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技研公開2015開幕。初のフルスペック8Kスーパーハイビジョンプロジェクタ登場
（2015/5/26 17:26）
日本放送協会(NHK)は、東京・世田谷区にあるNHK放送技術研究所を一般公開する「技研公開2015」を5月28日から5月31日まで実施する。入場は無料。公開に先立って26日、マスコミ向けの先行公開が行なわれた。ここでは8Kのスーパーハイビジョン(8K SHV)の表示に関する展示をレポートする。
総務省が昨年公表した8K放送のロードマップでは、放送衛星による8K試験放送を2016年に開始、2018年までに実用放送、東京オリンピック・パラリンピックが開催される2020年を本格普及の目標時期と掲げている。NHKでもこのロードマップに従って実用化に向けた準備を加速させている。
今回の技研公開では、8K SHVの番組制作から符号化・多重化、送受信、表示まで、放送に必要となる機器を開発するだけでなく、それらを繋げる試みも実施。実際の放送衛星(BS-17ch)を経由した8K衛星放送実験も実施。それを世界初公開している。詳細は別記事でレポートする。
フルスペック8Kスーパーハイビジョンプロジェクタ
8K SHVは、現行ハイビジョンの16倍の高精細画像(7,680×4,320ドット)と22.2ch音声で構成。最上位映像フォーマットである“フルスペック8K SHV”は、60Hzを超える、フルスペック(120Hz)の8K SHV映像と定められている。表示機器の目玉は、このフルスペック8K SHVを表示できるプロジェクタ。会場内に450型の大スクリーンを設置。サッカーなどの映像を投写し、高精細ながら動きのぼやけが少ないキレのある8K SHV映像を紹介している。
使われているプロジェクタはJVCケンウッドと共同で開発されたもので、「3,300万画素、フレーム周波数120Hz、公色域の色再現の全てを満たす初めての製品」という。センサーは対角1.3型、3,300万画素(7,680×4,320ドット)の素子を赤、緑、青の各色に用いる3板式で、8Kフル解像度の映像表現が可能。方式は反射型液晶(LCOS)。さらに表示素子を120Hzで駆動することで、フレーム周波数の条件を満たしている。
階調は12bit、光源はRGBの半導体レーザーを用いる事で、広色域を実現している。光出力は8,000ルーメン。ダイナミックレンジは5,000:1。昨年までのレーザー光源を用いたモデルと比べ、高輝度化している。
デモでは、動きのぼやけが少ない高解像度映像と共に、レーザー光源ならではの赤や緑の鮮やかな表示も実現。さらに、新プロジェクタ向けに開発された高性能単焦点レンズにより、画面の中央部だけでなく、四隅に至るまで高精細な描写を実現。スクリーンの隅に顔を近づけても、センサーの画素がクリアに見えるフォーカス感が維持されていた。
8Kプロジェクタは、2009年に開発されたモデルが1.7型、3,300万画素×3枚、光源はキセノンランプ。2011年のモデルが1.3型、800万画素の3枚式で画素ずらし(e-shift)で8K相当の表示を行なっていた。
なお、フルスペック8K SHVの映像は約144Gbpsと大容量だが、光マルチリンクケーブル1本(U-SDI)でプロジェクタに入力している。
広色域レーザーバックライト液晶ディスプレーと高品質色域変換
直視型ディスプレイ関連では、4Kや8K放送で採用される広色域表示系に対応するための技術として、レーザーバックライトを採用した4K液晶ディスプレイが開発されている。
バックライトに赤、緑、青の半導体レーザーを用いたもので、色域包含率は98%(xy色度図)。これまで開発が困難だった青や緑の半導体レーザー部品の能力が向上した事で、実現したという。
また、広色域の映像を、ハイビジョンの色域に高品位かつリアルアイムに変換する装置も開発。高色域の4K映像を2Kのテレビなどに入力した際に、色味が不自然になる事を防ぐためで、単純な変換処理で発生するテクスチャの喪失や、トーンの不連続なども改善されるという。
有機ELディスプレイの長寿命化
8K SHVの普及に向け、薄くて軽い大画面シート型有機ELディスプレイや、有機ELディスプレイの長寿命化の研究も進められている。今年の展示では、動きぼやけの改善と長寿命化を両立する「時間アパーチャー適応制御駆動技術」と、フィルム基板上でも長寿命化が可能な「逆構造有機ELデバイス」が展示された。
時間アパーチャー適応制御駆動技術は、有機ELディスプレイで問題となる動きぼやけの改善を目的としたもの。具体的には画面を横方向にライン分割駆動し、例えばテロップが横に流れるなどした場合に、動きの激しい部分の発光時間を短縮、黒挿入を行なう事で動きぼやけを低減する。それ以外の動きの少ない静止領域は、瞬時輝度を低減。有機ELの寿命は輝度によって変化するため、動きぼやけを低減すると同時に、長寿命化も期待できるという。
フィルムタイプで折り曲げが可能な有機ELディスプレイの長寿命化を実現するために、大気中で安定な逆構造有機ELデバイスの研究が進められている。従来の有機ELは、基板上に陽極、有機層、電子注入層、陰極の順序で積層して成膜していたが、基板材料としてフィルムを使った場合、時間の経過とともに基板側と陰極側の両方向から、大気中の酸素や水分が進入。電子注入層と陰極を劣化させ、寿命を短くしていた。
そこで、酸素や水分の影響を受けにくい電子注入層の材料を開発。さらに、劣化しにくい陰極用材料も使用。これらの材料を積層して成膜できるよう、陽極と陰極の位置を入れ替えた逆構造とすることで、長期間安定に発光する「逆構造有機EL素子」が開発された。酸素や水分に強い新しい材料のみを使用できるため、封止性能の低いプラスチックフィルム基板を用いたディスプレイでも、長寿命化が期待できるという。
展示では、通常構造の有機ELデバイスが、103日で発光面が崩れてしまっているのに対し、逆構造では250日経過しても発光面の形状変化が少ない事などを紹介。
今後はさらなる高画質化に向けた高速駆動技術の研究を進めるとともに、シート型ディスプレイの実現に向け、低電圧・省電力化など逆構造有機ELデバイスの特性改善に取り組むという。
