JP2003518643A - 投射系及びその制御方法 - Google Patents

投射系及びその制御方法

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JP2003518643A JP2001549025A JP2001549025A JP2003518643A JP 2003518643 A JP2003518643 A JP 2003518643A JP 2001549025 A JP2001549025 A JP 2001549025A JP 2001549025 A JP2001549025 A JP 2001549025A JP 2003518643 A JP2003518643 A JP 2003518643A
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イェー アー ビエルホイゼン セルジュ
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Abstract

(57)【要約】 方形波電流光源及び異なる色のセグメントを有する色車を設けた投射系に関するものである。方形波電流の極性を一定間隔で変化させて一定電力を光源に供給し、かつ極性が変化する前に毎回電流パルスを供給して、この方形波電流を、これらの電流パルス間の電流強度よりも大きい所定の強度にもっていくので、光源の寿命が長くなる。時間が経過すると、電流パルス期間中の電力の大きさが、電流パルス間の電力の大きさに対して増加する。電流パルスの発生のタイミングが常に、色車のいずれかの色と時間的に一致し、かつ一致の回数が色車のすべての色についておよそ等しくなるように、電流パルスの発生のタイミングを制御することによって、白色点の位置が光源の使用期間に依存しないようにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、異なる色のセグメントのある色車を有する投射系における方形波電
流光源を制御する方法に関するものであり、この方法は、方形波電流の極性が一
定間隔で変化するように方形波電流を制御して、極性変化から次の極性変化まで
の間に一定電力が光源に供給されるようにし、かつ極性が変化する前に毎回電流
パルスを供給して、この方形波電流を、電流パルス間の電流強度よりも大きい所
定の電流強度にもっていくようにするものである。
【0002】 また本発明は、方形波電流光源と、異なる色のセグメントを有する色車とを具
えた投射系にも関するものであり、この系は、方形波電流の極性が一定間隔で変
化するように方形波電流を制御して、一定電力が光源に供給されるようにして、
そして極性変化の前に毎回電流パルスを供給して、この方形波電流を、電流パル
ス間の電流強度よりも大きい所定の電流強度にもっていくようにする手段を具え
ている。
【0003】 (従来技術) こうした光源からの光出力は、光源が消費する電力に比例する。従って、こう
した光源は光出力を制御すべく電力制御される。電力制御により、光源が消費す
る電力の大きさが時間的に一定であることが保証される。光源の両端の電圧はラ
ンプに依存する定数である。しかしランプが経年変化すると、この定数が増加す
る。
【0004】 既に解決済みの、こうした電源の既知の欠点は、アークの安定度が時間に関し
て一定ではないということである。アーク安定度の改善は画像の輝度変化を低減
するために重要であり、光源用の方形波電流に電流パルスを重畳して、この電流
パルスを色車に同期させることによって既に達成されている。既知の重畳電流は
所定の電流値を有し、ランプを取り付けることによって設定される。
【0005】 また投射系用の光源は一般に、投射系が投影する画像の視聴者に白色と知覚さ
れる白色点が得られるようなスペクトル分布を有しないことも既知である。
【0006】 従来法では、方形波電流光源を用いて、許容しうる白色点に至る解法が提案さ
れている。これらの解法の間では、光源のスペクトル中に存在しにくいような色
車の色が存在する期間中に、光源を通る電流の電流強度を増加させる。
【0007】 以前には、光源のアーク安定度を改善するために存在する電流パルスを、光源
のスペクトル中に存在しにくい色を有する色車のセグメントに一致させることが
提案されている。このようにして光源のアーク安定度が増加すると共に、投射系
の白色点がより許容しうる値に移動する。
【0008】 そして、光源を使用するうちに白色点の移動が生じることが判明している。こ
