JP2014044440A - 動きアーチファクトを低減するためのスポークライト補償 - Google Patents

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Abstract

【課題】動きアーチファクトを低減するためのスポークライト補償を提供する。
【解決手段】ディスプレイスクリーンに複数の画素のそれぞれを照射するイメージャに原色のセットのそれぞれを出現させるカラーチェンジャー１４，１６含んでいる。コントローラ３０，３１は、それぞれの色の画素の明るさを制御するためにイメージャに制御信号を印加する。カラーチェンジャーがある原色から別の原色に遷移するたびに、スポーク１８が生じ、２つの色の混合されたライトはイメージャを照射する。コントローラは、関連する画素についてそれぞれの色の明るさレベルが規定された閾値を超えるとき、かかるスポークライトをイメージャに使用させる。スポークライトを使用するとき、コントローラは、スポークの間に光を使用することで引き起こされる明るさの増加を補償するためのスポークの発生に最も近い実質的な時間で少なくとも１つの原色の明るさを減少するために制御信号を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シーケンシャルカラーディスプレイシステムを動作する技術に関し、より詳細には、カラートランジションの間になされる明るさの増加を補償することにより引き起こされる動きアーチファクトの深刻さを低減する技術に関する。
本出願は、２００３年７月３０日に提出された米国特許仮出願シリアル番号６０／４９１，１００に対する３５ＵＳＣ１１９（ｅ）の下での優先権を請求するものである。
デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）として知られる半導体装置のタイプを利用したテレビジョン投影システムが現在存在する。典型的なＤＭＤは、矩形のアレイに配列された複数の個々の可動なマイクロミラーを有する。それぞれのマイクロミラーは、そこにビットをラッチする対応するドライバセルの制御下で典型的に１０°〜１２°で、制限されたアークに関して旋回する。前もってラッチされた「１」ビットの印加に応じて、ドライバセルは、その関連するマイクロミラーを第一のポジションに旋回させる。逆に、前もってラッチされた「０」ビットの印加により、ドライバセルは、その関連するマイクロミラーを第二のポジションに旋回させる。光源と投影レンズとの間のＤＭＤを適切に位置合わせすることで、ＤＭＤデバイスのそれぞれ個々のマイクロミラーは、その対応するドライバセルにより第一のポジションに旋回されたとき、ディスプレイに個々の画素（ピクセル）を照明するために、レンズを通してディスプレイスクリーンに光源からの光を反射する。その第二のポジションに旋回されたとき、それぞれのマイクロミラーは、ディスプレイスクリーンから光を反射し、対応する画素を暗くさせる。かかるＤＭＤデバイスの例は、テキサス州ダラスにあるテキサスインスツルメントから入手可能なＤＬＰＴＭシステムのＤＭＤである。
記載されたタイプのＤＭＤを組み込んだ今日のテレビジョン投影システムは、マイクロミラーのデューティサイクルと呼ばれる、個々のマイクロミラーが「オン」（すなわちそれら第一のポジションに旋回される）のままとなるインターバルに対するマイクロミラーが「オフ」（すなわち第二のポジションに旋回される）のままとなるインターバルを制御することで個々の画素の明るさ（照明）を制御する。そのため、かかる今日のＤＭＤタイプの投影システムは、パルス幅セグメントのシーケンスでのパルスの状態に従ってそれぞれのマイクロミラーのデューティサイクルを変えることで、画素の明るさを制御するためにパルス幅変調を使用する。それぞれのパルス幅セグメントは、異なる時間期間のパルスのストリングを有する。パルス幅セグメントにおけるそれぞれのパルスの作動状態（すなわちそれぞれのパルスがオンにされているかオフにされているか）は、そのパルスの期間について、マイクロミラーがオンであるか、オフであるかのそれぞれを判定する。言い換えれば、ピクチャインターバルの間にオンにされた（作動された）パルス幅セグメントにおける全体のパルス幅の合計が大きくなると、かかるパルスに関連するマイクロミラーのデューティサイクルが長くなり、かかるインターバルの間の画素の明るさが強くなる。
かかるＤＭＤを利用したテレビジョン投影システムでは、ピクチャインターバル、すなわち連続画像を表示する間の時間は、選択されたテレビジョンの規格に依存する。米国で現在使用されているＮＴＳＣ規格は、１／６０秒のピクチャインターバルを必要とし、所定の欧州テレビジョン規格は、１／５０秒のピクチャインターバルを利用する。今日のＤＭＤタイプのテレビジョン投影システムは、それぞれのピクチャインターバルの間に同時又は順次に赤、緑及び青画像を投影することによりカラー表示を典型的に提供する。典型的なシーケンシャルＤＭＤタイプの投影システムは、典型的には、ＤＭＤの光経路に挿入されるモータ駆動型のカラーホイールの形態でカラーチェンジャーを利用する。カラーホイールは、連続するインターバルの間に赤、緑及び青光がそれぞれＤＭＤに入射するように典型的に赤、緑及び青といった複数の個別の原色の窓を有する。
記載されるように、ＤＭＤ及びカラーホイールの組み合わせは、シーケンシャルカラーディスプレイを実現する。シーケンシャルディスプレイのカラーブレイクアップアーチファクトを最小にするため、カラーシーケンスは、到来する画像当たり複数回に現れる。したがって、カラーホイールは、それぞれのピクチャインターバルの間にＤＭＤイルミネーションを複数回に変える必要が在る。たとえば、ピクチャインターバル当たり１２回もイルミネーションカラーを変えるＤＭＤタイプのテレビジョンセットは、到来する画像当たり４回に３原色のそれぞれを表示し、したがって、いわゆる４×ディスプレイとなる。
