JPH08509067A - イメージ投射方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 レーザーアレイをベースとした広く応用されるイメージ装置（１０）及び方法を開示する。発明の好ましい実施例においては、３つのリニアレーザーアレイ（１０４，１０６，１０８）を使用する。各リニアアレイは、３つの原色（赤、緑、青）（１１０，１１２，１１４）のうちの１つにおいて多数（Ｎ＞１）の平行な出力ビームを発生させる。３つのリニアアレイの相当１−Ｎ出力ビーム−各々のビームは、見るスクリーン（４００）上に投射されるビデオイメージを代表する特定のエンコーディング計画に従って輝度の変調がなされる一は１つの白色光リニアアレイソース（１００）を形成するために空間にて結合される。投射・走査光学装置を介して、白色光ソースのＮ個の出力ビームは、同時に離れた位置にある見るためのスクリーン（４００）の方へ向けられ、かつ、該スクリーンを水平に横切って掃くようにされる。この結果、Ｎ本のラインのグラッフィクビデオイメージの帯が生じる。スクリーンを垂直方向に下がるＭ個の隣接帯を生じさせることで、ＭｘＮラインのフルイメージが作られる。赤、緑及び青のリニアレーザーアレイは、赤、緑及び青色にそれぞれ相当する波長において直接的に放射線を放射するように適当な半導体材料で作られた半導体レーザーダイオードのアレイとすることができる。これに代えて、赤、緑及び青色のアレイは、所望の、赤、緑及び青の波長の２倍の波長で放射線を放射する−この放射線は第２の協働発生クリスタル要素に結合される−半導体レーザーダイオードとすることができる。本発明においては、（従来技術のレーザー投射装置の場合のＮ＝１に代えて）グラッフィクビデオ情報のＮ＞１のラインと書くことで、光学投射・イメージ形成副装置、ビデオ輝度及びクロミナンスエンコーディング計画、並びにビデオ情報処理電子装置における実行に十分な改善を与える。

Description

【発明の詳細な説明】 イメージ投射方法及び装置 発明の背景 本発明は一般に高分解能のイメージ（映像）投射装置に関する。このイメージ 投射装置は、少なくとも一直線状に配列されたレーザ源を用い、ＴＶビデオ又は スクリーン上への投射によるコンピュータ生成テキスト及びグラフィックのよう な、ラスター走査の単色、２色及び全色のイメージに適する。 従来の陰極管（ＣＲＴ）によるディスプレー装置は大型スクリーンに対しては 実用的でなくなった。現在のグラフィックイメージの最大限度は４５インチ（１ １４cm）平方である。家庭用の最も大きいＴＶディスプレーはスクリーンを対角 線で測定して、一般に４０インチ（１０１cm）を越えない。 クラフィックイメージディスプレーについては、陰極管（ＣＲＴ）の大きさが 大きくなるにつれて単位スクリーン面積に対して比例する数のピクセル生成する モニター内の陰極管能力は低下する。これは近距離からグラフィックディスプレ ーを見る場合に必要とされる鮮明さを得るための大型陰極管の能力を制限する。 これは製造工程中の誤差なしに大きい映像面積全体に亘って極繊細な赤、緑及び 青（ＲＧＢ）の３つの又は３層の燐光体を精密に再現させる点に困難があるから である。加えて電子ビームの偏向によっもたらされる誤差は大型陰極管と関連す る距離によって増幅され、スクリーン上のピクセル情報の空間的な歪の原因とな る。 グラフィックイディスプレーとは対照的に、家庭用のテレビ画面は明るくてコ ントラストも高くなければならない。家庭用のＴＶディスプレーはグラフィック ディスプレーの場合よりも遥かに遠い距離から見るので、分解能は主要な要因に はならない。加えて、ＣＲＴは低周波数の電磁場及びＸ線を発生させる。高輝度 を実現しようとする方法は、イレクトロンビームのスポットサイズを著しく大き くする原因になる。従ってこの大きいスポットはイメージの鮮明度を大きく減少 させ、その結果、コントラストが弱くなり、不鮮明なイメージを生ずることにな る。更に、大型のＴＶスクリーンは陰極管の長さが過度に長くならないように、 大きい偏向角度が要求される。大きい偏向角度（９０°を越える）は、大型のス クリーンの関係で直線度と色彩の純粋性の点で著しい誤差を生ずる。現代のテレ ビの陰極管は決して大きいものであることは意図されなかった。大きさ、重量及 び電力上の兼合いは大型ＣＲＴ装置にとって経済的に釣り合わない。 従って白色光線による三原色（基本色）、すなわち赤、緑、青（ＲＧＢ）のた めに三つのＣＲＴ光線源を重ね合わせる方法を用いたビデオ投射装置が用いられ ている。標準的な装置では、三つの色をスクリーンイメージに収斂させるために ３個の小直径の原色陰極管及びレンズを用いる。この方法によれば、ＣＲＴを用 いた場合に得られる投射スクリーンの大きさよりも大きい投射スクリーンの大き さが得られるが、家庭用のＴＶビデオに使用されるＣＲＴの輝度及びコントラス トと比較するとその輝度とコントラストは劣る。 別の方法によれば、単一の白色光源を用いて原色を発生させてＬＣＤ（液晶） パネルを照明する。ＲＧＢピクセルは液晶ディスプレー（ＬＣＤ）選択マトリッ クスによって個別に変調され、ラスタリングをも発生させる。これらの投射装置 は良好な分解能をもっているが、この方法に関してはその他の避けがたい問題が ある。白色光源は比較的に寿命が短く、比較的に多量の熱を発生する。ＬＣＤ装 置は幾つかの欠点を伴わずには製造できず、それが又グラフィックやビデオ源を 問わずスクリーン上に恒久的な人為的イメージを表す。ラスターを発生させるた めにＬＣＤ装置を用いると、ディスプレー装置に固定的で恒久的な分解能をもた らし、電子装置をグラフィックやテキストの情報をディスプレーするための他の 分解能に適合させることが非常に困難になる。 レーザーを用いてより輝度の高いビデォ投射装置が製造されている。典型的な 例として、緑色及び青色ビームは、直接緑と青を発光するアルゴンイオン・ガス レーザーによって発生され、赤色ビームは、一般にリキッドダイレーザーによっ て発生される（強力な青及び緑のガスレーザーの一部で励起されて）。一般に三 色のビームの各々は、入力ビデオ信号によって代表される同一の輝度（ルミナン ス）及びクロミナンス（色光度）を生じさせるために個別に変調される。これら の変調された三つのビームは続いて光学装置によって空間的に結合されて単一の いわゆる「白色光」を生じ、白色光は適当なラスター・スキャナ光学装置によっ てスクリーンに向けられる。現在のガスーレーザに依拠した投射装置では、単一 白色ビームのみがスクリーンに投射されるので、この装置はＮ＝１型である。数 字Ｎは白色ビームの数量である。一般にこのような装置では、全色イメージ（フ レーム）は、回転、偏向ミラーを結合して用いた一連のピクセルを投射すること によってスクリーン上に写し出される。適切に同期させると、回転ミラーはスク リーン上で白色光を水平に走査し、続いて一列のピクセルを描き出す。同時に偏 向ミラーは白色ビームをスクリーン上で垂直に下方に移動させ、イメージフレー ムを一時に１ラインのピクセルだけ満たしていく。いつの瞬間でも白色ビームは フレーム内の所与のピクセルを適当なルミナンスとクロミナンスで照射する。 現在のレーザーをベースにしたＮ＝１型のビデオ投射装置は、レーザーに依拠 しないタイプの投射装置よりも輝度の高いイメージを写し出す能力をもっており 、１００％に近い色彩度を達成することができる。Ｎ＝１型のビデオ投射装置は 、ピクセルの大きさは白色ビームの強さとは関わりがないので、ピクセルの大き さに安定性をも有している。４０インチ（１０１cm）よりも大きいスクリーン上 に手頃な輝度をもったイメージを写し出すためには、スクリーン上での白色ビー ムの強さは１ワット以上でなければならない。現在のＮ＝１型の投射装置に使用 されているガスレーザーは典型的には０．１％以下の電力効率をもっている。従 って現在のレーザーをベースにしたビデオ投射装置は、数キロワットの浪費熱を 除去するに足りる数キロワットの調節された電力と、調節された冷却水を必要と する。従ってこのような装置は比較的に大きく、携帯性に乏しく、しかも高価で ある。現在のレーザーをベースにしたＮ＝１型の投射装置では、３個の独立した 音響−光学（ＡＯ）光変調器を用いて、単一の白色出力ビームを形成する３個の ＲＧＢビームの夫々に対してビデオ変調情報を付与するようになっている。これ らの変調器には問題点があり、コストも高い。明るい大型スクリーンのディスプ レーに必要な電力レベルでは、変調による非直線性やその他の望ましくない影響 によってイメージの品質が低下する。 レーザーをベースにした従来のビデオ投射装置では、標準的なテレビイメージ を得るために機械的走査と電子的変調を行うために、高速作動の諸要素を使用し なければならなかった。現在のＮＴＳＣテレビイメージは、１秒間に１／３０の 速度で再生され、各フレームは５２５本の水平走査線で満たされる。レーザビデ オ投射器では単一白光レーザビームをスクリーン上へ走査するために多面ポリゴ ン（多面体）ミラーが概して用いられる。４８面体のミラーでも５０，０００rp mの角速度を要求される。このような作動に耐え得る軸受けは非常に高価である 。ピクセルの密度が増大するとポリゴンミラーの角速度を更に速くしなければな らないので、高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）や高分解能グラフィックの場合には走 査上の問題は一層重要になってくる。 ＮＴＳＣのような種々のビデオ標準、ＨＤＴＶの改変型及びコンピュータ標準 はすでに存在しており、新しい標準も早晩開発されるであろう。中でもこれらの ビデオ標準は分解能、画面横縦比、フレーム速度、インターレーシング方法にお いて相違するかもしれない。従って、イメージ投射装置を、現存の、又は将来の ビデオ装置に一致してビデオイメージをディスプレーすることができるように、 又は容易にそれらのビデオ装置に適合し得るようにしておくことが望ましい。 従って、例えばＮＴＳＣ、ＨＤＴＶや、高分解能グラフィックイメージのよう な多分解能のビデオイメージをディスプレーすることが可能な、輝度が高くて低 コストにしてコンパクトなビデオ及びグラフィックイメージ投射装置に対しては 計り知れない期待がよせられている。加えて、グラフィック及びＴＶビデオのデ ィスプレー上の要件は異なるので、両方のイメージの形態のディスプレー機能を 結合して単一のポータブル投射装置にまとめあげることが非常に望まれている。 発明の概要 従って、本発明の一つの目的は、ビデオとグラフィックイメージ投射の方法及 び装置であって、例えばＮＴＳＣ、ＨＤＴＶ、コンピュータグラフィック、その 他高分解能のビデオイメージのような、種々のビデオ標準を再生することが可能 なビデオとグラフィックイメージ投射の方法と装置を提供する点にある。 本発明の今一つの目的は、量産可能なモノクローム、２色彩、及び全色彩のイ メージを投射する低コストで可能な方法と装置を提供する点にある。 本発明の更に今一つの目的は、電力的に効率が良くコンパクトなイメージを投 射する方法と装置を提供する点にある。 本発明の更に今一つの目的は、量産可能なレーザーの白色光源のアレーを提供 する点にある。 本発明の付加的な目的は、比較的に遅い回転速度で作動する光学スキャナを用 いてイメージを投射する方法と装置を提供する点にある。 本発明のその他の目的は、高コントラストのビデオイメージを生じさせるため に、パルス幅変調技術を用いたイメージの投射方法と装置を提供する点にある。 これらの目的やその他の付加的な目的は三つの主要なサブシステムを有する改 良型イメージ投射装置によって達成される。その三つの主要なサブシステムとは 、１）レーザーをベースにした直線アレイ、すなわち、配列の白色光源、２）デ ジタル２次元処理に適した入力ビデオイメージデータをフォーマットする装置及 び３）直線アレイの白色光源の多ビームを遠くのディスプレー・スクリーンに指 向させる光学的な走査・投射装置である。 本発明の一つの特徴によれば、レーザーをベースにした直線アレイの単色、２ 色、又は全色（本明細書では「白色光」とも称する）の光源からの平行した複数 （Ｎ＞１）の出力ビームレットがスクリーン上で回転多面体ミラーによって水平 に走査され、Ｎラインの帯状体、すなわち、幅でスクリーンを照射する。イメー ジのリサイジングプロセッサが、入力イメージデータを、白色光源を有するＲＧ Ｂ直線レーザーアレイを駆動するのに適したフォームにリフォーマットする。こ のフォーマットをする過程の一部分として、イメージリサイジングプロセッサは 入力イメージデータをビデオフレームに変換する。光学走査・投射装置は白色光 アレイ源からの平行するＮ数の出力ビームレットをスクリーン上に投射し、スク リーンを帯ごとに及びフレームごとに照射されたピクセルで満たしていく。イメ ージ投射装置全体は装置制御マイクロプロセサによって制御される。このマイク ロプロセサは、ビデオ入力コンバータ及び区域制御パネル又は外部コンピュータ からの入力を受ける。 本発明の今一つの特徴によれば、レーザーをベースとした白色光源は、各々が 赤、緑、青の波長でＮ数の平行な出力ビームレットを供給する。三原色の直線ア レイによる対応するＮ数の平行出力ビームレットを空間的に結合することによっ て得られる。 一実施例では三原色の直線アレイと、二色ミラーを含む結合光学系は共通の基 板に取付けられる。この三原色である赤、緑、青のビームはいくつかの異なった 方法で形成される。対応するＮ出力ビームレットは、いくつかの異なった情報フ ォーマットからいくつかの異なった方法によって変調される。 別の実施例では、各原色直線アレイは、半導体材料とともに生成された、Ｎ数 の直接アドレス可能な半導体ストライプ・レーザー・ダイオードの直線アレイを 含む。この半導体材料の構成は望ましい赤、緑、青の波長でレーザー・ダイオー ドを放出する。Ｎ数の平行に指向される出力ビームレットの各々の光強度は、各 半導体ストライプ・レーザー・ダイオードに供給される駆動電流を直接変調され る。このＮ数の平行に指向された、各原色アレイの変調された出力ビームレット は、直線状のレンズアレイ内に収容された対応するＮ数のマイクロ光学レンズに よって平行化される。この直線状のレンズアレイはそれに対応する原色レーザー ・ダイオードアレイと一体的に取付けられる。 更に別の実施例では、各原色アレイの各Ｎ数の平行指向出力ビームレットに対 して、ビームレッドを対応する光学結合レンズ、及び対応するソリッド・ステー ト、すなわち、固体の原子光学変調器を経て、変調操作を行うようになっている 。この結合レンズとソリッド・ステート変調器は直線アレイ内に収容されており 、直線アレイは半導体レーザー・ダイオードアレイと出力規準レンズアレイと一 体に取付けられる。 更に別の実施例では、各原色直線アレイにＮ数の個別にアドレス可能な半導体 ストライプ・レーザー・ダイオードからなり、このレーザー・ダイオードは、望 まれる赤、緑、青の波長の２倍に相当する赤外線波長で平行なビームレットを放 出する。このような各アレイの赤外線出力は、各ビームレットを対応する光学結 合レンズと、適当な結晶材料から形成されたストライプ波長案内とを通して赤、 緑、青の出力ビームレットアレイに変換される。このＮ数の結合レンズと非直線 状の波長案内は、半導体レーザー・ダイオードアレイと出力規準化レンズアレイ に一体的に取付けられた直線レンズアレイと波長案内アレイ内にそれぞれ取付け られる。イメージ情報は、アレイ内の個別の半導体ストライプ・レーザー・ダイ オードの駆動電流を直接変調するが、或いは非直線波長案内に続いて、かつ出力 規準化レンズアレイよりも前に、ソリッド・ステート原子光学変調器のアレイを 構成内に組入れることによって、各原色アレイのＮ数の平行指向出力ビームレッ トを変調する。場合によっては、非直線結晶材料からなる調和ゼネレータを用い ることなく、適当な半導体材料を使用して赤色ビームレットを直接発生させても よい。 本発明の更に別の特長によれば、各三原色アレイのＮビームレットに付与され たビデオ情報は、いくつかの異なった形態をとることができる。 一つの実施例では、変調操作は、個別にアドレス可能な半導体ストライプ・レ ーザー・ダイオードとの駆動電流を変調することによって行われる。これは半導 体レーザー・ダイオードを高速度で激しくオン・オフ操作を行なうことができる ので、従来の（Ｎ＝１）型のレーザー投射装置に用いられている音響−光学変調 の態様と異なる。本発明では、ビデオイメージのＮ数の走査線を同時に走査する と、所与のフレーム速度でスクリーンを横切る所与の走査線を走査するのに要す る時間を著しく増大するので、高価な高速・高バンド幅の電子系を用いることな く、パルス幅変調器（ＰＷＭ）を使用している。Ｎ線は平行に処理されるので、 データ処理速度はＮの因数によって減少される。例えば、２⁷＝１２８の緑色レ ベルは、データ処理速度を１２８の因数に増大させなければならない。この増加 分は、各ピクセルを処理する時間がこれによって対応するＮ＝１２８の因数だけ 減少するので、もしＮ＝１２８の走査線が平行に走査できれば相殺することが可 能になる。 本発明の更に別の特徴によれば、光学走査・投射装置は、回転多面体ミラーを 有し、このミラーは、白色光アレイ出力をスクリーン上で水平に走査するととも に、スクリーン上の走査線を垂直方向下方に向けてラスターする、漸進的に傾斜 する複数の面を具えている。このミラーのことを本明細書では「不規則多面ミラ ー」とも称している。回転多面体ミラーは、少なくともイメージフレームを満た すに要する走査線数と同数の面Ｍを有する。第１面から出発すると、イメージフ レーム頂部から最初の走査線が「着色」される。後続の各面は順次傾斜して先行 する走査線の直下の走査線を直接連続的に着色し、その後再び第１面が次のフレ ームの頂部の走査線を着色し始める。傾斜型の多面体ミラーを用いてフレーム 全体を着色するので、連続する各走査線をスクリーン上で垂直方向下方にラスタ ーするための検流計、すなわち、ガルバノメータを必要としない。 別の実施例では、回転多面体走査ミラーはＭ数の面を具えていて、これらの面 の法線はミラー（以下では「規則多面体ミラー」とも称する）の回転軸線に関し て一定角度で傾斜している。スクリーン上の連続する各走査線を垂直方向下方に 向けてラスターするために、回転多面体走査ミラーとレーザーアレイの間に検流 計を配置する。 本発明の重要な特徴は、Ｎピクセル走査線を同時に平行に走査する点にある。 先にＰＷＭに関して述べたように、この平行走査は関連する電子系に要する速度 を減少させる。同様に機械的利点もこの光学走査・投射装置によって得られる。 本発明では、多面体ミラーの各面は、単一走査線を走査するのではなく、Ｎラ インの帯を走査するようになっている。所与の固定フレーム時間についてみれば 、走査線走査多面体ミラーの角速度（以下では「回転速度」とも称する）は、単 一走査多面体ミラーに要した速度に比較してＮの因数だけ減少する。例えば、１ ２８の走査線を走査する場合、１２８０の水平走査線のイメージフレームを走査 しラスターするためには、１０面の多面体ミラーが必要とされる。比較してみる と、もし一時に１本の走査線だけを走査する場合（従来のレーザー投射装置に見 られるようにＮ＝１である）１２８倍高速の角速度で回転する１０面の多面体ミ ラーが要求される。 一実施例では、漸次的に傾斜した面をもった回転多面体ミラー（不規則型多面 体ミラー）と連携して、インターレス検流計が任意に用いられる。この回転多面 体ミラーはそれ自体では各イメージフレームに対して漸進的に一本の走査線を走 査するだけである。インターレースのビデオ装置を支持するためには、別のフィ ールドに対して付加的な偏向オフセット装置が必要となり、このオフセット装置 はインターレース検流計によって実施される。例えば、２：１のインターレース の場合には、シフトは全体走査線の水平間隔の半分に相当する。