JP2003519395A - 光学アレイにグレイ・レベルを表示するための変更重み付けビット・プレーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多重レベルの空間光モジュレーションの方法において、ｎ桁２進数が、２値画素のアレイにおける各ピクセルの場所の予定されたグレイ・レベルを表す、重み付けビット・プレーン技術を使用して、代表的な２進数が、そこにある１及び０の不均等性を低減するために、近接する値に変えられる。前記方法は、グレイ・スケールをいくらか変更する単一のフレームに適用されてもよく、または少なくともいくつかの２進数が、前記フレームのセットに対して、１及び０の不均等性を低減するために、異なるフレームにおいて異なる値に変えられる一方で、前記グレイ・スケールを時間平均として維持しまたはそれに近似する、多重フレーム方法が使用されてもよい。前記方法は、液晶空間アレイ・モジュレータにおけるピクセルに関するｄｃバランスを維持しまたはそれに近似することに関して、特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、ディスプレイまたはモジュレータによって得られる瞬時の強度分布
（intensity distribution）が本質的にバイナリであるが、時間的に平均した分
布が効果的に、多重の強度レベルを有し、または有するように見える方法で変え
られる、ディスプレイまたは空間光モジュレータを操作する方法に関する。表示
の目的で、これは、前記変更が、好ましくはちらつきを避けて、平均化が目で生
じるくらい十分に迅速でなければならない（must be sufficiently fast for av
eraging to occur at the eye）ことを意味する。この条件は、他の目的に適用
されても、されなくてもよい。

【０００２】 （背景技術） 本発明は、個別に扱われるセルまたはピクセルのアレイを具備するもの、及び
バイナリ・イメージが、例えば変調光線の走査によって生成されるものを含む、
バイナリ・イメージを生成することができる空間光モジュレータとの関連で使用
されうる。ここで使用されている「バイナリ空間光モジュレータ」という用語は
、それらが表示目的で使用されても、他の目的で使用されても、例えば情報レコ
ーディング、及び光学システムにおける可変的コンポーネント（例えばレンズ、
フィルタ、及び回折格子）である、すべての装置を含むことを意図する。前記用
語は、存在する光線が、モジュレータによって影響を受ける受動モジュレータ、
及び光源、例えば光エミッタ（light emitter）のアレイ及びエレクトロルミネ
ッセンス装置（electroluminescent devices）として振舞うものも網羅すること
を意図する。

【０００３】 ここで使用される「イメージ（image）」という用語は、通常、しかし常にで
はないが、光度（light intensity）の空間的に変化した光分布を示すために使
用され、その結果または結果となる分布は、「ディスプレイ（display）」とい
う用語によって意味される。

【０００４】 さらに、「グレイ・スケール」という用語は、ここでは多重レベルの分布を表
すものとして使用されているが、前記用語は、白を含む、色に関連して使用され
ることが明確にされるべきである。さらに、本発明の前記方法、アレイ、バック
プレーン、電気回路等及びその実施形態は、白を含む単一の色（モノクローム・
イメージ）と関連して記述されるが、可変的な着色イメージまたはディスプレイ
等が、例えば単一のアレイを様々な色ピクセルへと、空間的に細分化し、例えば
投影または時間的マルチプレックス（temporal multiplexing）、例えば赤緑及
び青イメージの順次投影（sequential projection）によって、異なる色のモノ
クローム・アレイからディスプレイを重ね合わせることによって、本質的に公知
の方法で生成されるであろう。

【０００５】 複数の彩度効果（intensity effect）を達成するための、時間的に可変的なバ
イナリ・モジュレーションが公知であり、複数ビット・プレーンの使用によって
生み出されうる。そのような体系において、前記アレイのピクセルに割り当てら
れたグレイ・スケール値に対応する幅の、デジタル化された値のアレイは、多数
のビット・プレーンに分解される。この複数ビット・プレーン技術は、上述され
たバイナリ空間光モジュレータとともに使用されてもよい。

