(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロミラーアレイ方式プロジェクタの高コントラスト化を提供する。【解決手段】マイクロミラーアレイ方式プロジェクタの光源を高速応答の光源（例えば固体光源）とし、入力する映像信号に応じて光源の発光強度を変化させる。光源強度を高強度の光を発光する時間区間、又は低強度の光を発光する時間区間で構成し、また一つの表示フレームを複数のカラーフィールドで構成し、各カラーフィールドごとに、光源強度低強度、又は高強度に制御する。【選択図】図２
2008262167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロミラーアレイを動作させる方法であって、
前記マイクロミラーアレイに向けて光を送出する用に構成された高速応答光源を設けるステップと、
所定の時間区間の間、前記マイクロミラーアレイのミラーのいずれもオン状態にならない場合、前記時間区間において前記高速応答光源から低強度の光を供給するステップと
を含んでいる、方法。
【請求項２】
前記時間区間の間、前記マイクロミラーアレイの１つ以上のミラーがオン状態になった場合、前記時間区間において前記高速応答光源から高強度の光を供給するステップを更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記時間区間が第１のミラー切換え時と第２のミラー切換え時との間である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のミラー切換え時が、前記マイクロミラーアレイの１つ以上の領域のミラー切換え時である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のミラー切換え時が、前記マイクロミラーアレイの前記領域すべてのミラー切換え時である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記時間区間が、前記マイクロミラーアレイの複数の領域のバイナリ加重セグメントの複数の最上位ビットにわたる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記時間区間が１つのカラーフィールドにわたる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記高速応答光源から低強度の光を供給する前に、前記時間区間において前記ミラーのいずれか１つ以上がオン状態になるかを判定するステップを更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
１つ以上の空間光変調器装置と、
前記１つ以上の空間光変調器装置に向けられている１つ以上の高速応答光源と、
前記１つ以上の高速応答光源に結合されており、高速応答光源のそれぞれを高強度光モード及び低強度光モードにおいて動作させるコントローラと
を備えている、ディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記１つ以上の空間光変調器装置が１つ以上のマイクロミラーアレイを備えている、請求項９に記載のディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記コントローラが、
前記マイクロミラーアレイのそれぞれにおけるミラーのいずれか１つ以上が、時間区間の間、オン状態であるかを判定する、請求項１０に記載のディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記時間区間の間、前記マイクロミラーアレイのミラーのいずれか１つ以上がオン状態であるとき、前記コントローラが、前記マイクロミラーアレイに向けられている前記高速応答光源のそれぞれを高強度光モードにて動作させる、請求項１１に記載のディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記時間区間の間、前記マイクロミラーアレイのミラーのいずれもオン状態ではないとき、前記コントローラが、前記マイクロミラーアレイに向けられている前記高速応答光源のそれぞれを低強度光モードにて動作させる、請求項１１に記載のディスプレイシステム。
【請求項１４】
前記コントローラが、前記１つ以上の空間光変調器装置に結合されており、前記１つ以上の空間光変調器装置を整列型変調方式において動作させる、請求項９に記載のディスプレイシステム。
【請求項１５】
マイクロミラーアレイを動作させる方法であって、
