JP2005196215A - 低解像度空間カラー変調器および高解像度変調器を使用して色を生成する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 カラー光変調器と空間光変調器とを使用しても、表示される画像の輝度と解像度とに影響を与えることのないディスプレイの提供。
【解決手段】 画像を生成するディスプレイシステムであって、該画像は、各々が複数の高解像度画素を含む低解像度画素のアレイを有するディスプレイシステムであり、カラー画素素子のアレイを有する第１の光変調器であって、該カラー画素素子の各々は前記低解像度画素のうちの１つのスペクトル分布を独立して変調するように構成される、第１の光変調器と、各々が前記高解像度画素のグレースケールを独立して変調するように構成されたグレースケール画素素子のアレイを有する第２の光変調器とを具備し、前記第１および第２の光変調器は、前記低解像度画素の各々が、各々が異なる色相を有する高解像度画素の複数のグループを含むように、協働して動作するように構成される、ディスプレイシステム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低解像度空間カラー変調器および高解像度変調器を使用して色を生成する方法およびシステムに関する。

ディスプレイ、プロジェクタまたは他の画像形成システム等、画像を表示する従来のシステムまたはデバイスは、静止画像またはビデオ画像を表示するためにしばしば使用される。観察者は、画像サイズ、コントラスト比、色純度、輝度、画素色精度および解像度等の多くの基準に基づいてディスプレイシステムを評価する。輝度と解像度とは、多くのディスプレイ市場において特に重要な評価基準である。

１つの一般的なディスプレイシステムは、光源と、カラーホイールと、空間光変調器と、を有する。光源から生成される光はカラーホイールに向けられ、カラーホイールは、光源からの光を逐次フィルタリングする。カラーホイールは、通常、赤の光、緑の光および青の光を生成する。赤、緑および青の光は、空間光変調器に逐次送られ、空間光変調器は、それら着色光を所望の画像に応じて変調する。

しかしながら、カラーホイールと空間光変調器とを使用することが、表示される画像の輝度と解像度とに影響を与える場合がある。たとえば、空間光変調器と組み合せてカラーホイールを使用することにより、ちらつきおよび／または他の望ましくない視覚的アーチファクトがもたらされる可能性がある。さらに、カラーホイールは、空間光変調器に対し一度に１つの色のみを提供するだけであるため、表示される画像の輝度に悪影響を及ぼす場合がある。

添付図面は、本発明のさまざまな実施形態を例示し、本明細書の一部である。例示する実施形態は、単に本発明の例であり、本発明の範囲を限定するものではない。

図面を通して、同一の参照番号は同様の、ただし必ずしも同一ではない要素を示す。

本明細書は、第２の光変調器と直列のまたは光学的に結合される第１の光変調器を使用してカラー画像を生成する方法およびシステムについて説明する。この明細書では、「フレーム」期間について言及する。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する「フレーム」または「フレーム期間」は、ディスプレイシステムが観察面上にデジタルフレームの表現を生成する期間を指す。「デジタルフレーム」を、１つのフレーム期間に対し画像を表現するデータアレイによって定義してもよい。例示的な実施形態では、フレーム期間の持続時間は、限定されないが１／６０秒であってもよい。

第１の光変調器は、各々が互いに独立して色を変調するカラー画素素子の第１のアレイを有してもよい。「色を変調する」という用語は、入射光の分光分布を変更することを指す。たとえば、第１の光変調器の１つの画素素子は、入射する本質的に白の光を受け取り、赤、緑、青、黄、シアン、マゼンタ、オレンジまたは他の何らかの色等の特定の波長にピークを有する色分布を出力してもよい。

この明細書では、第１の光変調器の所与の画素素子に対する「カラーサブフレーム」期間について言及する。カラーサブフレーム期間は、画素素子が一定の色相または色調を出力するフレーム期間の一部またはすべてである。

例示的な実施形態では、第１の光変調器は、「パルス幅変調」と呼ばれる技法を利用して、光の色相と出力エネルギーとをともに変化させる。パルス幅変調は、変調器の知覚される出力強度を変更するために、フレーム期間または「サブフレーム」期間中に一連の「オン」および「オフ」状態を生成することを指す。また、サブフレーム期間に対する平均色相を定義するために、種々のスペクトルピークと持続時間とを有するいくつかの異なる「オン」状態を結合することも指す。

第２の光変調器は、各々が光のグレースケールレベルを変調するように構成されたグレースケール画素素子の第２のアレイを有してもよい。本明細書では、グレースケールレベルを変調することは、フレーム期間中に渡されまたは反射されたエネルギーを変調することを指す。このグレースケールレベル変調を、パルス幅変調、アナログ演算により、もしくはディザリングまたはチェッカーボードパターンを用いて行ってもよい。第２の光変調器は、たとえばパルス幅変調を使用するマイクロミラーアレイを備えてもよい。一方、第２の光変調器は、アナログモードで動作する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であってもよく、そこでは、画素単位で渡される光の割合に影響を与えるように液晶に種々の電圧を印加することにより、グレースケールレベルを連続的に変化させてもよい。ディザリングまたはチェッカーボードパターンは、「オン」状態である画素素子の面密度を指す。

１つの例示的な実施形態では、第１の光変調器は、表示される画像にわたって色レベルを生成する比較的低解像度のカラー変調器である。この実施形態では、第２の光変調器は、画像解像度および／またはコントラストを向上させる比較的高解像度のグレースケール変調器である。これら光変調器を、第１の光変調器のみによって提供することができるものより急峻なまたは長さの短い色遷移を画定するように、相補的にかつ／または協働して連携作用するように構成してもよい。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する「低解像度空間カラー変調器」または「カラー変調器」という用語は、第２の光変調器より比較的空間解像度が低い第１の光変調器を指すために使用する。さらに、本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する「高解像度空間変調器」または「高解像度変調器」という用語は、カラー変調器より空間解像度が比較的高い第２の光変調器を指すために使用する。

１つの例示的な実施形態では、第１の色と第２の色とを含む２つの色を、低解像度空間カラー変調器の同じ画素素子を用いて表示してもよい。２つの色が低解像度空間カラー変調器の同じ画素素子を用いて表示される場合、フレーム期間を、カラー変調器が第１の色を出力する第１のカラーサブフレーム期間と、カラー変調器が第２の色を出力する第２のサブフレーム期間と、に分割する。

光がカラー変調器と高解像度変調器とを通過する順序を変更してもよい。たとえば、光変調器を、ディスプレイシステムにおいて光学的に結合することにより、光がまず高解像度変調器に渡され次にカラー変調器に渡されるようにしてもよい。

以下の説明では、説明のために、本ディスプレイシステムが完全に理解されるためにいくつかの特定の詳細を示す。しかしながら、当業者には、本ディスプレイシステムをこれらの特定の詳細なしに実施してもよい、ということが明らかとなろう。明細書において「一実施形態」または「実施形態」と言及する場合、それは、実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。明細書のさまざまな場所で現れる「一実施形態では」という句は、必ずしもすべて同じ実施形態を指してはいない。