【０００６】 同等な持続時間の、対応する複数のビットプレーンとともに、ｎレベルのグレ
イ・スケール・イメージを、同等の持続時間の複数のバイナリ・イメージ・プレ
ーンに分解することが可能である。しかしながら、好ましい形態においては、重
み付けビットプレーン技術として公知のとおり、前記ビット・プレーンの持続時
間は重み付けされ、各ビットプレーンはデジタル化の一つのレベル（指数）を表
す。これは、イメージを合成するために必要とされるビット・プレーンの数を低
減させ、扱うための条件をいくらか低減させる。

【０００７】 一定の場合においては、２以外のデジタル・ベース（digital base）を使用す
ることができるが、これは各ビット・プレーンがバイナリでない限り、及びそれ
ゆえに簡単に記憶されない限り、問題を複雑にする。さらに、前記ビット・プレ
ーンの各場所は、一つ以上のゼロ以外の値を有するであろうし、（前記非バイナ
リ・プレーンを、さらに二つ以上のバイナリ・プレーンに分解することによって
）前記ビット・プレーンに対するゼロ以外の値における変化は、各ピクセルのオ
ペレーションの持続時間に関して考慮される必要がある。後述の内容は、バイナ
リ重み付けに制限されるが、そのような文脈で述べられる原理は、当業者が、要
求されまたは所望される場合に、他の指数ベース（exponential bases）に外挿
することができるようにするのに十分であると考えられる。

【０００８】 デジタル化がバイナリであり、各ビット・プレーンが１及び０のデジタルのア
レイである場合、デジタル化されたグレイ・スケール・イメージと同等の、時間
平均化されたイメージを供給するために、そのバイナリ重み付けに比例する合計
期間、各ビット・プレーンを表示するだけでよい。

【０００９】 可能な場合には、グレイ・スケール・イメージにコントリビュートするために
必要な合計持続期間、各バイナリ・ビット・プレーンを一回表示するのが便利で
あるが、すべてのビットプレーンを表示するために費やされる合計時間と相対し
て、各ビットプレーンを表示するために費やされる合計時間が、そのバイナリ重
み付けに比例する場合、必ずしも順番にではなく、複数回、前記ビット・プレー
ンの一つ以上を表示することも可能である。

【００１０】 最近、能動半導体バックプレーン（active semiconductor backplane）と共通
フロント電極（common front electrode）との間に配置された、スメクティック
な（smectic）液晶層の形式の、革新的な空間光モジュレータが開発された。そ
れは迅速で、かつ可能であれば高価でない、表示装置としてだけではなく、相関
及びホログラフィック・スイッチ等、他の形式の光学処理に関しても潜在的な応
用を有する、相対的に大きな数のピクセル（３２０×２４０乃至６４０×４８０
）を具備する空間光モジュレータに対する要求に応答して開発された。それが駆
動される方法、及び適用される電圧の値によって、前記モジュレータは、少なく
とも１０ＭＨｚのライン・レート（line rate）及び１５乃至２０ｋＨｚまでの
フレーム・レート（frame rate）で駆動されてもよく、１秒あたり、およそ１乃
至１．５Ｇピクセルのデータ入力を必要とする。典型的には、前記ピクセル・ア
ドレス時間は、およそ１００ナノ秒である一方で、前記ピクセルは実際には、光
学状態間で切り替えるのに、およそ１乃至５マイクロ秒かかる；全体のフレーム
書き込み時間が２４マイクロ秒のオーダである一方で、フレームからフレームの
書き込み期間は、およそ８０マイクロ秒である。

【００１１】 この空間光モジュレータは、単一パス体系に従って駆動されることができ、そ
こではフロント電極は、バックプレーン・ピクセルに相対して、Ｖ／２の電位で
配置され、それはゼロ・ボルトまたはＶボルトに切り替えられる。

【００１２】 代替的に、それは、一つのパスにおいて、フロント電極がゼロ・ボルトで配置
され、選択されたピクセルが、バックプレーン・アレイのピクセル・エレメント
をＶボルトに切り替えることによって、ＯＮにされ、他方のパスにおいては、フ
ロント電極はＶボルトに配置され、選択されたピクセルは、前記アレイのエレメ
ントをゼロ・ボルトに切り替えることによってＯＦＦにされる、二重のパス体系
に従って駆動されうる。切り替えられる処理に置かれていないピクセルに関して
は、バックプレーンのエレメントは、フロント電極の電圧に従う。それらの間で
同じ電位差を維持するために、前記アレイのすべてのバックプレーン・ピクセル
・エレメントにおける電圧は、フロント電極における電圧が、ゼロとＶボルトの
間で変化すると同時に切り替えられる。

