KR20080036543A - Ｆｓｃ 컬러 디스플레이 시스템에서의 컬러 분리 가공물을경감시키는 메커니즘 - Google Patents

Ｆｓｃ 컬러 디스플레이 시스템에서의 컬러 분리 가공물을경감시키는 메커니즘 Download PDF

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마르틴 지. 셀브레드
릭 제멘
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유니-픽셀 디스플레이스, 인코포레이티드
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Abstract

FSC(Field Sequential Color) 생성의 원리를 이용하여 디스플레이 시스템에서 발생되는 원치않는 컬러 이미지 브레이크업 가공물을 제거하는 메커니즘이 제공된다. 이미지 정보가 움직이고 있는 망막을 가격하는 동안의 시간 간격을 적절히 감소시킴으로써, 움직이는 망막에 떨어지는 이미지 각각의 적색, 녹색 및 청색 성분에 대한 상이한 위치는 망막 콘 또는 로드의 직경을 초과하지 않으며, 브레이크업의 원인이 무효화되고 이미지가 예상한 대로 일정해진다. 눈은 모든 성분이 동시에 도달하는 경우 이미지를 보게된다. 짧은 시간 프레임으로의 광 방출 중단은 이미지 광 세기에서의 추가 증가를 수반하여, 시간에 따라 망막을 가격하는 순수한 포토닉 플럭스의 양은 변하지 않고 유지된다. 메커니즘은 개별 적색, 녹색 및 청색 소스를 갖는 시스템 및 컬러-휠-기반 시스템에 적용될 수 있다.

Description

ＦＳＣ 컬러 디스플레이 시스템에서의 컬러 분리 가공물을 경감시키는 메커니즘{MECHANISM TO MITIGATE COLOR BREAKUP ARTIFACTS IN FIELD SEQUENTIAL COLOR DISPLAY SYSTEMS}
본 발명은 전반적으로 디스플레이 기술 분야에 관한 것으로, 특히 투사-기반(projection-based) 시스템 또는 직시형(direct-view) 시스템인지에 따라 컬러 정보를 생성하기 위해 필드 순차 컬러(FSC:Field Sequential Color)의 원리를 이용한 디스플레이에 관한 것이다.
컬러를 생성하기 위해 FSC 기술을 이용하는 디스플레이 시스템(투사-기반 또는 직시형)은 소정의 환경하에서 관찰자에 의해 쉽게 감지되는 상당히 바람직하지 못한 가상의 가공물(visual artifact)을 나타내는 것으로 공지되어 있다. FSC 디스플레이는 신속한 리프레시 사이클링 시간에 제한되어 동시적으로 보다는 순차적으로 (예를 들어) 이미지의 적색, 녹색 및 청색 성분을 방출한다. 프레임 속도가 충분히 높고, 관찰자의 눈이 (타겟 트랙킹 또는 다른 머리/눈 움직임으로 인해) 스크린에 대해 움직이지 않는다면, 결과는 만족되며 종래 기술에 의해 생성된 비디오 출력과 구별되지 않는다(즉, FEC 기술이 수행됨에 따라 일시적이기보다는, 적색, 녹색 및 청색 서브-픽셀들을 사용하여 공간적으로 컬러가 분리된다).
그러나 다수의 디스플레이 분야에서 관찰자의 눈은 디스플레이 스크린의 이동을 따르게 되며(눈 구멍의 회전 동작, 경련 동작, 머리 이동 동작 등) 이러한 이동은 통상적으로 타겟 트랙킹(디스플레이 표면에 대해 이동함에 따른 디스플레이 상의 이미지 이동)과 상관된다. 관찰자가 디스플레이 스크린 상에서 이동하는 물체를 추적함에 따라 안구운동에 따른 눈 구멍의 회전이 수반되는 이러한 이미지 트랙킹의 경우, 물체 성분의 주요 컬러(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색)는 상이한 시기에 관찰자의 망막에 도달한다. 심지어 초당 60 프레임의 높은 프레임 속도에서도, 디스플레이로부터의 적색, 녹색 및 청색 정보는 5.5 밀리초 간격을 두고 망막에 도달한다. 관찰자가 디스플레이를 따라 이동하는 이미지(이하 '타겟')를 추적하는 경우로써, 망막이 회전 동작을 하고 있는 경우, 타겟을 포함하는 적색, 녹색 및 청색 정보는 상이한 위치에서 망막을 가격한다. 실제 컬러가 회색인 타겟은 망막 회전의 경로를 따라 오버랩 형태로 분포된 개별 적색, 녹색 및 청색 성분으로 분할된다. 눈 움직임이 빠를수록, '이미지 분리(image breakup)'이 심해져, 이들의 주성분으로 인해 타겟을 포함하는 각각의 컬러의 분해가 관찰자의 망막을 가격한다. 이러한 가상 인공물은 전투 시뮬레이션을 이용하는 훈련 전투기 조종사를 위한 비디오 시스템을 포함하는 다수의 핵심 업무에서 FSC 디스플레이의 사용에 대한 장벽으로 밝혀졌다. 이러한 전투 시뮬레이터 훈련생은 보다 현실에 부합하는 환경을 경험하는 것이 요구되며, 적절히 오버랩되지 않는 적색, 녹색 및 청색의 고스트 이미지의 불연속적인 흘림은 훈련생이 십자선에서 적의 전투기의 회색 날개 동체(fuselage)를 본 것으로 예측될 때 적절히 시뮬레이션된 타겟을 구성하지 않는 다.
직시 뷰 필드 순차 컬러 기반 장치의 보다 넓은 클래스를 나타내는 것으로서, 본원에 참조로 통합된 미국 특허 5,319,491호에 개시된 디스플레이 시스템은 이러한 장치 내에서의 플레이 시 기본적인 원리를 설명한다. 이러한 장치는 (일반적으로) 평면 도파관 내에서 내부 전반사를 겪는 빛에 선택적으로 장애를 일으킬 수 있다(frustrate). 이러한 장애가 일어날 때 장애 영역은 외부 제어에 적합한 픽셀을 구성한다. 이러한 픽셀들은 MEMS 장치로서, 보다 구체적으로는 2개의 서로 다른 위치 및/또는 형상 간에 변형할 수 있는 박막을 추진하는 평행판 커패시터 시스템으로서 구성될 수 있으며, 이는 도파관으로의 부적당한 근접으로 인해 전반사 장애(FTIR: frustrated total internal reflection)가 일어나지 않는 정지한 비활성 상태 및 부적당한 근접으로 인해 FTIR이 일어나는 활성 결합 상태에 대응하고, 상기 두 상태는 픽셀에 대한 오프 및 온 상태에 대응한다. 흔히 전기/전자 수단에 의해 제어되는 이러한 MEMS 기반 픽셀 영역의 직사각형 어레이는 평면 도파관의 상부 활성 표면 위에 제조된다. 이 집합 MEMS 기반 구조는 적절히 구성될 때 필드 순차 컬러 및 펄스 폭 변조 기술을 활용함으로써 컬러 생성을 할 수 있는 비디오 디스플레이 기능을 한다. 적색, 녹색 및 청색 광이 평면 도파관의 에지에 순차 삽입되고, 픽셀이 개방(활성화)되는 기간이 그로부터 얼마나 많은 빛이 방사되는지를 결정하여 펄스 폭 변조에 의해 그레이 스케일이 결정되도록 픽셀들이 적절히 개방 또는 폐쇄(활성화 또는 비활성화)된다.
다른 직시 뷰 디스플레이는 필드 순차 컬러 기술을 이용할 수 있지만, 펄스 폭 변조 대신 진폭 변조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 적당히 빠른 스위칭 타임을 가진 단색 액정 디스플레이는 백색 역광을 충분히 빠른 순서로 적색, 녹색, 청색 광을 순차 방사할 수 있는 역광으로 교체함으로써 필드 순차 컬러 디스플레이로 교환될 수 있다. 액정 픽셀들은 이 픽셀들을 통과하는 빛의 양을 펄스 폭 변조보다는 진폭 변조로 변조하는 가변 불투명 윈도우이다. 이들 시스템에는 바람직하지 않은 시각적 가공물이 생기며, 같은 이유로 이미지(타깃)의 각 주요 성분이 움직이는 망막을 다른 위치에 향하게 하여, 감지되는 바와 같이 타깃의 명백한 분리를 일으킨다.
투사 기반 시스템 또한 필드 순차 컬러를 사용할 수 있다. Texas Instruments사에 의해 개발된 DLP(디지털 광 프로세서)는 적색, 녹색 및 청색 광이 연속적인 빠른 순서로 조사될 때 이미지를 생성하는데 사용되는 변형 가능한 마이크로 미러 구조의 조밀한 어레이를 사용한다. 활성화된 마이크로 미러 픽셀들로부터의 광은 렌즈 시스템을 통과하여 관찰용 최종 투사 스크린에 집속되는 한편, 비활성 픽셀들에 부딪히는 빛은 렌즈 시스템을 통해 전송되지 않는다. 이러한 시스템은 그레이 스케일을 생성하기 위해 펄스 폭 변조를 사용하는 경향이 있다. 마이크로 미러에 조사되는 적색, 녹색, 청색 광은 (별개의 적색, 녹색, 청색 소스로) 직접 또는 적색, 녹색, 청색 필터 세그먼트로 구성된 회전 컬러 휠을 통과하는 백색 광의 결과로 생성될 수 있다. 어떤 경우에도, 디스플레이 스크린에 투사된 이미지에 바람직하지 않은 가공물이 명백히 보이고, 같은 이유로 이러한 가공물이 직시 뷰 장치에 나타나 각각의 적색, 녹색, 청색 이미지가 움직이는 망막을 동일 위 치에 향하게 하지 않아, 공간 분해 및 결과적인 컬러 분리 가공물을 일으킨다.