「スポーク“ｓｐｏｋｅ”」は、ＤＭＤに衝突する光が１つの原色から次の原色への遷移を受ける。通常、かかる「混合された」光で飽和された色を容易につくることができないので、ディスプレイは、スポークに関連する光（すなわち、スポークライト）を利用しない。しかし、少なくとも１つの現在のＤＭＤタイプのシステム（すなわち、テキサスインスツルメントのＤＬＰシステム）は、「スポークライトリキャプチャ（ＳＬＲ）」とも呼ばれるオプションを有しており、このＳＬＲは、所定の条件下であるスポークの光を使用し、ホワイトオブジェクトが著しく大きなピークの明るさを有するのを可能にする。色は、それぞれのスポークの間にコンスタントに変化する。一貫した色の描写を得るため、その全体としてスポークが使用されるか、又は全く使用されない。さらに、それらのＤＭＤのやめのテキサスインスツルメントは、異なる色の３つのスポークを使用するか、又は全く使用しない。使用されるとき、３つのスポークのセットは、典型的に約８％のフルノンスポーク時間光である、大量の付加された白色光を生じる。この閾値以下では、スポーク光が使用されないままである。したがって、明るさが閾値に等しい値にまで閾値以下から増加するとき、スポークはアクチュエートされることとなり、したがってスポーク光を追加する。明るさの特徴における大きな不連続性を有さないため、対応する低減は、ノンスポーク光で生じる必要があり、結果的に得られる増加する明るさは、最下位ビット（ＬＳＢ）のオーダで増加する。しかし、対応する低減は、作動されたスポークにより占められるのとは非常に異なるピクチャ周期における時間で生じる場合、条件は、深刻な動きの輪郭をなすアーチファクトについて成熟している。
したがって、作動される各スポークについて適切な時間でノンスポークセグメントにおける正しい補正の低減の量を配置する技術が存在する必要がある。
要するに、本発明によれば、それぞれの色について複数の画素のそれぞれの明るさを制御するイメージャを原色のセットのそれぞれに照明させるカラーチェンジャーを含むシーケンシャルカラーディスプレイシステムを動作する方法が提供される。本方法は、パルス幅セグメントのそれぞれ典型的なシーケンスをイメージャの制御信号に印加することで開始し、それぞれのセグメントは、制御信号の状態に従う明るさレベルで対応する色を関連する画素を照明する。カラーチェンジャーが１つの原色から別の原色に遷移するたび、インターバル（スポーク）が生じ、混合された２つの色の光は、イメージャを照明する。関連する画素の少なくとも１つの色の明るさレベルが規定された閾値を超えるときに、少なくとも１セットのスポークの間で生じる光が使用される。スポーク光を使用するとき、そのスポークの間に光を使用することで生じる明るさの増加を補償するためにスポークの発生に接近した実質的な時間における少なくとも１つの原色の明るさを減少する制御信号に対して変更が生じる。本発明のスポーク光の補償技術は、パルス幅変調を利用したＤＭＤシステムで有利にも使用され、この技術は、他のタイプのシーケンシャルディスプレイシステムにおけるアプリケーションを見出す。
本発明の原理のスポーク光補償技術を実施するためのシーケンシャルカラーディスプレイシステムのブロック図である。 図１のディスプレイシステムの一部を含むカラーホイールの前面図である。 図１のシステムにおけるイメージャを駆動するそれぞれのパルス幅セグメントでのパルスを制御するビットプレーンのセットを記載するテーブルである。 図１のディスプレイシステムでのそれぞれの画素の対応する色の明るさを管理するパルス幅セグメントを制御するビットプレーンの列挙テーブルである。 図１のディスプレイシステムでのそれぞれの画素の対応する色の明るさを管理するパルス幅セグメントを制御するビットプレーンの列挙テーブルである。 図１のディスプレイシステムでのそれぞれの画素の対応する色の明るさを管理するパルス幅セグメントを制御するビットプレーンの列挙テーブルである。 図１のディスプレイシステムでのそれぞれの画素の対応する色の明るさを管理するパルス幅セグメントを制御するビットプレーンの列挙テーブルである。 図１のディスプレイシステムでのそれぞれの画素の対応する色の明るさを管理するパルス幅セグメントを制御するビットプレーンの列挙テーブルである。 第一のセットのスポークが非作動されたままである明るさレベルのパルス幅セグメントの光分布を示す図である。 第一のセットのスポークが作動される明るさレベルのパルス幅セグメントの光分布を示す図である。 ノンスポーク光及びスポーク光の影響を示す光入力の関数として光出力の特性曲線を示す図である。
図１は、本発明の原理のスポーク光の補償技術を実施するために適した、２００１年６月にテキサスインスツルメントにより公開されたアプリケーションレポート“Ｓｉｎｇｌｅ Ｐａｎｅｌ ＤＬＰＴＭ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｐｔｉｃｓ”に開示されるタイプのシーケンシャルカラーディスプレイシステム１０を示している。システム１０は、ランプからカラーチェンジャー１４を通してインテグレータロッド１５に光を反射する楕円反射体１３の焦点に位置されるランプ１２を有する。以下に更に詳細に記載されるように、カラーチェンジャー１４は、ランプ１２とインテグレータロッド１５との間の典型的に赤、緑及び青の原色窓である３原色のそれぞれを順次に配置する役割をする。例示される実施の形態では、カラーチェンジャー１４は、モータ１６により回転されるカラーホイールの形式をとる。図２を参照して、例示される実施の形態におけるカラーホイール１４は、直径として対向する赤、緑及び青色の窓１７１及び１７４、１７２及び１７５、並びに１７３及び１７６をそれぞれ有する。したがって、モータ１６が時計回りの方向で図２のカラーホイール１４を回転するとき、青、緑及び赤の光は、順次に図１のインテグレータロッド１５に衝突する。実際に、モータ１６は、十分に高速でカラーホイール１４を回転し、１／６０秒のピクチャインターバルの間に、青、緑及び赤の光がインテグレータロッドに４回それぞれ衝突し、ＢＧＲシーケンスでインタリーブされた４つの赤、４つの緑及び４つの青といったピクチャインターバルで１２色の画像を生成する。
