(57)【要約】【課題】  少ない主要可動部分および小さいフォーム・ファクタを有するディジタル光処理ディスプレイ・システムを提供する。【解決手段】  カラー・フィルタを通して光のパルスを方向付けるために、高輝度、高周波のストロボ光が使用される。それぞれが高い屈折率を有する個別のプリズムを、着色光パルスが通過する。その屈折率とプリズムを通る光路長とが各色に対して遅延を生じさせる。各着色パルスに対する色の成分を持つ各ピクセルに対して、コントローラがミラー・アレイの着色光ミラーを活性化する。ミラーの活性化のタイミングは、フル・カラーのイメージを形成するように、着色光パルスのタイミングによって調整される。【選択図】  図２
2006195454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ・イメージを表示するための方法であって、
着色フィルタのセットおよびプリズムのセットを通して白色光のパルスを照射して、第１成分色を有する第１の着色光パルス、第２成分色を有する第２の着色光パルス、および第３成分色を有する第３の着色光パルスを形成するステップであって、前記第２の着色光パルスが前記第１の着色光パルスに対して遅延し、前記第３の着色光パルスが前記第２の着色光パルスに対して遅延している、ステップと、
前記第１の着色光パルスを反射するようにミラー・アレイにおけるミラーの第１サブセットを活性化するステップであって、前記ミラーの第１サブセットが、ビデオ・イメージにおいて前記第１成分色を有するピクセルに対応する、ステップと、
前記第２の着色光パルスを反射するようにミラー・アレイにおけるミラーの第２サブセットを活性化するステップであって、前記ミラーの第２サブセットが、前記ビデオ・イメージにおいて前記第２成分色を有するピクセルに対応する、ステップと、
前記第３の着色光パルスを反射するようにミラー・アレイにおけるミラーの第３サブセットを活性化するステップであって、前記ミラーの第３サブセットが、前記ビデオ・イメージにおいて前記第３成分色を有するピクセルに対応する、ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記プリズムのセットが第１プリズムおよび第２プリズムを含み、
白色光のパルスを照射する前記ステップが、前記第１成分色を有する第１の着色フィルタを通して前記白色光のパルスを照射して、前記第１の着色光パルスを形成するステップを含み、前記第１の着色光パルスが前記第１プリズムの第１反射面で反射する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
白色光のパルスを照射する前記ステップが、前記第２成分色を有する第２の着色フィルタを通して前記白色光のパルスを照射して、前記第２の着色光パルスを形成するステップを更に含み、前記第２の着色光パルスが前記第１プリズムを通して照射され、前記第１プリズムおよび前記第２プリズムの間の第２反射面で反射する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
白色光のパルスを照射する前記ステップが、前記第３成分色を有する第３の着色フィルタを通して前記白色光のパルスを照射して、前記第３の着色光パルスを形成するステップを更に含み、前記第３の着色光パルスが前記第２プリズムを通して照射され、前記第２プリズムの第３反射面で反射する、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記プリズムのセットが、第１プリズム、第２プリズム、および第３プリズムを含み、
白色光のパルスを照射する前記ステップが、前記第１成分色を有する第１の着色フィルタを通して前記白色光のパルスを照射して、前記第１の着色光パルスを形成するステップを含み、前記第１の着色光パルスが更に前記第１プリズムを通して照射され、前記第１プリズムおよび前記第２プリズムの間の第１反射面で反射する、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
白色光のパルスを照射する前記ステップが、前記第２成分色を有する第２の着色フィルタを通して前記白色光のパルスを照射して、前記第２の着色光パルスを形成するステップを更に含み、前記第２の着色光パルスが更に前記第２プリズムを通して照射され、前記第２プリズムおよび前記第３プリズムの間の第２反射面で反射する、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
