KR20170117422A

KR20170117422A - 개선된 순차식 컬러 디스플레이

Info

Publication number: KR20170117422A
Application number: KR1020177022724A
Authority: KR
Inventors: 미쉘 카쓰; 더글라스 베르트람 리
Original assignee: 매직 립, 인코포레이티드
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2017-10-23
Also published as: AU2016207009B2; NZ734200A; CN107111994B; CA2973186C; AU2016207009A1; CA2973186A1; WO2016115049A3; IL253408A0; EP3245645A2; EP3245645B1; EP3245645A4; US20160241827A1; WO2016115049A2; IL253408B; JP2018506737A; KR102325883B1; US9832437B2; CN107111994A

Abstract

종래의 디스플레이 기술들의 문제점들을 완화할 수 있는 컬러 순차 디스플레이들을 구현하는 개선된 접근법들이 설명되었다. 원래의 컬러 채널들을 수정하고 원래의 컬러 채널들로부터 유도된 하나 또는 그 초과의 추가 컬러 채널들을 추가함으로써 컬러-브레이크업이 완화된다.

Description

개선된 순차식 컬러 디스플레이

[0001] 많은 현대식 디스플레이 기술들의 토대는, 사람이 인식할 수 있는 컬러들의 범위가 3개 또는 그 초과의 적절하게 선택된 컬러 원색들-일반적으로 적색, 녹색 및 청색("RGB")을 합하여 잘 표현될 수 있다는 사실을 전제로 한다. 이들 원색 컬러들은, 광범위한 상이한 컬러들을 재현하기 위해 다양한 방식들로 추가될 수 있다.

[0002] 특정 디스플레이 기술들은 순차적으로 컬러들을 공급한다 -예를 들어, 적색 이미지와 그 다음 녹색 이미지와 그 다음 청색 이미지를 생성한다. 이러한 타입의 디스플레이 기술은 종종 "컬러 순차", "필드 순차" 또는 "필드-순차 컬러"(이하, 총칭하여 "컬러-순차"로 지칭함)로 종종 지칭된다. 컬러-순차 디스플레이들은 시각의 지속성(persistence of vision) 때문에 작동한다. 상이한 컬러 이미지들(필드들)이 순차적으로 충분히 빠르게 제시되는 경우, 사람의 눈은 그들을 풀-컬러 이미지로 병합할 것이다. 컬러-순차 디스플레이들의 대중적인 예들은 특정 LCOS(liquid crystal on silicon) 패널들 및 DMD(digital mirror devices)를 포함한다.

[0003] 종래의 컬러-순차 디스플레이 기술들은, 상이한 컬러 원색들이 상이한 시간에 제시되기 때문에 컬러-브레이크업(color-breakup)의 가능성을 겪는다. 관찰자의 머리 또는 눈이 원하는 이미지의 제시 중에 움직이는 경우, 상이한 필드들이 관찰자의 망막의 상이한 위치들에 떨어질 것이고, 필드들이 잘못 등록되는 인식이 있을 수 있다. 필드-순차 디스플레이들을 볼 때의 일반적인 불만은, 어두운 배경들에 대한 밝은 백색 영역들의 경계들 상에서 무지개들이 보일 수 있다는 것이다.

[0004] 따라서, 컬러-순차 디스플레이들의 이들 및 다른 아티팩트들을 완화시키기 위한 개선된 접근법에 대한 필요성이 존재한다.

[0005] 본 발명의 일부 실시예들은 종래의 디스플레이 기술들에 대하여 상술된 문제점들을 완화시킬 수 있는 컬러 순차 디스플레이들을 구현하기 위한 개선된 접근법을 제공한다. 본 발명의 실시예들은 원래 컬러 채널들을 수정하고 원래 컬러 채널들로부터 유도된 하나 또는 그 초과의 추가 컬러 채널들을 추가함으로써 컬러-브레이크업(color breakup)을 감소시킬 수 있다.

[0006] 일부 실시예들은, 적색 광원을 위한 적색 채널, 녹색 광원을 위한 녹색 채널 및 청색 광원을 위한 청색 채널로부터 생성된 광으로부터 형성된 이미지 데이터에 대응하는 적어도 하나의 픽셀을 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이하기 위한 명령들을 수신하는 것, 감소된 적색 채널을 생성하기 위해 적색 채널을 수정하는 것, 감소된 녹색 채널을 생성하기 위해 녹색 채널을 수정하는 것, 감소된 청색 채널을 생성하기 위해 청색 채널을 수정하며, 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널로부터 제거된 부분들로부터 백색 채널을 생성하는 것, 및 적어도 하나의 픽셀을, 백색 채널, 감소된 적색 채널, 감소된 녹색 채널, 및 감소된 청색 채널의 임의의 순서의 순차 제시에 의해 디스플레이하는 것을 포함하는 시스템, 방법, 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

[0007] 백색 컬러 채널은 모든 다른 채널들에 대해 공통인 전체 세기의 일 부분을 표현한다. 결과적으로, 백색 채널에 있는 것을 초과하는 각각의 컬러의 나머지 부분들만이 그 컬러를 위한 전용 컬러 채널에 포함될 필요가 있다.

