編集部注:試作機のため、製品版とは仕様・画質が異なる可能性があります 今回は、6月に発表されたソニーの高品位AV機器ブランド「QUALIA(クオリア)」シリーズのうち、フロントプロジェクタの「Q004-R1」をレポートしたい。
なお、今回は筆者宅環境下での実機投影テストは行なっておらず、ソニー株式会社大崎西テクノロジーセンターに伺い、実機を前にしてソニーの担当者に話を聞いた。
■ フルHDを実現する「SXRDパネル」とは Q004-R1は映像エンジンの心臓部に「SXRD」と呼ばれる新映像デバイスを採用している。SXRDとは、「Silicon X-tal Reflective Display」の略称で、意訳すれば反射型液晶ディスプレイパネルということになる。ソニーらしいスマートなネーミングだが、要は日立やビクターが手がけているLCOS(Liquid Crystal on Silicon)の一種だと考えてよい。
SXRDならではの特徴とは、どこにあるのだろうか。SXRDの液晶モードは透過型液晶プロジェクタに使われる水平配向ではなく、垂直配向を採用している。
●DMD以上の高密度画素配列
多くの液晶プロジェクタで使われる透過型液晶では,駆動素子やアドレス線が画素電極の周辺に配置されることから画素間スペースが広く、開口率が低い。また映像として粒状感(メッシュ感)が出やすい。 LCOSではこれを画素電極の下部に配置することで、画素間スペースを0.5μmまで狭めた例がある。これに対し、SXRDではソニー独自のプロセス技術により、0.35μmにまで狭めることに成功した。現行のDLP方式DMD素子を上回る狭ギャップだ。
●超高速応答速度により動画再生時に残像なし
透過型にしろ反射型にしろ、液晶変調型映像素子の場合、液晶素子を挟み込んでいる配向膜間の隙間を狭めていくアプローチで高速応答化を推し進めるのが一般的な手法だ。 「SXRDの場合、ソニー独自のパネル化プロセス技術を用いることで、現行主流パネルの3.0μmに対し、2.0μm以下を先んじて達成しました」(プロジェクションディスプレイカンパニー プロジェクターエンジン部統括部長 橋本俊一氏)とのことで、結果、SXRDの応答速度は黒→白→黒全白(ON)→全黒(ONとOFFの総和)で5ms以下を達成。現在主流の液晶パネルの応答速度は速いもので16ms程度なので、SXRDの応答速度がいかに高速かということがわかる。 応答速度が高速であるということは動画時に残像が出にくく、ひいては時間積分的な高画質が得られると言うことだ。
毎秒60フレームの映像であれば応答速度は計算上は16msでも十分なわけだが、一般に中間階調の変化時には液晶素子の応答速度が遅くなるため、状況によっては間に合わず残像が出てしまう。5ms以下という応答速度なら、そうした問題点を考慮しても十分間に合うだろう。 ●経年劣化に強い無機配向膜を採用 液晶素子を整然と配向させるためには液晶を配向膜で挟み込む必要がある。従来の液晶パネルではこの配向膜素材として有機高分子物質のポリイミドを採用していた。こうした有機配向膜は、高出力な高輝度ランプにさらされると熱などの影響で劣化していく。 「SXRDでは、他社に先駆けて劣化しにくい無機配向膜を採用しました。半導体製造プロセスの中で同時に形成します」(橋本氏)。 これによりSXRDは経年劣化に強く、端的に言えば高信頼性を持ち合わせることになる。 ●スペーサレスで2.0μm以下の配向膜間キャップを達成
