JP4642470B2 - 色分裂なしに画像を表示するための照明システム - Google Patents

Description

本発明は空間光変調器を利用して画像を表示するためのシステムに関する。

本発明は、より具体的には、マトリックスディスプレイを備えた単一ディスプレイビデオ逆投影又は投影システムに関し、より具体的には、投影スクリーンの上流にリレー画像を用いるシステムに関する。本発明は色連続システムのための画像品質の向を目的とする。加えて、本発明は、投影スクリーン上に投影される画像を記録するカムコーダで得られるビデオの品質を低下し得る。

２種類の単一撮像装置のアーキテクチャが既知である。

ａ − 撮像装置(imager)の全ての画素（画像素子）が常時同一色を見る。即ち、「全て赤色」、「全て緑色」又は「全て青色」。これは撮像装置の正面で回転するカラーホイールを用いることによって得られるものである。このモードは「色連続」と呼ばれている。

ｂ − 撮像装置の走査は「行毎に」（色スクローリングの場合）起こる。撮像装置の一群の行の全ての画素は同一の色を見ることによって、各行について、「全て赤色」行、「全て緑色」行及び「全て青色」行が連続してある。この効果は螺旋状の縞模様の色バンドを有する回転フィルタを用いることによって得ることができる。

従って、投影又は逆投影システムは様々な構造で現れ得る。本発明は、色連続モードで動作し、且つ、主撮像装置の上流でアクセス可能であり、主撮像装置と光学的に結合する平面を用い得る単一ディスプレイ構造に関する。

例えば、米国出願公開公報第２００２／００２４６１８号により、色連続モードで動作するそのようなシステムは投影中に色分裂の危険を起こすことが既知であり、画像が移動しているとき、或いは、観察者が彼の注視を投影された画像に移すときに、表示された画像上に複数の且つ有色の輪郭が現われる原因となる。これらの色分裂は、肉眼による統合の後に、１つ且つ同一の概して多彩色画像を形成する赤色、緑色及び青色の３つの主要画像サブフレームが、次々に、それ故に、異なる瞬間に表示されるという事実に起因する。

米国特許出願公開公報第２００２／００２４６１８号は、表示されるべき各多彩色画像が、一連の赤色、緑色及び青色の３つの単彩サブフレームにではなく、一連の赤色、緑色、青色及び白色の４つの単彩サブフレームに分配される場合において、この問題に対する解決策を提案している。この文献は、マトリックスディスプレイの画素又はセルを４つの隣接する画素のグループにグループ化し、且つ、各グループの４つ画素が、１番目は赤色、２番目は緑色、３番目は青色、４番目は白色のままの異なる色によって照明されるよう、ディスプレイを照明することを提案している。各画像サブフレームにおいて、多彩色照明が遂行され、従って、それはマトリックスディスプレイの入射面上に色「パッチ」のモザイクを形成し、均質色の各パッチは画素に対応している。よって、表示されるべき多彩色画像は各グループ内の各画素の照明色を変更することによって連続的に構成される。このようにして、この文献の第１９パラグラフに示されているように、１つの且つ同一のサブフレームの隣接する画素を照明する色は並列する加算合成によって混合される。即ち、各サブフレームは最早以前のように単彩色でないので、観察者の注視を画像に移すとき、或いは、画像が移動しているときにも、観察者は色分裂を最早知覚しない。

本発明は米国特許出願公開公報第２００２／００２４６１８号によって教示されている一般的な解決策に対する向上を提案するものであり、この文献に記載されている実施態様より単純な方法で、各サブフレーム中のマトリックスディスプレイの多彩色照明を得ることを可能にする。具体的には、この多彩色照明を得るために、以下のことを提案する。

− 基本単彩色フィルタのモザイクで形成されたマトリックスフィルタを使用し、このフィルタを概ね白色の多彩色源によって照明し、且つ、このようにして照明されたこのフィルタの画像を空間光変調器の入射面に作ること。

− この変調器の各画素又は画素の組の照明の色を変更するよう、このフィルタの画像を１つのサブフレームから他のサブフレームに表示する手段を使用すること。

よって、本発明は従来技術に比べより単純な方法で色分裂の問題を解決することを可能にする。

従って、本発明は、空間光変調器を用いて画像を表示するためのシステムに関し、以下の構成を含む。

●照明ビームを放射する光源と、
●表示されるべき連続的な画像フレームに対応するビデオ制御信号によって制御される画素のマトリックスを含む空間光変調器と、
●照明ビームによって照明され、且つ、空間フィルタリングされた色ビームを空間光変調器に伝送する、多色の基本フィルタのモザイクで形成されたマトリックス状のフィルタと、
●空間光変調器の入射面上にフィルタの画像を生成する手段と、
●空間光変調器の入射面上のフィルタの画像を移動するための移動手段と、
●各画像フレームの間、フィルタの画像の少なくとも１つの移動のシーケンスを制御し得る、移動手段の制御装置。

