JPH09511895A - ビデオシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 パラメータとしてライン数、画点数、線周波数及びフレーム周波数を含む所定のパラメータ値をもつ第１のパラメータセットに従って、記憶されたビデオ画像を表示装置（１６、３０、３２）を用いて表示するためのパラメータについて異なる又は同一のパラメータ値をもつ第２のパラメータセットに従って読み出し可能な画像記憶装置（１２）に逐次的に記憶される色度値及び／又は輝度値をもつ画点から成るビデオ画像を表示するためのビデオシステムに関する。表示装置（１６、３０、３２）は、画点の色度値及び／又は輝度値に従って制御され、かつ光学系（３０）を介して映像スクリーン（３２）上にその光束（２６）を投影する個々の光源（１６）を含む。その光学系（３０）は、ラスタ走査装置（３６）を有し、ビデオシステムには、この装置により適当な寸法のビデオ画像を表示するため１つの画像フィールド内の任意の点上で映像スクリーン（３２）上に光束（２６）を導き、この装置（３６）のために第２のパラメータセットによる光束（２６）をラスタ化するためのラスタ制御（４２）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 ビデオシステム 本発明は、パラメータとしてライン数、画点数、線周波数及びフレーム周波数 を含む予め定められたパラメータ値を持つ第１のパラメータセットに従って、記 憶されたビデオ画像を表示装置を用いて表示するためのパラメータについて異な るか又は同一のパラメータ値を持つ第２のパラメータセットに従って読み出し可 能な画像記憶装置に、逐次的に記憶される色度値及び／又は輝度値をもつ像点か ら成るビデオ画像を表示するためのビデオシステムに関する。 この種のビデオシステムは、例えば独国特許出願公開第２９３８３４９号から 公知のものである。この引用文献では、解像度を増大させ、かつちらつきを防ぐ ための回路配置並びに、２倍速で再読み出しされるビデオ画像を取り扱う画像記 憶装置について記述されている。 画像記憶装置のもう１つの応用は、独国特許出願公開第４１３９８４２号から 知られているものである。この引用文献では、レーザーを用いてビデオ画像を投 影するビデオシステムについて記述されている。レーザー光強度は低いため、受 信されたビデオ画像は画像記憶装置内の部分的領域へと分割され、これらの部分 的領域は異なるレーザープロジェクターを用いて結像される。 このような画像記憶装置は同様に、例えば１つの規格から別の規格へと変換す るためにも使用でき、上述のパラメータセットは入力信号及び出力信号の規格に よって決定されている。現在発展中の高解像度システムを含めて、規格は実質的 に以下のようなものである：ＰＡＬ、ＰＡＬ ＰＬＵＳ、フレーム周波数５０− Ｈｚ ＰＡＬ、フレーム周波数１００−Ｈｚ ＰＡＬ、ＨＤＴＶ、ＨＤ−ＭＡＣ 、ＮＴＳＣ、及びＭＵＳＥ。 一般に、１つの画像記憶装置に任意の規格でビデオ画像を記憶し、表示のため に異なる規格で画像記憶装置からこれらの画像を読み出す可能性は、非常に限ら れている。これは、ＴＶシステムが、１つの規格に特定的に適合する受像管を使 用しなければならず、異なるシステム相互間では縦横比並びにライン数が変わり 得るからである。この制限は、受像管内のアパーチャマスクにより決定された解 像度で画像を表示することしかできないため、カラーテレビにおいて特に顕著な ものとなっている。これは同様に、投影されるべきＬＣＤマトリクスの構造によ って画点の密度が与えられるＬＣＤプロジェクタについても言えることである。 従って、これまで、異なる規格で画像を受信し、同じくこれらを任意の異なる 規格で表示することのできるビデオシステムを構築することは不可能であった。 本発明の目的は、特定の規格に対応する第１のパラメータセットに従って入力 側でビデオ画像の信号を受信し、同じ規格又は異なる任意の規格によって決定さ れる画像を表示するための異なる第２のパラメータセットに従ってこの画像を表 示するビデオシステムを提供することにある。 上述の先行技術から押し進めて、この目的は、表示装置が画点の色度値及び／ 又は輝度値に従って制御され得、かつ光学系を介して映像スクリーン上にその光 束を投影することのできる個別の光源を含み、しかもここで光学系が、ラスタ走 査装置を有し、この装置により、適切な寸法のビデオ画像を表示するため１つの 画像フィールド内の任意の点上で映像スクリーン上に光束を導くことができ、こ の装置のために第２のパラメータセットによる光束をラスタ化するためのラスタ 制御機構が具備されていること、によって達成される。 本発明によるビデオシステムと前述の先行技術のシステムとの相異は、映像ス クリーン上のあらゆる任意の点を光束を用いて表示するために照明することがで き、かくして本発明に従うと例えばアパーチャマスク又はＬＣＤマトリクスによ って課せられる制限が全くなくなるという点にある。更に本発明に従うと、異な る色を生成するためのアパーチャマスクは、ラスタ化された光束自体が色度及び 輝度に関して制御されているため不要とすることができる。光束を生成するため に、光源には、画像記憶装置からのＲＧＢ信号によって制御され、かつミラー系 によって統合されて共通の光束を形成するレーザービームを有する異なる３色の レーザーなどを具備することができる。 本発明によると、ただ一つの光束が具備されているため、互いに独立して表示 される部分的画像へとビデオ画像を分割する必要は全くない。こうして、画像フ ィールド全体を走査する個々の光束の使用を通して、部分的画像の表示内でのオ ーバーラップの可能性が妨げられることから、調整手段に対して付加的な出費を することなく、画質は実質的に向上することになる。 光源から進む光束が、上述のレーザーでの例においてそうであるように非常に 平行である場合、表示のための映像スクリーンも同様に、鮮明度を損なうことな く望まれる限りラスタ走査装置から遠く離れるように移動させることができる。 