具体的には透明な極小ビーズをちりばめたり、あるいは画素間スペースなどに支柱を入れる。そのため、液晶素子自体が光の透過を制御する液晶シャッター方式では、プロジェクタのような超高輝度な光源と組み合わせたときに、スペーサから光が漏れたり、スペーサ自身が鈍く輝いてしまう弊害がある。 ところが、SXRDではスペーサを一切用いていないという。スペーサ無しで2.0μm以下の配向膜間のギャップをどうやって維持できるのだろうか。 「反射型液晶パネルでは、シリコン基板とガラス基板のサンドイッチ構造になります。スペーサ無しで2.0μm以下の均一ギャップを実現できたのは、まず第一にシリコン基板の平坦化形成技術です。基板上の回路の平坦化にも配慮しています。そして、シリコン基板、ガラス基板への配向膜を均一に付ける成膜技術。こうした技術の組み合わせでスペーサレスでパネルの形成が可能になりました」(橋本氏)。 対角0.8インチ未満サイズのパネルで1,920×1,080ドット、200万画素という高精細パネルになると、スペーサを形成するよりも、そうした面の技術革新を行なった方が現実的だったのかもしれない。なお、SXRDの配向膜間のギャップのばらつきは公称値±3%以下だそうだ。
この外郭のシール剤が、SXRDにおけるスペーサの役割を果たす。この後、各パネル単位で切り出したときにもシール剤の外壁が盾となり、サンドイッチ空間へのダスト混入を防いでくれる。液晶素子は貼り付けのあとに、あらかじめシール剤に空けておいた注入口から入れることになる。
製造はソニー・セミコンダクタ九州が担当、使用ウエハは8インチ、製造プロセスルールは0.35μm。半導体の製造プロセスルールとしては償却が完了しているため、最新プロセッサの製造と比べればラインへの投資が不要な分、製造は安価に行なえるという。歩留まりも「問題はないです。自信があります」(橋本氏)と話す。
■ 「DLPという選択は初めからなかった」
「ハイエンド向けの映像というとアスペクト比16:9、1,920×1,080ドットというフルHDでなければならなかったのです。ですから、初めからDLPという選択肢はありませんでした」(同カンパニー プロジェクター事業部 井上達也事業部長)。 「やはり、キーパーツとなる部分は自社でやらないとダメだと思うので(笑)」(同事業部 ホームプロジェクタ部 商品設計課 石野裕久統括課長)。 なるほど、SXRDの採用は必然的に決まっていたようだ。 次に、スペックで興味を引くのが採用ランプだ。民生用プロジェクタとしては珍しくキセノンランプが採用されている。 キセノンランプは色純度が高く、RGBの各原色がリニアに得られやすいという特長がある反面、値段が高価で、寿命も短めという弱点がある。筆者所有のビクター「DLA-G10」もキセノンランプを採用しているが、'99年に購入して以来、ランプを3回交換している。1回あたりの値段は約10万円、総計30万円の出費だ。 そこで民生向けのプロジェクタでは、UHPなどのコストパフォーマンスの高い高圧水銀系ランプを採用する製品が多い。業務用ならばともかくとして、民生向けでランニングコストの高いキセノン系を採用したのはどういう理由からなのだろうか。 「色です。高圧水銀系は赤が弱く、白が青っぽくなりやすい。これに対しキセノン系は各原色のパワーがフラットですから、画作りが思い通りにできるメリットがあります」(石野氏) 寿命についてはどうなのだろう。 「現在、評価中ですが、大体2,500時間から3,000時間くらいでしょうか。UHPランプを採用した「VPL-VW12HT」よりも長寿命とみています」(石野氏) ランプ技術も日々進歩しており、ちょっと前のように「キセノンだから短寿命」というわけでもないようだ。
