JP2000075845A - 高ビット深さ解像度ディスプレイ用時空マルチプレクシング - Google Patents

高ビット深さ解像度ディスプレイ用時空マルチプレクシング

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JP2000075845A JP11231876A JP23187699A JP2000075845A JP 2000075845 A JP2000075845 A JP 2000075845A JP 11231876 A JP11231876 A JP 11231876A JP 23187699 A JP23187699 A JP 23187699A JP 2000075845 A JP2000075845 A JP 2000075845A
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S Petit Gregory
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ビー．ドハティ ドナルド
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスプレイデータを空間的に且つ時間的に
マルチプレスする方法及び装置において、所与のビット
数解像度でシステムが達成できるより高いビット深さ解
像度を得ること。 【解決手段】 本方法は、所望の知覚解像度（２６）を
決定するステップと、その知覚解像度を達成するのに使
用されるビット面の数を設定するステップと、少なくと
も１つの時空的最低位ビット値（ＳＴＭＬＳＢｓ）（３
０）を使用するステップと、ＳＴＭＬＳＢｓを展開した
値を小数点付きビット灰色コードレベル（３２）と参照
するステップと、空間的パターン（３４）を展開するス
テップと、空間的パターンを所定のシーケンスで又はフ
レーム間でランダムに開始させるかを決定するステップ
と、モジュレータにデータを登録し、表示するステップ
とを備える。本装置は、乱数生成器（４８）と参照表
（５０）を備え、ランダムパターンと所定の空間的パタ
ーンのどちらも選択でき、また、使用するパターンを生
成するパターンロジックを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空間的光モジュレー
タディスプレイ・システムに関し、特に、そのようなシ
ステムのためのアドレッシング方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的な空間的光モジュレータ・ディス
プレイ・システムは、画像の画素を変調するのに使用さ
れる、個々に制御可能なｘ−ｙアレイから成る空間的光
モジュレータを備える。このようなモジュレータの例と
して、デジタル・マイクロミラー・デバイスＴＭ（ＤＭ
Ｄ ＴＭ）によって作動されるミラーアレイＴＭ、液晶
セル、格子光バルブ、プラズマ・ディスプレイ・パネル
がある。このうちいくつかは、アナログ的に動作し、そ
の場合、画素に送られる光の量は、対応のセルがどのく
らい遠くへ移動するかによって、決められるか、あるい
は、どのくらいの量の光がそのセルを通過できるかによ
って決められる。
【０００３】その他はデジタルに動作し、光を画像に送
るか否かの問題となる。
【０００４】デジタルモードの動作は、人間の目がアナ
ログに反応するために、独特の問題を生じる。このアナ
ログの反応のために、デジタルセルがパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）と呼ばれる技術を使用しなければならない。ＰＷ
Ｍ技術においては、ディスプレイ信号がデジタルサンプ
リングされることによって、それぞれが２０ビットとい
う同数のビットを持つ所定数のサンプルになる。これら
のビットは、次に、個々のセルにアドレスするのに使用
され、ビットの位に正比例する時間だけアドレスする
（即ち、最高位のビットは、そのデータを表示するのに
最大の時間を受け取る。１サンプル当たりのビット数が
多くなればなるほど、質の良い画像が得られる。
【０００５】セルのアドレッシングは、典型的には、所
与のビット用のデータを移動させ、セルの回路を作動さ
せ、セルがデータに応答し、そのデータのビットが要求
するように、セルを照射して光を変調させる。高品質の
画像を得るには、セルの記憶、移動、作動、及び照射
が、比較的短時間の間に数回反復されなければならな
い。典型的なディスプレイシステムは、６０Ｈｚで動作
するので、データの各フレームは、１秒の１／６０（１
６．７ミリ秒）しか表示時間を持たない。シーケンシャ
ル・カラー・システムは、モジュレータが赤、緑、青の