このようにして、この技術によると、単に映像スクリーン距離を調整することに よって、異なる画像寸法を生み出すことができる。その結果、表示可能な画像寸 法に関し多大な柔軟性が得られ、この種のビデオシステムは、技術的な出費を増 大させずに、小型画像サイズ並びに超大型画像サイズ向けに製造することができ る。 光束の偏向には、例えば音響光学ビームデフレクタを使用することができる。 しかしながら、この偏向装置は通常、非常に小さな偏向角しか許容しない。この ことは即ち、対応する大きい画像のためには、ラスタ走査装置からかなり距離を おいたところに映像スクリーンを配置しなければならないということを意味して いる。このような理由から、ラスタ走査装置が光束を偏向させるためのミラーを 有する本発明の好ましい更なる発展がより有利なものとなる。ミラーによって実 質的により大きい偏向角が可能となるため、映像スクリーンとラスタ走査装置の 間の距離は、音響光学偏向を用いた場合に可能となるものに比べ小さく保つこと ができるようになっている。 ミラーの可能最大偏向は制限されておらず、そのため映像スクリーン上に単純 な方法で異なる画像サイズを生成することができる。即ち、ラスタ走査装置に対 し映像スクリーンを調整することなく可変的な画像サイズが可能となる。 本発明の好ましい更なる発展に従うと、ミラーは回転ミラー及び／又はスイベ ルミラーとして作られている。 とりわけ、多角形の各辺が１本のラインを走査するためのミラーとして構成さ れた多角形ミラーとして設計されている回転ミラーは、高い偏向速度でのラスタ 走査を提供する。多角形が多くの辺数をもつ場合、非常に高い線周波数が可能で ある。これは、線周波数が、毎分回転数を多角形の辺数で除したものによって与 えられるからである。更に、回転ミラーは、その慣性のため、例えば音響光学偏 向といつたその他のタイプの偏向の場合には、電子部品に相応の出費をしなけれ ば達成し得ない非常に有利な同期的走行を確保する。 ラインの同期化のため、画像記憶装置には従来、そこからの個々の輝度値及び 色度値の読み出しを同期化する独自の生成装置が具備されている。しかしながら 、ここで示したビデオシステムにおいては、このために回転ミラーの位置の正確 な調節が必要となり、その結果、電子部品に対する出費は増大することになる。 従って、本発明の更なる発展においては、ビデオ画像の読み出しのためラスタ制 御機構から、ラインの開始及び／又はフレームの開始のためのパルスを同期化す ることによって画像記憶装置を動作させることが可能である。本発明のこの更な る発展においては、同期パルスは、例えば回転ミラーの実際の回転から得ること ができる。この場合、回転ミラーの速度は、線周波数と正確に一致する必要はな い。従って、必要とされる技術的出費は、この更なる発展の結果減少することに なる。 同期パルスは、例えば測定レーザー又は光源自体の光束が多角形表面によって 反射される時刻を決定することによってか、或いは誘導的に得ることができる。 非常に高いフレーム周波数及び線周波数の場合には、同期化のためにメモリ遅 延も同様に考慮に入れなければならない。このような遅延は、入力規格及び出力 規格に応じて異なる画点数及びライン数について信号処理が大幅に異なり得るこ とから、場合によっては急激に変化する可能性がある。このことは、読み出し画 像の同期化についての問題点を引き起こし得る。これらの問題は、本発明の更な る発展に従うと、ラスタ制御機構の同期パルスが、最大メモリ遅延によって決定 される時間的間隔だけ、ラスタ制御機構によって与えられる各ラインの開始より も時間的に先行して生成され得、実際の遅延時間に対し同期信号を適合させるた めに遅延回路を具備することによって、解決される。 この更なる発展により、１本のラインの開始との関係において同期パルスを永 久的に規定された時点で生成することができ、このために、例えばパラメータセ ットの１つが変わる場合といった異なる作動条件について、可動ミラーによる同 期パルスのピックアップのための機械的改良が必要とされることは全くない。一 方、遅延時間は、画像記憶装置内の望ましい画像処理を表すパラメータセットに よって決定される時間だけ、遅延回路を用いて純粋に電子的に調整される。 画像記憶装置としては、アナログ記憶装置といったようなタイプの記憶装置を 幅広く使用することができ、そのうちの１つがカラービデオ画像の中の各々の色 信号のために具備されている。このような画像記憶装置は、例えば、プレート上 に電荷としての電子ビームを介して電気的に、又は残光性スクリーン上に光学的 に画像を記憶し、ここでプレート又はスクリーンは、第２の電子ビームを用いて テレビカメラの場合と同様に再度読み出しできる。このような画像記憶装置の利 点は、規格変換のために僅かな出費しか必要としていないということにある。但 し、このような画像記憶装置は、信号変換のための大きな出費がなく第２のパラ メータセットのために解像度を変更するのに特殊な数学的アルゴリズムを適用し なくてよいため、信号処理は極めて制限されたレベルまでしか可能でない。 しかしながら、本発明のもう１つの好ましい発展は、利用可能な記憶場所の数 が、色度値及び／又は輝度値を記憶するために必要な記憶場所の数に表示可能な 画点の最大数を乗じた数以上であり、利用可能な記憶場所は、色度情報び／又は 輝度情報によって自由にアドレス可能であるデジタル記憶装置が提供される。デ ジタル画像記憶装置は、とりわけそれが自由にアドレス可能である場合に、画像 処理のための様々なアルゴリズムの使用を可能にする。この目的のためにはビデ オプロセッサを使用することができ、このビデオプロセッサは同じ記憶装置と共 に動作し、表示のためのパラメータセットが記憶装置内への読み込みのためのパ ラメータセットよりも高い解像度又は低い解像度を必要としているか否かに応 じて、解像度を増大又は減少させるための既知のアルゴリズムを用いて画像を処 理する。 