続いてイメージ フレームは「フィールド」の２つの部分フレームをインターレースすることによ って形成され、「フィールド」では速度の２倍のフィールド速度となる。 別の実施例では、規則型多面体ミラーと、連続する各走査線を垂直方向下方に 向けてラスターする検流計との結合体とともに、インターレース検流計が用いら れる。 本発明の別の特徴によれば、平行方向にされたＮ出力ビームレットの数をセス ター走査線に望まれる数に増大することによって、回転多面体ミラーとインター レース検流計を省略することができるので、回転ミラー、それに関連するモータ 、及び駆動電子装置に帰属するノイズ振動、熱、及び投射誤差が減少する。この 実施例では、平行偏向を得るために、少なくともＮの走査線数の高さに等しい高 さをもった単一ミラーが使用される。必要があればインターレシングには別個の インターレース検流計を付与してもよい。 本発明の別の特徴によれば、データ処理装置はイメージ再寸法処理装置とフレ ーム貯蔵ユニットを有する。イメージ再寸法処理装置は、種々の形態のビデオ装 置からの入力イメージデータを、本発明のイメージ投射装置に適合したフォーマ ットに変換する。イメージ投射装置は基本的には予め選択された分解能を有する ように設計される。イメージ再寸法処理装置は、所与のビデオ装置のイメージを イメージ投射装置の予め選択した分解能にマップ（map）する（例えば、イメー ジをレーザー投射装置の一定のピクセル数に表示させる）。イメージ再寸法処理 装置は低い分解能のビデオ装置からのイメージを高分解能ビデオ装置のイメージ にマップする。 種々のビデオ装置からのイメージを電子的に予め選択した分解能装置内にリマ ップ（remapp）させる点は本発明の重要な特徴である。このようなリマッピング は内挿法を用いたハードウェア加速器によって実施される。デジタル方法は従来 の光学的方法よりも優れており、種々の分解能、横縦比及びフレーム速度をもっ た種々のビデオ装置からのイメージを表示するイメージ投射装置の電子系を大幅 に簡略化する。 例えば本発明の好ましい実施例では、１６：９のスクリーン横縦比をもってい るフレーム内で１２８０×１２８０ピクセルによって形成される分解能をもって いる。多くのビデオ装置からのイメージはその分解能で標示される。従ってＨＤ ＴＶのイメージは同様のスクリーン比をもつようになり、イメージリサイジ ングモジュールは、デジタル化された入力ビデオ源のイメージをレーザー投射装 置の１２８０×１２８０ピクセル内に基本的にマップする。 ＮＴＳＣイメージを再マップする場合には、イメージは４：３（１２・９）の スクリーン横縦比をもっているので、実際上の標示イメージは左右のマージンに よって形成される中央バンド内に納まるようになる。左右マージン（各々は水平 寸法の１・６を占有している）内のピクセルは使用されない。従って、イメージ はイメージリサイジング処理装置によって中央バンド内のピクセル（９６０×１ ２８０）にマップされる。 フレーム速度の異なる垂直走査速度をもったビデオ装置は、多面体ミラーの角 速度（回転速度）を変えることによって容易に許容される。従って、多面体ミラ ーの角速度は増大すると、フィールドとフレームの速度が速くなる。 本発明は電力効率がよく、高性能を遂行し、低コストで量産するのに適し、か つ種々のビデオ装置に適合可能なイメージ投射装置を提供する。 本発明の付加的な目的、特徴と利点は図面を参照しながら以下の好ましい実施 例の説明を読むことによって理解されよう。 図面の簡単な説明 図１は本発明のカラーイメージ投射装置を示すブロック図、 図２ＡはＣＲＴのような従来の単一ビーム（Ｎ＝１）イメージ投射装置の走査 線毎にラスター走査する方法を示す図、 図２Ｂは本発明のカラーイメージ投射装置の走査線を連続的にラスター走査を する方法を示す図、 図３ＡはＮラインの第１帯を投射するための漸進的に傾斜される隣接面を有す る多面体ミラーの用法を示す傾斜図、 図３ＢはＮライン中の第２帯を投射する、漸進的に傾斜される隣接面を有する 多面体ミラーの用法を示す図、 図４は図１に示す光学走査・投射装置の別の第１実施例を示すブロック図、 図５は図１に示す光学走査・投射装置の別の第２実施例を示すブロック図、 図６Ａは本発明の原色直線レーザアレイ源の斜視図、 図６Ｂは図６Ａの線６Ｂ−６Ｂに見た区域の拡大図、 図６Ｃは図６Ａの線６Ｃ−６Ｃに見た区域の拡大図、 図７Ａは図１の白色光レーザーアレイ源の一実施例を示す平面図、 図７Ｂは図７Ａの白色光レーザーアレイ源の前部平面図、 図７Ｃは図７Ｂの線７Ｃ−７Ｃによって示される区域の拡大図であって、集積 された電子−光学変調器の直線アレイを示す図、 図８Ａ乃至８Ｄは本発明のイメージ投射装置のダイアグラム図であって図１の データ処理装置の詳細を示す図、 図９は同一のアスペクト速度であるが一層高い分解能をもった別のイメージフ レームにイメージリサイジングモジュールによってイメージフレームがマップさ れた状態を示すダイアグラム図、 図１０ＡはＨＤＴＶ：ＳＭＴＥ２４０ｍ（１１２５）標準装置のディスプレー のパラメータを示す図、 図１０ＢはＨＤＴＶ：１０５０ＮＢＣ標準装置のディスプレーのパラメータを 示す図、 図１０ＣはＮＴＳＣ：ＲＳ−１７０Ａ標準装置のディスプレーのパラメータを 示す図、 図１０ＤはＶＧＡ（モノクローム・カラー）標準装置のディスプレーのパラメ ータを示す図、 図１１は本発明の一実施例によるパルス幅変調方法を示すタイミング・ダイア グラム図、 図１２は図１の光学走査・投射装置の一実施例を更に詳細に示す概略斜視図、 及び 図１３は図１の光学走査・投射装置の今一つの一実施例を更に詳細に示す概略 斜視斜視図である。 発明の詳細な説明 図１にはイメージ投射装置、すなわち、プロジェクションシステム１０が示さ れている。カラーイメージ投射装置は、白色光直線アレイ１００、入力イメージ やイメージデータを適当な形態にフォーマットして、白色光直線レーザーアレイ 源を変調するデータ処理装置２００、及び白色光直線レーザアレイ源１００の 出力ビームを走査してこれをスクリーン４００に投影する光学走査・投射装置３ ００を有する。白色直線レーザアレイ源１００の出力ビームは、その他のフォト レセプター、例えばアイ、すなわち、眼状体、紙、感光フィルム、その他の感光 材料に投影することもできる。 白色光直線レーザーアレイ源１００は複数個Ｎの白色光の平行移動するビーム レット１０２を生成する。独立した各ビームレットは三原色の直線アレイ源すな わち赤色直線アレイ１０４、緑色直線アレイ１０６、及び青色直線アレイ１０８ のＮ数の平行移動出力ビームレットを空間的に結合することによって形成される 。三原色直線アレイ源１０４，１０６，１０８の単色のＮ数の移動直線アレイ出 力の各平行移動直線アレイの出力は、続いて光学素子１１６をＮ数の平行移動白 色光ビームレッド１０２に結合することによって結合される。用語「白色光ビー ムレット」は文字通り白色光の外観を意味するばかりでなく、赤、緑、青色の光 を種々結合することによって得られるカラーをも意味する。ビームレットＮの数 は２と、２を含む任意の整数電力との間にある。 後に詳述するように、Ｎ平行移動出力ビームレット１０２の直線アレイは、光 学走査・投射装置３００によって反射、屈折されて同時に投影スクリーン４００ を横切ってＮ走査線の帯を走査し、投影スクリーン４００上を下方にＭの連続す る帯走査線をラスターする。従って、図２に示すような従来の単一ビームＣＲＴ に見られるような走査線毎にラスター走査をするのとは対照的に、カラーイメー ジ投射装置１０は、図３に示すように投影スクリーン４００上のＮ走査線の帯を 同時に走査する。 データ処理装置２００は入力ビデオ信号やグラフィック信号２０１（以下「ビ デオ」と称する）を走査線にリフォーマットする。この場合の走査線の総数はス クリーン一杯のピクセルを生ずる。各三原色直線アレイ源１０４，１０６，１０ ８の個別にアドレス可能なビームレット１１０，１１２，１１４のセットは、白 色光直線アレイ源の結合されたＮ数の白色光ビームレットが、投影スクリーン４ ００を走査線−走査線、フレームーフレームの関係で照射されたピクセルで満た すことによって、入力イメージを再生する。 データ処理装置２００は、ビデオ入力コンバータ２０２を有し、同コンバータ は複合ビデオ、アナログＲＧＢ、又はコンピュータ・グラフィックのような共通 形式のイメージ信号をデジタルの赤、緑、青（ＲＧＢ）データに変換する。この ような変換を行うためのチップのセットは、後に図８Ａに関して詳述するように 、カリフォルニア州サニーベールのフィリップス・セミコンダクターズ社のシグ ネティック ディビジョンから商業的に入手できる。 本発明の好ましい実施例では、母線２０８を経てビデオ入力コンバータ２０２ を制御するために、メモリ２０６に関してマイクロプロセッサをベースにした制 御装置２０４を使用している。このようにすると、ビデオ信号のデコードとフォ ーマット操作はマイクロプロセッサの制御下におかれる。母線、すなわち、バス ２０８はサンプル・クロック（水平シンク）やフレーム情報のようなデコードさ れたタイミング情報をカラーイメージ投射装置１０の他の部分に伝達する。加え て、母線２０８は制御信号を外部コンピュータや制御器と、イメージ投射装置１ ０との間に搬送するために使用してもよい。例えば、母線２０８に接続された外 部のホスト・コンピュータで色相、彩度、色合い、その他の複合ＮＴＳＣ特性の 量を制御することもできる。 ビデオ入力コンバータ２０２は、赤色のデジタル・データ・ストリーム２１０ 、緑色のデジタル・データ・ストリーム２１２、及び青色のデジタル・データ・ ストリーム２１４を提供する。各ストリーム１１０，２１２，２１４は８ビット 幅の連続したピクセル・ストリームで、このストリームは各カラー・データ・ス トリームに２⁸＝２５６のグレー・スケールを提供する。各ストリームはフレー ムを走査線で満たすラスター・フォーマットを有する、カラーイメージ投射装置 １０はフレームを１本、又はそれ以上の走査線で満たすので、単一の連続ピクセ ル・ストリームを複数（Ｎ）の連続したピクセル・ストリームにリフォーマット しなければならない。そうしてたリフォーマットされたストリームの一つは白色 光直線アレイ源１００のＮ数の出力ビームレットに与えられる。換言すれば、デ ジタル・データ・ストリーム２１０，２１２，２１４は、図２Ａに示す単一ラス ター走査フォーマットから、図３Ｂに示すＮ−ビームレットのラスター走査フォ ーマットに変換しなければならない。Ｎの値は、例えば６４、１２８、或いはそ れ以上というように非常に大きいので、ピクセル・ストリーム内の各Ｎ走査 線に関するグレー・スケール・ピクセル情報に対して８ビットの平行通路をマル チプレックスするのが望ましい。本発明の好ましい実施例では、８ビットのグレ ー・スケール・ピクセル情報は１組のデジタル・プロセッサ２１６，２１８，２ ２０によってマルチプレック形態に変換される。例えば、デジタル赤色データ２ １０の一連のピクセル・ストリーム（８ビット幅は一つの走査線に対して１から Ｎの最初のピクセルのすべてを表し、続いて２番目のすべてのピクセルの走査線 を表す）がデジタル・プロセッサ２１６によって処理されて、単一のマルチプレ ックスされたピクセル・ストリームとなって現れる。同様にデジタルの緑色デー タ２１２と青色データ２１４の連続したピクセル・ストリームはデジタル・プロ セッサ２１８とデジタル・プロッサ２２０によってそれぞれ処理される。 デジタル・プロセッサ２１６，２１８、２２０は選択したビデオ装置から得た データ（例えば、分解能、アスペクト速度）をカラーイメージ投射装置１０のデ ータに変換する。この点については殊に図８Ａ乃至図１０Ｄに関して詳細に説明 する。しかし、イメージ投射装置１０は、イメージ投射装置１０の予め選定した イメージフォーマットと一致する、或いはそれに相当するイメージフォーマット をディスプレーする場合には、上述のようなデータ変換をすることなく用いられ る。 デジタル・プロセッサ２１６からのマルチプレックスされた赤色ピクセル・ス トリーム２２２は、続いて対応する赤色直線アレイ源１０４の個別にアドレス可 能な出力ビームレットを変調するために連続的に使用される。同様に、緑色と青 色のマルチプレックスされた各ピクセル・ストリーム２２４，２２６は、対応す る各緑色と青色の直線アレイ源１０６，１０８の出力ビームレットを変調する。 本発明の好ましい実施例では、このような変調操作は、赤色要素に対するパルス 幅変調器（ＰＷＭ）２２８を用いて行われる。パルス幅変調器２２８とその利点 は図１０に関して一層詳細に説明する。同様に、パルス幅変調器２３０は緑色要 素に対して作用し、パルス幅変調器２３２は青色要素に対して作用する。 白色光直線アレイ源１００が１組のＮピクセル・ストリーム２３４，２３６， ２３８によって変調されると、出現するＮ平行移動変調白色光ビームレット１０ ２の直線アレイは、光学走査・投射装置３００によって、スクリーン４００ 上に１本、或いはそれ以上の本数をもったラスター走査を発生する。 本発明の一つの好ましい実施例によれば、光学走査・投射装置３００は検流計 ３０４と一体のミラー３０２、及びモータ３０８によって駆動される回転規則型 多面体ミラー３６０を含有する。検流計３０４とモータ３０８はそれぞれラスタ ー発生サーボ３１０によって制御される。回転規則型多面体ミラー３０６は少な くとも全イメージフレームを発生するのに必要な走査線数Ｍと同数の面を具えて いる。詳述すると、Ｎ数のビームレット１０２の平行する１組がミラー３０２を 照射する。ビームレット１０２はミラー３０２によって反射され、再び多面体ミ ラー３０６によって反射され、続いて１組の投影光学素子３１２によって屈折さ れて、イメージフレームの左側頂部から出発してスクリーン４００上の最初の走 査線を走査する。本実施例では直径約３インチ７．６cm）で、９個の面をもった 規則型多面体ミラーが用いられている。このようにすれば多面体走査効率が０． ６７５になる。垂直方向の走査効率は検流計の遂行能力と、フィールド・サイク ル中の非作動面の数によって設定される。非作動面は新たなフィードを開始する のに備えて検流計を対応させるために用いられる。検流計に対する合理的な走査 効率は７０％（８０％以下）である。従って、検流計による０．７２７（８・８ ＋３）の走査効率の一走査サイクル中には、少なくとも３個の非活動面が必要と される。従って、全体的な走査効率は０．４９（０．６７５と０．７２７の積） で、０．６０の伝導性をもつ本装置の全体的な効率は、０．２９４（０．６０と ０．４９の積）である。７２．７％の垂直走査効率をもった９面体の１・３イン チ（０．８５cm）装置では、８走査線フィールドで６０Hzフィールド速度を得る ためには４４００ＲＰＭの回転速度が要求される。 その結果、レーザー・ダイオードアレイ（１要素につき２６．６mW）に対して ３．４ワットの総電力をもったレーザー要素１２８は、スクリーンに３ワットの 電力（３、３．４、０．２９４の積）を与える。 本発明の重要な特徴は、垂直ラスターを行うために傾斜面を用いている点にあ る。従来の典型的な投射装置は、水平走査を行うために回転規則型多面体（すべ ての面の法線は回転軸線に関して垂直である）、及びビームをスクリーン上で垂 直方向下方にラスターする今一つの回転ミラー（通常は検流計）を用いている。 この方法は装置を複雑にし、費用が増大する。 図１に示す光学走査・投射装置３００の今一つの好ましい実施例によれば、検 流計３０４は、これに一体に設けられたミラー３０２とともに回転不規則型多面 体ミラー３０６に用いられている。 図３Ａ、３Ｂに関して説明されているように、第２面に関して垂直な面は、第 １面の垂直面に関して傾斜していて第２の走査線の走査をスクリーン上で垂直方 向下方に走査するようになっているので、最初の走査線の走査は次の頂部の水平 な走査線とつながるようになっている。連続する各面は同様に先行する面に関し て連続的にスクリーンを垂直方向下方にラスターして、Ｍ走査線が形成されて、 イメージフレーム全体が満されると、最初の面が再び後続のフレームを生じさせ るように動き始める。１個又はそれ以上の面（Ｍ数を超えた数）をもった多面体 ミラー３０６を用いて、ビデオ信号２０１内のどのような垂直ブランク空間信号 を受容するようにしてもよい。 しかしながら、回転不規則型多面体ミラー３０６は、それ自体各イメージフレ ームに対してＭの連続した走査線を生ずるに過ぎない。検流計３０４とそれに一 体のミラー３０２はインターレースされた走査線をもたらし、それによってイン ターレースされたビデオ信号が表示される。検流計３０４はミラー３０２の傾斜 角度を僅かばかり変え、これによって連続する後続のフィールドを相殺する。例 えば、２：１のインターレースの場合、このような間隔は水平線の間隔の半分に 相当する。２：１のインターレース装置では、イメージは「フィールド」と一体 のアイによって形成される。フィールド速度はフレーム速度の２倍である。 図１に示す本発明の好ましい実施例によれば、ピラミッド状に傾斜した不規則 型ミラー面により生ずる帯の不釣合誤差を防ぐために１８°走査方法が用いられ ている。１．８：１の横縦比の８帯１８°走査の公称の不整合誤差は１走査線ピ ッチにつき約±１・５である。ピラミッド状の傾斜を形成する場合のエラーを１ 走査線ピッチつき±１・５よりも低い値にするためには、±３のアーク秒よりも 厳しい許容条件が求められる。多面体の揺れ及び面対面のタイミングの動的誤差 は、ラスターの悪化に対する寄与を無視できるようにするために約±１アーク秒 の正確さが要求される。帯の不整合とピラミッド状誤差は、１走査線ピッチの ±２・５ピーク・ピーク誤差になる。 ８帯フィールドは８の倍数面の不規則型多面体ミラーを必要となる。１８°の 水平走で直径が約２インチ（５cm）の８面ポリゴンミラーの走査効率は０．２で ある。１６面体で走査効率を０．４に倍増するためには約６インチ（１５．２cm ）の直径が必要となる。しかし、このように直径を増大すると、ミラー全体の質 量を約５０％増加させることになる。 本発明のイメージ投射装置１０の重要な特徴は、イメージフレームのＮピクセ ル走査線を同時に走査する点にある。この方法によれば、特定のフレーム速度で イメージフレームを完全に照射するのに必要とされる多面体ミラーの角速度を著 しく減少することができる。各多面体ミラーは、走査線の走査線ごとに走査する のでなく、帯ごとに走査するように用いられている。このようにすれば、面の数 と角速度の商をＮ＝１装置に比較して線Ｎの数に等しい因数まで減少することが できる。例えば、一時に１２８走査線の帯を走査するとしたら、１２８０の水平 走査線のイメージフレームを得るためには１０面の多面体ミラーが必要となる。 しかし所望に応じて、独立した垂直偏向ミラーを用いることなく、ミラー３０６ の連続した傾斜反射面の数に等しい走査線数をもったフレームを生成するために 、Ｎ＝１の白色光源とともに多面体ミラー３０２を用いてもよい。 種々の垂直走査速度、フレーム速度をもったビデオ標準は、多面体ミラー３０ ６の角速度を変更することによって容易に許容することができる。この方法によ れば、走査速度の変更には別構成のヨーク巻線及びその結果生じるヨークインダ クタンスの変化のための補償手段を必要とする、磁気的偏向装置よりもはるかに 優れた利点をもたらす。ラスター発生サーボ３１０は、母線２０８からタイミン グ信号得て、ラスター走査と同期して確実にミラー３０６を回転させ、望ましい 速度でミラー３０２を偏向させる。 図４は図１の光学走査・投射装置３００の別の実施例５００を示す。特に、こ こでは望まれるフレームに投射される走査線の数はＮに等しく、ミラー３０２を 一体にもった検流計、すなわち、ガルバノメータ３０４は白色光の走査線Ｎを単 に反射してスクリーン４００上の走査線Ｎを走査する。インターレースに必要で なければ、本実施例では垂直なラスタリングを必要としない。この構造によれば モータ３０８と回転多面体ミラー３０６が生ずるノイズ、振動、熱を相当程度減 少することができる。