【手続補正書】
【提出日】平成24年9月14日(2012.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体光ベースの投影型表示システムであって、
複数のカラー・スロットそれぞれにおいて複数のピクセルを照明する複数のピクセル照明デバイスと、
前記複数のデジタル的に制御可能なピクセルによって生成された画像を拡大するように光学的に結合される投影光学系と、
前記デジタル的に制御可能な各ピクセルの前記オン／オフ状態を制御するために前記ピクセル照明デバイスに結合されるパルス幅変調（ＰＷＭ）ブロックと、
デジタル画像データおよび多数の他の外部入力を受けて、制御信号および同期信号の提供を前記複数のピクセル照明デバイスおよび前記ＰＷＭ変調機能ブロックに対して行うように結合された階層的多重化ブロックにして、前記複数のデジタル的に制御可能なピクセルに前記画像データに応答して画像を生成させる階層的多重化ブロックと、
から構成され、
それぞれの前記ピクセルはデジタル的に制御可能なオン／オフ状態を有し、前記ピクセル照明デバイスとして固体光源を使用することを特徴とする固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２】
前記階層的多重化機能ブロックは、外部的に提供される画像フレーム・サイクル信号を受け入れ、２つの低層同期信号を生成するように結合され、第１の同期信号は前記画像フレーム・サイクルを構成するカラー・スロットのタイミングを伝達し、第２の同期信号は前記複数のカラー・スロットの各々における前記デジタル的に制御可能なピクセルの同時オン／オフ・デューティ・サイクルのタイミングを伝達することを特徴とする請求項１に記載の固体光ベースの投影型表示。
【請求項３】
前記複数のピクセル照明デバイスは各ピクセルに多数の光原色を提供し、それぞれの前記ピクセル照明デバイスは、個々の前記オン／オフ・デューティ・サイクルの前記タイミングと同期した各カラー・スロットにおける前記ピクセル照明デバイスの各ピクセルの前記オン／オフ状態の時間制御のための時間制御信号を受け取るように、電気的に結合されることを特徴とする請求項２に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項４】
前記ピクセル照明デバイスは、異なるカラー・スロット・サイクルの間に異なる光原色のために異なるオン／オフ・デューティ・サイクルで同時に動作することを特徴とする請求項３に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項５】
前記階層的多重化機能ブロックは、目標白色点を合成するのに必要な、前記ピクセル照明デバイスの光原色の各々の、前記複数のカラー・スロットの各々の間の、前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルを計算することを特徴とする請求項４に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項６】
前記パルス幅変調（ＰＷＭ）ブロックは、各画像ピクセルのオン／オフ状態を指定する１ビット・フィールドと、カラー・スロット同期信号と、前記デジタル的に制御可能なピクセルを制御するために前記画像ピクセル・オン／オフ状態１ビット・フィールドに適用するカラー・スロット・サイクルの数を指定するデジタル制御ワードとを受け取るように結合されることを特徴とする請求項２に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項７】
前記複数のピクセル照明デバイスは各々、多数の光原色の１つを提供し、それぞれのピクセル照明デバイスは、個々の前記オン／オフ・デューティ・サイクルの前記タイミングと同期した、各カラー・スロットにおける各ピクセル照明デバイスの前記オン／オフ状態の時間制御のための時間制御信号を受け取るように電気的に結合され、
前記階層的多重化機能ブロックは、前記デジタル画像ピクセルの各々の前記オン／オフ状態を指定する１ビット・フィールドと、伝達される前記１ビット・フィールド・データに適用するカラー・スロット・サイクルの数を指定する前記デジタル制御ワードを、前記パルス幅変調（ＰＷＭ）機能ブロックへの提供と同期して、前記オン／オフ状態時間制御信号を前記ピクセル照明デバイスに提供するように結合されることを特徴とする請求項６に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項８】
前記複数のピクセル照明デバイスは多数の光原色を提供し、それぞれの前記ピクセル照明デバイスは、個々の前記オン／オフ・デューティ・サイクルの前記タイミングと同期した、各カラー・スロットにおける前記ピクセル照明デバイスの前記オン／オフ・デューティ・サイクルの時間制御を可能にするように電気的に結合され、
前記階層的多重化機能ブロックは、
前記複数のピクセル照明デバイスによって生成される前記光原色の各々の明度および色度（固体光源色再現域）を指定する外部信号を受け入れ、
前記表示システムのための目標色再現域を定義する原色の明度および色度を指定する外部信号を受け入れ、
前記表示システムのための目標白色点の明度および色度を指定する外部信号を受け入れるように結合される、
ことを特徴とする請求項２に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項９】