の移動は、ランプを使用すると共にランプの両端の電圧が増加するということに
よる。結果的に、ランプが経年変化すると、ランプが新しいうちに発生する電力
レベルと同じ電力レベルを発生するのに、より低い電流で十分である。他に結果
的に、ランプ電圧が増加し、かつ重畳した電流パルスが同じ電流レベルに留まる
ので、一定値の電流パルスを重畳する間に消費される電力の大きさが、光源の使
用と共に増加するということである。
【0009】 しかし、極性変化から次の極性変化までの間に光源に供給する総電力が一定で
あるので、電流パルス期間中の電力の増加は、電流パルス間の電力の減少によっ
て補償することができる。使用するうちに光源の両端の電圧が増加するので、電
流パルス間の電流強度を、光源を使用し始めた直後に用いたレベルに維持するこ
とは不可能である。電圧が増加すると、電流パルス間の電力を減少させる方法は
一つしかなく、これは電流パルス間の電流強度を減少させることである。結局、
電流パルスの発生期間中の色の強度は増加するが、他の2色の強度はやや減少す
る。このことは、ランプを使用すると共に白色点が移動することとして、画像中
で視覚される。
【0010】 (発明の開示) 本発明の目的は、上述した欠点である白色点の移動を回避すべく、投射系内の
方形波電流光源を制御する方法を提供することにある。
【0011】 また本発明の目的は、上述した欠点である、光源の使用の増加に伴う白色点の
移動のない方形波電流光源を有する投射系を提供することにある。
【0012】 この目的のために、本発明による方法は、前記電流パルスの発生のタイミング
が常に、前記色車のいずれかの色と時間的に一致し、かつ一致の回数が、前記色
車のすべての色についておよそ等しくなるように、前記電流パルスの発生のタイ
ミングを制御することを特徴とする。
【0013】 本発明による投射系は、前記電流パルスの発生のタイミングが常に、前記色車
のいずれかの色と時間的に一致し、かつ一致の回数が、前記色車のすべての色に
ついておよそ等しくなるように、前記電流パルスの発生のタイミングを制御すべ
く適応させた制御手段を具えていること特徴とする
【0014】 これにより、例えば赤色セグメント、緑色セグメント、及び青色セグメントに
おいて順次、電流パルスの発生が行われる。これに伴い、光源の使用量にかかわ
らず、これらの3つのパルスによって白色に至る。
【0015】 本発明による投射系の好適例は、他の赤色、緑色、及び青色セグメントからそ
れぞれ離れ、かつ電流パルス間の持続時間に一致した幅を有する赤色、緑色、及
び青色セグメントを具えた色車を具えていることを特徴とする。
【0016】 これにより、本発明による投射系における電流パルスの使用に特に専心した一
組のセグメントを、色車が具えているということが達成される。
【0017】 本発明による投射系のさらなる好適例は、連続する電流パルス間を等しい期間
にするように、前記タイミング制御手段を適応させ、かつパルス幅に一致した色
セグメントが、前記色車の円周方向に沿って均等に分布することを特徴とする。
【0018】 本発明による投射系のさらなる好適例は、連続する電流パルス間を異なった期
間にするように、前記タイミング手段を適応させ、かつパルス幅に一致した色セ
グメントが、前記色車の円周方向に沿って不均等に分布することを特徴とする。
【0019】 これにより、幅が電流パルス間の持続時間に一致するセグメントに加えて、色
車の残りの部分を赤色、緑色、及び青色のセグメントに割り振って、これらのセ
グメントが円周方向に、互いと比べて同じ距離を有しないようにすることが達成
される。従来法より既知のように、これにより光源の不均等なスペクトル分布を
考慮した白色点を得ることができる。
【0020】 (発明を実施するための最良の形態) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。 図1Aに、投射系の関係部分を示す。これは、光源2、制御装置3、及び色車
4から構成される。色車4は、赤色セグメントR、緑色セグメントG、及び青色
セグメントBの3つのセグメントに分割される。色車4は中心5の回りに回転可
能である。光源2、制御装置3、及び回転可能な色車4を有する投射系1は当業
者にとって既知であり、さらに詳細には記述しない。タイミング図6は、任意の
時点でどの色セグメントが光源2によって照射されるかを、時間の関数として示