図１を参照して、インテグレータロッド１５は、入射光を一方の端で収集し、他の端でリレーオプティクス１８のセットに衝突する一様な断面の光領域を生じる。リレーオプティクス１８は、レンズのセット２２を通してＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）プリズム２３にビームを反射させるフォールドミラー２０に衝突する光を複数のパラレルビームに広げる。ＴＩＲプリズム２３は、投影レンズ２６及びスクリーン２８への選択的な反射のために、テキサスインスツルメントにより製造されたＤＭＤデバイスのようなパラレルの光ビームをデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）２４に反射させる。カラーホイール１４は、ランプ１２とインテグレータロッド１５との間にある光経路のその部分にある図１に現れるが、カラーホイール１４は、ランプとディスプレイスクリーン２８との間の光経路に何処かに在る。
ＤＭＤ２４は、アレイに配列される複数の個々のマイクロミラー（図示せず）を有する半導体装置の形式をとる。例を介して、テキサスインスツルメントにより製造及び販売されているＤＭＤは、１２８０列×７２０行のマイクロミラーアレイを有し、スクリーン２８に投影される結果的に得られるピクチャにおいて９２１，６００画素を生じる。他のＤＭＤは、異なるマイクロミラーの配列を有する。先に記載されたように、ＤＶＤにおけるそれぞれのマイクロミラーは、ドライバセルで前もってラッチされたバイナリビットの状態に応答して、対応するドライバセル（図示せず）の制御下に制限されたアークに関して旋回する。それぞれのマイクロミラーは、ドライバセルに印加されたラッチされたビットが「１」又は「２」のそれぞれであるかに依存して、第一及び第二のポジションにうちの１つに対して回転する。その第一のポジションに対して旋回されたとき、それぞれのマイクロミラーは、光をレンズ２６及びスクリーン２８に反射し、対応する画素を照射する。それぞれのマイクロミラーがその第二のポジションに対して旋回する間、対応する画素は暗く見える。それぞれのマイクロミラーが投影レンズ２６を通してスクリーン２８に光を反射する間、ピクチャインターバルの間の時間は、画素の明るさを決定する。
ＤＭＤ２４における個々のドライバセルは、当該技術分野で知られており、Ｒ． Ｊ． Ｇｒｏｖｅ等による報告“Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ” Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ＨＤＴＶ （１９９４年１０月） で開示される回路により例示されるタイプのドライバ回路３０から駆動信号を受ける。ドライバ回路３０は、プロセッサ３１によりドライバ回路に印加されるパルス幅セグメントのシーケンスの形式で、制御信号にしたがってＤＭＤ２４におけるドライバセルの駆動信号を発生する。それぞれのパルス幅セグメントは、異なる時間期間のパルスのストリングを有し、それぞれのパルスの状態は、そのパルスの期間についてオンのままであるか又はオフのままであるかを判定する。パルス幅セグメントで生じる（最下位ビット又はＬＳＢと呼ばれることがある）最も短い可能なパルス（すなわち１パルス）は、１５マイクロ秒の期間を典型的に有し、セグメントにおける大きなパルスは、１ＬＳＢよりも長い期間をそれぞれ有する。実際に、パルス幅セグメントでのそれぞれのパルスは、その状態が対応するパルスがオンにされたかオフにされたかを決定するデジタルビットストリームでのビットにより制御される。「１」ビットはオンにされたパルスを生成し、「０」ビットはオフにされたパルスを生成する。パルス幅セグメントにおける作動されたパルスの全体の合計（期間）は、そのセグメントの間に対応する画素の明るさを制御する。したがって、パルス幅セグメントにおける作動されたパルスの（ＬＳＢで測定されるような）結合されたパルス幅が大きければ、そのセグメントの画素の明るさの寄与が大きくなる。
４×ディスプレイについて、ドライバ回路３１は、各画素について色あたりの４つの個別のパルス幅セグメントのそれぞれを発生する。したがって、それぞれのピクチャインターバルの間、ドライバ回路３１は、４つの赤、４つの青及び４つの緑といった１２のセグメントのパルスについて画素制御ビットを生成する。画素制御ビットのＤＭＤ２４へのトランスミッションは、カラーホイール１４の回転と同期して生じ、所与の色のそれぞれのセグメントは、ＤＭＤ２４のその色の照射に対応する。
図２のカラーホイール１４を参照して、スポーク１８は、赤い窓１７１と緑の窓１７２との間のような異なる色の窓のそれぞれのペアの間にある。スポーク１８の数は、カラーホイール１４における赤、緑及び青の窓の数に依存する。したがって、図２のカラーホイール１４は、２つのＢＧＲのカラートリプレット（すなわち、青、緑及び赤い窓からなる２つのセット）を有し、６つのスポーク１８を有する。例示される実施の形態では、カラーホイール１４は、それぞれのピクチャインターバルの間に２回回転し、かかる時間の間で１２のスポークの外観を生じる。それぞれのスポーク１８は、ランプ１２からの光のスポットを通過するとき、光が混合されるインターバル、すなわち光が２つの異なる色の混合を含むインターバルを生じる。たとえば、青の窓と緑の窓との間にあるスポーク１８は、シアンのインターバルを生じる。赤の窓と青の窓との間にあるスポーク１８は、マゼンダのインターバルを生じる。赤の窓と緑の窓との間にあるスポーク１８は、黄色のインターバルを生じる。過去において、ＤＭＤタイプの投影システムは、かかる「混合された光」から飽和された色を作ることにおいて生じる困難のため、スポーク（以下「スポーク光」と呼ぶ）の間に光を使用しない。