制御装置は、空間光変調器のビデオ制御信号と同期して、フィルタの画像の移動を制御するよう構成されている。

シーケンスの各移動は、空間光変調器の入射面上の基本フィルタの画像の大きさの倍数であることが好ましい。

各基本フィルタの大きさ及び位置は、空間光変調器の入射面上の各基本フィルタの画像が、複数の画素をカバーするように構成されているのが好ましい。よって、各基本フィルタの大きさは、１以上の整数である空間光変調器の画素の数を照明し得るような大きさである。即ち、各基本フィルタは、各画像サブフレームの間、幾つかの隣接する画素を同時に照明するよう構成されている。

米国特許出願公開第２００２／００２４６１８号に記載されている多様な空間変調照明装置の欠点の１つは、各画像サブフレームの間、それらが隣接する画素に亘る多色の照明を得るよう構成されなければならない点であり、ディスプレイの画素のサイズの小ささの故に、実際上、取得し且つ維持することが極めて困難である。本発明はこの欠点を回避することを可能にする。

実際上、各基本フィルタの画像の制限が空間光変調器の入射面上の画素間の間隔に対応するように設計されるのが好ましい。よって、１つの且つ同一の画素内での色の混合が回避される。よって、各基本フィルタは幾つかの画素の全体を照明することを可能にする。

モザイクは例えば多色の基本フィルタの１つの列のみを含むという意味で、モザイクは一次元であり得る。よって、各基本フィルタは、フィルタの幅全長に亘って延びる単一色の帯を形成する。よって、画像サブフレームの間、空間光変調器の一群の列の全ての画素は同時に同一色に見え、画素の各列は連続的に赤色、緑色及び青色に照明される。よって、本発明は、空間光変調器に亘った色の帯のスクローリングを極めて簡単な方法で得ることを可能にする。

上記の色分裂の問題をより良く解決するために、モザイクは二次元であり且つ単一色の基本フィルタが幾つかの行及び幾つかの列に配列されているのが好ましい。もし空間光変調器が二次元の画素のマトリックスを含み、各マトリックスが光学バルブによって形成され且つ行及び列に配列されているならば、空間光変調器の入射面上の基本フィルタの行の画像の方向は画素の行の方向と一致し、空間光変調器の入射面上の基本フィルタの列の画像の方向は画素の列の方向と一致する。光学バルブは液晶セル又は超小型反射鏡素子であり得る。

本発明の好適実施態様によれば、前記モザイクは基本フィルタのブロックの反復によって形成される。これらのブロックは同一の輪郭を示し、各ブロックは異なる色の少なくとも２つの基本フィルタから成る。全てのブロックは同一の輪郭、即ち、形状寸法を有するので、各ブロックは同数の基本フィルタを含む。フィルタにおいて、ブロック内での異なる色の基本フィルタの分配はブロック毎に異なり得る。各ブロックは３つの基本フィルタ、即ち、１つの赤色、１つの緑色、１つの青色を含むのが好ましい。

本発明の他の実施態様によれば、ブロックは、隣接しているが整列していない２つ以上のフィルタを含む。

本発明の他の実施態様によれば、ブロックは、隣接し且つ整列している２つ以上のフィルタを含む。よって、これらのブロックは、同種の色の基本フィルタが、基本フィルタの行方向及び列方向に対して傾斜した方向に整列するよう配列されるのが好ましい。従って、フィルタの設計の間、同種の色の基本フィルタが傾斜方向に沿って整列するパターンを得るよう、そのようなブロックは相互に位置ずれする。よって、２つの行が相互に交換され及び／又は２つの列が相互に交換されるのが好ましい。ブロックの群によって形成されたパターンをスクランブルするが、そのようなフィルタは設計及び使用が容易である。

フィルタは、フィルタの幾つかの行及び幾つかの列に、各色の同数の基本フィルタを含むのが好ましい。

モザイクは同一のパターンの集合であってもよく、各々、このパターンの基本フィルタの各行及び各列に、各色の同数のブロック及び同数の基本フィルタを含む。これは、より信頼できる方法で、オン状態の空間光変調器の各画素のために白色の画像を得るのを可能にする。

移動手段は、モザイク状のフィルタの画像を横の照明ビームの方向に移動するよう構成されるのが好ましい。１つの実施態様によれば、移動手段は、マトリックスフィルタと空間光変調器との間に位置する光偏向装置を含む。この装置は、フィルタの画像を空間光変調器の入射面に亘って移動するために構成される。よって、制御装置は、偏向装置によって、空間フィルタリングされた照明ビームの偏向を生み、よって、空間光変調器の入射面に亘るフィルタの画像の移動を行う。