３色のそれぞれ順番に照射され、各色は、その時間の１
／３（５．５７ミリ秒）をもらう。
【０００６】従来の空間的光モジュレータ・ディスプレ
イ・システムにおいて、シーケンシャル・カラー・シス
テムで得られる最大のビット数は８ビットである。８ビ
ットのデータは、５．５７ミリ秒を分けあわなければな
らず、最高位のビットは、その時間のおよそ半分（２．
７９ミリ秒）をもらい、最低位のビットは、およそ、そ
の時間のおよそ２５５分の１（２０マイクロ秒）をもら
う。８ビットの解像度を得るには、最低位のビット（Ｌ
ＳＢ）用データを２０マイクロ秒で表示するのに充分な
速さの切替えをしなければならない。ビット数が高くな
れば、更に、早い切替えが必要になる。
【０００７】デジタルシネマのように大きなディスプレ
イシステムになると、空間的光モジュレータ・ディスプ
レイの画像品質を得るには、８ビットより高い解像度が
必要になる。例えば、ＤＭＤ ＴＭでは１０ビットが得
られる。
【０００８】従って、デジタルシネマの画像品質に関し
て、空間的光モジュレ−タが、スイッチング速度を上げ
ずに、１０ビットより高い解像度で表示できるようにす
る必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの面は、
空間的に且つ時間的に表示データをマルチプレクスする
ことによって、より高いビット深さの解像度を達成する
ことである。広義には、本発明は、所望の知覚される解
像度を決定するステップと、その知覚される解像度を達
成するのに使用されるビット面の数を設定するステップ
と、そのようなビット面の少なくとも１つを、空間的・
時間的最低ビット値（ＳＴＭＬＳＢｓ）に使用するステ
ップと、ＳＴＭＬＳＢｓの展開された値をビット重みづ
けに持ち込むステップと、空間的パターンを展開するス
テップと、複数の空間的パターンが各フレーム内で空間
的に開始されるのが所定の順序であるのかランダムであ
るかを判定するステップと、データをモジュレータに登
録してそれを表示させるステップとを備える。
【００１０】本発明の１つの実施の形態において、たっ
たの９ビット面から１２ビットの知覚される解像度を得
ることができる。この９ビット面は、その中の２つが空
間的且つ時間的マルチプレクスに使用される。また、本
発明の他の実施の形態においては、１２ビットで１４ビ
ットを参照することができる。
【００１１】１２ビット面のうち、３ビット面が空間的
且つ時間的マルチプレクスをするのに使用される。
【００１２】空間的マルチプレクスは、例えば、チェッ
カーパターンなら５０％というように、フレーム内で作
動している画素のパーセントのパターンを使用して行わ
れる。これらのパターンは、各フレームにより、空間的
に異なった開始点において開始することによって、時間
的に制御される。パターンの空間的開始点の決定は、連
続する各フレームによって、ランダムでも所定点でもよ
い。
【００１３】本発明の利点は、高いビット深さの解像度
を、それより低いビット数で得ることができることであ
る。
【００１４】また、本発明の利点は、非線型のＬＳＢ重
みづけを使用することができ、ＬＳＢｓに対してより長
いビット・オン時間を可能とするので、素子の切り換え
（スイッチング）速度をゆっくりにすることができるこ
とである。
【００１５】また、本発明は、どんなＰＷＭシステムに
も使用するこができるという利点がある。
【００１６】更に、本発明は、より少ない数のビット面
を使用することによって、１０ビット以上に時間ビット
スプリットすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、空間的光モジュレータ・
ディスプレイ・システムの１例を示す。アナログ、デジ
タル、ビデオ、グラフィックスなどいかなる表示ソース
も受信器１２で受け取られる。
【００１８】データは、また、更なる処理が必要な場
合、メモリ１４においても受け取られる。処理ブロック
１６は、実際には数個のプロセッサを備え、アナログ・
デジタル変換のようなタスク、また必要なら、色空間変
換などの選択された処理を行う。プロセッサは、光ソー
ス１８とカラーホイル（ｃｏｌｏｒ ｗｈｅｅｌ）２０
の制御も行う。
【００１９】このシステムは、カラーホイルを使って、
空間的光モジュレータ２２の為に光の色シーケンシング
（ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ）を行う。本実施の形態は、デ
ィスプレイシステムに反射する１つの空間的光モジュレ
ータのためのものである。しかしながら、この技術は、
そのようなシステムに限定されるべきものではない。本
発明を使用するために必要なことは、パルス幅変調を使