加えて、ひとえに多面体ミラー３０６がもたらす不整合、 すなわち、不釣合誤差も除去される。 図５を参照すると、図１の光学走査・投射装置３００の更に別の実施例６００ が示されている。本実施例６００では多面体ミラー６０２は、図４に示したミラ ー５０２とは対照的に、各面の表面がミラー６０２の回転軸線に平行しているミ ラーからなっている。 図５に示す実施例では、フレームとして投射すべき走査線の所望数はＮに等し く、インターレーシングを必要とせず、垂直ラスター装置もいらない。しかし、 もしフレーム内の走査走査線の所望数がＮよりも少なくともない場合には、ミラ ー６０２は垂直検出用の検流計（図示せず）とともにフレーム内に所望数の走査 線を与える。 従って、この第３の実施例は、検流計３０２とミラー３０２の結合体が単にイ ンターレースされる代わりに垂直偏向をもたらす点、及び多面体ミラーの面が相 互に傾斜していないので、多面体ミラー３０６単に水平に偏向するようになって いる点を除いては、図１に示す光学走査・投射装置３００と同じである。この第 ３の実施例では、光学走査投射装置はミラー６０２の角速度はＮ＝１の装置の場 合よりもＮの因数だけ減じることができる。白色光レーザー直線アレイ源 図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは図１の赤色レーザーアレイ１０４を詳細に示す。アレイ １０４から放射される光線の周波数を除いては、アレイ１０４は緑色レーザーア レイ１０６、青色レーザーアレイ１０３としても用いてよい。基板サブストレー ト７００にこれと整合して取り付けられているものは以下の諸要素である。すな わち、１）個別にアドレス可能なストライプ半導体レーザー・ダイオードの直線 状の集積回路のアレイ７０２、２）マイクロ−光学レンズの直線状のアレイ７０ ４、３）モノリシックな電子−光学変調器の直線状のアレイ７０６、４）マイク ロ−光学レンズの直線状のアレイ７０８、５）非直線状の調和コンバータの直線 状のアレイ７１０、及び６）出力ビームレット視準マイクロ−光学レンズの直線 状のアレイ７１２である。直線状のモノリシックなアレイ７０２は個別にア ドレス可能な半導体ストライプ・レーザー・ダイオード７１４をＮ組（例えば、 ６４，１２８，．．．）もっている。基板サブストレート７００はレーザー・ダ イオード７０２、レンズ７０４、変調器７０６、レンズ７０８、調和コンバータ ７１０、及びマイクロ−光学レンズ７１２を整合させて機械的に支持する。 赤色レーザーアレイ１０４の第１実施例では、半導体のストライプ・レーザー ・ダイオード７１４は、望ましい赤色を直接放射し得るように、アルガインプ（ AlGaInp）四元III−Ｖ半導体材料系から育成されたものである。本実施例では、 各ストライプ・ダイオードの出力レーザー・ビームは、各ダイオードでの駆動電 流を直接変調することによって行われる。直線アレイ７０２の半導体のストライ プ・レーザー・ダイオードのそれぞれからの偏重された放射は、続いて直ちにマ イクロ−光学レンズ７１２によって視準されて、赤の原色アレイ源の赤の出力に よる直線アレイを形成する。この好ましい実施例では、マイクロ−光学レンズ７ ０４、変調器７０６、電子−光学マイクロ光学レンズ７０８、及び調和コンバー タ７１０は省略される。 赤色レーザーアレイ１０４の第２実施例では、アルガインプ（AlGaInp）の赤 色ストライプ・ダイオード７１４からの放射は、電子−光学変調器７０６の直線 アレイを経て変調され、直線レンズアレイ７１２を用いて変調した出力ビームレ ットの直線アレイを直ちに視準する。この場合も第１実施例の場合と同様にマイ クロ−光学レンズ７０８と調和コンバータ７１０は省略される。 赤色レーザーアレイ１０４の第３実施例では、半導体のストライプ・レーザー ・ダイオード７０２は、光線を望ましい赤（緑、青）の原色の波長の倍で、例え ば、赤に関しては１３００ｎｍの赤外線波長（緑に関しては１０４０ｎｍ、青に 関しては９６０ｎｍ）で、放射する。本実施例では、各ストライプ・ダイオード の出力の変調は各ダイオード７１４でダイオード駆動電力を直接変調することに よって行われる。各半導体ストライプ・ダイオード７１４からの変調放射はマイ クロ−光学・カプリング・レンズ７０８の直線アレイを経て、直ちにストライプ の非直線調和コンバータ７１０直線アレイに連結される。赤、緑、青の原色アレ イ源に対するストライプ非直線調和コンバータの直線アレイは、例えばＬｉＴａ Ｏ₃、ＬｉＮｂＯ₃、ＫＴＰ材料系から育成され、準位相マッチされた波 長を含む。非直線のコンバータアレイからの赤（緑、青）の変調された出力ビー ムレットの直線アレイは次に直線レンズアレイ７１２によって視準される。 好ましい第４実施例では、好ましい第３実施例とは異なり、半導体のストライ プ・レーザー・ダイオード７１４からの赤外線放射の変調は、赤外線放射をスト ライプ非直線調和コンバータ７１０の直線アレイと、出力視準レンズ７１２とに 通す前に赤外線放射を電子−光学変調器７０６に通すことによって達成される。 電子−光学変調器７０６の直線アレイは、例えばＬｉＴａＯ₃、ＬｉＮｂＯ₃、Ｋ ＴＰ材料系から育成されたＮマッチ−ゼンダー（Mach-Zehnder）インターフェロ メーターからなる。詳述すると、図６Ｂは１組の集積された電子−光学変調器７ １４，７１６，７１８を示しており、これらの電子−光学変調器はそれぞれ非直 線調和コンバータ７２０，７２２，７２４に接続される。図６Ａには示されてい ないが、かくレーザー・ダイオード７０２に対して１個の電子−光学変調器が与 えられている。 図６Ｃを参照すると、各レザー・ダイオードをそれらに与える電流を直接変え て変調する場合には、電子−光学変調器７０６を必要としない点が示されている 。その代わり、図６Ｃに詳細に示されているように、調和コンバータ７１０が用 いられている。特に、これらのコンバータ７１０は非一体型アレイからなってい る。 図７Ａ、７Ｂ、７Ｃを参照すると、図１の白色光直線アレイ源１００の一つの 好ましい実施例が一層詳細に示されている。各赤、緑、青のレーザー直線アレイ １０４，１０６，１０８が、アルミやマグネシゥムのような軽量の材料から鋳造 されて形成された基板８００上に取り付けられた光学結合ミラー８０４，８０６ ，８０８とともに図示されている。基板８００はレーザーアレイ１０４，１０６ ，１０８のヒート・シンクとして機能する。更に基板８００は基板８００に対す るアレイ１０４，１０６，１０８を整合させるデータを提供する。光学結合素子 ８０２はミラー８０４、及び一対の二色性のミラー８０６，８０８を有する。光 学結合素子８０２は、各直線アレイ１０４，１０６，１０８からの対応する１か らＮの視準されたビームレット１１０，１１２，１１４をＮ平行−移動の視準さ れた白色光ビームレット１０２の単一直線アレイに結合する。各三原色直線アレ イ源１０４，１０６，１０８は図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄに示すように、集積直 線アレイサブアセンブリとして組立てられる。 図７Ｂを参照すると、図１に示した白色光レーザーアレイ源１００の正面図が 示されている。図７Ｃは１組のマッチ−ゼンダー（Mach-Zehnder）インターフェ ロメーター）型の電子−光学変調器８１０，８１２，８１４と、それに関連する 各集積調和コンバータ８１６，８１８，８２０とを示す。 図７Ｃは図６Ｂに対応する。 図７Ｄを参照は、図６Ａの調和コンバータ７１０の端面図を示す。 図７Ｄは、図６Ｃに対応する。 白色光レーザーアレイの好ましい第２実施例を図８Ｃに関して更に説明する。データ処理システム 図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄは、イメージ投射装置、すなわち、イメージプロ ジェクションシステム１０内における全体のデータの流れと図１のデータ処理シ ステム２００の基本ラスタの発生を図示する。ビデオ信号２０１はビデオ入力コ ンバータ２０２へ入り、ビデオ信号が、標準ＮＴＳＣ、ＲＧＢ成分、あるいはＶ ＧＡコンピュータの何れであれ、すべての場合において、該信号は３つの分離し たデータストリームとして、８ビットデジタルＲＧＢビデオへ変換される。ビデ オ入力コンバータ２０２は、アナログ・デジタルコンバータ９００、フェーズロ ックループ９０２及び複合成分デコーダ９０４を含む。そういったビデオコンバ ータは当該技術分野においてよく知られるものであり、市場で入手可能なチップ セットから組み立てることができる。特にフィリップス・セミコンダクタ（Phil ips Semiconductor）ＴＤＡ８７０８アナログ・デジタルコンバータをフィリッ プス・セミコンダクタＳＡＡ７１９１ルマ（luma）、クロマ（chroma）プロセッ サ・シンク・クロックプロセッサ及びフィリップスＳＡＡ７１９７クロック発生 回路と共に用いることにより、アナログ複合ビデオ信号をデジタル輝度、クロミ ナンス並びに水平及び垂直信号に分離することができる。ＴＲＷ ＴＭＣ２２７ ２デジタルカラースペースコンバータ・コレクタはこれらのデジタル信号を変換 し別個のｒｅｄ（赤）、ｇｒｅｅｎ（緑）、及びｂｌｕｅ（緑）デジタル出力を 与える。ここで、図８Ａ及び８Ｂを参照すれば、この赤、緑、青はメモリ９０６ へ記憶される。このメモリは、水平時間ベース補正のために使用さ れ、また、ズームモードで作動するリサイジングプロセッサに必要な入力メモリ （いくつかの走査線に必要なだけである）として使用される。安定した赤、緑、 及び青のデジタルデータは、１セットのメモリ９０８，９１０及び９１２の要求 に応じて時間の記録がなされ、かつ、白色光レーザアレイソース１００及び光学 走査・投射装置３００の固定解像度を一致させるようにデータ解像度翻訳のため のイメージリサイジングプロセッサ９１４へ入力される。このイメージリサイジ ングプロセッサ９１４は、それぞれ赤、緑、青成分に関する別個のプロセッサ９ １６，９１８，９２０を有する。 リサイズされ、リマップされた後、赤、緑、青のビデオ信号は、メモリバンク ９２２へ入力され、ここにおいて、１２８ラインの帯にリラスタ化される。メモ リバンク９２２は、それぞれ赤、緑及び青用の１セットの別個の帯メモリバンク ９２４，９２６，９２８を有する。ここで図８Ｂ及び８Ｃに言及すれば、走査線 データ（帯）のリラスタ化グループがメモリバンク９２２からパラレルマルチプ レックスフォーマットで呼び出されパルス変調器ＩＣバンク９３０へ与えられて 、該ビデオ信号の強さを表わすパルス幅変調信号を形成する。走査上のＲＧＢ成 分の照度を表わす各バイナリパルス信号はレーザに与えられる。パルス変調器Ｉ Ｃバンク９３０は、各８ビット流を相当レーザ強さに変換するデータを記憶する ＲＯＭを含む。パルス変調器ＩＣバンク９３０は、赤ビデオ成分用の１セットの ４つのパルス幅変調器９３２，９３４，９３６，９３８と、緑ビデオ成分用の１ セットの４つのパルス幅変調器９４０，９４２，９４４，９４８と、青ビデオ成 分用の１セットの４つのパルス幅変調器９５０，９５２，９５４，９５６とを含 む。各レーザダイオードは同じパワー入力で異なる出力を得ることができるので 、前記ＲＯＭは、各レーザダイオードが所定の強さ範囲内で作動するように変更 可能である。ポリゴンミラー３０及びフラットミラー９５８はそれぞれ各帯の水 平及び垂直の偏向を与える。シンクタイミング分析 種々の入力モジュールによって発生させられかつイメージ投射装置１０へ渡さ れるその他の標準信号が存在する。これらは、水平シンクから生じるサンプリン グクロック、及びＦＲＥＦ（Frame Reference、フレームリフアレンス）と呼ば れる信号である。これは、通常、第１フィールドの第１走査線の活動ビデオの第 １ピクセル上の能動低行エッジ（active-low-going edge）である１信号である 。水平シンク、垂直シンク、帰線、及びクロミナンスフィールドリファレンスを 含むその他の同期信号はこの１つのエッジから派生する。 システム制御バス９６０は、制御及びセットアップ選択データがシステム制御 マイクロプロセッサ９６２とイメージ投射装置１０の種々のサブシステムとの間 へ行くように転送されることを許容する双方向コンピュータバスインターフェー スである。特に、システム制御マイクロプロセッサ９６２は、入力装置（例えば 、外部コンピュータ）からの割り込みに応答し、対応入力値を読み、それをＲＡ Ｍ９６４へ記憶させ、値の変化を正確に実行するために必要なすべての正確な目 的地に関する情報に関してＲＯＭ９６６をチェックし、そしてすべての目的地に 対して順番に書込み動作を実行する。 システムタイミングゼネレータ９６８は、データ変換、すべてのサブシステム 間の同期、フェーズロック、マルチプレックスド信号のエンコード及びデーコー ド、及び直接変調サブピクセル高速クロックリファレンスに関してイメージ投射 装置１０によって必要とされるすべての同期信号を発生させる。システム制御バス 更に詳細に説明すると、システム制御バス９６０は双方向コンピュータバスイ ンターフェースである。１例としてＮＴＳＣビデオ信号を用いると、イメージ投 射装置１０は、家庭においてユーザーがＣＲＴビデオモニターを調整して映りを 正しくするのと同じ方法で、色相、彩度、明るさ、コントラストの量を制御可能 でなければならない。本発明の１実施例においては、色相、彩度、明るさ、コン トラストの特定の量に相当する値はすべてＲＯＭ・ＲＡＭ９６１に記憶される事 前設定値とすることができ、オペレータが外部より又はイメージ投射装置１０の フロントパネルからセットアップすることが可能である。ユーザーから与えられ た情報はシステムを通り、制御バス９６０を通じて適当なサブシステムに転送さ れる。 発明の好ましい実施例においては、イメージ投射装置１０のすべてのサブシス テムは同一特性のバスインターフェースを有しており、故に、接続すれば、同一 タイプのデータの送受が可能である。各サブシステムは唯一の目的地アドレスを 有しており、故に、ユーザーはリモートコントロール装置から、あるいはプロジ ェクターフロントパネルからいずれのサブシステムをソースとして選択できる。 システム制御バス９６０は、外部ホストコンピュータとの接続はもとより、イメ ージ投射装置１０のすべての異なる部分同士を接続する操作情報バスである。発 明の好ましい実施例においては、ホストコンピュータはシリアルＩ・Ｏポート（ ＲＳ２３２ポート）を備えたＩＢＭのＡＴタイプである。ビデオ入力コンバーター ＮＴＳＣ ＲＳ−１７０Ａ ここで、ビデオ入力コンバータ２０２に言及すれば、ＮＴＳＣ ＲＳ−１７０ Ａは、家庭に放送伝達されるものであり、あるいはＶＨＳテープレコーダあるい はビデオディスクプレーヤから出力されるものである。図１０Ｃ規定されるよう に、ＮＴＳＣビデオのための重要な仕様は横縦比が４：３であるということであ り、この比はワイドスクリーンの横縦比ではない。発明の好ましい実施例におい ては、ＮＴＳＣインターレースビデオ信号はライン、すなわち、走査線を水平に 横切る７６８ピクセルの高品位表示用にデジタル化され、４８０から４８４本の 能動垂直線間にある。クロミナンス信号は、輝度信号から個別にエンコードされ 、解像度は低い。デジタル化されたビデオ信号に関する公知の製品が存在し、デ ジタルイメージの高品位化技術−これは当該技術分野においてよく知られている −は投射された大イメージの映像品位を改善するために利用される。代替的に、 デジタル信号は複合・成分でコーダ９０４に直接的に与えられる。その様な場合 、イメージ投射装置１０にたいするすべての信号経路はデジタルである。 ここでビデオ入力コンバータ２０２について言及すれば、放送ＮＴＳＣ信号の ための一般的なビデオでコーダは入力端子を有し、この入力端子はシンク信号と 共にエンコードされたカラー及び輝度情報を含む複合信号を受け取る。デコード が成される前に、このシンク信号は複合アナログ信号から最初に分離される。水 平シンク信号は、サンプリングクロックが各水平ラインが生じるたびにサンプリ ングクロックをフェーズロックループ９０２のための基準パルスとして合成する 。次に、複合ビデオ（ルマ及びクロマ）はアナログ・デジタルコンバータ９００ に よってデジタル化され、そして、クロマ−輝度分離が複合・成分デコーダ９０４ によってデジタル的になされる。デジタル的にデコードを行なうことはアナログ デコードよりはるかに鮮明であり、現在ＴＶ受信機に用いられている。アナログ 法と共に、フィルタを用いて複合信号からクロミナンス成分を分離する。このよ うなアナログフィルタは歪みを生じさせ、全体の信号バンド幅を減少させる。複 合デジタル信号からデコードされた輝度及びクロミナンスは（ＴＲＷ ＴＭＣ２ ２７２デジタルカラースペースコンバータ・コレクタのような）デジタルマトリ ックスに与えられ、ＲＧＢカラースペース信号を得る。ビデオはＲＧＢの形とし てイメージ投射装置１０を通過する。 発明の好ましい実施例においては、ＮＴＳＣアナログ複合ビデオ信号はビデオ 入力コンバータ２０２へ与えられ、そして、イメージデータはビデオ入力コンバ ータ２０２の出力によりイメージ投射装置１０のサブシステムへＲＧＢカラース ペース信号で与えられる。ＲＧＢは等しい輝度・クロミナンス解像度フォーマッ トであり、輝度変化及びカラー変化の両方がバンド幅に関して同じ割合で生じる ことを意味する。１つのＮＴＳＣアナログ複合信号は、輝度（Ｙ）及び色差信号 （Ｕ及びＶ）を有するが、ＮＴＳＣは１つの等しい解像度フォーマットではない 。輝度（Ｙ）は通常４ＭＨｚの解像度であり、色差信号ＵとＶは、それぞれ１． ５と、約０．５ＭＨｚの解像度である。従って、ＮＴＳＣ少ないカラー情報を伝 達することでバンド幅を節約する。しかし、グラフィック及び高解像度テキスト の形態のビデオはすべて等しい解像度である。等しい解像度のビデオソースをよ り簡単に表示するために、ビデオ入力コネクタ２０２内でルナ差及び色差信号は ＲＧＢに変換される。 １０５０・２９．９及びＨＤＴＶ１１２５・３０ ここで図８Ａ−８Ｄ、１０Ａ及び１０Ｂに言及し、ビデオ入力コンバータ２０ ２の第２の好ましい実施態様を説明する。ビデオ入力コンバータ２０２の第２の 好ましい実施態様は、図１０Ｂに詳細に示す１０５０ ２：１ ＮＢＣ提示標準 及び図１０Ａに詳細に示す１１２５ ＳＭＰＴＥ ２４０Ｍ標準のようなＨＤＴ Ｖビデオ信号を処理するように構成されている。これらの標準の何れかに適合す るビデオ信号は既にＲＧＢの形であり、通常３本の別個のケーブルに乗せ られる。従って、アナログ・デジタルコンバータ９００は３つの別個のアナログ ・デジタルコンバータを含む。別個のアナログ・デジタルコンバータを用いるこ とにより、相互干渉が最小にされる。これは、Ｒ、Ｇ及びＢの各８ビットの３つ の経路となる。シンク及びクロック信号はＮＴＳＣ信号の場合と同じ様にすべて の標準に対して同じ方法で発生させられる。 通常、ＨＤＴＶ標準信号は、時には複合ワイヤにより、そしてしばしば別個の ワイヤによりＨとＶとを別々に運ぶ。図１０ＡのＨＤＴＶ標準は「３重レベルシ ンク」を用いる。検出が困難であり、また、ノイズを受けやすいが、それは、当 該技術分野において良く知られるように通常の条件下で容易にデコードされる２ 重レベルタイプの標準である。ビデオ入力コンバータ２０２の第１の実施例と比 較して、（ＨＤＴＶに対する）第２の実施例は実際にシンプルである。なぜなら 、成分は別の形態になっていて、複数のアナログ・デジタルコンバータは単に高 いクロック周波数で作動する必要があるからである。 ビデオ入力コンバータ２０２の第３の実施例は、ＶＧＡコンピュータグラフィ ック信号を処理するように構成されている。ＶＧＡグラフィック情報は、典型的 にコンピュータのディスプレイカード上のＲＡＭにルックアップテーブルモード で記憶される。このことは、（コンピュータ内の）デジタル信号バス上で８乃至 １６ビット、最大で２４ビットがＲＡＭ内の位置アドレスとして用いられること を意味する。