有利に、偏向装置は方向付け可能な反射鏡を含む。よって、マトリックスフィルタ及び空間光変調器はビーム分割面に対して対象に配置される。よって、システムは、マトリックスフィルタによって放射された光を受光する撮像光学素子を含み、撮像光学素子は受光した光を反射鏡に再伝送し、反射鏡はそれを撮像光学素子を介して分割面の方向に反射する。その分割面は光を空間光変調器の入射面の方向に反射する。よって、マトリックスフィルタの画像は空間光変調器の入射面上に形成される。方向付け可能な反射鏡の回転によって、この画像はこの入射面に亘って移動可能である。

上記に示された移動が、空間光変調器上でのフィルタの画像の移動を許容することで、空間光変調器の入射面上のフィルタの画像の移動の各シーケンスは、１つの且つ同一のブロックの全ての基本フィルタによる、空間光変調器の各画素の連続的な照明を許容する。然るに、これは空間光変調器のが像を色付けることを可能にする。

さらに、各画像フレームの間、空間光変調器の各画素は、第一の移動のシーケンスの効果の下にあるブロックの全ての基本フィルタによって、次いで、第二の移動のシーケンスの効果の下にある他のブロックの全ての基本フィルタによって連続的に照明され得る。

この他の実施態様によれば、カムコーダを用いた海賊行為は本発明を通じてより一層困難にされ得る。具体的には、本発明は、無作為のシーケンスで、画像がカムコーダによって表示されるときに有色構造を示す画像を表示することを可能にする。これらの有色構造は、空間光変調器から投影される画像については肉眼に可視的ではない。なぜならば肉眼は多様なサブフレームのアナログのスライディング平均(sliding average)を生成するからである。他方、カムコーダによって遂行された一時的なサンプリングは本発明に従った空間光変調器によって表示される画像サブフレームの一時的なサンプリングに最早対応しないという事実の故に、これらの有色構造は投影された画像を記録するカムコーダのビデオテープ上では可視的である。カムコーダから出てくる映像のスクランブルはそのような海賊版ビデオの商業化を抑止する。

制御装置によって制御される移動のシーケンスの全ては、各フレームのシーケンス又は複数のシーケンスの移動の組に亘って得られるフィルタの画像の統合が、白色の比色(colorimetry)を空間光変調器の入力面に与えるよう構成される。もし各フレームが単一のシーケンスだけを含むならば、各シーケンスはそれ独自の白色の比色を与える。もし各フレームがシーケンスの組み合わせを含むならば、各シーケンスの組み合わせは白色の比色を与えるが、各シーケンスが白色の比色のみを与えることはない。

各フレームが第一シーケンス及び少なくも１つの第二シーケンスを含む場合、これらのシーケンスは、前記シーケンスの任意の１つの移動の組に亘って得られる前記フィルタの前記画像の統合が、非白色の比色を前記空間光変調器の前記入力面に与えるよう構成されるの好ましい。幾つかのシーケンスの連続のみが白色の比色を与えるので、そのような配置は、カムコーダによって撮影される空間光変調器の画像の悪化をもたらす。

カムコーダによる海賊行為をより効果的に防止するために、制御装置は、複数の中から選択された、少なくとも２つの移動のシーケンスの幾つかの組み合わせの特性を保有し、各組み合わせが空間光変調器の入射面に白色の比色を与えることを可能にするのが好ましい。よって、制御装置は、これらの組み合わせの中から、連続的なフレームのための異なる組み合わせを選択する。各フレームの間で組み合わせを変えることは重要ではなく、それは無作為に選択され得る。複数からの組み合わせの選択も無作為であるのが好ましい。

さらに、制御装置は空間光変調器の入射面に白色の比色を与えることを可能にする複数の異なる移動のシーケンスの特性を保有し得るようにされ、この制御装置がこの複数の中から連続的なフレームのための異なるシーケンスを選択し得るようにされ得る。もしカムコーダによって記録された画像の統合時間が異なるシーケンスの２つのフレームに重なるならば、これはカムコーダによって撮影される空間光変調器の画像を有利に害する。各フレームの間でシーケンスを変えることは重要ではないが、無作為に選択され得る特定のフレームの間でなされ得る。複数の中からのシーケンスの選択も無作為であるのが好ましい。

本発明の多様な主題及び特徴は、非限定的な例示及び図面によって与えられる以下の記述によってより明らかとなろう。

図１及び２を参照して、本発明のシステムの一般的で例示的な実施態様を以下に記述する。

このシステムは光源１を含み、光源は空間光変調器２を照明し得るようにする白色光のビームを放射するのが好ましい。空間光変調器は、マトリックス形式に配置された一組の画素（画像素子）を含み、例えば、液晶バルブである。フィルタ３が、赤色、緑色及び青色に対応する多様な波長を空間的にフィルタリングすることで、多様な色のビームで空間光変調器を照明し得るようにしている。