今日、テキサスインスツルメントのＤＭＤシステムは、「スポーク光再捕捉」（ＳＬＲ：Ｓｐｏｋｅ Ｌｉｇｈｔ Ｒｅｃａｐｔｕｒｅ）と呼ばれるオプションを有し、このＳＬＲは、所定の条件下で、ホワイトオブジェクトが著しく大きなピークの明るさを有するのを可能にする。それぞれのスポークの間の色がコンスタントに変化するので、一貫した色の描写を得るため、スポークがその全体として使用されるか、又は全く使用されない。さらに、テキサスインスツルメントのそれらのＤＭＤ用のサポート回路は、異なる色の３つのスポークを組み合わせで使用するか、又は全く使用しない。３つのスポークのセットを使用することで、典型的に約８％のフルノンスポークタイムライトである、増加された量の付加された白色光を生じる。かかる光は、約６０％のフルブライトでの閾値の明るさで追加される。この閾値以下で、スポーク光は使用されないままとなる。このように、明るさが閾値の等しい値にまで閾値以下から増加するとき、１セットのスポークが作動される。明るさ特性における大きな不連続性を有さないため、対応する低減は、ノンスポーク光で生じ、結果的に得られる増加する明るさが１最下位ビット（ＬＳＢ）のオーダで増加する。対応する低減がオンにされたスポークにより占められるそれとは非常に異なるピクチャ期間における時間で生じる場合、条件は深刻な動きの輪郭のアーチファクトについて成熟する。動きのアーチファクトは、動くオブジェクトがスポーク光の作動の閾値のちょうど上及び下の隣接する明るい部分を有するときに生じる。
本発明によれば、かかる動きアーチファクトの深刻さを低減する技術が提供される。以下の更に詳細に記載されるように、本発明の原理の補償技術は、スポークの発生に接近した実質的な時間における画素の明るさの大部分を減少することで、スポークが「アクチューエート（作動）される」（すなわち、特定のスポークのスポーク光が使用される）ときに達成される増加される明るさを補償する。最良の結果は、画素の明るさにおけるこれらの減少が作動されるスポークの直前及び直後でそれら全体として実質的に生じるときに一般的に生じる。しかし、所望の画素の明るさが作動されたスポークの直前及び直後で全体として生じない場合でさえも、明るさの減少の大部分がスポーク作動に接近した実質的な時間で生じる限り、良好な補償を達成することができる。
本発明の原理のスポーク光の補償技術を理解するため、システム１０におけるＤＭＤ２４を制御する方式の簡単な説明が有効であることがわかる。先に記載したように、例示される実施の形態におけるＤＭＤ２４は、９２１，６００マイクロミラーのアレイを有する。マイクロミラーの画素制御ビットは、「ビットプレーン」にあり、それぞれはマイクロミラーの数の長さに対応するビットストリングの形式をとる。それぞれのビットプレーンのビットは、ＤＭＤ２４にロードされ、それぞれのビットプレーンにおける個々のビットが論理「１ｓ」であるかに依存して、そのビットにより制御されるそれぞれのマイクロミラーが対応する画素を照射するか否かを判定する。例示される実施の形態では、システム１０は、１４ビットプレーンを使用し、それぞれのビットプレーンは、１以上のパルス幅セグメントでの１以上のパルスを制御する。しかし、多数又は少数のビットプレーンが可能である。
それぞれのビットプレーンがパルス幅セグメントでパルスをどのように制御するかを理解するため、それぞれのビットプレーンについて、パルス幅セグメントにおけるパルスのうちで期待される重みの分布を示すテーブルを示す図３を参照する。図３における最後の行に次いで、＃０〜＃１３のそれぞれとしてラベル付けされる１４のビットプレーンのそれぞれを識別し、図３における最後の行として、それぞれのビットプレーンについて（ＬＳＢで測定される）全体の重みが列挙されている。したがって、たとえばビットプレーン＃０は、１ＬＳＢの全体の重みを有し、ビットプレーン＃１３は６６ＬＳＢの全体の重みを有する。図３の最初の４行は、それぞれのビットプレーンについてセグメント＃０〜＃３のうちでの期待される重みの分布を示している。たとえば、例示される実施の形態では、ビットプレーン＃０は、セグメント＃２に限定された１ＬＳＢの重みを有する。他方で、ビットプレーン＃５は、セグメント＃２における３ＬＳＢ及びセグメント＃３における３ＬＳＢの期待される分布をもつ６ＬＳＢの全体の重みを有する。比較により、ビットプレーン＃１３は、セグメント＃０〜＃３のそれぞれにおける１７，１７，１５及び１７ＬＳＢといった期待される分布をもつ６６ＬＳＢに全体の重みを有する。なお、図３は、パルス幅セグメントのなかでそれぞれのビットプレーンの重みの期待される分布を示しており、実際の分布は、僅かに変動する。たとえば、ビットプレーン＃９について、セグメント＃２とセグメント＃３との間の実際の分布は、それぞれ１１．５ＬＳＢ及び１２．５ＬＳＢである。
図４〜図８は、パルス幅の列挙テーブルを集合的に示しており、このテーブルの値は、ノンスポーク光について明るさレベル０〜２５５のそれぞれについて、セグメント＃０〜＃３の対応する１つでのパルスを制御するために利用される、特定のビットプレーンに対応する。それぞれのパルス幅セグメントがそれぞれのピクチャインターバルの間に個々の画素について所与の色の４つの例の個別の１つ（すなわち、１秒のそれぞれ１／６０番目）に対応することを思い出されたい。図４〜図８のテーブルに含まれるパルス幅の列挙値は（以下スポークセット＃０及びスポークセット＃１のそれぞれとして識別される）、２つの異なる明るさレベルのそれぞれで（たとえば、明るさレベル＃１５０及び＃２０３）、第一及び第二のスポークのセットの作動に応じて、非常に良好な補償を達成する。別のやり方で述べられるように、図４〜図８のテーブルに含まれるパルス幅の列挙値は、スポークの作動が以下のカラーオーダシーケンス［（Ｂ０Ｇ１Ｒ０）（Ｂ１Ｇ０Ｒ１）（ＢＧＲ）（ＢＧＲ）］で生じるとき、非常に良好なスポークの補償を提供し、セット＃０及び＃１のスポークは、色の順序でそれぞれ０及び１として表される。
以下に良好に理解されるように、セグメント＃０〜＃３は、時間的に順次に生じ、セグメント＃２は、セグメント＃３、次いでセグメント＃１及び＃０に従って明るさに関して第一に現れる。言い換えれば、セグメント＃２は、明るさが増加するにつれて増加的に第一に明るくなり、セグメント＃０及び＃１は、明るさに関して最後に現れ、スポークライトを補償するために、スポークセット＃０及び＃１の作動に応じて明るさに関して減少する。図４を参照して、明るさレベル＃１を達成するため、（１ＬＳＢの幅を有する）プレーン＃０により制御されるパルスは、セグメント＃２で作動され、このセグメント及び他のセグメントにおける他のパルスは、作動されないままとなる。
