(57)【要約】  投影システムに制御器が設けられ、当該制御器は、当該投影システムの光源の発光デバイスを、当該発光デバイスの動作寿命、及びピーク白及び／又はより精密なグレースケールを与える能力を増強する要領で駆動するよう装備されている。
2007535709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影装置における動作方法であって、
視覚的イメージの１又はそれより多くのフレームの信号を受け取るステップと、
第１の実質的に一定レベルの電流を与えて、光源の第１の発光デバイスをフレーム周期の第１の部分の間駆動して、前記第１の発光デバイスが第１の色の光を前記フレーム周期の第１の部分中に発するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングするステップであって、前記第１の発光デバイスは、当該第１の発光デバイスを駆動するため用いられる駆動電流に少なくとも一部分依存する動作寿命特性を有し、前記の与えられる第１の実質的に一定レベルの電流は、少なくとも、前記第１の発光デバイスの動作寿命特性の駆動電流に対する依存性、及び全フレーム周期の大きさに対する前記フレーム周期の第１の部分の大きさを考慮して選択される、前記視覚的イメージのフレームを与えるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記第１の色は、赤の原色、青の原色及び緑の原色の中の選択された１つであることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記フレーム周期の第１の部分の大きさは全フレーム周期の約１／ｎであり、前記の与えられる第１の実質的に一定レベルの電流は１／ｎに実質的に反比例し、ｎは整数であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、第２の実質的に一定レベルの電流を与えて、前記光源の第２の発光デバイスを前記フレーム周期の第２の部分の間駆動して、前記第２の発光デバイスが第２の色の光を前記フレーム周期の第２の部分中に発するようにして、前記視覚的イメージの同じフレームを与えるステップであって、前記第２の発光デバイスは、当該第２の発光デバイスを駆動するため用いられる駆動電流に依存する動作寿命特性を有し、前記の第２の実質的に一定のレベルは、少なくとも、前記第２の発光デバイスの動作寿命特性の駆動電流に対する依存性、及び全フレーム周期の大きさに対する前記フレーム周期の第２の部分の大きさを考慮して選択される、前記視覚的イメージの同じフレームを与えるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、前記第１の色は、赤の原色、青の原色、及び緑の原色の中の選択された１つであり、前記第２の色は、選択されなかった原色の中の選択された１つであることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４記載の方法において、第１及び第２の実質的に一定レベルの電流を与えて、前記光源の第１及び第２の発光デバイスをそれぞれ前記フレーム周期の第３の部分の間駆動して、前記第１及び第２の発光デバイスが第１及び第２の色の光をそれぞれ前記フレーム周期の第３の部分中に発するようにして、前記のイメージ・フレームをレンダリングするステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、組み合わされた前記第１及び第３の部分の大きさは前記フレーム周期の約１／ｎであり、前記の与えられる第１の実質的に一定レベルの電流は１／ｎに実質的に反比例し、ｎは整数であることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法において、組み合わされた前記第２及び第３の部分の大きさは前記フレーム周期の約１／ｎであり、前記の与えられる第２の実質的に一定レベルの電流は１／ｎに実質的に反比例し、ｎは整数であることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項６記載の方法において、第１及び第２の実質的に一定レベルの電流を与えて、前記光源の第１及び第２の発光デバイスをそれぞれ前記フレームの第３の部分の間駆動する前記のステップは、レンダリングされている前記視覚的イメージのフレームのコンテンツに少なくとも一部分基づいて条件付きで実行されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、前記第１、第２及び第３の部分の大きさを動的に選択するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、第１の実質的に一定レベルの電流を与える前記のステップは、代わりに第１の可変レベルの電流を前記フレーム周期の第１の部分の間に与えるステップを含み、前記の与えられる第１の可変レベルの電流の時間平均は、少なくとも、前記第１の発光デバイスの動作寿命特性の駆動電流に対する依存性、及び全フレーム周期の大きさに対する前記フレーム周期の第１の部分の大きさを考慮して選択されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、前記フレーム周期の第１の部分中に与えられる前記の可変レベルの電流は、１又はそれより多くのステップを有するステップ関数、及び複数の鋸歯状波形を有する鋸歯状波関数から成る関数グループから選択されたフォーム・ファクタを有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の方法において、前記フレーム周期の第１の部分中に与えられる前記第１の可変レベルの電流が、非線形に変動することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の方法において、光弁を前記フレーム周期の第１の部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフするステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、光弁を選択的にオン及びオフする前記ステップは、マイクロミラー・デバイスの１又はそれより多くのマイクロミラーを前記フレーム周期の第１の部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフするステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
投影装置における動作方法であって、
視覚的イメージの１又はそれより多くのフレームの信号を受け取るステップと、
第１のレベルの電流を与えて、光源の第１の発光デバイスをフレーム周期の第１の部分の間駆動して、前記第１の発光デバイスが第１の色の光を前記フレーム周期の第１の部分中に発するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングするステップと、
第２のレベルの電流を与えて、前記光源の第２の発光デバイスを前記フレーム周期の第２の部分の間駆動して、前記第２の発光デバイスが第２の色の光を前記フレーム周期の第２の部分中に発するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングするステップと、
第１及び第２のレベルの電流を与えて、前記光源の第１及び第２の発光デバイスを前記フレーム周期の第３の部分の間駆動して、前記第１及び第２の発光デバイスが第１及び第２の色をそれぞれ前記フレーム周期の第３の部分中に発するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、第１及び第２のレベルの電流を与えて、前記光源の第１及び第２の発光デバイスをそれぞれ前記フレームの第３の部分の間駆動する前記ステップは、レンダリングされている前記視覚的イメージのフレームのコンテンツに少なくとも一部分基づいて条件付きで実行されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、前記第１、第２及び第３の部分の大きさを動的に選択するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の方法において、第１のレベルの電流を前記第１の発光デバイスに与える前記ステップと、第２のレベルの電流を前記第２の発光デバイスに与える前記ステップと、前記第１及び第２のレベルの電流を前記第１及び第２の発光デバイスのそれぞれに共同で与える前記のステップとの中の少なくとも１つは、可変レベルの電流を与えるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、光弁を前記フレーム周期の対応する部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフするステップを更に含むことを特徴とする方法。。
【請求項２１】
投影装置における動作方法であって、
視覚的イメージの１又はそれより多くのフレームの信号を受け取るステップと、
第１の可変レベルの電流を与えて、光源の発光デバイスをフレーム周期の一部分の間駆動して、前記発光デバイスが或る色の光を前記フレーム周期の一部分中に可変で発するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングするステップと、