필드 순차 컬러 디스플레이는 (평판 디스플레이 시스템과 같은) 직시 뷰 디스플레이를 고려하든 투사 기반 시스템을 고려하든 디스플레이 섹터에 많은 단점을 가져온다. 예를 들어, 개별 픽셀을 포함하는 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀들을 갖는 종래의 공간 변조된 컬러를 사용하는 평판 디스플레이에는, 픽셀로부터의 적색, 녹색, 청색 강도를 개별적으로 제어하기 위해 3개의 제어 엘리먼트(보통 박막 트랜지스터)가 필요하다. 백만개의 픽셀을 가진 디스플레이는 이를 컬러로 하기 위해 3백만 개의 트랜지스터를 필요로 한다. 일시적으로 변조된 컬러(필드 순차 컬러)를 사용하는 해당 디스플레이는 픽셀당 단 하나의 박막 트랜지스터를 필요로 하여, 디스플레이 표면에 걸쳐 분포된 트랜지스터의 양을 3백만에서 백만 개로 감소시킨다 - 양산 및 제조 비용에 상당한 영향을 갖는 개선. 더욱이, 필드 순차 컬러 픽셀은 3개의 서브 픽셀(적, 녹, 청)이 일반적으로 차지하는 영역에 맞기 때문에 훨씬 더 클 수 있어, 제조 수율을 더 개선하고 개구 드레인(광 방사로 넘어가지 않는 디스플레이 상의 표면 영역)을 감소시킨다. 반대로, 이 기하학적 장점은 표준 서브 픽셀 기반 구조와 관련된 과도한 제어 오버헤드 없이 픽셀 밀도를 개선하는데 활용될 수 있어, 기하급수적인 가격 상승 없이 보다 높은 해상도를 산출할 수 있다. 이에 따라, 필드 순차 컬러 디스플레이가 많이 추천된다. 그러나 컬러 이미지 분리가 용납될 수 없는 애플리케이션에서의 활용도는 뚜렷이 줄어든다.
따라서 직시 뷰에서든 투사 기반 시스템에서든 필드 순차 컬러 생성의 원리를 이용한 디스플레이와 관습적으로 관련된 컬러 이미지 분리 가공물을 완화하고 억제하는 수단이 당업계에 필요하다. 용납하기 어려운 모션 가공물의 생성 없이 필드 순차 컬러 동작의 이익을 누리는 디스플레이 장치는 이러한 이익이 가장 필요한 애플리케이션, 예를 들어 중대한 비행 시뮬레이션 디스플레이 시스템에 필드 순차 구조(직시 뷰 및 투사 기반)의 이익을 제공하게 된다.
상술한 문제점들은 문제의 필드 순차 컬러 디스플레이 시스템의 본성(직시 뷰 장치이든 투사 기반 장치이든) 및 그레이 스케일 생성 방법론(픽셀 레벨에서의 펄스 폭 변조 또는 진폭 변조)에 따라 여러 가지 방법 중 하나로 적어도 일부 해결될 수 있다. 소정 시스템에 대해 추가 특징들이 발생할 수도 있다(예를 들어 투사 기반 시스템은 별개의 개별적으로 제어 가능한 조명 소스를 사용하여 투사 시스템에 주요 컬러 광을 제공할 수도 있고, 백색 광이 통과하는 회전 컬러 휠을 이용할 수도 있으며, 휠의 각 컬러 필터는 변조되어 투사될 원하는 주요 컬러를 제공한다).
기존 기술보다 우세한 것으로 나타나는 한 가지 가공물 억제 기술은 관찰자의 머리 및/또는 눈이 위치적으로 추적되는 피드백 메커니즘의 제작을 수반하고, 컬러 이미지의 서브 컴포넌트들이 모두 망막의 동일 영역을 향하도록 순차적으로 디스플레이되는 주요 컬러(보통, 적, 녹, 청)에 보완 조정이 이루어진다. 상기 시스템은 명확하게 완비된(self-contain) 것이 아니라 컴퓨터 소프트웨어가 다음의 제 1 서브 프레임이 이동하는 타겟(관측자의 망막)에 디스플레이될 수 있는 경우를 적절히 예측하는 능력 및 머리/눈의 트래킹 기술의 정확성에 의해 제한된다. 어떤 외부 하드웨어 또는 트래킹 메카니즘도 요구되지 않는 완비된 시스템은 가격이 훨씬 저렴하고 구현하기에 용이할 것이다. 본 발명은 디스플레이 시스템 자체 내에서 가공물에 대한 억제가 이루어지는 상기 완비된 시스템을 제공한다.
인간 눈의 망막은 실제로 극소의 연속하는 이미지를 제공하지는 않는다(그와 반대로 주관적인 지각들에도 불구하고). 눈 자체는 정확하게 동조된 광선 수신자(망막의 원추형체 및 간상체)의 임의의 크기에 의해 점유되는 영역에 의해 한정되는 유한한 해상력을 갖는다. 만약 컬러 이미지가 원색 성분들(예를 들면, 적색, 녹색, 청색 서브 프레임들)로 분해되고, 상기 이미지 성분들이 망막의 동일한 위치(간상체 또는 원추형태의 크기 제한 내에서)로 떨어지면, 서브 프레임들은 적절히 겹쳐지는 것으로 감지되고 어떤 컬러 이미지 손상도 감지되지 않는다. 결과적인 이미지는 원색적이다. 경련 운동 동안(초당 700도의 호를 그리는 상한치) 눈의 안구 회전 및 망막의 간상체 및 원추형체의 적절한 크기에 대하여 고유한 제한이 주어질 때, 실제 기회 창출이 원색 컬러들을 디스플레이하여 전술된 시간 기준을 만족하는 시간을 결정할 수 있다. 제 1 전파의 절단은 임의의 주어진 프레임(다음 프레임이 시작할 때까지 어떤 이미지 정보도 후속하지 않는)에 대하여 모든 최초 4 밀리초 동안의 최소 간격을 필요로 한다.
적색, 녹색, 및 청색의 원색들을 사용하는 초당 60 프레임의 시스템에서, 종래의 디스플레이 시스템은 프레임을 각각 원색 컬러에 할당되는 3개의 동일한 부분들로 분할한다. 상기 경우에서, 프레임은 16.6 밀리초 동안 지속되고, 각각의 원색 컬러는 상기 전체 프레임의 1/3, 또는 5.5 밀리초를 점유한다. 그러나 본 발명은 상기 방식의 전체적인 수정에 관한 것이다. 예를 들면, 모든 컬러 정보에 대하여 3 밀리초의 시간 절단을 달성하기 위해, 적색, 녹색 및 청색의 원색들은 단지 1 밀리초(5.5가 아닌)의 지속기간을 갖는다. 이들은 지연이 간섭되지 않고 다른 원색들 이후에 한번 감소되며, 이후에 13.6 밀리초 동안 흑색(아무 이미지 데이터도 존재하지 않음)이 지속되고, 따라서 총 16.6 밀리초 동안 지속된다. 상기 경우에, 이미지를 포함하는 적색, 녹색 및 청색 정보는 디스플레이된 프로그램 비디오 컨텐츠에 디스플레이되는 객체들을 추적하거나 뒤따르는 망막의 임의의 회전에 상관없이 동일한 위치에서 망막에 도달한다.
제시되는 예에서, 1 밀리초 당 5.5 밀리초로(3 밀리초의 전체 절단을 가정할 때) 신호를 절단하는 것은 불충분하다. 시간을 5.5의 인자(5.5 밀리초 내지 1 밀리초)로 감소시킴으로써, 망막에 떨어지는 광선의 지각되는 세기는 동일한 양만큼 감소된다. 따라서, 이미지를 발생하는데 사용가능한 단축된 시간을 보상하기 위해 변조되는 광원의 세기를 증가시키는 것이 필요하다. 제시되는 예에서, 이는 기본 세기의 5.5배의 광 세기 증가를 요구하며, 따라서 프레임 동안 수신되는 광자들의 양은 본 발명이 디스플레이 시스템내에서 요구되는지의 여부에 상관없이 변경되지 않는다. 상기 에너지 요구는 필요한 경우에 3 밀리초 동안 소비되어야 하며, 따라서 평균 에너지 소비는 다른 경우(본 발명이 구현되는 경우와 구현되지 않는 경우)에서도 동일하다.
따라서 본 발명의 구현은 몇 가지 필수 조건을 갖는다. 광선을 변조하는 개별 픽셀들은 동작할 시간이 상당히 짧지만 그레이 스케일을 정확히 발생할 수 있다. 광원들은 연속하는 프레임들 사이의 긴 정지 주기 이후에 매우 신속하게 순환할 수 있고, 훨씬 높은 세기의 광들을 전달할 수 있지만 어떤 광선도 요구되지 않는 프레임들 사이의 연장된 주기들에 의해 표시되는 감소된 듀티 사이클 내에 있다.
전술한 원칙들은 진폭 변조 또는 펄스폭 변조된 그레이 스케일 생성을 사용하는지에 따라 직접적인 뷰의 디스플레이들에 대하여 직선의 구현 경로를 갖는다. 개별 원색들에 대하여 개별 광원들을 사용하는 영사-기반의 디스플레이 시스템들에 대하여, 상기 적용은 모두 투명하다. 그러나, 백색 조명을 필터링하여 원색 컬러들을 포착하기 위해 회전하는 컬러 휠들을 사용하는 영사-기반의 시스템들은 본 발명의 구현을 위해 다른 방식을 필요로 한다. 그러나 기본적인 원칙들은 유사하다.
종래의 컬러 휠은 일반적으로 그 영역을 각각의 요구되는 원색 컬러에 할당되는 동일한 세그먼트들로 분할한다. 가장 공통적인 구조는 적색, 녹색, 청색 필터들로 구성된 컬러 휠이다. 각각의 컬러 필터는 120도의 호의 형태를 갖는다(컬러 휠들의 원형이 3개의 세그먼트들로 분할된다). 컬러 휠이 회전하면, 상기 휠은 적색, 녹색 및 청색을 신속한 순서로 제공하게 된다. 상기 휠을 사용하여 발생된 이미지들은 전술된 것과 같이 컬러 이미지가 분리되기 쉽다. 컬러 휠은 본 발명을 구현하기 위해 변형된다.