したものである。図7、8、及び9はそれぞれ、ランプ2の両端の電圧V、ラン
プ2を通る電流I、及びランプ2によって出力される光量Lをすべて時間の関数
として示したものであり、電圧V及び電流Iに関しては制御装置3の制御下にあ
る。一般に色車4のセグメントR、G、及びBは、同一の円周方向の長さを有し
、即ち色車4が中心5の回りを一定回転速度で回転すると、各セグメントR、G
、及びBがランプ2によって同一期間だけ照射される。これをタイミング6に示
す。波形図7と8とで、ランプ2を通る電流Iがランプ2の両端の電圧Vによっ
ては制御されないことを示す。当業者には既知のように、波形図7及び8に示す
ように、ランプ2を通る電流及びランプ2の両端の電圧が一定間隔で極性を変化
させることが有利である。また、いずれの極性変化の直前にも光源2のアーク安
定度をも改善するためには、ランプ2を通る電流をピーク値Ipkまで増加させる
べきであることも既知である。
【0021】 波形図9に示すように、光源2によって出力される光量は、光源2が消費する
電力に比例する。通常、光源2によって放出される光のスペクトル分布は、スペ
クトルのすべての色の間で均等なスペクトル分布を有しない。通常、赤色、緑色
、及び青色のうちの1つが、他の2色よりも小さい大きさで存在する。本実施例
では、単に簡単のために、光源2の赤色のスペクトルが青色及び緑色に対して幾
分不足しているものと仮定する。結果として、こうした光源2を有する投射系の
白色点はオフバランスである。投射系1において、赤色の大きさを増加させて緑
色及び青色の大きさを保つことによって、白色点の位置、従って投射系1によっ
て投射される画像の発色を改善することができる。
【0022】 当業者には既知のように、制御装置3を適正に設定することによって、赤色セ
グメントが光源2によって照射される際にいつも、電流パルスIpが色車4と同
期する。電流パルスIpの発生期間中にはスペクトルのすべての部分の強度が増
加しているが、赤色セグメントが光源2の前にある際には赤色の部分のみが関係
し、青色光及び緑色光は強度が増加しているが色車4の赤色セグメントを透過し
ない。赤色セグメントの後に緑色セグメントが光源2の前を回転する瞬間には、
電流パルスIpが既に終了している。よって白色点の位置が、電流パルスIpのな
い状況に関係する白色点の位置よりも許容しうるものとなる。
【0023】 図1A及び図1Bを参照して説明した投射系、及びそれ以前に説明した投射系
は、時が経つにつれて、そして光源2と共に系を使用し始めた時点から使用が進
むにつれて明らかになる欠点を有する。波形図7に示すように、光源2の使用に
よって光源2の両端の電圧が増加するので、波形図8に示す電流Iを、Ipkを一
定に留めつつ低下させる必要がある。例えば約80Vrmsの電圧を有する光源2は、
光源2を使用し始めた時点でアークを安定させるために2.2Aの電流Ipkを必要と
しうる。しかし、例えば4000時間の使用後には電圧Vが100Vrmsに増加している
が、電流パルスIpの期間中には電流Ipkが2.2Aのままである。結局、電流パル
ス期間中の光源2における電力消費は、光源2の使用を始めた時点の約176Wから
、約4000時間の使用後の約220Wまで増加する。
【0024】 光源2は制御装置3によって、光源2で消費される電力、及び長期間にわたっ
て平均した電力が一定であるように制御する。平均化にかかわる最小の期間は、
1つの電流パルスから次の電流パルスが含まれるまでの期間である。1つの電流
パルスから後続の電流パルスまでの期間は2つの部分に分割することができ、即
ち第1部分10及び電流パルス部分11である。使用期間中には、電流パルス部
分11の期間中に消費される電力が増加し、かつ期間10及び11を合わせた期
間中の総電力が一定であるので、光源2の使用が進むと共に、期間10中に光源
2で消費される電力が減少することがわかる。電圧Vが使用と共に増加するので
、光源2の使用が進むと共に、期間10中に光源2を通る電流を減少させなけれ
ばならない。光源2によって放出される光の強度が光源によって消費される電力
に比例するので、期間10中には、セグメントG及びBが光源2の前にある際に
、光源2によってスペクトルの緑色及び青色の部分に放出される光量が、光源2
の使用を始めた時点でのスペクトルの緑色及び青色の部分における光量よりもや
や小さいことは明らかである。色車4の赤色セグメントを透過する赤色光の量が
時間と共に増加して、色車4の緑色及び青色セグメントを透過するそれぞれ緑色