光弁を前記フレーム周期の一部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法において、前記フレーム周期の一部分中に与えられる前記可変レベルの電流は、１又はそれより多くのステップを有するステップ関数と、複数の鋸歯状波形を有する鋸歯状波関数とから成る関数グループから選択されたフォーム・ファクタを有することを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２１記載の方法において、前記フレーム周期の一部分中に与えられる前記可変レベルの電流は、非線形に変動することを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２１記載の方法において、光弁を選択的にオン及びオフする前記ステップは、マイクロミラー・デバイスの１又はそれより多くのマイクロミラーを前記フレーム周期の一部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフするステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
投影装置における動作方法であって、
第１の有色の光源を第１の時間的に変化する光の強度となるよう第１の期間中制御するステップと、
ピクセルに対して所望のグレースケールを達成することに寄与するため、前記ピクセルの光弁をオン状態に前記第１の期間の少なくとも一部分の間に相補的に制御するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、第２の有色の光源を第２の時間的に変化する光の強度となるよう第２の期間中制御するステップと、ピクセルに対して所望のグレースケールを達成することに更に寄与するため、前記ピクセルの光弁をオン状態に前記第２の期間の少なくとも一部分中に相補的に制御するステップと、を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
投影光学機器と、
前記投影光学機器に光学的に結合されて、光を前記投影光学機器に放出する光源と、
前記光源に電気的に結合されて、前記光源による光の放出を制御する制御器とを備え、
第１の実質的に一定レベルの電流を与えて、前記光源の第１の発光デバイスをフレーム周期の第１の部分の間駆動して、前記第１の発光デバイスが第１の色の光を前記フレーム周期の第１の部分中に放出するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングすることを含み、
前記第１の発光デバイスが、当該第１の発光デバイスを駆動するため与えられる駆動電流に依存する動作寿命特性を有し、
前記の与えられる第１の実質的に一定レベルの電流が、少なくとも、前記動作寿命特性の駆動電流に対する依存性、及び全フレーム周期の大きさに対する前記フレーム周期の第１の部分の大きさを考慮して選択されることを特徴とする投影装置。
【請求項２８】
請求項２６記載の投影装置において、前記制御器が更に、前記光源に結合されて、第２の実質的に一定レベルの電流を与えて、前記光源の第２の発光デバイスを前記フレーム周期の第２の部分の間駆動して、前記第２の発光デバイスが第２の色の光を前記フレーム周期の第２の部分中に放出するようにして、前記視覚的イメージの同じフレームをレンダリングし、
前記第２の発光デバイスが、当該第２の発光デバイスを駆動するため与えられる駆動電流に依存する動作寿命特性を有し、
前記の第２の実質的に一定のレベルが、少なくとも、前記動作寿命特性の駆動電流に対する依存性、及び全フレーム周期の大きさに対する前記フレーム周期の第２の部分の大きさを考慮して選択されることを特徴とする投影装置。
【請求項２９】
請求項２８記載の投影装置において、前記制御器が更に、前記光源に結合されて、第１及び第２の実質的に一定レベルの電流を与えて、前記光源の第１及び第２の発光デバイスをそれぞれ前記フレーム周期の第３の部分の間駆動して、前記第１及び第２の発光デバイスが第１及び第２の色をそれぞれ前記フレーム周期の第３の部分中に放出するようにして、前記のイメージ・フレームをレンダリングすることを特徴とする投影装置。
【請求項３０】
請求項２９記載の投影装置において、前記制御器が更に、第１及び第２の実質的に一定レベルの電流を与えて、前記光源の第１及び第２の発光デバイスをそれぞれ前記フレームの第３の部分の間、レンダリングされている前記のイメージ・フレームのコンテンツに少なくとも一部分基づいて条件付きで駆動するよう設けられていることを特徴とする投影装置。
【請求項３１】
請求項３０記載の投影装置において、前記制御器が更に、前記第１、第２及び第３の部分の大きさを動的に選択するよう設けられていることを特徴とする投影装置。
【請求項３２】
請求項２７記載の投影装置において、前記制御器が、第１の実質的に一定レベルの電流を与えることを、代わりに第１の可変レベルの電流を前記フレーム周期の第１の部分の間に与えることにより実行するよう設けられ、