[0008] 컬러 순차 디스플레이는, 반사성 또는 투과성인 픽셀들의 패널을 구현하기 위해서, 주어진 이미지에 대한 순차적 컬러 채널들의 세트를 생성하도록 제공된다. 디스플레이의 반사율 또는 투과율이 먼저, 제 1 컬러 채널(예를 들어, 적색)에 대응하도록 조정될 수 있다. 그런 다음, 패널에 해당 컬러의 광(적색)이 조명된다. 다음으로, 디스플레이의 반사율 또는 투과율이, 제 2 컬러 채널(예를 들어, 녹색)에 대응하도록 조정된다. 그런 다음, 패널에 해당 컬러의 광(녹색)이 조명된다. 다음으로, 디스플레이의 반사율 또는 투과율이, 제 3 컬러 채널(예를 들어, 청색)에 대응하도록 조정된다. 그런 다음, 패널에 해당 컬러의 광(청색)이 조명된다. 본 발명에서, 추가적인 하나 또는 그 초과의 채널들이, 예를 들어, 백색 컬러 채널에 대한 백색 컬러의 조명에 대응하여 생성될 수 있다. 컬러 순차 디스플레이는, 적색 광원, 녹색 광원, 및 청색 광원들을 포함하는, 상이한 원색 컬러들을 위한 광원들을 생성하는 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 적색 광원, 녹색 광원, 및 청색 광원들은 고체 조명 기술을 사용하여 구현될 수 있거나, 또는 원색 컬러들을 생성하기 위해 컬러 필터링을 사용하는 램프를 구현함으로써 구현될 수 있다. 광을 원색 컬러들로 분리하기 위해 컬러 휠이 또한 사용될 수 있다. 대안으로, 원색 컬러들을 생성하기 위해서 빔 스플리터가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 생성된 광을 편광 빔 스플리터로 통과시키기 위해 다이크로익 미러가 사용될 수 있으며, 편광 빔 스플리터는 그 광을 하나 또는 그 초과의 LCOS 칩들 또는 DMD 메커니즘들로 지향시킨다. 그런 다음, LOCS 칩으로부터의 광이 편광 빔 스플리터를 통해 투영 렌즈들로 다시 반사된다. 제어기는, 이러한 하나 또는 그 초과의 추가 컬러 채널들이 RGB 컬러 채널들과 함께 포함되는 컬러 순차 디스플레이의 동작을 제어한다. 제어기는, 하드웨어-기반 제어기 칩, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다.

[0009] 일부 실시예들에서, 백색 채널에 배치될 수 있는 전체 가능한 광 모두를 플래싱(flashing)하는 대신에 가능한 세기의 일 부분 만이 백색 채널에 제공된다. 이는, 백색 채널이 비교적 적은 광을 수용할 것이고 전용 RGB 채널들이 상대적으로 더 많은 광을 수용할 것이라는 것을 의미한다. 이렇게 함으로써, 이는 컬러-브레이크업 문제에 대한 완화의 양을 감소시킬 수 있지만, 더 양호한 흑색 컬러 재현을 허용할 것이다. 하나의 접근법은 백색 채널 값을 감소시키는 것이다. 다른 접근법은 백색 채널 디스플레이 시간을 감소시키는 것이며, 여기서 적색 채널, 녹색 채널 또는 청색 채널 중 임의의 것 보다 더 짧은 시간 동안 백색 채널이 제시된다.

[0010] 일부 실시예들에서, 백색 채널 w(i, j)은, : (a)

; (b)

(여기서, 알파 < 1.0); 또는 (c) 시간 t * 알파의 경우

, 여기서, 알파 < 1.0) 중 적어도 하나에 의해 컴퓨팅된다.

[0011] 적어도 하나의 실시예에서, 하나 또는 그 초과의 추가 채널들이 형성되고, 여기서 하나 또는 그 초과의 추가 채널은 (a) 적색-녹색 채널; (b) 녹색-청색 채널; 또는 (c) 청색-적색 채널 중 적어도 하나를 포함한다.

[0012] 백색 채널은 임계치 레벨을 초과하는 휘도를 갖는 이미지 컨텐츠의 검출 시 생성될 수 있다. 백색 채널은 또한, 임계치 레벨을 초과하는 콘트라스트를 갖는 이미지 컨텐츠의 검출 시 생성될 수 있다. 눈-추적 카메라가 사용될 수 있으며, 여기서 눈-추적 카메라에 의한 눈 움직임의 임계량의 검출 시에 백색 채널이 생성된다.

[0013] 본 발명의 양상들, 목적들, 및 이점들의 추가 상세들이 상세한 설명, 도면들 및 청구범위에서 아래에 설명된다. 상술된 일반적인 설명 및 다음 상세한 설명 둘 모두는 예시적이고 설명적이며, 본 발명의 범위에 대한 제한인 것으로 의도되지 않는다.

[0014] 도면들은, 본 발명에서 동일한 엘리먼트들이 공통 참조 번호들로 참조되는 본 발명의 실시예들의 설계 및 유용성(utility)을 예시한다. 본 발명의 실시예들의 이점들 및 목적들을 더 잘 이해하기 위해서, 첨부 도면들을 참조한다. 그러나, 도면들은 본 발명의 특정 실시예들만을 도시하고, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
[0015] 도 1a 및 1b는 컬러-브레이크업과 연관된 문제점들을 도시한다.
[0016] 도 2는 본 발명의 실시예를 도시한다.
[0017] 도 3은 본 발명의 일부 실시예들을 구현하기 위한 예시적인 접근법을 도시한다.
[0018] 도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 제어기의 동작의 흐름도를 도시한다.
[0019] 도 5는 본 발명의 실시예들을 구현하기 위한 대안적인 접근법의 흐름도를 도시한다.
[0020] 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일부 실시예들을 도시한다.
[0021] 도 7은 추가 컬러 채널들을 도시한다.
[0022] 도 8은 눈 움직임 또는 이미지 컨텐츠에 적어도 부분적으로 기초하여 결정들을 내리기 위한 예시적인 접근법의 흐름도를 도시한다.
[0023] 도 9는 본 발명의 일 실시예를 구현하는데 적합한 컴퓨팅 시스템의 블록도를 도시한다.

[0024] 본 개시내용은 개선된 컬러 순차 디스플레이들을 구현하기 위한 접근법들을 설명한다. 상기 언급된 바와 같이, 기존의 컬러-순차 디스플레이 기술들은, 상이한 컬러 원색들이 상이한 시간들에 제시되기 때문에 컬러-브레이크업의 가능성을 겪는다. 관찰자의 머리 또는 눈이 원하는 이미지의 제시 중에 움직이는 경우, 상이한 필드들이 관찰자의 망막의 상이한 위치들에 있게 될 것이고, 이는, 디스플레이의 뷰어에게 이미지 아티팩트가 나타나게 한다.