本明細書および添付の特許請求の範囲では、特に示さない限り、「ディスプレイシステム」という用語を使用して、プロジェクタ、投影システム、画像表示システム、テレビジョンシステム、ビデオモニタ、コンピュータモニタシステム、または画像を表示するように構成された他の任意のシステムを指す。画像は、静止画像、一連の画像、または動画ビデオであってもよい。本明細書および添付の特許請求の範囲では、特に示さない限り、「画像」という用語を使用して、静止画像、一連の画像、動画ビデオ、またはディスプレイシステムによって表示される他の何かを指す。

図１は、例示的な実施形態による例示的なディスプレイシステム（１００）を示す。図１の構成要素は単に例示的なものであり、それらを、特定の適用の目的に最もかなうように修正し、変更し、または追加を加えてもよい。図１に示すように、画像データを画像処理装置（１０６）に入力する。画像データは、ディスプレイシステム（１００）によって表示される画像を定義する。画像処理装置（１０６）によって１つの画像が処理されているように例示し説明するが、当業者には、画像処理装置（１０６）によって複数のまたは一連の画像を処理してもよい、ということが理解されよう。画像処理装置（１０６）は、光源（１０１）の照明を制御することおよび低解像度空間カラー変調器（１０２）と高解像度空間変調器（１０３）とを制御することを含むさまざまな機能を実行する。

図１に示すように、光源（１０１）を、低解像度空間カラー変調器（１０２）に光のビームを提供するように構成してもよい。光源（１０１）は、限定されないが、高圧水銀灯であってもよい。低解像度空間カラー変調器（１０２）を、光源（１０１）によって提供される光を、画像処理装置（１０６）からの入力に基づいてカラー画像をもたらす光のビームを形成するように変調することにより、ディスプレイシステム（１００）がカラー画像を表示することができるように構成する。低解像度空間カラー変調器（１０２）により、光を、その位相、強度、偏光、方向、波長または光に固有の他の任意の特性において変調してもよい。この低解像度空間カラー変調器（１０２）については後に詳細に説明する。

低解像度空間カラー変調器（１０２）によって伝達される光を、偏光子、レンズを介して、または他の何らかのデバイス（図示せず）を介して高解像度空間変調器（１０３）上に集束させる。高解像度空間変調器（１０３）は、電気または光入力に対応する空間パターンで入射光を変調するデバイスである。入射光を、高解像度変調器（１０３）により、その位相、強度、偏光、方向、波長、色、色相、または光に固有の他の任意の特性において変調してもよい。このように、図１の高解像度変調器（１０３）は、低解像度空間カラー変調器（１０２）によって出力される光を、画像処理装置（１０６）からの入力に基づき、表示光学系（１０４）によって観察面（図示せず）に最終的に表示されまたは投影される、画像をもたらす光のビームを形成するように変調する。表示光学系（１０４）は、画像を表示しまたは投影するように構成された任意のデバイスを含んでもよい。たとえば、表示光学系（１０４）は、限定されないが、観察面に画像を投影し集束させるように構成されたレンズであってもよい。観察面は、限定されないが、スクリーン、テレビ、壁、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはコンピュータモニタであってもよい。

１つの例示的な実施形態により、ディスプレイシステム（１００）において低解像度空間カラー変調器（１０２）と高解像度変調器（１０３）とが配置される順序を置き換えてもよい。たとえば、高解像度変調器（１０３）を、低解像度空間カラー変調器（１０２）の前に配置し、それが光源（１０１）によって生成される光を変調してもよい。この場合、低解像度空間カラー変調器（１０２）を、高解像度変調器（１０３）によって出力される光を変調するように構成してもよい。しかしながら、例示のために、本明細書の例では、ディスプレイシステム（１００）において低解像度変調器（１０２）が先にくるものと想定する。

図２は、１つの例示的な実施形態による低解像度空間カラー変調器（１０２）と高解像度変調器（１０３）とを組み込んだ例示的なディスプレイシステム（１００）の概略図である。図示するように、ディスプレイシステム（１００）を、観察面（１１５）に画像（１１６）を生成するように構成してもよい。一実施形態では、観察面（１１５）は、観察面（１１５）上に画像を形成するように協働して相互作用する複数の表示画素（１１４）を有する。

図２の図示するディスプレイシステム（１００）では、光源（１０１）は、限定されないが、高圧ランプであってもよい。光源（１０１）は、光（１１０）を生成し、それを光路（概して破線で示す）に沿うように向けてもよい。図示するように、光（１１０）を、レンズ（１１１）またはレンズ群（図示せず）等の光学系、インテグレータロッド（１１２）を介して低解像度空間カラー変調器（１０２）に向けてもよい。

図２に示すように、低解像度空間カラー変調器（１０２）を、入射光を色分解するとともに入射光を空間的に分解して複数のカラー光ビームにするように構成してもよい。このように、低解像度空間カラー変調器（１０２）を、複数のカラー光ビームから構成される低解像度カラー光アレイを生成するように構成してもよい。たとえば、図２の低解像度空間カラー変調器（１０２）を、入射光を赤（Ｒ）、青（Ｂ）および緑（Ｇ）の光に分解するように構成する。

図示するように、低解像度空間カラー変調器（１０２）は、入射光を複数のカラー光ビームに空間的に分解するように構成された複数の異なる変調器のうちの任意のものであってもよい。たとえば、低解像度空間カラー変調器（１０２）は、限定されないが、デジタル光フィルタまたは回折光素子（diffractive light device）（ＤＬＤ）であってもよい。デジタル光フィルタは、異なるカラー光ビームを選択的に通過させるように構成された複数の個々のフィルタ素子（１１３）を有してもよい。各個々のフィルタ素子（１１３）は、選択的に或る波長（色）の光を通過させまた或る波長（色）の光を遮断または吸収する、適当なカラーフィルタであってもよい。各フィルタ素子（１１３）は、結果としての着色光のビームによって表現されるような最終的に表示される画像の異なる「低解像度画素」に対応してもよい。１つの例示的な実施形態では、後述するように、低解像度画素は、複数の表示画素（１１４）を含んでもよい。

上述したように、低解像度空間カラー変調器（１０２）は、別法として、本明細書においてＤＬＤと呼ぶ干渉型デバイスであってもよい。ＤＬＤは、白色光を受け取り、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄、青紫（violet）、オレンジまたは他の色等の特定の波長を中心としてピークとなるスペクトル分布を有する光を出力するように、各々独立して制御可能な画素素子またはセルのアレイを有する。ここで、画素素子が或る色を出力すると言う場合、それは、それがその色を中心としてピークとなるスペクトル分布を出力していることを意味する。

各セルは、セルのアレイに対して標準的な寸法を有する光学キャビティを有し、それは、そのキャビティを画定するのを助ける対向するプレートにわたって印加される電圧に反応する。キャビティを、対向するプレートにわたる電圧を制御することによりまたは対向するプレートの一方または両方への電荷注入を制御することにより、画定してもよい。その光学キャビティの寸法により、上述したような出力スペクトルピークが決まる。さらに、キャビティは、光のほぼすべてが吸収される一定の寸法で、黒状態を有する。

図２の例示的なディスプレイシステム（１００）に戻ると、結果としての着色光のビーム（そのうちの２つのみが、簡略化のために図２に示される）を、光路に沿って高解像度変調器（１０３）にさらに向ける。後述するように、高解像度変調器（１０３）を、カラー変調器（１０２）によって生成される低解像度画像をさらに精緻化するように構成する。結果としての高解像度画像（ここでもまた単一光ビームとして示す）を、表示光学系（１０４）を通して観察面（１１５）にさらに向けることにより、画像（１１６）を生成してもよい。

高解像度変調器（１０３）は、限定されないが、ＬＣＯＳ（liquid crystal on silicon）アレイまたはマイクロミラーアレイ等の空間光変調器（ＳＬＭ）であってもよい。ＬＣＯＳおよびマイクロミラーアレイは、当該技術分野において既知であり、本明細書では詳細に説明しない。例示的な、ただし限定的ではないＬＣＯＳアレイは、Ｐｈｉｌｉｐｓ（商標）ＬＣＯＳ変調器である。例示的な、ただし限定的ではないマイクロミラーアレイは、Texas Instruments（商標）Inc.から入手可能なデジタル・ライト・プロセッシング（Digital Light Processing）（ＤＬＰ）チップである。高解像度変調器（１０３）は、別法として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルまたは高解像度に対応可能であるように構成された他の任意の変調器であってもよい。

図２に示す高解像度変調器（１０３）は、単に例示のために反射型変調器である。しかしながら、高解像度変調器（１０３）は、別法として、ＬＣＤパネル等の通過型または透過型変調器であってもよい。同様に、図２に示す低解像度空間カラー変調器（１０２）は、単に例示のために通過型変調器である。しかしながら、低解像度空間カラー変調器（１０２）は、別法として、反射型変調器であってもよい。

図３は、１つの例示的な実施形態による上述したディスプレイシステム（図２の１００）で使用してもよい例示的な高解像度変調器（１０３）を示す。図３の例示的な高解像度変調器（１０３）は、例示のためにマイクロミラー（１２０）のアレイを備えるＳＬＭである。マイクロミラー（１２０）アレイは、マイクロミラー（１２０）の複数の行を備える。各マイクロミラー（１２０）は、表示される高解像度画像の表示画素に対応する。マイクロミラー（１２０）を、デジタルで、または双安定で動作させてもよい。デジタル動作は、所与のマイクロミラーを第１の位置かまたは第２の位置のいずれかに完全に偏向させる。第１の位置は「オン」位置であり、第２の位置は「オフ」位置である。カラー変調器（図２の１０２）から生成された光は、マイクロミラーのアレイ全体を照明する。第１の位置に偏向したマイクロミラーは、第１の経路に沿って光を反射し、第２の位置に偏向したマイクロミラーは、第２の経路に沿って光を反射する。ディスプレイシステムの表示光学系（１０４）は、第１すなわち「オン」の位置にあるミラーからの光を収集し、その光を像面上に集束させる。第２すなわち「オフ」の位置にあるマイクロミラーによって反射された光は、像面に達しないようにされる。１つの例示的な実施形態では、後に詳細に説明するように、各マイクロミラーは、最終的に表示された画像の「高解像度画素」に対応してもよい。「オン」位置にあるマイクロミラーに関連する高解像度画素は照明されるが、「オフ」位置にあるマイクロミラーに関連する高解像度画素は照明されない。

図３は、マイクロミラー（１２０）の動作を制御する制御回路（１２１〜１２３）を示す。たとえば、行選択ロジック（１２１）と列駆動ロジック（１２２）とは、マイクロミラー（１２０）のアレイの特定のマイクロミラーに対し、それらマイクロミラーが所与の時刻に「オン」または「オフ」位置にあるように指示する更新データを送出してもよい。ディスプレイシステム（図１の１００）に、ディスプレイシステム（図１の１００）の他の構成要素とＳＬＭ（１０３）を制御するロジック（１２１、１２２）との間をインタフェースするインタフェース電子回路（１２３）を含めてもよい。制御回路（１２１〜１２３）は任意であり、ディスプレイシステム（図１の１００）に含めても含めなくてもよい。

低解像度空間カラー変調器（図２の１０２）と高解像度変調器（１０３）とをともに、強度またはグレースケールのレベルが異なる画像を生成するように構成してもよい。一実施形態では、カラー変調器（図２の１０２）を、所与のグレースケールレベルの低解像度カラー画像を生成するように構成してもよく、高解像度変調器（１０３）を、複数のグレースケールレベルを追加することにより低解像度カラー画像を精密に分解するように構成してもよい。一実施形態では、低解像度空間カラー変調器（図２の１０２）と高解像度変調器（１０３）とは、パルス幅変調または空間変調を使用して所与の強度またはグレースケールレベルをもたらしてもよい。言い換えれば、低解像度空間カラー変調器（図２の１０２）に関連する低解像度画素または高解像度変調器（１０３）に関連する高解像度画素を、所望のグレースケールレベルをもたらすように所与のフレーム期間内で迅速にオン・オフしてもよい。画素が所与のフレーム内で十分に迅速にパルス駆動される場合、人間の目は、そのフレームの間、画素のグレースケールレベルを正確に測定するが、パルス化は検出しない。低および高解像度画素については後に詳細に説明する。

図４は、例示的な実施形態による例示的なグレースケールレベルのスペクトルを示す。図４のグレースケールレベルは例示的なものであり、特定のディスプレイシステムの目的に最もよくかなうように、より高いかより低いレベルのグレースケールがあってもよい、ということが理解されよう。図４に示すように、第１のグレースケールレベル（１３０）は完全に黒である。完全に黒のグレースケールレベル、すなわち黒状態は、全フレームまたはサブフレームの間「オフ」状態である画素に対応する。その画素は、低解像度空間カラー変調器（図２の１０２）に関連する低解像度画素であっても、または高解像度変調器（１０３）に関連する高解像度画素であってもよい。図４に示すように、最終グレースケールレベル（１３１）までグレースケールレベルの輝度が上昇する。最終グレースケールレベル（１３１）は白であり、フレーム全体の間「オン」状態である画素に対応する。第１のグレースケールレベル（１３０）と最終グレースケールレベル（１３１）との間にあるグレースケールレベルを、画素が「オン」状態である所与のフレーム内の時間の長さを変化させることによってもたらすことができる。この「オン」または「オフ」状態に基づくグレースケールレベルの変化を、パルス幅変調（ＰＷＭ)と呼ぶ。