ＲＡＭのアドレスは数百万色のカラーのいずれに対してもプログラ ムされるが、一時にはいくつかの限られた数のアドレスのみが使用可能である。 グラフィックに関するこの種の計画はカラーパレットのセットを得るために用い られる。 １つの特定カラーパレット内に限られた数のカラー数しか与えられないので、 ディスプレイが不自然に見えることを防止するため、メモリに割り当てられるカ ラーは注意して選択する必要がある。ビデオコンバータ２０２への入力としてア ナログＶＧＡを使用することは、オリジナルのデジタル信号の劣化という以前の デジタル信号（データ）のリデジタル化を行なう必要がある。従って、この第３ の好ましい実施態様においては、コンピュータのＶＧＡフィチャーバスコネクタ からのビット流はクリーンソースとして用いられる。ルックアップテーブル−こ れはＶＧＡカード上に通常見出されるカラーテーブルデータの逆となる−のアド レスとしてこの信号を用いることは、ＲＧＢを直接デジタルとして与え、かつ、 イメージ投射装置１０によって利用されるＲＧＢフォーマットと互換とする。 更に詳細に言えば、ルックアップテーブル、すなわち、索引はコンピュータ内 のＶＧＡカードと同じ値が割り当てられる。ＶＧＡフィチャーバスコネクタ及び コンピュータのシリアルインターフェースは、カラーテーブルデータをコンピュ ータからイメージ投射装置１０にダウンロードするために、ソフトウェアインタ ーフェースルーチンと共に用いられる。発明の本好ましい実施態様にあっては、 イメージ投射装置１０において、シリアルアウトプットのための一対のＤ９タイ プのコネクタを備える標準的なケーブルはＶＧＡインターフェースカードを備え るＡＴタイプのコンピュータに接続される。これによって、コンピュータに接続 されたディスプレイとイメージ投射装置１０のスクリーン４００との両方に同一 のカラーが表示される。クロック、水平及び垂直駆動（シンク）信号は、デジタ ルの形態で直接にＶＧＡフィチャーコネクタ上に生じる。これらの信号は入力ク ロック信号及びＦＲＥＦを発生させるために利用される。タイムベースコレクタメモリ 発明の好ましい実施態様は、ビデオテープその他のビデオソースから生じるデ ィスプレイビデオ信号を正確に移動させるためにタイムベース補正を利用する。 そういった信号のタイムベースは信号の特定再生システムによって変更される。 なぜなら、再生されたビデオ信号は、テープがヘッドを通過するときに発生する ジッタを有するし、また、テープ速度に僅かな変化が存在するからである。更に 、テープヘッドは完全な丸ではなく、テープは均一に緊張されていないので各水 平ラインにおいて僅かなずれが生じている。そして、シングルラインの間でさえ 、ビデオ信号のクロマ及びルマ特性に悪影響を与えるに十分なほど大きなテープ 速度の変化が存在するからである。家庭用ＴＶ受信機において、偏向は管のサイ ズよりも大きなビデオラスタをオバースキャンするように設計されている。その 結果、ユーザーはビデオのぼろぼろになった縁を見ることは決してない。その一 部は実際にはプラスチックベゼルプレートによってスクリーンから隠される。水 平ラインにミラーシフトがあるならば、そのぼろぼろの縁は隠される。このシフ ト は全体イメージ及び垂直解像度の品位を落し、かつ、不適当なカラー信号デコー ディングを生じさせる。しかしながら、テレビを見ている多くの人はそのような 忠実度問題に気付いている。 しかしながら、大きなイメージ（映像）を表示するプロジェクタの場合、水平 ラインのそういった僅かなシフトに対して注意を払わなければならない。例えば 、大きな正方形のスクリーンに全体イメージを示すために、ラスタをオーバース キャンさせることはできない。実際、そのイメージは水平にリアライン（再整列 ）される。最新のテレビは、（旧式のテレビに見られる５−７ミリ秒と比較して ）０．５ミリ秒という「速い水平ＡＦＣ」として知られるものを使用している。 水平発振器フェーズロックループにおいて小さなタイム（時間）定数を使用する ことで、水平タイミングの僅かな変化に対して走査システムを「瞬時に」補正す ることができ、故に、ぼろぼろの縁は部分的に補正される。しかしながら、その 様な技術は、（電磁式走査システムとは異なり）電子機械式の走査システムに対 しては使用されない。なぜなら、電子機械式走査システムは、そのような補正に よって変化させることが難しい大きな質量を有するからである。 タイムベースを妨げる類似の方法は、家庭における違法なＶＣＲ記録に対する コピー防止方法として良く用いられる。ＶＣＲにおけるヘッドホイールは走査ポ リゴンミラーに極めて類似するものである。コピー防止を含む記録済ビデオは、 少量の水平及び垂直ジッタによりしばしば事前に歪ませており、それでＴＶ受信 機シンク走査回路は誤差をすばやく追跡できるが、ＶＣＲのヘッドホイールはで きない。従って、ビデオタイムベースコレクタは本発明の好ましい実施態様に用 いられる。 ここで図８Ｂに言及すれば、タイムベースコレクタ（ＴＢＣ）及びバッファメ モリ９０６はいくつかの走査ラインをテストしそれらを制御情報と共に目盛り内 へ読み込む。タイムベースコレクタ及びバッファメモリ９０６に含まれるデジタ ルロジックは、水平シンクが標準合成内部水平シンクからずれたことを決定し、 それに応答してタイムベースコレクタ部はラインが再び整列するように微小な量 だけラインを再シフトさせる。ラインは次にバッファメモリ部から完全に同期し て読みだされ完全なラスタとして表示される。イメージリサイジング 本発明のイメージ投射装置１０は、多様なイメージフォーマットを表示する。 これは走査電子工学に多くの負担を課す。なぜなら、各ラインには異なる数のピ クセルが存在し、異なる数のラインが存在し、帰線間には異なる消去時間が存在 するからである。レーザー光源の決定により課される制限に対してすべてのラス タフォーマットを表示することは実現できない。完全にともされたラスタを得る ために異なる組み合わせのラスタ光源を消灯すると不均一なライン間隔を生じる 。周波数や走査ラインが常に数倍となることになり、光学走査システムが対応で きない。 この問題を克服するため、本発明のイメージ投射装置は、ライン毎に異なる数 のピクセルと異なる数の走査ラインを変換し、かつ、これらを１つの共通の解像 度に変換する。図９に図示するように、この方法でもって、イメージ投射装置１ ０を所定のイメージサイズに関して最適化することが可能になる。更に、本発明 で用いられる変換方法は、異なる横縦比のイメージを補正する。光学走査投射装 置が特定の横縦比、ビデオの場合通常１６：３と４：３の間、を造るように構成 される場合、横縦比ラスタを補正するためにどの操作を必要とするかに依存する が、追加的に水平縮小及び拡大を必要とする。 更に詳細に説明すると、イメージリサイジングプロセッサ９１４は２つのイメ ージ解像度翻訳を行なう。１つは解像度を一致させることであり、もう１つは横 縦比補正である。 イメージリサイジングプロセッサ９１４は、１ラインのどのような数のピクセ ルの、そしていかなるライン数のイメージ入力を受け取り、かつ、デジタルドメ インに関する補間動作を行なって１ラインにつき多少の（多い又は少ない）ピク セルを生じさせ、１フレームにつき多少のラインを生じさせる。入力イメージは 、操作・表示発生用の、かつアレイ内の固定数のレーザ及び固定数の面を備える ミラーに対する１つの共通のフォーマットに変換される。発明の好ましい実施態 様においては、イメージリサイジングプロセッサ９１４はすべての入力を１２８ ０ピクセルｘ１２８０ラインの１つの共通のフォーマットに変換させる。このフ ォーマットは各レーザーアレイ内の１２８個のレーザーダイオードに基づくも のである。 発明の好ましい実施態様においては、イメージリサイジングプロセッサ９１４ は、水平に、あるいは垂直にいずれかの方向に独立してなされる水平、垂直の分 別リスケーリングを行なう。どのイメージ信号も１２８０ｘ１２８０の固定フォ ーマット一致させられる。操作において、複合補間及び可変バンド幅フィルタア ルゴリズムは実時間で高速にイメージをリサイズする。 イメージリサイジングプロセッサ９１４は、ビデオ入力コンバータ２０２及び イメージ投射装置１０に関して説明されたシステム制御バス９６０からの制御を 受ける。イメージリサイジングプロセッサ９１４は、各種々の標準に相当する値 を含む内部テーブルから得られる必要なリサイズ係数に基づき、ライン及びピク セルパラメータを与える。これにより、正しいライン数及びライン当たりの正し いピクセル数と共に正しい横縦比となる。発明の好ましい実施態様において使用 することに適するイメージのリサイズ技術は、マサチューセッツ、ボストンのハ インズコンベンションセンタ（Hynes Convention center）刊の文献、Electroni c Imaging International 会報１９９２年９月２９日−１０月２日のジェイム ス・Ｈ・アルベイターによる、題目「ビデオリサイジング−大きな又は小さなイ メージを造る方法、最良のもの」（“Video Resizing−how to make bigger/sma ller image the best it can be！"）に開示されている。この文献に言及するこ とでこれを本明細書に組入れる。 ビデオ信号には多様な垂直周波数がある。ＮＴＳＣ及び提案の１０５０-ＨＤ 標準については５９．９があり、１１２５・６０−これは実際には１１２５・３ ０である。なぜならそれは３０Ｈｚフレームレートであるからである−があり、 そして４０から７０Ｈｚの間で垂直に変化するＶＧＡコンピュータグラフィック がある。 種々の垂直スキャンレートに適合するイメージ投射装置１０の場合、ポリゴン モータを異なる速度で回転させ、この平坦なミラーが入力ビデオ信号の垂直偏向 と同じ割合で垂直偏向を与えるように該ミラーを偏向させる。どのようなイメー ジ信号が表示されるにせよ、走査光学装置は同じままである。なぜなら、イメー ジ信号はいつも同じ量のデータでありあり、入力は固定走査解像度にリサイズさ れ、異なることはデータレートのみであるからである。異なる垂直走査レート（ 速度）は全体フィールドまたはフレームをより早く又は遅く走査することに関係 する。それはスクリーン上に行く同じラスタであると考えられ、それは、フィー ルドあるいはフレームの更新レートである垂直レートに基づいて、ただ、やや速 くあるいは遅く走査される。 変速ポリゴン駆動モータ、垂直偏向検流形及びその関連電子装置３１０を組込 んだイメージリサイジングプロセスは、イメージ投射装置１０に入力されたイメ ージフォーマットを処理する方法を与える。すべての必要なパラメータは、この パラメータを得るために必要な計算を行なう負担をシステムに与えないようにす るためＲＯＭテーブルに事前にコーディングされる。帯メモリバンク 発明の好ましい実施例においては、多くのラインを平行走査することにより十 分な明るさが得られる。 すべての現在のビデオ標準はＣＲＴラスタフォーマットであり、前後走査する 単一のビームに関する単一質データ流を意味するので、本発明は、単一ビーム入 力フォーマットを同時走査する複合レーザベームのラスタ走査に変換する。 本発明によれば、水平走査に必要なすべてのラインはメモリ９２４，９２６， ９２８に記憶され、そして平行走査されるラインを与えるために読みだされる。 すべてのラインの第１のピクセルはそのメモリから最初に読みだされ、次にすべ てのラインの第２ピクセルその他が１・Ｎの速度（Ｎは平行ラインの数）で読み だされる。すべてのラスタダイオードは同時にアクティブ状態である。この機能 を行なう１つの好ましい方法は、２つのメモリを使用することである。第１のメ モリはＮ個のラインのグループを記憶し、第２のメモリはＮ個のラインのグルー プを平行出力する。次に、これらは「ピンポン」のように行き来する。ビデオは いずれかのメモリに読み込まれ、そのアドレスは順次大きくなり、そして出力の 際、ビデオは平行状態で読みだされる。 メモリから出る１２８個の８ビット経路を用いることは実行不可能である。こ の問題を軽減する方法は、該メモリから異なる順番で読みだす、つまりＮ個のラ インのＮ個のピクセルを読みだし、次にＮ＋１個のラインのＮピクセルを読みだ すことである。これはマルチプレックスドフォーマットと呼ばれ、データが単一 ワイヤ上に順番に現れ、そのシーケンスのオーダーが知られそして目的地でデコ ーディングされる。データがゆっくりとＮ回出ているので、Ｎ個のピクセル同じ 時間内に読みだされ、それぞれはすべての平行ソース上に第１のピクセルとして 示される。いずれかのメモリに行くデータレートは出ていくデータレートと同じ である。もし我々が異なるデータレートを有しているなら、メモリはオーバーフ ローするかあるいは空になる。パルス幅変調 発明の好ましい実施態様いては、イメージ投射装置１０は、平行走査される１ ８ラインを用いる。１ピクセルにつき３つ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のダイオードを用いる ことにより、合計で３８４のアクティブビデオチャンネルを生じる。これらのチ ャンネルは、走査変換フレーム記憶装置９２４，９２６，９２８から３８４の同 等な（マルチプレックスド）データ流として始まる。発明の好ましい実施態様に おいては、各チャンネルは８ビットの同等な解像度を用いる。そういったデジタ ル信号の各々は、ラスタダイオードを作動させて１２８本の各走査ラインに関す る時間変化するピクセルの振幅（及びカラー）を再生するために、アナログ信号 に変換される。どのシステムにおける３８４個のデジタル・アナログ変換器は極 めて多くの数の装置であり、多数のＰＣボードの場所、面倒なキャリブレーショ ン、及び十分な動力及びバンド幅の線形化された駆動電子装置を必要とする。 発明の好ましい実施態様においては、時間変化パルス列（動作周期）を備える 各レーザに対して十分な容量の電源を与えるためパルス幅変調を用いるので、ピ クセルタイム渡って何れのダイオードに与えられる平均電力はそのダイオードを 特定の振幅強さで照らすことに相当する。図１１に図示するように、このことは 、Ｄ・Ａコンバータが任意の８ビット値に対して生じさせるまったく同じ振幅と なり、これは、実際には、任意のピクセルに関するビデオのＲ、Ｇ、Ｂの強さで ある。これはいくつかの理由により利点を有する。スイッチモード電子装置は、 Ｄ・Ａコンバータ、高度にフィルタされた電力供給、線形化された駆動電子装置 、並びにコストの係るセットアップ及びキャリブレーションを必要としない。ス イッチモードロジックは、アナログのものに比べて使用する電力が少ない。な ぜなら、出力トランジスタは完全にオン又はＯＦＦのいずれかにされて消費電力 が少ないからである。特定の強さレベルを発生させるためのパルスの特定の例を 図１１に示すが、各パルスの異なる数、タイミング及び振幅は、所定量エネルギ を各レーザーダイオードに所定時間に渡って与え、これによりそういったレーザ ーダイオードの（検知される）出力強さを確立するために用いられる。代替的に 、そういったパルスは、各ビームの強さを制御するためにマッハ・ツェンダ（Ma ch-Zehnder）干渉計変調器を駆動することができる。 スイッチモードパルスコード変調（ＰＣＭ）は、通常、デジタルビデオシステ ムには適用されない。その理由は、８ビット解像度（強さが２５６レベル）およ び４ＭＨｚビデオバンド幅の場合、スイッチング率が極めて速くなければならな いからである。例えば、ピクセルが最低の強さ、あるいは全強さ（２５６レベル ）の１・２５６の明るさであり、かつ、応答が線形であったならば、全ピクセル 時間の１・２５６の間最大であったパルスが必要であったであろうと想定できる 。それは、入力ビデオデータ流をデジタル化するために用いられるピクセルクロ ックの２５６倍の速さのクロックを必要とするであろう。多くの駆動装置はこの 応用の場合十分に速くスイッチ切り替えをすることができず、限られた遅い割合 となるであろう。更に、そういった速いパルス列を発生させるデジタルロジック は、在庫のある、あるいはコストが割安となる形では存在しない。 しかしながら、本発明のイメージ投射装置１０は、ラインスロ−ダウンビデオ 帯を走査する。１２８帯の場合、ライン時間は１２８倍長くなる。スイッチレー トは、ＣＭＯＳタイプのＩＣロジックの通常の操作範囲である係数１２８によっ てほとんど落ちる。この範囲はスイッチモード駆動装置の操作に対してはまった く納得できるものである。パルス幅変調の場合、ある数のパルスの間に生じる光 エネルギの量は、各ビデオサンプル（ピクセル）の振幅に比例する。 多くの視聴者に受け入れられるものを達成するため、高品位イメージ再生のた めの最少の強さ値を発生する１ピクセル時間の間に十二分のＯＮ−ＯＦＦサイク ルを持つことが必要である。なぜなら、イメージプロダクションシステム１０は そういった大きなディスプレイ及び優れたビーム光学装置を有しており、人間の 目はグレイレベル解像度には極めて敏感であり、そして、発明の好ましい実施態 様においては、図１１に示す１２８レベルに代えて２５６のグレイレベルが用い られる。使用される変調は、どのサンプリングの際も、ベースバンド信号の振幅 値を発生させるために、８ビット強さコードを基本にして特定のパルス時間を発 生させる。いかなるアナログ信号の場合にもパルス幅変調（ＰＷＭ）は、強さゼ ロと、強さが最大（全強さ）であるこの２つの間を線形に変化する。最も幅の広 い累積パルス時間は配送される最大のエネルギを表わし、最も狭い累積パルス時 間は最少エネルギ、又は最少強さを表わす。 パルスの時間はイメージ信号の振幅の関数として変化する。アイ（フォトセル のような作用をする光学装置）は、集積変調された光パルスを平均化された検出 される値に変換する能力を有する。しかしながら、鋭いステップをならしてより 平均化された値に変換出力する集積装置を用いることが好ましい。代替的に、細 かなパルスステップ増幅器を用いることにより、後のフィルタを省略できる。こ の計画は、アナログ積分器に比べて少ない成分を必要とする。また、パルス変調 計画は、広い周波数域を測定でき、ここではアナログ成分はただ１つのサンプル 周波数に対して一般的に規定される。 このパルス変調方法を用いることでアナログ電子装置及びイメージ投射装置１ ０における接続ワイヤの量を減らすことができる。更に、多くのＰＣＭユニット （典型的には３２個のモジュール）を１つのＩＣ駆動装置上に備えることができ る。 図８Ｃに示す実施例においては、赤レーザーアレイ１０４、緑レーザーアレイ １０６及び青レーザーアレイ１０８からの出力は、図７Ａ−７Ｄに示す実施例の 場合と異なる結合光学装置を用いることにより結合される。。特に、原色の平行 ビームはミラー９５１により反射され、第２の原色の平行ビームはミラー９５３ により反射され、第３の原色は、各プライムの相当平行ビームを結合するように 作動する結合キューブ９５５へ向けられる。ラスタ発生及びサーボ装置 水平反射 発明の好ましい実施態様においては、ラスタ帯の水平反射はポリゴンミラー３ ０６を回転させることにより与えられる。駆動モータ３０００は、帯メモリバ ンク９２２の制御の下に読みだされた各帯（水平ライングループ）のスタートと 同期するやってくる水平駆動信号にロックされる。制御システムに対する光学的 フィードバックは、面の縁を整合させるポリゴンミラー３０６の上面にけがかれ た直線９７２によって与えられる。各面は１つの帯を反射させることに用いられ る。従って、けがかれた直線からのポリゴンミラーの面の縁の信号及びやってく る水平駆動は、モータサーボフェーズロックループ９７０への入力として作用す る。図８Ｄは合計で９つの面を備えるポリゴンミラー３０６を示すが、このポリ ゴンミラーはただ水平反射のみを与えるだけなので、面の数はシステムの設計に クリティカルではない。特に、完全な１０２４ラインのラスタをなすために８つ の帯を必要とするとき、それは、従って、１フレームをなすために８つの面を必 要とする。