デジタル記憶装置は、もはやほとんど使用されないアナログ記憶装置に比べて より低いコストで入手でき、そしてより容易に利用可能である。 記憶場所の数を選択するための上述の規定よって、記憶場所のための出費は、 画点数のために必要とされるものに制限される。従って、例えば、ラインに関す るアドレスに従う色度値及び／又は輝度値の記憶と比較して、記憶場所をより良 好に使用することができる。この場合、選択された記憶場所数は、少なくとも、 ラインの最大数にライン１本あたりに出現する画点数の可能最大数を乗じたもの と同じでなくてはならず、このため一般に、実質的により大きな記憶領域が必要 となる。一方、デジタル記憶装置が選択された場合、表示のための時間シーケン スに従って逐次的にデータが記憶装置内に記憶されるため、アクセス時間は非常 に速くなる。 画像記憶装置内への読み込み及びそこからの読み出しのためのパルスは同様に 、第１のパラメータセット及び第２のパラメータセットの異なる線周波数の結果 として、指示ビデオシステム内で同時に発生し得ることから、読み込みのための アドレス又は読み出しのためのアドレスのいずれかを介して、記憶装置内の１つ の記憶場所をアドレスできるけれども両方によって同時にこれをアドレスするこ とができないという事実による問題が生じる。従って、読み込み及び読み出しは 、相互に同期化されるべきである。例えば、読み出し中の読み込みを禁止するよ うな単純なゲート路は、データ喪失の可能性があるため、この目的には勧められ ない。 しかしながら、本発明のもう１つの好ましい発展は、デジタル画像記憶装置が 優先順位回路を有し、この回路は、記憶場所内に情報を記憶するため及び記憶場 所から情報を読むために同時アドレスする場合に、読み出しアドレスの優先順位 を与え、記憶アドレスならびに記憶すべき情報を一時的に記憶し、読み出しが終 結した時点で記憶装置内にこの情報を記憶することを規定している。 この回路は、読み出しに対して優先順位を与えるが、この回路は、優れた画質 を達成するためには、慣性を理由として回転及びスイベルミラーについて画点を 表示する目的の待機時間が全く許容されことを主な理由として推奨される。本発 明のこの更なる発展においては、読み出しの終結時点で利用可能な時間から見て 、入力側の画像情報は、一時的に記憶され後に画像記憶手段から読み込まれるた め、喪失しない。実施例を参考にしながら以下で明白になるように、このことは 、一時的記憶のためのＦＩＦＯ（先入れ先出し）記憶装置を介して適切な電子制 御機器を用いることにより容易に実現できる。 画像表示装置の品質は、実質的な出費がなくこの特徴を用いて有利にも向上さ せることができる。 本発明のもう１つの好ましい発展に従うと、画質は、第１のパラメータセット の画点数及び／又はライン数が第２のパラメータセットのものと異なる場合に、 記憶されたビデオ画像の輝度値及び／又は色度値から表示のための第２のパラメ ータセットに従って画点を補間する画像処理装置、特にビデオプロセッサが具備 されていることによって向上する。 画像処理装置の結果として、ビデオ画像を表示するための第１のパラメータセ ットからの色度値及び輝度値を第２のパラメータセットで変換することもできる 。このことは、とりわけ、画点数及び／又はライン数が読み込み画像のものと異 なる場合に有利である。例示のため、例えば、表示のために提供されるライン数 が画像記憶装置内に読み込まれる画像内のライン数の２倍であると仮定する。こ の場合、画像表示における各々２番目のラインを、フレームを基準として記憶さ れた画像の先行するラインと後続するラインから補間することができる。補間の ためには、様々なアルゴリズムが利用可能である。様々なアルゴリズムに関する 柔軟性は、例えば画像処理装置としてビデオプロセッサを用いることによって達 成される。 しかしながら、多数の画点が存在する場合、現在利用できるビデオプロセッサ においては、特に多くの乗算を伴う複雑なアルゴリズムを使用する場合に、時間 の問題が発生し得る。本発明の更なる発展においてこの時間の問題は、画像処理 装置により補完される輝度値及び／又は色度値が表示装置のための読み出し用に 中に記憶されている第２の記憶装置あるいは記憶領域が具備されていることによ って回避することができる。こうして、読み込み及び読み出しすべき画像のため に２つの記憶領域が得られ、これによりビデオプロセッサが、１つの画像の時間 までに利用できる時間が増大し、中間計算を実行するための補助記憶領域を介し た記憶へのアクセスが回避される。その上、読み込むべきデータと読み出すべき データの間の同期化の問題は、読み込み及び読み出しのために使用される記憶又 は記憶領域が互いに独立してアドレスできる場合に低減させることができる。ビ デオプロセッサによるデータアクセスのための同期化の問題は、市販のＤＭＡ（ ダイレクトメモリアクセス）モジュールを用いて回避できる。 更に、読み込み及び読み出しのための記憶領域の分離は、画像の異なる部分の 処理に割り当てられている複数の画像プロセッサが並行して作動でき、こうして 表示のための輝度値及び／又は色度値の変更のために利用可能な時間が更に短縮 される、という点で有利なものである。 本発明のもう１つの好ましい発展に従うと、画像処理時間を短縮するもう１つ の可能性は、複数のラインが画像記憶装置から画像処理装置内に読み込まれ、そ の読み込まれるラインの色度値及び／又は輝度値が、表示のためにラインを生成 するべく、重みづけされた形でアナログ加算されるようにすることから成る。こ のようなアナログ回路に基づくと、乗算は極めて迅速に実施され、ビデオプロセ ッサを用いたデジタル補間の場合に可能となるものよりも高い画像の表示速度が 可能となる。以下の実施例から分かるように、この種の重み付け加算では異なる アルゴリズムも使用することができる。従って、ビデオプロセッサにおいて達成 されるものに類似の多大な柔軟性が、異なるアルゴリズムについても可能である 。 