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Description
この発明はディスプレイ装置に関する。より特定的にはこの発明は切換え可能な素子のアレイを含むディスプレイ装置に関し、各切換え可能な素子は少なくとも2つの状態の間で切換え可能であり、ディスプレイ装置により表示される画像の形式は各切換え可能な素子がどの状態にあるかに依存する。
このような切換え可能な素子は、光源から表示される画像への光の通過を制御する光変調器の形式をとってもよい。光変調器の例には、たとえば、1989年8月の「SPIE会報(the Proceedings of SPIE)」第1150巻に発表された、ホーンベック(Hornbeck)による「変形可能な反射鏡空間光変調器(“Deformable Mirror Spatial Light Modulators”)」に記載されるような偏向可能な反射鏡装置が含まれる。このような偏向可能なまたは「変形可能な」反射鏡ディスプレイ装置は偏向可能な反射鏡装置のアレイを含み、各反射鏡装置は制御電極上のねじれ要素上に取付けられる。各反射鏡装置と電極との間に電界を与えることによって反射鏡装置は旋回し、それによって、反射鏡装置から反射される光の方向を変化させる。
光変調器の別の例は液晶装置である。
代替的には、切換え可能な素子のアレイは、たとえば発光ダイオードのアレイのように、自らがオンまたはオフに切換えられ得る光源のアレイの形式をとってもよい。
一般的にはそのようなディスプレイ装置はディジタル装置であり、つまり、装置の各切換え可能な素子は、表示される画像上に「白」または「黒」ピクセルのいずれかを生ずるよう、素子から表示される画像へ通過する光を「オン」または「オフ」に切換えるのに効果的である。しかしながら、素子からの光が表示される画像に到達するような状態に装置の各切換え可能な素子がある時間を制御し、素子からグレースケール画像を知覚する観察者の人の目の統合した応答を用いることによって、グレースケール画像を表示することも可能である。
このような構成の一例は、電圧を加えることが可能な発光装置のX−Yアレイを組込むディスプレイ装置を開示するGB 2014822に記載される。GB 2014822に記載されるディスプレイ装置はたとえば8ビット信号を介する二進のディジタル形式のデータをとり、装置は変調器が「オン」または「オフ」にあってもよい多数の期間の一時点でラインが駆動される。各時間期間中の各ピクセルの「オン」/「オフ」状態は、ディジタル入力データの対応するビットの状態によって決定される。
変形可能な反射鏡装置の形式の光変調器を組込むディスプレイ装置は、同様の態様で作動する。しかしながら、変形可能な反射鏡装置において、ピクセルのアレイ全体は、映像ソースの縦方向走査速度と一致して同時に駆動される。
各表示フレーム期間内の8つの時間期間は異なる長さを有する。任意の特定のフレームに対する入力信号の最下位ビット(LSB)に対応する時間期間の長さは所定の値に設定され、最下位ビットの次のものに対応する時間期間の持続期間は最下位ビットに対応するそれの2倍の長さになる、というようになる。したがって、そのような8ビット入力信号に対する最上位ビット(MSB)に対応する時間期間の長さは、最下位ビット(LSB)に対応するそれの128倍である。約20マイクロ秒の持続期間よりも短い表示フレーム期間内にすべての時間期間が含まれる場合には、人の目は、それらの期間を統合し、二進の信号値に対応する明るさのレベルを有する単一の期間にあたかも応答するように応答する。入力信号の1つのビットに対応する各サブフレーム期間の終わりで、素子を、いくつかのシステムにおいては休止位置に、または次のビット信号により決定される状態に、切換えるために、アレイのすべての素子にリセット信号が与えられる。
グレースケールを少なくとも部分的に表示するために切換素子の時分割多重アドレス指定を用いる、このようなディスプレイシステムは、大型スクリーンプロジェクタで使用される。しかしながら、モーション映像信号を表示するためにこのような大型スクリーンプロジェクタが用いられる場合、ある中間グレー明るさレベルでピクセルがきらめく帯域が形成されることが認められる。さらに、同じ中間グレー明るさレベルの場合、観察者が瞬きをしたり、頭を動かしたり、または目の前でもしくは投影レンズの前で指をちらつかせたりすると、表示される画像は「塊になった」ピクセルに分割し得る。これらの影響は、「動的輪郭化」として時に認められる。
この発明の目的は、これらの問題が多少なりとも解消される切換え可能な素子のアレイを組込むディスプレイシステムを提供することである。
この発明の第1の局面に従うと、光がディスプレイ上に向けられる「オン」状態と、光がディスプレイ上に向けられない「オフ」状態との間で各素子を切換えるために時分割変調処理を用いてグレースケールを少なくとも部分的に表示する、切換え可能な素子のアレイを含むディスプレイシステムが提供され、ディスプレイシステムの各フレーム期間は、各素子からの光の一時的な平衡を増大させるために、各素子が「オン」または「オフ」状態に切換えられる十分な時間間隔に分割される。
この発明はしたがって、「動的輪郭化」として上に定義される影響は時分割多重アドレス指定スキームの操作により低減され得るということを発明者が認めた上でなされている。
したがって、この発明の第2の局面に従うと、切換え可能な、光を向ける素子のアレイを含むディスプレイシステムは、切換え可能な素子の一時的なアドレス指定により引き起こされる悪影響を低減するために、各素子がディスプレイ上に光を向ける時間を修正するための手段を含む。
この発明に従うディスプレイシステムの多数の実施例が、添付の図を参照して、例のみによって説明される。
図1は、公知の形式のディスプレイシステムの概観の概略図である。
図2は、図1のシステムに組込まれる空間光変調器アレイの概略図である。
図3は、図2のアレイにある反射鏡装置の照度を示す。
図4a−4eは、図1のシステムにおいてグレースケールを達成するための公知の時分割多重アドレススキームの5つの例を示す。
図5は、図1のディスプレイシステムに組込まれるアレイにある2つの隣接する反射鏡装置のための公知の時分割多重アドレススキームの一例を示す。
図6a−6eは、この発明の実施例に従うディスプレイシステムに用いられる修正された時分割多重アドレススキームの5つの例を示す。
図7は、この発明の実施例に従うディスプレイシステムに用いるためのビット重み分散スキームの第1の例を示す。
図8a−8dは、先行技術のディスプレイシステムから生じる単一のピクセルからの光出力のコンピュータシミュレーションの一例を示す。
図9a−9dは、この発明の実施例に従う修正されたディスプレイシステムから生ずる単一のピクセルからの光出力のコンピュータシミュレーションの一例を示す。
図10は、この発明の実施例に従うディスプレイシステムに用いるためのビット重み分散スキームの第2の例を示す。
図11は、この発明の実施例に従うディスプレイシステムに用いるためのビット重み分散スキームの第3の例を示す。
図12は、この発明の実施例に従うディスプレイシステムに用いるためのビット重み分散スキームの第4の例を示す。
図13は図12のビット重み分散スキームの修正物を示す。
図14は、この発明の実施例に従う修正されたアドレス指定システムを実施するよう設計されるディスプレイシステムの一部を示す。
図15は、図14の装置に組込まれたシーケンサを示す。
図16は、図14の装置に組込まれるフレーム記憶装置の内容を示す。
まず図1を参照すると、説明されるディスプレイシステムの特定例は、ディスプレイスクリーン101上にカラー画像を投影するよう構成される。ディスプレイシステムは、たとえばアーク灯のような任意の好適な形式であってもよい光源103を含む。光源103は、これより説明される3つの平面的な偏向可能な反射鏡装置105、107、109上に光源からの光線が向けられるよう配置される。
光源103と第1の偏向可能反射鏡ディスプレイ装置105との間の光の経路に位置されるのは、2つのダイクロイックミラー111、113である。第1のダイクロイックミラー111は、第2の平面的な偏向可能な反射鏡ディスプレイ装置107上に青色光を反射しかつ他のすべての入射光は透過するよう設計され角度付けられる。第2のダイクロイックミラー113は、第3の平面的な偏向可能反射鏡装置109上に赤色光を反射しかつ第1の偏向可能反射鏡ディスプレイ装置105上に光源103からの光の残りの緑色成分を透過するよう設計され角度付けられる。
3つの偏向可能な反射鏡装置105、107、109は、空間的に変調された光線を投影レンズ115を介してディスプレイスクリーン101上に向けるよう、光源103からの光線の3つの色成分を反射することができるよう配置される。
ここでさらに図2および図3を参照すると、各偏向可能な反射鏡装置(DMD)105、107、109は、典型的には低解像度ディスプレイシステムでは768×576個の反射鏡装置、または高解像度ディスプレイシステムでは2048×1152個の反射鏡装置である、m×n個の偏向可能な反射鏡装置のアレイを含む。各アレイ117は、一緒に121で示される制御回路から電子カラー映像信号を受信し、たとえば1992年1月4日付の本出願人の先の国際特許出願PCT/GB92/00002(引用によりここに援用する)に記載される反射鏡装置M11〜Mmnの各々をアドレス指定する、ドライバ回路119に接続される。与えられたアドレス信号に依って、各反射鏡装置Mは、反射光が第1の経路123に向けられる「オン」状態および反射光が第2の経路125に向けられる「オフ」状態に対応する2つの異なる位置のうちの1つをとるようにされる。第2の経路125は、この方向に沿って反射された光がディスプレイシステムの光軸から逸れ、したがって投影レンズ115を通過しないように選ばれる。
したがって、「オン」状態に傾斜される反射鏡装置Mは明るくなり、「オフ」状態に傾斜される反射鏡装置Mは暗くなって、各DMDアレイ117は2次元イメージを表わすことができる。「オフ」期間に対する「オン」期間の割合を変えることによって、つまり一時的変調技術によって、この後より詳細に説明されるようにグレースケールを達成することができる。
ここで特に図3を参照すると、「オン」状態と「オフ」状態との間で各反射鏡装置Mが偏向される角は比較的小さい。したがって、「オン」および「オフ」状態の間において十分な弁別を達成するために、光源103からの入射光線127は各空間光変調器105、107、109に対し、各装置に対する法線から測定して約20°の角度で向けられる。
個々の反射鏡装置Mがアレイ117の面と平行であるとき、入射光線127は法線に対し対応する20°の角で反射し、「オフ」経路122に沿って光線ダンプ(図示せず)に入る。ドライバ回路119からの制御信号が反射鏡装置Mをアレイ117の面に対し第1の角度で第1の偏向状態に設定すると、入射光線127はさらに「オフ」の経路にある方向125に沿って反射されて光線ランプに入る。アドレス指定回路119からの制御信号が反射鏡装置Mをアレイ117の面に対し第2の角度で第2の偏向状態に設定すると、入射光線127は「オン」経路123に沿ったアレイに対する法線に沿って反射される。