전술된 예를 사용하는 변형된 컬러 휠에서, 적색, 녹색 및 청색 세그먼트들은 120도의 동일한 세그먼트들을 포함하는 동시에 휠의 더 작은 "조각"을 갖는다. 상기 3개의 얇은 조각들(예를 들면, 각각 24도)은 적색, 녹색 및 청색에 대하여 각각 하나씩 인접하게 배치되며, 컬러 휠의 나머지 부분(108도)은 불투명하게 형성된다. 백색 조명은 세기가 수정된다(상기 경우에, 사용가능한 조명 시간이 5의 인자 만큼 감소되기 때문에, 조명의 세기는 동일한 인자만큼 증가된다). 조명은 에너지를 보존하기 위해 바람직하게 차단되며, 그렇지 않으면 변형된 컬러 휠의 균일한 회전 동안 상기 휠의 불투명한 부분에 불필요하게 광선을 방사하여야 한다.
기본적인 발명에 대하여 추가의 조정들이 실행될 수 있다. 절단된 원색은 동시에 분포되는 것으로 가정된다(각각의 연속하는 원색의 선행 에지는 시간에 따라 동일하게 이격된다). 연속하는 적색, 녹색 및 청색의 원색들로 구성된 3 밀리초의 전체 컬러 펄스에 대한 예에서, 적색은 t=0(총 프레임에 선행부)에서 시작하고, 녹색은 t=1 밀리초(적색이 차단된 이후 우측에)에서 시작하고, 청색은 t=2 밀리초(녹색이 차단된 이후 우측에)에서 시작하며, 다음의 총 프레임이 시작하기 전에(초당 60프레임의 레이트를 가정할 때) 정지 상태(흑색)의 13.6초가 지속된다. 그러나, 이러한 엄격한 시작 시간들의 구조화(structuring)는 프로그램 컨텐츠가 이를 필요로 하는 경우에만 필요하고, 이러한 결정 메커니즘은 본 발명이 이미지 생성의 잘라버림(truncation)을 추가로 달성할 수 있도록 하여준다.
이상에서 다소 광범위하게 본 발명의 실시예들에 대한 특징 및 기술적인 장점이 설명되었고, 하기에서 보다 추가적인 내용이 설명될 것이다. 본 발명의 일 실시예들의 추가적인 특징 및 장점이 아래에서 설명된다.
본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위해서 다음 도면들이 참조된다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따라 관측자의 눈의 회전 이동 기간 동안 필드 순차 컬러 생성 기술을 사용하여 생성되는 이미지를 관측자가 시청하는 경우 컬러 이미지의 분리 현상을 야기하는 것을 보여주는 도이다.
도2A는 본 발명의 일 실시예에 따라 눈의 회전 및/또는 다른 이동과 무관하게 요구되는 인지된 이미지를 보여주는 도이다.
도2B는 본 발명의 일 실시예에 따라 눈의 회전 및/또는 다른 이동으로 인한 실제 인지된 이미지를 보여주는 도이다.
도3은 본 발명의 구현에 적절한 직시형 평판 디스플레이의 입체도이다.
도4A는 도3의 평판 디스플레이의 실시예에 따라 활성해제된 상태의 화소의 측면도이다.
도4B는 도3의 평판 디스플레이의 실시예에 따라 활성화된 상태의 화소의 측면도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 도3의 평판 디스플레이에서 사용되는 필드 순차 컬러를 생성하는 대표 시간 다이아그램이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따라 기존의 비디오 프레임율에서 필드 순차 컬러 생성을 달성하는 조정되지 않은 대표적인 시퀀싱 방법을 보여주는 도이다.
도7은 시간상에서 디스플레이되는 이미지의 연속적인 주 성분들을 동기적으로 절단하여 비-필드 순차 컬러 디스플레이들의 이미지 행동에 보다 근접하는 망막(retina)의 지오매트릭 부분에 떨어지는 각각의 주 이미지들에 의해 컬러 이미지 브레이크업 현상을 감소 및/또는 효과적으로 억제하는 본 발명의 일 실시예를 보여 주는 도이다.
도8은 시간상에서 디스플레이되는 이미지의 연속적인 주 성분들을 동기적으로 절단하여 비-필드 순차 컬러 디스플레이들의 이미지 행동에 보다 근접하는 망막(retina)의 지오매트릭 부분에 떨어지는 각각의 주 이미지들에 의해 컬러 이미지 브레이크업 현상을 추가로 감소 및/또는 효과적으로 억제하는 본 발명의 일 실시예를 보여주는 도이며, 여기서 상기 절단은 각각의 연속적인 프레임의 이미지 컨텐츠 및 총 주 컬러 정량화(quantitation)에 의해 결정된다.
도9는 각각의 연속적인 프레임의 이미지 컨텐츠 및 총 주 컬러 정량화가 실시간으로 분석되는 본 발명의 일 실시예를 보여주는 도이며, 여기서 이미지는 시간적으로-오버랩되는 프라이머리들의 사용들을 최대화하도록 재-인코딩되어 비-필드 순차 컬러 디스플레이들의 이미지 행동에 보다 근접하는 망막(retina)의 지오매트릭 부분에 떨어지는 각각의 주 이미지들에 의해 컬러 이미지 브레이크업 현상을 추가로 감소 및/또는 효과적으로 억제한다.
도10A는 펄스 폭 변조 디스플레이 시스템들에서 사용되는 종래의 컬러 휠 필터를 보여주는 도이다.
도10B는 컬러 휠의 총 영역 중 작은 각도 부분으로 3개의 컬러들이 압축되는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 휠 필터를 보여주는 도이다.
도11A는 본 발명의 일 실시예에 따라 도10A에서 제시된 종래 기술에 대한 3개의 컬러들 각각에 대한 시간 함수로서 광 밀도 값 테이블을 보여주는 도이다.
도11B는 본 발명의 일 실시예에 따라 2개의 사이클에 대한 광 밀도 대 시간 의 다이아그램을 보여주는 도이며, 여기서 3개의 컬러들 각각이 순차적으로 제시되고, 각각은 5와 2/3 ms의 듀레이션을 갖는다.
도12A는 본 발명의 일 실시예에 따라 광 밀도 대 시간의 다이아그램이다.
도12B는 본 발명의 일 실시예에 따라 프레임의 시작을 보다 상세히 보여주는 광 밀도 대 시간의 다이아그램이다.
도12C는 본 발명의 일 실시예에 따라 광 밀도 대 시간의 관련 테이블을 보여주는 도이다.
하기 설명에서 본 발명을 보여 용이하게 이해하기 위한 설명이 제시된다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 상세 내용 없이도 실시될 수 있음을 잘 이해할 것이다. 다른 예들에서, 본 발명이 불필요하게 불명확하게 되지 않도록 컴포넌트들이 일반화된 형태로 제시된다. 대부분에서, 필드 순차 컬러 생성 기술을 사용하는 주어진 디스플레이가 실제로 어떻게 생성되고, 이미지를 그 표면에서 어떻게 디스플레이하는지와 같이 본 발명과 직접 관련이 없는 상세 내용은 본 발명을 이해하는데 필요하지 않기 때문에 생략된다.
바로 아래에 개시될 동작의 원리는, 주어진 이미지의 주된 컬러 성분들을 일시적으로 분리하고 각각의 주된 성분의 신속하고 연속적인 생성에 의해 비디오 정보의 각각의 프레임을 제공하는 디스플레이에서 필드 순차 컬러 가공물들을 제거하는 것이 바람직하다고 가정한다. 이러한 가공물들은, 비디오 정보의 복합 프레임을 구성하는 주된 성분들 모두가 망막과 디스플레이되는 이미지(또는 이미지의 일 부, 즉, 디스플레이 되고 있는 추정 타겟)의 상대적 운동에 기인하여 관측자의 망막의 동일 영역에 도달하지 않을 때 발생하는 것으로 이해된다.
본 발명의 구현에 도움이 되는 기술들(평판 디스플레이 기술들 또는 필드 순차 컬러 생성의 원리를 이용하는 다른 후보 기술들) 중에는, 본원에 참조에 의해 그 전체 내용이 포함되는 미국특허 No. 5,319,491에 개시된 평판 디스플레이가 있다. 본 상세한 설명 전체를 통한 전형적인 평판 디스플레이 예시의 사용은 그 사용 분야에 본원 발명의 적용가능성을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 전개상 도입하는 것으로써 설명 목적을 위한 것이다. 또한, 본 상세한 설명의 나머지 부분 전체를 통한 세 개의 주된 3 자극색(적색, 녹색, 청색)의 이용은 유사하게 설명 목적을 위한 것이며, 본원 발명의 적용가능성을 이들의 수, 또는 색상, 또는 다른 속성과 관련하여 이러한 주된 색상만으로 제한하여 해석하지 않아야 한다.
이러한 전형적인 평판 디스플레이는 도 3에 도시된 것처럼 픽셀 또는 화소(picture element)라고 일반적으로 불리는 광학 셔터의 매트릭스를 포함한다. 도 3은 픽셀들(302)의 평판 매트릭스를 추가로 포함할 수 있는 광 안내 기판(301)으로 이루어진 평판 디스플레이(300)의 간략화된 도시이다. 광 안내 기판(301)의 배면에, 그리고 기판(301)과 평행한 관계로, 투명한(가령, 유리, 플라스틱 등) 기판(203)이 존재한다. 평판 디스플레이(300)는, 미국특허 No. 5,319,491에 개시되어 있는 광원, 불투명 스롯(throat), 불투명 후면 층(backing layer), 반사기, 및 관형 램프와 같은 도시되지 않은 다른 요소들을 포함할 수 있음에 주의하여야 한 다.