アナログ加算方法は、例えば画点クロックを介して時間との関係において画像 記憶装置から重み付けされた形で１本のラインの色度値及び輝度値をアナログで 加算することができるという点で、ライン間のみならず１本のラインの画点間で も適用することができる。 あるいはまた、本発明の好ましいもう１つの発展においては、画像処理装置内 に低域フィルタが具備されており、この低域フィルタは、両方のパラメータセッ トに関してライン当たりの画点に線周波数を乗じたときの最小積に所定の係数を 乗ずることによって得られたカットオフ周波数を有している。 このもう１つの発展に従うと、１本のライン内の色度値及び輝度値の間の補間 は、低域フィルタによってアナログで実行される。補間を決定するパラメータは 、低域フィルタのカットオフ周波数である。カットオフ周波数は実質的に、２つ のパラメータセットによって決定される長い方の画点当たりの時間によって実質 的に与えられる。読み込み画像のための画点時間が、表示のための画点時間より も長い場合、デジタル画像記憶装置であるために方形パルスである画点のための 信号は、画点を表示するために低域フィルタを介して平滑化されなくてはならな い。これは、そうしなければ画像のちらつきという結果をもたらしうる色相の不 明瞭さが、より高い解像度の表示において方形パルスの鋭い斜面で結果としても たらされることになるからである。 一方、表示のための画点の持続時間が記憶された画点のものよりも長い場合、 表示のための色度値及び輝度値は、表示された画点の場所との関係において、映 像スクリーン上で正確に定められない。いずれの場合でも、両方のパラメータセ ットの画点当たりの持続時間のうちの長い方が、低域フィルタの有利な時定数で ある。この特徴において示された係数は、連続する画点全体にわたる平均化レベ ルを決定し、従って画点間の補間を定める。従って、この係数は、補間アルゴリ ズムの選択においてある程度の柔軟性を可能にしている。 とりわけ、本発明のこの更なる発展は、読み込まれる画像からの表示された画 像の特に急速な画像処理及び解像度適合を可能にする。更にもう１つの利点は、 中間周波数に由来し得る高周波数干渉なども同様に低域フィルタによって濾過さ れるということにある。従って、表示された画像は、実質的に干渉のないもので ある。 低域フィルタは一般に、ラインごとに輝度が幾分か変わり得るように、上述の 種類の信号処理中に充電し得るコンデンサを有する。画像記憶装置内の情報とし てラインの開始時点で黒レベルポーチを含むことによって、この種のシフトが補 間によって自動的に補償され得る。しかしながら、この方法で生成された全ての ラインについて、従来のテレビ技術から既知のものであるようなクランプ回路を 用いて、表示された各ラインの前に黒レベルを再度規定することによって、この 目的のために必要とされる付加的な記憶空間を倹約することが可能である。従っ て、本発明の更なる発展においては、低域フィルタの下流にクランプ回路が具備 されている。この特徴は、表示の品質を改善し、必要とされる記憶空間を削減す る。 色度値のための原色は、画像記憶装置内に読み込まれる画像の中ではっきりと 異なる可能性がある。例えば、色鮮明度についてのＦＣＣ規格は、ＥＢＵ規格の ものとは、特に緑色について異なっている。このような理由から、本発明の好ま しいもう１つの発展に従うと、記憶及び読み出しのためのパラメータセット内で の色度値及び／又は輝度値についての信号形成が異なる場合に色を適合させるた めの回路を提供することが様々な規格を適合化させるために勧められる。このよ うにして、規格が異なることによる色相歪みもまた補償され、本発明に従ったビ デオシステムによる画像表示の質は向上する。 以下では、主として図面を参考にした例を用いて、本発明について更に詳しく 説明する。 図１は、レーザー投影を用いた本発明に従うビデオシステムを示す。 図２は、図１に従うビデオシステム内での使用が可能な画像記憶装置のための 回路を示す。 図３は、ビデオプロセッサを用いて信号処理が行われる画像記憶装置を示す。 図４は、表示される画点の色度値がアナログ処理される画像記憶装置を有する 回路を示す。 図１は、ライン数、画点数、線周波数、フレーム周波数及び画点の色度及び輝 度のための信号形成を含む第１のパラメータセットに従って、そこに色度値信号 Ｒ、Ｇ、Ｂ及び同期信号が供給されるビデオシステムを示している。このパラメ ータセットは、例えば、ＰＡＬ、ＰＡＬ ＰＬＵＳ、フレーム周波数５０−Ｈｚ ＰＡＬ、フレーム周波数１００−Ｈｚ ＰＡＬ、ＨＤＴＶ、ＨＤ−ＭＡＣ、Ｎ ＴＳＣ又はＭＵＳＥに対応する規格によって決定することができる。ビデオ画像 の同期信号は、システム制御回路１０の入力端に適用される。システム制御回路 １０は、ビデオ画像を読み込むための、そして表示するための別々のパラメータ セットに従って、図１によるビデオシステムの中で使用されるすべての制御信号 を生成し、管理し準備する役割をもつ。デジタル変換されたＲＧＢ信号の記憶の ため、この回路は、これらの同期信号からデジタル画像記憶装置１２の記憶アド レスを生成し、このときアナログからデジタルに変換されたＲＧＢ信号はその記 憶場所の中に記憶される。 図１において、画像記憶装置１２の中心を通って１本の破線が引かれており、 これが、画像記憶措置１２に対して別々に読み出し及び読み込みが行われている ことを表している。 画像記憶装置からの読み出しのためには、表示用第２のパラメータセットに従 ってシステム制御回路１０によってアドレスが与えられる。表示用として使用可 能なＲＧＢ信号は、画像記憶装置１２内にデジタル式に記憶されたＲＧＢ信号が 変換されてアナログに戻された後、画像記憶装置の出力端でアナログ形式で存在 する。 アナログＲＧＢ信号は、色度及び輝度に関して光源１６を制御する制御装置１ ４の入力端に印加される。