【００１３】 本出願人の、係属中の国際特許出願（参照：Ｐ２０９５７ＷＯ、優先権ＧＢ９
８２７９５２．４；Ｐ２０９５８ＷＯ及びＰ２０９５８ＷＯ１、双方の優先権Ｇ
Ｂ９８２７９６５．６；Ｐ２０９５９ＷＯ、優先権ＧＢ９８２７９００．３；Ｐ
２０９６０ＷＯ、優先権ＧＢ９８２７９０１．１；Ｐ２０９６１ＷＯ、優先権Ｇ
Ｂ９８２７９６４．９；Ｐ２０９６２ＷＯ、優先権ＧＢ９８２７９４５．８；及
びＰ２０９６３ＷＯ１、優先権ＧＢ９８２７９４４．１）は、前の段落において
参照された単一及び二重のパス体系を含む、この空間光モジュレータに関連した
他の本発明の特徴に関する。

【００１４】 前述の空間光モジュレータは、理想的に、上述のビットプレーン技術の使用に
適している。しかしながら、本発明は、液晶モジュレータに限定されず、上述さ
れたあらゆる空間光モジュレータに応用することができる。

【００１５】 特に液晶ディスプレイ及びモジュレータを操作する時に生じる本出願人の問題
は、個別のピクセルにおいてｄｃバランスを維持することである。最初は、液晶
光モジュレータは、少なくとも一つは透明である、反対の電極を有するプレート
の間にはさまれた液晶物質の層を具備する単一のセルの形式であった。そのよう
なセルは、動作が遅く、液晶物質の劣化により寿命が短くなりがちであった。ご
く初期に、液晶セルへの、平均的有限ｄｃ電圧（average finite dc voltage）
の応用は有効ではないことが認識され、少なくともある場合においては、液晶物
質それ自身の電解による劣化が生じ、平均ｄｃ電圧をゼロにするような体系が展
開された（ｄｃバランス）。

【００１６】 ｄｃ電圧が適用される時に、他の効果も稼動しているということが、評価され
ている。ある長さの時間、液晶電子光学装置を駆動する時、イメージ・スティッ
キング（image sticking）として知られる現象が生じるかもしれない。この効果
の詳細な原因は未知であるが、イオンが捕えられ、または空間電荷が、全体のｄ
ｃ場に応答して前記物質の中で誘導されるという理論があり、これによって、外
部ｄｃ場が除去される時でさえも、残りの場が結果として生まれる。

【００１７】 劣化を避けるため、またはイメージ・スティッキングを避けるために、液晶物
質に加えられる時間平均電圧（すなわち、電圧が実際に、外部ソースから液晶に
加えられている時間に対する平均）がゼロであることが望ましいのは明らかであ
る。

【００１８】 本発明は、少なくともビット・プレーンのいくつかが変更される、上述の重み
付けビット・プレーン技術のためのものである。それは特に、しかし排他的でな
い関連性を、ディスプレイの目的で、有効なグレイ・スケール強度分布の生成に
関して有しており、バイナリ・イメージの有効な持続時間（長さ及び／または繰
返しの数）は、例えば見る人による、それの時間的統合が、グレイ・スケール・
イメージを与えるものである。

【００１９】 一つのグレイ・スケール・イメージに関する異なるビット・プレーンは、順番
のバイナリ文字列としてコンピュータに記憶されることができ、前記イメージが
繰り返される必要がない限り、それらが廃棄されうる所望の順番で、１回に一つ
、読み取られるであろう。計算上、それらが記憶された順番で、ビット・プレー
ンを読み取るのが最も簡単であるのは、記憶される必要がある唯一のアドレスは
、最初に記憶されたビット・プレーンの開始アドレスだからであり、すべてのビ
ット・プレーンは、単に、各ビット・プレーンに関して、順番に予め決められた
数のデータ・ビットを計時する（clock out）ことによって、１回に一つが読み
取られる。