白色光のパルスを照射する前記ステップが、前記第３成分色を有する第３の着色フィルタを通して前記白色光のパルスを照射して、前記第３の着色光パルスを形成するステップを更に含み、前記第３の着色光パルスが更に前記第３プリズムを通して照射され、前記第３プリズムの第３反射面で反射する、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の着色光パルスおよび前記第２の着色光パルスが重畳し、
前記ミラー・アレイにおけるミラーの第４サブセットを活性化して、前記第１の着色光パルスおよび前記第２の着色光パルスを同時に反射するステップを更に含み、前記ミラーの第４サブセットが、前記ビデオにおいて前記第１成分色および前記第２成分色の混合色を有するピクセルに対応する、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の着色光パルスおよび前記第３の着色光パルスが重畳し、
前記ミラー・アレイにおけるミラーの第５サブセットを活性化して、前記第２の着色光パルスおよび前記第３の着色光パルスを同時に反射するステップを更に含み、前記ミラーの第５サブセットが、前記ビデオにおいて前記第２成分色および前記第３成分色の混合色を有するピクセルに対応する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第３の着色光パルスが次のサイクルにおける第１の着色光パルスと重畳し、
前記ミラー・アレイにおけるミラーの第６サブセットを活性化して、前記第３の着色光パルスおよび前記次のサイクルにおける第１の着色光パルスを同時に反射するステップを更に含み、前記ミラーの第６サブセットが、前記ビデオにおいて前記第１成分色および前記第３成分色の混合色を有するピクセルに対応する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１成分色が赤色であり、前記第２成分色が緑色であり、前記第３成分色が青色である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ビデオ入力と、
ミラー・アレイと、
光源と、
着色フィルタのセットと、
プリズムのセットと、
コントローラと、
を含み、
前記光源が、前記着色フィルタのセットおよび前記プリズムのセットを通して白色光のパルスを照射して、第１成分色を有する第１の着色光パルス、第２成分色を有する第２の着色光パルス、および第３成分色を有する第３の着色光パルスを形成し、前記第２の着色光パルスが前記第１の着色光パルスに対して遅延され、前記第３の着色光パルスが前記第２の着色光パルスに対して遅延され、
前記コントローラが、前記ミラー・アレイにおけるミラーの第１サブセットを活性化して、前記第１の着色光パルスを反射し、前記ミラー・アレイにおけるミラーの第２サブセットを活性化して、前記第２の着色光パルスを反射し、前記ミラー・アレイにおけるミラーの第３サブセットを活性化して、前記第３の着色光パルスを反射する
ディスプレイ・システム。
【請求項１３】
前記プリズムのセットが第１プリズムおよび第２プリズムを含み、
前記第１プリズムが、前記第１プリズムを通した光の移動距離および前記第１プリズムの屈折率に基づいた遅延量だけ前記第２の着色光パルスを遅延させる、
請求項１２に記載のディスプレイ・システム。
【請求項１４】
前記第２プリズムが、前記第２プリズムを通した光の移動距離および前記第２プリズムの屈折率に基づいた遅延量だけ前記第３の着色光パルスを遅延させる、請求項１３に記載のディスプレイ・システム。
【請求項１５】
前記プリズムのセットが第１プリズム、第２プリズム、および第３プリズムを含み、
前記第１プリズムが、前記第１プリズムを通した光の移動距離および前記第１プリズムの屈折率に基づいた遅延量だけ前記第１の着色光パルスを遅延させ、
前記第２プリズムが、前記第２プリズムを通した光の移動距離および前記第２プリズムの屈折率に基づいた遅延量だけ前記第２の着色光パルスを遅延させ、
前記第３プリズムが、前記第３プリズムを通した光の移動距離および前記第３プリズムの屈折率に基づいた遅延量だけ前記第３の着色光パルスを遅延させる、
請求項１２に記載のディスプレイ・システム。
【請求項１６】
