KR20050090079A - 순차적으로 멀티-세그먼트의 펄스 폭이 변조된 디스플레이시스템 - Google Patents

순차적으로 멀티-세그먼트의 펄스 폭이 변조된 디스플레이시스템 Download PDF

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Abstract

필드 순차 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템(10)은 복수의 마이크로미러를 갖는 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD: Digital Micromirror Device)(24)를 포함하며, 상기 복수의 마이크로미러 각각은 광을 스크린(28) 상으로 반사하여 대응하는 픽셀을 조명하도록 선택적으로 선회한다. 구동기 회로(30)는 프로세서(31)에 의해 형성된 펄스 폭 세그먼트의 시퀀스에 응답하여 DMD(24)를 제어한다. 프로세서(31)는 제 1 및 제 2 픽셀 밝기 값 사이에 있는 범위로 픽셀 밝기를 증가시키기 위해 주어진 컬러에 대해 제 1 펄스 폭 세그먼트에서 적어도 하나의 펄스를 작동한다. 픽셀 밝기를 추가로 증가시키기 위해, 프로세서는 픽셀 밝기를 제 2 밝기 경계 이상으로 증가시키기 위해 동일한 주어진 컬러와 관련된 추가적인 펄스 폭 세그먼트 내의 적어도 하나의 펄스를 작동한다. 제 1 세그먼트(즉, 제 1의 밝기 세그먼트)에 시간상 가장 근접한 추가적인 펄스 폭 세그먼트가 제 1 세그먼트에서 시간상 멀리 있는 추가적인 펄스 폭 세그먼트에 비해, 주어진 픽셀 밝기에 대해 작동된 펄스의 더 큰 총 지속기간을 갖도록, 추가적인 세그먼트 내의 펄스는 동일하지 않게 작동된다. 이러한 방식으로 펄스를 작동하는 것은 (a) 화상 내의 더 어두운 객체의 시간 분산을 제한하고, (b) 증분적인 밝기 변화에 대한 시간 세그먼트 사이의 광 재분배를 최소화하며, (c) 주어진 화상에 대해 펄스 폭 세그먼트의 시퀀스에 대해 광 세기를 점점 작게 하는데 기여하며, 이러한 모든 사실로 인해 움직임 아티팩트는 최소화된다.

Description

순차적으로 멀티-세그먼트의 펄스 폭이 변조된 디스플레이 시스템{SEQUENTIAL MULTI-SEGMENT PULSE WIDTH MODULATED DISPLAY SYSTEM}
본 출원은 2003년 1월 17일자로 출원된 미국 가특허출원 일련번호 제 60,440,733호를 U.S.C. 35조 119(e)항 하에서 우선권으로 청구하며, 이러한 미 가특허출원의 교훈은 본 명세서에 병합되어 있다.
본 발명은 움직임 아티팩트(artifact)의 발생빈도를 감소시키기 위해 순차적으로 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템을 동작하기 위한 기술에 관한 것이다.
디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)로 알려진 유형의 반도체 디바이스를 사용하는 텔레비전 프로젝션 시스템이 현재 존재한다. 전형적인 DMD는 직사각형 어레이로 배열된 복수의 개별적으로 이동 가능한 마이크로미러를 포함한다. 각 마이크로미러는 1 비트를 래치하고 있는 대응하는 구동기 셀의 제어 하에서 전형적으로는 10°내지 12°정도로 제한된 호(limited arc) 만큼만 선회한다. 이전에 래치된 "1" 비트를 인가하자마자, 구동기 셀은 그 관련된 마이크로미러 셀이 제 1 위치로 선회하게 한다. 역으로, 이전에 래치된 "0" 비트를 구동기 셀에 인가하면, 구동기 셀은 그 관련된 마이크로미러를 제 2 위치로 선회하게 한다. 광원과 프로젝션 렌즈 사이에 DMD를 적절히 위치시킴으로써, DMD 디바이스의 각 개별 마이크로미러는, 그 대응하는 구동기 셀에 의해 제 1 위치로 선회될 경우, 광을 광원으로부터 렌즈를 거쳐서 디스플레이 스크린 상으로 반사하여, 디스플레이 내의 개별 화상 요소(화소)를 조명할 것이다. 그 제 2 위치로 선회될 때, 각 마이크로미러는 광을 디스플레이 스크린에서 먼 곳으로 반사하여, 대응하는 픽셀이 어둡게 보이게 한다. 이러한 DMD 디바이스의 예는 텍사스 달라스 소재 텍사스 인스트루먼트사로부터 구입 가능한 DLPTM 프로젝션 시스템의 DMD가 있다.