[0025] 설명을 위해, 도 1a 및 도 1b에 도시된 컬러 순차 디스플레이(100)를 고려한다. 이러한 타입들의 디스플레이들에서는, 이미지가 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색과 같은 컬러 채널들의 세트로 표현된다. 제어기(130)는, 컬러 순차 디스플레이(100)에서 상이한 컬러 채널들의 생성을 제어하는 제어 신호들을 생성하기 위해 사용된다. 컬러 순차 디스플레이(100)에 의해 생성된 각각의 픽셀은 적색 채널(150a), 녹색 채널(150b), 및 청색 채널(150c)에 대응할 수 있다.

[0026] 도 1a에 도시된 바와 같이, 관찰자의 머리 또는 눈이 고정된 상태이거나 움직임이 거의 없다면, 주어진 픽셀에 대한 상이한 컬러 채널들(150a, 150b 및 150c)이 관찰자의 망막 상의 정확히 동일한 위치 또는 대략적으로 동일한 위치에 있게 될 것이다. 이는 최상의 시나리오이며, 상이한 컬러 채널들의 밀접한 중첩으로 인한 컬러-브레이크업(color break-up) 아티팩트들의 존재를 발생시키지 않을 것이다.

[0027] 그러나, 도 1b에 도시된 바와 같이, 관찰자의 머리 또는 눈이, 원하는 이미지의 제시 동안 움직이는 경우, 상이한 컬러 채널들(150a, 150b 및 150c)이 관찰자의 망막에 대해 구별될 수 있는 상이한 위치들에 있게 될 것이다. 이는, 상이한 컬러 원색들이 상이한 시간들에 관찰자에게 제시되기 때문에, 컬러-브레이크업으로 인해 관찰자에게 나타나는 인식할 수 있는 이미지 아티팩트를 초래한다. 주어진 픽셀에 대한 상이한 컬러 필드들이 관찰자에게 현재 실질적으로 잘못 등록되었기 때문에, 이는, 필드 순차 디스플레이로 하여금, 어두운 배경들에 대해 밝은 백색 영역들의 경계들 상에서 보일 수 있는 무지개들과 같은 이미징 문제들을 발생시키게 할 수 있다.

[0028] 본 발명의 실시예들은, 원래의 컬러 채널들을 수정하고 원래의 컬러 채널들로부터 유도된 하나 또는 그 초과의 추가 컬러 채널들을 추가함으로써 컬러-브레이크업을 감소시킬 수 있다. 설명을 위해, 도 2의 예시를 고려한다. 이 도면의 좌측 부분은, 적색 채널(250a-1), 녹색 채널(250b-1), 및 청색 채널(250c-1)을 포함하는 3 컬러 채널들의 종래의 세트를 도시한다.

[0029] 각각의 컬러 채널은 픽셀들의 컬렉션으로 표현된다. 픽셀들은 인덱스들로 식별된다. 가장 일반적인 용도에서, 픽셀들은 직사각형 격자를 형성하며, 행 및 열 인덱스들(i, j)에 의해 식별될 수 있다. 각각의 컬러 채널의 경우, 인덱스들의 각각의 세트에는, 인덱스들에 의해 지정되는 위치에서 컬러 채널의 세기를 제공하는 숫자가 있다. 예를 들어, 적색 채널의 경우, 세기 값들은 r(i, j)로 표기될 수 있다. 유사하게, 녹색 채널의 경우, 세기는 g(i, j)로 표기될 수 있고, 유사하게, 청색 채널은 b(i, j)로 표기될 수 있다. 여기서, 적색 채널(250a-1)의 세기는 100이고, 녹색 채널(250b-1)의 세기는 120이고, 청색 채널(250c-1)의 세기는 140이다.

[0030] 도면의 좌측 부분에서, 상기 설명된 바와 같이, 머리 또는 눈의 빠른 움직임은 컬러-브레이크업을 유발할 수 있다. 이는 상이한 컬러 원색들의 전체 세기들이 상이한 시간들에 공간적으로 이격된 방식으로 뷰어에게 제시되기 때문이다. 따라서, 100의 적색 세기 전체는 시간 t에 관찰자의 망막 상의 제 1 위치에 제시되고, 120의 녹색 세기 전체는 시간 t+1에 관찰자의 망막 상의 제 2 위치에 제시되고, 140의 청색 세기 전체는 시간=t+2에 관찰자의 망막 상의 제 3 위치에 제시된다.

[0031] 도면의 우측에 도시된 본 발명의 접근법에서, 백색 컬러 채널(252)이 제공된다. 백색 컬러 채널(252)은 다른 채널들 모두에 대해 공통인 전체 세기의 일 부분을 표현할 것이다. 예를 들어, 여기서, 적색-녹색-청색 채널들 각각은 모두 적어도 100의 세기(100의 적색, 120의 녹색, 140의 청색)에 대응한다. 따라서, 백색 채널은 (적색 컬러의 100 세기, 녹색 컬러의 100 세기, 및 청색 컬러의 100 세기로 형성되는) 100의 세기를 갖도록 구성될 수 있다.

[0032] 결과적으로, 100을 초과하는 각각의 컬러의 나머지 부분들만이 그 컬러에 대한 전용 컬러 채널에 포함될 필요가 있다. 따라서, 적색 채널(250a-2)은, 픽셀에 대한 적색 컬러의 의도된 양이 이미 백색 컬러 채널(252)에 표현되었기 때문에, 더 이상 어떠한 세기도 전혀 가질 필요가 없다. 녹색 채널(250b-2)은, 픽셀에 대한 녹색 컬러에 대해 120의 본래 의도된 양 중 100이 백색 컬러 채널(252)에서 이미 표현되기 때문에 20의 세기를 가질 필요가 있을 뿐이다. 유사하게, 청색 채널(250c-2)은, 픽셀에 대한 청색 컬러에 대해 140의 본래 의도된 양 중 100이 백색 컬러 채널(252)에서 이미 표현되기 때문에 40의 세기를 가질 필요가 있을 뿐이다.