用する点だけである。図１のプロセッサは、必要なビッ
ト操作も行い、データを正しいビット面フォーマットに
して正しい色にする。
【００２０】この例におけるビット面は、表示データの
集合であり、空間的光モジュレータ上の各素子に１ビッ
トあり、各ビットは、その素子のデジタルサンプルから
同じ重要度（ｓｉｇｎｆｉｃａｎｃｅ）を持つ。例え
ば、すでにデジタルのデータ、あるいはプロセッサ１４
によってデジタルに変換されたものである。アレイ上の
各素子は、そのデータを表す８ビットのサンプルを持
つ。すべての素子に対するすべてのデータは、メモリに
書き込まれる。データをメモリから読み出す場合は、各
サンプルの最上位ビット（ＭＳＢ）が一緒に読みだされ
る。例えば、ＭＳＢビットが７であれは、アレイ上の各
素子に対して、データのビット面はすべてビット７ｓと
なる。ビット自身は、１か０であり、１であれば、その
素子は、ＭＳＢ時間オンとなり、０であれば、ＭＳＢ時
間中オフになる。
【００２１】従来のパルス幅変調システムにおける各ビ
ットに対する時間は、最低位ビット（ＬＳＢ）に必要な
時間量によって決定される。ビットは、２進法であるか
ら、より高位になるにつれて、ＬＳＢ時間の倍数にな
る。例えば、８ビットのシステムでは、ビット０がＬＳ
Ｂで、ビット１が２ＬＳＢｓになり、ビット３が８ＬＳ
Ｂｓというようになる。各素子がそのデータを、各ビッ
ト面に表示し、それが人間の目によって総合されて（ｉ
ｎｔｅｇｒａｔｅｄ）、灰色の陰に見える。各色にＰＷ
Ｍを加えることによって、人間の目は、色も総合するこ
とができる。
【００２２】このようなシステムは、彩色画像を、典型
的には、次のどちらかの方法で生成する。１つは、先に
述べた色シーケンシャルシステムであって、これは、デ
バイスを照射するのと一致する各色ごとにデータをデバ
イスに並べる方法である。他の１つは、各色ごとに１つ
のデバイスを提供し、ディスプレイ表面で彩色画像に収
束させる方法である。本発明はどちらのシステムにも応
用できるが、説明の順序として、まず、１つのデバイス
を使用する色シーケンシャルシステムを想定して説明す
る。
【００２３】ＣＲＴシステムにおいて、ガラスの裏にあ
る燐光体が、陰極線によって励起されて光を生成する。
このような燐光体は、非線型応答をして、ビデオ信号の
中で補正される。この補正は、ガンマ補正と呼ばれる。
空間的光変調システムは、線型応答するので、この補正
を除かなければならない。この補正の除去は、デガンマ
と呼ばれる。デガンマ関数は、典型的には、ルックアッ
プ表（ｌｏｏｋ−ｕｐｔａｂｌｅ）（ＬＵＴ）を備え、
入ってくるガンマ補正されたデータを非ガンマデータ値
にマップする。８ビットソースは２５６個のコードとし
てデガンマ処理され、２５６個のコードがデガンマ処理
に入力され、２５６個のコードがデガンマ処理から出力
される。しかしながら、デガンマ出力は、８ビット以上
を要求する精度を持つ。このことは下の表で示される。
【００２４】
【表１】
【表２】
【００２５】上記テーブルから明らかなように、デガン
マが行われた後では、低い画素コードに対して、より高
いビット深さを得ることができる。デガンマ処理出力が
１２ビット未満の場合、高位ソースコード用より、低位
コードレベルについて、デガンマ後、より多くのコード
を得ることができる。空間的光モジュレータ上に示され
たビット数の解像度が、デガンマ処理以前のソースから
のビット数と一致すれば、デガンマ処理から出力される
低いコードに対して、情報が失われる。低位コードにつ
いては、８ビット解像度より高い解像度が得られる。
【００２６】しかしながら、２つの問題が出てくる。第
１に、前記のように、殆どの空間的光モジュレータは、
８−１０ビット以上の解像度を得るに充分な速さで切り
替わることができない。第２に、ＰＷＭ処理の特性によ
り出てくる問題である。ＰＷＭは殆どの時間を高位ビッ
トに割り当てる。高位のビットから低位のビットへ移る
時に生じる、ｔｅｍｐｏｒａｌ ｃｏｎｔｏｕｒｉｎｇ
（時間的傾斜）と呼ばれるアーチファクト（ａｒｔｉｆ
ａｃｔ）を防止するために、この時間は、これらのビッ
トに対するように細かく分けられる。
【００２７】例えば、８ビットシステムにおけるビット
７が、１２８すべてのＬＳＢで、１つの連続する期間、
表示する代わりに、ビット・スプリッティング（ｂｉｔ
ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）と呼ばれるプロセスで、より小
さい期間に分割される。
【００２８】高位ビットの解像度を達成するには、５ビ
ット・スプリッティングのプロセスで、より多くのビッ
ト面を登録するための時間が必要になる。