도 4A 및 도 4B에 도시된 각각의 픽셀(302)은 광 안내 기판(401), 접지 평면(402), 변형가능한 탄성층(403), 및 투명 전극(404)을 포함할 수 있다.
픽셀(302)은, 기재의 편의상 디스크(405)로 도시되며(그러나 디스크 형상으로 한정되는 것은 아님), 전극(404)의 상단에 배치되며, 고굴절률의 물질(바람직하게는 광 안내 기판(401)이 포함하는 것과 동일한 물질)로 형성된 투명 요소를 더 포함할 수 있다.
이 특정 실시예에서, 광 안내 기판(401)과 디스크(405) 사이의 거리는 매우 정확하게 제어될 필요가 있다. 특히, 정지 상태에서 광 안내 기판(401)과 디스크(405) 사이의 거리는 안내되는 광의 파장의 약 1.5배여야 하지만, 어떤 경우에도 이 거리는 1 파장보다 커야한다는 것이 발견되었다. 따라서, 접지 평면(402), 변형가능한 탄성층(403), 및 전극(404)의 상대적인 두께는 대응하여 조정된다. 활성 상태에서, 디스크(405)는 후술될 것처럼 용량성 작용(capacitative action)에 의해 광 안내 기판(401)의 상부면으로부터 1 파장 미만의 거리로 당겨진다.
동작시에, 픽셀(302)은 감쇠파 결합 효과(evanescent coupling effect)를 이용하고, 이에 의해 변형가능한 탄성층(403)의 기하구조를 수정함으로써 TIR(Total Internal Reflection)이 파괴되어, 용량성 인력 효과하에서, 함몰부(406)(도 4B에 도시)가 형성된다. 이러한 결과적인 함몰부(406)는 디스크(405)를 광 안내 기판의 감쇠 필드(일반적으로, 광 안내 기판(401)으로부터 1 파장의 거리에 이르기까지 외부로 연장함)내에 들게 한다. 광의 전자기파 특성에 의해, 광은 중간의 저 굴절률 피복, 즉 변형가능한 탄성층(403)을 "점프"하고, 정전기적으로 활성화된 동적 함몰부(406)에 부착된 결합 디스크(405)를 가로지르도록 하며, 따라서 안내 조건 및 TIR을 파괴한다. (도 4A에 도시된) 광선(407)은 정지된 광 안내 상태를 나타낸다. (도 4B에 도시된) 광선(408)은 활성화 상태를 나타내며, 여기서 광은 광 안내 기판(401)으로부터 외부 결합된다.
전극(404)과 접지 평면(402) 사이의 거리는 가령 1 마이크로미터와 같이 극도로 작을 수 있고, 실온 가황처리(vulcanizing) 실리콘의 박형 증착과 같은 변형가능한 층(403)에 의해 점유된다. 전압은 작지만, 커패시터의 평행한 판들 사이의 전기장(사실, 전극(404)과 접지 평면(402)은 평행한 판형 커패시터를 형성함)은 가황처리 실리콘에 변형력을 가할 만큼 충분히 커서 도 4B에 도시된 것처럼 탄성층(403)을 변형시킨다. 가황처리 실리콘을 적절한 마찰로 압착함으로써, 안내 기판(401)내에서 안내되는 광은 현재의 굴절률에 대한 임계각보다 큰 입사각으로 변형을 타격할 것이고 전극(404)과 디스크(405)를 통해 기판(401)으로부터 외부로 광을 결합할 것이다.
커패시터의 평행판들 사이의 전기장은 전극(404)과 접지 평면(402) 사이의 인력을 유효하게 일으키는 커패시터의 충방전에 의해 제어될 수 있다. 커패시터를 충전함으로써, 판들 사이의 탄성력의 강도는 증가하고 이에 의해 탄성층(403)을 변형시켜서 도 4B에 도시된 것처럼 전극(404)과 디스크(405)를 통해 기판(401)으로부터 외부로 광을 결합시킨다. 커패시터를 방전시킴으로써, 탄성층(403)은 원래의 기하구조 형상으로 복귀하여, 도 4A에 도시된 것처럼, 광 안내 기판(401)으로부터 외부로의 광의 결합을 중지시킨다.
필드 순차 컬러 생성 기법의 종래의 조정되지 않은 구현을 도시하기 위해 사용되는 디스플레이는 도 5에 개시된 전형적인 패턴에 따라 동작한다. 세 개의 주된 3자극, 적색, 녹색, 청색은 도 5에 도시된 것처럼 적절한 광원들로부터 연속된 순서로 평행 파장으로 삽입된다. 각각의 개별 픽셀은 도 5에 도시된 것처럼 일정한 셔터링 시퀀스에 따라 개방 또는 폐쇄되고, 상기 시퀀스는 논의되는 픽셀(각각의 픽셀은 독립적으로 제어됨)로부터 주어진 비디오 프레임 동안 방사될 적색, 녹색, 또는 청색광의 양에 참조된다. 도 3에 개시되고 도 5에서 추가로 설명되는 이러한 시스템은 그레이 스케일 값을 생성하기 위하여 펄스 폭변조를 이용하지만, 본원발명은 픽셀 레벨에서 그레이 스케일을 얻기 위하여 진폭변조(차별적인 불투명성)를 포함하는 필드 순차 컬러 시스템에 대해 적용가능성 면에서 덜하지는 않음이 이해되어야 한다.
배경기술 섹션에서 언급한 바와 같이, 도 3에 도시된 것과 같은 특정 필드 순차 컬러 디스플레이는 특정 시야 조건 및 비디오 콘텐트 하에서 바람직하지 못한 가공물을 나타낸다. 그러한 유해한 가공물의 원인은 각각의 서브프레임 1차 성분의 시간에서 연속적인 전달 동안에 관찰자의 망막의 상대적 운동 및 주어진 비디오 프레임의 개별적인 1차 성분들로부터 시작된다. 직시형 시스템 또는 프로젝션 기판 필드 순차 컬러 디스플레이에서 일어나는 상기 가공물들은 다수의 중요한 응용예 공간에서의 컬러 생성 전략에 불리하게 작용하고, 가장 현저하게 포착을 목표로 하는 비행 시뮬레이션 시스템은 이미지 분리로 인해 불가능하게 된다. 필드 순차 컬러의 원리를 이용하는 디스플레이 시스템에서 그러한 가공물을 감소시키거나 효과적으로 억제하는 메커니즘이 요구된다.
도 5에 예시된 컬러 생성 개요에 기초하여, 도 3의 장치는 해당되는 동작 원리를 예시하는 이러한 기재를 통해 사용될 적절한 예로서 이용되고, 일반화의 목적을 위해 소정의 변형예들을 갖는다. 미국 특허 제5,319,491호로부터, 이러한 예는 유효한 후보 응용예 및 구현예의 부류의 멤버로서 예시적인 목적을 위하여 제공되고, 상기 가공물들이 망막 및 디스플레이의 상대적 운동으로 인하여 관찰자의 망막의 상이한 기하학적인 영역들 상에 해당하는 비디오 프레임을 포함하는 1차 성분들로부터 유래하는 경우 필드 순차 컬러 생성에 내재된 원리들을 이용하는 임의의 시스템으로 구성된 임의의 장치는 가공물 감소 또는 억제와 관련하여 개선될 수 있다. 본 발명은 필드 순차 컬러 생성 원리의 구현과 관련하여 특정 동작 기준을 만족시키는 장치들의 대형 집단에 대하여 상기 컬러 이미지 분리 가공물들의 원인을 없애는 메커니즘을 지배하는 반면, 향상된 임의의 특정 장치의 실시로의 특정 감소는 장치의 거동을 향상시키는 본 발명의 능력에 아무런 제한도 부과하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 필드 순차 컬러 디스플레이에서의 컬러 이미지 분리의 일반적 현상을 예시한다. 주어진 비디오 프레임(100) 동안 디스플레이 표면 상에 디스플레이되는 정보는 각각의 비디오 프레임을 구성하는 각각의 연속적으로 생성된 1차 정보로 구성된 일련의 동일 선상의 펄스들(예를 들어, 101 및 105)로서 관찰자의 망막(109)으로 진행한다. 그리하여, 프레임(101)을 위한 비디오 프레임 정보는 시간적으로 분리된 1차물들(102, 103 및 104)로 구성되는 한편, 프레임(101)보다 시간적으로 1 프레임 앞선 비디오 프레임(즉, 105)은 마찬가지로 시간적으로 분리된 1차물들(106, 107 및 108)로 구성된다. 각각의 1차 컬러에 대하여 펄스 폭 변조 컬러 광의 어레이로서 포함된 정보는 이미지를 형성하기 위하여 망막(109)에 도달한다. 만약 1차 하위성분들(106, 107 및 108)이 망막의 동일 위치에 도달한다면, 눈은 1차물들을 병합할 것이고 임의의 컬러 분리없이 합성 이미지를 인지할 것이다. 그러나, 만약 망막(109)이 회전 운동 중이라면, 개별적인 1차 성분들(111, 112 및 113)이 망막의 상이한 부분들에 해당하는 경우 망막에서의 현상은 비디오 프레임(10)의 패턴을 따르고, 가공물이 인지될 수 있게 한다.