[0033] 이 접근법이 컬러-브레이크업을 현저하게 감소시키는 이유는, 적색-녹색-청색 세기들의 훨씬 더 적은 양들이 상이한 시간들에 그들의 전용 컬러 채널들에서 관찰자에게 제시되기 때문이다. 이는, 적색, 녹색 및 청색 채널들의 전체 의도된 세기들의 대부분이 새로운 백색 채널(252)에 의해 현재 표현되기 때문이다. 도면의 좌측 부분의 접근법은 상이한 위치들과 시점들에서의 컬러들에 대한 상당히 더 높은 세기들(적색의 경우 100, 녹색의 경우 120, 및 청색의 경우 140)에 해당한다. 대조적으로, 도면의 우측 부분의 접근법은 상이한 위치들과 시점들에서의 컬러들에 대한 상당히 더 낮은 세기들(적색의 경우 0, 녹색의 경우 20, 및 청색의 경우 40)에 해당한다.

[0034] 도 3은 본 발명의 일부 실시예들을 구현하기 위한 예시적인 접근법을 예시한다. 컬러 순차 디스플레이(300)는, 반사성 또는 투과성인 픽셀들의 패널을 구현하기 위해서, 주어진 이미지에 대한 순차적 컬러 채널들의 세트를 생성하도록 제공된다. 디스플레이의 반사율 또는 투과율이 먼저, 제 1 컬러 채널(예를 들어, 적색)에 대응하도록 조정될 수 있다. 그런 다음, 패널에 해당 컬러의 광(적색)이 조명된다. 다음으로, 디스플레이의 반사율 또는 투과율이, 제 2 컬러 채널(예를 들어, 녹색)에 대응하도록 조정된다. 그런 다음, 패널에 해당 컬러의 광(녹색)이 조명된다. 다음으로, 디스플레이의 반사율 또는 투과율이, 제 3 컬러 채널(예를 들어, 청색)에 대응하도록 조정된다. 그런 다음, 패널에 해당 컬러의 광(청색)이 조명된다. 본 발명에서, 예를 들어, 백색 컬러 채널에 대한 백색 컬러의 조명에 대응하는 추가적인 하나 또는 그 초과의 채널들이 생성될 수 있다.

[0035] 컬러 순차 디스플레이(300)는, 적색 광원(310a), 녹색 광원(310b), 및 청색 광원(310c)을 포함하는 상이한 원색 컬러들 대한 광원들을 생성하는 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 적색 광원(310a), 녹색 광원(310b), 및 청색 광원(310c)은 고체 조명 기술(예를 들어, LED들)을 사용하여 구현될 수 있거나, 또는 원색 컬러들을 생성하기 위해 컬러 필터링을 사용하는 램프를 구현함으로써 구현될 수 있다. 광을 원색 컬러들로 분리하기 위해서 컬러 휠이 또한 사용될 수 있다. 대안으로, 원색 컬러들을 생성하기 위해서 빔 스플리터가 또한 사용될 수 있다.

[0036] 생성된 광을 편광 빔 스플리터(322)로 통과시키기 위해 다이크로익 미러(320)가 사용될 수 있으며, 편광 빔 스플리터(322)는 그 광을 하나 또는 그 초과의 LCOS 칩들(324)로 지향시킨다. LOCS 칩(324)으로부터의 광이 편광 빔 스플리터(322)를 통해 투영 렌즈들(326)로 다시 반사된다.

[0037] 제어기(330)는, 이러한 하나 또는 그 초과의 추가 컬러 채널들이 RGB 컬러 채널들에 포함되는 컬러 순차 디스플레이(300)의 동작을 제어한다. 제어기는, 하드웨어-기반 제어기 칩, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 제어기(330)를 구현하는데 사용될 수 있는 예시적인 아키텍처가 도 9와 관련하여 아래에 설명된다.

[0038] 일부 실시예들에서, 제어기(330)의 동작은, 컬러 순차 디스플레이(300)로 하여금 백색 채널(352), 적색 채널(350a), 녹색 채널(350b), 및 청색 채널(350c)을 포함하는 순차 컬러 채널들의 세트를 생성하게 한다.

[0039] 도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 제어기(330)의 동작의 흐름도를 도시한다. 앞서 언급된 바와 같이, 본 발명의 현재 실시예들은, 원래의 컬러 채널들을 수정하고 원래의 컬러 채널들로부터 유도된 하나 또는 그 초과의 추가 컬러 채널들을 추가함으로써 컬러-브레이크업을 감소시킬 수 있다.

[0040] 402에서, 디스플레이될 이미지 데이터가 시스템에 의해 수신된다. 원래 이미지는 3개의 입력 컬러 채널들을 포함할 가능성이 높다. 컬러 채널들은 적색: r(i,j), 녹색: g(i,j) 및 청색: b(i,j)이다.

[0041] 404에서, 백색에 대한 추가 컬러 채널이 생성될 수 있도록 이미지 데이터가 분석된다, 백색:w(i, j). 일부 실시예에서, 각각의 픽셀에서, w(i,j)의 값이 다음 식에 의해 컴퓨팅된다:

백색:

[0042] 새로운 컬러 채널들 각각은 이후 다음과 같이 수정된다:

적색:

녹색:

청색:

[0043] 그런 다음, 406에서, 디스플레이는 다음과 같이 4개의 필드들,

1. 백색 : 백색 광에 의해 조명되는 w(i, j);

2. 적색 : 적색 광에 의해 조명되는 r'(i, j);

3. 녹색 : 녹색 광에 의해 조명되는 g'(i, j); 및

4. 청색 : 청색 광에 의해 조명되는 b'(i, j)

을 순차적으로 나타낼 것이다.

[0044] 4개의 필드들은 본 실시예에 따라 임의의 순서로 디스플레이될 수 있다는 것을 주목한다. 따라서, 위에 나타내어진 순서는 단지 예시일 뿐이다.

[0045] 일부 디스플레이들에서 상기 접근법으로 발생할 수 있는 문제는 흑색 컬러들을 가능한 한 흑색으로 만드는 것에 더 큰 어려움을 제공할 수 있다는 것이다. 이는, 백색 채널의 추가는, (백색 채널에 대해 디스플레이되는 추가 백색 컬러로 인해) 컬러에서 흑색이 되도록 의도되는 픽셀들에 대해 반사되는 더 많은 양의 광을 생성할 수 있기 때문이다.