【００２９】ソースが符号化された時のビット数より多
くのビット解像度を見せる方法を使用しないと、重大な
量子化誤差が生じる。例えば、誤差は、暗い場面で現
れ、そこで単一光レベルにつぶれる。これは、空間的傾
斜（ｓｐａｔｉａｌ ｃｏｎｔｏｕｒｉｎｇ）と呼ばれ
る。本発明の利点の１つは、この種の場面の解像度を変
化させることができるので、画面の質を改善することが
できる点である。
【００３０】一般に、色シーケンシングを使用している
単一デバイスシステムは、８から１２ビットに驚異的に
改善される。マルチプルデバイスシステムにおいては、
各デバイスが１つの色に対して画像を出す（ｉｍａｇｅ
ｓ）ので、より長時間持ち、典型的には、１０ビットの
解像度にする。このシステムで１４ビット解像度を使用
するため、空間的傾斜問題は、実質的に消滅する。１４
ビット解像度は、目の最大解像度とも馴染む。
【００３１】本発明を概観すると、文字Ｎは所望の解像
度のビット数を表し、例えば、前記デバイスシステムに
おいて、所望解像度が１２ビットであるから、Ｎ＝１２
となる。
【００３２】しかしながら、本実施の形態は、実際には
Ｎより少ないＱビット面しか登録しない。本方法は、空
間的マルチプレクシングと時間的マルチプレクシングの
組み合わせを使用し、場合によっては、時空マルチプレ
クシングあるいは単にマルチプレクシングと呼ばれる。
Ｎビット解像度を本発明の実施の形態により達成するに
は、Ｑビット面を登録し、Ｙビット面を時空マルチプレ
クシングする。この処理は、図２のフロ−チャートに示
されている。
【００３３】図２のステップ２６において、ディスプレ
イ解像度としてＮビットが決定される。この決定は、シ
ステムの速度、モジュレータ素子の切り換え時間、メモ
リで得られるビット面の数に、所与のシステムの特性に
依存する。例えば、Ｎは１２として話を進めるが、これ
は、１つのデバイスシステムを１２ビットに限定するも
のではなく、１つの具体例として、１２ビットとする。
ステップ２８で、ビット面の数、重み、それらの位取り
が設定される。議論のために、Ｑを９に設定する。つま
り、９ビット面がモジュレータに登録される。
【００３４】その９ビット面のうち、ＬＳＢｓの数が、
空間的且つ時間的マルチプレクシング処理のために予約
される。この例では、予約されるＬＳＢｓ、Ｙは２とす
る。従って、７ビット面（９−２）は、時空処理によっ
て影響されない。このような選択の結果は、下の表に示
されている。小数点付きビット（ＦＢＩＴ）は、先の表
（８ビット小数点付きコード）のデガンマ出力の８ビッ
トＬＳＢに参照される（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ）。これ
は、図２のステップ３２に示される。
【００３５】ＳＴＭＬＳＢｓ（ｓｐａｔｉａｌ−ｔｅｍ
ｐｏｒａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘＬＳＢｓ）の重みは、
８ビットＬＳＢｓに対して参照された場合、１．１４と
０．７５である。オン時間は、それぞれ、１７マイクロ
秒と１１．１８マイクロ秒である。どの画素について
も、０．７５より少ないＦＢＩＴｓを生成するには、多
数のフレームのＳＴＭＬＳＢｓの値をオン・オフさせ
る。例えば、０．３７５のＦＢＩＴ値を得るには、ＳＴ
ＭＬＳＢ ０．７５を１つ置きのフレームで表示するこ
とによって、０．７５／２＝０．３７５とする。
【００３６】このＳＴＭＬＳＢｓの時間的マルチプレク
シングは、新しい灰色スケールコードを形成する。所与
の画素について、ＳＴＭＬＳＢｓ無し、どちらか、ある
いは両方が使用できる。例えば、１つのフレームで両方
のＳＴＭＬＳＢｓを見せて次に見せなければ、コード
（１．１４ ＋ ０．７５）／２＝０．９４５が生成さ
れる。時間的マルチプレクシングだけを使用すると、小
さなＦＢＩＴｓで問題が生じる。低位のＦＢＩＴ値は、
相応に更新率も低くなる。
【００３７】例えば、ＦＢＩＴ＝０．０４６９（０．７
５／１６）であれば、更新率は、３．７５Ｈｚになる。
これは、表示画面の広い領域でＦＢＩＴ＝０．０４６９
であれば、ＳＴＭＬＳＢが使用されるたびに、チカチカ
して、解像度が上がったにもかかわらず、画像の質が悪
くなる。
【００３８】この問題の対処法として、空間的マルチプ
レクシングを採用できる。空間的マルチプレクシング
は、図２のステップ３４に示されたように、パターンの
形態を取る。各ＳＴＭＬＳＢは、位相外れの各画素に合
わせて、フレーム毎に、モジュレータ上で隣接する画素
と相対的に、適用される。どの１つのフレームにおいて
も、そのフレームの期間、ＳＴＭＬＳＢは、特定のＦＢ
ＩＴコードに対して画面に均等に拡散される。