１つの代替実施形態では、高解像度変調器（１０３）は、各画素素子に印加される電圧に応じて、連続して変化する、すなわちアナログ量の偏光を渡すように構成されたアナログＬＣＤパネルであってもよい。ＬＣＤパネルは、ＰＷＭモードで動作してもアナログモードで動作してもよい。

図５は、低解像度空間カラー変調器（１０２）の複数の低解像度画素（１５１）上に重ねられる高解像度変調器（１０３）の複数の高解像度画素（１５０）を示す。高解像度画素（１５０）を破線で示し、低解像度画素（１５１）を実線で示す。図５に示すように、高解像度変調器（１０３）は、低解像度空間カラー変調器（１０２）より画素解像度が高い。言い換えれば、高解像度画素（１５０）は、低解像度画素（１５１）より幾何学上小さい。１つの例示的な実施形態では、高解像度画素（１５０）の数は、ディスプレイシステム（図１の１００）によって表示される画像における表示画素の数と同じである。図５の例示的な高解像度変調器（１０３）は、単に例示のために低解像度空間カラー変調器（１０２）の各低解像度画素（１５１）に対応する１６の高解像度画素（１５０）を有する。カラー変調器（１０２）と高解像度変調器（１０３）との両方の実際の寸法を、特定の適用の目的に最もよくかなうように変更してもよい。たとえば、低解像度空間カラー変調器（１０２）は４００×３００画素であってもよく、高解像度変調器（１０３）は１６００×１２００画素であってもよい。

図５はまた、例示のために、高解像度画素（１５０）と低解像度画素素子（１５１）とが完全に位置合せされているように示す。しかしながら、実際のディスプレイシステムでは、製造公差によりそれらの間に或る程度のずれがある可能性がある。

図５の各低解像度画素（１５１）と各高解像度画素（１５０）とは、所与の期間中、「オン」状態であっても「オフ」状態であってもよい。デジタルデバイスの場合、本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する「オン」状態にある低解像度画素（１５１）または高解像度画素（１５０）は、所与の期間中に駆動されるものであり、「オフ」状態にある低解像度画素（１５１）または高解像度画素（１５０）は、所与の期間中に駆動されないものである。さらに、本明細書および添付の特許請求の範囲における画素（低解像度画素（１５１）または高解像度画素（１５０）のいずれか）を「オンにする」および「駆動する」という用語は、画素を「オン」状態にすることを指すように同じ意味で使用する。たとえば、画素の対応するマイクロミラーを制御することにより、もしくはカラー変調器（１０２）または高解像度変調器（１０３）内のデバイスを使用可能にすることにより、画素を「オン」にしまたは駆動してもよい。

先に説明したように、低解像度空間カラー変調器（１０２）を、複数の色を同時に生成するように構成してもよい。このため、図５の低解像度画素（１５１）は、同じビデオフレームの間は異なる色であってもよい。さらに、後述するように、低解像度画素（１５１）を、ビデオフレームの異なる部分の間に異なる色を有するように構成してもよく、それにより、低解像度画素（１５１）内の高解像度画素（１５０）が異なる色を有することができる。

代替実施形態では、低解像度空間カラー変調器（１０２）は、所与のフレーム期間に「オフ」状態がなく単に空間的にかつ時間的に出力色を変化させるだけでもよい。空間的にとは、異なる低解像度画素（１５１）が異なる選択された色を有する可能性があることを意味する。時間的にとは、フレーム期間中に所与の低解像度画素（１５１）に対し色が変化する可能性があることを意味する。かかる場合、グレースケールレベルまたは黒状態は、高解像度変調器（１０３）によって完全に確定される。

代替実施形態では、高解像度変調器（１０３）は、「オン」状態、「オフ」状態および「オン」状態と「オフ」状態との間のアナログレベルを有するＬＣＤパネル等のアナログデバイスである。アナログ高解像度変調器（１０３）は、アナログレベルを「オン」状態と「オフ」状態との間で変化させることにより、画像にグレースケールレベルを追加してもよい。

図６は、複数のタイムスライスに分割された例示的なビデオフレーム（１４０）を示す。後に説明するように、ビデオフレーム（１４０）を複数のタイムスライスに分割することにより、ディスプレイシステム（図１の１００）は、強度またはグレースケールレベルが変化するカラー画像を生成することができる。図６の例示的なフレーム（１４０）は１５のタイムスライスに分割されているが、フレーム（１４０）を、特定の適用の目的に最もよくかなうようにいかなる数のタイムスライスに分割してもよい。

例示的な実施形態によれば、２^m−１のタイムスライスに分割されたフレームでは、カラー変調器（図２の１０２）は、そのカラー変調器（図２の１０２）に関連する低解像度画素（図５の１５１）の各々に対しグレースケールの２^mまでのあり得るレベルをもたらすことができる。言い換えれば、カラー変調器（図２の１０２）は、低解像度画素（図５の１５１）の各々に対し特定の色の２^mまでの異なる強度または色合いをもたらすことができる。ビットに関し、２^m−１のタイムスライスに分割されたフレームでは、カラー変調器（図２の１０２）は、低解像度画素（図５の１５１）の各々に対しｍビットまでの色を生成することができる。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する変数「ｍ」は、０以上の任意の整数であってもよい。

同様に、高解像度変調器（図２の１０３）を、高解像度変調器（図２の１０３）に関連する高解像度画素（図５の１５０）の各々に対しグレースケールの２^mまでのレベルをもたらすように構成してもよい。ビットに関し、高解像度変調器（図２の１０３）は、高解像度画素（図５の１５０）の各々に対してｍビットまでの色を生成することができる。

たとえば、図６に示すようにフレームが１５のタイムスライスに分割される場合、カラー変調器（図２の１０２）は、低解像度画素（図５の１５１）の各々に対し１６までのグレースケールレベルをもたらしてもよい。同様に、高解像度変調器は、高解像度画素（図５の１５０）の各々に対し１６のグレースケールレベルをもたらしてもよい。

１つの例示的な実施形態では、タイムスライスはすべて幅が等しいとは限らず、異なる幅を有する。このため、さまざまなグレースケールレベルをもたらすために必要なタイムスライスの数を低減してもよい。たとえば、バイナリ加重４ビットシステムでは、フレーム期間に、最下位ビットから最上位ビットを表す、タイムスライスに対応する１、２、４および８の相対時間重み付けを有する４つのタイムスライスがあってもよい。一実施形態では、特定の適用の目的に最もかなうように、視覚的アーチファクトを低減するために、フレーム期間にわたってより重要なタイムスライスを分割してもよい。単に例示のために、本明細書の例を、等しく重み付けされたタイムスライスに関して説明する。しかしながら、バイナリ加重タイムスライスを使用してもよい、ということが理解されよう。