明るさレベル＃２を達成するため、（２ＬＳＢ幅を有する）ビットプレーン＃１により制御されるパルスが作動され、プレーン＃０により制御されるパルスは、ここでセグメント＃２の間に不作動となる。先のように、セグメント＃２における他のパルス及び他のセグメントは、不作動となる。明るさレベル＃３に到達するため、プレーン＃０により制御されるパルス（１ＬＳＢ）及びプレーン＃１により制御されるパルスはセグメント＃２の間に作動され、セグメント＃２及び他のセグメントにおける他のパルスは、作動されないままとなる。明るさレベル＃４に到達するため、プレーン＃１により制御されるパルスは、プレーン＃０により制御されるパルスがセグメント２の間にオフとされる間にオンのままとなる。同時に、プレーン＃２により制御されるパルス（２ＬＳＢ）は、セグメント＃３の間に作動され、セグメント＃２及び＃３並びに他のセグメントにおける他のパルスは作動されないままとなる。明るさレベル＃５〜＃７７のそれぞれを達成するため、他のビットプレーンにより制御されるパルスは、セグメント＃２及び＃３の間に作動され、（ＬＳＢで測定されるように）全体のビット幅は、所望の明るさレベルに対応する。しかし、セグメント＃０及びセグメント＃１におけるパルスは、これら明るさレベルでオフにされる。明るさレベル＃７８を超える明るさレベルを達成するため、セグメント＃０及び＃１に関連するビットプレーンにより制御されるパルスが選択的に作動される。明るさレベル２０７〜２５５の間で、セグメント＃０及びセグメント＃１に関連するビットプレーンにより制御されるパルスが完全に作動される。明るさレベル＃２５５（最大の明るさレベル）で、セグメント＃０〜＃３に関連するビットプレーンにより制御される全てのパルスは、全体の２５５ＬＳＢパルス幅を達成するために作動される。
本実施の形態では、スポークセット＃０のスポークは、少なくとも１つの色の明るさ、典型的には３原色のそれぞれが規定された閾値、典型的には完全な明るさの６０％に到達したときに作動される。図４〜図８のパルス幅列挙テーブルに示される明るさレベルの観点で、スポークセット＃０のスポークは、少なくとも１つ、典型的には３原色のそれぞれが図６における明るさレベル＃１４９を超える明るさレベルを有するときに作動され、色と温度の調節がないことを想定する。したがって、それぞれの色について明るさレベル＃１４９から明るさレベル＃１５０への遷移について、スポークセット＃０のスポークが作動され、付加されたスポークライトは、８％の同様に画素の明るさを増加する。例として、赤色の明るさレベル＃１４９を超えるスポークセット＃０のスポークを作動することは、その色について明るさの増加を生じる。
スポークセット＃０のスポークの作動から生じるスポークライトを補償するため、対応する明るさの減少は、明るさレベル＃１４９から明るさレベル＃１５０に遷移するときに１ＬＳＢのオーダでの明るさの増加を可能とするためにノンスポークタイトで生じる。本発明の原理によれば、所与の色（たとえば、すなわち赤）のスポークセット＃０のスポークの作動に寄与される更なる明るさの補償は、スポーク作動に関連する増加される明るさとほぼ同じ量だけ低減される関連する値を有する図４〜８のパルス幅列挙テーブルから対応する値を選択することで生じる。これは、以下に例により良好に理解される。赤色について明るさレベル＃１４９から明るさレベル＃１５０への所望の増加的な明るさの増加を考える。また、スポークセット＃０のスポークが明るさレベル＃１４９を超えて作動することを考える。したがって、スポークの作動から生じる更なる１６ＬＳＢの明るさを補償するため、明るさレベル＃１５０に関連するパルス幅セグメントではなく、明るさレベル＃１３４に関連するパルス幅セグメントが選択される。明るさレベル＃１３４に対応するパルス幅セグメントは、明るさレベル＃１５０に関連するパルス幅セグメントに関連するパルス幅よりも小さな１６である（ＬＳＢで測定される）全体のパルス幅を有する。
スポークライトを補償するために図４〜図８のテーブルからパルス幅列挙値を使用することは、スポークの発生に最も近い非常に接近した時間で明るさにおける結果的な低減が実質的に生じるという利点を提供する。明るさレベル＃１５０で作動される第一のスポークのセットを補償するために選択される明るさレベル＃１３４のテーブルにおけるパルス幅列挙値を考える。図６における明るさレベル＃１３４に関連するパルス幅セグメントは、全体のパルス幅２９，２９，３８及び３８ＬＳＢのそれぞれで満たされるセグメント＃０、＃１、＃２及び＃３を有する。明るさレベル＃１５０に対応するパルス幅セグメントでのセグメント＃２及び＃３に比較して、明るさレベル＃１３４に関連するセグメント＃２及び＃３は、同じ全体の幅（それぞれ３８ＬＳＢ）を有するパルスでそれぞれ満たされる。明るさレベル＃１３４に関連するパルス幅セグメント列挙テーブルの値のセグメント＃０及び＃１のみが、より小さな全体のパルス幅を有する（それぞれ８ＬＳＢより小さい）。しかし、第一のスポークセットのスポークを作動することで生じる１６ＬＳＢの増加を明るさレベル＃１３４に関連する１３４ＬＳＢの明るさに追加することは、明るさレベル＃１５０に対応する明るさに到達するために必要とされる１５０ＬＳＢの全体のパルス幅を生じる。さらに、セグメント＃０及び＃１の低いパルス幅の値は、スポークセット＃０の第一のスポークのちょうど前の時間で、スポークセット＃０の最後のスポーク直後のそれら全体として生じ、したがって、スポークの作動に関して非常に異なる時間で明るさの減少の補償が生じる場合にさもなければ生じる動きの輪郭のアーチファクトの厳しさが低減される。