価格についてはどうなのだろう。キセノン系ランプの交換ランプ価格は機種によっても違うが、およそ8~12万円。ちなみに高圧水銀系であれば、キセノン系の約半額程度の4~6万円くらいだ。 「実は交換ランプの具体的な価格は決まっていません。Q004-R1は本体価格が高いと言うこともあり、そのユーザーの方々に負担をかけない方向で考えています」(井上氏)。 ということで、交換ランプの値段に関しては追々アナウンスがあるようだ。
■ 設置性チェック~大きいことはよいことだ!? 外観写真だけではイメージが掴みにくいかもしれないが、本体サイズは598×745×201mm(幅×奥行き×高さ)とかなり大きい。設置面積は、A4ファイルサイズノートPCを2×2台並べたぐらいだ。 本体重量は約40kg。民生用プロジェクタならば大型機でも20kg前後なので、Q004-R1は破格に重い。さらに、天吊り設置用取り付け金具は約10kg。総重量50kgが天井にぶら下がることになる。なお、設置の施工に関する相談もQUALIAストアが相談に乗ってくれるそうなので、不明点があれば問い合わせてみるといいだろう。 ボディがここまで大きいのはどうしてなのだろうか。3板式とはいえ(反射型)液晶方式なので光学エンジンは小さくできるはずだし、ボディが小さいことがフロントプロジェクタのデザイントレンドなはずなのだが……。 「光学エンジン自体は小さいんですよ。ボディが大きいのはいくつか理由があります。まず、キセノンランプが700Wで発熱量が大きいんです。これを冷却するためのエアフロー・デザインが理由の1つです。そしてQ004-R1全体で最大消費電力は980Wにもなるため、電源ユニットを大きくしなければならなかったというのもあります」(石野氏) 最大消費電力が980Wというのには驚かされるが、使用電源は通常のAC110V電源で問題ない。それにしてもここまで大きいと動作時の冷却ファンノイズが気になりそうだが……。 「ファンノイズというのはファンを高回転で回すに従って大きくなります。低回転で回せば騒音は小さくなるんです。ただし、これだと風量が稼げず放熱効果が低くなってしまう。そこで、我々が採択したのは『大型ファンをゆっくり回す』というアプローチでした」(石野氏) 「我々は多くのプロジェクタ製品をラインナップしていますが、実は最も静かなのがこのQ004-R1です」(井上氏)
Q004-R1に採用されている冷却ファンは大型のものが2個。これらをボディ内部にハの字形で封じ込め、エアダクトを内部に通している。エアフローを具体的に述べると、まず、前方左右から吸気、これが電源部を通り抜け、半露出しているランプのヒートシンク部を通って背面に熱気が排出される……という流れになっている。 ファンの回転音が非常に小さいのは、これをボディ内部に封じ込めているためだ。また、本体ボディの素材に、建築用吸音素材としてもよく用いられる「発泡アルミ」を採用。これも遮音性に貢献している。 結果、現在の試作機では騒音レベルは28dB。かなりの静粛性能といえる。なお、最終製品では25dBを目標としており、現在も調整を行なっているとのことだ。 投写レンズは固定式だが、本体注文時に自分の投写環境に適した「ワイドズーム」(1.3倍)、「ミッドズーム」(1.4倍)、「テレズーム」(1.4倍)の3タイプから選択が可能になっている。なお、240万円という価格はレンズ込みの価格で、どのレンズを選択しても価格は変わらない。また、どのレンズもレンズシフトに対応している。
100インチ(16:9)の最短投写距離は、ワイドズームレンズのワイド端で3.1m。図体は大きいが短焦点レンズを組み合わせれば8~12畳クラスで本機を用いて100インチ環境の構築も可能ということだ。なお、最長投写距離はテレズームレンズのテレ端で7.8mとなっている。
■ 操作性・接続性チェック~ソニー/ユーザー相互連動型のアフターサービスとは?