フレームのカラーフィールドの時間区間の間、マイクロミラーアレイに向けられている高速応答光源から高強度の光を供給するステップと、
前記同じフレームの異なるカラーフィールドの異なる時間区間の間、前記高速応答光源から低強度の光を供給するステップと
を含んでいる、方法。
【請求項１６】
前記高速応答光源が複数の高速応答光源を備えており、前記マイクロミラーアレイが複数のマイクロミラーアレイを備えており、高速応答光源のそれぞれがマイクロミラーアレイのそれぞれに対応している、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記マイクロミラーアレイが、複数のカラーフィールドに対応している複数のマイクロミラーアレイを備えている、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数のカラーフィールドが前記フレームの複数の異なる時間にわたる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記カラーフィールドの前記時間区間の間、少なくとも１つのミラーがオン状態であり、前記異なるカラーフィールドの前記異なる時間区間の間、前記ミラーのいずれもオン状態ではない、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
低強度の光を供給する前記ステップが、前記高速応答光源をオフにするステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明の実施形態は、空間光変調器装置（ｓｐａｔｉａｌ  ｌｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ）に関し、より詳細には、ディスプレイシステムのコントラスト比を改善するための、１つ以上の高速応答光源（例えば固体光源）と１つ以上の空間光変調器装置とを使用するディスプレイシステム及び方法に関する。
【発明の背景】
【０００２】
[0002]空間光変調器（ＳＬＭ）装置は、光情報処理、プロジェクションディスプレイ、ビデオ・グラフィックモニター、立体視ディスプレイ、ホログラフィックストレージ、顕微鏡、分光器、医療用撮像、及び電子写真印刷の分野において膨大な用途を有する。マイクロミラーデバイス（ＭＭＤ）は、空間光変調器装置の一例である。ＭＭＤディスプレイは、一般には、ミラーのアレイを備えており、それぞれのミラーを、２つのポジション（「オン」状態と「オフ」状態）をとるように電子的に制御することができる。オン状態であるミラーは、入射光を投影レンズに反射してスクリーンに画像を形成する。オフ状態であるミラーは、入射光をビームダンプに反射し、入射光を投影レンズには反射しない。ＭＭＤディスプレイにおける輝度又は強度は、画像フレーム中にミラーがオン状態及びオフ状態である時間を制御することによって、操作することができる。パルス幅変調（ＰＷＭ）は、各フレームの時間中に各ミラーがオン状態である時間を制御する１つの手法である。
【０００３】
[0003]図１は、フレームを８つのバイナリ加重時間間隔（ｂｉｎａｒｙ  ｗｅｉｇｈｔｅｄ  ｔｉｍｅ  ｐｅｒｉｏｄ）（Ｂ７〜Ｂ０）に分割することによってフレームの光強度を制御するバイナリ加重ＰＷＭ方式の一例をビットブロックによって表している。各ブロックの長さは、空間光変調器においてビットがアサートされている時間長（例えば、ＭＭＤディスプレイのミラーがオン状態である時間長）を表している。ブロックＢ０（最下位ビット（ＬＳＢ）とも称する）に対応する時間間隔の長さは、所定の値に設定されている。Ｂ１又は次の上位ビットに対応する時間間隔の持続時間は、最下位ビットに対応する時間間隔の長さの２倍である。Ｂ２に対応する時間間隔の長さは、Ｂ１に対応する時間間隔の長さの２倍であり、以下同様である。従って、Ｂ７（最上位ビット（ＭＳＢ）とも称する）に対応する時間間隔の長さは、最下位ビットの時間間隔の１２８倍である。これにより、強度０又は完全に暗い状態（ＭＭＤディスプレイにおけるミラーがフレーム時間全体にわたりオフ状態のままである）から、最大強度又は完全に明るい状態（ＭＭＤディスプレイにおけるミラーがフレーム時間全体にわたりオン状態のままである）までの合計２５６の強度段階が得られる。米国特許第６，３２６，９８０号明細書及び米国特許第６，１５１，０１１号明細書には、別のＰＷＭ方式が開示されており、それぞれの特許文書の全体は本文書に参考とすることにより組み込まれている。
【０００４】