次に図4a〜4eを参照すると、これらの図は、スクリーン101上にグレースケールが表示されるのを可能にする、DMDアレイ117の各反射鏡素子Mの時分割多重アドレスシーケンスを示す。単純化のために、図4a〜4eに図示される例は、5ビット入力映像信号に対応する。したがって、図4a〜4cは、31の等しい時間間隔に分割される、特定の反射鏡装置Mの時間フレームを表わし、水平方向はしたがって時間軸を表わす。
図4aは、ディスプレイ装置のフレーム期間の持続期間に対して最大の明るさがディスプレイスクリーン101上に表示されるように反射鏡装置Mが構成される状態に対応する。したがって、反射鏡装置Mは、16の時間単位(MSBに対応する)、8つの時間単位、4つの時間単位、2つの時間単位、および最後に1つの時間単位(LSBに対応する)の持続期間の間「オン」状態に切換えられる。したがって、アレイ117のこの特定の反射鏡装置Mに対する統合された明るさレベルは31単位である。
これは、ディスプレイ装置の単一のフレーム期間中においてMSBに対応する時間期間の持続期間の間のみ反射鏡装置Mが「オン」状態に切換えられる、図4bに図示される状態と対照され得る。したがって、フレーム期間に対する反射鏡装置Mの統合された明るさは16単位である。
同様に図4cは、反射鏡装置Mが、MSBに対応する時間間隔の間「オフ」状態に切換えられ、残りのフレーム期間の間は「オン」状態に切換えられる状態を示す。したがって、フレーム期間に対する反射鏡装置Mの統合された明るさは15単位である。
次に図4dを参照すると、この図は、1つの反射鏡装置Mに対する2つの連続するフレーム期間を示し、ゆえに図4a−4cとは異なる時間尺度である。この特定例においては、図4bに示されるシーケンスの後に図4cに示されるシーケンスが続く。したがって、図4dに図示される例においては、最初のフレーム期間の後半と2番目のフレーム期間の前半とは両方とも反射鏡装置Mの「オフ」状態に対応して暗い。この結果、反射鏡装置Mに対応するピクセルに対し、ディスプレイスクリーン101上に光が全く現れない1つのフレーム期間の時間間隔が生じる。これは、観測者に認識可能な、ディスプレイスクリーン101上の暗い閃光として現れることが発明者には理解されている。
図4eに示される状態も単一の反射鏡装置Mに対する2つの連続するフレーム期間を図示し、したがって、図4dと同じ水平方向の時間尺度ではあるが、逆転されたフレームシーケンスで示される。この特定例においては、ディスプレイスクリーンが連続して照明されるとき、最初のフレーム期間の後半と2番目のフレーム期間の前半とからなる全フレーム期間がある。これは観測者にとってはディスプレイスクリーン101上の白色閃光として見えることが発明者には理解されている。
反射鏡装置Mへの駆動信号がたとえば映像量子化ノイズのために図4dと図4eとのビットシーケンスの間で変動すると、ピクセルはノイズと一致してきめらくように見え、これは「動的輪郭化」として公知の現象である。したがって、ある中間グレー明るさレベルでは、図4dおよび図4eに示されるタイプの状態はスクリーン101上の投影された画像にきらめくピクセルを生じさせることが発明者には理解されている。さらに、この映像ノイズは、きらめくピクセルが別の帯域に広がるよう映像入力信号を処理するのに用いられるAD変換器内におけるクリティカルなビットの遷移の量子化時間ジッタを引き起こす。
観察者が瞬きをしたり、頭を動かしたり、または目の前でもしくは投影レンズ105の前で指をちらつかせたりすると、図4dおよび図4eに示される状態は画像の見かけの「動的輪郭化」をさらに生じさせ得る、ということも発明者には理解されている。このことは、2つの隣接する反射鏡装置M11およびM12の各々に対する単一のフレーム時間期間を示す図5を参照するとわかり、水平方向の尺度はしたがって図4a〜4eのそれとは異なる。最初の反射鏡装置M11は、MSBのみが「オン」となり他のビットはすべてオフになるように構成される。2番目の反射鏡装置M12では、MSBは「オフ」であり、他のビットはすべて「オン」である。したがって、M11からの光から形成される画像ピクセルはM12からの光から形成される画像ピクセルよりも半フレーム期間前にディスプレイスクリーン107に到達することがわかる。
たとえば表示される画像上の動く対象を追って観察者の頭部が動いているかまたは観察者の目がディスプレイスクリーン101上に投影される画像を走査すると、反射鏡装置M11およびM12からの光に対応する2つのピクセルは背景に対して、およびゆえに互いに対して動くように見える。これによって、「後で」アドレス指定される反射鏡装置M12からの光に対応するピクセルは観察者の目の走査方向と反対方向に動くように見え、一方で、先にアドレス指定される反射鏡装置M11からの光に対応するピクセルは観察者の目の走査方向と同じ方向に動くように見える。したがって、観察者の目の運動方向が反射鏡装置M11から反射鏡装置M12への方向である場合、2つのピクセルの見かけの変位によりピクセルは重なるように見え、表示される画像はディスプレイスクリーン101上のその点で見かけ上明るくなる。
逆に、観察者の目の運動方向が反対方向、つまり反射鏡装置M12から反射鏡装置M11への方向である場合には、2つのピクセルは離れるように見えて、画像はディスプレイスクリーン101上の対応する点で見かけ上暗くなる。この影響は、地図上の等高線と非常に似たように、表示される画像の主な遷移に対応するピクセルを追う。これらの輪郭線は滑らかでないため、ピクセルの見かけ上の相対的な運動は、不十分な表示解像度の影響と同様の影響を与える、これらの遷移点での粗いピクセル構造の印象を与える。
したがって、最上位のアクティブビットが「オン」または「オフ」になると、時分割アドレス指定される光変調器で経験されるビット遷移「動的輪郭化」影響は隣接する表示フレーム間または隣接するピクセル間のビットパターンの一時的変位の直接的な結果として生じることが、発明者には理解されている。さらに、観察者の目によってどれほどフィルタリングが導入されようとも、隣接する表示フレーム間の一時的シフトの影響は光出力においては単極性の変動であるため、全体的な外乱エネルギーは低減され得ず、より長い時間間隔にわたって広がるのみである。
ビット遷移によるこの「動的輪郭化」を低減し得る唯一の方法は、クリティカルなビット遷移でビットパターンにおけるそのような一時的シフトを除去するかまたは最小限にするかのいずれかである。これは、時分割多重アドレス指定されるディスプレイシステムの場合、一時的な変位はそれらの動作に固有であるため、完全に達成するのは困難である。しかしながら、(図8および図9を参照して説明されるように)一時的シフトの結果生ずる単極性の外乱が双極性の外乱に変換することができれば、および(図10、図11、図12および図13を参照して説明されるように)外乱の周波数を最大にし外乱の振幅内容を最小にすることによって、問題は緩和され得る。
次に、表示フリッカおよび「動的輪郭化」の問題を緩和するために一時的シフトの除去または最小化を実現するために設計された、この発明に従うディスプレイシステムに用いられる修正された時分割アドレス指定スキームの例を追う。
ここで図6a〜6eを見ると、これらの図は、この発明に従うディスプレイ装置に用いられる、図4a〜4dの先行技術構成に示されるビット重みシーケンスの修正されたバージョンを示す。
図6aは、16時間単位のMSBのみが2つの部分サブフレームMSB1およびMSB2に分割され、8時間単位の持続期間の各々は16aおよび16bとラベル付けされる状態を示す。照度(COI)の中心は表示フレーム期間に対して規定され得、これはフレーム期間の中心で生ずる。このスキームの利益の質的分析は、次いで、機械的システムにおける力学的均衡に類似して、照度の中心についてのさまざまなビット重みのモーメントを考慮することにより得られ得る。MSB1およびMSB2の両方は「オン」または「オフ」のいずれかである特定の反射鏡装置Mに対応するので、個々のモーメントは大きさは等しいが符号は逆であることがわかる。したがって、照度のモーメントに対するこれらの2つの部分サブフレーム期間からの寄与はゼロである。8単位の長さである2番目に長いサブフレーム期間は、照度のモーメントに対するその寄与を最小限にするために、フレーム期間の中心にできるだけ接近しかつそれについて対称的に配置される。4、2および1の残りのサブフレームは、7単位(4+2+1)、8単位(単一の8サブフィールド)、15単位(8+4+2+1)、16単位(16a+16b)、23単位(16a+16b+4+2+1)、および24単位(16a+16b+8)のさまざまな可能な組合せに対してフレームの照度のモーメントにおける変化を最小限にするために、照度の中心についてできるだけ対称的に位置づけられる。
図6bは、8単位の2番目の上位ビットのサブフレームがさらに2つの部分8aおよび8bに分割され、各々は4単位の持続期間である。図6aのスキームの修正物を示す。部分サブフレーム16aおよび16bの中心が図6bに示されるように半フレーム期間によって分離される場合には、16単位の中間明るさレベルで、表示フレーム速度での光出力のフリッカ基本周波数成分は除去され、ゆえに、知覚されるいかなる表示フリッカも最小限にされる。
次に図6cを見ると、このビット重み分散スキームでは、3つの最上位ビットが等しい部分に各々分割される。したがって、16単位のサブフレーム、8単位のサブフレーム、および4単位のサブフレームはすべて、部分16aおよび16b、8aおよび8b、ならびに4aおよび4bにそれぞれ分割される。部分サブフレーム16aおよび16bは図6bに示されるように既に最適位置を有しているので、4aおよび4bはこれらの部分サブフレームに隣接して表示フレーム期間の中央寄りに置かれる。
次に図6dのビット重み分散スキームを見ると、このスキームはMSBが4つの等しい部分サブフレームに分割されるのを図示し、各々は4つの単位持続期間つまり16a、16b、16cおよび16dである。次の2つの最上位ビットは各々が2つの部分サブフレーム8aおよび8bと4aおよび4bとにそれぞれ等しく分割される。この特定のスキームでは、MSB部分サブフレーム16a、16b、16cおよび16dは、フレーム期間の4分の1で間隔をとられる。これは基本の16単位のフリッカ成分のみならず第2次高調波も除去する。8単位の明るさレベルでの基本フリッカ成分がさらに除去されるように、部分サブフレーム8aおよび8bは半表示フレーム期間だけ離れて置かれる。これは、フレーム期間の各端部に、部分サブフレーム4aおよび4bが対称的に適合する2つの間隙を残す。
次に図6eを見ると、この図は、不均等なビット分割が用いられるビット重み分散スキームを示す。このスキームにおいては、MSBは3つの部分サブフレーム、つまり5単位持続期間の16aと2単位持続期間の16bと9単位持続期間の16cとに分割される。次の上位ビットは、2つの部分サブフレーム、つまり5単位持続期間の8aと3単位持続期間の8bとに分割される。3番目の上位ビットは、各々が2単位である2つの等しい部分サブフレーム4aおよび4bに分割される。この図はしたがって、等しくない持続期間の部分サブフレームの一様でない数にサブフレームが分割されるであろうビット重み分散スキームを示す。しかしながら、図6eに示されるアドレススキームは、図6dに示されるアドレススキームほどには、照度の中心の十分な制御を与えはしないことがわかる。