透過光学素子４が、フィルタ３の各地点を空間光変調器２の実質的な平面に撮像し得るようにしている。さらに、投影又は逆投影の実施例の場合において、出口光学素子６が、空間光変調器によって伝送されたビームを構成し得るようにしている。

フィルタ３は、一組の異なる色（即ち、異なる波長のフィルタリング特性）の基本フィルタを有する。各基本フィルタは光変調器の１以上の整数の画素を照明し得るようにするのが好ましい。

図２は、二次元の形態で実現された、即ち、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の基本フィルタの行列に編成された本発明に従ったフィルタの一例を示している。多様な基本フィルタＲ，Ｇ，Ｂの配置は後述する。

制御装置５が照明ビームの空間フィルタリングを移動し得るようにし、空間光変調器２の入射面上のフィルタ３の画像を移動することになる。図１に表わされているように、制御装置５は以下の方法でこの移動を制御し得る。即ち、

− 矢印Ｄに示されているように、フィルタ３を照明ビーム方向に対し直交方向に移動するか、或いは、
− フィルタ３と空間光変調器２との間にビーム偏向又は並進装置７を設けるかのいずれかによって制御し得る。例えば、図１において、空間光変調器に投下されたビームの偏向は矢印Ｒで示されるように回転することによって得られる。

よって、制御装置５は空間光変調器２の入射面上のフィルタの画像の移動を制御する。この移動は２つの直交方向に沿って順々になされることで、フィルタ３の画像は行及び列と平行な２つの直交方向で空間光変調器２の入射面に亘って移動する。各移動に関して、移動ピッチは、空間光変調器２の入射面上のフィルタ３の基本フィルタの画像の配置ピッチの倍数と等しい。

空間光変調器２の地点ｐ２が、フィルタ３の地点ｐ３に位置する基本フィルタによって照明されていると想定しよう。

ｔ０の瞬間において、地点ｐ３に位置する基本フィルタは決定された色、例えば赤色でり、空間光変調器２の地点ｐ２に位置する画素は赤色によって照明される。その後のｔ１の瞬間に、制御装置５によるフィルタ３の移動の制御の下で、同一地点ｐ３に位置する基本フィルタは（例えば）緑色であり、地点ｐ２の画素は緑色によって照明される。他の瞬間ｔ２では、ｐ３に位置する基本フィルタはその後青色であり、ｐ２に位置する画素は青色によって照明される。

フィルタの基本フィルタＲ，Ｇ，Ｂの配置は、空間光変調器の全ての画素が、移動の多様な位置のためにオン状態にあるときに、フィルタを適切に移動することによって、これらの画素のために平均的に白色として知覚される光を得るよう達成されている。これは肉眼のために適当な一体化時間のためにそうである。

制御装置が、例えばフィルタによって伝送されたビームの偏向によって、空間光変調器の入射面に亘るフィルタの画像の移動を生じさせる場合、操作は単純である。

同期信号の処理によって、有色フィルタのパターンと同一のパターンに従って３色の初期画像を一体化しているビデオ信号が撮像装置に供給される。制御装置５はビデオ信号と同期して動作する。

よって、各サブ画像は、無作為な或いは擬無作為なパターンに従って、３色の画素を含み、これは最早異なる瞬間に色の輪郭を配置せず、それらを時間経過に従って分配する。これは色分裂の現象を減衰する。

図３は、本発明に従った照明システムを用いた投影システムの例示的な実施態様を示している。この図面において再度見られるのは、図１における、光源１と、フィルタ３と、光学素子４と、空間光変調器２と、出口光学素子６と、ビーム偏向又は並進装置７と、制御装置１とである。

統合棒状体１０の形態で具現化され得る光統合装置が、光源１とフィルタ３との間に介在することで、フィルタ３の表面、その結果、空間光変調器の表面に均一な照明をもたらしている。

さらに、例えば、反射によって動作する空間光変調器の場合、空間光変調器の入射面に関連するビームスプリッタ８が備えられ、空間光変調器の反対面は反射的であるか或いは反射装置１２が備えられている。フィルタから発せられる光は、光を空間的に変調し且つそれをスプリッタ８の方向に反射する空間光変調器に伝送される。次に、スプリッタは光を出口光学素子６の方向に反射する。空間光変調器の動作のために必要な偏光手段は従来技術において周知であり、図に示されていない。

制御装置５は、統合棒状体１０によって伝送されるビームの方向と直交する平面に含まれる２つの直交方向ＤＸ，ＤＹに沿って、フィルタ３を移動することを可能にすることで、フィルタの画像を空間光変調器の入射面に亘って移動する。他の実施態様によれば、制御装置５によって制御されるビーム偏向又は並進装置７が、フィルタの画像のこの移動を光変調器の入射面に亘って達成することを可能にする。