前記の与えられる第１の可変レベルの電流の時間平均が、少なくとも、前記動作寿命特性の駆動電流に対する依存性、及び全フレーム周期の大きさに対する前記フレーム周期の第１の部分の大きさを考慮して選択されることを特徴とする投影装置。
【請求項３３】
請求項３２記載の投影装置において、前記投影光学機器は光弁を備え、前記制御器は更に前記光弁に電気的に結合され、前記光弁を前記フレーム周期の第１の部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフするよう設けられていることを特徴とする投影装置。
【請求項３４】
請求項３３記載の投影装置において、前記光弁はマイクロミラー・デバイスを含み、前記制御器は前記マイクロミラー・デバイスの１又はそれより多くのマイクロミラーを前記フレーム周期の第１の部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフするよう設けられていることを特徴とする投影装置。
【請求項３５】
投影光学機器と、
前記投影光学機器に光学的に結合されて、光を前記投影光学機器に放出する光源と、
前記光源に電気的に結合された制御器であって、
第１のレベルの電流を与えて、前記光源の第１の発光デバイスをフレーム周期の第１の部分の間駆動して、前記第１の発光デバイスが第１の色の光を前記フレーム周期の第１の部分中に放出するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングし、更に
第２のレベルの電流を与えて、前記光源の第２の発光デバイスを前記フレーム周期の第２の部分の間駆動して、前記第２の発光デバイスが第２の色の光を前記フレーム周期の第２の部分中に放出するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングし、更に
第１及び第２のレベルの電流を与えて、前記光源の第１及び第２の発光デバイスを前記フレーム周期の第３の部分の間駆動して、前記第１及び第２の発光デバイスが第１及び第２の色の光を前記フレーム周期の第３の部分中に放出するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングする前記制御器と、
を含むことを特徴とする投影装置。
【請求項３６】
請求項３５記載の投影装置において、前記制御器が、前記第１及び第２のレベルの電流を与える前記のことを実行し、前記光源の第１及び第２の発光デバイスをそれぞれ第３の部分の間、レンダリングされている前記視覚的イメージのフレームのコンテンツに少なくとも一部分基づいて条件付きで駆動するよう設けられていることを特徴とする投影装置。
【請求項３７】
請求項３６記載の投影装置において、前記制御器は、更に、前記第１、第２及び第３の部分の大きさを動的に選択するよう設けられていることを特徴とする投影装置。
【請求項３８】
請求項３６記載の投影装置において、前記制御器は、第１のレベルの電流を前記第１の発光デバイスに与える前記のこと、第２のレベルの電流を前記第２の発光デバイスに与える前記のこと、及び前記第１及び第２のレベルの電流を前記第１及び第２の発光デバイスのそれぞれに共同して与える前記のことのうちの少なくとも１つを、可変レベルの電流を与えることにより実行するよう設けられていることを特徴とする投影装置。
【請求項３９】
請求項３６記載の投影装置において、前記投影光学機器は光弁を備え、前記制御器が更に、前記光弁に電気的に結合され、前記光弁を前記フレーム周期の対応の部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフするよう設けられていることを特徴とする投影装置。
【請求項４０】
光弁を含む投影光学機器と、
前記投影光学機器に光学的に結合されて、光を前記投影光学機器に放出する光源と、
前記光源及び前記光弁に電気的に結合された制御器であって、
可変レベルの電流を与えて、前記光源の発光デバイスをフレーム周期の一部分の間駆動して、前記発光デバイスが或る色の光を前記フレーム周期の一部分中に可変で放出するようにして、前記視覚的イメージのフレームをレンダリングし、更に
前記光弁を前記フレーム周期の一部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフする前記制御器と、
を備えていることを特徴とする投影装置。
【請求項４１】
請求項４０記載の投影装置において、前記光弁はマイクロミラー・デバイスを備え、前記制御器は、前記マイクロミラー・デバイスの１又はそれより多くのマイクロミラーを前記フレーム周期の一部分中に１又はそれより多くの回数選択的にオン及びオフすることにより前記光弁を選択的にオン及びオフする前記のことを実行するよう設けられていることを特徴とする投影装置。
【請求項４２】