【００２０】 特に、ビット・プレーンが、リアルタイムで生成されている場合に、連続する
イメージに関してビット・プレーンと、読み取られたビット・プレーンを取りか
えることが、すぐに可能であるかもしれない。しかしながら、他の状況において
は、これは困難であり、連続するイメージに関するビット・プレーンのセットは
、通常は他のところに記憶されるであろう。一定の場合において、そのうちの一
つが書き込まれている一方で、他方は読み取られる、及びその反対である二つだ
けのビット・プレーンのために、記憶装置を供給することが可能であろう。

【００２１】 イメージ標準を所望のとおりに変換するために、例えばライン・シーケンシャ
ル（line sequential）から飛び越し走査（interlaced）に変換するために、読
み取り及び／または書き込み処理を制御することも可能であろう。

【００２２】 各ビット・プレーンがメモリから読み取られる時またはその後、それは、例え
ば、上述の単一パス体系を使用して書き込まれ、及び目が予定されたグレイ・ス
ケール・イメージを合成するように、その重み付けに対応する期間中、観察され
る。単一パス体系は、第二のパスに対する必要性なく、前のビット・フレームを
単に上書きし、関連するフロント電極はパルスを切り替え及び消去する限りは、
好ましい。連続する有効イメージの間の損失時間の回避によって、連続した照明
及び正確に重み付けされた持続時間のビット・フレームのより簡単な供給が可能
になる。

【００２３】 そのような体系において、各ピクセルは、それが表すグレイ・スケールにおけ
る点に従って、一連の電圧パルスにさらされる（グレイ・スケール・レベルを表
す数であり、通常そのオーダであるが必ずしもそうとは限らない）。使用される
重み付けによって、電圧の応用があるよりも、グレイ・スケールには多くの点が
あり、それは前記アレイを実際に駆動するために費やされる時間を低減するので
、効果的である。各適用される電圧は、前の電圧と比較して、同じか、または反
対の極であってもよく、ビット・プレーンの数と等しい（極は無視する）、同じ
数の電圧パルスが、イメージを合成するために各ピクセルに加えられる。

【００２４】 例えば、バイナリ重み付けを伴う６４レベル・グレイ・スケールにおいて、ｎ
が０から５の間で変化する２^ｎｔの相対的持続時間を有する６ビット・プレーン
があり、各ピクセルは、対応する６桁２進数で表すことができる。

【００２５】 しかしながら、ニ重パス体系は、代替的に、複数の、または重み付けされたビ
ット・プレーン体系における使用に適応しうる。

【００２６】 ｄｃバランスを達成するために、それ自身がｄｃバランスを生み出すあらゆる
バイナリ・イメージング方法―例えば、ブランク・イメージ（blank image）か
ら開始し、書き込み、観察、及び選択されたピクセルのみの選択的加圧（＋Ｖ）
及びドリブン・ブランキング（driven blanking）（−Ｖ）によってバイナリ・
イメージを消去することにより、各バイナリ・ビット・プレーンを生成すること
が可能であろう。

【００２７】 しかしながら、そのような体系のほとんどまたはすべてにおいて、例えば、介
在するブランキング・ステップ（blanking step）等により、バイナリ・イメー
ジの実際の持続時間は、それに割り当てられる時間に対して、直接比例せず、ビ
ット・プレーン期間のバイナリ性質における一定の度合いの歪み、それによって
認められるグレイ・スケール値につながる。これは、所望されれば補うことがで
きる一方で、さらに複雑になることを表す。

【００２８】 本発明は、ｄｃバランスが、本質的にｄｃバランスが取れたバイナリ・イメー
ジを採用すること以外の方法で、アプローチされまたは達成される、複数のまた
は重み付けビット・プレーン体系を供給する。

【００２９】 選択されたピクセルに関して、各グレイ・スケール・レベルは、２進数で表示
することができ、均等な数の０及び１の桁を有する一定の２進数、例えば１１１
０００及び０１０１０１がある。これらの場合、６ビット・プレーンに対する平
均ｄｃ電圧はゼロになるであろう。他の２進数、例えば０１１０００及び０１０
００１は、この理想に近づき、他、特に１１１１１１及び００００００は、そこ
から除去される（far removed therefrom）。