図４を参照して、本発明の照明システムを適用し、且つ、コンパクトであるという利点を有する投影システムの他の実施態様を記述する。

フィルタ３及び空間光変調器２は光分割面１９に対し対称的に配置されている。図４の例示的な実施態様によれば、この光分割面１９はビーム分割キューブ１８の分割面である。

フィルタ３は反射装置１３を備えることで、光源並びにビームスプリッタ１１及び光分割面１９を通じて統合装置１０から受光する光は、透過光学素子４及び反射鏡１７の方向に反射される。反射鏡１７によって反射された光は透過光学素子４及び光分割面１９によって空間光変調器２に戻される。

従って、光は透過光学素子４を二重に通過する。後者は二重ガウス光学素子として設計されることで、光分割面１９に対するフィルタ３と空間光変調器２の対称的位置並びに透過光学素子４を通じた光の二重通過の故に、フィルタ３の面は、倍率１で且つ歪みなしで、空間光変調器２の入射面上に撮像される。

図４に見られるように、反射鏡１７は２つの直交軸Ｘ１，Ｘ２の周りで移動可能である。制御装置５によって指示された回転指令Ｒ１，Ｒ２によって、反射鏡は、空間光変調器の入射面に亘って、フィルタの画像を２つの直交方向、具体的には、水平方向及び垂直方向に移動可能である。

反射鏡１７がフィルタ３から受光するビームの方向に対し直交するとき、それは中間位置にある。回転Ｒ１，Ｒ２が反射鏡１７をこの中間位置の周りで揺動させる操作が好ましい。

空間光変調器２は、その入射面の反対面に、反射装置１２を備える。従って、フィルタ３からきて空間光変調器２を照明する光は、出口光学素子６の方向に反射される。前記のように、システムの操作のために必要な偏光手段は当業者に周知であり、よって、図面には示されていない。

図５ａ乃至５ｆを参照して、本発明に従ったフィルタ３の設計を以下に記述する。

前記のように、このフィルタは、有色の基本フィルタ、即ち、異なる光学波長のフィルタリング特性を有する基本フィルタのマトリックスを含む。基本フィルタは、フィルタ３が所定数の基本フィルタで構成されるパターンの反複を示すよう分配されている。例えば、図５ｂ及び５ｃは３×３の基本フィルタのパターンを示し、図５ｄ及び図５ｅは６×６の基本フィルタのパターンを示している。パターンがより多くの基本フィルタを含み得るのは勿論である。

これらのパターンを得る方法は次の通りである。即ち、ｍ×ｎは３の倍数であるｍ×ｎマトリックスにおいて、３つの基本フィルタのブロックの形状、例えば、（３色操作の場合においては）図５ｂのパッチワーク（又は図５ｄのパッチワーク）を生成するために図５ａの形状を選択する。

基本フィルタＲ，Ｇ，Ｂの分配は、３つの基本フィルタの様々なブロックにおいて相違し得る。よって、基本フィルタＲ，Ｇ，Ｂの分配に関して、ブロックＭ１はブロックＭ２と相違する。

基本フィルタの色は多様な形状に亘って無作為に配列されるが、概ね均一性基準（例えば、間トリックの行及び列のために同数の各色の画素）に従うのが好ましい。

フィルタ３の全体をカバーするよう、得られたパターン（図５ｃ及び図５ｅ）は移転によって複製される。

空間光変調器２の表面上でのフィルタ３の画像の移動を考慮するために、且つ、全ての場合において、この画像が空間光変調器をカバーするために、空間光変調器の表面より大きな表面領域を有するフィルタが設けられる。もし±１、±２又は±３基本フィルタの移動がもたらされるならば、フィルタの大きさは、パターンの基本フィルタの１〜３行及び１〜３列に対応して、各方向において行毎に及び列毎に増大される。

空間光変調器の表面上のフィルタの画像が移動されるときのシステムの操作を以下に記述する。

生成されるべき各色画像に関し、全ての可能な位置の中から、移動装置のための開始位置が定めされる（例えば、各方向における±２画素の変位に関しては２５個の位置が可能であり、各方向における±１画素の変位に関しては９個の位置が可能である）。フィルタ３のパターンを通じて赤色、緑色及び青色画素を撮像することによって、この位置は第一サブフレームを生成する。

フィルタ３が図５ｅのような４つのパターンの集合を通じて具現化されていると想定しよう。図５ｆは空間光変調器の入射面上の画像を示す。

図５ｆの画像の位置Ｘ（画像の行８及び列７）を観察しなければならないと想定しよう。

第一サブフレームの間、この位置は赤色で照明される。

空間光変調器の大部分の位置が３つの色によって照明されるよう、図５ａの形状に従った移動の後、次の２つのサブフレームが照明されなければならない。例えば、第二サブフレームのために、緑色の基本フィルタ（行８、列８）が空間光変調器の位置Ｘを照射するよう、パターンは基本フィルタ分だけ左方向に移動されなければならない。その後、第三サブフレームのために、位置Ｘを照明するのは、行７及び列８の青色の基本フィルタであり、基本フィルタを下方に移動することを通じてなされる。図５ａの形状は図５ｂのパターンに、その結果、図ｃのフィルタに規則正しく分配されるので、フィルタの画像が空間光変調器の表面に亘って２度移動した後に、空間光変調器のＸのような全ての位置が赤色、緑色及び青色の光によって照明されるのが分かる。もし空間光変調器の全ての画素がこの手順の全体を通じてオンであるならば、観察者は空間光変調器によって伝送された光を見る。この光は赤色、緑色及び青色の組み合わせであり、よって、白色である。