기술된 유형의 DMD를 병합하고 있는 현재의 텔레비전 프로젝션 시스템은 마이크로미러가 "오프" 상태를 유지하는(즉, 그 제 2 위치로 선회되는) 기간에 대해 개별 마이크로미러가 "온" 상태를 유지하는(즉, 그 제 1 위치로 선회되는) 듀티 주기를 제어함으로써 개별 픽셀의 밝기(조명)를 제어한다. 이를 위해, 이러한 현재의 DMD-유형의 프로젝션 시스템은 펄스 폭 세그먼트 시퀀스에서의 펄스의 상태에 따라 각 마이크로미러의 듀티 주기를 변경시킴으로써 픽셀 밝기를 제어하기 위해 펄스 폭 변조를 사용한다. 각 펄스 폭 세그먼트는 서로 다른 시간 지속기간을 갖는 펄스 스트링을 포함한다. 펄스 폭 세그먼트에서 각 펄스의 작동 상태(즉, 각 펄스가 턴온 또는 턴오프되는지의 여부)는 마이크로미러가 그러한 펄스의 지속기간 동안에 온 또는 오프 상태를 유지하는지를 결정한다. 다시 말해, 턴온된(작동된) 펄스 폭 세그먼트에서의 펄스의 폭의 합이 클 수록, 각 마이크로미러의 듀티 주기는 더 길어진다.
DMD를 사용하는 텔레비전 프로젝션 시스템에서, 프레임 기간, 즉 연속적인 영상을 디스플레이하는 사이의 시간은 선택된 텔레비전 표준에 의존한다. 현재 미국에서 사용 중인 NTSC 표준은 1/60 초의 프레임 기간을 필요로 하는 반면에, 특정한 유럽 텔레비전 표준은 1/50초의 프레임 기간을 사용한다. 현재의 DMD-유형 텔레비전 프로젝션 시스템은 각 프레임 기간 동안에 동시에, 또는 순차적으로 적색, 녹색, 및 청색 영상을 투사함으로써 컬러 디스플레이를 전형적으로 제공한다. 전형적인 순차적인 DMD-유형 프로젝션 시스템은 DMD의 광 경로에 삽입된 모터로 구동되는 컬러 휠을 사용한다. 이러한 컬러 휠은 전형적으로는 적색, 녹색, 및 청색인 복수의 별도의 원색 윈도우를 가져서, 연속적인 기간 동안에, 적색, 녹색, 및 청색 광은 각각 DMD 상에 투사된다.
컬러 화상을 얻기 위해, 적색, 녹색 및 청색 광은 각 연속적인 프레임 기간 내에서 적어도 한번 DMD상으로 투사해야 한다. 만약 단 하나의 적색, 하나의 녹색 및 하나의 청색 영상이 만들어지고, 각각 프레임 기간의 1/3을 소비한다면, 컬러 사이의 큰 시간 기간은 움직일 때 인지할 정도의 색 분리를 초래할 것이다. 현재의 DMD 시스템은 각 컬러를 몇몇 기간으로 분리하고, 이 기간을 시간상에서 인터리빙하여, 컬러 사이의 지연을 감소시킴으로써 이러한 문제점을 해결한다. 각 컬러 간격은 펄스 폭 세그먼트에 대응하며, 각 컬러에 대한 펄스 폭 세그먼트는 다른 컬러의 세그먼트와 인터리빙된다.
움직일 때의 컬러 분리 외에, 또 다른 유형의 움직임 아티팩트가 DMD-유형 텔레비전 프로젝션 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템에서 보일 수 있다. 제 1 세그먼트에서 보이는 특정한 컬러는 움직이는 백색 객체의 출현에 악영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 제 1 세그먼트를 녹색으로 만들면, 백색의 이동하는 객체에 대해 녹색의 선행 에지를 생성하게될 것이다. 유사한 이유로, 마지막 세그먼트를 녹색으로 만드는 것도 바람직하지 않을 수 있다. 이상적으로, 녹색은 펄스 폭 세그먼트 시퀀스 기간의 중간 동안에 (밝기 측면에서) 보여야 한다.
그에 따라, 움직임 아티팩트를 감소시키는 펄스 폭 변조된 순차 디스플레이를 작동하는 기술이 필요하다.
도 1은 현재의 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 디스플레이 시스템의 일부분을 포함하는 컬러 휠의 정면도.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 원리에 따라 움직임 아티팩트를 감소시키기 위해 도 1의 디스플레이 시스템 내의 픽셀 중 하나의 대응하는 컬러의 밝기를 제어하는 펄스 폭 세그먼트의 복수의 시퀀스 각각을 도시하는 펄스 맵을 집합적으로 예시하는 도면.