[0046] 이제 이 문제를 해결하기 위해 대안적인 실시예가 설명될 것이다. 대안적인 실시예에서, 백색 채널에 배치될 수 있는 전체 가능한 광 모두를 플래싱(flashing)하는 대신에 가능한 세기의 일 부분 만이 백색 채널에 제공된다. 이는, 백색 채널이 비교적 적은 광을 수용할 것이고 전용 RGB 채널들은 상대적으로 더 많은 광을 수용할 것이라는 것을 의미한다. 이렇게 함으로써, 이는 컬러-브레이크업 문제에 대한 완화의 양을 감소시킬 수 있지만, 더 양호한 흑색 컬러 재현을 허용할 것이다.

[0047] 도 5는 본 발명의 이 실시예를 구현하기 위한 접근법의 흐름도를 도시한다. 502에서, 디스플레이될 이미지 데이터가 시스템에 의해 수신된다. 원래 이미지는 입력된 3개 컬러 채널들을 포함할 가능성이 높다. 컬러 채널들은 적색: r(i,j), 녹색: g(i,j) 및 청색: b(i,j)이다.

[0048] 504에서, 백색에 대한 추가 컬러 채널이 생성될 수 있도록 이미지 데이터가 분석되며, 백색:w(i, j), 백색 채널이 소정 량만큼 감소되고 흑색 컬러의 재현을 향상시킨다. 506에서, 이들 채널들에 대응하는 제어 신호들이 컬러 순차 디스플레이에 의해 구현되도록 전송된다.

[0049] 잠재적으로 백색 채널을 결정하는 상이한 방법들이 존재한다. 백색 채널 값의 감소에 대응하는 제 1 접근법이 505A로 표현된다. 백색 채널은 다음 식에 의해 컴퓨팅될 수 있다:

, 여기서 알파 < 1.0.

[0050] r', g' 및 b'채널들은, 이전처럼 컴퓨팅될 것이지만, 백색이 감소되었던 정확한 양만큼 증가될 것이다. 그런 다음, w 채널이 알파 값 배만큼 세기가 감소된 백색 광에 의해 조명될 것이다.

[0051] 도 6a는 이러한 접근법을 도시한다. 이 도면의 좌측 부분은, 적색 채널(650a-1), 녹색 채널(650b-1), 및 청색 채널(650c-1)을 포함하는 3개의 컬러 채널들의 종래의 세트를 도시한다. 여기서, 적색 채널(650a-1)의 세기는 100이고, 녹색 채널(650b-1)의 세기는 120이고, 청색 채널(650c-1)의 세기는 140이다.

[0052] 도 2에 표현된 제 1 실시예가, 제공되었던 백색 컬러 채널(252)을 발생시킨다는 것을 상기하면, 백색 컬러 채널(252)은 다른 채널들 모두에 공통되는 전반적인 세기의 전체를 표현한다. 따라서, 적색-녹색-청색 채널들 모두가 각각 적어도 100의 세기(100의 적색, 120의 녹색, 및 140의 청색)에 대응하기 때문에, 백색 채널은 (적색 컬러의 100 세기, 녹색 컬러의 100 세기, 및 청색 컬러의 100 세기로 형성되는) 100의 세기를 갖도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 100을 초과하는 각각의 컬러의 나머지 부분들만이 그 컬러에 대한 전용 컬러 채널에 포함될 필요가 있다. 따라서, 적색 채널(250a-2)은, 픽셀에 대한 적색 컬러의 의도된 양이 이미 백색 컬러 채널(252)에 표현되었기 때문에, 더 이상 어떠한 세기도 전혀 가질 필요가 없다. 녹색 채널(250b-2)은, 픽셀에 대한 녹색 컬러에 대해 120의 본래 의도된 양 중 100이 백색 컬러 채널(252)에서 이미 표현되기 때문에 20의 세기를 가질 필요가 있을 뿐이다. 유사하게, 청색 채널(250c-2)은, 픽셀에 대한 청색 컬러에 대해 140의 본래 의도된 양 중 100이 백색 컬러 채널(252)에서 이미 표현되기 때문에 40의 세기를 가질 필요가 있을 뿐이다.

[0053] 도 6a의 접근법에서, 식 _에 대해 0.5의 알파 값이 사용된다는 것을 가정한다. 이 상황에서, 백색 채널(652)의 세기는 이제 50(0.5 * 100)이며, 이전의 양인 100보다 50이 작다.

[0054] 결과적으로, 다른 채널들 각각은 동일한 양만큼 증가된다. 따라서, 적색 채널(650a-2)은 이제 50의 세기(이는 이전의 세기 0보다 50더 크다)를 갖도록 구성된다. 녹색 채널(650b-2)은 이제 70의 세기(이는 이전의 세기 20보다 50더 크다)를 갖도록 구성된다. 청색 채널(650c-2)은 이제 90의 세기(이는 이전의 세기 40보다 50더 크다)를 갖도록 구성된다.

[0055] 제 2 가능한 접근법이 505B로 표현되며, 이는 이전의 백색 채널 값에 대한 투영 시간의 양의 감소에 대응한다. 백색 채널은 앞에 설명된 식에 의해 컴퓨팅될 수 있다:

알파 < 1.0인 시간 t * 알파의 경우,

[0056] r', g' 및 b' 채널들은, 이전처럼 컴퓨팅될 것이지만, 투영 시간을 고려할 때 백색의 경우 전체 감소되었던 정확한 양만큼 증가될 것이다. 그런 다음, w 채널은 세기가 감소되지 않았지만, 대신 알파 배만큼 투영 시간이 감소된 백색 광에 의해 조명될 것이다.