前記第１成分色が赤色であり、前記第２成分色が緑色であり、前記第３成分色が青色である、請求項１２に記載のディスプレイ・システム。
【請求項１７】
前記プリズムのセットが前記第１の着色光パルス、前記第２の着色光パルス、および前記第３の着色光パルスを前記ミラー・アレイに向けて反射する複数の反射面を含む、請求項１２に記載のディスプレイ・システム。
【請求項１８】
ビデオ入力と、
ミラー・アレイと、
光源と、
着色プリズムのセットと、
コントローラと、
を含み、
前記光源が、前記着色プリズムのセットを通して白色光のパルスを照射して、第１成分色を有する第１の着色光パルス、第２成分色を有する第２の着色光パルス、および第３成分色を有する第３の着色光パルスを形成し、前記第２の着色光パルスが前記第１の着色光パルスに対して遅延され、前記第３の着色光パルスが前記第２の着色光パルスに対して遅延され、
前記コントローラが、前記ミラー・アレイにおけるミラーの第１サブセットを活性化して、前記第１の着色光パルスを反射し、前記ミラー・アレイにおけるミラーの第２サブセットを活性化して、前記第２の着色光パルスを反射し、前記ミラー・アレイにおけるミラーの第３サブセットを活性化して、前記第３の着色光パルスを反射する、
ディスプレイ・システム。
【請求項１９】
ビデオ入力と、
ミラー・アレイと、
第１成分色を有する第１光源と、
第２成分色を有する第２光源と、
第３成分色を有する第３光源と、
プリズムのセットと、
コントローラと、
を含み、
前記第１光源が、前記プリズムのセットを通して光を照射して、前記第１成分色を有する第１の着色光パルスを形成し、前記第２の光源が、前記プリズムのセットを通して光を照射して、前記第２成分色を有する第２の着色光パルスを形成し、前記第３光源が、前記プリズムのセットを通して光を照射して、前記第３成分色を有する第３の着色光パルスを形成し、前記第２の着色光パルスが前記第１の着色光パルスに対して遅延され、前記第３の着色光パルスが前記第２の着色光パルスに対して遅延され、
前記コントローラが、前記ミラー・アレイにおけるミラーの第１サブセットを活性化して、前記第１の着色光パルスを反射し、前記ミラー・アレイにおけるミラーの第２サブセットを活性化して、前記第２の着色光パルスを反射し、前記ミラー・アレイにおけるミラーの第３サブセットを活性化して、前記第３の着色光パルスを反射する、
ディスプレイ・システム。
【請求項２０】
前記第１光源、前記第２光源、および前記第３光源が前記プリズムのセットに組み込まれる、請求項１９に記載のディスプレイ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置、特に、ディジタル光処理ディスプレイに関するものである。更に詳しく云えば、本発明は、高屈折率結晶を用いてディジタル光処理ディスプレイを小型化するための方法および装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル光処理（digital light processing- ＤＬＰ（商標））は、カラー・ディスプレイを投射するためのテキサス・インスツルメント社の技術である。ＤＬＰは、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）を使用して、チップ上に数千個の小型ミラーを形成する。ミラーは、静的ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）アレイの上に蝶番式（ヒンジ状）に取り付けられる。各ミラーは、光のピクセル(画素)をスイッチすることができる。ＤＬＰチップは、アナログ信号をディジタル信号に変換するための、およびディジタル信号をミラーのスイッチングのタイミングを合わせるために必要な信号に変換するための、ビデオ処理コンポーネントを含むことが可能である。ミラー・アレイ（ミラー配列）は、ディジタル・マイクロミラー・デバイス（digitalmicromirror device - ＤＭＤ（（商標））と呼ばれることもある。
【０００３】
図１は、一般的なディジタル光処理ディスプレイ・システムの一例を示す。ＤＬＰディスプレイは非常に高い解像度を提供し、よく知られた技術を使っている。使用されるミラーは如何なるタイプの光も反射するので、ＤＬＰミラー・アレイは、先ず１つの色を表示し、次に別の色を表示し、しかる後、第３の色（通常は、赤色、緑色、および青色）を素早く連続的に表示しなければならない。人間の目は、それらの色をマージ（混合）することができる。例えば、赤色の光、緑色の光、および青色の光がすべて連続的に投射されると、人間の目はこれらの色をマージして白色の光にする。