映像入力端子としては、ビデオ系、PC系の入力端子を一通り備えている。デジタル入力はDVI端子、そして次世代デジタルオーディオ&ビジュアル統合接続端子として注目されているHDMI端子を早くも実装しているところが注目される。 このほか、接続端子群でユニークといえるのはネットワークIP(Ethernet)端子だ。Q004-R1にはTCP/IP通信機能と簡易Webサーバー機能が備わっており、このネットワークIP端子とPCを接続すれば、WebブラウザなどからQ004-R1のステータスを確認できる。 また、Q004-R1自体をインターネット接続できる環境に繋げば、Q004-R1のステータスを定期的に特定のメールアドレスへメール送信するような動作も可能という。 「具体的なサポート体勢などは確定していないのですが、お客さまがQ004-R1をインターネットに接続して頂いて、Q004-R1の自己ステータスをソニーのQUALIA専用アフターサービスへメール送信して頂くような仕組みも考えています。何かトラブルがあったと判断できた場合などは迅速に我々が対応できるというわけです」(石野氏)。「先ほどのランプ交換も、この仕組みを活用すれば、効率よくお客さまにランプを用意できます」(井上氏)。 データプロジェクタや業務用機で見られる機能とサービスだが、ユーザーメリットは大きい。こうしたサービスが有料になるのか無料になるのか、どう運営していくかはまだ未定だとのこと。 このほか、USB端子も実装している。これはPC専用ソフトを組み合わせることで、色調調整やガンマ補正のカスタマイズ結果をプロファイルとしてPC側に保存する際に使用する。ユーザーが作成した特定の映画タイトル専用の調整プロファイルをユーザーコミュニティなどで交換する活用もできそうだ。 ただ、USB経由からだけでなく、前出のネットワークIP端子を活用して、ルータで実現されているようにWebブラウザなどからも同様なことができたらよかったとも思う。
■ 画質チェック~高品位光学ユニットあってこその高画質
解像感も素晴らしい。さすがは1,920×1,080ドットリアル解像度表示だけはある。画素間の格子隙間はすでに述べたように非常に狭く、人の頬などの面領域表現でも粒状感は皆無だ。 色深度も深く階調表現も優秀。単板式DLPではディザリングノイズがざわめきそうなグレー領域の微妙な階調表現でも、リニア感は保たれている。 赤の純色表現も鮮烈。青緑成分が多くなりがちな高圧水銀系ランプ採用プロジェクタと違い、人肌の血の気感にもリアリティが感じられる。フィルターなどを活用して青緑成分を軽減すれば、人肌偏重な色作りもできるわけだが、Q004-R1はそうしたアプローチはとっていない。それは鮮烈な赤と血の気豊かな肌色と、輝かしい純白に近い白が同居できていることからも明らかだ。 デモルームは150インチ(16:9)という大画面への投影だったのだが、もやっとした感じが一切なく、実にクリスピーでキリっとした画が出ていた。これは1,920×1,080ドットというパネルの解像度だけでなしえるものでない。画面近くに寄ってみるとその理由がわかるだろう。 投写画面の拡大撮影写真を見てほしい。画素単位の色ずれがほとんど無いのだ。画素間の格子がしっかりと黒い。これは色ずれがほとんど無いことの証拠である。 「RGB、3枚のSXRDパネルと光学系(プリズムなど)との固着技術力も高いものを採用していますが、同時に力を入れたのが投写レンズです。Q004-R1の投写レンズは15枚から成っていますが、通常のガラスレンズは2枚だけで、あとはすべてUD(Ultra Low Dispersion=異常分散ガラス)レンズ、ED(Extra-low Dispersion=特殊低分散)レンズを採用しています」(石野氏)。 プリズムに光を透過させると光成分が分散して虹のようなスペクトルができるのは知っていると思う。こうした現象は光がレンズを透過した際にも発生している。これを「色収差現象」と呼んでいる。UDレンズやEDレンズとは、特殊な材質や、光学メーカーの独自技術を用いて色収差を低減させたタイプのレンズだ。 光収差は投写映像が拡大されればされるほど「色のずれ」として目立ちやすくなるので、ここまで拡大して色ずれが皆無に近いのは、Q004-R1の光学系にはかなり力が入っていると言うことになる。 色ずれは3板式プロジェクタの場合、パネルの固着ずれが原因で起こることもあるが、最近はこのあたりの技術はどこもかなりの精度を持っているので、主に光学系の善し悪しで目立つ場合の方が多くなっているようだ。