本発明の原理に係る明るさの補償がスポークの作動の最も近い非常に接近した時間でどのように実質的に生じるかに関する良好な理解を提供する助けとなる、図９及び図１０を参照する。図９は、それぞれの色について明るさレベル＃１４９での４つのカラートリプレット（すなわち、青色、緑色及び赤色からなる４つの外観）を例示している。（セグメント＃０及び＃１のそれぞれに対応する）第一及び第二のカラートリプレットは、色当たり７２ＬＳＢの結合された明るさを有し、セグメント＃０及び＃１のそれぞれに関連する３５ＬＳＢ及び３７ＬＳＢの全体のビットの重みの合計を反映する。同じ特色により、（セグメント＃２及び＃３のそれぞれに対応する）第三及び第四のカラートリプレットは、色当たり７７ＬＳＢの結合された明るさを有し、セグメント＃２及び＃３のそれぞれに関連する３９ＬＳＢ及び３８ＬＳＢの全体のビットの重みの合計を反映する。
図１０は、明るさレベル＃１５０での４つのカラートリプレット（すなわち、青色、緑色及び赤色の４つの外観）をスポークセット＃０におけるスポークの作動と共に例示している。図１０に見られるように、スポークセット＃０の第一のスポークは、青色と緑色の第一の瞬間の間で現れる。スポークセット＃０の第二のスポークは、赤色の第一の瞬間と青色の第二の瞬間との間で現れ、同じセットの第三のスポークは、緑色の第二の瞬間と赤色の第二の瞬間との間で現れる。図６のテーブルから明るさレベル＃１３４に対応するパルス幅列挙値を選択することでスポークセット＃０のスポークの作動に応じた光における１６ＬＳＢの増加を補償することは、２９ＬＳＢ及び２９ＬＳＢのそれぞれの全体のビットの重みを有するセグメント＃０及び＃１となり、セグメント＃２及び＃３は、３９及び３８のそれぞれの全体のビットの重みを有する。
明るさレベル＃１５０に関連するセグメント＃０及び＃１の全体のパルス幅に比較して、明るさレベル＃１３４に関連するセグメント＃０及び＃１の全体のパルス幅は、それぞれ９ＬＳＢよりも少ない（２８ＬＳＢ対３７ＬＳＢ）。対照的に、明るさレベル＃１３４に関連するセグメント＃２及び＃３は、明るさレベル＃１５０に関連するセグメント＃２及び＃３に比較して、同じ全体のパルス幅（３９ＬＳＢ及び３９ＬＳＢ）を有する。明るさレベル＃１３４に関連する図６のテーブルのパルス幅列挙テーブルを利用することでスポークライトを補償するとき、セグメント＃０及び＃１のそれぞれに関連する青色、緑色及び赤色の第一の２つの外観のそれぞれは、低減された明るさを有する。
図１０に見られるように、青及び緑の第一の外観の明るさにおける低減は、第一のスポークの直前及び直後のそれぞれで現れる。同様に、赤色の第一の外観及び青色の第二の外観の明るさにおける低減は、第二のスポークの直前及び直後のそれぞれで生じる。さらに、緑の第二の外観及び赤の第二の外観の明るさにおける低減は、第三のスポークの直前及び直後のそれぞれで生じる。言い換えれば、明るさレベル＃１３４に関連する図６のテーブルからのパルス幅の列挙値を使用することは、スポークセット０のスポークの作動が生じるインターバルに対応する青色、緑色及び赤色の第一の２つの外観への全ての明るさの低減を実質的に制限する役割をする。（セグメント＃２及び＃３のそれぞれに対応する）青色、緑色及び赤色の第三及び第四の外観は、（明るさレベル＃１５０への到達に応じて生じる増加的な明るさの増加を除いて）同じ明るさを実質的に有する。
また、図１のシステム１０は、第二のスポークセット（スポーク＃１）のスポークが第二の色の明るさレベルの閾値、典型的には明るさレベル＃２０３を超えて作動されるときにスポークライトにおける増加を補償する。図４〜図８の列挙テーブルがかかる条件下でスポークライトの補償を達成するやり方を理解するため、赤色について明るさレベル＃２０３から明るさレベル＃２０４への増加的な明るさの増加を考える。緑色及び青色がスポークセット＃１のスポークの作動について閾値を超える明るさレベルを有すると考える。明るさレベル＃２０４で、（スポークセット＃０に加えて）スポークセット＃１が作動され、赤色の明るさにおける増加、すなわち１６ＬＳＢを生じる。したがって、明るさレベル＃２０３から明るさレベル＃２０４への増加的な明るさの増加を達成するため、（明るさレベル＃２０４に関連するパルス幅セグメントの列挙の値ではなく）明るさレベル＃１８８に関連する図７のテーブルのパルス幅の列挙の値が選択される。
ノンスポークライトの条件下で、明るさレベル２０４に関連する図７のテーブルにおけるパルス幅の列挙の値は、この明るさレベルを得るために利用される実際の値を表す。したがって、ノンスポークライトの条件下で、明るさレベル＃２０４に関連するパルス幅のセグメント＃０、＃１、＃２及び＃３は、２０４ＬＳＢの全体のパルス幅となる６４、６４、３９及び３８ＬＳＢのそれぞれの全体のパルス幅を有する。しかし、明るさレベル＃１４９を超えるスポークセット＃０に関連するスポークライトを使用したとき、明るさレベル＃２０３を超えるスポークセット＃０及び＃１のスポークに関連するスポークライトを使用したとき、図６〜図８は、スポークライトを補償するために低い明るさレベルの値を使用する必要のため、パルス幅のエニュメーション（ｅｎｕｍｅｒａｔｉｏｎ）テーブルは、事象の真の状態を現実に表していない。先に説明したように、対応する明るさの減少は、スポークライトを補償するためにノンスポークライトで生じる必要があり、したがって、必要不可欠な明るさの減少を提供し、次の高いレベルに増加的に明るさを増加するために１ＬＳＢ等の増加をセーブする図６〜図８のパルス幅のエニュメレーションテーブルからの低い明るさレベルの値の使用を必要とする。