【０００４】
これらの色を生成するために、フィルタ・ホイールを通して高輝度の光が示される。一般には、モータがそのホイールを回し、その光の前で３つの色のフィルタを連続して回転させる。コントローラが、ミラーの切り替えをカラー・フィルタのタイミングと同期させる。コントローラは、別個の素子であってもよく、あるいはＤＬＰチップの一部であってもよい。その結果生じる光は、それらミラーの適切なサブセットによって反射され、スクリーン上の微細なピクセルに投射される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、少ない主要可動部分および小さいフォーム・ファクタ（formfactor）を有するディジタル光処理ディスプレイ（ＤＬＰ）システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
カラー・フィルタを通して光のパルスを方向付けるために、高輝度、高周波のストロボ（strobe）光が使用される。それぞれが高い屈折率を有する個別のプリズムを、着色光パルスが通過する。その屈折率とプリズムを通る光路長とが各色に対して遅延を生じさせる。各着色光パルスに対する色の成分を有する各ピクセルに対して、コントローラが、ミラー・アレイにおける対応するミラーを活性化する。ミラーの活性化のタイミングは、フル・カラーのイメージを形成するように、着色光パルスのタイミングによって調整される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図２〜図５は、本発明の実施例に従ってディスプレイ・システムを示す。図２を詳細に参照すると、光源２０８がカラー・フィルタ２０２、２０４、２０６を通して白色光のパルスを投射する。その白色光は、付加的な主要色である赤色、緑色、および青色のような成分色に分離することが可能である。例えば、フィルタ２０２は赤色フィルタであり、フィルタ２０４は緑色フィルタであり、フィルタ２０６は青色フィルタである。成分色が混合して白色光を形成する限り、成分色の別の混合を使用することも可能である。例えば、成分色がシアン、黄色、およびマジェンタを含むことも可能である。
【０００８】
パルス化された白色光源がフィルタ２０２〜２０６を通して照射し、それらフィルタのうちの２つがプリズム・セット２１０内に通じている。図２に示された例では、プリズム２１０は２つの個別のプリズムを含む。第１の色は反射され、減速されない。第２の色はプリズムを通過し、プリズムの屈折率によってわずかに減速される。第３の色はプリズム・セット２１０における大きい方のプリズムを通過し、高い屈折率によって及びプリズムの媒体を通して大きい距離を移動することによって、更に減速される。
【０００９】
この減速は、プリズムにおいて費やされる時間量を決定すること及び真空を通した同じ距離の移動により費やされる時間量を減じることによって、次式のように計算することが可能である。
遅延＝(RpD/C)−(RaD/C)
【００１０】
上式において、D は、プリズムを通した距離であり、Cは光の速度であり、Rp はプリズムの屈折率であり、そしてRa は、一般には真空または空気である通常の媒体の屈折率である。真空（または、小数点以下４桁までの空気）に関しては、Raは１であり、上式は次式になる。
遅延＝D(Rp−1)/C
【００１１】
必要な減速の量は白色光のパルス・パターンにも依存し、そのパルス・パターンは、アレイ内の個々のミラーがスイッチ・オン及びスイッチ・オフし得る速度に依存する。理想的には、白色光パルスは少なくとも１／３サイクルでなければならず、それぞれが１／３サイクルを必要とする、着色光の３つの異なるパルスに分離されでなければならない。ミラー・アレイは、個別の光パルスに適応するに十分に速い速度でスイッチできる必要があるであろう。光源２０８は、例えば、高輝度のストロボ光であってもよい。
【００１２】
図２に示された例では、フィルタ２０２を通過する光が反射面２１２でミラー・アレイ２１８上に反射する。ミラー・アレイ２１８は、フィルタ２０２の色を有する第１の光パルスに遭遇する。フィルタ２０４を通過する光は、プリズム・セット２１０を通過し、反射面２１４でミラー・アレイ２１８上に反射する。ミラー・アレイ２１８は、フィルタ２０４の色を有する第２の光パルスに遭遇する。プリズムの反射率及びプリズムを通って移動した距離が、第１の光パルスの後に第２の光パルスをミラー・アレイ２１８に到達させることになる。