간단히 말해, 본 발명의 원리에 따라, 펄스 폭 세그먼트 시퀀스 내에서 펄스에 응답하여 각각의 조명이 제어되는 복수의 픽셀을 갖는 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템을 동작하기 위한 기술이 제공된다. 펄스 폭 세그먼트에서 각 개별 펄스의 상태가, 대응하는 픽셀이 이 펄스와 관련된 기간 동안에 조명된 상태를 유지하는지를 결정한다. 제 1 및 제 2 픽셀 밝기 경계 사이에 있는 범위 내에서 픽셀 밝기를 증가시키기 위해, 제 1 펄스 폭 세그먼트에서 적어도 하나의 펄스가 작동된다(턴-온된다). 픽셀 밝기를 제 2 픽셀 밝기 경계 이상으로 증가시키기 위해, 하나 이상의 추가적인 펄스 폭 세그먼트 내에서 적어도 하나의 펄스는, 이 추가적인 세그먼트 내의 펄스가 동일하지 않게 작동되어 추가적인 펄스 폭 세그먼트에서 작동된 펄스의 총 합(지속기간)이 다르게 되도록, 작동된다. 다시 말해, 추가적인 세그먼트가 동일하지 않게 조명된다. 제 1 펄스 폭 세그먼트에 시간상 가장 근접한 추가적인 펄스 폭 세그먼트는 제 1 펄스 폭 세그먼트로부터 시간상 더 먼 추가적인 펄스 폭 세그먼트에 비해 주어진 픽셀 밝기에 대해 작동된 펄스의 더 큰 총 지속기간을 가질 것이다. 이러한 방식으로 펄스를 작동하면, (a) 화상 내의 더 어두운 객체의 시간 분산(time dispersal)을 제한하고, (b) 증분적 밝기 변화 동안에 시간 세그먼트 사이의 광 재분배를 최소화하며, 및 (c) 주어진 화상에 대한 펄스 폭 세그먼트 시퀀스의 광 세기를 점점 작게 하여(taper) 움직임 아티팩트를 최소화하는 역할을 한다. 특히, 광 세기는 화상 간격의 중간에 도달할 때까지 점점 작아지고, 그 이후 화상 간격의 끝까지 점점 작아진다.
도 1은 2001년 6월 텍사스 인스트루먼트사가 발표한 애플리케이션 리포트 "단일 패널 DLPTM 프로젝션 시스템 광학"에서 개시된 유형의 현재의 펄스 폭 변조된 순차 디스플레이 시스템(10)을 도시한다. 시스템(10)은 파라볼라 반사기(13)의 초점에 위치한 램프(12)를 포함하며, 이러한 반사기(13)는 광을 램프로부터 컬러 휠(14)을 거쳐서 집광 로드(15) 내로 반사한다. 모터(16)는 적색, 녹색, 및 청색 원색 윈도우 중 별도의 하나를 램프(12)와 집광 로드(15) 사이에서 놓기 위해 컬러 휠(14)을 회전시킨다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 컬러 휠(14)은 정반대 편에 있는 적색, 녹색 및 청색 컬러 윈도우(171 및 174, 172 및 175, 173 및 176) 각각을 갖는다. 그에 따라, 모터(16)가 시계 반대 방향으로 도 2의 컬러 휠(14)을 회전시킴에 따라, 적색, 녹색, 및 청색 광이 도 1의 집광 로드(15)에 투사될 것이다. 실제로, 모터(16)는, 1/60초의 프레임 기간 동안에 적색, 녹색 및 청색 광 각각이 집광 로드에 네 번 투사하여, 프레임 기간 내에서 12 개의 컬러 영상, 즉 인터리빙되는 네 개의 적색, 네 개의 녹색 및 네 개의 청색을 산출하도록 충분히 높은 속도로 컬러 휠(14)을 회전시킨다.
도 1을 참조하면, 집광 로드(15)는 램프(12)로부터 광을 모으며, 이때 광은 컬러 휠(14)의 적색, 녹색 및 청색 컬러 윈도우 중 연속적인 하나를 거쳐서 중계 광학기기(18) 세트 상으로 전달된다. 중계 광학기기(18)는 광을 복수의 평행 빔으로 확산시키며, 이러한 빔은 폴드 미러(20)에 투사되며, 폴드 미러(20)는 빔을 렌즈(22) 세트를 걸쳐서 전반사(TIR) 프리즘(23) 상으로 반사시킨다. TIR 프리즘(23)은, 평행 광 빔을 프로젝션 렌즈(26) 내로 및 스크린(28) 상으로 선택적으로 반사하기 위해 텍사스 인스트루먼트 사가 제조한 DMD 디바이스와 같은 DMD(Digital Mirror Device: 디지털 미러 디바이스)(24) 상으로 반사한다.