垂直帰線時間（インタレース検流計がリセットするための時間）は整 数の面をスキップすることによって得られる。 垂直反射 発明の好ましい実施態様においては、垂直反射は、ミラー３０２を備える検流 計３０４によって与えられる。ミラー３０２は各アクティブフレーム時間の間に 連続的にかつ線形的に動く。ミラー３０２は即時にあるいは個別のステップで動 くことはできないので、全体のアクティブ帯時間の間に動く。１つの帯の最後に 、かつ、水平帰線の後に、水平反射の量は、帯番号２のライン１が帯番号１のラ イン１２８の下に始まるように十分に正確である。これにより、１つの帯の高さ の量、あるいは１２８走査ラインによってラスタを回転させる。個の回転は、ラ スタがスクリーンに投射される前に光学的に取り除かれる。垂直リトレースに必 要な時間量は合計フレーム時間の１０から３０％であると見積もられる。ビデオ 入力及びグラフィックソースのシンク帰線時間は該ソースが従う表示標準に依存 して変化する。ポリゴンミラー３０６を回転させるいかなるシステムにおいて、 １フレーム時間スキップさせるいくつかの個別の数の面が常に存在し、故に、シ ンク帰線比が確立される。入力ビデオのフレーム時間がそのビデオが走査された ときのイメージのものと同じならば、そのデータは整数基準に適合するようにフ レームの記録から僅かに遅くあるいは速く読みだされる。図１、４及び５に関し て以前に説明したように、検流計は、インタレースのフォーマットを表示する可 能性を与えるために用いられうる。光学走査・投射装置 図１２は、図１の光学的走査投射装置３００の１実施例１２００の概略レイア ウトを示す。この実施例１２００は、スクリーンを垂直下方向に連続的なラスタ 帯走査を行なうための、従来技術の回転ポリゴンミラー１２０２及び検流計ミラ ー３０２を用いる。適当な事前走査（プリスキャン）コリメータ１２０４、垂直 折り返しミラー１２０６、水平折り返しミラー１２０８及び１：１リレーシステ ム１２１０が、図１の白色光レーザアレイソース１００の出力をイメージするた めに用いられる。投射光学装置３１２はこのイメージを投射スクリーン４００に 中継する。発明の好ましい実施態様においては、事前走査コリメータ１２０４は 球形ミラーである。１：１リレー１２１０は、同心円上の第１及び第２の球形ミ ラー１２１２，１２１４を含む。これらのミラーはほぼ同心円上にある。このリ レー１２１０の機能はインバートされ、これにより、統一された拡大率で１つの 投射された像から別の投射された像へとコリメーションが行われたフィールドを イメージ化する。 ここで、図１３において、図１に示す光学的走査投射システム３００の別の実 施態様１３００を示す。この実施態様１３００は、図１２のまっすぐに回転する ポリゴンミラー１２０２を傾斜面回転ポリゴンミラー１３０２に代え、検流計ミ ラー３０２を固定折り返しミラー１３０２に代えた点で図１２の実施態様１２０ ０と異なる。この実施態様１３００においては、回転ポリゴンミラー１３０２の 連続的に傾斜した面は、図１の白色光レーザーアレーソース１００からの出力の 連続的帯走査を制御する。回転するポリゴンミラー１３０２の連続的に傾斜した 面により、連続する帯はスクリーン４００を垂直下方向へラスタ処理され、これ により、図１に示すような検流計ミラー３０２とそれと結合された検流計３０４ の必要性をなくす。 図１３において、白色光レーザーアレイソース１００からのコリメーションが 行われた出力は、プリスキャンコリメータ１３０１、固定フォールド（折り返し ）ミラー１３０４、垂直折り返しミラー１３０５、偏光分割器１３０６（反射に 用いられる）、１／４波長板１３０８及び水平折り返しミラー１３０９を介して ポリゴンミラー１３０２へ向けられる。傾斜したポリゴンミラー１３０２は、１ ２８ラインアレイの１０の帯を走査し、これにより、１２８０ラインフィールド を与える。この走査フィールドは、１／４波長板１３０８を１秒間通過させ（偏 光の９０°回転を成し遂げるため）、かつ偏光分割器１３０６に伝達することに より入力からポリゴンミラー１３０２へ分割される。Ｆ−Θスキャンレンズ１３ １０は、投射レンズ１３１２によってスクリーン４００上に表示される中間イメ ージを造りだす。傾斜ポリゴンミラー１３０２の幾何学的な形状は、２つの競合 するラスタエラーをのバランスをとるように選択されなければならない。１つの 面によって生じる光学的走査角度は帯のミスマッチを最少にするために十分小さ くなくてはならないが、面のピラミット状の角度の誤差及び傾斜したポリゴンミ ラーのぐらつきによって生じるラスタ交差走査歪みを最少にするために十分大き くなければならない。 以上述べた本発明の種々の態様は好ましい態様であり、その他の変形例も可能 なことは当業者に理解されるところである。従って、本発明は添付の請求の範囲 に対して保護される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年３月２４日 【補正内容】 明細書 イメージ投射方法及び装置 発明の背景 本発明は一般に高分解能のイメージ（映像）投射装置に関する。このイメージ 投射装置は、少なくとも一直線状に配列されたレーザ源を用い、ＴＶビデオ又は スクリーン上への投射によるコンピュータ生成テキスト及びグラフィックのよう な、ラスター走査の単色、２色及び全色のイメージに適する。 従来の陰極管（ＣＲＴ）によるディスプレー装置は大型スクリーンに対しては 実用的でなくなった。家庭用の最も大きいＴＶディスプレーはスクリーンを対角 線で測定して、一般に４０インチ（１０１cm）を越えない。 クラフィックイメージディスプレーについては、陰極管（ＣＲＴ）の大きさが 大きくなるにつれて単位スクリーン面積に対して比例する数のピクセル生成する モニター内の陰極管能力は低下する。これは近距離からグラフィックディスプレ ーを見る場合に必要とされる鮮明さを得るための大型陰極管の能力を制限する。 これは製造工程中の誤差なしに大きい映像面積全体に亘って極繊細な赤、緑及び 青（ＲＧＢ）の３つの又は３層の燐光体を精密に再現させる点に困難があるから である。加えて電子ビームの偏向によっもたらされる誤差は大型陰極管と関連す る距離によって増幅され、スクリーン上のピクセル情報の空間的な歪の原因とな る。 グラフィックイディスプレーとは対照的に、家庭用のテレビ画面は明るくてコ ントラストも高くなければならない。家庭用のＴＶディスプレーはグラフィック ディスプレーの場合よりも遥かに遠い距離から見るので、分解能は主要な要因に はならない。加えて、ＣＲＴは低周波数の電磁場及びＸ線を発生させる。高輝度 を実現しようとする方法は、イレクトロンビームのスポットサイズを著しく大き くする原因になる。従ってこの大きいスポットはイメージの鮮明度を大きく減少 させ、その結果、コントラストが弱くなり、不鮮明なイメージを生ずることにな る。更に、大型のＴＶスクリーンは陰極管の長さが過度に長くならないように、 てスクリーンに向けられる。現在のガスーレーザに依拠した投射装置では、単一 白色ビームのみがスクリーンに投射されるので、この装置はＮ＝１型である。数 字Ｎは白色ビームの数量である。一般にこのような装置では、全色イメージ（フ レーム）は、回転、偏向ミラーを結合して用いた一連のピクセルを投射すること によってスクリーン上に写し出される。適切に同期させると、回転ミラーはスク リーン上で白色光を水平に走査し、続いて一列のピクセルを描き出す。同時に偏 向ミラーは白色ビームをスクリーン上で垂直に下方に移動させ、イメージフレー ムを一時に１ラインのピクセルだけ満たしていく。いつの瞬間でも白色ビームは フレーム内の所与のピクセルを適当なルミナンスとクロミナンスで照射する。 現在のレーザーをベースにしたＮ＝１型のビデオ投射装置は、レーザーに依拠 しないタイプの投射装置よりも輝度の高いイメージを写し出す能力をもっており 、１００％に近い色彩度を達成することができる。Ｎ＝１型のビデオ投射装置は 、ピクセルの大きさは白色ビームの強さとは関わりがないので、ピクセルの大き さに安定性をも有している。４０インチ（１０１cm）よりも大きいスクリーン上 に手頃な輝度をもったイメージを写し出すためには、スクリーン上での白色ビー ムの強さは３ワット以上でなければならない。現在のＮ＝１型の投射装置に使用 されているガスレーザーは典型的には０．１％以下の電力効率をもっている。従 って現在のレーザーをベースにしたビデオ投射装置は、数キロワットの浪費熱を 除去するに足りる数キロワットの調節された電力と、調節された冷却水を必要と する。従ってこのような装置は比較的に大きく、携帯性に乏しく、しかも高価で ある。現在のレーザーをベースにしたＮ＝１型の投射装置では、３個の独立した 音響−光学（ＡＯ）光変調器を用いて、単一の白色出力ビームを形成する３個の ＲＧＢビームの夫々に対してビデオ変調情報を付与するようになっている。これ らの変調器には問題点があり、コストも高い。明るい大型スクリーンのディスプ レーに必要な電力レベルでは、変調による非直線性やその他の望ましくない影響 によってイメージの品質が低下する。 レーザーをベースにした従来のビデオ投射装置では、標準的なテレビイメージ を得るために機械的走査と電子的変調を行うために、高速作動の諸要素を使用し なければならなかった。現在のＮＴＳＣテレビイメージは、１秒間に１／３０の 速度で再生され、各フレームは５２５本の水平走査線で満たされる。レーザビデ オ投射器では単一白光レーザビームをスクリーンを横切って走査するために多面 ポリゴン（多面体）右ミラーが概して用いられる。４８面体のミラーでも５０， ０００rpmの角速度を要求される。このような作動に耐え得る軸受けは非常に高 価である。ピクセルの密度が増大するとポリゴンミラーの角速度を更に速くしな ければならないので、高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）や高分解能グラフィックの場 合には走査上の問題は一層重要になってくる。 ＮＴＳＣのような種々のビデオ標準、ＨＤＴＶの改変型及びコンピュータ標準 はすでに存在しており、新しい標準も早晩開発されるであろう。中でもこれらの ビデオ標準は分解能、画面横縦比、フレーム速度、インターレーシング方法にお いて相違するかもしれない。従って、イメージ投射装置を、現存の、又は将来の ビデオ装置に一致してビデオイメージをディスプレーすることができるように、 又は容易にそれらのビデオ装置に適合し得るようにしておくことが望ましい。 従って、例えばＮＴＳＣ、ＨＤＴＶや、高分解能グラフィックイメージのよう な多分解能のビデオイメージをディスプレーすることが可能な、輝度が高くて低 コストにしてコンパクトなビデオ及びグラフィックイメージ投射装置に対しては 計り知れない期待がよせられている。加えて、グラフィック及びＴＶビデオのデ ィスプレー上の要件は異なるので、両方のイメージの形態のディスプレー機能を 結合して単一のポータブル投射装置にまとめあげることが非常に望まれている。 発明の概要 従って、本発明の一つの目的は、ビデオとグラフィックイメージ投射の方法及 び装置であって、例えばＮＴＳＣ、ＨＤＴＶ、コンピュータグラフィック、その 他高分解能のビデオイメージのような、種々のビデオ標準を再生することが可能 なビデオとグラフィックイメージ投射の方法と装置を提供する点にある。 本発明の今一つの目的は、量産可能なモノクローム、２色彩、及び全色彩のイ メージを投射する低コストで可能な方法と装置を提供する点にある。 本発明の更に今一つの目的は、電力的に効率が良くコンパクトなイメージを投 射する方法と装置を提供する点にある。 規準化レンズアレイよりも前に、ソリッド・ステート原子光学変調器のアレイを 構成内に組入れることによって、各原色アレイのＮ数の平行指向出力ビームレッ トを変調する。場合によっては、非直線結晶材料からなる調和ジュネレータを用 いることなく、適当な半導体材料を使用して赤色ビームレットを直接発生させて もよい。 本発明の更に別の特長によれば、各三原色アレイのＮビームレットに付与され たビデオ情報は、いくつかの異なった形態をとることができる。 一つの実施例では、変調操作は、個別にアドレス可能な半導体ストライプ・レ ーザー・ダイオードとの駆動電流を変調することによって行われる。これは半導 体レーザー・ダイオードを高速度で激しくオン・オフ操作を行なうことができる ので、従来の（Ｎ＝１）型のレーザー投射装置に用いられている音響−光学変調 の態様と異なる。本発明では、ビデオイメージのＮ数の走査線を同時に走査する と、所与のフレーム速度でスクリーンを横切る所与の走査線を走査するのに要す る時間を著しく増大するので、高価な高速・高バンド幅の電子系を用いることな く、パルス幅変調器（ＰＷＭ）を使用している。Ｎ線は平行に処理されるので、 データ処理速度はＮの因数によって減少される。例えば、２⁷＝１２８の緑色レ ベルは、データ処理速度を１２８の因数に増大させなければならない。この増加 分は、各ピクセルを処理する時間がこれによって対応するＮ＝１２８の因数だけ 減少するので、もしＮ＝１２８の走査線が平行に走査できれば相殺することが可 能になる。 本発明の更に別の特徴によれば、光学走査・投射装置は、回転多面体ミラーを 有し、このミラーは、白色光アレイ出力をスクリーン上で水平に走査するととも に、スクリーン上の走査線を垂直方向下方に向けてラスターする、漸進的に傾斜 する複数の面を具えている。このミラーのことを本明細書では「不規則多面ミラ ー」とも称している。回転多面体ミラーは、少なくともイメージフレームを満た すに要する走査線数と同数の面Ｍを有する。第１面から出発すると、イメージフ レーム頂部から最初の帯が「着色」される。後続の各面は順次傾斜して先行する 帯の直下の帯を直接連続的に着色し、その後再び第１面が次のフレームの頂部の 走査線を着色し始める。傾斜型の多面体ミラーを用いてフレーム ングモジュールは、デジタル化された入力ビデオ源のイメージをレーザー投射装 置の１２８０×１２８０ピクセル内に基本的にマップする。 ＮＴＳＣイメージを再マップする場合には、イメージは４：３（１２・９）の スクリーン横縦比をもっているので、実際上の標示イメージは左右のマージンに よって形成される中央バンド内に納まるようになる。左右マージン（各々は水平 寸法の１・６を占有している）内のピクセルは使用されない。従って、イメージ はイメージリサイジング処理装置によって中央バンド内のピクセル（９６０×１ ２８０）にマップされる。 フレーム速度の異なる垂直走査速度をもったビデオ装置は、多面体ミラーの角 速度（回転速度）を変えることによって容易に許容される。従って、多面体ミラ ーの角速度は増大すると、フィールドとフレームの速度が速くなる。 本発明は電力効率がよく、高性能を遂行し、低コストで量産するのに適し、か つ種々のビデオ装置に適合可能なイメージ投射装置を提供する。 本発明の付加的な目的、特徴と利点は図面を参照しながら以下の好ましい実施 例の説明を読むことによって理解されよう。図面の簡単な説明 図１は本発明のカラーイメージ投射装置を示すブロック図、 図２ＡはＣＲＴのような従来の単一ビーム（Ｎ＝１）イメージ投射装置の走査 線毎にラスター走査する方法を示す図、 図２Ｂは本発明のカラーイメージ投射装置の走査線を連続的にラスター走査を する方法を示す図、 図３ＡはＮラインの第１帯を投射するための漸進的に傾斜される隣接面を有す る多面体ミラーの用法を示す傾斜図、 図３ＢはＮライン中の第２帯を投射する、漸進的に傾斜される隣接面を有する 多面体ミラーの用法を示す図、 図４は図１に示す光学走査・投射装置の別の第１実施例を示すブロック図、 図５は図１に示す光学走査・投射装置の別の第２実施例を示すブロック図、 図６Ａは本発明の原色直線レーザアレイ源の斜視図、 図６Ｂは図６Ａの線６Ｂ−６Ｂに見た区域の拡大図、 出力ビームを走査してこれをスクリーン４００に投影する光学走査・投射装置３ ００を有する。白色直線レーザアレイ源１００の出力ビームは、その他のフォト レセプター、例えばアイ、すなわち、眼状体、紙、感光フィルム、その他の感光 材料に投影することもできる。 白色光直線レーザーアレイ源１００は複数個Ｎの白色光の平行移動するビーム レット１０２を生成する。独立した各ビームレットは三原色の直線アレイ源すな わち赤色直線アレイ１０４、緑色直線アレイ１０６、及び青色直線アレイ１０８ のＮ数の平行移動出力ビームレットを空間的に結合することによって形成される 。三原色直線アレイ源１０４，１０６，１０８の単色のＮ数の移動直線アレイ出 力の各平行移動直線アレイの出力は、続いて光学素子１１６をＮ数の平行移動白 色光ビームレッド１０２に結合することによって結合される。用語「白色光ビー ムレット」は文字通り白色光の外観を意味するばかりでなく、赤、緑、青色光の 強度を種々結合することによって得られるカラーをも意味する。ビームレットＮ の数は２と、任意の２の累乗整数との間にある。 後に詳述するように、Ｎ平行移動出力ビームレット１０２の直線アレイは、光 学走査・投射装置３００によって反射、屈折されて同時に投影スクリーン４００ を横切ってＮ走査線の帯を走査し、投影スクリーン４００上を下方にＭの連続す る帯走査線をラスターする。従って、図２に示すような従来の単一ビームＣＲＴ に見られるような走査線毎にラスター走査をするのとは対照的に、カラーイメー ジ投射装置１０は、図３に示すように投影スクリーン４００上のＮ走査線の帯を 同時に走査する。 データ処理装置２００は入力ビデオ信号やグラフィック信号２０１（以下「ビ デオ」と称する）を走査線にリフォーマットする。この場合の走査線の総数はス クリーン一杯のピクセルを生ずる。各三原色直線アレイ源１０４，１０６，１０ ８の個別にアドレス可能なビームレット１１０，１１２，１１４のセットは、白 色光直線アレイ源の結合されたＮ数の白色光ビームレットが、投影スクリーン４ ００を走査線−走査線、フレーム−フレームの関係で照射されたピクセルで満た すことによって、入力イメージを再生する。 データ処理装置２００は、ビデオ入力コンバータ２０２を有し、同コンバータ は複合ビデオ、アナログＲＧＢ、又はコンピュータ・グラフィックのような共通 形式のイメージ信号をデジタルの赤、緑、青（ＲＧＢ）データに変換する。この ような変換を行うためのチップのセットは、後に図８Ａに関して詳述するように 、カリフォルニア州サニーベールのフィリップス・セミコンダクターズ社のシグ ネティック ディビジョンから商業的に入手できる。 本発明の好ましい実施例では、母線２０８を経てビデオ入力コンバータ２０２ を制御するために、メモリ２０６に関してマイクロプロセッサをベースにした制 御装置２０４を使用している。このようにすると、ビデオ信号のデコードとフォ ーマット操作はマイクロプロセッサの制御下におかれる。母線、すなわち、バス ２０８はサンプル・クロック（水平シンク）やフレーム情報のようなデコードさ れたタイミング情報をカラーイメージ投射装置１０の他の部分に伝達する。加え て、母線２０８は制御信号を外部コンピュータや制御器と、イメージ投射装置１ ０との間に搬送するために使用してもよい。例えば、母線２０８に接続された外 部のホスト・コンピュータで色相、彩度、色合い、その他の複合ＮＴＳＣ特性の 量を制御することもできる。 ビデオ入力コンバータ２０２は、赤色のデジタル・データ・ストリーム２１０ 、緑色のデジタル・データ・ストリーム２１２、及び青色のデジタル・データ・ ストリーム２１４を提供する。各ストリーム１１０，２１２，２１４は８ビット 幅の連続したピクセル・ストリームで、このストリームは各カラー・データ・ス トリームに２⁸＝２５６のグレー・スケールを提供する。各ストリームはフレー ムを走査線で満たすラスター・フォーマットを有する、カラーイメージ投射装置 １０はフレームを１本、又はそれ以上のＮ走査線の帯で満たすので、単一の連続 ピクセル・ストリームを複数（Ｎ）の連続したピクセル・ストリームにリフォー マットしなければならない。