概して、光源１６は、伝送されたＲＧＢ信号と同じ原 色を有さず、ＲＧＢ信号を光源１６の原色Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’へと変換するために マトリクス切換回路が制御回路１４の中に具備されるようになっている。必要と される変換マトリクスは、ＲＧＢ信号が例えばＦＣＣ規格又はＥＢＵ規格の原色 に従って規定されうることから、規格に応じて変動し得る。従って、システム制 御回路１０は、制御ライン１８を介してマトリクス係数を決定するマトリクス切 換回路内の成分を調整することができる。 更に、制御装置１４は、光源１６に適合された非線形整流のための回路及び増 幅器をも含んでいるため光源１６により最適な明るさ品質及びカラー品質が達成 され得るようになっている。 実施例中の光源１６は、赤、緑及び青のための３つのレーザー２０を含んでい る。実施例において、これらのレーザー２０は、コヒーレント（ＣＯＨＥＲＥＮ Ｔ）社から入手可能なスカイライト（ＳＫＹＬＩＧＨＴ）４００シリーズのアル ゴンレーザー及びクリプトンレーザーであり、ここでレーザーの波長は、ドイツ のマインツにあるスコット（ｓｃｈｏｔｔ）社から入手可能なＢＰ４５８及びＢ Ｐ５６１４．５フィルタを用いて、赤色については６４７．１ｎｍ、緑色につい ては５１４．５ｎｍ、青色については４５８．０ｎｍで選択されている。この種 のレーザーの光強度は、充分急速に変化できないため、レーザー２０は連続波運 転で動作され、その光強度は変調器２２によって制御される。この場合、変調器 ２２は、極性変更を介して光強度を決定するＤＫＤＰクリスタルである。変調器 は、制御装置１４によって供給された信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’によって直接制御さ れる。 変調器からでる光束はダイクロイックミラー２４を介して組み合わされて共通 の光束２６を形成し、偏向ミラー２８を介して光学系３０の中へ反射され、下流 に配置されたこの光学系が光束２６を映像スクリーン３２上へと導く。図１の実 施例においては、ビューアーは細い矢印の方向に位置付けられている。かくして 、後方投影が用いられる。しかしながら、図１の実施例の中で使用された同じ原 理を前方投影のために使用することもできる。 光学系３０の中に具備されているのは、映像スクリーン３２に上に光束２６を 投影するレンズ系３４である。光学系３０は、ビデオ画像を生成ずる目的でフレ ーム方向及びライン方向といった形で映像スクリーン３２上に光束２６を偏向さ せるラスタ走査装置３６を更に含んでいる。本発明によれば、ラスタ走査装置は 、映像スクリーン３２の任意の点で一定の与えられた映像フィールド内で光束２ ６ を投影できるように設計されている。多角形ミラー３８は、図１に示されている 映像スクリーン３２上でＸ方向のライン方向偏向のために具備されており、一方 フレーム方向の偏向は、スイベルミラー４０を用いて図面中に示されているＹ方 向に行われる。 多角形ミラー３８及びスイベルミラー４０は、ラスタ制御機構４２からの信号 によって制御される。ラスタ制御機構４２は、スイベルミラーの回転速度及び偏 向のみならず、画点を帰線消去する必要なく異なる規格で３対４又は９対１６と いった画像の縦横比を考慮に入れるべく、スイベルミラー４０の振幅も設定する 。こうしてレーザー出力が倹約できる。 多角形ミラー及びスイベルミラーのための振幅及び周波数を調整するため、ラ スタ制御機構４２は、制御ライン４４を介して第２のパラメータセットに従って システム制御回路１０によって出力される対応信号を受信する。高価な調節装置 を不要にするため、表示すべき画像のための同期パルスは、別途生成された後に 適切な方法で再調整されるのではなく、むしろ、ラスタ制御機構４２によって検 出された多角形ミラー及びスイベルミラーの位置からこのラスタ制御機構４２に よって得られる。例えば、この検出は、多角形ミラー３８又はスイベルミラー４ ０にある磁石を介して誘導により行うことができる。しかしながら、多角形表面 の１つの上に付加的なレーザーを導くこと、そして、多角形ミラーの位置を検出 し、そこからライン開始用の同期信号を得るために、感光性検出器を用いてその 反射光束の規定位置を記録することもできる。 このようにして得られるラインのための同期信号は、画像記憶装置１２を制御 するべく、システム制御回路１０までラスタ制御機構４２から誘導される。この 際に、ラインの開始に先立ち特定の時間的間隔をおいて同期信号を出力させると いう点において、画像記憶装置１２の作動時間を考慮に入れる。しかしながら、 両像記憶装置１２のメモリ遅延は、中間ラインを生成するためのアルゴリズムが 必要とされるか否かに応じて、長さが変動し得る。従って、同期信号は、画像記 憶装置内の可能最長メモリ遅延よりも長いものである固定の時間的間隔でライン の開始に先立って出力され、次に同期信号は、実際に必要とされる遅延について 、システム制御回路１０により遅延時間が調整される遅延回路４６を介して達成 される。 遅延回路４６を通過した後、同期信号はシステム制御回路１０に供給され、そ こで、例えば、同期信号により計数器がカウントアップすることによって画像記 憶装置の読み出しアドレスが生成される。 図１に示されている例では、画点の色度値信号がその出力端に存在する時点に 関して、そして特にＨＤＴＶ規格において必要とされる最高２０ＭＨｚの高周波 数まで高品質表示を可能にすべき場合のデータ処理に関し、特別な必要条件が画 像記憶装置に対して課せられる。このような画像記憶装置の構造について、以下 で図面を参照しながらより詳しく説明する。 図２は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４８にデジタル変換された色度値 信号Ｒ_i、Ｇ_i、Ｂ_iが記憶され、出力端ではデジタル式に記憶された色度値Ｒ_o、 Ｇ_o、Ｂ_oを読み出し可能な画像記憶装置１２を示している。