明るさレベル＃２０３から明るさレベル＃２０４に遷移するとき、（明るさレベル＃２０４に関連する値とは対照的に）明るさレベル＃１８８に対応する図７のテーブルにおけるパルス幅のエニュメレーションの値が利用される。明るさレベル＃２０４に関連するセグメント＃２及び＃３に比較して、同じ全体のパルス幅（３９及び３８のそれぞれ）を有する。明るさレベル＃１８８に関連するセグメント＃０及び＃１のみが小さな幅（それぞれ８ＬＳＢよりも小さい）を有する。しかし、明るさレベル＃１８８に関連するセグメント＃０、＃１、＃２及び＃３の全体で１８８ＬＳＢの幅にスポークを作動することから生じる１６ＬＳＢの明るさの増加を追加することは、レべル＃２０３から明るさレベル＃２０４に到達するため、明るさにおける所望の増加的な増加（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ）を達成するために必須のパルス幅（２０４ＬＳＢ）を生じる。先のように、明るさレベル＃１７４に関連するセグメント＃０及び＃１の低いパルス幅の値は、スポークセット＃１の対応するスポークに最も近い実質的な時間で生じる赤色の明るさの減少を生じる。
スポークライトの全体の光出力への寄与を良好に理解するため、ノンスポークライト及びスポークライトに関する関数として全体の光出力のグラフを示している図１１を参照する。明るさレベル＃１５０に到達する前に、全体の光出力は、ノンスポークライトから到来する。明るさレベル＃１５０と＃２０３の間で、全体の光は、（スポークセット＃０のスポークの作動から生じる）第一の固定された量のスポークライト、全体のライトにおける対応する増加を達成するための線形なやり方で増加的に増加するノンスポークライトの量を含んでいる。スポークセット＃０のスポークが明るさレベル＃１５０で一度作動されると、ノンスポークライトは、レベル＃１４９から＃１５０に明るさにおける増加を反映するための増加的な増加を除いて、スポークライトにより増加とほぼ同じ量だけ降下する。明るさレベル＃２０３及び上で、（スポークセット＃０のスポークセットと共に）スポークセット＃１のスポークが作動され、第二の固定された量のスポークライトを生じる。さらに、ノンスポークライトは、明るさレベルにおける増加に関連するインクリメンタルな増加を除いて、スポークライトにおける増加に対応した量だけ減少する。
先に記載されたように、図４〜図８のパルス幅のエニュメレーションテーブルは、スポークの作動がそれぞれのパルス幅セグメントのセグメント＃０及び＃１の間に生じたときの状況下での非常に良好なスポークライトの補償を提供する。しかし、スポークアクチュエーションパターンは、［（Ｂ０Ｇ１Ｒ０）（Ｂ１Ｇ０Ｒ１）（ＢＧＲ）（ＢＧＲ）］とは異なり、かかる状況下で、異なるビットプレーンのセット及び異なるパルス幅のエニュメレーションテーブルは、スポークが生じる場所及びどのスポークが作動されたかに依存する。しかし、先に記載された方式でスポークライトの補償を提供するため、かかるテーブルは、スポークライトの使用のために対応する明るさの増加を考慮したスポークの発生に最も近い実質的な時間における適切な明るさの減少を達成するエントリを有する必要がある。
上述された内容は、ノンスポークライトにおける減少が動きの輪郭のアーチファクトの発生を低減するためにスポークの発生に最も近い実質的な時間で生じるように、シーケンシャルカラーディスプレイシステムにおけるスポークライトの補償を達成するための技術を記載する。例示される実施の形態はパルス幅変調されたシーケンシャルカラーディスプレイシステムと共に記載されたが、本発明の原理に係るスポークライトの補償は、スポークの発生に最も近い非常に接近した時間でノンスポークライトにおける低減が実質的に生じる限り、パルス幅変調を使用することなしで容易に達成することができる。
いくつかの付記を記載しておく。
〔付記１〕
カラーチェンジャーと、原色のセットのそれぞれについて少なくとも１つの画素を順次に照射するために動作するイメージャを含むシーケンシャルカラーディスプレイシステムを動作する方法であって、
前記イメージャに制御信号を印加し、前記イメージャに、前記制御信号に従って明るさレベルでそれぞれの原色について少なくとも１つの画素を照射させるステップと、
前記カラーチェンジャーが一方の色から別の色に遷移する第一のインターバルであって、少なくとも１つの画素が少なくとも１つの色について第一の規定された閾値を超える明るさレベルを有する第一のインターバルに対応する、少なくとも１つの第一のスポークの間に生じる光を使用するステップと、
かかるスポークの間の光を使用することで生じる明るさの増加を補償するため、スポークの発生に最も近い実質的な時間で少なくとも１つの色の明るさを減少するためにかかるスポークの間に前記光が使用されるとき前記制御信号を変更するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
〔付記２〕
前記制御信号は変更する前記ステップは、かかるスポークの直前及び直後の明るさを減少するための制御信号を変更するステップを含む、
付記１記載の方法。
〔付記３〕
前記第一の明るさの閾値はそれぞれの色について異なる、
付記２記載の方法。
〔付記４〕
少なくとも１つの色が第二の閾値を超える明るさレベルを有するとき、少なくとも１つの第一のスポークの間に使用される光に加えて、少なくとも１つの更なるスポークの間に生じた光を使用するステップを更に含む、
付記１記載の方法。
〔付記５〕
前記第二の明るさの閾値はそれぞれの色について異なる、
付記４記載の方法。
〔付記６〕
前記制御信号を印加するステップは、複数のパルス幅セグメントのシーケンスを印加するステップを含み、それぞれのパルス幅セグメントは、かかる関連する画素についてパルスセグメントでの全体のパルスの作動に従う明るさレベルでそれぞれの原色について関連する画素を前記イメージャに照射させる、
付記１記載の方法。
〔付記７〕
カラーイメージャと、原色のセットのそれぞれについて少なくとも１つの画素を順次に照射するために動作するイメージャとを有するシーケンシャルパルス幅変調ディスプレイシステムを動作させるための方法であって、
それぞれのパルス幅セグメントが前記少なくとも１つの画素についてパルスセグメントでのパルスの作動状態に従う明るさレベルでそれぞれの原色について少なくとも１つの画素を前記イメージャに照射させる、複数のパルス幅セグメントのシーケンスを前記イメージャに印加するステップと、