そうしてたリフォーマットされたストリームの一つ は白色光直線アレイ源１００のＮ数の出力ビームレットに与えられる。換言すれ ば、デジタル・データ・ストリーム２１０，２１２，２１４は、図２Ａに示す単 一ラスター走査フォーマットから、図３Ｂに示すＮ−ビームレットのラスター走 査フォーマットに変換しなければならない。Ｎの値は、例えば６４、１２８、又 はそれ以上というように非常に大きいので、ピクセル・ストリーム内の各Ｎ走査 上に１本、或いはそれ以上の本数をもったラスター走査を発生する。 本発明の一つの好ましい実施例によれば、光学走査・投射装置３００は検流計 ３０４と一体のミラー３０２、及びモータ３０８によって駆動される回転規則型 多面体ミラー３６０を含有する。検流計３０４とモータ３０８はそれぞれラスタ ー発生サーボ３１０によって制御される。回転規則型多面体ミラー３０６は少な くとも全イメージフレームを発生するのに必要な走査線数Ｍと同数の面を具えて いる。詳述すると、Ｎ数のビームレット１０２の平行移動する１組がミラー３０ ２を照射する。ビームレット１０２はミラー３０２によって反射され、再び多面 体ミラー３０６によって反射され、続いて１組の投影光学素子３１２によって屈 折されて、イメージフレームの左側頂部から出発してスクリーン４００上の最初 の走査線を走査する。本実施例では直径約３インチ７．６cm）で、９個の面をも った規則型多面体ミラーが用いられている。このようにすれば多面体走査効率が ０．６７５になる。垂直方向の走査効率は検流計の遂行能力と、フィールド・サ イクル中の非作動面の数によって設定される。非作動面は新たなフィードを開始 するのに備えて検流計を対応させるために用いられる。検流計に対する合理的な 走査効率は７０％（８０％以下）である。従って、検流計による０．７２７（８ ・８＋３）の走査効率の一走査サイクル中には、少なくとも３個の非活動面が必 要とされる。従って、全体的な走査効率は０．４９．０．６７５と０．７２７の 積）で、０．６０の伝導性をもつ本装置の全体的な効率は、０．２９４（０．６ ０と０．４９の積）である。７２．７％の垂直走査効率をもった９面体の１・３ インチ（０．８５cm）装置では、８走査線フィールドで６０Hzフィールド速度を 得るためには４４００ＲＰＭの回転速度が要求される。 その結果、レーザー・ダイオードアレイ（１要素につき２６．６mW）に対して ３．４ワットの総電力をもったレーザー要素１２８は、スクリーンに３ワットの 電力（３、３．４、０．２９４の積）を与える。 本発明の重要な特徴は、垂直ラスターを行うために傾斜面を用いている点にあ る。従来の典型的な投射装置は、水平走査を行うために回転規則型多面体（すベ ての面の法線は回転軸線に関して垂直である）、及びビームをスクリーン上で垂 直方向下方にラスターする今一つの回転ミラー（通常は検流計）を用いている。 ±２・５ピーク・ピーク誤差になる。 ８帯フィールドは８の倍数面の不規則型多面体ミラーを必要となる。１８°の 水平走で直径が約２インチ（５cm）の８面ポリゴンミラーの走査効率は０．２で ある。１６面体で走査効率を０．４に倍増するためには約６インチ（１５．２cm ）の直径が必要となる。しかし、このように直径を増大すると、ミラー全体の質 量を約５０％増加させることになる。 本発明のイメージ投射装置１０の重要な特徴は、イメージフレームのＮピクセ ル走査線を同時に走査する点にある。この方法によれば、特定のフレーム速度で イメージフレームを完全に照射するのに必要とされる多面体ミラーの角速度を著 しく減少することができる。各多面体ミラーは、走査線の走査線ごとに走査する のでなく、帯ごとに走査するように用いられている。このようにすれば、面の数 と角速度の商をＮ＝１装置に比較して線Ｎの数に等しい因数まで減少することが できる。例えば、一時に１２８走査線の帯を走査するとしたら、１２８０の水平 走査線のイメージフレームを得るためには１０面の多面体ミラーが必要となる。 しかし所望に応じて、独立した垂直偏向ミラーを用いることなく、ミラー３０６ の連続した傾斜反射面の数に等しい走査線数をもったフレームを生成するために 、Ｎ＝１の白色光源とともに多面体ミラー３０２を用いてもよい。 種々の垂直走査速度、フレーム速度をもったビデオ標準は、多面体ミラー３０ ６の角速度を変更することによって容易に許容することができる。この方法によ れば、走査速度の変更には別構成のヨーク巻線及びその結果生じるヨークインダ クタンスの変化のための補償手段を必要とする、磁気的偏向装置よりもはるかに 優れた利点をもたらす。ラスター発生サーボ３１０は、母線２０８からタイミン グ信号得て、ラスター走査と同期して確実にミラー３０６を回転させ、望ましい 速度でミラー３０２を偏向させる。 図４は図１の光学走査・投射装置３００の別の実施例５００を示す。特に、こ こでは望まれるフレームに投射される走査線の全数はＮに等しく、ミラー３０２ を一体にもった検流計、すなわち、ガルバノメータ３０４は白色光の走査線Ｎを 単に反射してスクリーン４００上の走査線Ｎを走査する。インターレースに必要 でなければ、本実施例では垂直なラスタリングを必要としない。この構造によれ ばモータ３０８と回転多面体ミラー３０６が生ずるノイズ、振動、熱を相当程度 減少することができる。加えて、ひとえに多面体ミラー３０６がもたらす不整合 、すなわち、不釣合誤差も除去される。 図５を参照すると、図１の光学走査・投射装置３００の更に別の実施例６００ が示されている。本実施例６００では多面体ミラー６０２は、図４に示したミラ ー５０２とは対照的に、各面の表面がミラー６０２の回転軸線に平行しているミ ラーからなっている。 図５に示す実施例では、フレームとして投射すべき走査線の所望数はＮに等し く、インターレーシングを必要とせず、垂直ラスター装置もいらない。しかし、 もしフレーム内の走査走査線の所望数がＮよりも少なくともない場合には、ミラ ー６０２は垂直検出用の検流計（図示せず）とともにフレーム内に所望数の走査 線を与える。 従って、この第３の実施例は、検流計３０２とミラー３０２の結合体が単にイ ンターレースされる代わりに垂直偏向をもたらす点、及び多面体ミラーの面が相 互に傾斜していないので、多面体ミラー３０６単に水平に偏向するようになって いる点を除いては、図１に示す光学走査・投射装置３００と同じである。この第 ３の実施例では、光学走査投射装置はミラー６０２の角速度はＮ＝１の装置の場 合よりもＮの因数だけ減じることができる。白色光レーザー直線アレイ源 図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは図１の赤色レーザーアレイ１０４を詳細に示す。アレイ １０４から放射される光線の周波数を除いては、アレイ１０４は緑色レーザーア レイ１０６、青色レーザーアレイ１０８としても用いてよい。基板サブストレー ト７００にこれと整合して取り付けられているものは以下の諸要素である。すな わち、１）個別にアドレス可能なストライプ半導体レーザー・ダイオード７０２ の直線状の集積回路のアレイ、２）マイクロ−光学レンズ７０４の直線状のアレ イ、３）モノリシックな電子−光学変調器７０６の直線状のアレイ、４）マイク ロ−光学レンズ７０８の直線状のアレイ、５）非直線状の調和コンバータ７１０ の直線状のアレイ、及び６）出力ビームレット視準マイクロ−光学レンズ７１２ の直線状のアレイである。直線状のモノリシックなアレイ７０２は個別に アドレス可能な半導体ストライプ・レーザー・ダイオード７０２をＮ組（例えば 、６４，１２８，．．．）もっている。基板サブストレート７００はレーザー・ ダイオード７０２、レンズ７０４、変調器７０６、レンズ７０８、調和コンバー タ７１０、及びマイクロ−光学レンズ７１２を整合させて機械的に支持する。 赤色レーザーアレイ１０４の第１実施例では、半導体のストライプ・レーザー ・ダイオード７０２は、望ましい赤色を直接放射し得るように、アルガインプ（ AlGaInp）四元III−Ｖ半導体材料系から育成されたものである。本実施例では、 各ストライプ・ダイオードの出力レーザー・ビームは、各ダイオードでの駆動電 流を直接変調することによって行われる。直線アレイ７０２の半導体のストライ プ・レーザー・ダイオードのそれぞれからの偏重された放射は、続いて直ちにマ イクロ−光学レンズ７０２によって視準されて、赤の原色アレイ源の赤の出力に よる直線アレイを形成する。この好ましい実施例では、マイクロ−光学レンズ７ ０４、変調器７０６、電子−光学マイクロ光学レンズ７０８、及び調和コンバー タ７１０は省略される。 赤色レーザーアレイ１０４の第２実施例では、アルガインプ（AlGaInp）の赤 色ストライプ・ダイオード７０２からの放射は、電子−光学変調器７０６の直線 アレイを経て変調され、直線レンズアレイ７１２を用いて変調した出力ビームレ ットの直線アレイを直ちに視準する。この場合も第１実施例の場合と同様にマイ クロ−光学レンズ７０８と調和コンバータ７１０は省略される。 赤色レーザーアレイ１０４の第３実施例では、半導体のストライプ・レーザー ・ダイオード７０２は、光線を望ましい赤（緑、青）の原色の波長の倍で、例え ば、赤に関しては１３００ｎｍの赤外線波長（緑に関しては１０４０ｎｍ、青に 関しては９６０ｎｍ）で、放射する。本実施例では、各ストライプ・ダイオード の出力の変調は各ダイオード７０２でダイオード駆動電力を直接変調することに よって行われる。各半導体ストライプ・ダイオード７０２からの変調放射はマイ クロ−光学・カプリング・レンズ７０８の直線アレイを経て、直ちにストライプ の非直線調和コンバータ７１０直線アレイに連結される。赤、緑、青の原色アレ イ源に対するストライプ非直線調和コンバータの直線アレイは、例えばＬｉＴａ Ｏ₃、ＬｉＮｂＯ₃、ＫＴＰ材料系から育成され、準位相マッチされた波 長を含む。非直線のコンバータアレイからの赤（緑、青）の変調された出力ビー ムレットの直線アレイは次に直線レンズアレイ７１２によって視準される。 好ましい第４実施例では、好ましい第３実施例とは異なり、半導体のストライ プ・レーザー・ダイオード７０２からの赤外線放射の変調は、赤外線放射をスト ライプ非直線調和コンバータ７１０の直線アレイと、出力視準レンズ７１２とに 通す前に赤外線放射を電子−光学変調器７０６に通すことによって達成される。 電子−光学変調器７０６の直線アレイは、例えばＬｉＴａＯ₃、ＬｉＮｂＯ₃、Ｋ ＴＰ材料系から育成されたＮマッチ−ゼンダー（Mach-Zehnder）インターフェロ メーターからなる。詳述すると、図６Ｂは１組の集積された電子−光学変調器７ １４，７１６，７１８を示しており、これらの電子−光学変調器はそれぞれ非直 線調和コンバータ７２０，７２２，７２４に接続される。図６Ａには示されてい ないが、かくレーザー・ダイオード７０２に対して１個の電子−光学変調器が与 えられている。 図６Ｃを参照すると、各レザー・ダイオードをそれらに与える電流を直接変え て変調する場合には、電子−光学変調器７０６を必要としない点が示されている 。その代わり、図６Ｃに詳細に示されているように、調和コンバータ７１０が用 いられている。特に、これらのコンバータ７１０は非一体型アレイからなってい る。 図７Ａ、７Ｂ、７Ｃを参照すると、図１の白色光直線アレイ源１００の一つの 好ましい実施例が一層詳細に示されている。各赤、緑、青のレーザー直線アレイ １０４，１０６，１０８が、アルミやマグネシゥムのような軽量の材料から鋳造 されて形成された基板８００上に取り付けられた光学結合ミラー８０４，８０６ ，８０８とともに図示されている。基板８００はレーザーアレイ１０４，１０６ ，１０８のヒート・シンクとして機能する。更に基板８００は基板８００に対す るアレイ１０４，１０６，１０８を整合させるデータを提供する。光学結合素子 ８０２はミラー８０４、及び一対の二色性のミラー８０６，８０８を有する。光 学結合素子８０２は、各直線アレイ１０４，１０６，１０８からの対応する１か らＮの視準されたビームレット１１０，１１２，１１４をＮ平行−移動の視準さ れた白色光ビームレット１０２の単一直線アレイ源に結合する。各三原色直線ア レイ源１０４，１０６，１０８は図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄに示すように、集積 直線アレイサブアセンブリとして組立てられる。 図７Ｂを参照すると、図１に示した白色光レーザーアレイ源１００の正面図が 示されている。図７Ｃは１組のマッチ−ゼンダー（Mach-Zehnder）インターフェ ロメーター）型の電子−光学変調器８１０，８１２，８１４と、それに関連する 各集積調和コンバータ８１６，８１８，８２０とを示す。 図７Ｃは図６Ｂに対応する。 図７Ｄを参照は、図６Ａの調和コンバータ７１０の端面図を示す。 図７Ｄは、図６Ｃに対応する。 白色光レーザーアレイの好ましい第２実施例を図８Ｃに関して更に説明する。データ処理システム 図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄは、イメージ投射装置、すなわち、イメージプロ ジェクションシステム１０内における全体のデータの流れと図１のデータ処理シ ステム２００の基本ラスタの発生を図示する。ビデオ信号２０１はビデオ入力コ ンバータ２０２へ入り、ビデオ信号が、標準ＮＴＳＣ、ＲＧＢ成分、あるいはＶ ＧＡコンピュータの何れであれ、すべての場合において、該信号は３つの分離し たデータストリームとして、８ビットデジタルＲＧＢビデオへ変換される。ビデ オ入力コンバータ２０２は、アナログ・デジタルコンバータ９００、フェーズロ ックループ９０２及び複合成分デコーダ９０４を含む。そういったビデオコンバ ータは当該技術分野においてよく知られるものであり、市場で入手可能なチップ セットから組み立てることができる。特にフィリップス・セミコンダクタ（Phil ips Semiconductor）ＴＤＡ８７０８アナログ・デジタルコンバータをフィリッ プス・セミコンダクタＳＡＡ７１９１ルマ（luma）、クロマ（chroma）プロセッ サ・シンク・クロックプロセッサ及びフィリップスＳＡＡ７１９７クロック発生 回路と共に用いることにより、アナログ複合ビデオ信号をデジタル輝度、クロミ ナンス並びに水平及び垂直信号に分離することができる。ＴＲＷＴＭＣ２２７２ デジタルカラースペースコンバータ・コレクタはこれらのデジタル信号を変換し 別個のｒｅｄ（赤）、ｇｒｅｅｎ（緑）、及びｂｌｕｅ（緑）デジタル出力を与 える。ここで、図８Ａ及び８Ｂを参照すれば、赤、緑、青デジタル信号はメモリ ９０６へ送られる。このメモリは、水平時間ベース補正のために 使用され、また、ズームモードで作動するリサイジングプロセッサに必要な入力 メモリ（いくつかの走査線に必要なだけである）として使用される。安定した赤 、緑、及び青のデジタルデータは、１セットのメモリ９０８，９１０及び９１２ の要求に応じて時間の記録がなされ、かつ、白色光レーザアレイソース１００及 び光学走査・投射装置３００の固定解像度を一致させるようにデータ解像度翻訳 のためのイメージリサイジングプロセッサ９１４へ入力される。このイメージリ サイジングプロセッサ９１４は、それぞれ赤、緑、青成分に関する別個のプロセ ッサ９１６，９１８，９２０を有する。 リサイズされ、リマップされた後、赤、緑、青のビデオ信号は、メモリバンク ９２２へ入力され、ここにおいて、１２８ラインの帯にリラスタ化される。メモ リバンク９２２は、それぞれ赤、緑及び青用の１セットの別個の帯メモリバンク ９２４，９２６，９２８を有する。ここで図８Ｂ及び８Ｃに言及すれば、走査線 データ（帯）のリラスタ化グループがメモリバンク９２２からパラレルマルチプ レックスフォーマットで呼び出されパルス変調器ＩＣバンク９３０へ与えられて 、該ビデオ信号の強さを表わすパルス幅変調信号を形成する。走査上のＲＧＢ成 分の照度を表わす各バイナリパルス信号はレーザに与えられる。パルス変調器Ｉ Ｃバンク９３０は、各８ビット流を相当するレーザ強さに変換するデータを記憶 する、読出し専用記憶素子ＲＯＭを含む。パルス変調器ＩＣバンク９３０は、赤 ビデオ成分用の１セットの４つのパルス幅変調器９３２，９３４，９３６，９３ ８と、緑ビデオ成分用の１セットの４つのパルス幅変調器９４０，９４２，９４ ４，９４８と、青ビデオ成分用の１セットの４つのパルス幅変調器９５０，９５ ２，９５４，９５６とを含む。各レーザダイオードは同じパワー入力で異なる出 力強度を得ることができるので、前記ＲＯＭは、各レーザダイオードが所定の強 さ範囲内で作動するように変更可能である。ポリゴンミラー３０６及びフラット ミラー３０２はそれぞれ各帯の水平及び垂直の偏向を与える。シンクタイミング分析 種々の入力モジュールによって発生させられかつイメージ投射装置１０へ渡さ れるその他の標準信号が存在する。これらは、水平シンクから生じるサンプリン グクロック、及びＦＲＥＦ（Frame Reference、フレームリファレンス）と呼ば タイプのデータの送受が可能である。各サブシステムは唯一の目的地アドレスを 有しており、故に、ユーザーはリモートコントロール装置から、あるいはプロジ ェクターフロントパネルからいずれのサブシステムをソースとして選択できる。 システム制御バス９６０は、外部ホストコンピュータとの接続はもとより、イメ ージ投射装置１０のすべての異なる部分同士を接続する操作情報バスである。発 明の好ましい実施例においては、ホストコンピュータはシリアルＩ・Ｏポート（ ＲＳ２３２ポート）を備えたＩＢＭのＡＴタイプである。ビデオ入力コンバーター ＮＴＳＣ ＲＳ−１７０Ａ ここで、ビデオ入力コンバータ２０２に言及すれば、ＮＴＳＣ ＲＳ−１７０ Ａは、家庭に放送伝達されるものであり、あるいはＶＨＳテープレコーダあるい はビデオディスクプレーヤから出力されるものである。図１０Ｃ規定されるよう に、ＮＴＳＣビデオのための重要な仕様は横縦比が４：３であるということであ り、この比はワイドスクリーンの横縦比ではない。発明の好ましい実施例におい ては、ＮＴＳＣインターレースビデオ信号はライン、すなわち、走査線を水平に 横切る７６８ピクセルの高品位表示用にデジタル化され、４８０から４８４本の 能動垂直線間にある。クロミナンス信号は、輝度信号から個別にエンコードされ 、解像度は低い。デジタル化されたビデオ信号に関する公知の製品が存在し、デ ジタルイメージの高品位化技術一これは当該技術分野においてよく知られている −は投射された大イメージの映像品位を改善するために利用される。代替的に、 デジタル信号は複合・成分でコーダ９０４に直接的に与えられる。その様な場合 、イメージ投射装置１０にたいするすべての信号経路はデジタルである。 ここでビデオ入力コンバータ２０２について言及すれば、放送ＮＴＳＣ信号の ための一般的なビデオでコーダは入力端子を有し、この入力端子はシンク信号と 共にエンコードされたカラー及び輝度情報を含む複合信号を受け取る。デコード が成される前に、このシンク信号は複合アナログ信号から最初に分離される。水 平シンク信号は、サンプリングクロックが各水平ラインが生じるたびにサンプリ ングクロックをフェーズロックループ９０２のための基準パルスとして合成する 。次に、複合ビデオ信号（ルマ及びクロマ）はアナログ・デジタルコンバー タ９００によってデジタル化され、そして、クロマー輝度分離が複合・成分デコ ーダ９０４によってデジタル的になされる。デジタル的にデコードを行なうこと はアナログデコードよりはるかに鮮明であり、現在ＴＶ受信機に用いられている 。アナログ法と共に、フィルタを用いて複合信号からクロミナンス成分を分離す る。このようなアナログフィルタは歪みを生じさせ、全体の信号バンド幅を減少 させる。複合デジタル信号からデコードされた輝度及びクロミナンスは（ＴＲＷ ＴＭＣ２２７２デジタルカラースペースコンバータ・コレクタのような）デジ タルマトリックスに与えられ、ＲＧＢカラースペース信号を得る。