[0004]ＭＭＤディスプレイにおいては、光の漏れに起因して、良好な黒レベルを生成することが１つの課題となっている。従って、真の「黒」を生成することが難しく、黒の色調が灰に見える傾向にある。この課題を困難にしている１つの問題として、多くのＭＭＤディスプレイでは、より明るい光源を設けることによって全体としての最大輝度を高めようとしている。結果として、ゼロ正規化したときの強度（ｚｅｒｏ  ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）において、より多くの光エネルギがディスプレイから漏れる傾向にあり、「真の」黒を生成する能力が更に妨げられる。従って、これらのＭＭＤディスプレイはコントラスト比が低く、且つ黒レベルが低い。
【０００５】
[0005]この問題を解決する１つの試みとして、光を減衰させるため光路にアイリス絞りを使用してコントラスト比を改善している。しかしながら、機械的なアイリス絞りが低速であるため、フレーム全体を単位として光を減衰させることができるにすぎない（フレーム内に原色フィールドのそれぞれが含まれる）。この手法における１つの問題として、原色のいずれかが高い光強度を必要とする場合、他のカラーフィールドについて光を減衰させることができない。
【０００６】
[0006]上記に説明したように、この技術分野には、ディスプレイシステムのコントラスト比を改善するための、改良された空間光変調器装置と、そのような空間光変調器装置を動作させる方法のニーズが存在している。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]本発明の実施形態は、ディスプレイシステムのコントラスト比を改善するための、１つ以上の高速応答光源（例えば固体光源）と１つ以上の空間光変調器装置とを使用するディスプレイシステム及び方法、に関する。
【０００８】
[0008]マイクロミラーアレイを動作させる方法の一実施形態は、マイクロミラーアレイに光を導くようにされている高速応答光源を設けるステップを含んでいる。ある時間区間の間、マイクロミラーアレイのミラーのいずれもオン状態にならない場合、その時間区間において高速応答光源から低強度の光を供給することができる。
【０００９】
[0009]マイクロミラーアレイを動作させる方法の別の実施形態は、フレームのカラーフィールドの時間区間の間、マイクロミラーアレイに向けられている高速応答光源から高強度の光を供給するステップと、同じフレームの異なるカラーフィールドの異なる時間区間の間、高速応答光源から低強度の光を供給するステップとを含んでいる。
【００１０】
[0010]ディスプレイシステムの一実施形態は、１つ以上の空間光変調器装置を備えている。これら１つ以上の空間光変調器装置には、１つ以上の高速応答光源が向けられている。１つ以上の高速応答光源にコントローラが結合されており、高速応答光源のそれぞれを高強度の光モードと低強度光モードとにおいて動作させる。
【００１１】
[0011]本発明の上述した特徴を詳しく理解することができるように、以下では、上に簡潔に要約した本発明について、実施形態を参照しながら更に具体的に説明する。いくつかの実施形態は添付の図面に図解してある。しかしながら、添付の図面は本発明の代表的な実施形態を示しているにすぎず、従って、本発明の範囲を制限するものとはみなされず、本発明は、同等の効果を有する他の実施形態を含む。
【詳細な説明】
【００１２】
[0023]本発明の実施形態は、ディスプレイシステムのコントラスト比を改善するための、１つ以上の高速応答光源（例：高速応答光源）と１つ以上の空間光変調器装置とを使用するディスプレイシステム及び方法、に関する。例えば、特定の実施形態においては、いずれのミラーもオン状態ではない変調時間単位の間、迅速にオフにする、又は迅速に低強度に切り換えることのできる、１つ以上の高速応答光源を使用する。従って、コントラスト又は黒レベルが向上する。
【００１３】
[0024]使用している用語「高速応答光源」は、本文書においては、レーザー、発光ダイオード、超高性能ランプ、又は、光強度が変化するまでの応答時間が比較的速い（例えば約４０マイクロ秒以下の応答時間）任意の他の光源を含んでいる。高速応答光源では、一般的には、光強度が変化するまでの応答時間が変調時間単位と比較して短いことが必要である。応答時間が速いほど、固体光源をオフにする、又は低強度に切り換えることのできる回数が増える。高強度から低強度まで変化することのできる任意の高速応答光源を、本発明の一部として有利に使用することができる。
【００１４】