【００３９】パターンの選択は、実質的に無制限であ
る。このようにして最良の結果が得られたパターンが図
３乃至図５に示されている。各パターンにおいて、上左
端のアクチブ画素は、フレームによって変化する。この
ようにして、空間的パターンが、複合的にフレーム間で
時間的にマルチプレクスされる。
【００４０】基本的パターンは、アクチブ画素の密度が
５０％、２５％、１２．５％のものである。５０％のパ
ターンは図３に示されている。「ＣＫｓ」のラベルを持
つ画素は、「ＣＫ」に対して、パターンが開始される上
左端を示す。各ＣＫは、ＳＴＭＬＳＢが生じていること
を示し、どのパターンにおいても、ＣＫは、所与のフレ
ームペアにとって５つの同じＳＴＭＬＳＢである。
【００４１】このチェッカー盤パターンは、空間的に密
であるから、１つのフレーム内で、空間的なものは何も
見えない。
【００４２】どの画素も、隣接する４つの画素が各フレ
ーム内で更新し、画面全体の半分が更新されるので、見
ている人にとってチラチラは見えない。このチェッカー
盤パターンは、空間的に、他のアクチブＳＴＭＬＳＢの
いずれとも位相が合っている。各フレーム内のすべての
画素の５０％が、このチェッカー盤のために予約され、
そのフレーム内でＳＴＭＬＳＢｓのどれもチェッカー盤
を積極的に使用してない場合も、予約される。これは、
更に、ＣＫ画素としてのバターンで見られる。
【００４３】図４は、２５％パターンを示す。Ｐ２５
ｓ、つまりパターンの開始点は、１つのアクチブＳＴＭ
ＬＳＢに対して、フレームごとにランダムに割り当てる
ことができる。その割り当てには、２つの制限がある。
非ＣＫ画素（非チェッカー盤）であること、そしてコラ
ム０、ライン０になければならない。つまり、（Ｃ０／
Ｌ０）、Ｃ０／Ｌ１、Ｃ１／Ｌ０、またはＣ１／Ｌ１で
ある。２つのアクチブＳＴＭＬＳＢｓに対して、最低の
重みづけされたものが上記のように割り当てられる。最
高の重みづけをされたものは、パターンの中に単に置か
れるだけであり、もし、それがまだチェッカー盤の位相
の外にあれば、各フレーム内で対抗する空間的位相を伴
う。
【００４４】図５は、１２．５％パターンを示す。これ
には、Ｐ２５ｓ画素の第１の制約と同じ制約がある。
【００４５】ただし、Ｐ１２ｓは、Ｃ０／Ｌ０，Ｃ０／
Ｌ１，Ｃ１／Ｌ０，Ｃ１／Ｌ１，Ｃ２／Ｌ０，Ｃ２／Ｌ
１，またはＣ３／Ｌ０のどこにでもランダムに割り当て
ることができる。それは、２５％パターンがアクチブで
あるかにかかわらず、２５％パターンと位相を合わせな
ければならない。これと同じ空間的位相関係は、２５％
パターンと同様に、２つのＳＴＭＬＳＢに適用される。
【００４６】上述のように、異なるＳＴＭＬＢｓの異な
ったパーセントのためにパターンを組み合わせることに
よって、いくつかの異なったパターンを得ることができ
る。実際、以下の表に示されているように、同じ１つの
アクチブ画素パーセントは、いろいろなパターンを組み
合わせることによって得ることができる。下表では、１
つのＳＴＭＬＳＢを使用している。２つ以上ＳＴＭＬＳ
Ｂを使用すれば、パターンの組み合わせによって、可能
な小数点付きのビットを展開することもできる。
【００４７】
【表３】
【００４８】これらのパターンを前記例に適用すると、
次のような表となる。
【００４９】
【表４】
【００５０】２つの専用ＳＴＭＬＳＢｓを伴う時空マル
チプレクシング（ｍｕｘｉｎｇ） 図２に戻り、以上述べたことは、空間的パターン展開ス
テップ３４を中心にしてきたものである。パターンが決
定されると、システム設計者は、ステップ３６で、パタ
ーンを時間的にどのようにマルチプレクスするかを決定
しなければならない。空間的パターンの時間的シーケン
シングは、所定のものにすることができ、空間的マルチ
プレクシングパターンの空間的開始点が、数個の数のフ
レーム上で、計画されたシーケンスが反復するところで
決められる。また別の時間的マルチプレクシングでは、
乱数のレベルを変えることが可能になり、このプロセス
によって生じる時間的ノイズを減らすことができる。先
に述べてきた技術は、新たなノイズを発生する。システ
ムとモジュレータとに関連して、典型的には、空間的開
始点をある程度ランダムにすることが、実際のシステム
におけるパターンマルチプレクシングにとって最善であ
る。
【００５１】しかしながら、ランダムにすると、もう１
つ考慮に入れなければならないことが出てくる。チェッ
カー盤パターンでは、ランダムにすることは避けた方が
良いと信じられている。チェッカー盤パターンは、図３
について先に述べたように、フレームごとに開始点が変
わるだけである。この場合、光エネルギーが、両方のフ
レームで、また各フレーム内の空間で、均等に分散され