ビデオはＲＧ Ｂオフーマットの形でイメージ投射装置１０を通過する。 発明の好ましい実施例においては、ＮＴＳＣアナログ複合ビデオ信号はビデオ 入力コンバータ２０２へ与えられ、そして、イメージデータはビデオ入力コンバ ータ２０２の出力によりイメージ投射装置１０のサブシステムへＲＧＢカラース ペース信号で与えられる。ＲＧＢは等しい輝度・クロミナンス解像度フォーマッ トであり、輝度変化及びカラー変化の両方がバンド幅に関して同じ割合で生じる ことを意味する。１つのＮＴＳＣアナログ複合信号は、輝度（Ｙ）及び色差信号 （Ｕ及びＶ）を有するが、ＮＴＳＣは１つの等しい解像度フォーマットではない 。輝度（Ｙ）は通常４ＭＨｚの解像度であり、色差信号ＵとＶは、それぞれ１． ５と、約０．５ＭＨｚの解像度である。従って、ＮＴＳＣ少ないカラー情報を伝 達することでバンド幅を節約する。しかし、グラフィック及び高解像度テキスト の形態のビデオはすべて等しい解像度である。等しい解像度のビデオソースをよ り簡単に表示するために、ビデオ力カコネクタ２０２内でルナ差及び色差信号は ＲＧＢに変換される。 １０５０・２９．９及びＨＤＴＶ１１２５・３０ ここで図８Ａ−８Ｄ、１０Ａ及び１０Ｂに言及し、ビデオ入力コンバータ２０ ２の第２の好ましい実施態様を説明する。ビデオ入力コンバータ２０２の第２の 好ましい実施態様は、図１０Ｂに詳細に示す１０５０ ２：１ ＮＢＣ提示標準 及び図１０Ａに詳細に示す１１２５ ＳＭＰＴＥ ２４０Ｍ標準のようなＨＤＴ Ｖビデオ信号を処理するように構成されている。これらの標準の何れかに適合す るビデオ信号は既にＲＧＢの形であり、通常３本の別個のケーブルに乗せ れはＶＧＡカード上に通常見出されるカラーテーブルデータの逆となる−のアド レスとしてこの信号を用いることは、ＲＧＢを直接デジタル形で与え、かつ、イ メージ投射装置１０によって利用されるＲＧＢフォーマットと互換とする。 更に詳細に言えば、ルックアップテーブル、すなわち、索引はコンピュータ内 のＶＧＡカードと同じ値が割り当てられる。ＶＧＡフィチャーバスコネクタ及び コンピュータのシリアルインターフェースは、カラーテーブルデータをコンピュ ータからイメージ投射装置１０にダウンロードするために、ソフトウェアインタ ーフェースルーチンと共に用いられる。発明の本好ましい実施態様にあっては、 イメージ投射装置１０において、シリアルアウトプットのための一対のＤ９タイ プのコネクタを備える標準的なケーブルはＶＧＡインターフェースカードを備え るＡＴタイプのコンピュータに接続される。これによって、コンピュータに接続 されたディスプレイとイメージ投射装置１０のスクリーン４００との両方に同一 のカラーが表示される。クロック、水平及び垂直駆動（シンク）信号は、デジタ ルの形態で直接にＶＧＡフィチャーコネクタ上に生じる。これらの信号は入力ク ロック信号及びＦＲＥＦを発生させるために利用される。タイムベースコレクタメモリ 発明の好ましい実施態様は、ビデオテープその他のビデオソースから生じるビ デオ信号をより正確にディスプレイするためにタイムベース補正を利用する。そ ういった信号のタイムベースは信号の特定再生システムによって変更される。な ぜなら、再生されたビデオ信号は、テープがヘッドを通過するときに発生するジ ッタを有するし、また、テープ速度に僅かな変化が存在するからである。更に、 テープヘッドは完全な丸ではなく、テープは均一に緊張されていないので各水平 ラインにおいて僅かなずれが生じている。そして、シングルラインの間でさえ、 ビデオ信号のクロマ及びルマ特性に悪影響を与えるに十分なほど大きなテープ速 度の変化が存在するからである。家庭用ＴＶ受信機において、偏向は管のサイズ よりも大きなビデオラスタをオバースキャンするように設計されている。その結 果、ユーザーはビデオのぼろぼろになった縁を見ることは決してない。その一部 は実際にはスクリーンを覆って設けたプラスチックベゼルプレートによってスク リーンから隠される。水平ラインにミラーシフトがあるならば、そのぼろぼろの 縁は隠される。このシフトは全体イメージ及び垂直解像度の品位を落し、かつ、 不適当なカラー信号デコーディングを生じさせる。しかしながら、テレビを見て いる多くの人はそのような忠実度問題に気付いている。 しかしながら、大きなイメージ（映像）を表示するプロジェクタの場合、水平 ラインのそういった僅かなシフトに対して注意を払わなければならない。例えば 、大きな正方形のスクリーンに全体イメージを示すために、ラスタをオーバース キャンさせることはできない。実際、そのイメージは水平にリアライン（再整列 ）される。最新のテレビは、（旧式のテレビに見られる５−７ミリ秒と比較して ）０．５ミリ秒という「速い水平ＡＦＣ」として知られるものを使用している。 水平発振器フェーズロックループにおいて小さなタイム（時間）定数を使用する ことで、水平タイミングの僅かな変化に対して走査システムを「瞬時に」補正す ることができ、従って、ぼろぼろの縁は部分的に補正される。しかしながら、そ の様な技術は、（電磁式走査システムとは異なり）電子機械式の走査システムに 対しては使用されない。なぜなら、電子機械式走査システムは、そのような補正 を行うように変化させることが難しい大きな質量を有するからである。 タイムベースを妨げる類似の方法は、家庭における違法なＶＣＲ記録に対する コピー防止方法として良く用いられる。ＶＣＲにおけるヘッドホイールは走査ポ リゴンミラーに極めて類似するものである。コピー防止を含む記録済ビデオは、 少量の水平及び垂直ジッタによりしばしば事前に歪ませており、それでＴＶ受信 機シンク走査回路は誤差をすばやく追跡できるが、ＶＣＲのヘッドホイールはで きない。従って、ビデオタイムベースコレクタは本発明の好ましい実施態様に用 いられる。 ここで図８Ｂに言及すれば、タイムベースコレクタ（ＴＢＣ）及びバッファメ モリ９０６はいくつかの走査ラインをテストしそれらを制御情報と共に目盛り内 へ読み込む。タイムベースコレクタ及びバッファメモリ９０６に含まれるデジタ ルロジックは、水平シンクが標準合成内部水平シンクからずれたことを決定し、 それに応答してタイムベースコレクタ部はラインが再び整列するように微小な量 だけラインを再シフトさせる。ラインは次にバッファメモリ部から完全に同期し て読みだされ完全なラスタとして表示される。イメージリサイジング 本発明のイメージ投射装置１０は、多様なイメージフォーマットを表示する。 これは走査電子工学に多くの負担を課す。なぜなら、各ラインには異なる数のピ クセル、異なる数のライン及び帰線間には異なる消去時間が存在するからである 。レーザー光源の決定の数により課される制限に対してすべてのラスタフォーマ ットを表示することは実現できない。完全にともされたラスタを得るために異な る組み合わせのラスタ光源を消灯すると不均一なライン間隔を生じる。周波数や 走査ラインが常に数倍となることになり、光学走査システムが対応できない。 この問題を克服するため、本発明のイメージ投射装置は、ライン毎に異なる数 のピクセルと異なる数の走査ラインを変換し、かつ、これらを１つの共通の解像 度に変換する。図９に図示するように、この方法でもって、イメージ投射装置１ ０を所定のイメージサイズに関して最適化することが可能になる。更に、本発明 で用いられる変換方法は、異なる横縦比のイメージを補正する。光学走査投射装 置が特定の横縦比、ビデオの場合通常１６：３と４：３の間、を造るように構成 される場合、横縦比ラスタを補正するためにどの操作を必要とするかに依存する が、追加的に水平縮小及び拡大を必要とする。 更に詳細に説明すると、イメージリサイジングプロセッサ９１４は２つのイメ ージ解像度翻訳を行なう。１つは解像度を一致させることであり、もう１つは横 縦比補正である。 イメージリサイジングプロセッサ９１４は、１ラインのどのような数のピクセ ルの、そしていかなるライン数のイメージ入力を受け取り、かつ、デジタルドメ インに関する補間動作を行なって１ラインにつき多少の（多い又は少ない）ピク セルを生じさせ、１フレームにつき多少のラインを生じさせる。入力イメージは 、アレイ内の固定数のレーザ及び固定数の面を備えるミラーに対する操作・表示 発生用の、１つの共通のフォーマットに変換される。発明の好ましい実施態様に おいては、イメージリサイジングプロセッサ９１４はすべての入力を１２８０ピ クセルｘ１２８０ラインの１つの共通のフォーマットに変換させる。このフォー マットは各レーザーアレイ内の１２８個のレーザーダイオードに基づくものであ る。 発明の好ましい実施態様においては、イメージリサイジングプロセッサ９１４ は、水平に、あるいは垂直にいずれかの方向に独立してなされる水平、垂直の分 別リスケーリングを行なう。どのイメージ信号も１２８０ｘ１２８０の固定フォ ーマット一致させられる。操作において、複合補間及び可変バンド幅フィルタア ルゴリズムは実時間で高速にイメージをリサイズする。 イメージリサイジングプロセッサ９１４は、ビデオ入力コンバータ２０２及び イメージ投射装置１０に関して説明されたシステム制御バス９６０からの制御を 受ける。イメージリサイジングプロセッサ９１４は、各種々の標準に相当する値 を含む内部テーブルから得られる必要なリサイズ係数に基づき、ライン及びピク セルパラメータを与える。これにより、正しいライン数及びライン当たりの正し いピクセル数と共に正しい横縦比となる。発明の好ましい実施態様において使用 することに適するイメージのリサイズ技術は、マサチューセッツ、ボストンのハ インズコンベンションセンタ（Hynes Convention center）刊の文献、Electroni c Imaging International 会報１９９２年９月２９日−１０月２日のジェイム ス・Ｈ・アルベイターによる、題目「ビデオリサイジング−大きな又は小さなイ メージを造る方法、最良のもの」（“Video Resizing-how to make bigger/smal ler image the best it can be!”）に開示されている。この文献に言及するこ とでこれを本明細書に組入れる。 ビデオ信号には多様な垂直周波数がある。ＮＴＳＣ及び提案の１０５０-ＨＤ 標準については５９．９Ｈｚがあり、１１２５・６０−これは実際には1125・30 である。なぜならそれは３０Ｈｚフレームレートであるからである−があり、そ して４０から７０Ｈｚの間で垂直に変化するＶＧＡコンピュータグラフィックが ある。 種々の垂直スキャンレートに適合するイメージ投射装置１０の場合、ポリゴン モータを異なる速度で回転させ、この平坦なミラーが入力ビデオ信号の垂直偏向 と同じ割合で垂直偏向を与えるように該ミラーを偏向させる。どのようなイメー ジ信号が表示されるにせよ、走査光学装置は同じままである。なぜなら、イメー ジ信号はいつも同じ量のデータでありあり、入力は固定走査解像度にリサイズさ れ、異なることはデータレートのみであるからである。異なる垂直走査レート （速度）は全体フィールドまたはフレームをより早く又は遅く走査することに関 係する。それはスクリーン上に行く同じラスタであると考えられ、この概念はフ ィールドあるいはフレームの更新レートである垂直レートに基づいて、ただ、や や速くあるいは遅く走査される。 変速ポリゴン駆動モータ、垂直偏向検流形及びその関連電子装置３１０を組込 んだイメージリサイジングプロセスは、イメージ投射装置１０に入力されたイメ ージフォーマットを処理する方法を与える。すべての必要なパラメータは、この パラメータを得るために必要な計算を行なう負担をシステムに与えないようにす るためＲＯＭテーブルに事前にコーディングされる。帯メモリバンク 発明の好ましい実施例においては、多くのラインを平行走査することにより十 分な明るさが得られる。 すべての現在のビデオ標準はＣＲＴラスタフォーマットであり、前後走査する 単一のビームに関する単一質データ流を意味するので、本発明は、単一ビーム入 力フォーマットを同時走査する複合レーザベームのラスタ走査に変換する。 本発明によれば、水平走査に必要なすべてのラインはメモリ９２４，９２６， ９２８に記憶され、そして平行走査されるラインを与えるために読みだされる。 すべてのラインに対する第１のピクセルはそのメモリから最初に読みだされ、次 にすべてのラインの第２ピクセルその他が１・Ｎの速度（Ｎは平行ラインの数） で読みだされる。すべてのラスタダイオードは同時にアクティブ状態である。こ の機能を行なう１つの好ましい方法は、２つのメモリを使用することである。第 １のメモリはＮ個のラインのグループを記憶し、第２のメモリはＮ個のラインの グループを平行出力する。次に、これらは「ピンポン」のように行き来する。ビ デオはいずれかのメモリに読み込まれ、そのアドレスは順次大きくなり、そして 出力の際、ビデオは平行状態で読みだされる。 メモリから出る１２８個の８ビット経路を用いることは実行不可能である。こ の問題を軽減する方法は、該メモリから異なる順番で読みだす、つまりＮ個のラ インのＮ個のピクセルを読みだし、次にＮ＋１個のラインのＮピクセルを読みだ すことである。これはマルチプレックスドフォーマットと呼ばれ、データが単一 ワイヤ上に順番に現れ、そのシーケンスのオーダーが知られそして目的地でデコ ーディングされる。データがゆっくりとＮ回出ているので、Ｎ個のピクセル同じ 時間内に読みだされ、それぞれはすべての平行ソース上に第１のピクセルとして 示される。いずれかのメモリに行くデータレートは出ていくデータレートと同じ である。もし我々が異なるデータレートを有しているなら、メモリはオーバーフ ローするかあるいは空になる。パルス幅変調 発明の好ましい実施態様いては、イメージ投射装置１０は、平行走査される１ ８ラインを用いる。１ピクセルにつき３つ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のダイオードを用いる ことにより、合計で３８４のアクティブビデオチャンネルを生じる。これらのチ ャンネルは、走査変換フレーム記憶装置９２４，９２６，９２８から３８４の同 等な（マルチプレックスド）データ流として始まる。発明の好ましい実施態様に おいては、各チャンネルは８ビットの同等な解像度を用いる。そういったデジタ ル信号の各々は、ラスタダイオードを作動させて１２８本の各走査ラインに関す る時間変化するピクセルの振幅（及びカラー）を再生するために、アナログ信号 に変換される。どのシステムにおける３８４個のデジタル・アナログ変換器は極 めて多くの数の装置であり、多数のＰＣボードの場所、面倒なキャリブレーショ ン、及び十分な動力及びバンド幅の線形化された駆動電子装置を必要とする。 発明の好ましい実施態様においては、時間変化パルス列（動作周期）を備える 各レーザに対して十分な容量の電源を与えるためパルス幅変調を用いるので、ピ クセルタイム渡って何れのダイオードに与えられる平均電力は特定の強さのダイ オードの光に相当する。図１１に図示するように、このことは、Ｄ・Ａコンバー タが任意の８ビット値に対して生じさせるまったく同じ振幅となり、これは、実 際には、任意のピクセルに関するビデオ用Ｒ、Ｇ、Ｂの強さである。これはいく つかの理由により利点を有する。スイッチモード電子装置は、Ｄ・Ａコンバータ 、高度にフィルタされた電力供給、線形化された駆動電子装置、並びにコストの 係るセットアップ及びキャリブレーションを必要としない。スイッチモードロジ ックは、アナログのものに比べて使用する電力が少ない。なぜなら、出力トラン ジ スタは完全にオン又はＯＦＦのいずれかにされて消費電力が少ないからである。 特定の強さレベルを発生させるためのパルスの特定の例を図１１に示すが、各パ ルスの異なる数、タイミング及び振幅は、所定量エネルギを各レーザーダイオー ドに所定時間に渡って与え、これによりそういったレーザーダイオードの（検知 される）出力強さを確立するために用いられる。代替的に、そういったパルスは 、各ビームの強さを制御するためにマッハ・ツェンダ（Mach-Zehnder）干渉計変 調器を駆動することができる。 スイッチモードパルスコード変調（ＰＣＭ）は、通常、デジタルビデオシステ ムには適用されない。その理由は、８ビット解像度（強さが２５６レベル）およ び４ＭＨｚビデオバンド幅の場合、スイッチング率が極めて速くなければならな いからである。例えば、ピクセルが最低の強さ、あるいは全強さ（２５６レベル ）の１・２５６の明るさであり、かつ、応答が線形であったならば、全ピクセル 時間の１・２５６の間最大であったパルスが必要であったであろうと想定できる 。それは、入力ビデオデータ流をデジタル化するために用いられるピクセルクロ ックの２５６倍の速さのクロックを必要とするであろう。多くの駆動装置はこの 応用の場合十分に速くスイッチ切り替えをすることができず、限られた遅い割合 となるであろう。更に、そういった速いパルス列を発生させるデジタルロジック は、在庫のある、あるいはコストが割安となる形では存在しない。 しかしながら、本発明のイメージ投射装置１０は、ラインスロ−ダウンビデオ 帯を走査する。１２８帯の場合、ライン時間は１２８倍長くなる。スイッチレー トは、ＣＭＯＳタイプのＩＣロジックの通常の操作範囲であるほとんど係数１２ ８だけ落ちる。この範囲はスイッチモード駆動装置の操作に対してはまったく納 得できるものである。パルス幅変調の場合、ある数のパルスの間に生じる光エネ ルギの量は、各ビデオサンプル（ピクセル）の振幅に比例する。 多くの視聴者に受け入れられるものを達成するため、高品位イメージ再生のた めの最少の強さ値を発生する１ピクセル時間の間に十二分のＯＮ−ＯＦＦサイク ルを持つことが必要である。なぜなら、イメージプロダクションシステム１０は そういった大きなディスプレイ及び優れたビーム光学装置を有しており、人間の 目はグレイレベル解像度には極めて敏感であり、そして、発明の好ましい実施態 様においては、図１１に示す１２８レベルに代えて２５６のグレイレベルが用い られる。使用される変調は、どのサンプリングの際も、ベースバンド信号の振幅 値を発生させるために、８ビット強さコードを基本にして特定のパルス時間を発 生させる。いかなるアナログ信号の場合にもパルス幅変調（ＰＷＭ）は、強さゼ ロと、強さが最大（全強さ）であるこの２つの間を線形に変化する。最も幅の広 い累積パルス時間は配送される最大のエネルギを表わし、最も狭い累積パルス時 間は最少エネルギ、又は最少強さを表わす。 パルスの時間はイメージ信号の振幅の関数として変化する。アイ（フォトセル のような作用をする光学装置）は、集積変調された光パルスを平均化された検出 される値に変換する能力を有する。しかしながら、鋭いステップをならしてより 平均化された値に変換出力する集積装置を用いることが好ましい。代替的に、細 かなパルスステップ増幅器を用いることにより、後のフィルタを省略できる。こ の計画は、アナログ積分器に比べて少ない成分を必要とする。また、パルス変調 計画は、広い周波数域を測定できるが、反対にアナログ成分はただ１つのサンプ ル周波数に対して一般的に規定される。 このバルス変調方法を用いることでアナログ電子装置及びイメージ投射装置１ ０における接続ワイヤの量を減らすことができる。更に、多くのＰＣＭユニット （典型的には３２個のモジュール）を１つのＩＣ駆動装置上に備えることができ る。 図８Ｃに示す実施例においては、赤レーザーアレイ１０４、緑レーザーアレイ １０６及び青レーザーアレイ１０８からの出力は、図７Ａ−７Ｄに示す実施例の 場合と異なる結合光学装置を用いることにより結合される。。特に、原色の平行 ビームはミラー９５１により反射され、第２の原色の平行ビームはミラー９５３ により反射され、第３の原色は、各プライムの相当平行ビームを結合するように 作動する結合キューブ９５５へ向けられる。ラスタ発生及びサーボ装置 水平反射 発明の好ましい実施態様においては、ラスタ帯の水平反射はポリゴンミラー３ ０６を回転させることにより与えられる。