DMD(24)는 어레이로 배열된 복수의 개별 마이크로미러(미도시)를 갖는 반도체 디바이스 형태를 갖는다. 예컨대, 텍사스 인스트루먼트사가 제조하고 판매한 DMD는 1280 열 X 720 행의 마이크로미러 어레이를 가져서, 스크린(28) 상에 투사된 결과적인 화상에서 921,600개의 픽셀을 생성한다. 다른 DMD는 마이크로미러의 서로 다른 배열을 가질 수 있다. 전술된 바와 같이, DMD 내의 각 마이크로미러는 구동기 셀에서 이전에 래치된 2진 비트의 상태에 응답하여 대응하는 구동기 셀(미도시)의 제어 하에서 제한된 호 만큼만 선회한다. 각 마이크로미러는, 구동기 셀에 인가된 래치된 비트가 각각 "1"인지 또는 "0"인지에 따라 제 1 및 제 2 위치 중 하나로 회전한다. 그 제 1 위치로 선회될 때, 각 마이크로미러는 광을 렌즈(26)로 및 스크린(28) 상으로 반사하여 대응하는 픽셀을 조명한다. 각 마이크로미러가 그 제 2 위치로 선회된 상태를 유지하는 동안, 대응하는 픽셀은 어둡게 보인다. 각 마이크로미러가 광을 프로젝션 렌즈(26)를 거쳐서 스크린(28)상으로 반사시키는 총 지속기간(마이크로미러 듀티 주기)은 픽셀 밝기를 결정한다.
DMD(24) 내의 개별 구동기 셀은, 종래기술에서 잘 알려져 있고, 논문, "마이크로미러 디바이스에 기초한 고선명 디스플레이 시스템"(R.J. Grove 등의 국제 HDTV 워크숍)(1994년 10월)에 의해 예시된 유형의 구동기 회로(30)로부터 구동 신호를 수신한다. 구동기 회로(30)는 프로세서(31)에 의해 구동기 회로에 인가된 펄스 폭 세그먼트의 시퀀스에 따라 DMD(24)에서의 구동기 셀에 대한 구동기 신호를 생성한다. 각 펄스 폭 세그먼트는 서로 다른 시간 지속기간을 갖는 펄스의 스트링을 포함하고, 각 펄스의 상태는 마이크로미러가 이 펄스의 지속기간 동안에 온 또는 오프 상태인지를 결정한다. (종종 최하위 비트, 즉 LSB로도 지칭되는) 펄스 폭 세그먼트 내에서 발생할 수 있는 가능한 최단길이 펄스(즉, 1-펄스)는 전형적으로 15-㎲ 지속기간을 갖는 반면, 세그먼트에서의 더 큰 펄스 각각은 하나의 LSB보다 더 큰 지속기간을 갖는다. 실제로, 펄스 폭 세그먼트 내의 각 펄스는 대응하는 펄스가 턴온 또는 턴오프되는지를 결정하는 상태를 갖는 디지털 비트 스트림 내에서 (이후 "픽셀 제어" 비트로서 기술되는) 하나의 비트에 대응한다. "1" 비트는 턴온되는 펄스를 나타내는 반면, "0" 비트는 턴오프되는 펄스를 나타낸다. 펄스 폭 세그먼트에서의 작동된 펄스의 총 합(지속기간)은 대응하는 픽셀의 밝기를 제어한다. 그에 따라, 펄스 폭 세그먼트에서 작동된 펄스의 (LSB에서 측정된) 결합된 펄스 폭이 더 커질수록, 픽셀 밝기는 더 커진다.
구동기 회로(30)는 모든 픽셀에 대해 컬러 당 네 개의 별도의 펄스 폭 세그먼트 각각을 생성한다. 그에 따라, 각 프레임 기간 동안에, 구동기 회로(30)는 12개의 세그먼트, 4개의 적색, 4개의 청색, 및 4개의 녹색의 펄스에 대한 픽셀 제어 비트를 생성한다. 픽셀 제어 비트의 DMD(24)로의 송신은, 주어진 컬러에 대한 각 세그먼트가 DMD(24) 상에 조명하기 위한 이 컬러의 출현에 대응하도록 컬러 휠의 회전과 동기화된다.