記憶アドレスは、読 み出し又は記憶のいずれを行うべきかに応じて、マルチプレクサ５０を介して記 憶読み出しアドレス及び記憶アドレスからＲＡＭ４８のアドレスラインに印加さ れる。図２では、マルチプレクサ５０及びＲＡＭ４８のＲ／Ｗ（読み取り／書き 込み）入力端への記憶及びそこからの読み出しは、色度値Ｒ_o、Ｇ_o、Ｂ_oを読み 出さなくてはならない場合にシステム制御回路１０により印加される読み出しパ ルスによって制御される。 ＲＡＭ４８に読み出し及び読み込みアドレスが同時に存在することは、図２に 示されている回路内では、スイベルミラー４０及び多角形ミラー３８を用いた画 点の制御と同時に、表示のための色度値信号Ｒ_o、Ｇ_o、Ｂ_oが読み出されること によって妨げられている。しかしながら、ＲＡＭ４８内での記憶は、直接行われ ない。むしろ、記憶すべき色度値信号及び記憶アドレスは、記憶信号によってそ のように開始された場合にはＦＩＦＯ（先入れ先出し）記憶装置５２にの中に記 憶される。 記憶信号は、ＦＩＦＯ記憶装置５２内の記憶されたデータの量を追跡するフォ ワードバックワード計数器５４の順方向計数入力端にも印加される。 ＦＩＦＯ記憶装置５２の内容は、いかなる読み出しパルスも存在しない時にの み、ＲＡＭ３８内に書き込まれる。外部クロック信号は、ＦＩＦＯ記憶装置５２ からＲＡＭ４８まで記憶装置の内容を転送するために用いられる。これらの外部 クロック信号は、ＲＡＭ４８についていかなる読み出しパルスも存在しない時に のみゲート５５及び５６を介してＦＩＦＯ記憶装置５２の読み出し入力端に印加 され、フォワードバックワード計数器５４は、ＮＯＲゲート５８を介してデータ がＦＩＦＯ記憶装置内に存在することを示す。フォワードバックワード計数器５ ４は、ＦＩＦＯ記憶装置の読み出し中にクロックを介してリセットされる。 こうして、色度値信号Ｒ_i、Ｇ_i、Ｂ_iのための入力データは、クロックを介し て非同期的に入力される。この目的のため、クロック周波数は、ビデオシステム 内に色度値Ｒ、Ｇ、Ｂを記憶するためのクロック速度より実質的に高いものでな くてはならない。クロック速度が高くなればなるほど、ＦＩＦＯ記憶装置５２内 に必要とされる記憶空間は小さくてすむ。 図３は、同期化の問題に対する１つの異なる解決法を示す。この目的のため、 ＲＡＭ４８は、２つの記憶領域１及び２を有するか、又は異なるアドレスをもつ ２つの異なる記憶装置で形成され得る。色度値信号Ｒ_i、Ｇ_i、Ｂ_iは、ＤＭＡモ ジュール６０を介してＲＡＭ領域１に記憶され、プロセッサ６２を用いてＲＡＭ 領域２に転送される。色度値信号は、ＤＭＡモジュール６４を介してＲＡＭ領域 ２から再び読み出され得る。一般に、６０及び６４によって示されているような ＤＭＡモジュールは、図２を参照しながら記述されたもののような同期化の問題 の危険性を回避すべく、データ処理システム内の関連するプロセッサ６２に適合 される。しかしながら、時間が重要な応答の場合、記憶領域２の読み出しの時点 で、プロセッサ６２の入力端ＨＬＴで読み出し矢印によって表されているように 読み出しパルスを用いてマイクロプロセッサを保持状態におくことが必要となる かもしれない。 図３の標準モジュールでの簡略化された同期化に加えて、プロセッサ６２は同 様に、例えば中間ラインを決定するか又は解像度を増大させるためのデータに対 してアルゴリズムを適用することにより、画像を表示するためのデータを処理す ることができるという利点も提供する。この目的のため、プロセッサ６２のポー ト６６を介してシステム制御回路１０によりデータワードが読み込まれ、このデ ータワードは、プロセッサ６２に対してデータ変換及びＲＡＭ領域１からＲＡＭ 領域２までのデータ転送のため選択されたアルゴリズムを実行するように指令す る。 時間が重要な転送条件下では、個別のプロセッサ６２では遅すぎる可能性があ り、そのため、画像の様々なセグメントに対応する異なる記憶領域をアクセスす るために一連の並列プロセッサ６２が使用されることになる。 読み出し色度値信号Ｂ_oの例を用いて、図３は更に、この色度値信号をＲＡＭ ４８からの読み出し後にどの様に更に処理することができるかを示している。デ ジタル色信号Ｂ_oはまず最初に、ＤＡＣ６８を介してアナログ信号に変換され、 次に低域フィルタ６９を介して誘導される。低域フィルタ６９は、例えばチュー ナの中間周波数に由来するアナログ信号において可能性のある高周波数干渉を抑 制する役割を有する。しかしながら、この低域フィルタは、ＤＡＣ６８からの方 形アナログ値を平滑化し、フィルタ６９が与える時間的間隔全体にわたり画点の ための連続的色度値の平均をとるという点で、もう１つの機能も果たしている。 即ち、低域フィルタ６９の設計が適切であるものとして、記憶されたビデオ画像 内の画点の数との関係における表示のためのライン当たりの画点の数のうちの小 さい方に適合されるためのアルゴリズムを、プロセッサ６２を用いることによっ て不要とすることができる。従って、１本のライン内の画点を平均するためにプ ロセッサ６２によって実行されるべきアルゴリズムを不要とすることができ、か くしてＲＡＭ領域１からＲＡＭ領域２までのデータの転送が加速される。このと き、低域フィルタ６９は、例えばアナログスイッチを介してこのフィルタ６９上 で異なるコンデンサが切り換えられるということにより、システム制御回路１０ によっ て異なる時定数に調整可能であることが勧められる。しかしながら、信号最大値 のタイムシフトも低域フィルタ６９によって引き起こされ、このため、システム 制御回路１０を用いて遅延回路４６を調整する場合には低域フィルタ６９の時定 数を考慮に入れるべきである。 低域フィルタ６９を介して複数の画点の平均をとることが望まれる場合には、 一方ではより高い解像度によって画像の情報内容が増大されない可能性ものある こと、そして他方では、表示のための第２のパラメータセットの解像度によって 与えられる情報のみが表示されるべきであることから、低域フィルタ６９の時定 数を、ＲＯＭ１８内での記憶及び読み出しのためのパラメータセットに関する１ 画点当たりの時間の間の最低数に比例するような形で選択することが勧められる 。