[0025]使用している用語「低強度の光」は、本文書においては、減光状態にある高速応答光源から供給される光を意味し、高速応答光源がオフにされているときを含む。特定の実施形態においては、光源が減光状態にされるのみであることが好ましい。特定の実施形態においては、コントラスト比を最大限に改善するため、光源がオフにされることが好ましい。
【００１５】
[0026]使用している用語「高強度の光」は、本文書においては、高速応答光源から供給される、低強度の光よりも強度の高い光を意味する。
【００１６】
[0027]使用している用語「コントラスト比」は、本文書においては、カラーフィールドに対するフルオン時のディスプレイスクリーンの光出力と、カラーフィールドに対するフルオフ時のディスプレイスクリーンの光出力との比を意味する。「フルオフ」レベルの極めて小さな変化によって、測定されるコントラスト比を劇的に減少させることができる。例えば、フルオン時の測定値が７５０単位（ルーメン、ニトなど）であり、フルオフ時の測定値が０．５単位である場合、コントラスト比は１５００：１である。フルオフ状態を０．４ユニットに低減させることができるならば、コントラスト比は１８７５：１に増大する。本文書において使用しているコントラスト比は、黒の方形パターンと白の方形パターンを交替させて測定されるＡＮＳＩコントラスト（白の方形の平均光出力を黒の方形の平均光出力によって除算する）を意味するものではない。
【００１７】
[0028]図２は、本発明の一実施形態による、高速応答光源３１と１つのマイクロミラーアレイ３３とを含んでいるＭＭＤディスプレイシステム３０の概略図である。高速応答光源３１は、自身からのビームが、１つ以上の赤セクション、緑セクション、及び青セクションを有する回転するカラーフィルタホイール３２を通過するようにされている。カラーフィルタホイール３２は、表示される白色光の量を増大させるため白又は透明のセクションを有することもできる。そして、赤色光、緑色光、青色光と、場合によっては白色光とを、マイクロミラーアレイ３３に供給する。１つ以上のコントローラ３４が、高速応答光源３１と、カラーフィルタ３２と、マイクロミラーアレイ３３とに結合されており、高速応答光源３１から発せられる光の強度を、回転カラーフィルタホイール３２の速度（ｒａｔｅ  ｏｆ  ｓｐｅｅｄ）と、マイクロミラーアレイ３３の状態とに同期させる。マイクロミラーアレイ３３は、光のピクセル（ｐｉｘｅｌｓ  ｏｆ  ｌｉｇｈｔ）の進路をそらせて投影レンズ３５に入射しないようにする、又は投影レンズ３５を通過してディスプレイスクリーン３６に達するようにされている。
【００１８】
[0029]図３は、本発明の一実施形態による、３つの高速応答光源５１ａ，５１ｂ，５１ｃと１つのマイクロミラーアレイ５２とを含んでいるＭＭＤディスプレイシステム５０の概略図である。高速応答光源５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、それぞれ、赤光、緑光、青光をマイクロミラーアレイ５２に供給する。１つ以上のコントローラ５３が高速応答光源５１とマイクロミラーアレイ５２とに結合されており、高速応答光源５１からの光の強度をマイクロミラーアレイ５２の状態に同調させる。マイクロミラーアレイ５２は、光のピクセルの進路をそらせて投影レンズ５４に入射しないようにする、又は投影レンズ５４を通過してディスプレイスクリーン５５に達するようにされている。
【００１９】
[0030]図４は、本発明の一実施形態による、高速応答光源４１（完全なＲＧＢカラースペクトルを有する）と３つのマイクロミラーアレイ４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを含んでいるＭＭＤディスプレイシステム４０の概略図である。高速応答光源４１は、自身からのビームがプリズム４２を通過するようにされている。別の実施形態においては、１つ以上のミラー若しくは別の光学系、又はその両方を、プリズムの代わりに、又はプリズムと連携して使用することができる。プリズム４２は、図示したように、光を赤色光、緑色光、及び青色光に分け、それぞれの光が、対応するマイクロミラーアレイ４３ａ，４３ｂ，４３ｃに導かれる。１つ以上のコントローラ４４が高速応答光源４１とマイクロミラーアレイ４３とに結合されており、高速応答光源４１からの光の強度をマイクロミラーアレイ４３の状態に同調させる。マイクロミラーアレイ４３は、光のピクセルの進路をそらせて投影レンズ４５に入射しないようにする、又は投影レンズ４５を通過してディスプレイスクリーン４６に達するようにされている。
【００２０】