ある場合には、フィルタ３において、隣接する同一色の基本フィルタを有するという事実によって、３つのサブフレームの間の３度の移動の後に、完全に白色ではない画像が得られることがある。これを矯正するために、その後の３つのサブフレームの間に３度の追加的な移動を行うことによって、比色の再均衡をなす準備がなされる。図６ａ乃至６ｌはこの操作を例示している。

図６ａは、空間光変調器の有用部分上のフィルタの画像を数字のマトリックスの形態で示している。各数字は次の色を表わしている。
− 「１」は青色を表わしている。
− 「１０」は緑色を表わしている。
− 「１００」は赤色を表わしている。

以下において、一位の数字は青色を表わし、十位の数字は緑色を表わし、百位の数字は赤色を表わしている。これは、例えば、１１０の数字によって表わされている地点は赤色及び緑色を含むが、青色は含まないことを示している。

図６ａのフィルタの画像が所定位置ｘ＝０及びｙ＝０にあるとき、それは、所定の瞬間に、空間光変調器の入射面上に投影される。空間光変調器の全ての画素がオンであると想定される。図６ｂは、空間光変調器によって常時される画像を観察する観察者によって知覚されるべき画像を示している。この画像は当座はフィルタの画像の画像である。具他的には、行８及び列８の地点は数値１０（緑色）を有する。

フィルタの画像は、図５ａで表わされているようなブロック形状を描写するように表示される。

図６ｃにおいて、フィルタの画像は１ピッチだけ左方向に移動される（ｘ＝１及びｙ＝０）。図６ｄにおいて、観察者は図６ｂの画像と図６ｃの画像の重ね合わせを知覚するはずである。例えば、行８及び列８の地点は数値１１０を有し、観察者は赤色と緑色の重ね合わせ、即ち、黄色を知覚するはずである。

図６ｅにおいて、フィルタの画像は１ピッチだけ下方向に移動される（ｘ＝１及びｙ＝１）。観察者は図６ｄの画像と図６ｅの画像の重ね合わせを知覚するはずである。これは図６ｆによって表わされている。例えば、行８及び列８の地点は数値２１０を有し、観察者は赤色と緑色の重ね合わせを知覚するはずであり、ここで、赤色は緑色の２倍強い、即ち、オレンジ色である。

観察者によって視覚された様々な画像の統合は白色の画像をもたらさない。具体的には、例えば、行８、列８の地点は青色を含まず、緑色よりも２倍強い赤色を含むのが分かる。

従って、フィルタの画像は再度表示されて、図５ａの形状のような形状を描写する。

図６ｇにおいて、フィルタの画像は例えば３ピッチだけ例えば左方向に移動される（ｘ＝４及びｙ＝１）。図６ｈにおいて、観察者は図６ｆの画像と図６ｇの画像の重ね合わせを知覚するはずである。例えば、行８及び列８の地点は数値２２０を有し、観察者は赤色と緑色の重ね合わせ（黄色）を知覚するはずである。

図６ｉにおいて、その後、フィルタの画像は１ピッチだけ下方向に移動される（ｘ＝４及びｙ＝０）。図６ｊにおいて、観察者は図６ｉの画像と図６ｈの画像の重ね合わせを知覚するはずである。行８及び行８の位置は数値２２１を有し、観察者は、弱い強さの青色を伴った、赤色、緑色及び青色の重ね合わせ知覚するはずである。

図６ｋにおいて、最終的に、フィルタの画像は１ピッチだけ右方向にに移動される（ｘ＝３及びｙ＝０）。図６ｌにおいて、観察者は図６ｋの画像と図６ｊの画像の重ね合わせを知覚するはずである。行８及び列８の地点は数値２２２を有する。従って、様々な先行する移動の過程で生成された様々な画像の統合の後、観察者は行８及び列８の地点において白色を知覚する。空間光変調器の様々な地点での挙動を分析することによって、同一のことが全ての地点で当てはまることが分かる。従って、観察者は平均して均一に白色の光を放射する空間光変調器を知覚する（前記において想定されたように、空間光変調器の全ての画素がオンであるのは明らかである）。