光弁を含む投影光学機器と、
前記投影光学機器に光学的に結合されて、光を前記投影光学機器に放出する光源と、
前記光源及び前記光弁に電気的に結合された制御器であって、
第１の有色の光源を第１の時間的に変化する光の強度となるよう第１の期間中制御し、更に
ピクセルに対する所望のグレースケールを達成することに寄与するため、前記ピクセルの光弁をオン状態に前記第１の期間の少なくとも一部分中に相補的に制御するよう適合された前記制御器とを備えていることを特徴とする投影装置。
【請求項４３】
請求項４２記載の投影装置において、前記制御器が更に、第２の有色の光源を第２の時間的に変化する光の強度となるよう第２の期間中制御し、且つ前記ピクセルに対する所望のグレースケールを達成することに更に寄与するため前記ピクセルの光弁をオン状態に前記第２の期間の少なくとも一部分中に相補的に制御するよう適合されていることを特徴とする投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［背景］
本発明は、イメージ投影の分野に関する。
或る一定の数の発光デバイスのうちの選択されたものを連続的にオン及びオフすることにより、イメージ（像）、より詳細にはイメージ・フレームを表示するよう設計された多数の投影システムが、提案されてきた。典型的には、発光デバイスのそれぞれは、原色、例えば、赤、緑、又は青の光を発する。典型的には、発光デバイスのそれぞれは、その駆動電流設計点に従って駆動され、それは、多くの場合、発光デバイスが妥当な長さの動作寿命を有する妥当な機会を有することを可能にするよう選択される。
【０００２】
その上、これらの投影システムの多くは、光弁を用いて、表示されているイメージ・フレームの各ピクセルの色を制御する。光弁は、例えば、マイクロミラー・デバイス（例えば、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（テキサス州ダラス）からのＤＬＰ（登録商標）デバイス）であり、そしてピクセルの色は、マイクロミラー・デバイスの１又はそれより多くのマイクロミラーのオン又はオフ状態を、有色の照射光と同期したマイクロミラー・デバイスのパルス幅変調を介して制御することにより制御される。（光弁の中の）マイクロミラーの一部の応答性（応答時間）の限界に起因して、これらの投影システムの多くは、暗いシーンを効果的にイメージング（像を生成）する難しさを有する。一例は、映画の夜のシーンである。典型的には、時間的及び／又は空間的ディザリングを必要とする。時間的ディザリングは、異なるフレーム周期にわたる色制御を介した色（及びグレースケール）効果を達成することを意味し、一方空間的ディザリングは、異なるピクセルにわたる色制御を介した色（及びグレースケール）効果を達成することを意味する。これらのディザリング技術の一方又は両方の実施は、操作の複雑さ及びコストを追加することになる（それは、高い計算パワー・イメージ処理ＡＳＩＣが空間的及び／又は時間的ディザリングを実行するため必要となるからである。）。その上、これらのディザリング技術は、イメージ・アーチファクト、即ち、雑音又は「スノー（ｓｎｏｗ）」の出現、又はより暗いイメージにおけるイメージの詳細の欠如、及び移動物体のぶれをもたらす。
【０００３】
非ＣＲＴ投影システムが苦しめられる別の問題は、ＣＲＴディスプレイができるような「ピーク白」をイメージ・フレームの小さい範囲に与える能力が無いことである。
本発明の実施形態が、添付図面により説明され、それらの図面においては、類似の参照番号は、類似の構成要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
本発明の実施形態は、投影システムの光源の発光デバイスを駆動する方法、及び当該方法を実施するための論理を組み込む投影システムを含むが、これらに限定されるものではない。
【０００５】
以下の記載において、本発明の実施形態の様々な局面が、説明されるであろう。しかしながら、他の実施形態が説明される局面のほんの一部又はその全てを用いて実施され得ることが当業者には明らかであろう。説明のため、特定の数、材料及び構成が、実施形態の完全な理解を与えるため記載されている。しかしながら、他の実施形態が特定の詳細無しに実施され得ることが当業者に明らかであろう。他の場合、周知の特徴は、説明を不明瞭にしないため、省略又は単純化されている。
【０００６】
様々な動作は、実施形態を理解するのに最も助けとなる要領で複数の別々の動作として順に説明されるが、しかし説明の順序は、これらの動作が必ずしもこの順序に依存することを課するように解釈されるべきでない。特に、これらの動作は、説明の順序で実行される必要はない。
【０００７】
句「一実施形態において」を繰り返し用いる。この句は、一般的に、同じ実施形態を指すのではないが、同じ実施形態を指してもよい。用語「備える」、「有する」、及び「含む」は、文脈がさもなくて要求しない場合同義である。