[0031]図５は、本発明の一実施形態による、３つの高速応答光源６１ａ，６１ｂ，６１ｃと３つのマイクロミラーアレイ６２ａ，６２ｂ，６２ｃとを含んでいるＭＭＤディスプレイシステム６０の概略図である。高速応答光源６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、それぞれ、マイクロミラーアレイ６２ａ，６２ｂ，６２ｃに赤色光、緑色光、青色光を供給する。１つ以上のコントローラ６３が、高速応答光源６１ａ，６１ｂ，６１ｃとマイクロミラーアレイ６２ａ，６２ｂ，６２ｃとに結合されており、高速応答光源６１ａ，６１ｂ，６１ｃからの光の強度をマイクロミラーアレイ６２ａ，６２ｂ，６２ｃの状態に同調させる。マイクロミラーアレイ６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、光のピクセルの進路をそらせて投影レンズ６４に入射しないようにする、又は投影レンズ６４を通過してディスプレイスクリーン６５に達するようにされている。
【００２１】
[0032]図６は、本発明の一実施形態による、カラーフィルタホイールを備えているＭＭＤディスプレイシステム（例えば図２のディスプレイシステム）においてフレーム７０をカラーフィールド７１ａ，７１ｂ，７１ｃに分割する方法を概念的に示しているタイミング図である。フレームレートの２倍で回転する３セグメントのカラーフィルタホイールの場合、フレームを６つのカラーフィールドに分割する。言い換えれば、２つの赤色フィールド７１ａと、２つの緑色フィールド７１ｂと、２つの青色フィールド７１ｃである。カラーホイールのスポークのそれぞれが照射ビームを横切るときの色異常を防止するため、カラーフィールドのそれぞれの間にブランキング間隔（ｂｌａｎｋｉｎｇ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）７２を配置することができる。別の実施形態においては、カラーフィルタホイールのセグメントの数とカラーフィルタホイールの回転速度とに基づいて、フレームを任意の数又は任意の順序のカラーフィールドに分割することができる。
【００２２】
[0033]図７は、カラーフィルタホイールを備えていないＭＭＤディスプレイ（例えば図３のディスプレイシステム）においてフレーム８０をカラーフィールド８１ａ，８１ｂ，８１ｃに分割する方法を概念的に示しているタイミング図である。図示したように、フレームを６つのカラーフィールド、すなわち２つの赤色フィールド８１ａと、２つの緑色フィールド８２ｂと、２つの青色フィールド８３ｃとに分割することができる。この場合、カラーフィルタホイールを使用していないため、ブランキング間隔は存在しない。別の実施形態においては、フレームを任意の数又は任意の順序のカラーフィールドに分割することができ、また、カラーフィールドをインターリーブすることができる。
【００２３】
[0034]図８は、各カラーに対して個別のマイクロミラーアレイが存在するＭＭＤディスプレイ（例えば図４及び図５のディスプレイシステム）においてフレームを制御する方法を概念的に示しているタイミング図である。各カラーごとに個別のマイクロミラーアレイが存在しているため、フレームを個別のカラーフィールドに分割する必要がない。カラーフィールドのそれぞれ（例：赤色フィールド８６ａ、緑色フィールド８６ｂ、青色フィールド８６ｃ）を、フレームの持続時間と同じにすることができる。
【００２４】
[0035]説明のみを目的として、ディスプレイシステムを制御する１つの方法は、各マイクロミラーアレイ（例えば図２〜図５のマイクロミラーアレイ）を３２個の領域に分割することである。例えば、領域のそれぞれが、５１２ピクセルの１２ラインを含んでいることができる。別の装置構造として、各マイクロミラーアレイが任意の数のセクションに基づいて制御される装置構造が可能であり、この場合、セクションのそれぞれを任意の数の領域に更に分割することができ、領域のそれぞれが任意の数のラインを含んでいることができ、ラインのそれぞれが任意の数のピクセルを含んでいることができる。
【００２５】