펄스 폭 변조된 순차적인 디스플레이 시스템의 특정한 유형을 통해, DMD에 인가될 수 있는 펄스 폭 세그먼트의 허용 가능한 패턴에 있어서 제약이 있을 수 있다. 몇몇 펄스 폭 변조된 순차 디스플레이 시스템은 또한 적색이나 청색대신에 녹색 세그먼트를 첫째로 조명하는 것과 같이 덜 바람직한 특정한 동작 특징을 부가한다. 불행히도, 움직이는 객체에 대해, 녹색 세그먼트를 첫째로 밝게 하는 것은 바람직하지 않을 수 있으며, 이는 이것이 움직이는 백색 객체의 선행 에지가 녹색으로 보이게 하는 결과를 초래할 것이기 때문이다. 선행 에지가 청색이나 적색으로 보이게 하는 것이 더 낫다.
본 발명의 원리에 따라, 움직임 아티팩트는, 시간상의 제 1 세그먼트가 녹색이고, 그 다음에 적색이 오고 그 이후 청색이 오는 환경 하에서 낮은 픽셀 밝기 레벨에서 조명되지 않은 채 유지되는 시간상의 제 1 세그먼트(녹색 세그먼트)에 비교하여, 시간상의 제 6 세그먼트(청색 세그먼트)가 그러한 낮은 픽셀 밝기 레벨에서 첫째로 밝게 함으로써 감소될 수 있다. 제 1 세그먼트 내의 펄스를 작동시키지 않으면서 낮은 밝기 레벨에서 제 6 세그먼트 내의 펄스를 작동시키면, 제 6 세그먼트가 훨씬 더 밝게 보이게 할 것이다. 그에 따라, 비록 그러한 제 6 세그먼트 내의 펄스가 시간상의 제 1 세그먼트의 펄스보다 지연될 지라도, 제 6 세그먼트는 먼저 더 밝게 보인다. 유사하게, 제 7 세그먼트(녹색) 및 제 8 세그먼트(적색)가 마찬가지로 동일한 컬러의 다른 세그먼트 이전에 더 밝게 된다. 그에 따라, 더 낮은 픽셀 밝기 레벨에서, 첫째로 밝은 세그먼트는 녹색 세그먼트가 아니라 청색 세그먼트이다. 또한, 낮은 픽셀 밝기 값에서 마지막으로 보이는 세그먼트는 적색 세그먼트가 된다. 그러므로, 비록 시간상에서 첫째일지라도, 녹색 세그먼트는 더 낮은 픽셀 밝기 값에서 프레임 기간의 중간에서 실제로 보이게 된다.
각 세그먼트 내의 펄스가 특정한 밝기 레벨에서 작동되게 되는 방식을 더 잘 이해하기 위해, 도 3 내지 도 9를 참조하기 바라며, 이러한 도면들은 픽셀 밝기 레벨(1 내지 255) 각각에서 주어진 컬러에 대해 세그먼트 1 내지 4 각각으로서 각각 표시된 네 개의 펄스 폭 세그먼트 각각 내의 펄스의 작동 상태를 집합적으로 도시한다. 펄스 폭 변조된 순차 디스플레이 시스템(10)의 특정한 동작 특징은 때때로 세그먼트 1 내지 4 각각이 펄스의 서로 다른 배열을 갖도록 강제할 수 있다. 예시된 실시예에서, 세그먼트 1 내지 4 각각의 펄스의 패턴 비교는, 비록 반드시 그럴 필요는 없지만, 각 펄스가 서로 다른 패턴을 갖는다는 점을 보인다.
밝기 레벨 1 내지 79에 대해, 가장 어두운 63개의 상태, 즉 픽셀 밝기 레벨 1 내지 63(일반적으로 0 내지 50 IRE 유닛에 대응함) 사이의 상태에 대해 세그먼트 1 내지 4에 대한 펄스 작동 상태를 집합적으로 도시한 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 단지 세그먼트 3 내의 펄스만 작동된다. 다시 말해, 광은 세그먼트 3에 갇힌 체 유지되어, 제 1 및 제 2 픽셀 밝기 경계( 밝기 레벨 1 및 63에 각각 대응함)사이에서 밝기가 증가할 경우에 대해, 광의 어떠한 세그먼트 간 재분배도 발생하지 않게 된다. 규정된 픽셀 밝기 경계에 도달할 때까지 단일 세그먼트 내에서 광의 분배를 유지하는 것이 유익하며, 이는 그렇게 하면, 광의 큰 시간 이동이 방지되어, 가시적인 동적 윤곽선 효과를 피하게 되기 때문입니다. 더나아가, 이러한 밝기 범위 내에서 이동하는 객체 각각은 인접한 세그먼트 중 단일 적색, 녹색, 및 청색의 트리오로만 디스플레이된다. 이것은 회피되어야 할 일부 순차 펄스 폭 변조된 디스플레이의 주요한 아티팩트인 이동할 경우의 다수 객체의 출현을 회피하게 한다.