低域フィルタ６９のカットオフ周波数に関する選択可能な係数もまた、表示す べき１本のライン内の画点間の異なる補間に対応する、可変的な平滑化レベルを 提供することを可能にする。 低域フィルタ６９内のコンデンサの充電の結果として、黒レベルのポーチ(Sch warzschulter)は、ビデオ画像の中で１本のラインからもう１本のラインへとシ フトし得る。このような理由から、以下ではクランプ回路７０が具備されており 、このクランプ回路７０は、このようにして得られるライン信号が更なる処理の ために制御装置１４に送られる前に、出力信号をゼロまで引っ張る。クランプ回 路７０によるクランピングは、表示すべき画像のためのライン同期信号を介して 行われる。 ＲＡＭ４８内へ、及びその外への色度値信号の読み込み及び読み出しを目的と して、ＤＭＡモジュール６０及び６４は、モジュール６０及び６４で幅広の矢印 により表されているとおり、制御回路１０によってプログラミングされ得る。こ れは、ある種のＤＭＡモジュールでは直接的に実施できるが、一方他のＤＭＡモ ジュールでは、プログラミングはプロセッサへと導くデータラインを介して行わ れる。後者の場合、プログラミングのための値は、マイクロプロセッサ６２のポ ート６６により制御回路１０を介して読み込まれなくてはならず、このマイクロ プロセッサ６２はこのとき、これらの値をＤＭＡモジュール６０、６４へと転送 する。 図３に示されている時間応答は、プロセッサ６２のプロセッサ時間によって実 質的に決定される。ＨＤＴＶで最高２０ＭＨｚのきわめて高い周波数では、第２ のパラメータセットに基づく高い周波数及び複雑なアルゴリズムのための転送に 関する現在利用可能なプロセッサの過度の緩慢さを理由として、並列で作動する プロセッサを用いて、図３に従った例を実現することができる。しかし、これに は実質的な投資が必要となる。 図４は、データ処理のためのプロセッサを不要とすることのできる、更に単純 な例を示している。赤色色度値信号Ｒ_oは、この図中に示されているデータ処理 を説明するため一例として使用されており、この赤色色度値信号Ｒ_oは図２に従 って設計されたＲＡＭ４８から読み出されている。同じ回路をその他の色度値信 号のために使用することも可能である。動作をより良く理解できるように、以下 では、画像記憶装置内に読み込まれる２本のライン画像ｎ_i及びｎ_i+1の色度値信 号の重みづけ加算によって得られる色度値信号をもつラインｎ_oが生成されるも のとする。画像記憶装置内に読み込まれる画像のライン数よりも表示される画像 のライン数が多い場合、重み付け加算によって中間ラインも生成することができ る。図４に従う回路で、２本より多いラインを加算することもできる。しかしな がら、単純さを期して、回路は、２本のラインｎ_i及びｎ_i+1についてのみ例示さ れている。 システム制御回路１０を介してのアドレスがなされた後、ラインｎ_iについ て１つそしてラインｎ_i+1について１つの合計２つの画点色度値が各ケースにお いてＲＡＭ４８から読み出され、入力バッファを有するデジタル−アナログコン バータ７２、７４に格納される。デジタル−アナログコンバータ７２、７４は、 格納されたデジタル値に比例した出力電流が生成される電流出力端を有する。デ ジタル−アナログコンバータ７２及び７４の出力電流は、可調整抵抗器７６及び ７８における電圧降下をもたらす。可調整抵抗器は、例えば、デジタル制御可能 なアナログスイッチを介して複数の抵抗器を接続することによって実施でき、こ こで スイッチング素子は電界効果トランジスタであってよい。 可調整抵抗器７６及び７８でのそれぞれの電圧降下は、先行技術から既知の方 法で抵抗器８１、８２、８３と共に設計されている演算増幅器８０を介して加算 される。こうして、演算増幅器８０の出力端には、演算増幅器８０のラインｎ_i 及びｎ_i+1の記憶された画点の色度値から成る表示すべきラインｎ_oの赤色色度値 信号のための電圧が発生し、これらの色度値は可調整抵抗器７６及び７８の値に 従って重みづけされている。このようにして、中間ラインｎ_oは、ラインｎ_i及び ｎ_i+1から補間される。この目的のため、重みづけのためのデジタル値は、読み 出すべきラインｎ_oのためのデジタル値でアドレスすることができるＲＯＭ８５ から読み出される。従って、入力ラインｎ_i及びｎ_i+1との関係における画像内の ラインｎ_oの異なるフレーム方向位置についてＲＯＭ８５を介して異なる重みを 調整することができ、そのため、このタイプの回路は、読み出された画像に対し て記憶された画像のラインが非整数倍の場合にも使用することができるようにな っている。さらに、ＲＯＭ８５は、「モード」で示されるデータワードを用いる システム制御回路１０によってアドレスされ、こうしてＲＯＭ内の異なる記憶領 域をアドレスすることができるようになっている。利用された重みを選択するこ とにより、データワードを用いて、異なるタイプの補間を決定することができる 。データワード「モード」は、記憶された画像内のライン数に対する表示すべき 出力ラインの比率に応じて形成される。 更に、図４内の回路はここでも低域フィルタ６９及びクランプ回路７０を示し ており、従って、図３を参照しながらすでに詳述したとおり、黒レベルをシフト させることなく、低域フィルタ６９を用いて１本のライン内の複数の画点全体に わたり平均をとることが可能となっている。 このようにして、図４に示された回路に従ったデータ処理は、時間的に連続し て続き、フレームを基準にして互いの上流に設定された画点に関して、ラインの 色度値信号を補間することを可能にする。しかしながら、より複雑なアルゴリズ ムの場合には、１つの画像の対角線上にある画点も通常考慮に入れられる。この ようなアルゴリズムは、時間に関してオフセットされている画点の色度値信号が デジタル−アナログコンバータ内で入力側に記憶され、演算増幅器８０の入力端 で付加的な可調整抵抗器及び付加的な抵抗器を介して加算される場合、図４に従 う回路によっても実行できる。このようにして、図４を参照したライン方向の計 算において、２つより多い画点を考慮に入れるための回路に対する付加的な出費 はわずかであり、そのため複雑なアルゴリズムをこのような構成を用いて実行す ることも可能になっている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フーブリッヒ、ディーター ドイツ連邦共和国 Ｄ−07549 ゲラカー レア シュトラーセ 12