グレースケール解像度のビットの数を、特定の適用の目的に最もよくかなうように変更してもよい。たとえば、ディスプレイシステムによっては、２４ビット色、すなわち３つの原色の各々に対し８ビットのグレースケールを生成するように構成してもよい。またディスプレイシステムによっては、各々が８ビットより多いかまたは少ないグレースケールを有する３つより多いかまたは少ない原色を生成するように構成してもよい。このように、ｍの例示的な値は２４であってもよい。しかしながら、先に説明したように、ｍの値を、特定の適用の目的に最もよくかなうように変更してもよい。

図７は、フレームの間のカラー変調器（図２の１０２）かまたは高解像度変調器（図２の１０３）のいずれかに対応する画素の特定のグレースケールレベルが、画素が「オン」状態にあるフレームにおいてタイムスライスの総数に線形に依存する可能性があることを示す。例示のために、カラー変調器（図２の１０２）と高解像度変調器（図２の１０３）とは、特定の高解像度画素（図５の１５０）に対して追加のグレースケールレベルをもたらすように連携して作用しないものと想定する。図７は、いずれかの変調器（図２の１０２、１０３）が２^m−１のタイムスライスを有するフレームにおいて２^mのグレースケールレベルを生成することができることを示す。例示のために、図７のグラフにおけるグレースケールレベルに、１、２、３、…、２^mとラベル付けし、１のグレースケールレベルは最低（最も暗い）グレースケールレベルであり、２^mのグレースケールレベルは、最高（最も明るい）グレースケールレベルである。このように、図７を参照すると、画素がフレームのタイムスライスのいずれに対しても「オン」状態でない場合、その画素は、グレースケールレベルが１である。同様に、画素が合計１つのタイムスライスに対して「オン」状態である場合、その画素のグレースケールレベルは２である。画素が合計２つのタイムスライスに対して「オン」状態である場合、その画素のグレースケールレベルは３である。最後に、図７に示すように、画素がフレームの２^m−１のタイムスライスすべての間に「オン」状態である場合、その画素のグレースケールレベルは２^mである。

特定の画素のグレースケールレベルは、画素が「オン」状態であるフレームにおけるタイムスライスの総数によって決まる、ということに留意することが重要である。このため、例示的な実施形態によれば、画素は、特定のグレースケールレベルを達成するために、フレームにおけるタイムスライスの任意の組合せの間に「オン」であってもよい。たとえば、図７のグレースケールの注釈を使用すると、３のグレースケールレベルを達成するために、図４に示すタイムスライスのうちの任意の２つの間、低解像度画素（図５の１５１）を「オン」にしてもよい。同様に、３のグレースケールレベルを達成するために、図４に示すタイムスライスのうちの任意の２つの間、高解像度画素（図５の１５０）を「オン」にしてもよい。図６を参照すると、高解像度画素（図５の１５０）に対し３のグレースケールレベルを達成するために、低解像度画素（図５の１５１）または高解像度画素（図５の１５０）のいずれかが、タイムスライス１および２、７および８、１５および１、またはフレーム（図４の１４０）内の２つのタイムスライスの他の任意の組合せの間にオンであってもよい。このため、後に説明するように、特定の高解像度画素（図４の１５０）に対して所望の数のグレースケールレベルを達成するために、カラー変調器（図２の１０２）と高解像度変調器（図２の１０３）とが相補的に作用してもよい。

ここで、直列の低解像度空間カラー変調器（１０２）と高解像度変調器（１０３）とを使用してカラー画像を生成する例示的な方法について、図８および図９に関連して説明する。図５と同様に、図８は、複数の低解像度画素（１５１）の上に重なる複数の高解像度画素（１５０）を示す。しかしながら、図８はまた、高解像度画素（１５０）のうちのあるものは第１の色（たとえば、１８１）であってもよく、またあるものは第２の色（たとえば、１８４）であってもよい、ということも示す。例示のために、図８においてグレーで埋められている高解像度画素（１５０）は第１の色に対応し、埋められていない高解像度画素（１５０）は第２の色に対応する。１つの例示的な実施形態では、第１および第２の色は、赤、青、緑、黒、白等のいかなる色であってもよい。

図８に示すように、低解像度画素（１５１）のうちの１つまたは複数には、第１の色の高解像度画素（１５０）と第２の色の高解像度画素（１５０）とが含まれる場合がある。かかる低解像度画素（１５１）を、たとえば、表示される画像の２つの異なる色の物体の縁に配置してもよい。たとえば、図８において、低解像度画素（１８２）は、第１の色（たとえば、１８３）である高解像度画素（１５０）と第２の色（たとえば、１８４）である高解像度画素（１５０）とを含む。図８は、単に例示のために、１つの低解像度画素（１８２）における２つの異なる色の高解像度画素（１８３、１８４）を示す。しかしながら、１つの例示的な実施形態では、着色された高解像度画素（１５０）を生成する上述した方法を、単一の低解像度画素（１５１）内に３つ以上の異なる色が存在するディスプレイシステムに拡張してもよい。

図９は、高解像度変調器（図２の１０３）と直列の低解像度空間カラー変調器（図２の１０２）を使用してカラー画像を生成する例示的な方法を示す例示的なフローチャートである。より詳細には、図９は、対応する低解像度画素（図５の１５１）とともに高解像度画素（図８の１５０）のオン／オフ状態を調整することにより、高解像度画素（図８の１５０）の色を生成する例示的な方法を示す。

一実施形態では、図９の例示的な方法の第１のステップは、低解像度画素（図８の１５１）が異なる色となる高解像度画素（図８の１５０）を含むか否かを判断する（ステップ１９０）ことである。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する「遷移低解像度画素モード」は、低解像度画素（図８の１５１）が異なる色となる高解像度画素（図８の１５０）を含む場合（ステップ１９０のはい）を指すために使用する。同様に、「非遷移低解像度画素モード」は、低解像度画素（図８の１５１）が異なる色となる高解像度画素（図８の１５０）を含まない場合（ステップ１９０のいいえ）を指すために使用する。高解像度画素（図８の１５０）は、単に例示のために図９の例示的な方法における２つの異なる色のうちの一方であってもよい。しかしながら、図９の例示的な方法を、３つ以上の異なる色の高解像度画素（図８の１５０）を生成するように変更してもよい。

低解像度画素内に含まれる高解像度画素が同じ色となる場合（ステップ１９０のいいえ）、低解像度画素内の高解像度画素の色を、フレーム全体の選択したタイムスライスの間に所望の色を有する低解像度画素を起動することによって生成してもよい（ステップ１９１）。図９に示すように、高解像度画素もまた、フレーム全体の選択したタイムスライスの間に起動してもよく（ステップ１９２）、それにより任意の所望の追加のグレースケールレベルを追加しながら、高解像度画素を低解像度画素と同じ色に維持することができる。低解像度画素と対応する高解像度画素とに対し同じ色を生成する例を、図１０のタイミング図に関連して示す。図１０のタイミング図は、図８の低解像度画素（図８の１８０）と低解像度画素（図８の１８０）内の高解像度画素（図８の１８１）のうちの１つとに対応する。