【００３０】 前記体系においてｄｃバランスを達成するために、他の可能性は、（ａ）それ
ら自身でｄｃバランスを達成する数のみを使用すること、または（ｂ）少なくと
も、ｄｃバランスに近くアプローチする近接した数に、グレイ・スケール数を変
えることである。これによって、単一または二重パス体系（上述の内容、及び本
出願人の係属中の出願Ｐ２０９６１ＷＯ及び２０９６２ＷＯを参照）の使用が可
能になり、各走査中にすべてのエレメントを扱う。これらの体系のいくつかは、
本質的に、通常は固有のｄｃバランスを供給しないが、この場合においては、ｄ
ｃバランスまたは少なくともそれらの近似が、グレイ・スケール・イメージング
時間に対して得られうる。

【００３１】 第一の例（ａ）においては、所望のグレイ・レベルが異なっており、値の最も
近い数によって近似され、例えば０００１１０は０００１１１になり、１０００
１０は１０００１１になる。欠点は、グレイスケールの顕著な歪みがありうるこ
とである。

【００３２】 第二の例（ｂ）においては、前記グレイスケールの歪みは低減されうるが、精
密なｄｃバランスは犠牲になる。例えば、００１０００という数は００１００１
になり、１１０１１１は１１０１１０になるかもしれない。

【００３３】 いずれの例においても、さらなる変更的ステップが取られない限り、グレイ・
スケールの極値は省略され（例えば、隣接する、より小さい極値と取り替えられ
る）、コントラスト範囲をいくらか低減させまたは圧縮する。

【００３４】 従って、本発明は、重み付けビット・プレーン技術を使用してグレイ・スケー
ル・イメージングの方法を供給し、そこにおいては、ｎ桁の２進数は２値画素の
アレイにおける各ピクセルの場所の予定されたグレイ・レベルを表し、少なくと
も一つの前記２進数は、不均等な数の１及び０を有し、前記方法は、１及び０の
不均等性を低減させるように、前記数を隣接する値に変えるステップを具備する
（単一のイメージ方法）。

【００３５】 詳細において、ｄｃ及びグレイ・スケール・レベルの両方の時間平均化は、２
進数の適切な選択によって、１つ以上のフレームに対して実行される。この方法
において、ｄｃバランスは、近接して近似し、または好ましくは到達されること
ができる一方で、平均グレイ・スケール・レベルが近似され、または好ましくは
維持されうる。例えば、１１０１１０（２７）は第一のフレームにおいて００１
１１０（２８）と取り替えられ、第二のグレームにおいて０１０１１０（２６）
と取り替えられる。平均グレイ・スケール・レベルは所望のとおり２７であり、
実際に使用される両方の２進数は、本質的にｄｃバランスを供給する。

【００３６】 より複雑な例において、グレイ・スケール・レベル１５（１１１１００）は、
グレイ・レベル１４（０１１１００）のための追加のフレーム及びグレイ・レベ
ル１６（００００１０）のためのさらに他のフレームとともに、２回使用される
ことができ、前記フレームは所望の順番である。四つのフレームに対して、平均
グレイ・レベルは１５であり、均等な数の２進数、１及び０がある。

【００３７】 従って、本発明はまた、重み付けビット・プレーン技術を使用して、グレイ・
スケール・イメージを書き込み及び表示する方法も供給し、そこではｎ桁の２進
数は、２値画素のアレイにおける各ピクセルの場所の予定されたグレイ・レベル
を表し、少なくとも一つの前記２進数は、不均等な数の１及び０を有し、そこで
は前記グレイ・スケール・イメージに近似する複数のイメージが連続して書き込
まれ、前記方法は、１及び０の不均等性を低減するために、前記複数のイメージ
に対して、前記数を、近接する値に変えるステップを具備する（複数のイメージ
方法）。好ましくは、前記不均等性は排除される。前記複数のイメージに対して
計測されるグレイ・スケールは、少なくとも近似するが、好ましくは維持される
。