次に図7を参照すると、この図は、フリッカの影響が最小限にされるビット重み分散スキームを示す。この図に示されるように、MSBは8つの等しい部分サブフレームに分割され、次のMSBは4つの等しい部分サブフレームに分割され、次のMSBは2つの等しい部分サブフレームに分割される。したがって、表示フレームが2単位の持続期間の14の等しい部分サブフレーム(A〜G)と、2単位持続期間の1サブフレームと、1単位持続期間の1サブフレームとで、前のように合計31単位になるように分割されるよう、最大部分フレーム持続期間はここでは2単位である。
図7の左手の縦の列は、0単位の最小値と31単位の最大値との間における単一のフレーム中の表示の明るさの増大するレベルを表わす。部分サブフレームにXがあればそれは対応する反射鏡装置Mはその特定の時間に「オン」状態に切換えられることを示し、Xがない場合にはそれは「オフ」状態を示す。DMDアレイ117の反射鏡装置のためのリセットパルスのタイミングも図に示され、反射鏡装置Mをそれらの次の配向状態に対して準備するようリセットパルスは2単位ごとに与えられなければならないことが図7から明らかである。
図7に示されるスキームの目的は、フレーム期間中にわたって反射鏡装置Mが一様に「オン」である期間を広げることである。しかしながら、31は素数であるため、この広がりは完全にはなり得ない。0〜3および28〜31単位の照度のレベルでは、フレーム期間にわたる照度の均一な広がりは生じないことがわかる。しかしながら、これらの照度レベルでは、外乱レベルは小さく、ゆえに表示アーチファクトははるかに明確ではない。照度レベル4および5、ならびに26および27の場合、照度のモーメントはより大きい一方で、基本外乱周波数成分は表示サイクル周波数の第2次高調波に倍増していることがわかる。同様に、他の照度レベルの場合でも、照度のモーメントが増大するにつれ、各照度レベルに対する基本光出力外乱周波数も増大し、これは図7の右手の列の数字によって示される。
図7に示されるビット重み分散スキームの利用によって、映像入力信号とDMDアレイ117へのアドレス信号との間における1対1の相関関係はLSBおよび次の下位ビットに対する以外は取除かれていることが理解される。これは、たとえば、必要とされるビット変換を行なうためにROMを組込む好適なシーケンサの利用によって対処され得る。好適な装置はこの後図14、図15および図16を参照して説明され、図7はROMをプログラミングするための真理表として効果的に働く。
図7に示されるスキームはディスプレイシステムの単一のフレーム内でビット重み分散の影響により引き起こされるフリッカの影響を低減するために設計されることがわかる。ここで、時分割変調情報は観察者によって連続するストリームとして受信されるため、単一の表示フレーム内でのビット重み分散の影響のみならず、1つの表示フレームから次の表示フレームへの動きの影響も考慮されなければならない。ディスプレイシステムの連続フレーム間の遷移の影響は、観察者の目の統合した影響をシミュレーションするために、時分割変調の直列データストリームでスライドするウィンドウの開口機能を用いてコンピュータシミュレーションにより調べられ得る。ウィンドウはビットシーケンスに沿って移動するので、ウィンドウ内の平均値における変化は観察者により知覚される光出力外乱の尺度である。これは、「動的輪郭化」を生じる外乱に加えて、フリッカおよび他の成分を含む。表示フレーム期間に等しい持続期間の矩形のウィンドウの開口機能を選択することは、目の動きを完全に表現はしないものの、隣接する表示サイクル間の差を考慮するだけで、最大の清澄性でもって「動的輪郭化」外乱をシミュレーションする。
図8および図9は、そのようなスライドするウィンドウの開口機能をMSBおよび次の上位ビットつまりMSB−1ビット遷移に適用した結果を示す。図8は図4dおよび4eのビットシーケンスに対する結果を示し、図9はこの発明に従うディスプレイ装置に用いられる修正されたビットシーケンスの結果を示す。図8および図9において、MSBは「M」で示され、残りのLSBは「L」で示され、MSB−1は「H」で示される。
最初の例において、図8aに示されるように、MSBから初めてLSBに進んでシーケンスをサンプリングするスライドする矩形ウィンドウを考えられたい。すべてのLSBを「オフ」にしMSBを「オン」にするために光出力が1LSB分だけ増大すると、つまり図4eに示される状態である場合、所与の反射鏡装置Mからの光出力における結果的な増大は単極の三角形であることが図8aからわかる。
同様に、図8bに示される1LSBの減少の場合、つまり図4dに示される状態の場合には、光出力における結果的な減少も単極の三角形となる。
図8cは、1LSBの増大がすべてのLSBを「オフ」にしMSB−1を「オン」にするときの、MSB−1ビット遷移に対する同等な状態を示し、MSBは永久的に「オフ」となる。光出力における外乱は、これも、上方遷移に対する光出力における増大を与える単極の三角形である。
図8dは光出力における対応する単極の三角形の減少を示す1LSBの現象に対する対応する状態を示すため、図8dは対応状態を示している。
したがって、図8a〜8dから、所与のビット遷移に対し、光出力における結果的な外乱は単極の三角形であり、外乱の振幅および持続期間は連続フレームの各対間の最上位ビット変化遷移に比例して増大することがわかる。外乱ピーク振幅は最上位ビット変化の重みに等しく、外乱の持続期間は同じ上位ビットの場合ビット表示間隔の2倍であることもわかる。
図9a〜9dは、分割されたビットの部分サブフレームがこの発明に従うディスプレイシステムにおいて表示フレームの中心について対称的に位置づけられる際の、図8a〜8dのビットシーケンスでのビット分割の影響を示す。図9aおよび9bは、MSB分割の例において、図8aおよび8bの単極性の外乱は、外乱ピーク振幅が半分にされかつ外乱サイクルの位相が上方遷移と下方遷移との間で反転している状態である双極性の外乱に変換されていることを示す。しかしながら、外乱の持続期間は図8aのそれからは変化していない。
同様に、図9cおよび9dは、MSB−1遷移の例において、図8cおよび8dの単極性の外乱は、上方遷移と下方遷移との間で位相反転を伴う、ピーク振幅が半分である単一サイクルの双極性外乱に変換されることを示す。ここでも外乱持続期間は変わらないままである。
ビット表示間隔を分割することによって外乱の振幅および外乱の持続期間の両方をさらに低減することが示され得る。一般的には、所与の最上位ビット変化の場合、外乱ピーク振幅は(ビット重み)/Nにより与えられ、外乱の持続期間は(2*ビット間隔)/Nにより与えられ、ここで、Nはビット分割因子である。原則的にはNの奇数値が用いられ得るが、結果として生ずる部分サブフレームを分散することは付加的な問題を呈する。さらに、本質的なことではないが、実働化はNを二進値の倍数に制限することによって単純化され得る。
外乱エネルギーを図8および図9の外乱波形下の領域として定義すると、図8および図9を生じさせるのに用いられるスライドするウィンドウ技術を適用することによって、最小エネルギーの場合ビットシーケンスは表示フレームの中心にどんな非分割ビットをも有さなければならず、表示フレームは分割されたMSB間隔で始まりそして終了するはずであることが示され得る。さらに、分割されたビットの有効部は表示サイクルの中心に向かって一様に減少しなければならない。最上非分割ビットを表示サイクルの中心に置くことによって、そのビットはより大きい外乱エネルギーを有する2番目の下位ビットを犠牲にしてあたかも分割されていたかのように振る舞う結果となることも示され得る。
外乱エネルギーの考慮は、表示される画像上に観測可能なビット遷移の輪郭化を生じさせるのは上の4または5の最上位ビット重みのみであることを示す。これは図10において2の最大分割因子Nを有する単純なビット分割について示され、それに対し、LSBは、最も高いオーダの分割されていないビットが表示フレームの中心に位置される、残りのすべての分割されていないビット重みとして考慮されるだろう。
一般に、単一の反射鏡装置Mに対する隣接するフレーム間での光出力変化または2つの隣接する反射鏡装置間での光出力変化は0からピーク白色までの任意の値であり得る。明らかに、0照度または最大ピーク白色照度の変化の場合、輪郭化は生じないかまたはステップ状の明るさ変化により全体的にマスキングされるため問題とはならないしかしながら、MSB変化を生じさせる単一のLSBのステップ変化は、著しい動的輪郭化効果を有し得る。
実像におけるステップ状の明るさ変化のランダムなばらつきのため、理想的には表示サイクル内における個々のビットの間隔の割当ては隣接する時間フレーム間の照度レベルの変化により発生される「動的輪郭化」の量を最小限にするようダイナミックベースで実行されるべきであるが、これは必ずしも必要ではない。この動的割当ては、最上位ビット変化、変化ステップの大きさ、およびビット分割の許容可能な度合いといったような要素を考慮にいれる必要がある。
単一のLSBの明るさにおけるステップ変化による輪郭化の影響は、減少する最上位ビット変化に伴って減少する、ということが図8および図9を参照して示された。しかしながら、「動的輪郭化」のうるささのレベルは、ビット変化の総数と、ビット分割の程度と、これらのビットが表示サイクル内でどのように分散されるかとによって強く影響され、これらのすべての要素は外乱の振幅および周波数の両方に影響する。
「動的輪郭化うるささ因子」をピーク外乱振幅と外乱持続期間との積として定義すると、絶対「動的輪郭化」外乱は最上位ビット重み変化の二乗として変化する。しかしながら、平均光出力の一部として表わされるため、輪郭化外乱は最上位ビット重み変化に比例してのみ変化する。したがって、「動的輪郭化」の影響を低減するためには、より高いオーダのビットのみが分割を要するべきである。
1LSBのステップよりも大きい光出力の変化の例では、「動的輪郭化」に対する変化のマスキング効果は増大するステップの大きさに伴って増大する。一般的に、少なくとも変化ステップの大きさまでのピーク輪郭化外乱振幅は、光出力におけるステップ変化によりマスキングされる。このマスキング効果は、ビット分割によりもたらされる「輪郭化うるささ因子」の低減によりさらに増大される。
上に説明したように、表示サイクル周期に等しいスライドするウィンドウの開口に対するピーク外乱振幅はビット分割因子Nにより除算されるビット重みに比例し、次いで、「動的輪郭化」の影響はこのレベルまたはそれより大きいレベルのステップ状の明るさ変化に対してマスキングされる。ビット分割因子が大きいほどピーク輪郭化外乱振幅は小さくなり、ゆえにそれをマスキングする光出力のステップ変化はより小さくなる。
例によって、図11〜13を考慮されたい。図11は、MSBは4つの等しい部分サブフレームに分割され、他の分割されるビットは2つの等しい部分サブフレームに分割されている、1つの可能な動的ビット分割シーケンスを示す。表示サイクル内での部分サブフレームの位置は図11の真理表に従って明るさレベルの変化に伴って動的に割当てられる。したがって、外乱は、ここでは、ピーク外乱振幅が図10のピーク外乱振幅に対して2の因数により減じられる、4つに分割されるMSBにより発生される外乱と等価になる。MSB外乱エネルギーの多くは、図10のMSBビット遷移と比較すると、基本表示サイクル周波数から表示フレーム速度の第2次高調波に移動している。これは、基本周波数に残っている残りの外乱エネルギーの量に依って、2と4との間の外乱エネルギー低減因子を生じる。図10については、MSB−1遷移エネルギーは残存している。