도 4 및 도 5 내지 도 8을 참조하여, 밝기 레벨 63을 초과하는 더 높은 밝기 레벨을 달성하기 위해, 추가적인 펄스 폭 세그먼트(즉, 세그먼트 1, 2 및 4)에서의 펄스는 더 많은 세그먼트에 조명하도록 작동되어야 한다. 세그먼트 1, 2, 및 4에서 어떠한 1-LSB 펄스도 없으므로, 하나의 1 LSB 단계로 픽셀 밝기를 증가시키는 것은 세그먼트 간의 광의 일부 재분배를 초래할 것이다. 다시 말해, 다른 세그먼트에서 하나 이상의 펄스가 작동되지 않아야 하는(턴오프되어야 하는) 반면, 세그먼트 3이 아닌 하나 이상의 세그먼트에서 하나 이상의 펄스는 작동되어야 한다(턴온되어야 한다). 이러한 재분배의 예는 픽셀 밝기 레벨 63 및 64 사이의 전이시에 발생한다. 세그먼트 2에서 2-LSB 펄스가 작동되고, 세그먼트 3에서 1-LSB 펄스가 작동되지 않는다. 이 경우, 세그먼트 사이에 1-LSB 재분배가 있으며, 이러한 재분배는, 이것이 밝기 레벨의 2% 미만이기 때문에 이러한 밝기 레벨에서 허용될 수 있다.
다른 세그먼트가 더 높은 밝기에 대해 조명되게 됨에 따라(즉, 다른 세그먼트 내의 펄스가 작동되게 됨에 따라), 다수의 이동하는 객체 아티팩트가 가시적이게 되기 시작한다. 펄스 폭 변조된 순차 디스플레이 시스템에서, 이러한 유형의 아티팩트는 피할 수 없어 보인다. 그러나, 이러한 효과를 개선하고 이동하는 객체 상의 컬러 에지 출현을 감소시키고자 하는 시도로, 세그먼트 1, 2 및 4가 픽셀 밝기를 증가시키기 위해 조명되게 됨에 따라, 이들 세그먼트는 동일하게 조명되지 않는다. 본 발명의 원리에 따라, (세그먼트 3에 시간상 가장 근접한) 세그먼트 2 내의 하나 이상의 펄스가 다른 세그먼트보다 더 밝게 세그먼트 2를 조명하기 위해 그 다음 밝기로 작동된다. 다시 말해, 세그먼트 2는 세그먼트 1 및 4에서 작동된 펄스의 총 지속기간에 비교할 때 작동된 펄스의 더 큰 총 지속기간을 가질 것이다. 역으로, 세그먼트 1은 더 약하게 조명된다, 즉 이 세그먼트는 작동된 펄스가 더 작은 총 지속기간을 갖는다. 세그먼트 3에 시간적으로 더 근접한 세그먼트 2 내의 작동된 펄스가 더 큰 총 지속기간을 갖게되는 결과로, 그리고 시간상에서 더 먼 세그먼트 1 내의 작동된 펄스가 더 작은 총 지속기간을 갖게 함으로써, 세그먼트에 걸친 광 분배시에 점점 작아지는 현상(taper)이 생긴다. 주어진 픽셀 밝기 레벨에서, 세그먼트 각각 내의 작동된 펄스의 총 지속기간은 (프레임 기간의 중간에 대응하는) 중간 펄스 폭 세그먼트쪽으로 갈수록 점점 작아지고, 그런 다음에 (프레임 기간의 끝에 대응하는) 중간 펄스 폭 세그먼트에서 멀리 갈수록 점점 작아지게 된다. 이러한 "점점 작아지는 현상"은 이동하는 백색 객체 상의 컬러 에지의 가시도를 감소시키고, 다수의 이동하는 객체 효과라는 거절할만한 특징을 감소시키게 된다. 상술한 작아지는 현상을 달성할 때, 1 LSB 단계에서 밝기를 증가시킬 경우에 광의 재분배는 픽셀 밝기가 증가함에 따라 각 개별 단계에 대해 계속해서 최소화됨을 보장하도록 주의해야 한다. 도 3 내지 도 9의 펄스 패턴을 검사하면, 이러한 도면에서의 펄스 패턴이 그러한 경우임이 드러나게 된다.