[0036]図９は、本発明の一実施形態による、ＭＭＤディスプレイの中の高速応答光源とカラーフィールドとを制御するための変調シーケンス（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）９０を示している。カラーフィールドは、フレーム内の任意の時間区間（例えば図６〜図８におけるカラーフィールドのうちの１つ）とすることができる。これ以外の変調シーケンスも、本発明において有利に使用することができる。図示したように、カラーフィールドは８つのタイムスライスに分割されており、４個の領域の８つのグループにおいて３２個の領域が制御される。別の実施形態においては、カラーフィールドを任意の数のタイムスライスに分割することができ、領域を任意の数のグループにおいて制御することができる。タイムスライスは、少なくとも１つのバイナリ加重時間区間９３を含んでいることができ、更に、それぞれ持続時間が等しい複数のリニアビットセグメント（ｌｉｎｅａｒ  ｂｉｔ  ｓｅｇｍｅｎｔ）９４を含んでいることができる。バイナリ加重セグメント９３は、領域のグループ間で任意の順序に編成することができる。この場合、バイナリ加重セグメントは、コントローラの帯域幅を低減することを目的として、領域のグループごとに位置がずれている。バイナリ加重セグメントの中のビットも、任意の順序に編成することができる。従って、ビット列は、いずれも同じものとする、又は、イメージャの領域（ｉｍａｇｅｒ  ｒｅｇｉｏｎ）ごとに、又はイメージャの領域のグルーピングごとに異なるものとすることができる。
【００２６】
[0037]図１０は、本発明の一実施形態による、イメージャの領域のグルーピングの１つのバイナリ加重セグメント（例えば、図９のイメージャの領域のグループの１つのバイナリ加重シーケンスの１つ）をビットブロックによって表している。図示したように、イメージャの領域のグループの最上位ビット（Ｂ５）は整列しているのに対し、他のビットは、コントローラの帯域幅を低減することを目的として互いにずれている。図には、１つ以上の領域のミラーの状態が更新されるミラー切換え期間１０２を示してある。
【００２７】
[0038]特定の実施形態においては、高速応答光源（例えば図２及び図３の高速応答光源のうちの１つ）は、カラーフィールドの時間区間の間、マイクロミラーアレイ全体のミラー状態がオフである場合、低強度の光を供給する。高速応答光源の応答時間が速いことと、特定のミラー切換えに対応するディスプレイの状態とが既知であることとにより、光源は、オン状態が存在しない変調時間単位の間、低強度の光を供給することができる。
【００２８】
[0039]説明を容易にするため、次の例について図９及び図１０を参照しながら説明する。ある時間区間においてマイクロミラーアレイのミラーのいずれもオン状態ではない場合、高速応答光源は、その時間区間においては低強度の光を供給することができる。この時間区間は、１つ以上のバイナリビットの一部又は全体（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｐａｒｔｉａｌ  ｏｒ  ｆｕｌｌ  ｂｉｎａｒｙ  ｂｉｔｓ）、１つ以上のリニアビットの一部又は全体（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｐａｒｔｉａｌ  ｏｒ  ｆｕｌｌ  ｌｉｎｅａｒ  ｂｉｔｓ）、又はこれらの組合せである。
【００２９】
[0040]１つの側面においては、ある時間区間における高速応答光源からの低強度の光の供給は、ミラー切換え時において、又はミラー切換え時の後に実行し、なぜなら、ミラー切換え時には１つ以上のミラーグループが状態を変化させうるためである。例えば、図９のカラーフィールドの１つのタイムスライスの間（バイナリ加重時間区間は図１０のように編成されている）、ミラー切り替えの後、カラーフィールドに対してマイクロミラーアレイ全体のミラーのいずれもオン状態にならない場合、高速応答光源は、次のミラー切り替えまで低強度の光を供給することができる。例えば、ミラー切り替え１０２ｍ（図１０）の後、カラーフィールドに対するバイナリ重みビット又はリニアビット（図９）において、ミラーアレイ全体のミラーのいずれもオン状態にならない場合、高速応答光源はミラー切換え１０２ｎまで低強度の光を供給することができる。従って、高速応答光源は、バイナリ変調セグメントの最上位ビット（Ｂ５）の間と、別の領域のリニアセグメントの一部の間、カラーフィールドに対してマイクロミラーアレイ全体に低強度の光を供給することができる。別の例においては、２つのミラー切換え時の間、例えば、ミラー切換え時１０２ａと１０２ｂとの間（図１０）、又は、バイナリビットの全体又は一部（図９）又はそれらの組合せと、リニアビット９４の全体又は一部（図９）又はそれらの組合せに対応する２つのミラー切換え時の間、カラーフィールドに対してマイクロミラーアレイのミラーのいずれもオン状態ではない場合、高速応答光源は、それらのミラー切換え時の間、低強度の光を供給することができる。
【００３０】