図12は、MSBは8つの等しい部分サブフレームに分割され、MSB−1は4つの等しい部分サブフレームに分割され、残りの分割されるビットは2つの等しい部分サブフレームに分割される、さらなる可能な動的ビット分割シーケンスを示す。これらの部分サブフレームは次いで図13の真理表に従って表示サイクル内で動的に位置づけられる。したがって外乱はここでは、ピーク外乱振幅が図10のそれに対して4の因子で減じられる、8つに分割されたMSBにより発生される外乱に等価になる。MSB外乱エネルギーの多くは、図10のMSBビット遷移と比較すると、表示速度の第4の高周波に移動している。これは、残余の基本周波数の量に依って、図10の単純なビット分割の4倍と16倍との間の外乱エネルギー低減を生じる。MSB−1外乱エネルギーは図10の振幅の半分の振幅を有し、そのエネルギーの多くはここでは第2次高調波にある。したがって、MSB−1遷移外乱エネルギーは、基本周波数での残りの外乱エネルギーの量に依って、図10のそれの2から4少ない因子である。残りのビット重みの外乱エネルギーは図10のそれらとは変わらないままである。
MSB遷移基本周波成分は、1LSBより大きい明るさのステップ変化に対する外乱エネルギーの僅かな増加を犠牲にして動的サブフレーム割当てが何らかのさらなる最適化を有する、図13に示される動的ビット分割スキームにより事実上除去され得る。
図12および図13において、ピーク外乱振幅は、3つのLSBより大きいステップ変化に対するステップ振幅に等しい。これはより高いレベルのビット分割によってのみさらに低減されるかもしれないが、これはDMDアレイ117にロードされなければならないデータの量における対応する増加を生じさせる。図12および図13のスキームは、全部で上の3つのMSBのための14のビット表示間隔にLSBのための1+Rの間隔を加えたものを要し、ここでRは残りのLSBの数である。
したがって図7を図10ないし図13と比較すると、部分サブフレームの分散は、図7に示される表示フリッカによって知覚される最小定常状態に対してか、または図10ないし図13に示されるビット遷移外乱による最小ビット遷移「動的輪郭化」に対して整えられ得ることがわかる。残念ながら、多くのビットパターン組合せの場合、最小フリッカと最小「動的輪郭化」とは必ずしも相伴うものではないが、最小「動的輪郭化」を与える一般的なビット重み分散はフリッカ動作における有用な改善も、最適ではないかもしれないが、与える。しかしながら、実験では、目に見えるフリッカは一般的に極端に低いレベルであるため、「動的輪郭化」アーチファクトの方がフリッカよりも一般的により好ましくないことが示される。
図14、図15および図16を次に参照すると、これらの図はこの発明に従う修正されたアドレス指定スキームを実現するためのアドレス指定回路の例を示す。まず特定的に図14を参照すると、表示されるべき画像の赤と緑と青の色成分を表わす3つの別個の映像信号の1つからなる映像入力信号が、同期する信号とともにAD変換器(ADC)ユニット129に与えられる。ADCユニット129の出力は、陰極線管上での表示のための映像信号に通常はあるガンマ補正信号を除去するためにガンマ補正ユニット131に与えられる。
ガンマ補正ユニット131の出力は、ワード直列映像入力をDMDアレイ117をアドレス指定するのに好適な形式に変換するために、データフォーマット化ユニット133に与えられる。データフォーマット化ユニット133は2つのフレーム記憶装置135を交互にアドレス指定するよう構成され、そのうちの1つのみが図8に示されている。各フレーム記憶装置135は、DMDアレイ117の各装置Mのための映像データを記憶し、DMDアレイ117内の各装置Mにドライバ回路119を介してこのデータを供給するよう構成される。フレーム記憶装置135の形式はこの後より詳細に記載される。
この後より詳細に形式が記載されるシーケンサ137は、すべての反射鏡装置Mが照射ビームに対してそれらの次の必要な配向に偏向される前に図3に示される「休止」配向をとることができるようにするために、各ビットフレーム表示間隔の終わりでDMDアレイ117の反射鏡装置にリセット信号を与えるよう構成される。一方のフレーム記憶装置135はDMDアレイ117にデータを供給する一方で、他方のフレーム記憶装置135はデータフォーマット化ユニット133からフレッシュな映像データを受け取る。
次に特定的に図15を見ると、シーケンサ137は、各ビットフィールドの表示時間長でプログラミングされるリードオンリメモリ(ROM)139を含む。ROM139は第2のプログラマブルカウンタ143の出力によりクロックされるプログラマブルカウンタ141によってアドレス指定され、カウンタ143はクロック145からのクロックパルスによってクロックされる。カウンタ143は、各フレーム時間内に生じるカウントの総数がROM139から得られるプリセット値によって決定されるようプログラムされる。カウンタ143のカウントサイクルはしたがって現ビット重みに対する表示時間持続期間を規定し、カウンタ141は完全な表示サイクルをつくり上げる各ビット表示間隔を通ってサイクルする。カウンタ141の出力は、関連のフレーム記憶装置135からDMDアレイ117に転送されるべき次のビット重みをさらに規定する。
各表示間隔の終わりで、カウンタ143は、DMDアレイ117をリセットし新しい情報を反射鏡装置Mに転送する出力信号を発生し、それ自体を次のビットフレーム表示時間でプリセットし、最後に、次のビット重みを選択するためにカウンタ141を増分する。
次に特定的に図16を参照し、8ビットの映像入力信号を仮定すると、各フレーム記憶装置135は8つの面P1、P2...P8を含む。各面は入力映像信号の1つのビット重みに対応するDMDアレイ117のためのデータを保持する。したがって、面P1はMSBに対応し、面P2は次の最上位ビットに対応するというようになり、LSBに対応するP8まで続く。次のビット表示間隔中における表示に対する準備ができているMSBアレイ117にデータの1つのビットの面を書込むために、シーケンサ137は各フレーム記憶装置135に適当な制御信号を与える。最終的な結果として、DMDアレイの各反射鏡装置Mは時間多重化態様でリセットされる。
図7、図10、図11、図12および図13に示されるような、この発明に従うビット表示スキームの実現は、シーケンサROM139を好適にプログラミングすることと、新しいシーケンスに適合するようビット数を設定することとによって達成される。さらなる表示間隔間での入力ビット重みの分散は、出力バス幅を増大させるためにガンマ補正器内に一般的には組込まれる参照テーブルを修正することによって、ガンマ補正器131内で達成される。
これまで例によって説明されてきた特定のディスプレイ装置は3つの変形可能な反射鏡装置を含むディスプレイ装置に関連するものであるが、この発明は、液晶装置のような光変調器の他の形式を含む表示装置の他の形式に、および切換え可能な光源のアレイを組込むディスプレイ装置にも、等しく適用可能であることが理解される。
記載される特定の実施例においてはグレースケールは切換え可能な素子の時分割変調によってのみ達成されるが、この発明はグレースケールの一部が光源の二進変調により達成されるディスプレイシステムにも適用可能であることも理解される。このようなディスプレイシステムはたとえば本出願人の同時係属中の英国特許出願番号GB 9223114.1に記載されており、それをここに引用により援用する。
例によってこれまで記載された特定のカラーディスプレイシステムは、変調器が並列処理する赤、青および緑の各色に1つが対応する3つの別個の光変調器105、107、109を組込むが、この発明は、制御される態様で光の色を変化させるために色相環または同様のデバイスを用いる順次カラーディスプレイシステムにも等しく適用可能であることがさらに理解される。このような順次カラー方式では、各色からの光が表示フレーム期間の3分の1だけ一時的に変位されるように、色は1つの光変調器から順次表示される。表示スクリーン101に到達する光の変調一時変位が、順次カラー投影により引き起こされる遅延に加わる。このタイプの先行技術のシステムにおいて観測される「動的輪郭化」影響は、並列カラー方式に観測されるそれと類似しているが、明るさアーチファクトに加えて色アーチファクトを伴う。上に記載されるアドレス指定スキームはこのようなアーチファクトを低減することがわかる。しかしながら、そのようなカラー順次方式で観測される場合のモーション効果は並列カラー方式で観測されるそれとは異なり、カラー順次方式により生ずるフレーム期間遅延の3分の1は移動する対象に色フリンジを導入する。最悪例の遅延は、ゆえに、ここでも半フレーム期間であり、これは先行技術の並列からー方式に見られるのと同じ影響を生ずる。したがって、たとえば、上述のアドレス指定システムを用いる、この発明に従うディスプレイシステムは、順次カラー方式においてこの問題を緩和するために用いられることができる。The present invention relates to a display device. More particularly, this invention relates to a display device that includes an array of switchable elements, each switchable element being switchable between at least two states, and the type of image displayed by the display device is each switchable. Depends on the state of possible elements.
Such switchable elements may take the form of light modulators that control the passage of light from the light source to the displayed image. Examples of light modulators include, for example, the “deformable reflector spatial light modulator (Hornbeck) published in the August 1989“ the Proceedings of SPIE ”, Volume 1150 (Hornbeck). "Deformable Mirror Spatial Light Modulators") "is included. Such deflectable or “deformable” reflector display devices include an array of deflectable reflector devices, each reflector device being mounted on a torsion element on a control electrode. By applying an electric field between each reflector device and the electrode, the reflector device turns, thereby changing the direction of light reflected from the reflector device.