■ 映像エンジンについて ところでQ004-R1の映像エンジンはどのような仕組みなのだろうか。ソニーの固定画素系映像デバイスといえば、まずは「WEGAエンジン」を連想してしまうが……。 「映像エンジンは独自のものです。入力ビデオ映像は、コンポーネントビデオ信号を10bit A/D変換した後は、最終的にSXRDを制御するパネル駆動フェーズまで、各映像処理はフルデジタルで行なわれるような設計になっています」(石野氏)。 ただし、最終的なパネル駆動フェーズでは新開発の12bit精度(4,096段階)の演算が行なえるパネルドライバを新開発したとのこと。なお、RGB各12bitなのでトータルでは36bit精度ということになる。 「SXRDパネルは2,000:1という非常に高いコントラスト性能を持っており、いわばダイナミックレンジが広いわけです。それでパネル駆動時、このハイコントラスト性能を活かした形でガンマ補正をかけるためには、その補正テーブル参照精度を上げなくてはだめなんです。12bit演算精度はそのためのものです」(石野氏)。 ガンマ補正といえばQ004-R1には新開発の3Dガンマ補正機能が搭載されている。この場合の「3次元」とは、映像の水平方向と垂直方向、そして階調方向を意味している。これらの3要素を映像の変化から認知し、入力映像に適したガンマ補正を動的かつリアルタイムに行なうのが3Dガンマ補正だ。 「Q004-R1の3Dガンマ補正は、画面内に320ポイント×3原色分の補正点を持っていて、それを8階調独立で制御します。ですからかなり高品位な補正が可能になっています」(石野氏)。 Q004-R1は、当たり前だが、1,920×1,080ドット解像度以外の従来のNTSC映像なども表示できる。その際に重要となるのがパネル解像度へ拡大処理するスケーリング・ロジックの品質だ。 この処理系ロジックとしてはソニーの映像関連製品に広く搭載されている「DRC-MF(Digital Reality Creation-Multi Function)」が採用されている。よってQ004-R1でもNTSC映像は「DRC4倍密化」、インタレース映像は「DRCプログレッシブ化」処理が適用されるわけだ。また、今回のQ004-R1には、1080iを1080p化する新開発のチップも搭載されている。
■ まとめ~SXRDパネルの今後の展開にも期待 価格は高いがそれだけのことはある……当たり前でつまらないコメントだが、それが率直な感想だ。設置スペースと財力さえあれば、文句なくお勧めできる製品といえる。 画質に関しては、解像感、色再現性、どちらにおいてもトップレベルのポテンシャルを感じる。運用面においても、本体のボディの大きさと重ささえ対処できるならば、投写距離、静粛性といった観点からも、一般家庭での使用は十分現実的な話だと思う。 最大消費電力980Wという値にギョっとする人もいるかもしれないが、12~15畳用のエアコンが大体この程度(3.6kWクラス、最大稼動時)なので、それほど異常なものでもない。 さて、今後のSXRDというデバイスの展開についてうかがってみたところ「期待していてください」(井上氏)との力強い返答が得られた。ただし、「1,920×1,080ドット、リアル対応というのはSXRDパネルから切り離せないキーワードです」(橋本氏)とのことで、SXRDパネルの低解像度版が登場する可能性は低い。 日立製LCOSが東芝製リアプロジェクションテレビに採用されるといった例があったので、SXRDパネルの他社への提供の可能性についても聞いてみたが、「ソニー独自の技術として育ててゆく」(井上氏)とのことで、その可能性はほぼないとみてよいようだ。 今回の取材でQUALIAのコンセプト「感動創造」は確かに実感できたが、やはり、より多くのユーザーがこのコンセプトを実感できるよう、SXRD採用製品のミドルレンジクラス以下への展開も切に願いたい。
□ソニーのホームページ (2003年7月3日) [Reported by トライゼット西川善司]
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