光及び青色光の量が時間と共に減少する。結果として、系の使用が進むと共に、
系の白色点の移動が生じる。
【0025】 図2A及び図2Bに、以上で述べた問題の解決法を示す。図1A及び図1Bと
同様の部分は同一参照番号で示す。期間10が、色車4が3分の1回転するのに
必要な期間に等しくなるように、制御装置3を設定してある。結果として、赤色
セグメントが光源2の前にある際に、光パルス13となる第1電流パルス12を
発生させる。色車4の緑色セグメントGが光源2の前にある際に、光パルス14
となる第2電流パルス23を発生させ、青色セグメントBが光源2の前にある際
に、光出力16の増加となる第3電流パルス15を発生させる。赤色セグメント
が再び光源2の前にある際に、光パルス18となる第4電流パルス17を発生さ
せる。
【0026】 よりわかりやすくするために、期間10と同等の期間10aを、青色セグメン
トB、赤色セグメントR、及び緑色セグメントGが光源2の前に来て照射される
期間に相当する期間19、20、及び21に分割する。期間19、20、及び2
1中には光源2を通る電流Iが同一であるので、青色、赤色、及び緑色から構成
される完結したカラー画像が形成される。光源2によって放出される光のスペク
トルは、青色光及び緑色光に対して赤色光が不足しているので、この画像につい
てただ一つ必ずしも完全に適正でないものは白色点である。
【0027】 期間11、22、及び24は電流パルス12、23、及び15が発生する期間
に相当する。上述したように、期間22は色車4の赤色セグメントRが光源2の
前に来て照射される期間に相当する。期間11と緑色セグメントGについて、及
び期間24と青色セグメントBについても同じことが当てはまる。従ってこれら
をまとめて期間22、23、及び24中には、赤色部分画像、緑色部分画像、及
び青色部分画像が投射系1によって投射されるが、期間19、20、及び21中
に投射される画像よりも高輝度である。
【0028】 光源2から放出する光において、緑色光及び青色光に対する赤色光の不足につ
いて修正を行っていないことは明らかである。しかし、期間19、20、及び2
1中、即ち期間10、10a、等のいずれの期間中の電流Iの値にかかわらず、
これらの期間中には白色点が一定である。期間11、12、及び24等の白色点
についても、ちょうど同じことが当てはまる。また、ピーク電流Ipkが時間に関
して一定であるので、この白色点は時間に対して一定である。さらに光源2のス
ペクトルが光源2を通る電流Iの値に依存しないので、期間10、10a等の間
にできる白色点は、期間22、23、及び24等の間にできる白色点とちょうど
同じである。換言すれば、図1A及び図1Bに従った投射系の実施例中に存在す
る白色点の移動は、図2A及び図2Bに従った投射系では排除されてもはや存在
しない。
【0029】 なお、電流パルス12、15、17、23等は、色車4の赤色、緑色、及び青
色のセグメントの間で均等に分布するように発生する。均等に分布するとは、一
定期間中にわたって、電流パルスが赤色セグメントに一致する回数が、電流パル
スが緑色セグメントに一致する回数に等しく、さらに電流パルスが青色セグメン
トに一致する回数に等しいということを意味している。
【0030】 図3Aに、光源2の使用の進行に伴う白色点の所望の設定、及び白色点の移動
の排除(色バランスのドリフト(ゆらぎ)と称することもある)を共に可能とす
る本発明の実施例を示す。色車4は8つの色セグメントに分割される。前述のよ
うに、文字R、G、及びBはそれぞれ赤色セグメント、緑色セグメント、及び青
色セグメントを示す。さらに記号Rp、Gp、及びBpはそれぞれ、色バランスの
ドリフトを排除するために使用する赤色セグメント、緑色セグメント、及び青色
セグメントを示す。セグメントRp、Gp、及びBpは、色車4の円周方向に沿っ
て互いの間隔120°で分布している。この状況では、制御装置3が既に定めた固
定の時点のみで制御信号を発生して、光源2を通る電流パルスが開始されるよう
にしなければならない。図3Aに示す色車4は、スペクトル中で緑色光及び青色
光に対して赤色光が不足している光源2用に設計されている。従って色車4の円
周に沿って進めば、赤色セグメントの合計長が緑色及び青色セグメントの合計長
よりも大きい。もちろん赤色、緑色、及び青色セグメントの長さは、光源2によ
って放出される光の色の特定スペクトル分布に合わせて調整することができる。