도 2에서, 의도된 인지 결과 대 실제 인지 결과가 본 발명의 실시예에 따라 도시된다. 예를 들어, 비디오 프레임을 포함하는 1차 성분들이 모두 망막 상의 동일 위치에 도달한다면, 눈은 합성 이미지(201)를 정확히 형성하기 위하여 1차 서브프레임들을 병합할 것이고, 상기 합성 이미지는 이러한 예에서 회색 비행기의 이미지이다. 그러나, 눈이 회전 운동 중이라면, 망막(109)은 비디오 프레임(110)을 포함하는 연속적인 1차물들에 대하여 이동하고, 그 결과 111, 112 및 113(전체 프레임(110)을 포함하는 1차 성분들)은 망막(109) 상의 상이한 지점들에 해당되어 인지된 이미지(202)를 일으키고, 이 경우 별개의 1차 성분들(203, 204 및 205)은 완전히 중첩된 것으로 더 이상 인지되지 않고 오히려 도시된 바와 같이 분리된 형태로 시야각에 걸쳐 분포된다. 의도된 이미지(201)의 복구는 가공물 억제의 목표이고, 그에 의하여 벌어지고 분리된 이미지(202)는 그러한 분리 원인의 근절에 의하여 감소되거나 억제된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 초 당 비디오 정보의 60 프레임의 대표적인 프레임 비율을 사용하여 필드 순차 컬러 디스플레이 시스템들의 조정되지 않은 동기 거동을 예시한다. 단일 프레임(600)은 지속기간에서 16.67 밀리초이고, 동기적 방식에서 사용되는 1차물들의 개수만큼 균등하게 세분된다. 선택된 대표적인 예에서, 일반적인 삼원색, 적색, 녹색 및 청색이 사용된다. 비디오 프레임(600)의 3개의 동일한 세분된 일부분(601, 602 및 603)은 계속되는 연속물로 일어나고, 디스플레이 어레이 내의 각각의 픽셀은 이용가능한 시간 윈도우 동안 그레이 스케일의 적절한 레벨을 생성하고 디스플레이한다(적색 정보(604)는 시간 주기(601)의 선행 에지(leading edge)에서 시작하여 디스플레이되고, 녹색 정보(605)는 시간 주기(602)동안, 청색 정보(606)는 시간 주기(603)동안 디스플레이됨). 1차 컬러 광의 각각의 연속적인 버스트(burst)의 선행 에지는 시간에서 균일하게 이격되고, 그에 의하여 이러한 자명한 동기(시간-속박적(clock-bound)) 거동을 유도한다. (시간적으로, 선행 에지는 시간 블록들의 좌측 측면을 나타낸다.) 비디오 프레임을 디스플레이하는데 걸리는 시간의 양(최대 16.67 밀리초까지, 총 비디오 프레임(600)의 지속기간)은 컬러 이미지 분리로 인한 가공물이 컬러 이미지를 생성하는 디스플레이에 대하여 망막의 상대적 운동 동안 일어날 수 있도록 충분히 크다.
도 7은 본 발명의 개념에 따른 가공물 감소 및 억제의 제 1 실시예를 예시하고, 상기 제 1 실시예에 의하여 총 프레임 지속기간(700)은 조정되지 않은 경우(비디오 프레임(600))과 상이하지 않으나 시간에 걸친 광 에너지의 분포는 변경된다. 매우 더 짧은 지속기간들의 1차 광(701, 702 및 703)은 디스플레이에 의해 방출된 다. 강도 보상 메커니즘이 균등한 이미지 휘도를 달성하기 위하여 요구되고, 그 결과 도 6 및 도 7에 디스플레이되고 있는 동일 프로그램 콘텐트에 대하여, 펄스 폭 지속기간의 비율(604 나누기 701)은 시간에 걸쳐 균등한 양의 광이 양쪽 모두의 경우에 망막에서 수신됨을 보장하기 위하여 701의 강도가 증가하게 하는 계수이고, 동일한 조정이 마찬가지로 702 및 703에 대해 이루진다(이후부터 각각의 개별적인 1차 컬러에 대하여 명시적인 재설명을 요구하지 않고 모든 1차물들에 적용되는 것으로 간주됨). 도 7에서, 702의 선행 에지가 701의 선행 에지보다 지연된 동일한 양만큼 703의 선행 에지가 702의 선행 에지보다 지연되는 한, 1차 성분들(701, 702 및 703)은 동기적이다. 광 방사가 없는 긴 정지 기간(704)이 비디오 프레임의 나머지(700)를 채운다. 그 결과로, 프레임 레이트, 눈의 움직임, 및 지속기간(700)에 대한 지속기간(704)의 비율에 따라, 이미지 분리 가공물들이 (관찰자가 자각할 수 없도록) 감소할 수도 있고 또는 완전히 억제될 수도 있다. 소정의 디스플레이 기술의 운용성 제한들 내에서, 700에 대한 704의 최대화는 이미지 분리 가공물들에 대한 강고한 감소 및/또는 삭제를 산출한다.
도 8은 도 7의 메커니즘에 대한 비동기적인 실시예를 도시하는 것으로, 여기서는 각 연속적인 기본 컬러의 리딩 에지가 기초적인 관리 클록 주기에 대한 강한 고수에 의해서 결정되기보다는, 프로그램 콘텐트에 의해 결정된다. 프로그램 콘텐트가 디스플레이되는 모든 비디오 프레임을 위한 각 기본 컬러들 100%를 포함하는 경우, 본 실시예와 도 7에 도시된 실시예 사이에는 아무런 차이점이 존재하지 않을 것이다. 그러나, 기본 컬러 들 중에서 임의의 기본 컬러가 100%가 되지 않는다면, 각 연속적인 기본 컬러의 리딩 에지는 선행하는 트레일링 에지에 연결된다. 예를 들면, 프로그램 콘텐트가 적색의 80%의 콘텐트를 포함하는 경우, (적색 서브프레임을 디스플레이하기에 이용될 수 있는 동기 시간(701)의 80%를 나타내는) 적색 서브프레임(801)의 끝에서, 시스템은 다음 차례의 서브프레임을 시작하기 위한 클록된 신호를 기다리기보다는(도 7의 경우로서, 적색 펄스(701)와 녹색 펄스(702) 사이에는 주목할만한 시간 갭이 일어난다) 다음 차례의 주요 서브프레임(본 예시에서는, 녹색 서브프레임(802))의 시작을 즉시 트리거링할 수 있다. 이러한 시간 갭들은 도 8의 비동기적인 메커니즘에서 클로즈되는데, 여기서는 상기 정지 시간이 기본 컬러 서브프레임들 사이에서 더 이상 존재하기보다는, 정지한 비활동성의 커다란 단일 블록(804)에 완전히 할당된다. 디스플레이되고 있는 각 연속적인 비디오 프레임을 포함하는 주요 컴포넌트들을 실시간으로 샘플링하기 위한 메커니즘은, 이번에는 고정된 전체 프레임 레이트(800)에 대한 정지 지속기간(804)의 비율을 최대화하도록 각 기본 컬러를 위한 정확한 시작 및 정지 지점들을 결정하기 위해 사용된다. 프로그램 콘텐트가 주요 신호들의 이러한 비동기적인 재분포를 허용하지 않는 곳에서는(예를 들면, 언제든지 모든 기본 컬러들을 디스플레이하는 적어도 하나의 픽셀이 존재하는 경우, 즉 이미지 내에 흰 픽셀이 존재하는 경우), 디폴트 운용 모드가 도 7에 개시된 모드로 복귀한다.
본 발명의 추가 실시예는 도 9에 개시되는데, 여기서는 전체 비디오 프레임 지속기간(900)에 대한 정지 기간(904)의 비율이 중첩에 의해 추가로 증가하고, 가능하다면 이러한 오버랩들의 장점을 취하기 위하여 프레임 레이트의 재-인코딩과 기본 컬러들이 중첩된다. 각 비디오 프레임은 이러한 기본 컬러 오버랩들의 실행가능성을 결정하기 위해 개별적으로 샘플링되고, 이러한 비디오 데이터 획득 그리고 연관된 신호의 재-인코딩을 평가하고 적용하기 위한 실시간 메커니즘을 요구하면서, 이러한 결정들은 각 비디오 프레임에 대하여 고유하다. 본 예시에서는, 적색 정보(901)와 녹색 정보(902) 뿐만 아니라, 황색의 "가상 프레임"을 생성하기 위해 기본 컬러들의 중첩을 허용하기 위하여 충분한 황색 정보(적색과 녹색이 동시에 디스플레이될 때 도출되는 컬러)가 존재한다고 가정한다. 상기 실시예는 황색 콘텐트를 갖는 모든 픽셀들의 식별자를 요구하고, (프레임 내에서 최대 실행가능하기까지) 이러한 황색 콘텐트의 재-인코딩 그리고 모든 비디오 콘텐트의 재조정은 적색과 녹색을 활용하며, 그에 따라 최종 디스플레이되는 결과는 도 7에서 도시된 원래의 실시예에서 획득되는 것과 다르지 않다.
동일한 토큰에 의해, 소정의 비디오 프레임의 실시간 분석은 기본 컬러들의 다음 차례의 쌍(902, 903)을 오버랩하기 위한 잠재가능성을 나타낼 수 있다. 본 예시에서는, 녹색과 청색이 청록색을 형성하며 동시에 방사될 수 있다. 메커니즘은 그런 다음 비디오 프레임을 위한 청록색 콘텐트를 결정하고, 청록색 그레이스케일을 생성하기 위해 진폭 변조될 수도 있고 펄스-폭 변조될 수도 있는 청록색의 존재를 축적하기 위하여 상기 프레임을 재-인코딩한다. 임의의 경우,전체 비디오 프레임 지속기간(900)에 대한 정지 지속기간(904)의 비율이 도 7의 경우보다 더 큰 경우를 제외하고서, 데이터 획득과 재-인코딩 이후의 결과적 이미지는 도 7에서 달성되는 컬러과 상이하게 되지 않는다. 소정의 비디오 프레임이 100% 강도로 하나 의 순수한 기본 컬러만을 포함하는 적어도 하나의 픽셀을 포함하는 경우, 상기 실시예는 도 7의 운용성 패턴에 디폴트되고 기본 컬러들이 중첩되는 경우가 발생하지 않을 수 있는데, 그 이유는 프로그램 콘텐트가 각 기본 컬러를 디스플레이하고 100% 강도의 기본 컬러일 경우 적어도 하나의 픽셀을 포함할 때 이러한 오버랩이 적합한 컬러 생성을 방해할 수도 있기 때문이다. 임의의 이벤트에서, 도 9의 실시예를 위한 강도 보상 메커니즘은 도 8 및 도 7에서 사용된 것과 동일하다. 도 8 및 도 9의 실시예들에 의해 달성되는, 프로그램 콘텐트에 기초한 증분적 향상은 본 발명이 증가된 성능 이득들을 제공하도록 한다. (컴퓨터에 의해 생성되는 것과 비교하여) 실제 세상에서 기록되는 이미지들의 광대한 대다수는 이러한 향상된 잘라버림을 위해 주목할만한 성질을 나타내는데, 그 이유는 순수한 최대-강도 3 자극 기본 컬러들은 자연적인 또는 수공의 물체들에서 (그리고 그에 따라 그들을 기록하는 재생용 비디오 이미지에서) 동시에 거의 나타나지 않기 때문이다.