[0057] 도 6b는 이러한 접근법을 도시한다. 상술된 바와 같이, 이 도면의 좌측 부분은, 적색 채널(650a-1), 녹색 채널(650b-1), 및 청색 채널(650c-1)을 포함하는 3 컬러 채널 세트들의 종래의 세트를 도시한다. 여기서, 적색 채널(650a-1)의 세기는 100이고, 녹색 채널(650b-1)의 세기는 120이고, 청색 채널(650c-1)의 세기는 140이다.

[0058] 도 6b의 접근법에서, 백색 채널이 100의 세기로 세팅되지만, 그의 정상 시간의 1/2의 투영 시간을 갖도록 0.5의 알파 값이 사용된다고 가정한다. 이 상황에서, 백색 채널(652)의 세기는 100이지만, 투영 시간은 정상의 1/2이므로, 백색 채널에 대한 전체 세기는 여전히 50(0.5 시간×100 세기)이며, 이는 도 6a의 접근법과 동일한 전체 세기이다.

[0059] 결과적으로, 다른 채널들 각각은 도 6a의 접근법에 대해 유도되었던 것과 동일한 양만큼 증가된다. 따라서, 적색 채널(650a-2)은 이제 50의 세기를 갖도록 구성된다. 녹색 채널(650b-2)은 이제 70의 세기를 갖도록 구성된다. 청색 채널(650c-2)은 이제 90의 세기를 갖도록 구성된다.

[0060] 상기 실시예들이 단지 하나의 추가 백색 채널 만이 RGB 채널들에 추가되는 것을 도시하지만, 본 발명의 개념은 임의의 수의 추가 컬러 채널들에 적용 가능하다는 것을 주목한다. 예를 들어, 추가 채널들은 w, rg(적색 - 녹색), gb(녹색 - 청색), br(청색 - 적색)일 수 있으며 수정된 채널들은 r", g" 및 b"일 것이다. 백색 채널(w)은 상술된 바와 같이 컴퓨팅될 것이다(예를 들어,

).

[0061] rg, gb 및 rb 채널들은 다음과 같이 컴퓨팅될 수 있다.

[0062] 최종적으로, 조정된 적색, 녹색 및 청색 채널들은 다음과 같이 컴퓨팅될 수 있다:

[0063] 백색 채널은 (백색까지 추가하여) 적색, 녹색 및 청색 광으로 조명될 것이다. rg 채널은 적색과 녹색으로 조명될 것이다. gb 채널은 녹색과 청색으로 조명될 것이다. br 채널은 청색과 적색으로 조명될 것이다. r''채널은 적색으로, g'' 채널은 녹색으로, b''채널은 청색으로 조명될 것이다. 다시 말해서, 이들 채널들은 임의의 순서로 디스플레이될 수 있다.

[0064] 도 7은 이전 예에 대한 이 실시예의 적용을 도시한다. 상술된 바와 같이, 이 도면의 좌측 부분은, 적색 채널(750a-1), 녹색 채널(750b-1), 및 청색 채널(750c-1)을 포함하는 3개의 컬러 채널들의 종래의 세트를 도시한다. 여기서, 적색 채널(750a-1)의 세기는 100이고, 녹색 채널(750b-1)의 세기는 120이고, 청색 채널(750c-1)의 세기는 140이다.

[0065] 도면의 우측은, 추가 컬러 채널들이 고려되는 경우의 세기들을 도시한다. 여기서, 백색 채널은 상술된 바와 같이 100(적색 컬러(100), 녹색 컬러(120) 및 청색 컬러(140) 중 최소)이다. w를 100으로 세팅함으로써, 적색(100-100)의 경우 나머지 0, 녹색(120-100)의 경우 나머지 20, 및 청색(140-100)의 경우 나머지 40을 남긴다.

[0066] rg 채널(754)은 0(나머지 적색(0) 및 나머지 녹색(20) 중 최소)이다. gb 채널(756)은 20(나머지 녹색(20) 및 나머지 청색(40) 중 최소)이다. gb를 20으로 세팅함으로써, 이는 녹색(20-20)의 경우 나머지 0, 그리고 청색(40-20)의 경우 나머지 20을 남긴다. br 채널(758)은 0(나머지 청색(20) 및 나머지 적색(0) 중 최소)이다. r 채널(750a-2)은 0이다(나머지 적색은 0이다). g 채널(750b-2)은 0이다(나머지 녹색은 0이다). b 채널(750c-2)은 20이다(나머지 청색은 20이다).

[0067] 본원에 설명된 접근법들이 주어진 이미지 내의 모든 각각의 픽셀에 대해 반드시 구현될 필요가 없을 수 있다는 것을 주목한다. 대신, 추가 컬러 채널들이 구현되어야 하는지 여부를 동적으로 결정하기 위한 분석이 수행될 수 있다. 이 결정을 내리기 위해 임의의 적합한 기준들의 세트가 사용될 수 있다.

[0068] 도 8은 이 결정을 내리기 위한 예시적인 접근법의 흐름도를 도시한다. 추가 컬러 채널들을 이용하는 것은 업데이트 레이트를 감소시키는데 유용할 수 있으며 일부 컬러-순차 디스플레이들에 대한 콘트라스트를 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 특정 시간에 추가 컬러 채널들만을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 902에서, 디스플레이될 픽셀에 대한 이미지 데이터가 수신된다.

[0069] 904에서, 사용자의 머리 또는 눈이 과도하게 움직이고 있는지의 여부에 대한 결정이 이루어진다. 예를 들어, 관찰자의 눈이 빠르게 움직이고 있는 시기를 결정하기 위해 눈-추적 카메라들이 사용될 수 있다. 관찰자의 눈에 움직임이 없거나 최소량의 움직임이 있는 경우, 종래의 RGB 채널들을 사용하여 디스플레이가 생성될 수 있다(910a). 대조적으로, 관찰자의 눈이 빠르게 움직이는 순간에, 추가 컬러 채널들이 인에이블될 수 있다(910b).