Another example of the light modulator is a liquid crystal device.
Alternatively, the array of switchable elements may take the form of an array of light sources that can be switched on or off, such as an array of light emitting diodes.
Generally, such display devices are digital devices, that is, each switchable element of the device displays from the element to produce either a “white” or “black” pixel on the displayed image. It is effective to switch the light passing through the image to be “on” or “off”. However, the integrated response of the observer's eyes to control the time each switchable element of the device is in a state where the light from the element reaches the displayed image and to perceive a grayscale image from the element It is also possible to display a grayscale image by using.
An example of such a configuration is described in GB 2014822 which discloses a display device incorporating an XY array of light emitting devices capable of applying a voltage. The display device described in GB 2014822 takes binary digital format data, for example via an 8-bit signal, and the device is in a single line for a number of periods in which the modulator may be “on” or “off”. Is driven. The “on” / “off” state of each pixel during each time period is determined by the state of the corresponding bit of the digital input data.
A display device incorporating a light modulator in the form of a deformable reflector device operates in a similar manner. However, in a deformable reflector device, the entire array of pixels is driven simultaneously to match the longitudinal scan rate of the video source.
The eight time periods within each display frame period have different lengths. The length of the time period corresponding to the least significant bit (LSB) of the input signal for any particular frame is set to a predetermined value, and the duration of the time period corresponding to the next of the least significant bits is the least significant bit. It will be twice as long as that corresponding to. Thus, the length of the time period corresponding to the most significant bit (MSB) for such an 8-bit input signal is 128 times that corresponding to the least significant bit (LSB). If all time periods are contained within a display frame period that is shorter than the duration of about 20 microseconds, the human eye integrates these periods and the brightness level corresponding to the binary signal value. Respond as if to respond in a single period with At the end of each subframe period corresponding to one bit of the input signal, all elements of the array are switched to switch the element to a rest position in some systems or to a state determined by the next bit signal. A reset signal is applied to the element.
Such display systems that use time-division multiple addressing of switching elements to at least partially display grayscale are used in large screen projectors. However, it is recognized that when such a large screen projector is used to display a motion video signal, a band in which pixels glitter is formed at a certain intermediate gray brightness level. In addition, for the same medium gray brightness level, if the observer blinks, moves his head, or flickers his finger in front of the eyes or in front of the projection lens, It can be divided into “now” pixels. These effects are sometimes recognized as “dynamic contouring”.
It is an object of the present invention to provide a display system incorporating an array of switchable elements that alleviates these problems.
According to a first aspect of the invention, a time division modulation process is performed to switch each element between an “on” state where light is directed onto the display and an “off” state where light is not directed onto the display. A display system is provided that includes an array of switchable elements that are used to at least partially display grayscale, wherein each frame period of the display system increases the temporal balance of light from each element. Each element is divided into sufficient time intervals to be switched to the “on” or “off” state.
The present invention has therefore been made with the inventor's admission that the impact defined above as "dynamic contouring" can be reduced by operation of a time division multiple addressing scheme.
Thus, according to a second aspect of the present invention, a display system comprising a switchable array of light-directing elements is provided for each element to reduce the adverse effects caused by the temporary addressing of the switchable elements. Includes means for modifying the time to direct light on the display.
A number of embodiments of a display system according to the invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying figures.
FIG. 1 is a schematic overview of a known type of display system.
FIG. 2 is a schematic diagram of a spatial light modulator array incorporated into the system of FIG.
FIG. 3 shows the illuminance of the reflector apparatus in the array of FIG.