駆動モータ３０８は、帯メモリバ 請求の範囲 １ 複数の平行移動する光ビームレットを発生させる複数の基本波長光ソースと 、 各平行に移動する光ビームレットを変調する装置と、 前記変調された平行移動光ビームレットを走査して該ビームレットをイメー ジ受信装置上に投射させる複数の回転反射面であって、各連続する回転反射面は 先行する回転反射面に近接すると共に傾斜して配置され、該複数の回転反射面の すべてが同一角速度で駆動され、該連続する回転反射面は先行する回転反射面か ら反射された該、変調された平行移動光ビームレットを垂直に移動させるように 作動する回転反射面とからなるイメージ投射装置。 ２ 複数の平行移動する光ビームレットを発生させる複数の基本波長光ソースで あって、各基本波長光ソースは複数の平行に移動する光ビームレットを発生させ るための半導体レーザーダイオードの線形アレイを含み、該複数の基本波長光ソ ースは少なくとも１つの、半導体レーザーダイオードの線形アレイにより発生さ れた光ビームレットの周波数を倍増させる、非線形調和コンバータを含む基本波 長光ソースと、 各平行に移動する光ビームレットを変調する装置と、 イメージ受信装置上にピクセルを発生させるために、前記変調された平行移 動する光ビームレットを走査して投射する装置とから成るイメージ投射装置。 ３ 複数の平行移動する光ビームレットを発生させる複数の基本波長光ソースで あって、各基本波長光ソースは複数の平行に移動する光ビームレットを発生させ るための半導体レーザーダイオードの線形アレイを含み、前記複数の基本波長光 ソースは、複数の赤光ビームレットを発生させる赤光線形アレイ、複数の青光ビ ームレットを発生させる青光線形アレイ、複数の緑光ビームレットを発生させる 緑光線形アレイ及び前記赤、青及び緑ビームレットを平行に移動する光ビームに 結合する装置を含む基本波長光ソースと、 各平行に移動する光ビームレットを変調する装置と、 イメージ受信装置上にピクセルを発生させるために、前記変調された平行移 動する光ビームレットを走査して投射する装置とから成るイメージ投射装置。 ４ 前記結合装置は、 前記複数の赤色、緑色及び青色光ビームレットの１つを反射するミラーと、 前記ミラーによって反射された複数の光ビームレットの各々を送波しかつ各 ビームレットを、前記残りの２つの複数の光ビームレットの１つの各対応するビ ームレットと空間的に結合する第１の２色フィルタと、 前記第１２色フィルタからの各結合されたビームレットを、前記１つの残り の複数の光ビームレットの１つの各対応するビームレットと空間的に結合する第 ２の２色フィルタとをさらに含む、請求項３のイメージ投射装置。 ５ 前記複数の基本波長光ビームソースは、前記半導体レーザーダイオードの線 形アレイによって発生された光ビームレットの周波数を倍増する少なくとも１つ の非線形の調和コンバータをさらに含む、請求項３の装置。 ６ 複数の平行移動する光ビームレットを発生させる複数の基本波長光ソースと 、 各基本波長光ソースから放射されるエネルギの量を変えるパルス幅変調器と 、 イメージ受信装置上にピクセルを発生させるために、前記変調された平行移 動する光ビームレットを走査して投射する装置とから成るイメージ投射装置。 ７ 前記変調された平行移動する光ビームレットの単一走査により、前記イメー ジ受信装置上に投射された完全なイメージが形成される、請求項３の装置。 ８ 前記変調された平行移動する光ビームレットを走査して投射する装置は、一 定の予め選択された数のピクセルを走査して該ピクセルをイメージフォーマット とは独立した前記イメージ受信装置上に投射し、 第１のフォーマットで信号を受信する装置であって、前記信号がイメージデ ータを含み、前記イメージデータが第１の数のピクセルに相当する信号受信装置 と、 前記第１の数のピクセルから、走査及び投射のための前記一定の予め選択さ れた数のピクセルの少なくとも一部分として、第２の数のピクセルを選択するリ マップ装置であって、該一定の予め選択された数のピクセルが前記第１の数のピ クセルを越える場合には、該イメージデータから追加のピクセルを発生させる装 置を含むリマップ装置とをさらに含む、請求項３の装置。 ９ 前記リマップ装置がシリアル・パラレルコンバータを含む、請求項８の装置 。 10 前記走査及び投射装置が、 少なくとも１つのレンズと、 少なくとも１つのミラーとをさらに含む、請求項３の装置。 11 前記変調された平行に移動する光ビームレットを偏向させるように作動する 検流計をさらに含む、請求項３の装置。 12 １フレーム内に少くとも１つのインタレースされたフィールドを与えるため に、前記平行に移動する光ビームレットの各々を偏向させるように作動する検流 計をさらに含む、請求項１の装置。 13 第１の原色の複数の平行に移動する光ビームレットを与え、 第２の原色の複数の平行に移動する光ビームレットを与え、 第３の原色の複数の平行に移動する光ビームレットを与え、 前記複数の平行に移動する光ビームレットを変調し、 前記変調された各平行に移動する光ビームレットを結合し、複数の変調され た平行白色光ビームレットを形成するようにし、 前記変調された平行白色光ビームレットを複数の回転反射面からイメージ受 信装置上に反射させ、各連続する回転反射面は先行する回転反射面に近接すると 共に傾斜して配置され、該連続する回転反射面は先行する回転反射面から反射さ れた該変調された平行移動光ビームレットを垂直に移動させるようにし、 該複数の回転反射面のすべてを同一角速度で回転駆動することから成るイメ ージ投射方法。 14 前記イメージ受信装置はアイであり、 前記変調された平行白色光ビームレットを前記複数の回転反射面から直接前 記アイ内へ反射させることをさらに含む、請求項１４の方法。 15 イメージデータを受信して、イメージデータを表すデジタル赤信号、デジタ ル緑信号、デジタル青信号及びタイミング信号を発生させるビデオ処理装置と、 第１原色の複数の平行に移動するビームレットを発生させる第１のレーザー アレイと、 第２原色の複数の平行に移動するビームレットを発生させる第２のレーザー アレイと、 第３原色の複数の平行に移動するビームレットを発生させる第３のレーザー アレイと、 前記第１、第２及び第３原色の前記複数の平行移動ビームレットを結合して 複数の平行に移動する白色光ビームレットを発生させるようにする装置と、 前記第１、第２及び第３の原色の各ビームレットの強度をデジタル信号に応 答してデジタル変調する装置と、 前記複数の平行白色光ビームを走査して該ビームをスクリーンを横切って投 射させる装置とを含むイメージ投射装置。 16 イメージデータを受信して、該イメージデータを表すデジタル輝度信号及び タイミング信号を発生させる装置と、 複数の平行に移動する光ビームレットを発生させるレーザーアレイと、 前記輝度信号に応答して前記各ビームレットの強度をパルス幅変調する装置 と、 前記複数の平行移動光ビームレットを走査して、該ビームレットをイメージ 受信装置に投射する装置とから成るイメージ投射装置。 17 イメージを表すイメージデータを受信し、 第１の複数の平行に移動する光ビームレットをスクリーンの第１領域を横切 って投射し、 第２の複数の平行に移動する光ビームレットをスクリーンの第２領域を横切 って投射し、 前記第１及び第２の複数の平行移動光ビームレットを前記イメージデータで パルス幅変調することから成るスクリーン上にイメージを形成する方法。 18 複数の平行に移動する光ビームレットをスクリーンを横切って走査する方法 であって、 前記複数の平行に移動する光ビームレットを複数の回転反射面からイメージ 受信装置上に反射させ、各連続する回転反射面は先行する回転反射面に近接する と共に傾斜して配置され、該連続する回転反射面は先行する回転反射面から 反射された該変調された平行移動光ビームレットを垂直に移動させるようにし、 該複数の回転反射面のすべてを同一角速度で回転駆動することから成る走査 方法。 19 ベース上に設けられる、平行に移動する光ビームレットを放射するように作 動する、レーザーダイオードの線形アレイと、 前記ベース上に設けられる、前記平行移動光ビームレットのコリメーション を行なうように作動するレンズとから成る複数の平行に移動する光ビームレット を発生させる装置。 20 第１原色の第１の複数の平行に移動するビームレットを発生させる第１のア レイと、 第２原色の第２の複数の平行に移動するビームレットを発生させる第２のア レイと、 第３原色の第３の複数の平行に移動するビームレットを発生させる第３のア レイと、 前記第１の複数の平行移動ビームレットを反射するミラーと、 前記第１の複数の平行移動ビームレットの各１つを前記第２の複数の平行移 動ビームレットの対応するビームレットと空間的に結合させる第１の２色フィル タと、 前記第３の複数の平行移動ビームレットの各１つを前記第１及び第２の複数 の平行移動ビームレットの前記空間的に結合された対応するビームレットと空間 的に結合させる第２の２色フィルタとから成る平行に移動する白色光ビームレッ トを発生させる装置。 21 カラーイメージを表すビデオ信号に応答して赤デジタル信号、緑デジタル信 号及び青デジタル信号を出力するコンバータ装置と、 前記赤デジタル信号、緑デジタル信号及び青デジタル信号のタイミング誤差 を補正するタイムベース補正装置と、 前記カラーイメージを表す平行データ対を発生させるシリアル・パラレル変 換装置と、 複数の平行に移動するビームレットを発生させる複数の基本波長光ビームレ ットソースと、 前記平行データに応答して前記複数の平行移動ビームレットを変調させる変 調装置と、 前記変調された平行移動ビームレットを走査して投射させる装置とから成る イメージ投射装置。 22 前記赤デジタル信号、緑デジタル信号及び青デジタル信号を第１のフォーマ ットから第２のフォーマットへ空間的にリマップするイメージリサイジング装置 をさらに含む、請求項２１の装置。 23 反射スクリーンをさらに含む、請求項２１の装置。 24 前記変調装置が、パルス群を発生させるパルス幅変調器であって、各パルス 群が、前記カラーイメージの１つのピクセル内の第１、第２及び第３の原色の１ つの輝度及び色光度に相当する合計エネルギ容量を有するパルス幅変調器を含む 、請求項２１の装置。 25 前記変調装置が、ビームレットごとに少なくとも１つのマッハ・ツェンダ干 渉計を含む、請求項２２の装置。 26 複数の平行に移動する光ビームレットを発生させる複数の光ソースと、 各平行移動光ビームレットをパルス幅変調する装置と、 イメージ受信装置にピクセルを発生させるために、前記変調された平行光ビ ームレットを走査してラスタする装置とから成るイメージ投射装置。 27 ベース上に設けられる、平行光ビームを放射するように作動する半導体レー ザーダイオードの線形アレイと、 前記平行光ビームを平行にするように作動する、ベース上に設けられるレン ズの線形アレイとから成る複数の平行光ビーム発生装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 アーベイター、ジェイムズ・ヘンリー アメリカ合衆国、ニュー・ジャージー州 08525、ホープウェル、ノース・スター・ アベニュー 118 【要約の続き】 赤、緑及び青色にそれぞれ相当する波長において直接的 に放射線を放射するように適当な半導体材料で作られた 半導体レーザーダイオードのアレイとすることができ る。これに代えて、赤、緑及び青色のアレイは、所望 の、赤、緑及び青の波長の２倍の波長で放射線を放射す る−この放射線は第２の協働発生クリスタル要素に結合 される−半導体レーザーダイオードとすることができ る。本発明においては、（従来技術のレーザー投射装置 の場合のＮ＝１に代えて）グラッフィクビデオ情報のＮ ＞１のラインと書くことで、光学投射・イメージ形成副 装置、ビデオ輝度及びクロミナンスエンコーディング計 画、並びにビデオ情報処理電子装置における実行に十分 な改善を与える。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の平行な光ビームを発生させる複数のプライマリ波長光ビームソースと 、 各平行な光ビームを変調する手段と、 前記変調された平行な光ビームを反射投射させてイメージ受信装置にピクセ ルを発生させる手段とを、 含んでなるイメージ投射装置。 ２．請求項１のイメージ投射装置であって、前記複数のプライマリ波長光ビーム ソースは、ソリッドステートレーザーダイオードの線形アレイを含んでなる装置 。 ３．請求項１のイメージ投射装置であって、前記複数のプライマリ波長光ビーム ソースは、 複数の赤色光ビームを発生させる赤色光線形アレイと、 複数の青色光ビームを発生させる青色光線形アレイと、 複数の緑色光ビームを発生させる緑色光線形アレイと、 前記赤色、緑色、青色光ビームを平行な光ビームに結合する手段とを、 更に含んでなる装置。 ４．請求項３のイメージ投射装置であって、前記結合する手段は、 前記複数の赤色、緑色、及び青色光ビームの１つを反射するミラーと、 前記複数の赤色、緑色、及び青色光ビームの１つを反射しかつ前記ミラーに よって反射された複数の光ビームを搬送する第１のダイクロイックフィルタと、 前記複数の赤色、緑色、及び青色光ビームの１つを反射しかつ前記第１のダ イクロイックフィルタによって反射され搬送された各複数の光ビームを搬送する 第２のダイクロイックフィルタとを、 更に含んでなる装置。 ５．請求項２の装置であって、前記複数のプライマリ波長光ビームソースは、前 記ソリッドステートレーザーダイオードの線形アレイによって発生された光ビー ムの周波数を複数倍する少なくとも１つの非線形の調和コンバータを含んでなる 装置。 ６．請求項１の装置であって、各平行な光ビームを変調する前記手段は、各プラ イマリ波長光ビームソースから放出されるエネルギ量を変化させるために作動す るパルス幅変調器を含んでなる装置。 ７．請求項１の装置であって、前記平行な光ビームの数は、前記スクリーンを横 切って投射されるライン数に実質的に等しい装置。 ８．請求項１の装置であって、 イメージデータを含む信号を第１のフォーマットにて受信する手段と、 前記各平行な光ビームを変調する第２のフォーマットにて前記イメージデー タをリマップする手段とを、 含んでなる装置。 ９．請求項１の装置であって、前記リマップする手段は、シリアル／パラレルコ ンバータを含んでなる装置。 10．請求項１の装置であって、前記反射させ投射させる手段は、更に、 少なくとも１つのレンズと、 少なくとも１つのミラーとを、 含んでなる装置。 11．請求項１のイメージ投射装置であって、更に、変調された平行な光ビームを 偏向させるように作動する検流計を含んでなる装置。 12．複数の平行な白色光ビームを発生させるための複数の原色光ビームソースと 、 前記各平行な白色光ビームを変調する手段と、 前記変調された平行な白色光ビームを連続的に反射する手段であって、前記 連続する反射は、各連続する平行な白色ビームをその前に反射された平行な白色 光ビームに平行にかつ隣接するように位置させるために角度付ける、手段とを、 含んでなるイメージ投射装置。 13．請求項１２の装置であって、前記平行な白色光ビームを反射し、これにより フレーム内に少なくとも１つのオフセットフィールドを与えるように作動する検 流計を更に含む装置。 14．第１のプライムカラーの複数の平行な光ビームを与え、 第２のプライムカラーの複数の平行な光ビームを与え、 第３のプライムカラーの複数の平行な光ビームを与え、 前記各複数の平行な光ビームを変調させ、 前記変調された各複数の平行な光ビームを結合して複数の変調された平行な 白色光ビームを形成し、 前記変調された平行な白色光ビーム反射させ、かつ、 前記変調され反射された白色光ビームをイメージ受信装置に投射する、 ことを含んでなるイメージ投射方法。 15．請求項１４の方法であって、前記イメージ受信装置は、アイを含んでなる方 法。 16．イメージデータを受け取り、イメージデータを代表するデジタル赤信号、デ ジタル緑信号、デジタル青信号及びタイミング信号を発生させるビデオ処理手段 と、 第１の原色の複数の平行なビームを発生させる第１のレーザーアレイと、 第２の原色の複数の平行なビームを発生させる第２のレーザーアレイと、 第３の原色の複数の平行なビームを発生させる第３のレーザーアレイと、 前記第１、第２及び第３の原色の前記複数の平行なビームを結合して複数の 平行な白色光ビームを発生させる手段と、 前記第１、第２及び第３の原色の各ビームの強さをデジタル信号に応答して 変調する手段と、 前記複数の平行な白色光ビームを反射させてスクリーンを横切るように投射 させる手段とを、 含んでなるイメージ投射装置。 17．イメージデータを受け取り該イメージデータを代表するデジタル輝度信号及 びタイミング信号を発生させる装置と、 複数の平行な光ビームを発生させるレーザーアレイと、 前記各ビームの強さを前記輝度信号に応じて変調させる手段と、 前記複数の平行な光ビームを反射させてイメージ受取り装置に投射させる手 段とを、 含んでなるイメージ投射装置。 18．イメージを代表するイメージデータを受け取り、 第１の複数の平行な光ビームをスクリーンの第１の領域を横切るように投射 させ、 第２の複数の平行な光ビームを前記スクリーンの第２の領域を横切るように 投射させ、 前記第１及び第２の複数の平行な光ビームを前記イメージデータに対して変 調する、 ことを含んでなるスクリーン上にイメージを形成する方法。 19．複数の平行な光ビームを第１の回転反射面から反射させ、 前記第１の回転反射面に隣接しかつ前記第１の回転反射面に対して斜めにな った第２の回転反射面から前記複数の平行な光ビームを反射する、 ことを含んでなる複数の平行な光ビームをスクリーンを横切るように反射させ る方法。 20．ベース上に設けられ、平行な光ビームを放射する光放射ダイオードの線形ア レイと、 前記ベース上に設けられ、前記平行な光ビームのコリメーションを行なうレ ンズとを、 含んでなる複数の平行な光ビームを発生させる装置。 21．第１の原色の第１の複数の平行なビームを発生させる第１のアレイと、 第２の原色の第２の複数の平行なビームを発生させる第２のアレイと、 第３の原色の第３の複数の平行なビームを発生させる第３のアレイと、 前記第１の複数の平行なビームを反射するミラーと 前記第１の複数の平行なビームと前記第２の複数の平行なビームとを結合す る第１のダイクロイックフィルタと、 前記結合された複数の第１及び第２の平行なビームに前記第３の複数の平行 なビームを結合する第２のダイクロイックフィルタとを、 含んでなる平行な白色光ビームを発生させる装置。 22．カラーイメージを代表するビデオ信号に応答して赤デジタル信号、緑デジタ ル信号及び青デジタル信号を出力するコンバータ手段と、 前記赤デジタル信号、緑デジタル信号及び青デジタル信号のタイミング誤差 を補正するタイムベース補正手段と、 前記カラーイメージを代表するパラレルデータセットを発生させるシリアル ／パラレル変換手段と、 複数の平行なビームを発生させる複数の１次波長光ビームソースと、 前記パラレルデータに応答して前記複数の平行なビームを変調させる変調手 段と、 前記変調された平行なビームを反射投射させる手段とを、 含んでなるイメージ投射装置。 23．請求項２２の装置であって、さらに、前記赤デジタル信号、緑デジタル信号 及び青デジタル信号を第１のフォーマットから第２のフォーマットにリマップす るイメージリサイジング手段を含んでなる装置。 24．請求項２２の装置であって、さらに、反射スクリーンを含んでなる装置。 25．請求項２２の装置であって、前記変調手段は、さらに、前記カラーイメージ の少なくとも１つのピクセルの輝度に相当する合計エネルギ量を有するパルスを 発生させるパルス幅変調器を含んでなる装置。 26．請求項２２の装置であって、前記変調手段は、少なくとも１つのマッハ・ツ ェンダ干渉計を含んでなる装置。