るので、時間的問題は出ないはずである。各フレームの
開始において、所与のＦＢＩＴ用非チェッカー盤空間的
パターンの開始点はランダムに選択される。
【００５２】開始画素の所定の時間的シーケンシング又
はランダム開始画素は、本発明のすべての面に適用され
る。本発明は、ディスプレイシステムにおけるどんなＰ
ＷＭにも適用され、単一デバイスあるいはマルチプルデ
バイス、色シーケンシャル、そうでないものに適用され
る。上記の説明は、単一デバイス、色シーケンシャルシ
ステムに中心を置いている。本発明をマルチプルデバイ
スシステムに使用すれば、更に解像度を上げることがで
きる。
【００５３】先に述べたように、マルチプルデバイス
は、典型的には、解像度用のビットを多くもっている。
というのは、色シーケンシャルシステムと比較して、各
フレーム内の色について、より多くの時間があるからで
ある。以下の例では、１つの１０ビット参照番号が使用
され、所望の解像度は１４ビット（Ｎ＝１４）である。
以下の説明では、１２ビット面のデータが使用され（Ｑ
＝１２）、ＳＴＭＬＳＢｓは３である（Ｙ＝３）。ＳＴ
ＭＬＳＢｓは、通常の２ ｎ パターンには、合わな
い。例えば、ＳＴＭＬＳＢｓの重みは０．７５、１．０
０、１．２５であり、それぞれ、１０．５マイクロ秒、
１４マイクロ秒、１７．５マイクロ秒である。
【００５４】３個のＳＴＭＬＳＢｓを使用すると、２個
を使用の時にはない利点が出てくる。アクチブ画素の空
間的頻度が高いチェッカー盤その他の対称的パターンで
は、時間的且つ空間的アーチファクト（ａｒｔｉｆａｃ
ｔｓ）が最小になる。２個のＳＴＭＬＳＢｓの代わりに
３個のＳＴＭＬＳＢｓを使用する場合は、パターンの空
間的頻度がより高くなる。
【００５５】時間的アーチファクト（ａｒｔｉｆａｃ
ｔ）が少なくなるのは、対称的パターンが、１つのフレ
ームから次のフレームへ、空の空間を埋めることを識別
することを、非常に見にくくさせるからである。空間的
生成物が減るのは、パターンの密度が、通常の画面から
の距離において空間的傾斜の検出を防止するからであ
る。
【００５６】下の表は、１４ビットの感知される解像度
用の１０ＦＢＩＴコードを達成するための値の例を示
す。「ビット」欄は、各強度に使用されるビット面の重
みを示し、それが対応の「Ｓ−Ｔ」欄に示されたパター
ンと結合される。
【００５７】
【表５】
【００５８】この時点において、デガンマ関数をＳＴＭ
小数点付きのレベル空間へマッピン処理するステップを
加えるのが好ましい。前述の表の値を使用して、デガン
マ関数は、ＳＴＭ少数点レベルによって達成できるのに
最も近い値に丸められる。この丸め処理の例として、デ
ガンマ関数値、あるいは参照番号で表現される（１０ビ
ット空間に対する）ものが、２６．４４４４４４であれ
ば、上位ＭＳＢｓ（非ＳＴＭｓ）の値は ２６になり、
一方、低位ＳＴＭ ＦＢＩＴｓは、コ−ド０．４３７５
（上の表で、７の位置）を利用する。デガンマ関数全体
は、その入力範囲に対してＳＴＭ空間にマップされ、参
照番号は空間的パターンにマップされるが、このマッピ
ングはきっちり１：１にはならない。これにより、非２
進的に増加するＳＴＭ小数点レベルを使用することがで
きる。
【００５９】図２に戻り、残りのステップは、一度に登
録し表示する必要とされる様々な値のすべてが決定され
る。この処理は、一度にはできない。各新規フレーム
が、この処理を行い、所定の値が決定されて、適用され
る。どちらかと言えば、この処理は、図１に示された処
理のどこかで行われることになる。
【００６０】図６と図７は、入ってくるビデオデータを
処理する実施の形態の２つの異なった部分を示す。ここ
に示された実施の形態は、３つのＳＴＭＬＳＢｓを使う
３−デバイスシステムである。パターンの選択は、特定
の色に対して、デガンマ表からの５つのＬＳＢｓに基づ
く。図６に示されたマルチプレクスは、マルチプレクサ
４２のように、必要なパターンを形成することができ
る。例えば、ＳＴＭＬＳＢ２に７５％パターンが必要で
あれば、１つのマルチプレクサが５０％を出力し、もう
１つのマルチプレクサが２５％出力する。ＯＲゲート４
４が、それらを結合し、７５％として出力する。場合に
よっては、７／３２％や９／１６％というように非対称
パターンが必要になることもある。これらは、マルチプ
レクサ４２において、プログラム可能パターン入力を使
用して生成される。
【００６１】図７は、この種のパターン生成器を実現す
る回路の一実施の形態を示す。論理ブロック４６は、図
６におけるマルチプレクサ４２への入力としてのパター
ンを生成する。マルチプレクサ４２は、水平同期（ＨＳ
ＹＮＣ）と、垂直同期（ＶＳＹＮＣ）と、欄（行）、フ
レーム、又は列（コラム）を示すアクチブデータ（ＡＣ