それにもかかわらず、本実施例では、所定の長さであり、かつ120°ずつ離れた
所定の円周位置にある赤色、緑色、及び青色セグメントRp、Gp、及びBpが存
在することを考慮すべきである。
【0031】 図3Bの波形図7及び8に示すように、制御装置3は光源2の両端の電圧V及
び光源2を通る電流Iのタイミングを制御して、波形図9に時間の関数として示
す光出力Lとなる。波形図6及び9で、光パルス25が赤色セグメントRpに一
致し、光パルス26が緑色セグメントGpに一致し、そして光パルス27が青色
セグメントBpに一致することを示している。波形図8に示すように、期間30
、32、及び34中には電流パルスIpが発生し、期間31、33、及び35等
の間には電流が通常のレベルである。期間31、33、及び35中には、光源2
の光出力Lは一定レベルである。投射系が所望の白色点を有する画像を投射する
ためには、関連する色が色車4を透過する際に、光源2によって放出される光の
スペクトル分布の不均等な分布が、より長いセグメント期間及びより短いセグメ
ント期間によって補償されるような合計長を、セグメントRp、Gp、及びBpを
含めた色車4の赤色、緑色、及び青色セグメントが有するべきである。他方では
図2A及び図2Bを参照して前述したように、相対的に小さいセグメントRp、
Gp、及びBpと共に、電流パルスIpがセグメントRp、Gp、及びBpと時間的と
正確に一致するような、制御装置3による適正なタイミングによって、光源2の
使用が進むと共に白色点の移動が生じないことが保証される。
【0032】 図4A及び図4Bに本発明のさらなる実施例を示し、ここでも図3Aのように
、赤色セグメントRp、緑色セグメントGp、及び青色セグメントRpが存在し、
これらは白色点の移動を回避するために使用する。なお、セグメントRp、Gp、
及びBpは、色車4の円周に沿って120°間隔で均等に分布してはいない。色車4
の残りの部分は、赤色セグメントR、緑色セグメントG、及び青色セグメントB
にセグメント化されている。図3Aに関連して前述したように、赤色セグメント
Rと赤色セグメントRpを合わせた円周方向の長さ、緑色セグメントGと緑色セ
グメントGpを合わせた円周方向の長さ、及び青色セグメントBと青色セグメン
トBpを合わせた円周方向の長さは、色車が中心5の回りに回転して一定の光出
力を有する光源2によって照射される際に、投射系によって投射される画像内に
所望の白色点が得られるようなものである。
【0033】 またこの場合には、3つのセグメントRp、Gp、及びBpのうちの1つが光源
2によって照射される時点で電流パルスIp(図1、図2、及び図3参照)が生
じるように、これらの電流パルスを発生すべく制御装置3を適応させる。ここで
は説明を省略する、当業者には既知の方法では、制御装置3による電流パルスの
発生のタイミングを色車4の回転位置に同期させて、3つのセグメントRp、Gp
、またはBpのうちの1つが光源2によって照射される際のみに電流パルスを発
生する。さらに制御装置3の制御の下で、光源2によって光パルス37が放出さ
れて赤色セグメントRpと一致した後に、光源2によってセグメントGpが2回目
に照射される際にのみ、緑色セグメントと時間的に一致する光パルス36となる
電流パルスIpを発生するように、制御装置3を適応させることができる。青色
セグメント38の存在と時間的に一致する光パルス38の発生についても、同様
のことが成り立つ。光パルス36が発生した後に、光源2によってセグメントB
pが2回目に照射される際にのみ光パルス38が発生する。赤色セグメントRpが
光パルス39と次回に一致する際についても、再び同じことが成り立つ。なお、
光パルスどうしの間の期間tp1、tp2、及びtp3はここでは、もはや図2A及び
図3Aを参照して説明した実施例のように等しくはない。しかし図4Aの実施例
では、セグメントRp、Gp、及びBpの色車4の円周に沿った位置を任意に選定
することができるので、図3Aに示す実施例のように、赤色、緑色、及び青色セ
グメントR、G、及びBを割り振る必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1A及び図1Bは、従来法による光源及び色車、及びそれらの動作
を示す図である。
【図2】 図2A及び図2Bは、本発明による光源及び色車、及びそれらの動作
を示す図である。
【図3】 図3A及び図3Bは、本発明の第2実施例による光源及び色車、及び
それらの動作を示す図である。