[0070] 컬러-브레이크업의 심각성(severity)은 이미지 컨텐츠에 의존한다는 것이 알려져 있다. 특히, 고 휘도 및 고 콘트라스트 이미지들이 가장 많은 문제들을 일으킨다. 따라서, 906에서, 휘도 레벨들에 대한 이미지 컨텐츠의 결정이 이루어진다. 이미지 컨텐츠가 (예를 들어, 임계 휘도 레벨 미만의) 비교적 저 휘도의 이미지 데이터를 포함하는 경우, 디스플레이는 종래의 RGB 채널들을 사용하여 생성될 수 있다(910a). 대조적으로, 이미지 컨텐츠가 상대적으로 고 휘도 이미지 데이터를 포함하는 경우, 추가 컬러 채널들이 인에이블될 수 있다(910b).

[0071] 유사하게, 908에서, 이미지 콘트라스트 레벨들에 대한 이미지 컨텐츠의 결정이 이루어진다. 이미지 컨텐츠가 (예를 들어, 임계 콘트라스트 레벨 미만의) 비교적 저 콘트라스트를 포함하는 경우, 디스플레이는 종래의 RGB 채널들을 사용하여 생성될 수 있다(910a). 반면에, 이미지 컨텐츠가 상대적으로 고 콘트라스트를 포함하는 경우, 추가 컬러 채널들이 인에이블될 수 있다(910b).

[0072] 도 8은 if-then 결정들의 캐스캐이딩 세트에서 사용되는 기준들의 세트를 도시하고 있지만, 이러한 기준들 (및 다른 기준들) 중 하나 또는 그 초과의 것의 임의의 조합이 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다는 것을 주목한다.

[0073] 따라서, 종래의 디스플레이 기술들이 갖는 문제점들을 완화할 수 있는 컬러 순차 디스플레이들을 구현하는 개선된 접근법들이 설명되었다. 본 발명의 실시예들은 원래의 컬러 채널들을 수정하고 원래의 컬러 채널들로부터 유도된 하나 또는 그 초과의 추가 컬러 채널들을 추가함으로써 컬러-브레이크업을 감소시킨다.

시스템 아키텍처

[0074] 도 9는 본 발명의 일 실시예를 구현하기에 적합한, 이를 테면, 컬러 순차 디스플레이 시스템을 제어하기 위해 상술된 제어기를 구현하기에 적합한 예시적인 컴퓨팅 시스템(1400)의 블록도이다. 컴퓨팅 시스템(1400)은, 서브시스템들 및 디바이스들, 이를테면 프로세서(1407), 시스템 메모리(1408)(예컨대, RAM), 정적 스토리지 디바이스(1409)(예컨대, ROM), 디스크 드라이브(1410)(예컨대, 자기 또는 광학), 통신 인터페이스(1414)(예컨대, 모뎀 또는 이더넷 카드), 디스플레이(1411)(예컨대, CRT 또는 LCD), 입력 디바이스(1412)(예컨대, 키보드), 및 커서 제어부를 상호연결하는, 정보를 통신하기 위한 버스(1406) 또는 다른 통신 메커니즘을 포함한다.

[0075] 본 발명의 일 실시예에 따라, 컴퓨터 시스템(1400)은 시스템 메모리(1408)에 포함된 하나 또는 그 초과의 명령들의 하나 또는 그 초과의 시퀀스들을 실행하는 프로세서(1407)에 의해 특정 동작들을 수행한다. 그러한 명령들은 다른 컴퓨터 판독가능/사용가능 매체, 이를테면 정적 스토리지 디바이스(1409) 또는 디스크 드라이브(1410)로부터 시스템 메모리(1408)로 판독될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 하드-와이어 회로가 본 발명을 구현하기 위한 소프트웨어 명령들 대신 또는 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 하드웨어 회로 및/또는 소프트웨어의 임의의 특정 조합으로 제한되지 않는다. 일 실시예에서, "로직"이라는 용어는 본 발명의 모두 또는 일부를 구현하기 위하여 사용되는 소프트웨어 또는 하드웨어의 임의의 조합을 의미할 것이다.

[0076] 본원에서 사용되는 바와 같이 "컴퓨터 판독가능 매체" 또는 "컴퓨터 사용가능 매체"라는 용어는 실행을 위해 프로세서(1407)에 명령들을 제공하는데 참여하는 임의의 매체를 지칭한다. 그런 매체는 비휘발성 매체들 및 휘발성 매체들을 포함하는(그러나 이로 제한되지 않음) 많은 형태들을 취할 수 있다. 비휘발성 매체들은 예컨대 광학 또는 자기 디스크들, 이를테면 디스크 드라이브(1410)를 포함한다. 휘발성 매체들은 동적 메모리, 이를테면 시스템 메모리(1408)를 포함한다.

[0077] 일반적인 형태들의 컴퓨터 판독가능 매체들은, 예컨대, 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드들, 페이퍼 테이프, 홀들의 패턴들을 가지는 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.

[0078] 본 발명의 실시예에서, 본 발명을 실시하기 위한 명령들의 시퀀스들의 실행은 단일 컴퓨터 시스템(1400)에 의해 수행된다. 본 발명의 다른 실시예들에 따라, 통신 링크(1415)(예컨대, LAN, PTSN 또는 무선 네트워크)에 의해 커플링되는 2개 또는 그 초과의 컴퓨터 시스템들(1400)은 서로 협력하여 본 발명을 실시하기 위하여 요구되는 명령들의 시퀀스를 수행할 수 있다.

[0079] 컴퓨터 시스템(1400)은 통신 링크(1415) 및 통신 인터페이스(1414)를 통하여 프로그램, 즉 애플리케이션 코드를 비롯하여 메시지들, 데이터 및 명령들을 송신 및 수신할 수 있다. 수신된 프로그램 코드는, 수신될 때, 프로세서(1407)에 의해 실행될 수 있고, 그리고/또는 추후 실행을 위해 디스크 드라이브(1410), 또는 다른 비휘발성 스토리지에 저장될 수 있다. 저장 매체(1431)의 데이터베이스(1432)는, 데이터 인터페이스(1433)를 통해 액세스가능한 시스템(1400)에 의해 액세스가능한 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다.