본 발명의 다른 실시예는 컬러 휠 필터가 흰 광원으로부터 다수의 기본 컬러들을 생성하기 위해 사용되는 디스플레이들에서 이미지 분리를 완화하기 위한 방법을 제공한다.
회전 컬러 휠이 광 방사들의 지속적인 시한 주기를 생성하기 위해 사용되고, 그 결과로 각 프레임을 위해 다수의 기본 컬러들이 상기 주기 내에서 상이한 시점에 각각 이용될 수 있다. 각 컴포넌트 컬러의 그레이 스케일링이 당업자에 공지된 바와 같이 펄스 폭 변조에 의해 달성된다.
이러한 컬러 휠 필터에 대한 종래 기술의 예시가 도 10A에 나타나 있는데, 여기서는 상기 휠(1000)이 세 개의 세그먼트들로 공평하게 나누어지고, 기본 컬러들은 적색(1001), 녹색(1002) 그리고 청색(1003)이다. 각 컬러는 휠의 동등한 양을 점유한다; 따라서, 각각은 한 주기 동안에 동일한 양의 광 방사를 제공한다. 방사성의 실시예들에서 사전에 기술된 바와 같이, 이러한 상이한 컬러들이 제공되는 동안의 시간 기간은 이러한 컬러 휠의 외형(geometry)과 메커니즘이 결과적 컬러 시간 주기를 결정할 때 이미지 분리 가공물들을 생성하기에 충분히 길다.
본 발명은 상기 가공물들을 제거하기 위한 솔루션을 제공하는데, 여기서 소정의 주기를 위한 광 방사의 지속기간은 생략되고 상기 주기의 일부분은 어두운 위상이 된다, 즉 아무런 광 방사를 갖지 않는다. 상기 실시예는 다수의 기본 컬러들을 포함하고 뿐만 아니라 광이 방사되지 않는 동안의 상기 주기 내에서 어두운 시간의 상당한 기간을 생성하는 엘리먼트를 포함하는 컬러 휠 필터를 제공한다. 휠의 이런 불투명한 부분의 크기는 각각의 화소로부터 광 방출을 구동하는 구성요소들 및 시스템의 타이밍 및 연관된 특성들을 조절하기 위하여 바람직하게 선택된다. 특히, 불투명한 영역의 크기에 대한 정밀한 구동기는 이용 가능한 백색광 세기일 것이고 - 컬러 휠의 보다 작은 컬러 부분에 의해 생성된 방출 시간의 감소는 본 발명의 구성요소일 수 있지만, 짧은 시간에 걸쳐 망막에 전달되는 총 광 에너지가 보다 긴 방출 시간에 걸쳐 종래 기술 컬러 휠(1000)에 의해 전달되었던 에너지와 동일하도록, 대응하여 보다 큰 광 소스의 세기를 위한 필요성이 자연적으로 수반된다. 실제로, 컬러 휠(1004)상에서 채색된 불투명의 영역 비율은 일반적으로 본 발명의 백색 광 세기가 종래 기술의 백색 광 세기 보다 크다는 요소에 비례할 것이 다.
상기 컬러 휠의 나머지 방사 부분은 사이클 당 동일한 시간 범위 동안 각각의 컬러를 전달하기 위하여 기본 컬러들 사이에 동일하게 분할되지만, 상기 구성요소 시간 범위의 합은 전체 사이클 보다 상당히 짧다.
3개의 컬러들이 컬러 휠의 총 영역 중 작은 각도 부분으로 압축되는 컬러 휠 필터의 본 발명의 실시예는 도 10B에 도시된다. 도 10B를 참조하면, 휠(1004)은 3개의 기본 컬러 필터 세그먼트들 및 하나의 불투명 세그먼트를 포함한다. 이 실시예에서, 3개의 기본 컬러들은 적색(1005), 녹색(1006) 및 청색(1007)이고, 불투명 세그먼트는 흑색(1008)으로서 도시된다. 상기 휠은 바람직하게 제 1 필터에 대해 하나의 방향으로 회전되고 그 다음 각각의 컬러 광에 동일한 시간 범위를 제공하는 순차적인 방식으로 백색 광 소스를 차단하고, 상기 범위들은 하나의 사이클의 방출 부분을 함께 포함한다. 불투명 세그먼트(1009)는 광 방사선이 차단되게 하고 연속적인 사이클들의 상기된 방출 부분들 사이에 사이클의 대응하는 어둠 부분이 존재하게 한다.
도 10A 및 도 10B에 도시된 두 개의 상기된 컬러 휠 필터들로부터의 광 출력은 당업자에게 명백할 바와 같이 중요 방식들에서 다르다. 이들 차이점들의 특정 바람직한 측면들은 다음 도면들에서 상세히 개시될 것이다. 도 10A의 종래 기술 휠(1000)로부터 출력되는 광의 예는 테이블(1100)에 의해 도 11A에서 표로 제공된다. 상기 광 출력은 도 11B에 도시되고, 모두 3개의 컬러들은 휠의 출력으로부터 전달될 바와 같이, 그래프(1101)상에 순차적으로 도시된다. 이것은 참조에 의해 상술되고 이전에 통합된 미국특허 5,319,491의 관련 도면(도 14)에 명확하게 도시된 바와 같이, 종래 기술을 직접 따른다. 상기 도면은 상기 실시예가 제공하는 가능한 4,913 출력 컬러들 중 하나를 전달하기 위해 주어진 프레임내 구성요소 컬러들의 목표된 혼합을 생성하도록 하기 위해 각각의 구성요소 컬러들에 대한 것인 3개의 독립된 출력 라인들로서 그래프로 도시된 광학 출력을 포함한다. 도 11B의 그래프(1101)는 하나의 출력으로서 겹쳐진 것으로 도시된 인용 특허 5,319,491의 총 3개의 상기 독립된 컬러 라인들과 유사하다. 상기 이전 기술에서, 3개의 풀 컬러 사이클들은 도시된다.
테이블(1100) 및 도면(1101)은 두 개의 풀 사이클들에 걸쳐 휠(1000)에 의해 전달된 광 출력을 나타낸다. 따라서 상기 처리의 반복 측면은 도시되고, 중요한 차이점은 도시된다, 즉 각각의 사이클 시작에서부터, 추후 두 개의 컬러들의 시작에 대한 제 1 컬러 시작 시간의 거리는 사이클의 총 기간에서 각각 1/3, 및 2/3이다. 수치 측면들에서, 상기 시간 거리는 적색에서 녹색으로 5 2/3 밀리초(ms)이고, 적색에서 청색으로 11 1/3ms이다. 그러므로, 비록 시스템이 하나의 사이클내에서 보다 높은 최대 세기 및 각각의 컬러의 방출을 위해 감소된 기간에서 운용되어, 보다 짧은 시간에서 동일한 전체 광 출력을 구현할 수 있지만, 이런 컬러 휠 설계의 기본 성질은 각각의 컬러의 시작 사이 상기된 분리 시간을 결정한다. 이런 분리 시간이 도시된 기하구조(1000)에 의해 결정되기 때문에, 상기 분리는 감소되지 않고, 상기 분리로부터 발생하는 연관된 인공물은 존재된다.
두 개의 주의 사항들에서, 이것과 다음 도면들의 각각의 사이클을 형성하기 위하여 사용되는 시간들에 의해 추리되는 제 1 사이클 시간은 미국에서 공통적인 바와 같이 60HZ에 해당하고, 사이클 기간은 16 2/3 밀리초(ms)이다. 유사하게, 각각의 광 방출 동안 오프에서 온으로의 전이 시간, 및 온에서 오프로의 전이 시간은 테이블에 나타내고 연관된 그래프에서, 이것 및 다른 도면들 모두는 나타내진다. 상기 전이 시간이 하나의 사이클 내에서 주어진 컬러의 의도된 방출 시간 보다 길지 않으면, 이것은 중요하지 않다. 다음 도면들에 나타날 바와 같이, 각각의 컬러의 방출 시간의 상대적 기간은 당업자가 인식할 바와 같이, 상기된 이전 기술에서 보다 본 발명에서 많이 짧을 것이고, 상기 기간은 본 발명의 장점들을 달성하는데 방해가 되는 합리적으로 달성할 수 있는 전이 시간들을 형성하기에 너무 짧지 않을 것이다.
도 12A는 본 발명의 실시예에 따라 광 세기 대 시간의 도면을 도시한다. 도 12A를 참조하여, 본 발명의 광 출력은 이전 그래프(1101)에서 처럼 두 개의 완전한 사이클들을 다시 나타내는 그래프(1200)에 도시된다. 이와 같이, 세기 스케일은 1101과 유사하여, 그래프(1101)의 이전 기술의 비교적 보다 긴 기간, 보다 작은 세기 컬러 방출들은 그래프(1200)에 도시된 본 발명의 보다 짧은 기간, 보다 높은 세기 컬러 방출들과 비교될 수 있다.