【００１３】
フィルタ２０６を通過した光がプリズム・セット２１０を通って反射面２１６でミラー・アレイ２１８上に反射し、従って、ミラー・アレイ２１８は、フィルタ２０６の色を有する第３の光パルスに遭遇する。プリズムの反射率及びプリズムを通って移動した距離が、第１および第２の光パルスの後に第３の光パルスをミラー・アレイ２１８に到達させることになる。
【００１４】
コントローラ２２０が、ディジタル・ビデオ信号であってもよいビデオ入力に基づいて、ミラー・アレイ２１８を用いて光源２０８のタイミングを調整する。各着色光パルスに対する色の成分を有する各ピクセルに対して、コントローラ２２０はミラー・アレイ２１８の対応するミラーを活性化する。それらミラーの活性化のタイミングは、フル・カラーのイメージを形成するように、着色光パルスのタイミングによって調整される。ミラー・アレイ２１８における個々のミラーは、速い連続の着色光パルスをディスプレイ・スクリーン（図示されていない）上に反射する。図２に示されたディスプレイ・システムは、後方投射（リア・プロジェクション）ディスプレイ・システムまたは前方投射（フロント・プロジェクション）ディスプレイ・システムであってもよい。
【００１５】
スクリーン上の各ピクセルは、時には、ゼロまたはそれ以上の成分色を持った色を有することもある。例えば、黒色のピクセルに対して、ミラー・アレイ２１８は如何なる成分色も反射することができない。黄色のピクセルに対して、ミラー・アレイ２１８は赤色パルス及び緑色パルスを反射し得る。白色ピクセルに対して、ミラー・アレイ２１８はすべての成分色を反射することができる。人間の目は、これらの成分色を自然に混合して明るい高解像度のイメージを形成する。
【００１６】
コントローラ２２０及びミラー・アレイ２１８は、ＤＬＰチップのような同じチップ上に具現化することも可能である。コントローラ２２０は、他のビデオ処理機能（図示されていない）を含むことも可能である。例えば、コントローラ２２０は、４８０ｉ（４８０垂直ライン・インターレース）ビデオ入力信号を７２０ｐ（７２０垂直ライン・プログレッシブ・スキャン（ノンインターレース））信号に上方変換することが可能であり、あるいは４：３のアスペクト比を持ったビデオ・イメージ（標準のテレビジョン）を１６：９のアスペクト比のイメージ（ワイドスクリーン）に引き伸ばすことも可能である。
【００１７】
次に図３を参照すると、光源２２８がカラー・フィルタ２２２、２２４、２２６を通して白色光のパルスを投射する。この例では、フィルタ２２２、２２４、２２６をプリズム・セット２３０内に組み込むことが可能である。この例では、プリズム・セット２３０は、３つの個別のプリズム、即ち、各成分色に対して１つのプリズムを含む。例えば、半導体製造技術を使ってプリズム・セット２３０上にフィルタ２２２、２２４、２２６を成長させることも可能である。そこで、白色光は、図２に関連して上述したように、成分色に分離される。
【００１８】
フィルタ２２２を通過した光がプリズム・セット２３０を通過する。そこで、その着色光パルスが、反射面２３２でミラー・アレイ２３８上に反射する。そのミラー・アレイ２３８は、フィルタ２２２の色を有する第１の光パルスに遭遇する。第１の光パルスがミラー・アレイ２３８に到達する時間を決定するために、プリズムの屈折率およびプリズムを通って移動する距離を使用することが可能である。フィルタ２２４を通過する光がプリズム・セット２３０を通過し、反射面２３４でミラー・アレイ２３８上に反射する。従って、ミラー・アレイ２３８は、フィルタ２２４の色を有する第２の光パルスに遭遇する。プリズムの屈折率およびプリズムを通って移動する距離が、第２の光パルスを第１の光パルスの後にミラー・アレイ２３８に到達させることになる。
【００１９】
フィルタ２２６を通過する光がプリズム・セット２３０を通過し、反射面２３６からミラー・アレイ２３８上に反射する。従って、ミラー・アレイ２３８は、フィルタ２２６の色を有する第３の光パルスに遭遇する。プリズムの屈折率およびプリズムを通って移動する距離が、第３の光パルスを第１および第２の光パルスの後にミラー・アレイ２３８に到達させることになる。
【００２０】