【００３８】 再度、グレイ・スケールの極値は、好ましくは省略される。いずれの場合も、
完全なグレイ・スケール範囲が維持され、ｄｃバランスは、他の手段、例えば、
上述のように、蓄積したｄｃインバランスのコンピュータ・シミュレーションに
従って適切に、変更ｄｃパルスを加えることによって、周期的に回復することが
できる。しかしながら、これが通常好まれないのは、少なくとも一つのピクセル
が、イメージ期間中、グレイ・スケール極値に維持される可能性のために、使用
されたビット・プレーンの数に等しい、多くの変更ｄｃパルスを使用することを
潜在的に伴うからである。

【００３９】 グレイ・スケール・イメージングにおいてｄｃバランスを維持するこれらの方
法は、少なくとも部分的に、グレイ・スケール・レベルの数と比較した、アドレ
ス・ステップの数の減少から生じる。複数の、または重み付けビット・プレーン
体系のオペレーションにおける使用のために、グレイ・スケール値またはグレイ
・スケール値の組み合わせを抽出する一つの方法、すなわち、予定されたイメー
ジ自身から抽出された入力グレイ・スケール値を取り替えることは、ルックアッ
プ・テーブルの手段による。

【００４０】 上述のとおりに操作される重み付けビットプレーン方法は、液晶ピクセルの緩
和（relaxation）が、最長のビットプレーンの持続期間中、無視されることを必
要とし、これは常に可能とは限らない。そのような場合、前記ビットプレーンは
、ビットプレーン期間中にリフレッシュされうるが、ｄｃバランスを犠牲にする
可能性がある。しかしながら、正確に蓄積されたグレイ・スケールを入手する場
合には、効果的である。

【００４１】 基本的に、リフレッシュ・ステップは、ピクセルの切り替えられた状態を回復
するために、ビットプレーンの開始時に加えられたのと同じ電圧を繰り返し加え
ることを含む。ｎ番目の電力バイナリ重み付けビットプレーンは、リフレッシュ
書き込みステージが含まれる場合、２^ｎグレイスケールが、バイナリ・イメージ
の２^ｎフレーム書き込みを伴うように、第一の書き込みに続いて、（２^ｎ−１）
回リフレッシュされる必要があるかもしれない。しかしながら、書き込みステッ
プの増加する数は、ｄｃバランスを供給する方向で、本発明に従ってビット・フ
レームを変えることをより困難にし、２^ｎフレーム書き込みの制限において、本
発明はうまく適用されることができない。

【００４２】 しかしながら、リフレッシングが、より長い持続期間のビットプレーンを有す
るもののみ必要である場合がある。そのような場合、上述されたとおり、ピクセ
ルを記述する実際の２進数を使用して、本発明に従った方法を実行することが、
ここでも可能になるであろう。しかしながら、本発明に従った好ましい方法は、
リフレッシュされた値を含む、全体のフレーム（単一イメージ方法）または複数
のフレーム（複数イメージ方法）に対して生じる、１及び０の集合を決定するこ
とによって、及び不均等性を低減させることを決定したとおり、１及び０の不均
等性を有するピクセルに関して、前記数を変えることによって実行される。すな
わち、この好ましい方法は、リフレッシュの必要性に従って拡張されたとおり、
各ピクセルに関する２進数上で動作する。

【００４３】 例えば、４桁のピクセルのみを具備する２進数によって表される簡単なピクセ
ルの例を取ってみると、高い順に最初の２桁は、リフレッシュされる必要がある
が、３番目及び４番目は、リフレッシュされる必要なく表示されることができ、
最長のビット・プレーンは４回、次に長いものは２回、リフレッシュする必要が
あるであろう。１００１という数を取ってみると、これは（１１１１）（００）
０１になり、括弧は、５単位の値を有するが３つの０しか有しない、本来の桁を
区別する。本来の数を１０００に変換することで、拡張された数（１１１１００
００）における値の均等性を与える。

【００４４】 リフレッシュ体系において、ビットプレーンは、その持続時間によって、１回
以上読み取られる。このように、その最後の読み取りを受けるまで、ビットプレ
ーンを廃棄することはできない。さらに、各ビット・プレーンが次のビットフレ
ームに進む前に、必要とされる回数だけ繰返し読み取られる場合、２つのビット
プレーンの開始アドレスを記憶する必要がある。