ＴＤＡＴＡ）信号とを受け取る。乱数生成器４８を使用
して、上記論理ブロック４６用のランダムパターン開始
点を生成する。
【００６２】論理ブロック４６は、５０％、２５％など
の印のついた信号を、図７におけるマルチプレクサ４２
とそれに付随するものに提供し、また図７のＬＵＴ５０
への信号を提供する。ＬＵＴ５０は、４ｘ８の反復パタ
ーンを各パターンに対して４つのプログラムされる位相
と共に記憶し、これにより、所定のパターンを使用し
て、ＬＵＴ５０にプログラムされる。ＶＳＹＮＣ信号
は、各フレームの開始に新規乱数を開始する。このよう
にして、ランダム開始と所定のパターン選択とが可能と
なる。
【００６３】図６は、デガンマ回路も示す。このデガン
マ回路は、参照用の表、加算器、その他に１０ビット入
力に対して１４ビットを生成することができるものであ
れは、どのような回路であってもよい。前記１４ビット
の例において、５ビットはＬＵＴ４０に入るパターンを
生成するのに使用されるＬＳＢｓであり、９ビットは、
直接パス５２を通過して表示デバイス制御回路（図示せ
ず）に入る。図６の関数の出力は、前述の３デバイス例
のための表で、ＳＴＭＬＳＢｓとして参照される。
【００６４】本発明は、ＰＷＭを利用する空間的光モジ
ュレータディスプレイ上で、ふつうより深い解像度を得
ることを可能とする。上記説明は、本発明が適用される
システムを限定するものではない。本発明は、上記説明
より多くのあるいは少ない数のＦＢＩＴｓを生成するの
に適用することができる。ソースビットの数は、上記の
ように８又は１０以外であってもよい。同様に、使用さ
れるパターンは無制限に変更できるものであり、上記に
限定されるものではない。
【００６５】更に、本発明は、ＳＴＭＬＳＢｓが２個や
３個の例以外の数であってもよい。使用される数の範囲
は、１から、システム内のビット数まで可能であり、制
限を与えるものは、使用されるモジュレータの容量だけ
である。また、複数のＳＴＭＬＳＢｓが使用される場
合、各ＳＴＭＬＳＢに対するチェッカー盤パターンは、
前述のように、位相内にあるより、むしろ位相の外にあ
ってよい。最後に、ＳＴＭＬＳＢｓの重みづけは、特定
の適用又はシステムがサポートできるものであれば、ど
のような数であってもよい。
【００６６】以上、より高い解像度を得るために、ディ
スプレイデータを空間的且つ時間的にマルチプレクスす
る一実施の形態について説明してきたが、本発明は、こ
の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲
は、特許請求の範囲にあるとする。
【００６７】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）空間的光モジュレータ上に高いビット深さ解像度
の画像を表示する方法であって、 ａ．表示されるべき解像度のビット数を決定するステッ
プと、 ｂ．各色の各フレーム内に登録されるビット面の数を設
定するステップと、 ｃ．表示されるべき解像度のビットの所定数の最低位ビ
ット（ＬＳＢｓ）を予約するステップと、 ｄ．小数点付きのビットを提供するために、参照番号を
定義するステップと、 ｅ．前記各小数点付きのビットに対して、前記所定数の
ＬＳＢｓと共に使用される空間的パターンのセットを展
開するステップと、 ｆ．各フレームにおける前記パターンの開始点を、空間
的にランダムにするか、あるいは所定の置き方にするか
を選択するステップと、 ｇ．各画素に対して前記パターンの１つを、画素の強度
に従って決定するステップと からなる方法。
【００６８】（２）第１項に記載の方法であって、前記
選択ステップが、パターンのランダム配置を選択するこ
とを特徴とする方法。
【００６９】（３）第１項に記載の方法であって、前記
選択ステップが、所定のパターン配置を選択することを
特徴とする方法。
【００７０】（４）第１項に記載の方法であって、前記
参照番号をマッピングして、前記空間的パターンの組み
合わせをつくるステップを更に含むことを特徴とする方
法。
【００７１】（５）高いビット深さ解像度のディスプレ
イ用のパターンを生成することのできる装置であって、 ａ．パターン生成の開始を示す信号を受信し、空間的に
且つ時間的にマルチプレクスされたパターンを生成する
ことのできるパターン生成ロジックと、 ｂ．前記パターン生成ロジックに、前記パターンの空間
的開始点を示す乱数を提供する乱数生成器と、 ｃ．前記パターン生成ロジックから受信された前記パタ
ーンに基づいて選択されるべき空間的位相を記憶するプ
ログラム可能な参照表と、 ｄ．小数点付きコードを生成することのできる回路と、 ｅ．前記パターン生成ロジックからの出力と、前記プロ