コントローラ２４０がミラー・アレイ２３８を用いて光源２２８のタイミングを調整する。各着色光パルスに対する色の成分を有する各ピクセルに対して、コントローラ２４０はミラー・アレイ２３８の対応したミラーを活性化する。それらミラーの活性化のタイミングは、フル・カラー・イメージを形成するように、着色光パルスのタイミングで調整される。ミラー・アレイ２３８における個々のミラーが速い連続の着色光パルスをディスプレイ・スクリーン（図示されていない）上に反射する。図３に示されたディスプレイ・システムは、後方投射ディスプレイ・システムまたは前方投射ディスプレイ・システムのいずれであってもよい。
【００２１】
次に図４に移ると、光源２４２がプリズム・セット２５０を通って白色光のパルスを投射する。この例では、プリズム・セット２５０は３つの個別のプリズム２５２、２５４、および２５６を、各成分色に対して１つだけ含む。各プリズムは、異なる色のプリズムであり得る。例えば、プリズム２５６は、青色のフィルタとして作用するように、および１.７７の屈折率（Rp）を提供するように、適正にドープされた Al2O3（サファイア）から成る。同様に、プリズム２５４は、別の屈折率を有する緑色のフィルタおよびプリズムを提供し、プリズム２５２は、更に別の屈折率を有する赤色のフィルタおよびプリズムを提供することが可能である。成分色の別の組合せも、本発明の範囲において使用することが可能である。
【００２２】
光源２４２からの白色光のパルスがプリズム２５２を通過し、反射面でミラー・アレイ２５８上に反射する。そのミラー・アレイはプリズム２５２の色を有する第１の光パルスに遭遇する。第１の光パルスがミラー・アレイ２５８に到達する時間を決定するために、プリズム２５２の屈折率およびプリズム２５２を通した移動距離を使用することが可能である。白色光のパルスはプリズム２５４も通過し、反射面でミラー・アレイ２５８上に反射する。ミラー・アレイはプリズム２５４の色を有する第２の光パルスに遭遇する。プリズム２５４の屈折率およびプリズム２５４を通した移動距離が、第１の光パルスの後に第２の光パルスをミラー・アレイ２５８に到達させることになる。
【００２３】
同時に、光はプリズム２５６も通過し、反射面でミラー・アレイ２５８上に反射する。ミラー・アレイはプリズム２５６の色を有する第３の光パルスに遭遇する。プリズム２５６の屈折率およびプリズム２５６を通した移動距離が、第１および第２の光パルスの後に第３の光パルスをミラー・アレイ２５８に到達させることになる。
【００２４】
コントローラ２６０がミラー・アレイ２５８を用いて光源２４２のタイミングを調整する。各着色光パルスに対する色の成分を有する各ピクセルに対して、コントローラ２６０はミラー・アレイ２５８の対応するミラーを活性化する。そのミラーの活性化のタイミングは、フル・カラー・イメージを形成するようにその着色光パルスのタイミングを用いて調整される。ミラー・アレイ２５８における個々のミラーが、速い連続の着色光パルスをディスプレイ・スクリーン（図示されていない）上に反射する。図４に示されたディスプレイ・システムは後方投射ディスプレイ・システムまたは前方投射ディスプレイ・システムのいずれであってもよい。
【００２５】
図５を参照すると、フィルタが光源に組み込まれたディスプレイ・システムの例が示される。光が３つの個別の光源２６２、２６４、２６６によって供給される。例えば、光源２６２は赤色光を供給し、光源２６４は緑色光を供給し、光源２６６は青色光を供給することができる。成分色の別の組合せも、本発明の範囲内で使用することが可能である。例えば、光源２６２、２６４、２６６は高輝度の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であってもよい。それらはプリズム・セット２７０内に物理的に組み込まれても、または組み込まれなくてもよい。
【００２６】
光源２６２からの光パルスがプリズム・セット２７０を通過し、反射面２７２でミラー・アレイ２７８上に反射する。そのミラー・アレイは、光源２６２の色を有する第１の光パルスに遭遇する。第１の着色光パルスがミラー・アレイ２７８に到達する時間を決定するために、プリズムの屈折率およびプリズムを通した移動距離を使用することが可能である。光源２６４からの光パルスがプリズム・セット２７０を通過し、反射面２７４でミラー・アレイ２７８上に反射する。そのミラー・アレイは、光源２６４の色を有する第２の光パルスに遭遇する。第２の着色光パルスがミラー・アレイ２７８に到達する時間を決定するために、プリズムの屈折率およびプリズムを通した移動距離を使用することが可能である。