【００４５】 例えば、それぞれ４ｔ、２ｔ、及びｔの相対的持続期間を有する三つのビット
プレーンＡ、Ｂ、及びＣの単純なケースを取ってみると、これらを、ＡＡＡＡＢ
ＢＣの順番に読み取ることが可能であろう。しかしながら、これは１回だけ読み
取られるフレームＣは別として、リフレッシュ読み取りのための正しい場所に到
達するために、前記ビットプレーンの各々の開始アドレスを記憶することを必要
とする。

【００４６】 加えて、おそらくより重要なことであるのが、新しいイメージに進む前に、グ
レイ・スケール・イメージ全体を書きなおす必要がある場合がありことであり、
その場合、例えば、ディスプレイ時間が長いか、または緩和が早い。そのような
場合、次に使用されるべきビットプレーンの開始アドレスを記憶するだけでなく
、イメージ情報がもはや要求されなくなるまで、シーケンス全体の第一のビット
・プレーンの開始アドレスも記憶する必要がある。

【００４７】 そのような場合における、読み取りの改良された方法は、複数の開始アドレス
の記憶を回避することを可能にする。好ましい実施形態の空間光モジュレータを
使用する場合に、高速で画像を読み取ることに関与して、この、明らかに重要で
ないステップが、計算上重要かつ効果的になりうる。

【００４８】 実質的に、複数の最高順位ビットプレーン（またはすべてのビットプレーン）
は、予定された持続時間（重み付け）の減少順に、連続した場所におけるバイナ
リ文字列としてメモリに記憶され、予め決められた数の読み取りパスが、前記複
数の重み付けビットプレーンに等しい、前記記憶されたビットプレーンのセット
から作られ、各パスは、最高順位ビットプレーンで始まり、順番に記憶されたビ
ットプレーンに沿って継続し、前記シーケンスの長さは、予め決められた数の読
み取りパスの終わりで、各ビット・フレームが、その持続時間（重み付け）と比
例した、または等しい複数の回数、読み取られるように選択され、及び変えられ
る。この迅速な読み取りのための一般的方法は、本出願と同日に提出される出願
人の係属中の国際特許出願（参照番号：Ｐ２０９６３ＷＯ１）の主題を形成して
いる。

【００４９】 この体系に従って、上述された３重ビットフレーム・イメージは、読み取りパ
スＡＢＣ（１回）、ＡＢ（１回）、及びＡ（２回）で読み取られ、結合されると
、すべての順番、例えば所望されるとおりに、ＡＢＣＡＢＡＡ、またはＡＢＣＡ
ＡＡＢまたはＡＢＡＡＡＢＣを与えることができる。各読み取りパスは、同じ場
所で始まり、カウンタによって決定されるアドレスへと続くので、開始アドレス
のみが記憶される必要がある。

【００５０】 グレイ・スケール・イメージングが本発明に従って実行されるが、複数の最高
順位ビットプレーンのリフレッシュを伴う場合、この迅速読み取り方法を、リフ
レッシュされるビットプレーン、さらに次に最低順位のビットプレーンを具備す
るセットに適用することが可能である。リフレッシュされない、残りの低位ビッ
トプレーンは、それらの重み付けに従って、前記セットの最低順位ビットプレー
ンよりも少ない持続時間中、１回読み取られるであろう。これは、前記複数の読
み取り内の一期間または複数期間を含む、いつでも実行されることができるが、
好ましくは、全体のセットが、迅速読み取りを受ける前または後に実行される。

【００５１】 上述のグレイ・スケール及びリフレッシュ体系のいくつかは、自動的にｄｃバ
ランスを供給する一方で、これをしない体系のさらなるオプションは、例えばイ
メージを書き込み、それからそれらを緩和させる一方で、インバランスを計算し
（例えば、付随するコンピュータ・シミュレーションにおいて）、それからゼロ
平均ｄｃを供給するような大きさ及び持続時間を有するピクセルに、ローカルｄ
ｃ電圧を加えて、ｄｃインバランスを蓄積させることである。