図１０は、低解像度画素（図８の１８０）と対応する高解像度画素（図８の１８１）とが同じ色となる、フレーム（１４０）の各タイムスライスの間の低解像度画素（図８の１８０）と高解像度画素（図８の１８１）とのオン／オフ状態を示すタイミング図である。低解像度画素（図８の１８０）のオン／オフ状態を実線で示し、高解像度画素（図８の１８１）のオン／オフ状態を破線で示す。

単に例示のために、低解像度画素（図８の１８０）と高解像度画素（図８の１８１）とは、同じ色（赤）となり、強度またはグレースケールレベルが同じである（およそ５０％）。しかしながら、低解像度画素（図８の１８０）と高解像度画素（図８の１８１）とが任意のグレースケールレベルの任意の色であってもよい、ということが理解されよう。

図１０に示すように、低解像度画素（図８の１８０）は、およそ５０％の強度を達成するように、フレーム（１４０）の間のタイムスライスのうちのおよそ半分に対して「オン」状態である。この例では、高解像度画素（図８の１８１）は低解像度画素（図８の１８０）と同じ強度を有することになるため、高解像度画素（図８の１８１）は、フレーム（１４０）のタイムスライスの各々の間は「オン」状態である。しかしながら、代替実施形態（図示せず）では、カラー変調器（図２の１０２）によって生成された色に対し所望の数のグレースケールレベルを追加するために、フレーム（１４０）の任意の数のタイムスライスの間に高解像度画素（図８の１８１）が「オン」であってもよい。

代替実施形態では、フレーム（１４０）におけるタイムスライスに対し、色のより重要なビットが分割されフレーム期間（１４０）全体にわたり分散されるように重み付けしてもよい。かかる重み付けにより、表示された画像に関連するちらつきおよび／または他の視覚的アーチファクトを低減することができる。図１１は、低解像度画素（図８の１８０）と対応する高解像度画素（図８の１８１）とが同じ強度またはグレースケールレベル（およそ５０％）で同じ色（赤）となるフレーム（１４０）の各タイムスライスの間の低解像度画素（図８の１８０）と高解像度画素（図８の１８１）とのオン／オフ状態を示すタイミング図である。

図１１に示すように、低解像度画素（図８の１８０）は、フレーム（１４０）の間のタイムスライスのおよそ半分に対して「オン」状態である。しかしながら、図１０に関連して示した例とは異なり、低解像度画素（図８の１８０）は非連続的なタイムスライスの間に「オン」である。このため、図１１に示すように、低解像度画素（図８の１８０）は、タイムスライス１〜３、７〜８および１３〜１５の間は「オン」状態である。例示的な実施形態により、低解像度画素（図８の１８０）と高解像度画素（図８の１８１）とは、任意の連続したタイムスライスの間に「オン」状態であってもよい。

図１２は、低解像度画素（図８の１８０）と高解像度画素（図８の１８１）とが同じ強度またはグレースケールレベル（およそ５０％）で同じ色（赤）となるさらに別の代替実施形態を示すタイミング図である。図１２に示すように、高解像度画素（図８の１８１）に対しておよそ半分の強度で赤の色を生成するために、低解像度画素（図８の１８０）は、フレーム（１４０）全体の間「オン」状態であってもよく、高解像度画素（図８の１８１）は、フレーム（１４０）の間のタイムスライスのおよそ半分に対して「オン」状態であってもよい。

このように、図１０乃至図１２のタイミング図に示すように、高解像度画素（図８の１８１）に対し所望の色強度を達成するように、低解像度画素（図８の１８０）または高解像度画素（図８の１８１）のいずれかの状態を制御してもよい。さらに、図示しないが、低解像度画素（図８の１８０）と高解像度画素（図８の１８１）との両方の状態を同時に変化させることにより、同じ色強度の結果もまた達成することができる、ということが理解されよう。

図９のフローチャートに戻ると、低解像度画素が２つの異なる色となる高解像度画素を含む場合（ステップ１９０のはい）、高解像度画素の色を、まずフレームを２つのサブフレームに分割することによって生成してもよい（ステップ１９３）。各サブフレームは、後に詳細に説明するように、複数のタイムスライスを含む。３つ以上の異なる色の高解像度画素があることになる場合、図９の例示的な方法を変更してもよい、ということが理解されよう。この場合、フレームを、異なる色の数に等しい複数のサブフレームに分割してもよい。

フレームをサブフレームに分割した後（ステップ１９３）、第１の色を使用して第１のサブフレームの選択するタイムスライスの間に低解像度画素を起動する（ステップ１９４）。そして、第２のサブフレームの間に、第２の色を使用して選択するタイムスライスの間に低解像度画素を起動してもよい（ステップ１９５）。一実施形態では、後に説明するように、第１のサブフレームの間に、第１の色となる高解像度画素を起動し（ステップ１９６）、第２のサブフレームの間に、第２の色となる高解像度画素を起動する（ステップ１９７）。

図１３のタイミング図に関連して、同じ低解像度画素内で異なって着色された高解像度画素を生成する例を示す。図１３のタイミング図は、フレーム（１４０）の各タイムスライスの間の、図８の低解像度画素（図８の１８２）と、低解像度画素（図８の１８２）内の第１の色（図８の１８３）の高解像度画素と、低解像度画素（図８の１８２）内の第２の色（図８の１８４）の高解像度画素と、のオン／オフ状態を示す。図８に示すように、低解像度画素（図８の１８２）は、第１の色（たとえば、図８の１８３）を有する高解像度画素と、第２の色（たとえば、図８の１８４）を有する高解像度画素とを含む。

例示のために、第１の色を、図１３において「色１」によって示し、第２の色を「色２」によって示す。色１および色２は、例示的な実施形態により任意の色であってもよく、任意の強度またはグレースケールレベルを有してもよい。

図１３に示すように、低解像度画素（図８の１８２）のオン／オフ状態を、最上部のグラフに示し実線で示す。第１の色（図８の１８３）の高解像度画素のオン／オフ状態を、最下部のグラフに示し、長破線で示す。最後に、第２の色（図８の１８４）の高解像度画素のオン／オフ状態を、中間のグラフに示し、短破線で示す。

図１３に示すように、カラー変調器（図２の１０２）によって４つのビットを使用する両方の色の生成を容易にするために、フレーム（１４０）を３０のタイムスライスに分割した。しかしながら、上述したように、色毎に所望の数のビットを用いるのを容易にするために、フレーム（１４０）をいかなる数のタイムスライスに分割してもよい。

図１３に示すように、第１のサブフレーム（１８５）の間、カラー変調器（図２の１０２）は、選択するタイムスライスの間に低解像度画素（図８の１８２）を「オン」とすることにより、所望の強度またはグレースケールで第１の色（色１）を生成する（図９のステップ１９４）。図１３に示すように、第１のサブフレーム（１８５）は、タイムスライス１〜１５を含んでもよい。しかしながら、代替実施形態（図示せず）では、第１のサブフレーム（１８５）は、フレーム全体に任意の１５のタイムスライスを含んでもよい。言い換えれば、第１および第２のサブフレーム（１８５、１８６）のタイムスライスは、交互配置されてもよく、非逐次タイムスライスを含んでもよい。しかしながら、例示のために、本明細書で示す例では、第１のサブフレーム（１８５）はタイムスライス１〜１５を指し、第２のサブフレーム（１８６）はタイムスライス１６〜３０を指す。