上記の例示的な実施態様において、フィルタの画像は次の順序で移動される。

空間光変調器の画素がオンであるときに空間光変調器の白色の比色を得るよう、他の移動シーケンスが選択され得る。従って、本発明はこれらの移動シーケンスの選択を構築し、それらの各々に移動の発生位置並びに２つの座標軸Ｘ，Ｙに沿った移動の種類のような特性を付与する。従って、本発明は各フレームにおいて移動シーケンスを選択する。移動シーケンスはフレーム毎に異なり得るが、これは組織的である必要はなく、無作為に決定され得る。

この選択を構築するために、例えば、前回の移動シーケンスに基づいて、＋１、＋１の移動による次のシーケンスを推定することが可能である。従って、以下のシーケンスは有効なシーケンスである。

有効な移動シーケンスを得るための他の方法は、１つの且つ同一のシーケンス内で移動の順序を変えることである。これは、例えば、上記経路の最初の３つの地点間を相互に置換し、上記経路の最後の３つの地点を相互に置換することになる。よって、前述の第一シーケンスから推定される次のシーケンスが得られる。

他の有効なシーケンスが他の方法によって発見され得る。

制御装置５は移動シーケンスの変化を制御する。これらの変化は２つの画像フレームの間で起こるのが好ましい。

制御装置５に移動シーケンスのリストを供給するための準備をすることができ、各シーケンスはフィルタの画像の白色の比色を独立して得ることを可能とする。装置は用いられるべき移動シーケンスを所定の方法で或いは無作為に選択する。

白色の比色が何度かの移動シーケンス後に得られる操作の適用のために、制御装置５はフィルタの画像の白色の比色を得ることを可能にするシーケンスの組み合わせのリストを備える。このシーケンスの組み合わせの場合においては、単独で取られた移動シーケンスの各々では白色の比色を得ることができないのが好ましく、以下に明確にされるように、これは、カムコーダを利用した、空間光変調器によって表示された画像の海賊行為に対抗するのに役立つ。

従って、これらの全ての有効な経路の無作為な組み合わせは、色に従って画像を「符号化」することを可能とし、非反復的なシーケンスでそのように行う。この符号化は海賊行為者によって簡単に復号されず、カムコーダはサンプリング及びその空間的且つ一時的な平均化を遂行するので、なおさらそうである。

カムコーダのサンプリング時間とサブフレームのための表示時間との間に何らの一致もない場合、ビデオ信号に与えられた外乱が現れる。

前述の場合と同様に、フィルタの移動シーケンスが２つのシーケンスに広がることで、６つの連続するサブフレームが形成され、（空間光変調器の全体がオンであるときに）これらのサブフレームに亘って統合される信号が白色であるよう組織されている場合であり、且つ、カムコーダによる取得が、６つのサブフレームに跨る３つのサブフレームのみに亘ってなされる場合、カムコーダの映像は２つの色符号を混合し、従って、以下の例において説明され且つ図７ａ乃至７ｃによって示されるように、可視的な偽信号を生成する。

例を単純化するために、取得周波数は表示周波数に固定され、オフセットは一定でありサブフレームと同一であると想定される。以下の表に示されたシーケンスの例において、統合１のためにカムコーダによって取得された３つのサブフレームａ，ｂ，ｃはカムコーダの出力状態を表わさないが、光信号の一時的な統合の進展を表わしている。出力画像は第三のサブフレーム（統合１に関するサブフレームｃ）である。図７ａ乃至７ｃによって明らかにされている例示的な操作において、表示は以下の移動シーケンスを用いて達成されている。

次に、

次に、以下で始まるシーケンス。即ち、

図７ａ乃至７ｃでは、図５ｆのフィルタの一部（図５ｆの左上部に位置する部分）に関する操作の方法が表わされている。図６ａ乃至６ｌに関してと同様に、各移動の間に空間光変調器上に投影されるフィルタの連続的な画像は、これらの図面の左部に表わされている。これらの図面の中央部には、これらの画像が図６ａ乃至６ｌの右側の画像に一致するときの空間光変調器上における画像の統合が表わされている。右側には、これらの画像を撮影するカムコーダによって遂行された統合が表わされている。

前述の通り、カムコーダによる統合は投影された画像に対して位相ずれしている。従って、これらの図面において、統合の結果は期待と一致するものではないことが分かる。図７ｂ及び７ｃにおいて、統合２，３，４は白色の領域を生成することから程遠いことが特に見られよう。特に、統合３及び４（画像９及び１２）において、白色画素（レベル１１１）の比率はたった２２％であり、他の画素は有色であるのが分かる。これは均一照明に関して生じ、空間光変調器の全ての画素はオンである。従って、発生する画像の変化に関連するこれらの欠陥を加えることが必要である。具体的には、画像２，５，８，１１は、各々、３つのサブフレームのサイクルの後に得られる。従って、画像２と画像３、画像５と画像６、画像８と画像９、画像１１と画像１２の間には、画像の変化があり、カムコーダによる統合は相互に異なる画像を組織的に統合し、これは画像の質を害する。