【００２７】
同時に、光源２６６からからの光パルスがプリズム・セット２７０を通過し、反射面２７６でミラー・アレイ２７８上に反射する。ミラー・アレイは、光源２６６の色を有する第３の光パルスに遭遇する。第３の着色光パルスがミラー・アレイ２７８に到達する時間を決定するために、プリズムの屈折率およびプリズムを通過した距離を使用することが可能である。
【００２８】
コントローラ２８０がミラー・アレイ２７８を用いて光源２６２、２６４、２６６のタイミングを調整する。各着色光パルスに対する色の成分を有する各ピクセルに対して、コントローラ２８０は、ミラー・アレイ２７８の対応するミラーを活性化する。それらミラーの活性化のタイミングは、フル・カラー・イメージを形成するように、着色光パルスのタイミングで調整される。ミラー・アレイ２７８における個々のミラーは、速い連続の着色光パルスをディスプレイ・スクリーン（図示されていない）上に反射する。図５に示されたディスプレイ・システムは、後方投射ディスプレイ・システムまたは前方投射ディスプレイ・システムのいずれであってもよい。
【００２９】
そのプリズムを有することは、３つのダイオード（ＬＥＤ）すべてを同時に発光させることを可能にし、それぞれのダイオードを個別に発光させるように調節する個別のコントローラ素子を不要にする。更に、ＬＥＤが物理的に組み込まれる場合、その構造が更に容易になり、すべてのＬＥＤが同時に発光する場合には更に融通性のあるものになるに違いない。しかし、別の実施例では、ＬＥＤは、連続的な着色光パルスを生じさせるために個別に発光することも可能である。その場合、プリズムは不必要であろう。
【００３０】
図６および図７は、本発明の実施例に従って、着色光パルスに対するタイミングを示す。更に詳しく云えば、図６を参照すると、各サイクルの始めに、白色光のパルスが光源によって供給される。短い遅延の後、例えば赤のような第１の色のパルスがミラー・アレイに到達する。次に、例えば緑のような第２の色のパルスがミラー・アレイに到達する。その第２のパルスは、上述のように、プリズムを通過する距離およびそのプリズムに対する屈折率を平衡させることによって正確に遅延することが可能である。更なる遅延の後、例えば青のような第３の色を有する第３の光パルスがミラー・アレイに到達する。
【００３１】
明らかなように、ミラー・アレイは、各サイクルの間、赤色のパルス、緑色のパルス、および青色のパルスに遭遇する。次に、コントローラは、ミラーに対応するピクセルが現在の色の成分を持つべきかどうかに従って個々の各ミラーをオンまたはオフにすることが可能である。例えば、或るミラーは、３つの成分色すべてを反射するように１つのサイクル全体の間オンにされたままとなり得るし、その結果、白色のピクセルを生じさせることになる。もう１つの例では、或るミラーは、赤色のパルスおよび緑色のパルスの期間中オンにされ、青色のパルスの期間中オフにされたままとなり得るし、その結果、黄色のピクセルを生じさせることになる（赤色光＋緑色光＝黄色光）。人間の目は、適切な色を見るために光の成分を自然に混合する。
【００３２】
図７は、着色光パルスを重畳することに関する例を示す。各サイクルの始めに白色光のパルスが光源によって供給される。わずかな遅延の後、例えば赤色のような第１の色のパルスがミラー・アレイに到達する。次に、例えば緑色のような第２の色のパルスがミラー・アレイに到達する。その第２のパルスは、上述のように、プリズムを通過する距離およびそのプリズムに対する屈折率を平衡させることによって正確に遅延させることが可能である。更なる遅延の後、例えば青色のような第３の色を有する第３の光パルスがミラー・アレイに到達する。
【００３３】
しかし、この例では、赤色パルスが終了する前に緑色パルスが始まり、緑色パルスが終了する前に青色パルスが始まる。次のサイクルが始まる前に、赤色パルスが先行サイクルからの青色パルスに重畳する。従って、ミラー・アレイは、赤色、緑色、および青色の光を反射する他に、これらの光成分の混合したものを反射することも可能である。所与のサイクル中、ミラー・アレイは赤色、黄色、緑色、青緑色（シアン色）、青色、およびマゼンダ色に遭遇する。
【００３４】