グラム可能な参照表からの出力と、前記小数点付きコー
ドとからの出力に基づいて、前記空間的且つ時間的にマ
ルチプレクスされたパターンの中から特定のパターンを
選択するロジックと を備える装置。
【００７２】（６）ディスプレイデータを空間的に且つ
時間的にマルチプレスする方法及び装置。この方法を使
用すると、所与のビット数解像度でシステムが達成でき
るより高いビット深さ解像度を得ることができる。本方
法は、所望の知覚解像度（２６）を決定するステップ
と、その知覚解像度を達成するのに使用されるビット面
の数を設定するステップと、少なくとも１つの時空的最
低位ビット値（ＳＴＭＬＳＢｓ）（３０）を使用するス
テップと、ＳＴＭＬＳＢｓを展開した値を小数点付きビ
ット灰色コードレベル（３２）と参照するステップと、
空間的パターン（３４）を展開するステップと、空間的
パターンを所定のシーケンスで又はフレーム間でランダ
ムに開始させるかを決定するステップと、モジュレータ
にデータを登録し、表示するステップとを備える。本装
置は、乱数生成器（４８）と参照表（５０）を備え、ラ
ンダムパターンと所定の空間的パターンのどちらも選択
でき、また、使用するパターンを生成するパターンロジ
ックを備える。
【図面の簡単な説明】
【図１】空間的光モジュレータ・ディスプレイ・システ
ムの一例を示す。
【図２】表示データの空間的・時間的マルチプレクスの
方法のフローチャートである。
【図３】本発明の１実施の形態による５０％の空間的・
時間的マルチプレクス・パターンを示す。
【図４】本発明の１実施の形態による２５％の空間的・
時間的マルチプレクス・パターンを示す。
【図５】本発明の１実施の形態による１２．５％の空間
的・時間的マルチプレクス・パターンを示す。
【図６】本発明の１実施の形態によるパターン選択ブロ
ックダイアグラムを示す。
【図７】本発明の１実施の形態によるパターン信号ブロ
ックダイアグラムを示す。
【符号の説明】
５ デガンマ表 １２ 受信器 １３ メモリ １６ プロセッサ ２０ カラーホイル ２２ ＳＬＭアレイ ２４ 画面 ４６ パターン生成ロジック ４８ 乱数生成
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド ビー．ドハティ アメリカ合衆国，テキサス，リチャードソ ン，ウォルナット クリーク 16

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】空間的光モジュレータ上に高いビット深さ
    解像度の画像を表示する方法であって、 ａ．表示されるべき解像度のビット数を決定するステッ
    プと、 ｂ．各色の各フレーム内に登録されるビット面の数を設
    定するステップと、 ｃ．表示されるべき解像度のビットの所定数の最低位ビ
    ット（ＬＳＢｓ）を予約するステップと、 ｄ．小数点付きのビットを提供するために、参照番号を
    定義するステップと、 ｅ．前記各小数点付きのビットに対して、前記所定数の
    ＬＳＢｓと共に使用される空間的パターンのセットを展
    開するステップと、 ｆ．各フレームにおける前記パターンの開始点を、空間
    的にランダムにするか、あるいは所定の置き方にするか
    を選択するステップと、 ｇ．各画素に対して前記パターンの１つを、画素の強度
    に従って決定するステップと からなる方法。
  2. 【請求項２】 高いビット深さ解像度のディスプレイ用
    のパターンを生成することのできる装置であって、 ａ．パターン生成の開始を示す信号を受信し、空間的に
    且つ時間的にマルチプレクスされたパターンを生成する
    ことのできるパターン生成ロジックと、 ｂ．前記パターン生成ロジックに、前記パターンの空間
    的開始点を示す乱数を提供する乱数生成器と、 ｃ．前記パターン生成ロジックから受信された前記パタ
    ーンに基づいて選択されるべき空間的位相を記憶するプ
    ログラム可能な参照表と、 ｄ．小数点付きコードを生成することのできる回路と、 ｅ．前記パターン生成ロジックからの出力と、前記プロ
    グラム可能な参照表からの出力と、前記小数点付きコー
    ドとからの出力に基づいて、前記空間的且つ時間的にマ
    ルチプレクスされたパターンの中から特定のパターンを
    選択するロジックと を備える装置。
JP11231876A 1998-08-18 1999-08-18 高ビット深さ解像度ディスプレイ用時空マルチプレクシング Abandoned JP2000075845A (ja)

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