도 12B는 본 발명의 실시예에 따른 프레임의 시작을 보다 상세히 도시하는 광 세기 대 시간의 도면을 도시한다. 즉, 도 12B는 본 발명의 광 출력을 도시하지만, 하나의 사이클의 시작 부분만을 도시한다. 게다가, 그래프(1203)는 본 발명의 방출 단계의 시간에 해당한다. 이 실시예에서, 방출 단계(1201)는 전체 사이클 보 다 매우 짧다. 사이클의 나머지 시간은 도 10B의 컬러 휠(1005)의 불투명 부분의 의도된 출력으로서 이전에 언급된 어둠 단계에 특히 해당하는 T.dark.(1`202)을 포함한다. 그래프(1200)에 해당하고 그래프(1203)에 일부 도시된 광 출력의 수치 값들은 테이블(1204)에 의해 도 12C에 표의 방식으로 표현된다.
본 발명의 목적은 사이클의 방출 단계를 바람직하게 감소시키고, 광이 방출되지 않는 추후 어둠 단계(T.dark.)(1202)를 생성하는 것이다. 상기 어둠 단계는 광이 방출되는 것을 선택적으로 차단하는 도 10B로부터의 컬러 휠(1005)의 불투명 부분의 결과로서 발생한다. 이전에 기술된 바와 같이, 사이클의 광 에너지 모두가 방출되는 보다 짧아진 방출 단계, 및 광이 방출되지 않는 기간을 가진 추후 어둠 단계(T.dark.)(1202)의 결합은 망막상 다른 컬러들의 충돌 사이에 보다 작은 거리를 발생시키고, 그러므로 인식된 인공물을 크게 변화시킨다. 특히, 프레임내의 추후 컬러들 사이의 거리는 충분히 작아서, 상기 거리는 뷰어가 거의 인지하지 못하고 인공물들은 더 이상 나타나지 않는다.
본 발명의 다른 실시예는 도 10A에서 처럼 종래 기술 휠(1000)에서 발견된 것과 유사한 컬러 휠 필터의 애플리케이션을 포함하지만, 상기 휠은 프레임의 기간에 하나의 휠 회전의 타이밍을 매칭시키기 위하여 의도된 것보다 높은 속도로 회전한다. 특히, 회전은 전체 수, 즉 2,3, 또는 그 이상만큼 증가되어, 다수의 완전한 회전들은 각각의 프레임 동안 완료된다. 이 실시예에서, 화소로부터 나오기 전에 광 소스 또는 경로를 차단하는 수단은 요구된다. 당업자에게 공지될 바와 같이, 상기 차단 수단은 광 경로 셔터, 광 경로에서 선택 가능한 편향성 메카니즘, 또는 광이 첫 번째 지향하는 광 소스 스위치를 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는 몇 가지 합리적으로 이용 가능한 메카니즘들을 통하여 달성될 수 있다.
본 발명의 장점들을 달성하는 이들 공통적으로 이용 가능한 구성요소들의 유일한 구성 및 동작은 첫 번째 주어진 프레임 이후 모든 컬러 휠 회전들에 대한 광 흐름을 차단하고, 이어 다음 프레임의 시작시, 다시 정확하게 컬러 휠의 하나의 회전시 광 경로에 대한 차단을 제거한다. 이런 과정이 반복되기 때문에, 상기 시스템으로부터의 출력은 도 12A에서 그래프(1200)에 도시된 바와 같이 프레임의 시작시 순차적으로 유도되고 프레임 기간의 일부만을 지속하는 다수의 기본 컬러들이 이용 가능하게 된다. 펄스 폭 변조 수단에 전달될 때 기본 컬러들의 단축된 시퀀스는 본 발명의 이익들을 달성하기 위하여 당업자에 의해 실행될 수 있다.

Claims (22)

  1. 필드 순차 컬러 가공물 억제 메카니즘으로서,
    직시 필드 순차 컬러 기반 디스플레이 시스템을 포함하는데, 상기 시스템은,
    활성 디스플레이 표면상에 제어가능한 광 변조 장치들의 어레이를 포함하는 개별 픽셀들로 기본 광을 제공하기 위해 상기 디스플레이에 제공되는 각각의 기본 컬러 조명 소스들 사이에서 순차적으로 순환하는 메카니즘을 포함하는데, 상기 광 변조 장치들의 제어된 활동성은 광 변조에 의해 원하는 이미지를 생성하며; 및
    상기 디스플레이 표면상의 각각의 한정된 픽셀에 그레이 스케일을 제어가능하고 선택적으로 제공하는 수단을 더 포함하여, 상기 디스플레이에서 이용가능한 소정의 기본 컬러가, 변조되는 각각의 기본 컬러와 동시에 활성화 및 비활성화하면서 각각의 픽셀을 통해 적절하게 변조되는,
    메카니즘.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그레이 스케일 생성은 각각의 픽셀에서 펄스 폭 변조의 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그레이 스케일 생성은 각각의 픽셀에서 진폭 변조의 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기본 컬러들은 소정의 임의의 또는 특정한 순환 시퀀스에서 산업 표준 3 자극 컬러인 적색, 녹색 및 청색인 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기본 컬러는 디스플레이될 프로그램 콘텐츠에 무관하게 조명 시퀀스 동안 고정된 간격으로 동시에 순환되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기본 컬러는 디스플레이될 프로그램 콘텐츠에 무관하게 조명 시퀀스 동안 고정된 간격으로 동시에 순환되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 기본 컬러는 디스플레이될 프로그램 콘텐츠에 무관하게 조명 시퀀스 동안 고정된 간격으로 동시에 순환되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 기본 컬러들은 상기 조명 시퀀스 동안 비동기식으로 순환되며, 각각의 기본 컬러에 대한 각각의 간격은 각각의 디스플레이된 프레임에 대한 프로그램 콘텐츠의 필요에 따라 결정되어, 각각의 기본 컬러에 대한 지속기간이 디스플레이될 이미지 데이터의 상기 프레임에 요구되는 상기 기본 컬러에 대한 가장 긴 대응 펄스 폭에 부합하도록 단축되며, 상기 시스템은,
    상기 디스플레이를 위한 상기 조명 수단을 통해 제공된 기본 컬러의 상기 비동기식 시퀀싱을 가능하게 하도록 각각의 프레임을 리엔코딩하는 수단;
    실시간으로 각각의 연속적인 프레임에 대해 상기 조명을 제공하는 상기 기본 광 소스들에 대한 ON 및 OFF 시간을 조절하는 수단;
    더 이상 고정되지는 않지만, 각각의 기본 컬러가 펄스 폭 변조를 통한 변조를 위해 상기 픽셀들에 대한 상기 디스플레이에 제공되는 시간의 길이에 대해 변화할 수 있는 조명 순환 시퀀스에 픽셀 동작을 동기화하는 수단; 및
    각각의 개별 프레임의 시작 포인트 사이의 균일한 지속 기간을 유지하는 수단을 포함하여, 이미지 생성이 컬러 이미지 백업 및 관련 가공물을 억제하기 위해 요구되는 대로 각각의 프레임의 리딩 에지로 압축되는 반면, 글로벌 프레임 레이트는 변화되지 않고 유지되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 정보의 리엔코딩은,
    비디오 정보의 각각의 개별 프레임을 분석하고;
    상기 디스플레이 조명 순환 시퀀스 내의 두 개의 일시적으로 인접한 기본 컬러의 조합을 이용하여 엔코딩될 수 있는 각각의 프레임에서 이미지 정보의 최소 임계량을 결정하고;
    상기 조명 순환 시퀀스 동안 순차적으로 활성화되기보다는 중첩될 수 있는 일시적으로 인접한 기본 컬러의 이용가능성 및 순차적 이용을 최대화하기 위해 비디오 정보의 각각의 개별 프레임을 리엔코딩하고;
    상기 조명 시퀀스 내의 애초에 순차적으로 진행하는 기본 컬러들이 아닌 적절하게 중첩된 기본 컬러들을 이용하여 상기 리엔코딩된 프레임을 디스플레이하여, 변조를 위한 상기 디스플레이 픽셀들에 기본 컬러들을 제공하는 상기 개별 조명 소스의 일시적 중첩으로 인해 더 짧은 집합 시간을 제외하고는 변경되지 않은 사이클에서 생성될 수 있는 것과 동일한 비디오 정보를 생성하고; 및
    각각의 개별 프레임의 시작 포인트 사이에 균일한 지속 기간을 유지하여, 이미지 생성이 컬러 이미지 백업 및 관련 가공물을 억제하기 위해 요구되는 대로 각각의 프레임의 리딩 에지로 압축되는 반면, 글로벌 프레임 레이트는 변화되지 않고 유지하게 함으로써, 확장된 일시적 잘라버림을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  10. 필드 순차 컬러 가공물 억제 메카니즘으로서,
    프로젝트 기반 필드 순차 컬러 기반 디스플레이 시스템을 포함하며, 상기 시스템은,
    상기 디스플레이 프로젝션 시스템 내의 제어가능한 광 변조 장치들의 어레이를 포함하는 개별 픽셀들로 기본 광을 제공하기 위해 상기 디스플레이에 제공되는 각각의 기본 컬러 조명 소스들 사이에서 순차적으로 순환하는 메카니즘을 포함하는데, 상기 광 변조 장치들의 제어된 활동성은 광 변조에 의해 원하는 이미지를 생성하며; 및
    상기 디스플레이 프로젝션 시스템 내의 각각의 한정된 픽셀에 그레이 스케일을 제어가능하고 선택적으로 제공하는 수단을 더 포함하여, 상기 디스플레이에서 이용가능한 소정의 기본 컬러가, 변조되는 각각의 기본 컬러와 동시에 활성화 및 비활성화하면서 각각의 픽셀에 의해 적절하게 변조되는,