FIGS. 4a-4e show five examples of known time division multiple addressing schemes for achieving gray scale in the system of FIG.
FIG. 5 shows an example of a known time division multiple addressing scheme for two adjacent reflector devices in an array incorporated in the display system of FIG.
Figures 6a-6e illustrate five examples of modified time division multiple address schemes used in display systems according to embodiments of the present invention.
FIG. 7 shows a first example of a bit weight distribution scheme for use in a display system according to an embodiment of the present invention.
Figures 8a-8d show an example of a computer simulation of light output from a single pixel resulting from a prior art display system.
Figures 9a-9d show an example of a computer simulation of light output from a single pixel resulting from a modified display system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows a second example of a bit weight distribution scheme for use in a display system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows a third example of a bit weight distribution scheme for use in a display system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 shows a fourth example of a bit weight distribution scheme for use in a display system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 shows a modification of the bit weight distribution scheme of FIG.
FIG. 14 shows a portion of a display system designed to implement a modified addressing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 shows a sequencer incorporated in the apparatus of FIG.
FIG. 16 shows the contents of the frame storage device incorporated in the device of FIG.
Referring first to FIG. 1, the particular example of a display system described is configured to project a color image on a
Two
Three
With further reference now to FIGS. 2 and 3, each deflectable reflector device (DMD) 105, 107, 109 is typically 768 × 576 reflector devices in a low resolution display system, or high resolution. The display system includes an array of m × n deflectable reflector devices, which is 2048 × 1152 reflector devices. Each
Thus, the reflector device M tilted to the “on” state becomes bright and the reflector device M tilted to the “off” state becomes dark so that each
Referring now specifically to FIG. 3, the angle at which each mirror apparatus M is deflected between the “on” and “off” states is relatively small. Thus, in order to achieve sufficient discrimination between the “on” and “off” states, the incident light 127 from the
When the individual mirror apparatus M is parallel to the plane of the
Reference is now made to FIGS. 4 a-4 e, which illustrate a time division multiple address sequence for each reflector element M of the
FIG. 4a corresponds to a state in which the reflector device M is configured such that the maximum brightness is displayed on the
This can be contrasted with the situation illustrated in FIG. 4b, in which the reflector device M is switched to the “on” state only for the duration of the time period corresponding to the MSB during a single frame period of the display device. Therefore, the integrated brightness of the reflector apparatus M for the frame period is 16 units.
Similarly, FIG. 4c shows a state in which the reflector device M is switched to the “off” state for the time interval corresponding to the MSB and to the “on” state for the remaining frame period. Therefore, the integrated brightness of the reflector apparatus M for the frame period is 15 units.
Referring now to FIG. 4d, this figure shows two consecutive frame periods for one reflector device M and is therefore a different time scale than FIGS. 4a-4c. In this particular example, the sequence shown in FIG. 4b is followed by the sequence shown in FIG. 4c. Accordingly, in the example illustrated in FIG. 4d, both the second half of the first frame period and the first half of the second frame period are dark corresponding to the “off” state of the reflector apparatus M. This results in a time interval of one frame period in which no light appears on the
The state shown in FIG. 4e also illustrates two consecutive frame periods for a single reflector device M, and is therefore shown in the same horizontal time scale as FIG. 4d, but in an inverted frame sequence. In this particular example, when the display screen is illuminated continuously, there is an entire frame period consisting of the second half of the first frame period and the first half of the second frame period. It is understood by the inventors that this appears to the observer as a white flash on the
If the drive signal to the reflector device M fluctuates between the bit sequences of FIG. 4d and FIG. 4e due to, for example, video quantization noise, the pixel appears to match the noise, which is “active contour” This is a phenomenon known as “chemical conversion”. Accordingly, it is understood by the inventors that at certain intermediate gray brightness levels, the type of situation shown in FIGS. 4d and 4e results in sparkling pixels in the projected image on the
When the observer blinks, moves his head, or flickers his finger in front of the eyes or in front of the
For example, when the observer's head is moving following a moving object on the displayed image, or when the observer's eyes are scanned on an image projected on the
Conversely, the direction of movement of the observer's eyes is the opposite direction, that is, the reflector device M 12 Reflector device M 11 The two pixels appear to be separated and the image appears to be dark at corresponding points on the
Thus, when the most significant active bit is “on” or “off”, the bit transition “dynamic contouring” effect experienced by time-division-addressed light modulators is between adjacent display frames or adjacent pixels. It is understood by the inventors that it occurs as a direct result of the temporary displacement of the bit pattern in between. Furthermore, no matter how much filtering is introduced by the observer's eyes, the effect of the temporary shift between adjacent display frames is a unipolar variation in light output, so the overall disturbance energy cannot be reduced, It only spreads over longer time intervals.
The only way that this “dynamic contouring” due to bit transitions can be reduced is to either eliminate or minimize such temporary shifts in the bit pattern at critical bit transitions. This is difficult to achieve completely in the case of time division multiple addressed display systems, since temporary displacements are inherent in their operation. However, if a unipolar disturbance resulting from a temporary shift can be converted into a bipolar disturbance (as described with reference to FIGS. 8 and 9), and (FIGS. 10, 11, 12). The problem can be mitigated by maximizing the frequency of the disturbance and minimizing the amplitude content of the disturbance (as described with reference to FIG. 13).
Next, a modified time-division address used in the display system according to the present invention designed to achieve temporary shift removal or minimization to alleviate display flicker and "dynamic contouring" problems Follow examples of specified schemes.
Turning now to FIGS. 6a-6e, these figures show a modified version of the bit weight sequence shown in the prior art configuration of FIGS. 4a-4d used in a display device according to the present invention.
FIG. 6a shows the situation where only the 16-hour unit MSB is divided into two partial subframes MSB1 and MSB2, and each of the 8-hour unit durations is labeled 16a and 16b. The center of illuminance (COI) can be defined relative to the display frame period, which occurs at the center of the frame period. A qualitative analysis of the benefits of this scheme can then be obtained by considering the moments of the various bit weights about the center of illumination, analogous to the mechanical balance in a mechanical system. Since both MSB1 and MSB2 correspond to a particular reflector device M that is either "on" or "off", it can be seen that the individual moments are equal in magnitude but opposite in sign. Therefore, the contribution from these two partial subframe periods to the moment of illumination is zero. The second longest subframe period, which is 8 units long, is placed as close as possible to and symmetrical about the center of the frame period in order to minimize its contribution to the moment of illumination. The remaining subframes of 4, 2 and 1 are 7 units (4 + 2 + 1), 8 units (single 8 subfields), 15 units (8 + 4 + 2 + 1), 16 units (16a + 16b), 23 units (16a + 16b + 4 + 2 + 1), and 24 units. In order to minimize the change in the moment of illumination of the frame for the various possible combinations of (16a + 16b + 8), it is positioned as symmetrically as possible with respect to the center of illumination.
FIG. 6b shows that 8 units of the second upper bit subframe are further divided into two
Turning now to FIG. 6c, in this bit weight distribution scheme, the three most significant bits are each divided into equal parts. Thus, the 16 unit subframe, the 8 unit subframe, and the 4 unit subframe are all divided into
Turning now to the bit weight distribution scheme of FIG. 6d, this scheme illustrates the MSB being divided into four equal partial subframes, each of four unit durations,
Turning now to FIG. 6e, this figure shows a bit weight distribution scheme in which unequal bit division is used. In this scheme, the MSB is divided into three partial subframes: 5
Reference is now made to FIG. 7, which shows a bit weight distribution scheme in which the effect of flicker is minimized. As shown in this figure, the MSB is divided into eight equal partial subframes, the next MSB is divided into four equal partial subframes, and the next MSB is divided into two equal partial subframes. Thus, the display frame is 14 equal sub-frames (A to G) of 2 unit duration, 1 sub-frame of 2 unit duration, and 1 sub-frame of 1 unit duration, summing as before The maximum partial frame duration is 2 units here, so that it is divided into 31 units.
The vertical column of the left hand in FIG. 7 represents the increasing level of display brightness in a single frame between a minimum value of 0 units and a maximum value of 31 units. An X in a partial subframe indicates that the corresponding reflector device M is switched to the “on” state at that particular time, and if there is no X, it indicates an “off” state. The timing of the reset pulse for the mirror device of the
The purpose of the scheme shown in FIG. 7 is to extend the period during which the reflector device M is uniformly “on” over the frame period. However, since 31 is a prime number, this spread cannot be perfect. It can be seen that the illuminance levels of 0-3 and 28-31 units do not produce a uniform spread of illuminance over the frame period. However, at these illuminance levels, the disturbance level is small, so the display artifact is much less obvious. It can be seen that for
By using the bit weight distribution scheme shown in FIG. 7, the one-to-one correlation between the video input signal and the address signal to the
It can be seen that the scheme shown in FIG. 7 is designed to reduce the flicker effect caused by the effect of bit weight distribution within a single frame of the display system. Here, since the time division modulation information is received as a continuous stream by the observer, not only the influence of the bit weight distribution within a single display frame but also the movement from one display frame to the next display frame. Impact must also be considered. The effects of transitions between successive frames of the display system can be examined by computer simulation using the opening function of a window that slides in a time-division modulated serial data stream to simulate the integrated effects of the observer's eyes. As the window moves along the bit sequence, changes in the average value within the window are a measure of the light output disturbance perceived by the observer. This includes flicker and other components in addition to disturbances that cause “dynamic contouring”. Choosing a rectangular window opening function with a duration equal to the display frame period does not fully represent the eye movement, but only takes into account the difference between adjacent display cycles, with maximum clarity. Simulate “dynamic contouring” disturbances.
