム。 （７）イメージの画素点を表わす一連の輝度値からイメ
   ージを発生するための方法であって、走査における直線
   または非直線速度で一連の前記画素点を投写するステッ
   プを含み、前記一連の前記画素点は走査の位置に対応す
   る輝度を生じるために同期化される値を有し、さらに 走査位置を決定するステップと、 前記輝度値に応答して表示される前記画素点の輝度を変
   調するステップとを含む、方法。（８）イメージの画素
   点を表わす一連の輝度値からイメージを発生するための
   方法であって、受取られた画素点の入力の速度およびデ
   ィスプレイされた画素点の出力の速度の間に時間ベース
   の非両立性が存在し、 受けられた一連の輝度値をメモリ手段に入力の第１の速
   度でストアするステップを含み、前記輝度値の各々はイ
   メージの画素点を表わし、さらに、前記一連の輝度値を
   前記メモリからディスプレイ手段へ出力の第２の速度で
   同時に読出すステップを含み、前記第２の速度はディス
   プレイのために必要とされる前記ディスプレイ手段によ
   りダイナミックに決定され、前記第２の速度は非直線で
   ある、方法。 （９）イメージの画素点を表わす一連の輝度値から陰極
   線管のスクリーン上にイメージをディスプレイするため
   のシステムであって、 前記一連の輝度値を第１のクロック速度で受けるために
   結合され前記一連の輝度値をストアするための手段と、 前記輝度値を前記ストアする手段から前記第１のクロッ
   ク速度より速い第２のクロック速度で読出すために結合
   されディスプレイイメージを形成するための手段と、 前記形成手段に結合され１ラスタの前記画素点の直線ま
   たは非直線走査を前記スクリーン上に一方向的にまたは
   二方向的に投写するための手段とを含む、システム。 （１０）実質的に図示され、かつ述べられるとおりの、
   イメージをディスプレイするためのシステム。