図１３に示すように、色１の強度はおよそ５０％である。このため、第１のサブフレーム（１８５）におけるタイムスライスのおよそ半分に対し、低解像度画素（図８の１８２）は「オン」状態である。

第２のサブフレーム（１８６）の間、カラー変調器（図２の１０２）は、選択するタイムスライスの間に低解像度画素（図８の１８２）を「オン」にして所望の強度またはグレースケールで第２の色（色２）を生成する（図９のステップ１９５）。図１３に示すように、色２の強度は、およそ２０％である。このため、低解像度画素（図８の１８２）は、第２のサブフレーム（１８６）におけるタイムスライスのおよそ１／５に対し「オン」状態である。

カラー変調器（図２の１０２）は、フレーム（１４０）の間、低解像度画素（図８の１８２）に対し両方の色を生成したため、第１の色を有することになる高解像度画素（図８の１８３）を、第１のサブフレーム（１８５）の間に「オン」状態であり第２のサブフレーム（１８６）の間に「オフ」状態であるように構成してもよく（図９のステップ１９６）、それにより第１の色のみが維持される。同様に、第２の色を有することになる高解像度画素（図８の１８４）を、第２のサブフレーム（１８６）の間に「オン」状態であり第１のサブフレーム（１８５）の間に「オフ」状態であるように構成してもよく（図９のステップ１９７）、それにより第２の色のみが維持される。このように、図１３に示すように、第１の色を有することになる高解像度画素（図８の１８３）は、タイムスライス１〜１５の間は「オン」でありタイムスライス１６〜３０の間は「オフ」である。同様に、第２の色を有することになる高解像度画素（図８の１８４）は、タイムスライス１６〜３０の間は「オン」であり、タイムスライス１〜１５の間は「オフ」である。

単に例示のために、高解像度画素（図８の１８３、１８４）の強度またはグレースケールレベルは、低解像度画素（図８の１８２）と同じである。しかしながら、代替実施形態（図示せず）では、色１に所望の数のグレースケールレベルを追加するように、第１のサブフレーム（１８５）の任意の数のタイムスライスの間に、高解像度画素（図８の１８３）が「オン」であってもよく、色２に所望の数のグレースケールレベルを追加するように、第２のサブフレーム（１８６）の任意の数のタイムスライスの間に、高解像度画素（図８の１８４）が「オン」であってもよい。

図１０乃至図１２に関連して示す例と同様に、低解像度画素（図８の１８２）または高解像度画素（図８の１８３、１８４）のいずれかの状態を、高解像度画素（図８の１８３、１８４）の所望の色強度を達成するように制御してもよい。図１４は、高解像度画素（図８の１８３、１８４）の状態がそれらのそれぞれの所望の色強度を達成するように変更される例示的な実施形態を示すタイミング図である。さらに、低解像度画素（図８の１８０と高解像度画素（図８の１８３、１８４）との両方の状態を同時に変更することにより、同じ色強度の結果を達成することも可能である、ということが理解されよう。

図９の例示的な方法に関して示すステップの順序を、特定の適用の目的に最もよくかなうように変更しまたは並べ替えてもよい。さらに、それらステップを、特定の適用の目的に最もよくかなうように、所与の順序で、同時に、または他の任意の逐次または並列順序で実行してもよい。

図１３および図１４に関連して説明したように、フレーム（１４０）をサブフレームに分割し異なるサブフレームの間に異なる色を生成することにより、高解像度画素（図８の１８３、１８４）の色の強度を低減させてもよい。これにより、この強度の低下を相殺するために、隣接した高解像度画素（たとえば、図８の１８１）の色の強度を増大させることにより、高解像度画素（図８の１８３、１８４）に近接する色の全知覚を向上させることができるようにしてもよい。

上述した説明は、本発明の実施形態を例示し説明するためだけに提示した。それは、網羅的であるようにも本発明を開示したいかなる正確な形態に限定するようにも意図されていない。上記教示に鑑みて多くの変更および変形が可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定されることが意図されている。

以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明の各実施態様の例を示す。

（実施態様１）
画像を生成するディスプレイシステムであって、該画像は、各々が複数の高解像度画素を含む低解像度画素のアレイを有するディスプレイシステムであり、カラー画素素子のアレイを有する第１の光変調器であって、該カラー画素素子の各々は前記低解像度画素のうちの１つのスペクトル分布を独立して変調するように構成される、第１の光変調器と、 各々が前記高解像度画素のグレースケールを独立して変調するように構成されたグレースケール画素素子のアレイを有する第２の光変調器とを具備し、前記第１および第２の光変調器は、前記低解像度画素の各々が、各々が異なる色相を有する高解像度画素の複数のグループを含むように、協働して動作するように構成される、ディスプレイシステム。

（実施態様２）
ディスプレイシステムであって、前記第１および第２の光変調器に結合された画像処理装置をさらに具備し、該画像処理装置は、前記第１および第２の光変調器の前記協働動作を可能にするように構成される、実施態様１に記載のディスプレイシステム。

（実施態様３）
ディスプレイシステムであって、前記高解像度画素の複数のグループは、第１の色相を有する高解像度画素の第１のグループと、第２の色相を有する高解像度画素の第２のグループとを含む、実施態様２に記載のディスプレイシステム。

（実施態様４）
ディスプレイシステムであって、前記画像は、前記画像処理装置が前記高解像度画素の第１のグループの各々に対応する第１のカラーサブフレームと前記高解像度画素の第２のグループの各々に対応する第２のカラーサブフレームとを画定するフレーム期間の間に生成される、実施態様３に記載のディスプレイシステム。

（実施態様５）
ディスプレイシステムであって、前記第１のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第１のグループが起動される期間を画定し、前記第２のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第２のグループが起動される期間を画定する、実施態様４に記載のディスプレイシステム。

（実施態様６）
ディスプレイシステムであって、前記第１のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第１のグループが起動されるタイムスライスの第１のセットを画定し、前記第２のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第２のグループが起動されるタイムスライスの第２のセットを画定する、実施態様４に記載のディスプレイシステム。

（実施態様７）
ディスプレイシステムであって、前記第１のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第２のグループに対し黒状態を規定し、前記第２のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第１のグループに対し黒状態を規定する、実施態様４に記載のディスプレイシステム。

（実施態様８）
ディスプレイシステムであって、前記画像は、フレーム期間中に生成され、各カラー画素素子に対し、前記画像処理装置は、非遷移低解像度画素モードと遷移低解像度画素モードとのいずれかを選択する、実施態様２に記載のディスプレイシステム。