FIGS. 8 and 9 show the result of applying such a sliding window opening function to the MSB and the next higher order bit, the MSB-1 bit transition. FIG. 8 shows the results for the bit sequences of FIGS. 4d and 4e, and FIG. 9 shows the results of the modified bit sequences used in the display device according to the invention. 8 and 9, the MSB is indicated by “M”, the remaining LSBs are indicated by “L”, and the MSB-1 is indicated by “H”.
In the first example, consider a sliding rectangular window that samples from the MSB to the LSB for the first time, as shown in FIG. 8a. If the light output is increased by 1 LSB to turn all LSBs “off” and the MSB “on”, ie, as shown in FIG. 4e, the result at the light output from a given reflector device M It can be seen from FIG. 8a that the typical increase is a monopolar triangle.
Similarly, in the case of the 1LSB reduction shown in FIG. 8b, ie, in the state shown in FIG. 4d, the resulting reduction in light output is also a monopolar triangle.
FIG. 8c shows an equivalent state for the MSB-1 bit transition when an increase of 1 LSB "turns off" all MSBs and "turns on" MSB-1 and the MSB is permanently "off" . The disturbance in light output is also a monopolar triangle that gives an increase in light output relative to the upper transition.
FIG. 8d shows the corresponding state, since FIG. 8d shows the corresponding state for the 1LSB phenomenon indicating a corresponding monopolar triangle reduction in light output.
Thus, from FIGS. 8a-8d, for a given bit transition, the resulting disturbance in the optical output is a unipolar triangle and the amplitude and duration of the disturbance is the most significant bit change transition between each pair of consecutive frames. It can be seen that it increases in proportion to. It can also be seen that the disturbance peak amplitude is equal to the weight of the most significant bit change, and the duration of the disturbance is twice the bit display interval for the same upper bits.
FIGS. 9a to 9d show the effect of bit division on the bit sequence of FIGS. 8a to 8d when the partial sub-frames of the divided bits are positioned symmetrically about the center of the display frame in the display system according to the invention. FIGS. 9a and 9b show that in the MSB split example, the unipolar disturbance of FIGS. 8a and 8b is the state where the disturbance peak amplitude is halved and the phase of the disturbance cycle is reversed between the upper and lower transitions. It shows that it has been converted into a bipolar disturbance. However, the duration of the disturbance has not changed from that of FIG. 8a.
Similarly, FIGS. 9c and 9d show that in the example of the MSB-1 transition, the unipolar disturbance of FIGS. 8c and 8d is a single peak amplitude of half with phase reversal between the upper and lower transitions. It is converted into a bipolar disturbance of the cycle. Again, the duration of the disturbance remains unchanged.
It can be shown that dividing the bit display interval further reduces both the amplitude of the disturbance and the duration of the disturbance. In general, for a given most significant bit change, the disturbance peak amplitude is given by (bit weight) / N, and the disturbance duration is (2 * Bit spacing) / N, where N is the bit division factor. In principle, odd values of N can be used, but distributing the resulting partial subframe presents additional problems. Furthermore, although not essential, implementation can be simplified by limiting N to multiples of binary values.
Defining the disturbance energy as the region under the disturbance waveform of FIGS. 8 and 9, by applying the sliding window technique used to produce FIGS. 8 and 9, the bit sequence for the minimum energy is It can be shown that it must have any non-divided bit in the center and the display frame should start and end with a divided MSB interval. Furthermore, the effective part of the divided bits must decrease uniformly towards the center of the display cycle. It can also be shown that placing the most undivided bit in the center of the display cycle results in the bit behaving as if it had been divided at the expense of the second lower bit with higher disturbance energy.
Disturbance energy considerations indicate that only the top 4 or 5 most significant bit weights cause observable bit transition contouring on the displayed image. This is shown in FIG. 10 for a simple bit split with a maximum split factor N of 2, whereas the LSB is the rest of all remaining, where the highest order unsplit bit is located in the center of the display frame. Would be considered as undivided bit weights.
In general, the light output change between adjacent frames for a single reflector device M or the light output change between two adjacent reflector devices can be any value from 0 to peak white. Obviously, a change in zero illumination or maximum peak white illumination is not a problem because no contouring occurs or it is totally masked by a stepped brightness change, but a single effect that causes an MSB change. The LSB step change can have a significant dynamic contouring effect.
Due to the random variation of stepwise brightness changes in the real image, ideally the allocation of individual bit spacing within the display cycle is generated by the change in illumination level between adjacent time frames. Should be performed on a dynamic basis to minimize the amount of "", but this is not necessary. This dynamic allocation needs to take into account factors such as the most significant bit change, the magnitude of the change step, and the acceptable degree of bit splitting.
It has been shown with reference to FIGS. 8 and 9 that the effect of contouring due to step changes in the brightness of a single LSB decreases with decreasing most significant bit changes. However, the level of annoyance of “dynamic contouring” is strongly influenced by the total number of bit changes, the degree of bit splitting, and how these bits are distributed within the display cycle. The element affects both the amplitude and frequency of the disturbance.
Defining the “dynamic contouring annoyance factor” as the product of the peak disturbance amplitude and the disturbance duration, the absolute “dynamic contouring” disturbance changes as the square of the most significant bit weight change. However, because it is represented as part of the average light output, the contouring disturbance changes only in proportion to the most significant bit weight change. Therefore, to reduce the effect of “dynamic contouring”, only the higher order bits should be split.
In the example of a change in light output greater than a 1 LSB step, the masking effect of the change on “dynamic contouring” increases with increasing step size. In general, the peak contouring disturbance amplitude at least up to the magnitude of the changing step is masked by the step change in the light output. This masking effect is further enhanced by the reduction of the “contouring annoyance factor” caused by bit splitting.
As explained above, the peak disturbance amplitude for a sliding window opening equal to the display cycle period is proportional to the bit weight divided by the bit division factor N, and then the effect of “dynamic contouring” is at this level or Masked against stepwise brightness changes of higher levels. The larger the bit splitting factor, the smaller the peak contouring disturbance amplitude, and hence the smaller the step change in light output that masks it.
By way of example, consider FIGS. FIG. 11 shows one possible dynamic bit division sequence where the MSB is divided into four equal partial subframes, and the other divided bits are divided into two equal partial subframes. The position of the partial subframe within the display cycle is dynamically assigned according to the change of the brightness level according to the truth table of FIG. Thus, the disturbance is now equivalent to the disturbance generated by the MSB divided into four, where the peak disturbance amplitude is reduced by a factor of 2 with respect to the peak disturbance amplitude of FIG. Much of the MSB disturbance energy has moved from the fundamental display cycle frequency to the second harmonic of the display frame rate compared to the MSB bit transition of FIG. This results in a disturbance energy reduction factor between 2 and 4, depending on the amount of remaining disturbance energy remaining at the fundamental frequency. For FIG. 10, the MSB-1 transition energy remains.
FIG. 12 shows that the MSB is divided into eight equal partial subframes, the MSB-1 is divided into four equal partial subframes, and the remaining divided bits are divided into two equal partial subframes. A dynamic bit division sequence is shown. These partial subframes are then dynamically positioned within the display cycle according to the truth table of FIG. Thus, the disturbance is now equivalent to the disturbance generated by the MSB divided into eight, where the peak disturbance amplitude is reduced by a factor of 4 relative to that of FIG. Most of the MSB disturbance energy has moved to the fourth high frequency of the display speed as compared to the MSB bit transition of FIG. This results in a disturbance energy reduction between 4 and 16 times the simple bit division of FIG. 10, depending on the amount of residual fundamental frequency. The MSB-1 disturbance energy has an amplitude that is half of the amplitude of FIG. 10, and much of that energy is now in the second harmonic. Therefore, the MSB-1 transition disturbance energy is a factor of 2 to 4 less than that of FIG. 10 depending on the amount of remaining disturbance energy at the fundamental frequency. The remaining bit weight disturbance energy remains unchanged from those in FIG.
The MSB transition fundamental frequency component is due to the dynamic bit-splitting scheme shown in FIG. 13, where dynamic subframe allocation has some further optimization at the expense of a slight increase in disturbance energy for a step change in brightness greater than 1 LSB. It can be virtually eliminated.
12 and 13, the peak disturbance amplitude is equal to the step amplitude for a step change greater than three LSBs. This may be further reduced only by a higher level of bit splitting, but this causes a corresponding increase in the amount of data that must be loaded into the
Therefore, comparing FIG. 7 with FIGS. 10-13, the distribution of partial subframes is relative to the minimum steady state perceived by the display flicker shown in FIG. 7 or the bit transitions shown in FIGS. 10-13. It can be seen that the minimum bit transition “dynamic contouring” due to disturbance can be arranged. Unfortunately, for many bit pattern combinations, the minimum flicker and the minimum “dynamic contouring” are not necessarily concomitant, but the general bit weight distribution that gives the minimum “dynamic contouring” is the flicker operation. Useful improvements are also given, although not optimal. However, experiments have shown that "active contouring" artifacts are generally less preferred than flicker because visible flicker is generally at an extremely low level.