【０００８】
ここで図１を参照すると、一実施形態に従った投影システムの或る数の機能ブロックを示すブロック図が示されている。図示されているように、投影システム１００は、互いに光学的に結合されている光源１０２及び投影光学機器１０４を含む。即ち、光源１０２は、光を与えることにより、投影光学機器１０４と光学的に協働して、ビデオのイメージ・フレームであり得る所望のイメージを表示することを共同で達成する。
【０００９】
この説明の目的のため、静止イメージが、唯１つのフレームが存在する縮退した又は特別のビデオと見なし得る。従って、静止イメージ及びビデオの両方の用語は、以下の説明で用いられ、そしてそれらは、本発明を一方か又は他方かのレンダリングに制限するよう解釈されるべきでない。更に、フレームは、典型的には、ピクセルの或る一定の数のラインから成り、それは、フレーム周期と呼ばれる期間に、選択された色の光を与えることを制御することによりレンダリングされる。色は、原色であってよく、そしてサブ期間と呼ばれるフレーム周期の複数の部分に順に与えられる。
【００１０】
以下でより詳細に説明されるように、様々な実施形態において、光源１０２は、多数の発光デバイスを含む。より詳細には、様々な実施形態において、発光デバイスは、光を対応する原色で出力するよう設計された原色発光デバイスであり得る。特に、様々な実施形態において、発光デバイスは、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり得る。
【００１１】
更に、様々な実施形態において、投影光学機器１０４は、光弁を含む。より詳細には、様々な実施形態において、光弁は、レンダリングされているイメージ・フレームの様々なピクセルの色の制御を促進するため多数のマイクロミラーを有するマイクロミラー・デバイスであり得る。
【００１２】
図１の実施形態については、投影システム１００はまた、制御器１０６を含み、当該制御器１０６は、光源１０２及び投影光学機器１０４に電気的に結合されている。制御器１０６は、例えば、ビデオ信号を入力として受け取り、そしてそれに従って光源１０２及び投影光学機器１０４を制御して、ビデオ信号のイメージ・フレームのレンダリングを達成する。
【００１３】
以下でより詳細に説明されるように、制御器１０６は、光源１０２の発光デバイスを、多数の有利な駆動スキームのうちの選択された又は導出された１つで駆動し、そしてオプションで、投影光学機器１０４の光弁を相補的要領で制御する。結果的に、光源１０２の発光デバイスは、所望のより長い動作寿命を有し、しかもなお、投影システム１００はまた、改善されたグレー・レベル及び／又は改善されたピーク白を有するイメージ・フレームをレンダリングする。
【００１４】
図２は、一実施形態に従った光源１０２及び投影光学機器１０４を更に詳細に示す。図示されるように、この実施形態については、光源１０２は、駆動されたとき（即ち、電流が印加されたとき）様々な原色、例えば、赤、緑及び青の光を発する発光デバイス２０２Ｒ、２０２Ｇ及び２０２Ｂを含み、これらは、それぞれ赤、緑及び青の発光ダイオードであり得る。
【００１５】
投影光学機器１０４は、図示のように、ダイクロイック・コンバイナ２０４、光インテグレータ２０６、ミラー２０８、及びマイクロミラー・デバイス２１０を含み、これらは、互いに、そして発光デバイス２０２Ｒ、２０２Ｇ及び２０２Ｂに光学的に結合される。マイクロミラー・デバイス２１０は、特に、多数のマイクロミラーを含む。
【００１６】
前に説明したように、発光デバイス２０２Ｒ、２０２Ｇ及び２０２Ｂ、及びマイクロミラー・デバイス２１０は、制御器１０６に電気的に結合され、そして当該制御器１０６により制御されて、動作中に、レンダリングされているイメージ・フレームの様々なピクセルの色を制御し得る。
【００１７】
従って、制御器１０６が光源１０２の発光デバイス及び投影光学機器１０４の光弁の動作を有利に制御する仕方を除いて、投影システム１００は、広範囲の投影システムを表す。特に、代替実施形態において、発光デバイス２０２Ｒ、２０２Ｇ及び２０２Ｂ及びマイクロミラー・デバイス２１０の代わりに、光源１０２及び投影光学機器１０４には、レンダリングされているイメージ・フレームの様々なピクセルの色の制御を促進するため、他の種類の発光デバイス及び光弁のそれぞれに設けられてもよい。
【００１８】
図３ａから図３ｄは、制御器１０６が光源１０２の発光デバイスを様々な実施形態に従って駆動する様々なスキームを示す。図示の実施形態については、発光デバイスのそれぞれが妥当な長さの動作寿命を有する妥当な機会を有することを可能にするよう選択された駆動電流設計点（ＨＤＣ）３０６ｂを有することが想定されている。更に、制御器１０６は、発光デバイスをフレーム周期３０２の連続したサブ期間３０２ａ−３０２ｃ／３０２ｄに連続的に駆動する。