図８は、本発明の実施例に従ってディスプレイ・システムのオペレーションを示すフローチャートである。オペレーションが開始し、光源が白色光のパルスを発光する（ブロック４０２）。しかる後、コントローラが第１の色の光パルスの始まりを待ち（ブロック４０４）、第１の色の成分を有する各ピクセルに対するミラーをオンにする（ブロック４０６）。
【００３５】
次に、コントローラは、第２の色の光パルスの始まりを待ち（ブロック４０８）、第２の色の成分を有する各ピクセルに対するミラーをオンにする（ブロック４１０）。しかる後、コントローラは、第３の色の光パルスの始まりを待ち（ブロック４１２）、第３の色の成分を有する各ピクセルに対するミラーをオンにする（ブロック４１４）。
【００３６】
終了状態が存在するかどうかに関する決定が行われる（ブロック４１６）。例えば、ディスプレイ・システムがパワー・ダウンされる場合、または無効入力信号が受信される場合、終了状態が存在することになろう。終了状態が存在する場合、オペレーションが終了する。そうでない場合、オペレーションはブロック４０２に戻り、次のサイクルに対する次の白色光パルスを発射させる。
【００３７】
図８における例示的なフローチャートは、３つの成分色を有するディスプレイ・システムのオペレーションを示す。しかし、例えば図７に示されるように、３つよりも多くの成分色が使用される場合には、オペレーションを修正することが可能である。コントローラは、着色光パルスが反射するタイミングまたはプリズム・セットによって屈折されるタイミングあるいはその両方でもって、ミラー・アレイにおけるミラーの活性化のタイミングをとる。着色光パルスのタイミングは、移動した距離に対する適切な値およびプリズム・セットの各プリズムに対する屈折率を選択することによって正確に決定することが可能である。
【００３８】
従って、本発明は、小さいフォーム・ファクタ（形状因子）を有するディジタル光処理ディスプレイ・システムを提供することによって従来技術の欠点を克服する。更に、ホィールおよびモータを排除することによって、本発明のディスプレイ・システムはわずかな可動部品しか有さず、従って、機械的故障の可能性を少なくする。着色フィルタがプリズム・セットに組み込まれてもよく、あるいは光源に組み込まれてもよい。更に、光源またはプリズム・セットあるいはその両方をＶＬＳＩ設計に容易に適応させることも可能である。例えば、フィルタおよびプリズム構造は、ミラー・アレイと同じ技術を使用して製造することが可能である。
【００３９】
本発明に関する説明は図解および記述を目的に行われたものであり、網羅的であることまたは開示された形式における発明に限定されることを意図するものではない。当業者にとっては、多くの修正および変更が明らかであろう。実施例は、発明の原理および実用的アプリケーションを最もよく説明するために、および当業者が、意図する特定の用途に適するように種々の修正を伴う種々の実施例に関して発明を理解することを可能にするために、選択および開示された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】一般的なディジタル光処理ディスプレイ・システムの例を示す図である。
【図２】本発明の実施例によるディスプレイ・システムの１つを示す図である。
【図３】本発明の実施例によるディスプレイ・システムの１つを示す図である。
【図４】本発明の実施例によるディスプレイ・システムの１つを示す図である。
【図５】本発明の実施例によるディスプレイ・システムの１つを示す図である。
【図６】本発明の実施例による着色光パルスに対するタイミングを示す図である。
【図７】本発明の実施例による着色光パルスに対するタイミングを示す図である。
【図８】本発明の実施例によるディスプレイ・システムのオペレーションを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
２０２、２０４、２０６：フィルタ
２０８：光源
２１０：プリズム・セット
２１２、２１４、２１６：反射面
２１８：ミラー・アレイ
２２０：コントローラ
【図１】
2006195454.tif 000003
【図２】
2006195454.tif 000004
【図３】
2006195454.tif 000005
【図４】
2006195454.tif 000006
【図５】
2006195454.tif 000007
【図６】
2006195454.tif 000008
【図７】
2006195454.tif 000009
【図８】
2006195454.tif 000010