図８ａ乃至８ｃを参照して、本発明のフィルタの他の実施態様を次に記述する。この変形は、図８ａに表わされているような単純なブロックを用いてフィルタを具体化することに関する。この配置は同種の色のブロックが接近することを特に低減する。それは３つの色Ｒ、Ｇ、Ｂが整列する直線のパッチを並列することによって得られる。フィルタの移動はＸ又はＹに沿った単一方向で有利になされ、ここで、白色の状態を得るためには３つのサブフレームで十分である（図８ｂを参照）。

色の対角線の配列は見ることに有害であることが判明するであろう。これは行又は列の組を有利に交換することによって対応することで、同一色が２度並列するのを回避しながらパターンをスクランブルし得る。

よって、図８ｃにおいて、列４，５及び行４，５は交換されている。

本発明のシステムは、ソースと空間光変調器２との間の中間表示を提供し、且つ、リレー画像を供給することを可能にするシステムに適用可能であることが分かるであろう。この場合、フィルタ３は有利にこの中間表示に関連付けられる。

本発明のシステムの一般的で例示的な実施態様を示す概略図である。 図１のシステムにおいて適用される例示的なマトリックスフィルタを示す概略図である。 本発明のシステムの例示的な実施態様を示す概略図である。 本発明のシステムの他の実施態様を示す概略図である。 ａ乃至ｆは、本発明に従ったフィルタの例示的な実施態様を示す概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 本発明のシステムの動作を説明する概略図である。 カムコーダの海賊行為対策用動作を例示する概略図である。 カムコーダの海賊行為対策用動作を例示する概略図である。 カムコーダの海賊行為対策用動作を例示する概略図である。 ａ乃至ｃは、本発明に従ったフィルタの他の実施態様を示す概略図である。

Claims (6)

1. 照明ビームを放射する光源と、
   表示されるべき連続的な画像フレームに対応するビデオ制御信号によって制御される画素のマトリックスを含む空間光変調器と、
   複数の行及び複数の列に配列される多色の二次元の基本フィルタのモザイクで形成されるマトリックス状のフィルタとを含み、該マトリックス状のフィルタは、前記照明ビームによって照明され、且つ、空間フィルタリングされた色ビームを前記空間光変調器に伝送し、前記モザイクは、前記基本フィルタのブロックの反復によって形成され、該ブロックは、同一の輪郭を示し、且つ、各ブロックは、異なる色の少なくとも２つの基本フィルタから成り、
   前記空間光変調器の入射面上に前記フィルタの画像を生成する手段と、
   前記空間光変調器の前記入射面上の前記フィルタの前記画像を移動するための移動手段と、
   前記移動手段を制御するための装置とを含み、各画像フレームの間、前記フィルタの前記画像の少なくとも１つの移動のシーケンスを制御することを可能にし、シーケンス内の各移動は、前記空間光変調器の前記入射面上の前記基本フィルタの前記画像の大きさの倍数に対応し、前記空間光変調器の前記入射面上の前記フィルタの前記画像の各移動のシーケンスは、１つ且つ同一のブロックの全ての基本フィルタによって、前記空間光変調器の各画素の連続的な照明を可能にする画像表示システムであって、
   前記移動手段の前記制御装置は、各画像フレームの間、前記空間光変調器の各画素が、第一の移動のシーケンスの効果の下で、第一ブロックの全ての基本フィルタによって連続的に照明させられ、次いで、第二の移動のシーケンスの効果の下で、少なくとも１つの第二ブロックの全ての基本フィルタによって連続的に照明させられるよう構成されることを特徴とする、
   画像表示システム。
2. 各基本フィルタの大きさ及び位置は、前記空間光変調器の前記入射面上の各基本フィルタの前記画像が、複数の画素をカバーすることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示システム。
3. 前記モザイクは、同一のパターンの集合であり、前記パターンの各々は、前記パターンの各行及び各列に、各色の同数のブロック及び同数の基本フィルタを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像表示システム。
4. 前記制御装置によって制御される前記移動のシーケンスの全ては、各フレームの前記シーケンス又は複数のシーケンスの移動の組に亘って得られる前記フィルタの前記画像の統合が、白色の比色を前記空間光変調器の前記入力面に与えるよう構成されることを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の画像表示システム。
5. 前記第一及び少なくとも第二の移動のシーケンスは、前記複数のシーケンスの任意の１つの移動の組に亘って得られる前記フィルタの前記画像の統合が、非白色の比色を前記空間光変調器の前記入力面に与えることを特徴とする、請求項４に記載の画像表示システム。
6. 前記制御装置は、複数の異なる移動のシーケンスの特性を保有し、白色の比色を前記空間光変調器の前記入力面に与えることを可能にし、前記制御装置は、この複数の中から、連続的なフレームのための異なるシーケンスを選択することを特徴とする、請求項４に記載の画像表示システム。

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