Reference is now made to FIGS. 14, 15 and 16, which illustrate examples of addressing circuits for implementing a modified addressing scheme in accordance with the present invention. Referring specifically to FIG. 14, a video input signal consisting of one of three separate video signals representing the red, green and blue color components of an image to be displayed is converted to an AD converter ( ADC)
The output of the
The
Referring now specifically to FIG. 15, the
At the end of each display interval,
Referring now specifically to FIG. 16, assuming an 8-bit video input signal, each
Implementation of the bit display scheme according to the present invention, as shown in FIGS. 7, 10, 11, 12 and 13, is to properly program the
While the particular display device that has been described by way of example relates to a display device that includes three deformable reflector devices, the present invention provides other types of light modulators such as liquid crystal devices. It will be appreciated that other types of display devices, including, and display devices that incorporate an array of switchable light sources are equally applicable.
In the particular embodiment described, grayscale is achieved only by time-division modulation of switchable elements, but the invention also applies to display systems in which part of the grayscale is achieved by binary modulation of the light source. It is also understood that it is possible. Such a display system is described, for example, in Applicant's co-pending UK patent application number GB 9231114.1, which is hereby incorporated by reference.
The particular color display system described so far by way of example incorporates three separate
Claims (19)
(b) 連続する画像フレームを各々が表現する画像信号が連続したものを与えるための手段(135)とを含み、各前記画像信号は複数のビットを各々が含む複数の数を表現し、各数は各画像フレーム内の異なる画素(M11〜Mmn)に対応し、各前記数の各ビットは画素(M11〜Mmn)の1つに対し複数の異なる「オン」時間期間のうちの1つを規定し、したがって各数は各画像フレームにおける画素(M11〜Mmn)のうちの異なる1つに対する総「オン」時間期間を表現し、さらに、
(c) 前記「オン」時間期間に対応する時間期間に対し各画像フレームにおいて各画素(M11〜Mmn)を「オン」に切換えるための手段(119)を含み、
前記ディスプレイ装置はさらに、
(d) 前記複数の異なる「オン」時間期間のうち少なくとも1つを、互いから時間的に間隔を置かれる時間間隔の間前記1つの画素(M11〜Mmn)を「オン」に切換えるよう効果的な少なくとも2つのサブ期間に分割するための手段(137)をさらに含むことにより特徴付けられる、ディスプレイ装置。(A) an array (105, 107, 109; 117) of pixels (M 11 to M mn ) each switchable between an “on” state and an “off” state;
(B) means (135) for providing a sequence of image signals each representing successive image frames, each said image signal representing a plurality of numbers each comprising a plurality of bits, The numbers correspond to different pixels (M 11 to M mn ) in each image frame, and each bit of each said number is one of a plurality of different “on” time periods for one of the pixels (M 11 to M mn ). And thus each number represents the total “on” time period for a different one of the pixels (M 11 to M mn ) in each image frame, and
And (c) means (119) for switching each pixel (M 11 ~M mn) in each image frame relative to the time period corresponding to the "on" time period "on",
The display device further includes
(D) switching at least one of the plurality of different “on” time periods to “on” the one pixel (M 11 to M mn ) during a time interval that is spaced in time from one another; A display device characterized by further comprising means (137) for dividing into effective at least two sub-periods.
(a) 連続する画像フレームを各々が表現する画像信号が連続したものを与えるステップを含み、各前記画像信号は複数のビットを各々が含む複数の数を表現し、各数は各画像フレーム内の異なる画素(M11〜Mmn)に対応し、各前記数の各ビットは画素(M11〜Mmn)の1つに対し複数の異なる「オン」時間期間のうちの1つを規定し、したがって各数は各画像フレームにおける画素(M11〜Mmn)のうちの異なる1つに対する総「オン」時間期間を表現し、さらに、
(b) 前記「オン」時間期間に対応する時間期間に対し各画像フレームにおいて各画素(M11〜Mmn)を「オン」に切換えるステップを含み、
前記方法は、
(c) 前記複数の異なる「オン」時間期間のうち少なくとも1つを、互いから時間的に間隔を置かれる時間間隔の間前記1つの画素(M11〜Mmn)を「オン」に切換えるよう効果的な少なくとも2つのサブ期間に分割するステップをさらに含むことにより特徴付けられる、ディスプレイ装置をアドレス指定する方法。A method of addressing a display device comprising an array (105, 107, 109; 117) of pixels (M 11 to M mn ) each switchable between an “on” state and an “off” state,
(A) providing a sequence of image signals each representing a sequence of image frames, each image signal representing a plurality of numbers each including a plurality of bits, each number within each image frame; corresponding to different pixels (M 11 ~M mn), each bit of each said number defining one of a plurality of different "oN" time period to one of the pixel (M 11 ~M mn) , And thus each number represents the total “on” time period for a different one of the pixels (M 11 to M mn ) in each image frame,
(B) switching each pixel (M 11 to M mn ) to “on” in each image frame for a time period corresponding to the “on” time period;
The method
(C) switching at least one of the plurality of different “on” time periods to “on” the one pixel (M 11 to M mn ) during a time interval that is temporally spaced from each other; A method of addressing a display device, characterized by further comprising the step of dividing into effective at least two sub-periods.
(b) 前記画素(M11〜Mmn)のアレイ(105,107,109;117)を照射するための照射手段とを含むディスプレイシステム。(A) the display device according to any one of claims 1 to 9;
Display system comprising an irradiation means for irradiating; (117 105,107,109) (b) the array of pixels (M 11 ~M mn).
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2979923A1 (en) | 2014-08-01 | 2016-02-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Illumination system |
CN110637337A (en) * | 2017-07-27 | 2019-12-31 | 华为技术有限公司 | Multi-focus display device and method |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2762704B1 (en) | 1997-04-25 | 1999-07-16 | Thomson Multimedia Sa | ADDRESSING METHOD FOR A PLASMA SCREEN BASED ON A BIT REPETITION ON ONE OR MORE LINES |
JP2994630B2 (en) | 1997-12-10 | 1999-12-27 | 松下電器産業株式会社 | Display device capable of adjusting the number of subfields by brightness |
US6151011A (en) * | 1998-02-27 | 2000-11-21 | Aurora Systems, Inc. | System and method for using compound data words to reduce the data phase difference between adjacent pixel electrodes |
US6100863A (en) * | 1998-03-31 | 2000-08-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motion pixel distortion reduction for digital display devices using dynamic programming coding |
JP2994632B1 (en) | 1998-09-25 | 1999-12-27 | 松下電器産業株式会社 | Drive pulse control device for PDP display to prevent light emission center fluctuation |
US8339428B2 (en) | 2005-06-16 | 2012-12-25 | Omnivision Technologies, Inc. | Asynchronous display driving scheme and display |
EP1758072A3 (en) | 2005-08-24 | 2007-05-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and driving method thereof |
WO2008078278A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Method of adjusting the light output of a projector system, and system for adjusting the light output of a projector system |
US8223179B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-07-17 | Omnivision Technologies, Inc. | Display device and driving method based on the number of pixel rows in the display |
US9024964B2 (en) | 2008-06-06 | 2015-05-05 | Omnivision Technologies, Inc. | System and method for dithering video data |
US8228349B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-07-24 | Omnivision Technologies, Inc. | Data dependent drive scheme and display |
US8228350B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-07-24 | Omnivision Technologies, Inc. | Data dependent drive scheme and display |
JP2013050682A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Sony Corp | Driving circuit, display, and method of driving the display |
US20200357348A1 (en) * | 2016-04-28 | 2020-11-12 | Sony Corporation | Image display apparatus and image display method |
JP6618449B2 (en) | 2016-10-06 | 2019-12-11 | キヤノン株式会社 | Liquid crystal display device and control method thereof |
JP2021015139A (en) * | 2019-07-10 | 2021-02-12 | ソニー株式会社 | Display device and projection system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8622717D0 (en) * | 1986-09-20 | 1986-10-29 | Emi Plc Thorn | Display device |
EP0261896B1 (en) * | 1986-09-20 | 1993-05-12 | THORN EMI plc | Display device |
US5185602A (en) * | 1989-04-10 | 1993-02-09 | Cirrus Logic, Inc. | Method and apparatus for producing perception of high quality grayscale shading on digitally commanded displays |
GB9024978D0 (en) * | 1990-11-16 | 1991-01-02 | Rank Cintel Ltd | Digital mirror spatial light modulator |
GB2251511A (en) * | 1991-01-04 | 1992-07-08 | Rank Brimar Ltd | Display device. |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP52613995A patent/JP3844013B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-12 WO PCT/GB1994/000768 patent/WO1995027970A1/en unknown
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2979923A1 (en) | 2014-08-01 | 2016-02-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Illumination system |
CN110637337A (en) * | 2017-07-27 | 2019-12-31 | 华为技术有限公司 | Multi-focus display device and method |
US11081082B2 (en) | 2017-07-27 | 2021-08-03 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multifocal display device and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08511635A (en) | 1996-12-03 |
WO1995027970A1 (en) | 1995-10-19 |
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