前記固体光源は固体光源色再現域を有し、前記目標色再現域は前記固体光源色再現域内に完全に含まれることを特徴とする請求項８に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１０】
前記目標色再現域はＮＴＳＣまたはＨＤＴＶ表示システム色再現域標準であることを特徴とする請求項８に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１１】
前記複数のピクセル照明デバイスは多数の光原色を提供し、それぞれの前記ピクセル照明デバイスは、個々の前記オン／オフ・デューティ・サイクルの前記タイミングと同期した、複数のカラー・スロットの各々における各ピクセル照明デバイスの前記オン／オフ状態の時間制御を可能にするように電気的に結合され、
前記階層的多重化機能ブロックは前記目標色再現域を定義する前記原色の各々を合成するのに必要な、前記複数のピクセル照明デバイスによって生成される前記光原色の各々の、前記カラー・スロットの各々の間の、前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルを計算するように結合されることを特徴とする請求項８に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１２】
前記階層的多重化機能ブロックは、各画像フレーム・サイクル内において、多数のカラー・スロットを前記合成原色の各々に割り当てることを特徴とする請求項１１に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１３】
前記パルス幅変調（ＰＷＭ）ブロックは、各画像ピクセルのオン／オフ状態を指定する１ビット・フィールドと、カラー・スロット同期信号と、前記各ピクセルの前記状態を制御するために前記画像ピクセル・オン／オフ状態１ビット・フィールドに適用するカラー・スロット・サイクルの数を指定するデジタル制御ワードとを受け取るように結合され、  前記割り当てられたカラー・スロットの数は、前記１ビット・フィールドを使用する前記デジタル画像データ内の前記画像ピクセルの各グレースケール値の複数ビット・ワードの値を伝達することを特徴とする請求項１２に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１４】
前記カラー・スロットは、前記目標色再現域原色を合成するための多数の前記ピクセル照明デバイス・オン／オフ・デューティ・サイクルから成ることを特徴とする請求項８に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１５】
前記階層的多重化機能ブロックは、同じ合成原色に割り当てられるカラー・スロットの過剰な時間的連続性によって引き起こされる時間スぺックルを低減するために、前記目標色再現域原色に割り当てられた前記カラー・スロットをインタリーブすることを特徴とする請求項８に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１６】
前記パルス幅変調（ＰＷＭ）ブロックは、各画像ピクセルのオン／オフ状態を指定する１ビット・フィールドと、カラー・スロット同期信号と、前記各ピクセルの反射状態を制御するために前記画像ピクセル・オン／オフ状態１ビット・フィールドに適用するカラー・スロット・サイクルの数を指定するデジタル制御ワードとを受け取るように結合され、  前記階層的多重化機能ブロックは、前記各画像ピクセルについてゼロ値を含む１ビット・フィールドに関連するすべての前記合成原色に割り当てられた前記カラー・スロットの間、前記ピクセル照明デバイスのすべてをオフにすることによって黒原色を挿入することを特徴とする請求項８に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１７】
前記階層的多重化機能ブロックは、
色再現域制御レベルと呼ばれる第１の処理レベルでは、目標色再現域を合成するのに必要な、前記ピクセル照明デバイスの各々の同時オン／オフ・デューティ・サイクルが、外部入力によって提供される前記ピクセル照明デバイスの固有原色の色度値および明度値を、外部入力によって提供される前記目標色再現域原色の色度値および明度値にマッピングすることによって計算されること、
白色点制御レベルと呼ばれる第２の処理レベルでは、前記第１の処理レベルにおいて計算された、前記ピクセル照明デバイスの前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルが、外部入力によって提供される必要な白色点の色度値および明度値を含むように変更され、
明度制御レベルと呼ばれる第３の処理レベルでは、前記第２の処理レベルにおいて計算された、前記ピクセル照明デバイスの前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルが、外部入力によって提供される前記表示システムの白色点の明度の調整を含むようにさらに変更されること、
によって３つのレベルの処理を実施することを特徴とする請求項２に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１８】
前記階層的多重化機能ブロックは２つの処理モジュールから成り、