【００１９】
図３ａに示されるように、第１の実施形態においては、制御器１０６は、駆動回路（図示せず）が或るレベルの電流（ＨＡＤＪ）をフレーム周期３０２のサブ期間１（ＳＰ１）３０２ａ中に与えて（以下、単純に「与える」と記す。）、発光デバイスを駆動（３０４Ｂ）して、原色の青を発光させるようにする。同様に、制御器１０６は、或るレベルの電流（ＨＡＤＪ）をフレーム周期３０２のサブ期間２（ＳＰ２）３０２ｂ中及びフレーム周期３０２のサブ期間３（ＳＰ３）３０２ｃ中に「与えて」、他の２つの発光デバイスを駆動（３０４Ｒ及び３０４Ｇ）して、原色の赤及び原色の緑のそれぞれを発光させるようにする。
【００２０】
発光デバイスがそれらの設計された／期待された動作寿命を有する可能性を増強するため、電流レベルＨＡＤＪは、フレーム周期３０２の大きさに対するサブ期間（ＳＰ１−ＳＰ３，３０２ａ−３０２ｃ）のそれぞれの大きさを考慮して調整された駆動電流設計点ＨＤＣである。より詳細には、この実施形態については、サブ期間（ＳＰ１−ＳＰ３，３０２ａ−３０２ｃ）のそれぞれがフレーム周期３０２の大きさの約１／３であるので、電流レベルＨＡＤＪは、ＨＤＣの電流レベルの約３倍である。代替実施形態においては、輝度とＬＥＤ寿命との間の所望のトレードオフに応じて、ＨＡＤＪは、ＨＤＣの電流レベルの３倍より幾分高く又は低くし得る。
【００２１】
理解を容易にするため、図３ａの実施形態は、発光デバイスのそれぞれが同じ駆動電流設計点ＨＤＣを有し、そしてサブ期間（ＳＰ１−ＳＰ３，３０２ａ−３０２ｃ）のそれぞれが同じ大きさを有する場合について説明した。代替実施形態においては、発光デバイスのそれぞれの駆動電流設計点及び／又はサブ期間のそれぞれの大きさが、異なっていてもよい。それとは関係なく、それぞれのケースにおいて、実施形態に関して、印加される電流は、フレーム周期の大きさに対する特定のサブ期間の大きさ、及びＬＥＤの特定の特性を考慮して調整される駆動電流設計点である。
【００２２】
図３ｂは、別の実施形態に従って光源１０２の発光デバイスを駆動する別のスキームを示す。図３ｂの実施形態は、次の点を除いて、図３ａの実施形態に似ている。その点とは、フレーム周期３０２に関して、制御器１０６が、発光デバイスを連続的に駆動して、複数の原色を３つのサブ期間３０２ａ−３０２ｃに発光させるようにすることに加えて、電流を与えて、全部の発光デバイスを第４のサブ期間３０２ｄに同時に駆動して、白色光を与えることである。従って、この実施形態は、投影システム１００が改善されたピーク白をイメージ・フレームに関して与えることを有利に可能にする。
【００２３】
様々な実施形態において、追加のサブ期間３２０ｄは、イメージ・フレームのコンテンツがピーク白の照明を必要とするときのみ含められる。更に、様々な実施形態において、印加される電流は、フレーム周期３０２の大きさに対するサブ期間３０２ａ−３０２ｄのうちの２つのサブ期間の大きさを考慮して調整される駆動電流設計点にある。換言すると、ＨＡＤＪは、ＨＤＣの約２倍である（それは、サブ期間３０２ａ−３０２ｄのうちの２つのサブ期間がフレーム周期３０２の約半分であるからである。）。
【００２４】
図３ｃから図３ｄは、２つの実施形態に従って光源１０２の発光デバイスを駆動する更に別の２つのスキームを示す。図３ｃ及び図３ｄの実施形態は、次の点を除いて図３ａの実施形態と似ている。その点とは、制御器１０６が電流を発光デバイスに一定レートで与える代わりに、電流を可変させてサブ期間中に与えることである。図３ｃの実施形態については、電流の可変の印加は、ステップ関数（１つのステップを有する）のフォーム・ファクタ（ｆｏｒｍ  ｆａｃｔｏｒ）を有するのに対して、図３ｄの実施形態については、電流の可変の印加が、時間に対して線形に変わるフォーム・ファクタを有する。代替実施形態においては、電流の可変の印加が、２又はそれより多くのステップを有するステップ関数、或る数の鋸歯状形波を有する鋸歯状波関数、又は線形又は非線形に変動する他の関数のフォーム・ファクタを有する。
【００２５】
マイクロミラー・デバイスのマイクロミラーのような投影光学機器１０４の光弁を制御することにより、相補的要領で（例えば、図３ｅ参照）、グレー・レベルの増大された細分性（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）が、得られる。［「オン／オフ」持続時間が応用に依存していることに注目されたい。］この動作モードにおいては、デジタル（オン−オフ）光弁ピクセルの２値重み付けされたパルス幅変調を必要としない。むしろ、ピクセルの光弁は、「オン」状態に、所望のピクセル輝度を達成するため要求される時間の長さの間保持される。ピクセル輝度は、ピクセルの光弁がオンにされた時間からピクセルの光弁がオフにされる時間までのピクセル輝度の時間積分である。