전술한 설명은 더 어두운 객체의 시간 분산을 제한하고, 펄스 폭 세그먼트 사이에서의 분배를 최소화하며 세그먼트의 *광 세기를 점점 작게함으로써 움직임 아티팩트를 감소시키는 순차적 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템을 작동하기 위한 기술을 기술한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 움직임 아티팩트의 발생범위를 감소시키기 위해 순차적으로 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템을 작동하기 위한 기술에 이용된다.

Claims (14)

  1. 펄스 폭 세그먼트 시퀀스 내의 펄스에 응답하여 그 조명이 각각 제어되는 복수의 픽셀을 갖는 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템을 동작하는 방법으로서, 세그먼트 내의 각 개별 펄스의 상태는 대응하는 픽셀이 상기 펄스와 관련된 기간 동안에 조명되는 상태를 유지하는지를 결정하는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법으로서,
    제 1 및 제 2 픽셀 밝기 값 사이에 있는 범위 내에서 픽셀 밝기를 변경하기 위해 밝기 펄스 폭 세그먼트 중 제 1 세그먼트에서 적어도 하나의 펄스를 작동하는 단계와;
    상기 픽셀 밝기를 제 2 밝기 경계 이상으로 변경하기 위해 적어도 하나의 추가적인 펄스 폭 세그먼트 내의 적어도 하나의 펄스를 작동하는 단계로서, 이를 통해 상기 추가적인 세그먼트 내의 펄스는 동일하지 않게 변경되고, 제 1 세그먼트에 시간상 가장 근접한 상기 추가적인 펄스 폭 세그먼트는, 상기 제 1 세그먼트에서 시간상 멀리 떨어진 상기 추가적인 펄스 폭 세그먼트에 비해, 주어진 픽셀 밝기에 대해 작동된 펄스의 더 큰 총 지속기간을 갖는, 적어도 하나의 추가적인 펄스 폭 세그먼트 내의 적어도 하나의 펄스 작동 단계를,
    포함하는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템은 삼원색 각각을 순차적으로 투사함으로써 컬러 영상을 디스플레이하고, 각 컬러는 다른 원색의 세그먼트와 인터리빙된 펄스 폭 세그먼트의 별도의 시퀀스를 포함하는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 제 1 밝기의 상기 펄스 폭 세그먼트는 미리 결정된 컬러를 갖는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 제 1 밝기의 상기 펄스 폭 세그먼트는 시간상의 제 1 펄스 폭 세그먼트보다 지연되는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 세그먼트보다 시간상 이전에 있는 상기 추가적인 세그먼트 각각 내의 작동된 펄스의 총 지속기간이 화상 기간의 중간지점쪽으로 갈수록 점점 작아지는 반면, 상기 제 1 세그먼트보다 시간상 후속하는 상기 추가적인 세그먼트 각각 내의 작동된 펄스의 총 지속기간은 상기 화상 기간의 중간지점에서 멀어질수록 점점 작아지도록, 상기 추가적인 세그먼트 내의 펄스는 동일하지 않게 변경되는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 픽셀 밝기가 증분적으로 변화할 때, 광의 재분배를 최소화하기 위해 펄스가 상기 추가적인 세그먼트에서 작동되는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법.
  7. 컬러 영상을 디스플레이하는 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템을 동작하는 방법으로서, 상기 시스템은 원색 세트 중 주어진 하나의 컬러에 대해 펄스 폭 세그먼트 시퀀스 내의 펄스에 응답하여 상기 컬러에 대한 그 조명이 각각 제어되는 복수의 픽셀을 가지며, 주어진 컬러와 관련된 각 세그먼트는 다른 컬러와 관련된 세그먼트와 인터리빙되며, 상기 컬러에 대한 세그먼트 내의 각 개별 펄스의 상태는 대응하는 픽셀이 상기 펄스와 관련된 기간 동안에 조명되는 상태를 유지하는지를 결정하는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법으로서,
    제 1 및 제 2 픽셀 밝기 값 사이에 있는 범위 내에서 픽셀 밝기를 증가시키기 위해 주어진 컬러에 대해 밝기 펄스 폭 세그먼트 중 제 1 세그먼트에서 적어도 하나의 펄스를 작동하는 단계와;
    상기 픽셀 밝기를 제 2 밝기 경계 이상으로 변경하기 위해 적어도 하나의 추가적인 펄스 폭 세그먼트 내의 적어도 하나의 펄스를 작동하는 단계로서, 이를 통해 상기 추가적인 세그먼트 내의 펄스는 동일하지 않게 변경되고, 제 1 세그먼트에 시간상 가장 근접한 상기 추가적인 펄스 폭 세그먼트는, 상기 제 1 세그먼트에서 시간상 멀리 떨어진 상기 추가적인 펄스 폭 세그먼트에 비해, 주어진 픽셀 밝기에 대해 작동된 펄스의 더 큰 총 지속기간을 갖는, 적어도 하나의 추가적인 펄스 폭 세그먼트 내의 적어도 하나의 펄스 작동 단계를,
    포함하는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 제 1 밝기의 상기 펄스 폭 세그먼트는 미리 결정된 컬러를 갖는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 동작 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 픽셀 밝기가 증분적으로 증가할 때, 프레임 기간 내의 광 재분배를 최소화하기 위해 펄스는 상기 주어진 컬러에 대해 추가적인 세그먼트에서 작동되는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템 작동 방법.