【００５２】 アドレス可能アレイを統合している液晶セルが上で参照されていることが理解
されるべきであり、本発明の方法は、あらゆるバイナリ空間光モジュレータとの
関連で使用されてもよい。イメージング装置が液晶装置である場合、グレイス・
ケール・イメージを合成するために使用されるバイナリ・イメージの延長は、連
続するバイナリ・イメージの間のａｃ場の適用による、公知の方法で達成されて
もよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 クロスランド ウィリアム オルデン イギリス ケンブリッジ シービー２ １ ピーゼット トランピントン ストリート （番地なし） ユニヴァーシティー オ ブ ケンブリッジ エンジニアリング デ パートメント Ｆターム(参考） 5C006 AA11 AF01 AF11 AF44 FA21 5C058 AA07 AA08 AA11 AA12 BA01 BA06 BA07 BB03 BB14

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重み付けビット・プレーン技術を使用したグレイ・スケール
   ・イメージングの方法であって、ｎ桁２進数が、２値画素のアレイにおいて、各
   画素の場所の、予定されたグレイ・レベルを表し、少なくとも一つの前記２進数
   は、不均等な数の１及び０を有し、１及び０の前記不均等性を低減させるように
   、前記数を、近接した値に変えるステップを具備することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 重み付けビット・プレーン技術を使用してグレイ・スケール
   ・イメージを書き、及び表示する方法であって、ｎ桁の２進数は、２値画素のア
   レイにおいて、各画素の場所の、予定されたグレイ・レベルを表し、少なくとも
   一つの前記２進数は、不均等な数の１及び０を有し、それぞれが前記グレイ・ス
   ケール・イメージに近似した複数のグレイ・スケール・イメージは、連続して書
   かれ、１及び０の前記不均等性を低減させるように、前記数を、前記複数のイメ
   ージの少なくとも一つにおいて、近接した値に変えるステップを具備することを
   特徴とする方法。
3. 【請求項３】 前記複数のイメージに対する前記数の前記値は、予定された
   グレイ・スケール・レベルに等しい平均グレイ・スケール・レベルを供給するこ
   とを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 １及び０の前記不均等性がゼロに低減される（均等性）こと
   を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記数は、ルックアップ・テーブルにおけるデータに従って
   変えられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 【請求項６】 少なくとも最高順位のビットプレーンがリフレッシュされ、
   前記不均等性の決定は、各ビットプレーンがリフレッシュされる回数を考慮する
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 【請求項７】 複数の前記最高順位ビットプレーンがリフレッシュされ、前
   記複数に、次の最高順位ビットプレーンを加えたものが一つのセットを構成し、
   それにおいては、前記ビットプレーンのセットは、メモリにおいて連続したロケ
   ーションに、予定された持続時間（重み付け）の減少順に、バイナリ文字列とし
   て記憶され、前記複数に等しい多くの読み取りパスが、前記記憶されたビットプ
   レーンのセットから作られ、各パスは最高順位ビットプレーンで開始し、順番に
   前記記憶されたビットプレーンに沿って継続し、前記シーケンスの長さは、前記
   読み取りパスの数の最後において、各ビットプレーンが、その持続時間（重み付
   け）と比例した、または等しい、複数の回数にわたって読み取られるように変更
   され、及び選択されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の
   方法。
8. 【請求項８】 前記セットは、ビットプレーンのすべてであることを特徴と
   する、請求項６に記載の方法。
9. 【請求項９】 重み付けに従って、前記セットの最低順位のビットプレーン
   の持続時間より短い持続時間において、１回読み取られる、少なくとも一つの、
   追加的な、より低位なビットプレーンがあることを特徴とする、請求項６に記載
   の方法。
10. 【請求項１０】 前記読み取りパスの数は繰り返されることを特徴とする、
    請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
11. 【請求項１１】 液晶ディスプレイの形式で、空間光モジュレータを扱うた
    めに使用される時の、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 【請求項１２】 イメージが書かれていない時、小さなａｃ電位差が、周期
    的に前記アレイのピクセルに適用されることを特徴とする、請求項１〜１１のい
    ずれか一項に記載の方法。