グレースケールを達成するため２値重み付けされたパルス幅変調を必要としないことにより、動きアーチファクトが低減される。この動作モードは、駆動電子機器のコストを低減しそうである。それは、計算処理要件が標準の２値パルス幅変調駆動スキームが要求する計算処理要件よりはるかに少なそうであるからである。非線形電流駆動スキーム（例えば、電流を時間に対して指数関数的に増大させる）は、低いレベル・グレースケール・イメージを正確に再生するため、線形駆動より良好そうであろう。しかしながら、計算処理要件は、増大しそうで、そしてＬＥＤに対するピーク駆動電流がまた、増大しそうである。そこで、様々な実施形態においては、グレースケール精度、輝度、ＬＥＤ寿命間の適切なトレードオフを選択し得る。
【００２６】
様々な実施形態において、各サブ期間中の平均印加電流は、フレーム周期にわたり光源に印加される平均パワーを考慮して調整される駆動電流設計点にある。換言すると、平均ＨＡＤＪは、１／３デューティ・サイクルの方形波電流パルスの場合、ＨＤＣの約３倍である。
【００２７】
他の実施形態においては、図３ｃ及び図３ｄの実施形態のそれぞれがまた、図３ｂの実施形態と組合わさって実施し得る。
図４は、一実施形態に従った制御器１０６の動作論理の一部を示す。様々な実施形態において、制御器１０６は、汎用コントローラ又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を採用し且つ論理をファームウエアで実行することで実現し得る。更に別の実施形態においては、論理は、組み合わせ回路により実現し得る。
【００２８】
それとは関係なく、動作論理の一部分は、制御器１０６がイメージ・フレームが標準の３サブ期間のフレーム周期を用いてレンダリングされるべきか、又は白のサブ期間を有するフレーム周期を用いてレンダリングされるべきかを決定することで始まる（ブロック４０２）。
【００２９】
様々な実施形態において、制御器１０６は、ビデオ信号がフレームに対してピーク白期間を要求することを含むかどうかに基づいて決定を行う。他の実施形態においては、十分な計算資源を有する制御器１０６は、フレームをリアルタイムで解析して、ピーク白期間を設けるべきかどうかを決定する。
【００３０】
イメージ・フレームが標準の３サブ期間のフレーム周期を用いてレンダリングされるべきであると決定された場合、制御器１０６は、ブロック４０６−４０８の動作に進む。しかしながら、イメージ・フレームが白期間を有するフレーム周期を用いてレンダリングされるべきであると決定された場合、制御器１０６は、ブロック４０６−４０８の動作を実行することに進む前に、各サブ期間の大きさを動的に変更する（ブロック４０４）。
【００３１】
ブロック４０６−４０８で、制御器１０６は、適切なレベルの電流（例えば、前に説明した設計点に調整されたレベル）を光源１０２の発光デバイスに連続的に印加させて、青、赤及び緑の原色を、そして該当する場合は、白を発光するようにさせる。同時に、様々な実施形態において、制御器１０６はまた、投影光学機器１０４の、マイクロミラー・デバイスのマイクロミラーのような光弁を適宜にオン及びオフさせて、所望のグレースケールを与える。
【００３２】
こうして、上記の記載から、投影システムの光源の発光デバイスを駆動する方法、及びそれを設けた投影システムが説明されたことが分かることができる。本発明が上記の実施形態に関して説明されたが、当業者は、本発明が記載された実施形態に限定されるものではないことが分かるであろう。他の実施形態は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内の変更及び変化により実施され得る。従って、上記の記載は、限定の代わりに例示と見なすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に従った投影システムの或る数の機能ブロックを示すブロック図である。
【図２】本発明に従った光源及び投影光学機器をより詳細に示す。
【図３ａ】様々な実施形態に従って図１の光源の発光デバイスを駆動する様々なスキームの１つを示す。
【図３ｂ】様々な実施形態に従って図１の光源の発光デバイスを駆動する様々なスキームの１つを示す。
【図３ｃ】様々な実施形態に従って図１の光源の発光デバイスを駆動する様々なスキームの１つを示す。
【図３ｄ】様々な実施形態に従って図１の光源の発光デバイスを駆動する様々なスキームの１つを示す。
【図３ｅ】一実施形態に従った光弁の一例の相補的制御を示す。
【図４】本発明に従った図１の制御器の動作フローの一部をより詳細に示す。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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