[0041]従って、ある変調時間の間、マイクロミラーアレイが光エネルギを必要としない場合、高速応答光源は低強度の光を供給することができ、これにより、ディスプレイから漏れる光の量が低減する。結果として、ディスプレイシステムのコントラストが高まる、フルオン／フルオフコントラストが高まる、黒レベルが高まる、のうちの１つ以上を達成することができる。別の側面においては、あるカラーフィールドの時間区間の間、マイクロミラーアレイが光エネルギを必要としない場合、たとえフレーム内の別のカラーフィールドの時間区間の間にマイクロミラーアレイが高強度の光を必要としても、高速応答光源は依然として低強度の光を供給することができ、なぜなら、高速応答光源の応答時間が十分に速く、それらの時間区間の間に強度を変更できるためである。図９及び図１０に示したように、原色の変調のそれぞれは独立しているため、光源は従来のアイリスシステムよりも長い時間にわたり低強度の光を維持することができる。なお、カラーフィールドの時間区間の間、高速応答光源から低強度の光を供給する本発明は、任意の変調方式において有利に使用できることを理解されたい。
【００３１】
[0042]特定の変調方式の場合、いくつかの変調ユニットが存在し、ミラー切換えが起こる前にアレイ全体が更新される。これらの状態の追跡は、コントローラから画像形成装置（ｉｍａｇｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）へのデータを走査することによって達成することができる。別の方法は、ディスプレイのアレイの内部状態を能動的に追跡して、次のミラー切換えの後にいずれか１つ以上のピクセルがオン状態になるかを判定することであり、これにより、低強度の光を更に長い時間にわたり供給することができる。一般的には、低強度の光を供給する時間が長いほど、光の漏れが少なく、コントラスト比が向上する。
【００３２】
[0043]特定の実施形態においては、高速応答光源（例えば図４の高速応答光源）は、すべてのマイクロミラーアレイのすべてのミラーのミラー状態がオフになる場合、その時間区間の間、低強度の光を供給する。説明を容易にするため、これらの実施形態について図４を参照しながら説明する。単一の高速応答光源４１が存在しているため、３つのマイクロミラーアレイ４３ａ，４３ｂ，４３ｃには単一の光が導かれる。コントラスト又は黒レベルを高めるため、すべてのマイクロミラーアレイのミラーのいずれもオン状態ではない場合に低強度の光を供給することができる。
【００３３】
[0044]特定の実施形態においては、高速応答光源（例えば図５の高速応答光源）は、それぞれのマイクロミラーアレイのミラーのすべてがオフになる場合、その時間区間の間、低強度の光を供給する。説明を容易にするため、これらの実施形態について図５を参照しながら説明する。個々のマイクロミラーアレイ６２に対して個別の高速応答光源が存在しているため、高速応答光源とそれに対応するマイクロミラーアレイとの組合せのそれぞれを、高速応答光源とそれに対応するマイクロミラーアレイとの別の組合せとは無関係に動作させることができる。例えば、マイクロミラーアレイ６２ａのミラーのいずれもオン状態ではない場合、マイクロミラーアレイ６２ｂ及び６２ｃのミラーのいずれか１つ以上がオン状態になるか否かに関係なく、高速応答光源６１ａから低強度の光を供給することができる。
【００３４】
[0045]図１１は、改善されたコントラスト比を提供するため、アレイのミラーの状態を能動的に追跡することによってカラーフィールドの高速応答光源を制御する、本発明の一実施形態による方法のステップ群の流れ図である。ステップ１１０において、コントローラ（例えば図２〜図５のコントローラ）が、次の時間区間においてマイクロミラーアレイのミラーのいずれか１つ以上がオン状態になるかを判定又は監視する。ステップ１２０においては、次の時間区間においてマイクロミラーアレイのミラーのいずれか１つ以上がオン状態になるかに応じて、コントローラはステップ１３０又はステップ１４０に進む。次の時間区間においてマイクロミラーアレイのミラーのいずれか１つ以上がオン状態になる場合、ステップ１３０において、高速応答光源が、その時間区間においてマイクロミラーアレイに高強度の光を供給する。次の時間区間においてマイクロミラーアレイのミラーのいずれもオン状態にならない場合、ステップ１４０において、高速応答光源が、その時間区間においてマイクロミラーアレイに低強度の光を供給する。以降の時間区間について、ステップ１１０を繰り返すことができる。コントローラは、本方法を実行するためにミラーの状態のすべてを格納する必要がない。時間区間の間、マイクロミラーアレイのミラーの１つがオン状態である限りは、その時間区間の間、高速応答光源は高強度の光を供給する。特定の側面においては、図１１の方法は、整列型の変調方式（ａｌｉｇｎｅｄ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｓｃｈｅｍｅ）（例えば、図９及び図１０の整列型の変調方式）において有利に実行することができ、なぜなら、ミラー切換え時が揃っているためである。