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． パラメータとしてライン数、画点数、線周波数及びフレーム周波数を含む 所定のパラメータ値をもつ第１のパラメータセットに従って、記憶されたビデオ 画像を表示装置（１６、３０、３２）を用いて表示するためのパラメータについ て異なる又は同一のパラメータ値をもつ第２のパラメータセットに従って読み出 し可能な画像記憶装置（１２）に逐次的に記憶される色度値及び／又は輝度値を もつ画点から成るビデオ画像を表示するためのビデオシステムであって、表示装 置（１６、３０、３２）が、画点の色度値及び／又は輝度値に従って制御され、 かつ光学系（３０）を介して映像スクリーン（３２）上にその光束（２６）を投 影する個々の光源（１６）を含み、その光学系（３０）は、ラスタ走査装置（３ ６）を有し、この装置により適切な寸法のビデオ画像を表示するため１つの画像 フィールド内の任意の点上で映像スクリーン（３２）上に光束（２６）を導き、 この装置（３６）のために第２のパラメータセットによる光束（２６）をラスタ 化するラスタ制御（４２）が設けられていることを特徴とするビデオシステム。 ２． 前記ラスタ走査装置（１４）が光束を偏向するミラー（３８、４０）を有 することを特徴とする請求項１に記載のビデオシステム。 ３． 前記ミラーが回転ミラー（３８）及び／又はスイベルミラー（４０）とし て構成されていることを特徴とする請求項２に記載のビデオシステム。 ４． 前記画像記憶装置（１２）が、ビデオ画像の読み出しのためラスタ制御（ ４２）からラインの開始及び／又はフレームの開始についてパルスを同期化する ことによって動作されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の ビデオシステム。 ５． 前記ラスタ制御（４２）の同期パルスが、最大メモリ遅延により決定され る時間間隔だけ、ラスタ制御（４２）によって与えられる各ラインの開始よりも 時間的に先行して生成され、実際の遅延時間に対し同期信号を適合させる遅延回 路（４６）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のビデオシステム 。 ６． 前記画像記憶装置（１２）が画点の色度値及び／又は輝度値のためのデジ タル記憶装置（４８）を有しており、ここにおいて利用可能な記憶場所の数は、 色度値及び／又は輝度値を記憶するために必要とされる記憶場所の数に表示可能 な画点の最大数を乗じた数以上であり、前記利用可能な記憶場所は、色度情報及 び／又は輝度情報によって自由にアドレス可能であることを特徴とする請求項１ 〜４のいずれか１項に記載のビデオシステム。 ７． 前記デジタル画像記憶装置（１２）が優先順位回路（５２、５４、５５、 ５６、５８、６０、６４）を有し、この回路は、記憶場所内に情報を記憶するた め及び記憶場所から情報を読むために同時アドレスする場合に、読み出しアドレ スに対し優先順位を与え、記憶アドレスならびに記憶すべき情報を一時的に記憶 し、読み出しが終結した時点で記憶装置に前記情報を記憶することを特徴とする 請求項６に記載のビデオシステム。 ８． 前記第１のパラメータセットにおける画点数及び／又はライン数が第２の パラメータセットにおけるものと異なる場合に、記憶されたビデオ画像の輝度値 及び／又は色度値から表示のための第２のパラメータセットに従って画点を補間 する画像処理装置（６２、７２、７４、７６、７８、８０）、特にビデオプロセ ッサ（６２）が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に 記載のビデオシステム。 ９． 前記画像処理装置（６２、７２、７４、７６、７８、８０）により補間さ れる輝度値及び／又は色度値が表示装置（１６、３０、３２）の読み出し用に記 憶されている第２の記憶装置あるいは記憶領域が設けられていることを特徴とす る請求項８に記載のビデオシステム。 １０． 複数のラインが画像記憶装置（１２）から画像処理装置（７２、７４、 ７６、７８、８０）内に読み込まれ、その読み込まれるラインの画点の色度値及 び／又は輝度値は、表示のためラインを生成するべく、重みづけされた形でアナ ログ加算されることを特徴とする請求項８又は９に記載のビデオシステム。 １１． 前記画像処理装置（６２、７２、７４、７６、７８、８０）内に低域フ ィルタ（６９）が設けられており、この低域フィルタ（６９）は、両方のパラメ ータセットに関してライン当たりの画点に線周波数を乗じたときの最小積に所定 の係数を乗ずることによって得られたカットオフ周波数を有することを特徴とす る請求項８〜１０のいずれか１項に記載のビデオシステム。 １２． 前記低域フィルタの下流にクランプ回路（７０）が設けられていること を特徴とする請求項１１に記載のビデオシステム。 １３． 記憶及び読み出しのためのパラメータセットにおいて、色度値及び／又 は輝度値についての異なる信号形成に対する色適合（１４）のための回路が設け られていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のビデオシス テム。