【図4】 図4A及び図4Bは、本発明の第3実施例による光源及び色車、及び
それらの動作を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 37/03 H05B 37/03 Z (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),JP (72)発明者 ヘラルダス イェー イェー ファンリー ル オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 (72)発明者 ウィレム ハー スミッツ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 イ ンターナショナル オクトローイブリュー ベー ヴェー内 (72)発明者 セルジュ イェー アー ビエルホイゼン オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 Fターム(参考) 2H041 AA21 AB00 AB10 AC04 AZ06 2H091 FA02Z FA45Z FA50Z FD26 GA11 LA03 LA16 MA07 2K103 AB02 BA02 BA13 BC35 CA60 3K073 AA21 AA48 BA16 BA17 BA23 BA34 BA36 CG09 CG12 CG15 CJ16 CM08 CM09 5C060 GA01 GA02 HB27 HC17 JA18 JB06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異なる色のセグメントのある色車を有する投射系内の方形波電流
    光源を制御する方法であり、前記方形波電流の極性が一定間隔で変化するように
    前記方形波電流を制御して、極性変化から次の極性変化までの間に前記光源に一
    定の電力が供給されるようにし、かつ極性が変化する前に毎回電流パルスを供給
    して、前記方形波電流を、前記電流パルス間の電流強度よりも大きい所定の電流
    強度にもっていくようにする制御方法において、 前記電流パルスの発生のタイミングが常に、前記色車のいずれかの色と時間的
    に一致し、かつ一致の回数が、前記色車のすべての色についておよそ等しくなる
    ように、前記電流パルスの発生のタイミングを制御することを特徴とする方形波
    電流光源の制御方法。
  2. 【請求項2】 連続する電流パルス間で、前記色車の色順列が少なくとも1回完
    結する事を特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 方形波電流光源と、異なる色のセグメントを有する色車とを具え
    ている投射系であり、前記方形波電流の極性が一定間隔で変化するように前記方
    形波電流を制御する手段を具えて、極性変化から次の極性変化までの間に、前記
    光源に一定の電力が供給されるようにし、かつ極性が変化する前に毎回電流パル
    スを供給して、前記方形波電流を、前記電流パルス間の電流強度よりも大きい所
    定の電流強度にもっていくようにした投射系において、 前記電流パルスの発生のタイミングが常に、前記色車のいずれかの色と時間的
    に一致し、かつ一致の回数が、前記色車のすべての色についておよそ等しくなる
    ように、前記電流パルスの発生のタイミングを制御するように前記制御手段を適
    応させたことを特徴とする投射系。
  4. 【請求項4】 他の赤色、緑色、及び青色からそれぞれ離れ、かつ前記電流パル
    スの持続時間に一致した幅を有する赤色、緑色、及び青色セグメントを具えた色
    車を具えていることを特徴とする請求項3に記載の投射系。
  5. 【請求項5】 連続する前記電流パルス間を等しい期間にするように、前記タイ
    ミング制御手段を適応させ、かつ前記パルス幅に一致した色セグメントが、前記
    色車の円周方向に沿って均等に分布することを特徴とする請求項4に記載の投射
    系。
  6. 【請求項6】 連続する前記電流パルス間を異なった期間にするように、前記タ
    イミング制御手段を適応させ、かつ前記パルス幅に一致した色セグメントが、前
    記色車の円周方向に沿って不均等に分布することを特徴とする請求項4に記載の
    投射系。
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