[0080] 상술된 설명에서, 본 발명이 이들의 특정 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 다양한 수정들 및 변화들이 본 발명의 더 넓은 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 본 발명에 대해 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예컨대, 위에서 설명된 프로세스 흐름들은 프로세스 동작들의 특정 순서를 참조하여 설명된다. 그러나, 설명된 프로세스 동작들 중 많은 동작들의 순서가 본 발명의 범위 또는 동작에 영향을 주지 않고 변경될 수 있다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적 의미보다 오히려 예시적인 것으로 간주된다.

Claims

시스템으로서,
적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 갖는 광원;
상기 적색 광원을 위한 적색 채널, 상기 녹색 광원을 위한 녹색 채널 및 상기 청색 광원을 위한 청색 채널로부터 생성된 광으로부터 형성된 이미지 데이터에 대응하는 적어도 하나의 픽셀을 갖는 디스플레이; 및
상기 적어도 하나의 픽셀을 디스플레이 하기 위해 상기 광원 및 상기 디스플레이의 동작을 제어하는 제어기를 포함하고,
상기 제어기는 감소된 적색 채널을 생성하도록 상기 적색 채널을 수정하고, 감소된 녹색 채널을 생성하도록 상기 녹색 채널을 수정하고, 그리고 감소된 청색 채널을 생성하도록 상기 청색 채널을 수정하며, 상기 제어기는 상기 적색 채널, 상기 녹색 채널, 및 상기 청색 채널로부터 제거된 부분들로부터 백색 채널을 형성하므로, 상기 적어도 하나의 픽셀이 상기 백색 채널, 상기 감소된 적색 채널, 상기 감소된 녹색 채널, 및 상기 감소된 청색 채널의 임의의 순서의 순차 제시에 의해 형성되는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 광원은 (a) 상이한 컬러들의 다수의 고체 광원들; (b) 상기 적색 광원, 상기 녹색 광원, 및 상기 청색 광원을 형성하기 위한 컬러 필터; (c) 컬러 휠; 또는 (d) 빔 스플리터 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이는 (a) LCOS(liquid crystal on silicon) 패널; 또는 (b) DMD(digital mirror device) 메커니즘 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
픽셀 좌표(i, j)에서 상기 적색 채널은 r(i, j)로 표현되고, 상기 픽셀 좌표(i, j)에서 상기 녹색 채널은 g(i, j)로 표현되고, 그리고 상기 픽셀 좌표(i,j)에서 상기 청색 채널은 b(i, j)로 표현되며,
상기 백색 채널 w(i, j)은

에 의해 컴퓨팅되고,
상기 감소된 적색 채널 r'(i,j)은

에 의해 컴퓨팅되고,
상기 감소된 녹색 채널 g'(i,j)은

에 의해 컴퓨팅되고,
상기 감소된 청색 채널 b'(i,j)은
청색:
에 의해 컴퓨팅되는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
픽셀 좌표(i, j)에서 상기 적색 채널은 r(i, j)로 표현되고, 상기 픽셀 좌표(i, j)에서 상기 녹색 채널은 g(i, j)로 표현되고, 그리고 상기 픽셀 좌표(i,j)에서 상기 청색 채널은 b(i, j)로 표현되며, 상기 백색 채널 w(i, j)은

에 의해 컴퓨팅되며, 여기서 알파 < 1.0인, 시스템.
제 1 항에 있어서,
픽셀 좌표(i, j)에서 상기 적색 채널은 r(i, j)로 표현되고, 상기 픽셀 좌표(i, j)에서 상기 녹색 채널은 g(i, j)로 표현되고, 그리고 상기 픽셀 좌표(i,j)에서 상기 청색 채널은 b(i, j)로 표현되며, 상기 백색 채널 w(i, j)은
시간 t * 알파의 경우,
에 의해 컴퓨팅되며, 여기서 알파 < 1.0인, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 백색 채널은, 상기 적색 채널, 상기 녹색 채널 또는 상기 청색 채널 중 임의의 것 보다 더 짧은 시간 동안 제시되는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
하나 또는 그 초과의 추가 채널들이 형성되고, 상기 하나 또는 그 초과의 추가 채널은 (a) 적색-녹색 채널; (b) 녹색-청색 채널; 또는 (c) 청색-적색 채널 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
눈-추적 카메라를 더 포함하고, 상기 백색 채널은 상기 눈-추적 카메라에 의한 눈 움직임의 임계량의 검출 시에 생성되는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 백색 채널은 임계치 레벨을 초과하는 휘도를 갖는 이미지 컨텐츠의 검출 시 생성되는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 백색 채널은 임계치 레벨을 초과하는 콘트라스트를 갖는 이미지 컨텐츠의 검출 시 생성되는, 시스템.
방법으로서,
적색 광원을 위한 적색 채널, 녹색 광원을 위한 녹색 채널 및 청색 광원을 위한 청색 채널로부터 생성된 광으로부터 형성된 이미지 데이터에 대응하는 적어도 하나의 픽셀을 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이하기 위한 명령들을 수신하는 단계;
감소된 적색 채널을 생성하기 위해 상기 적색 채널을 수정하는 단계;
감소된 녹색 채널을 생성하기 위해 상기 녹색 채널을 수정하는 단계;
감소된 청색 채널을 생성하기 위해 상기 청색 채널을 수정하는 단계;
상기 적색 채널, 상기 녹색 채널 및 상기 청색 채널로부터 제거된 부분들로부터 백색 채널을 생성하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 픽셀을, 상기 백색 채널, 상기 감소된 적색 채널, 상기 감소된 녹색 채널, 및 상기 감소된 청색 채널의 임의의 순서의 순차 제시에 의해 디스플레이하는 단계를 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,
제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 시스템을 추가로 구현하는, 방법.
컴퓨터 판독가능 매체 상에서 구현된 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
컴퓨터 판독 가능 매체에는 프로세서에 의해 실행될 경우 상기 프로세서로 하여금 제 12 항 및 제 13 항의 방법들 중 임의의 것을 실행하게 하는 명령들의 시퀀스가 저장되어 있는, 컴퓨터 판독가능 매체 상에서 구현된 컴퓨터 프로그램 제품.