前記カラーチェンジャーが一方の色から別の色に遷移する第一のインターバルであって、少なくとも１つの画素が規定された閾値を超える少なくとも１つの色についての明るさレベルを有する第一のインターバルに対応する、少なくとも１つの第一のスポークの間に生じる光を使用するステップと、
少なくとも１つの第一のスポークの間の光を使用することから生じる明るさの増加を補償するため、少なくとも１つの第一のスポークの発生に最も近い実質的な時間で少なくとも１つの色の明るさを低減するために少なくとも１つの第一のスポークの間で光が使用されるとき、少なくとも１つのパルス幅セグメントのシーケンスを変更するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
〔付記８〕
前記第一の明るさの閾値はそれぞれの色について異なる、
付記７記載の方法。
〔付記９〕
前記少なくとも１つの色が第二の閾値を超える明るさレベルを有するとき、前記少なくとも１つの第一のスポークの間に使用される光に加えて、少なくとも更なるスポークの間に生じる光を使用するステップを更に含む、
付記７記載の方法。
〔付記１０〕
前記第二の明るさの閾値はそれぞれの色について異なる、
付記７記載の方法。
〔付記１１〕
それぞれの原色について複数の画素のそれぞれを照明するイメージャを原色のセットのそれぞれに順次に照射させるカラーチェンジャーを有するシーケンシャルパルス幅変調ディスプレイシステムを動作させる方法であって、
それぞれのパルス幅セグメントがパルスセグメントでのそれぞれの画素についてパルスの作動状態に従う明るさレベルでそれぞれの原色についてそれぞれの画素を前記イメージャに照明させる、複数のパルス幅セグメントのシーケンスを前記イメージャに印加するステップと、
前記カラーチェンジャーが一方の原色から別の原色に遷移する第一のインターバルに対応する、少なくとも１つの第一のスポークを選択するステップと、
少なくとも１つの第一のスポークの間に光を使用して画素の明るさを選択的に増加し、スポークライトからの明るさの増加を補償するため、少なくとも１つの第一のスポークの実質的に直前及び直後の生じるパルス幅セグメントの間に画素の明るさを減少するため、少なくとも１つの色について規定された画素の明るさのレベルを超えるパルス幅のセグメントの少なくとも１つのシーケンスを変更するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
〔付記１２〕
前記第一の明るさの閾値はそれぞれの色について異なる、
付記１１記載の方法。
〔付記１３〕
それぞれの色は第二の閾値を超える明るさレベルを有するとき、少なくとも１つの第一のスポークの間に使用される光に加えて、少なくとも１つの第二のスポークの間の生じる光を使用するステップを更に有する、
付記１１記載の方法。
〔付記１４〕
前記第二の明るさの閾値はそれぞれの色について異なる、
付記１３記載の方法。
〔付記１５〕
光源と、
ディスプレイスクリーンに複数の画素のそれぞれを選択的に照射するため、前記光源からの光を向けるイメージャと、
前記複数の画素のそれぞれを照明する光の色を順次に変化するためのカラーチェンジャーと、
（ａ）前記イメージャに制御信号を印加し、前記制御信号に従う明るさレベルでそれぞれの原色について関連する画素を前記イメージャに照明させ、（ｂ）少なくとも１つの色が第一の規定された閾値を超える明るさレベルを有するとき、前記カラーチェンジャーが一方の色から別の色に遷移する少なくとも第一のインターバル（スポーク）の間に生じる光を使用し、（ｃ）前記少なくとも１つの第一のスポークの間に光を使用することで生じる明るさの増加を補償するため、少なくとも１つの第一のスポークの発生に最も近い実質的な時間で少なくとも１つの原色の明るさを減少するために少なくとも１つの第一のスポークの間に前記光が使用されるときに前記制御信号を変更するコントローラと、
を有することを特徴とするシーケンシャルディスプレイシステム。
〔付記１６〕
前記コントローラは、前記少なくとも１つの第一のスポークの直前及び直後に明るさを減少するために前記制御信号を変更する、
付記１５記載の装置。
〔付記１７〕
前記第一の明るさの閾値はそれぞれの色について異なる、
付記１５記載の装置。
〔付記１８〕
前記コントローラは、それぞれの色が第二の閾値を超えて明るさレベルを有するとき、少なくとも１つの第一のスポークの間に使用される光に加えて、少なくとも１つの第二のスポークの間に生じる光を利用する、
付記１５記載の装置。
〔付記１９〕
前記第二の明るさの閾値はそれぞれの色について異なる、
付記１８記載の装置。
〔付記２０〕
前記コントローラは、それぞれのパルス幅セグメントがかかる関連する画素についてパルスセグメントでのパルスの作動状態に従う明るさレベルでそれぞれの原色について関連する画素を前記イメージャに照射させる、複数のパルス幅セグメントのシーケンスを印加する、
付記１５記載の装置。

Claims (1)

  1. カラーチェンジャーと、原色のセットのそれぞれについて少なくとも１つの画素を順次に照射するために動作するイメージャを含むシーケンシャルカラーディスプレイシステムを動作する方法であって、
    前記イメージャに制御信号を印加し、前記イメージャに、前記制御信号に従って明るさレベルでそれぞれの原色について少なくとも１つの画素を照射させるステップと、
    前記カラーチェンジャーが一方の色から別の色に遷移する第一のインターバルであって、少なくとも１つの画素が少なくとも１つの色について第一の規定された閾値を超える明るさレベルを有する第一のインターバルに対応する、少なくとも１つの第一のスポークの間に生じる光を使用するステップと、
    かかるスポークの間の光を使用することで生じる明るさの増加を補償するため、スポークの発生に最も近い実質的な時間で少なくとも１つの色の明るさを減少するためにかかるスポークの間に前記光が使用されるとき前記制御信号を変更するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
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