【００３５】
[0046]コントラスト比を改善するため高速応答光源から低強度の光を供給する、別の実施形態を考案することができる。例えば、ミラーをオン状態とオフ状態との間で切り換えるのにかかる時間の間、高速応答光源は低強度の光を供給することができる。従って、状態を切り換えるためのこれらの時間中に供給される余分な光を低減することができる。
【００３６】
[0047]上記の説明は、本発明の実施形態を対象としたものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明のそれ以外の更なる実施形態を案出することができる。例えば、本明細書においては、本発明の実施形態について、図９及び図１０の整列型の変調方式の１つに関連して説明してある。本発明の実施形態は、別の変調方式においても有利に使用することができる。例えば、米国特許第５，７７７，５８９号（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社に譲渡）明細書に記載されているビット分割方法と組み合わせて、本発明の実施形態を使用することができる。どのような変調方式であっても、ある時間区間においてマイクロミラーアレイが光を必要としない場合、高速応答光源は低強度の光を供給することができ、これにより、コントラスト比を下げる「漏れる」光の量が減少する。本明細書においては、マイクロミラーアレイを備えている空間光変調器に関連して本発明の実施形態を説明してある。本発明の実施形態は、デジタル変調方式の任意のディスプレイ（例えばＬＣＤ装置）においても有利に使用することができる。従って、本発明の範囲は、請求項によって定義されている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】バイナリ加重ＰＷＭ方式の一例をビットブロックによって表している。
【図２】本発明の一実施形態による、高速応答光源と１つのマイクロミラーアレイとを含んでいるＭＭＤディスプレイシステムの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による、３つの高速応答光源と１つのマイクロミラーアレイとを含んでいるＭＭＤディスプレイシステムの概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による、高速応答光源と３つのマイクロミラーアレイとを含んでいるＭＭＤディスプレイシステムの概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による、３つの高速応答光源と３つのマイクロミラーアレイとを含んでいるＭＭＤディスプレイシステムの概略図である。
【図６】本発明の一実施形態による、カラーフィルタホイールを備えているＭＭＤディスプレイシステムにおいてフレームをカラーフィールドに分割する方法を概念的に示しているタイミング図である。
【図７】本発明の一実施形態による、カラーフィルタホイールを備えていないＭＭＤディスプレイにおいてフレームをカラーフィールドに分割する方法を概念的に示しているタイミング図である。
【図８】本発明の一実施形態による、各カラーに対して個別のマイクロミラーアレイが存在するＭＭＤディスプレイにおいてフレームを制御する方法を概念的に示しているタイミング図である。
【図９】本発明の一実施形態による、カラーフィールド及び高速応答光源を制御するための変調シーケンスを示している。
【図１０】本発明の一実施形態による、イメージャの領域のグルーピングの１つのバイナリ加重セグメント（例えば、図９のイメージャの領域のグループの１つのバイナリ加重シーケンスの１つ）をビットブロックによって表している。
【図１１】コントラスト比を改善するため、本発明の一実施形態による、カラーフィールドの高速応答光源を制御する方法のステップ群の流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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