    메카니즘.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기본 컬러들은 소정의 임의의 또는 특정한 순환 시퀀스에서 산업 표준 3 자극 컬러인 적색, 녹색 및 청색인 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 기본 컬러들은 프로젝션을 위해 변조될 기본 광들의 필수적인 시퀀스를 제공하기 위해 독립적으로 제어된 개별 적색, 녹색 및 청색 소스들을 이용하여 생성된 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기본 컬러들은 상기 조명 시퀀스 동안 비동기식으로 순환되며, 각각의 기본 컬러에 대한 각각의 간격은 각각의 프로젝팅된 프레임에 대한 프로그램 콘텐츠의 필요에 따라 결정되어, 각각의 기본 컬러에 대한 지속기간이 프로젝팅될 이미지 데이터의 상기 프레임에 요구되는 상기 기본 컬러에 대한 가장 긴 대응 펄스 폭에 부합하도록 단축되며, 상기 시스템은,
    상기 디스플레이 프로젝션 시스템을 위한 상기 조명 수단을 통해 제공된 기본 컬러의 상기 비동기식 시퀀싱을 가능하게 하도록 각각의 프레임을 리엔코딩하는 수단;
    실시간으로 각각의 연속적으로 프로젝팅된 프레임에 대해 상기 조명을 제공하는 상기 기본 광 소스들에 대한 ON 및 OFF 시간을 조절하는 수단;
    더 이상 고정되지는 않지만, 각각의 기본 컬러가 펄스 폭 변조를 통한 변조를 위해 상기 픽셀들에 대한 상기 디스플레이에 제공되는 시간의 길이에 대해 변화할 수 있는 조명 순환 시퀀스에 픽셀 동작을 동기화하는 수단; 및
    각각의 개별 프로젝팅된 프레임의 시작 포인트 사이의 균일한 지속 기간을 유지하는 수단을 포함하여, 이미지 생성이 컬러 이미지 백업 및 관련 가공물을 억제하기 위해 요구되는 대로 각각의 프로젝팅된 프레임의 리딩 에지로 압축되는 반면, 글로벌 프레임 레이트는 변화되지 않고 유지되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 컬러 정보의 리엔코딩은,
    프로젝팅될 비디오 정보의 각각의 개별 프레임을 분석하고;
    상기 디스플레이 조명 순환 시퀀스 내의 두 개의 일시적으로 인접한 기본 컬러의 조합을 이용하여 엔코딩될 수 있는 각각의 프레임에서 이미지 정보의 최소 임계량을 결정하고;
    상기 조명 순환 시퀀스 동안 순차적으로 활성화되기보다는 중첩될 수 있는 일시적으로 인접한 기본 컬러의 이용가능성 및 순차적 이용을 최대화하기 위해 비디오 정보의 각각의 개별 프레임을 리엔코딩하고;
    상기 조명 시퀀스 내의 애초에 순차적으로 진행하는 기본 컬러들이 아닌 적절하게 중첩된 기본 컬러들을 이용하여 상기 리엔코딩된 프레임을 프로젝팅하여, 변조 및 프로젝션을 위한 상기 디스플레이 프로젝션 시스템의 픽셀들에 기본 컬러들을 제공하는 상기 개별 조명 소스의 일시적 중첩으로 인해 더 짧은 집합 시간을 제외하고는 변경되지 않은 사이클에서 프로젝팅될 수 있는 것과 동일한 비디오 정보를 생성하고; 및
    각각의 개별 프레임의 시작 포인트 사이에 균일한 지속 기간을 유지하여, 이미지 프로젝션이 컬러 이미지 백업 및 관련 가공물을 억제하기 위해 요구되는 대로 각각의 프레임의 리딩 에지로 압축되는 반면, 글로벌 프레임 레이트는 변화되지 않고 유지하게 함으로써, 확장된 일시적 잘라버림을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 기본 컬러들은 백색광을 회전하는 컬러 휠 시스템을 통해 통과시킴으로써 상기 디스플레이 프로젝션 시스템에 의해 순차적으로 그리고 순환적으로 생성되며, 상기 컬러 휠 시스템은,
    컬러 휠을 통해 광을 통과시키는 백색광 조명 소스를 포함하는데, 상기 광은 상기 디스플레이 프로젝션 시스템의 상기 픽셀 변조 시스템에 제공되며; 및
    기본 컬러 필터 영역들 및 흑색 흡수 영역을 포함하는 컬러 휠을 포함하며,
    각각의 영역은 고정된 라디안 각을 배척하는 휠의 각 세그먼트이고;
    각각의 기본 컬러 필터에 대한 상기 영역들은 서로 인접하거나, 거의 근접하고;
    흑색 흡수 영역을 위한 영역은 상기 컬러 필터 영역들에 의해 점유되지 않은 상기 컬러 휠 상의 모든 지리적 영역을 점유하며;
    상기 컬러 휠의 회전 속도는 프레임당 한 번의 회전에 부합하도록 설정되며;
    각각의 컬러 필터 영역에 대해 배척된 상기 각은, 상기 컬러 휠의 각각의 회전 동안, 백색광이 기본 필터 영역들의 전체 시리즈를 통해 통과하는 시간이 컬러 이미지 분리의 만족할만한 억제를 제공하도록 충분히 짧으며(예를 들어, 1 내지 4밀리초);
    상기 백색광 소스의 강도는 상기 컬러 휠이 실제로 백색광을 자신의 구성에 의해 컬러링된 광으로 필터링하는 감소된 시간에 의해 발생되는 이용가능한 조명 시간에서 감소를 보상하기 위해 증가(예를 들어, 만일 시간 기간이 필터 광에 대한 기회의 윈도우를 잘라버리는 컬러 휠로 인해 4등분되면, 광도는 이를 보상하기 위해 4배로 됨)되도록 지리적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 회전 컬러 휠의 상기 컬러 필터 영역에 사용된 상기 기본 컬러들은 소정의 임의의 또는 특정한 순환 시퀀스에서 산업 표준 3 자극 컬러인 적색, 녹색 및 청색인 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  17. 제15항에 있어서, 상기 백색광 소스는 컬러 휠 회전 동안 상기 흑색 흡수 영역 상에서 발광할 때 턴 오프되고, 소정의 상기 기본 컬러 필터 영역을 통해 발광하라 때 턴 온됨으로써, 상기 디스플레이 프로젝션 시스템의 에너지 효율을 증진시키는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  18. 제17항에 있어서,
    그레이 스케일은 상기 디스플레이 프로젝션 시스템에서 펄스 폭 생성을 이용하여 생성되며, 상기 청구항17항의 효율 증진 메카니즘은,
    프로젝팅될 기본 정보의 각각의 개별 프레임에 대해 요구되는 최대 펄스 폭을 실시간으로 결정하는 수단;
    일단 소정의 기본 컬러에 대해 요구되는 최대 펄스 폭이 발생하면, 상기 회전 컬러 휠을 통해 광을 프로젝팅하는 상기 백색 조명 소스의 비활성화를 동기화시키는 수단; 및
    만일 비디오 정보의 주어진 프레임에 대해 소정의 기본 컬러를 위해 프로젝팅되도록 요구되는 이미지 콘텐츠가 없다면, 백색광 소스의 활성화를 방지하는 수단을 포함하는 메카니즘에 의해 더욱 증진되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  19. 제15항에 있어서, 통상의 컬러 휠이 변경된 컬러 휠 대신에 사용되지만, 실제 프로젝션 시간의 잘라버림은 소정의 고정된 정수 값에 의해 상기 휠의 회전 레이트를 증가시키고, 상기 디스플레이 프로젝션 시스템의 기본 프레임 레이트에 기초하여 연속한 프레임의 리딩 에지를 시작하는 제1의 완전한 회전 동안만 상기 휠을 통해 백색광을 통과시킴으로써 달성되며,
    전술한 바와 같이, 상기 컬러 휠 회전과 적절하게 동시에 백색광을 제공하는 조명 소스를 제어가능하게 그리고 선택적으로 턴 온 및 오프하는 수단, 및
    본 발명이 구현되거나 그렇지 않은 장치들 사이에서 동일한 이미지 명도를 보장하기 위해, 상기 백색광이 턴 온된 동안 상기 백색광의 강도를 증가시킴으로써 감소된 조명 시간을 보상하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  20. 제9항에 있어서, 상기 일시적 잘라버림은,
    상기 기본 컬러 소스들에 백색광 소스를 부가하고;
    상기 전체 필드에 대해, 소정의 기간 동안 상기 기본 오버랩이 모든 3개의 기본 컬러를 포함(즉, 백색)하는 때를 결정하는 수단; 및
    상기 백색 소스가 3개의 기본 컬러에 부가될 수 있어서, 상기 백색 소스가 상기 3개의 기본 컬러들이 ON 및 중첩하는 시간의 기간이 상기 부가된 백색 소스가 제공하는 증가된 강도에 따라 단축될 수 있게 하는, 각각의 개별 프레임을 리엔코딩하는 수단을 부가함으로써 더 강화되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  21. 제9항에 있어서, 상기 일시적 잘라버림은,
    기본 광 소스들의 하나 이상의 초과 세트를 상기 기본 컬러 소스들에 부가하고; 및
    상기 기본 광 소스의 초과 세트가 상기 제1의 3개의 기본 컬러에 부가될 수 있어서, 이들의 제공하는 상기 추가 강도가 상기 기본 컬러들이 개별적으로 또는 중첩하여 ON되는 시간 기간이 단축되게 하는, 각각의 개별 프레임을 리엔코딩하는 수단을 부가함으로써 추가로 강화되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
  22. 제9항에 있어서, 상기 일시적 잘라버림은,
    제2의 광 소스들의 하나 이상의 초과 세트를 상기 기본 컬러 소스들에 부가하고;
    상기 전체 필드에 대해, 소정의 기간 동안 상기 기본 중첩이 기본 컬러들의 적절한 쌍들(즉, 적색과 녹색의 합은 2차 노랑색을 생성)을 포함할 때를 결정하는 수단; 및
    상기 제2 소스가 기본 컬러들의 쌍들에 부가되어, 상기 기본 컬러들의 쌍들이 중첩하여 ON되는 기간이 상기 부가된 제2 소스가 제공하는 상기 증가된 강도에 따라 단축되게 하는, 각각의 개별 프레임의 상기 리엔코딩을 위한 수단을 부가함으로써 더 강화되는 것을 특징으로 하는 메카니즘.
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