  10. 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템으로서,
    광원과,
    입사된 광을 스크린 상에 집속하기 위한 프로젝션 렌즈와,
    어레이로 배열된 복수의 개별 마이크로미러를 갖는 디지털 마이크로미러 디바이스로서, 각 마이크로미러는, 광을 상기 광원으로부터 상기 프로젝션 렌즈 내로 및 상기 스크린 상으로 반사하여 상기 스크린 내의 화상 요소(화소)를 조명하기 위해 상기 마이크로미러와 관련된 구동기 셀에 인가된 구동 신호의 수신에 응답하여 일정한 호(arc) 만큼만 선회하는, 디지털 마이크로미러 디바이스와,
    상기 디지털 마이크로미러 디바이스와 충돌하고 이를 통해 상기 프로젝션 렌즈 내로 반사되는 광에 삼원색 각각을 연속해서 전달하기 위해 상기 광원과 상기 디지털 마이크로미러 사이에 삽입된 회전 컬러 휠과;
    제 1 및 제 2 픽셀 밝기 값 사이에 있는 범위 내에서 픽셀 밝기를 증가시키기 위해 주어진 컬러에 대해 제 1 펄스 폭 세그먼트에서 적어도 하나의 펄스를 작동하고, 픽셀 밝기를 제 2 밝기 경계 이상으로 증가시키기 위해 상기 주어진 컬러와 관련된 적어도 하나의 추가적인 펄스 폭 세그먼트 내에서 적어도 하나의 펄스를 작동함으로써, 이를 통해 상기 추가적인 세그먼트 내의 펄스는 동일하지 않게 작동되고, 상기 제 1 세그먼트에 시간상 가장 근접한 상기 추가적인 펄스 폭 세그먼트는, 상기 제 1 세그먼트에서 시간상 멀리 떨어진 상기 추가적인 펄스 폭 세그먼트에 비해, 주어진 픽셀 밝기에 대해 작동된 펄스의 더 큰 총 지속기간을 갖게 하도록, 펄스 폭 세그먼트의 시퀀스를 형성하기 위한 프로세서와;
    대응하는 픽셀을 조명하기 위해 상기 디지털 마이크로미러 디바이스를 구동하기 위해 상기 프로세서에 의해 형성된 펄스 폭 세그먼트의 상기 시퀀스에 응답하는 구동기 회로를,
    펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 각 펄스 폭 세그먼트 시퀀스는 컬러 당 펄스 폭 세그먼트를 포함하며, 각 컬러에 대한 각 펄스 폭 세그먼트는 다른 컬러에 대한 세그먼트와 인터리빙되는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 제 1 밝기의 상기 펄스 폭 세그먼트는 미리 결정된 컬러를 갖는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템.
  13. 제 12항에 있어서, 제 1 밝기의 상기 펄스 폭 세그먼트는 시간상의 제 1 펄스 폭 세그먼트보다 지연되는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 제 1 세그먼트보다 시간상 이전에 있는 상기 추가적인 세그먼트 각각 내의 작동된 펄스의 총 지속기간이 화상 기간의 중간지점쪽으로 갈수록 점점 작아지는 반면, 상기 제 1 세그먼트보다 시간상 후속하는 상기 추가적인 세그먼트 각각 내의 작동된 펄스의 총 지속기간은 상기 화상 기간의 중간지점에서 멀어질수록 점점 작아지도록, 상기 추가적인 세그먼트 내의 펄스는 동일하지 않게 변경되는, 펄스 폭 변조된 디스플레이 시스템.
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