（実施態様９）
ディスプレイシステムであって、前記第２の光変調器は、アナログベースの光変調器(analog based light modulator)、パルス幅変調ベースの光変調器(pulse-width modulation based light modulator) 、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、ＬＣＯＳデバイスおよびマイクロミラーのアレイからなるグループから選択される、実施態様１に記載のディスプレイシステム。

（実施態様１０）
画像を生成するために光ビームを変調する方法であって、該画像は、各々が複数の高解像度画素を含む低解像度画素のアレイを有する、方法であり、前記低解像度画素の各々のスペクトル分布を生成すること、および前記低解像度画素の各々が、各々が異なる色相を有する高解像度画素の複数のグループを有するように、前記高解像度画素の各々に対してグレースケールレベルを生成することを含む画像を生成するために光ビームを変調する方法。

１つの例示的な実施形態による例示的なディスプレイシステムを示す図である。 １つの例示的な実施形態による低解像度空間カラー変調器と高解像度変調器とを組み込んだ例示的なディスプレイシステムの概略図である。 １つの例示的な実施形態による上述したディスプレイシステムで使用してもよい例示的な高解像度変調器を示す図である。 １つの例示的な実施形態による例示的なグレースケールレベルのスペクトルを示す図である。 １つの例示的な実施形態による低解像度空間カラー変調器の複数の低解像度画素上に重ねられる高解像度変調器の複数の高解像度画素を示す図である。 １つの例示的な実施形態による、複数のタイムスライスに分割された例示的なビデオフレームを示す図である。 １つの例示的な実施形態により、フレームの間のカラー変調器かまたは高解像度変調器のいずれかに対応する画素の特定のグレースケールレベルが、画素が「オン」状態であるフレームにおけるタイムスライスの総数に線形に依存する可能性があることを示す図である。 １つの例示的な実施形態による、複数の低解像度画素の上に重なる複数の高解像度画素を示し、高解像度画素のうちのあるものは第１の色でありまたあるものは第２の色である、図である。 １つの例示的な実施形態による、高解像度変調器と直列の低解像度空間カラー変調器を使用してカラー画像を生成する例示的な方法を示す例示的なフローチャートである。 １つの例示的な実施形態による、低解像度画素と高解像度画素とが同じ色となるフレームの各タイムスライスの間の低解像度画素と対応する高解像度画素とのオン／オフ状態を示すタイミング図である。 １つの例示的な実施形態による、低解像度画素と高解像度画素とが同じ強度またはグレースケールレベルで同じ色となるフレームの各タイムスライスの間の低解像度画素と対応する高解像度画素とのオン／オフ状態を示す代替タイミング図である。 １つの例示的な実施形態による、低解像度画素と高解像度画素とが同じ強度またはグレースケールレベルで同じ色となるフレームの各タイムスライスの間の低解像度画素と対応する高解像度画素とのオン／オフ状態を示す代替タイミング図である。 １つの例示的な実施形態による、低解像度画素、第１の色の高解像度画素および第２の色の高解像度画素のフレームの各タイムスライスの間のオン／オフ状態を示すタイミング図である。 高解像度画素の状態がそれらのそれぞれの所望の色強度を達成するように変更される、低解像度画素、第１の色の高解像度画素および第２の色の高解像度画素のフレームの各タイムスライスの間のオン／オフ状態を示すタイミング図である。

符号の説明

１０１ 光源
１０２ 低解像度空間カラー変調器
１０３ 高解像度空間変調器
１０４ 表示光学系
１０６ 画像処理装置
１２１ 行選択ロジック
１２２ 列駆動ロジック
１２３ インタフェース電子回路
１４０ フレーム

Claims (10)

1. 画像を生成するディスプレイシステムであって、該画像は、各々が複数の高解像度画素を含む低解像度画素のアレイを有するディスプレイシステムであり、
   カラー画素素子のアレイを有する第１の光変調器であって、該カラー画素素子の各々は前記低解像度画素のうちの１つのスペクトル分布を独立して変調するように構成される、第１の光変調器と、
   各々が前記高解像度画素のグレースケールを独立して変調するように構成されたグレースケール画素素子のアレイを有する第２の光変調器と
   を具備し、
   前記第１および第２の光変調器は、前記低解像度画素の各々が、各々が異なる色相を有する高解像度画素の複数のグループを含むように、協働して動作するように構成される、ディスプレイシステム。
2. ディスプレイシステムであって、
   前記第１および第２の光変調器に結合された画像処理装置をさらに具備し、該画像処理装置は、前記第１および第２の光変調器の前記協働動作を可能にするように構成される、請求項１に記載のディスプレイシステム。
3. ディスプレイシステムであって、
   前記高解像度画素の複数のグループは、第１の色相を有する高解像度画素の第１のグループと、第２の色相を有する高解像度画素の第２のグループとを含む、請求項２に記載のディスプレイシステム。
4. ディスプレイシステムであって、
   前記画像は、前記画像処理装置が前記高解像度画素の第１のグループの各々に対応する第１のカラーサブフレームと前記高解像度画素の第２のグループの各々に対応する第２のカラーサブフレームとを画定するフレーム期間の間に生成される、請求項３に記載のディスプレイシステム。
5. ディスプレイシステムであって、
   前記第１のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第１のグループが起動される期間を画定し、前記第２のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第２のグループが起動される期間を画定する、請求項４に記載のディスプレイシステム。
6. ディスプレイシステムであって、
   前記第１のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第１のグループが起動されるタイムスライスの第１のセットを画定し、前記第２のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第２のグループが起動されるタイムスライスの第２のセットを画定する、請求項４に記載のディスプレイシステム。
7. ディスプレイシステムであって、
   前記第１のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第２のグループに対し黒状態を規定し、前記第２のカラーサブフレームは、前記高解像度画素の第１のグループに対し黒状態を規定する、請求項４に記載のディスプレイシステム。
8. ディスプレイシステムであって、
   前記画像は、フレーム期間中に生成され、各カラー画素素子に対し、前記画像処理装置は、非遷移低解像度画素モードと遷移低解像度画素モードとのいずれかを選択する、請求項２に記載のディスプレイシステム。
9. ディスプレイシステムであって、
   前記第２の光変調器は、アナログベースの光変調器、パルス幅変調ベースの光変調器、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、ＬＣＯＳデバイスおよびマイクロミラーのアレイからなるグループから選択される、請求項１に記載のディスプレイシステム。
10. 画像を生成するために光ビームを変調する方法であって、該画像は、各々が複数の高解像度画素を含む低解像度画素のアレイを有する、方法であり、
    前記低解像度画素の各々のスペクトル分布を生成すること、および
    前記低解像度画素の各々が、各々が異なる色相を有する高解像度画素の複数のグループを有するように、前記高解像度画素の各々に対してグレースケールレベルを生成すること
    を含む画像を生成するために光ビームを変調する方法。
    

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