時間変調モジュールと呼ばれる各レベルの第１の処理モジュールにおいて、前記目標色再現域を合成するのに必要な前記ピクセル照明デバイスの前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルが計算され、
明度モジュールと呼ばれる第２の処理モジュールにおいて、前記ピクセル照明デバイスの前記計算された同時オン／オフ・デューティ・サイクルが前記表示システムの白色点明度を合成するために変更されることを特徴とする請求項１７に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項１９】
前記階層的多重化機能ブロックは前記３つのレベルの処理を実施し、各処理レベルは前記表示システムの目標色再現域、白色点、または明度のうちの１つの特性のみを制御する独立したレベルであり、
前記第２および第３の処理レベルの各々は、より高位の処理レベルにおいて設定された前記表示システムの前記特性を変更しないことによって不変なレベルであり、
各処理レベルは、前記処理レベルの各々が同じ２つの処理モジュールを使用するが、前記表示システムの異なる特性に影響を及ぼすための異なる入力を有する、不変な処理であることを特徴とする請求項１７に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２０】
前記階層的多重化機能ブロックは前記３つのレベルの処理を実施し、前記色再現域制御および白色点制御レベルの各々が、これらのオン／オフ・デューティ・サイクルの最大のものを前記固体光ベースの投影型表示システムのための最大値に合わせるように、前記ピクセル照明デバイスの前記計算された同時オン／オフ・デューティ・サイクルをスケールアップすることによって、前記表示システムの前記明度を最大化することを特徴とする請求項１７に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２１】
前記処理レベルは、前記画像データのグレースケール値にバイアスをかけることなく、またはグレースケール値を変更することなく、前記ピクセル照明デバイスの前記オン／オフ・デューティ・サイクルのみを調整することによって、前記表示システムの色再現域および白色点の明度および色度の制御を可能にすることを特徴とする請求項１７に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２２】
より高いオン／オフ・デューティ・サイクルでの前記ピクセル照明デバイスの動作のため、前記処理レベルは、固体光デバイスを色順次方式で直接的に使用する表示システムよりも高いレベルの明度および電力変換効率を、前記固体光ベースの投影型表示システムが達成することを可能にすることを特徴とする請求項１７に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２３】
前記ピクセル照明デバイスは、固体光源と、各ピクセルの反射状態の時間制御のために結合され、且つ複数のマイクロ・ミラーまたは複数の液晶セルから成る反射型の映像デバイスとを含むことを特徴とする請求項１に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２４】
目標色再現域を定義する前記原色は、少なくとも赤、緑、ブルー・シアン、マゼンタ、および黄を含むことを特徴とする請求項１に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２５】
前記複数のピクセル照明デバイスは多数の光原色を提供し、各ピクセル照明デバイスは個々の前記オン／オフ・デューティ・サイクルの前記タイミングと同期した、複数のカラー・スロットの各々における各ピクセル照明デバイスのオン／オフ状態の時間制御を可能にするように電気的に結合され、
前記階層的多重化機能ブロックは、外部的に提供される画像フレーム・サイクル信号を受け入れ、２つの低層同期信号を生成するように結合され、第１の同期信号は前記画像フレーム・サイクルを備えるカラー・スロットの前記タイミングを伝達し、第２の同期信号は前記複数のカラー・スロットの各々における前記ピクセル照明デバイスの同時オン／オフ・デューティ・サイクルの前記タイミングを伝達し、また前記階層的多重化機能ブロックは、前記目標色再現域を定義する前記原色の各々を合成するのに必要な、前記複数のピクセル照明デバイスによって生成される前記光原色の各々の、前記複数のカラー・スロットの各々の間の、前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルを計算し、
前記階層的多重化機能ブロックは、前記目標白色点を合成するのに必要な、前記ピクセル照明デバイスの光原色の各々の、前記複数のカラー・スロットの各々の間の、前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルを計算し、
前記階層的多重化機能ブロックは、前記画像フレーム・サイクルの間に、各合成目標原色の飽和レベルの制御を可能にするのに十分な多数の前記カラー・スロットを合成目標白色点に割り当てる、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２６】
表示される画像にわたって色および明度の均一性を達成するために、マルチプロジェクタ・アレイ（タイル張り）表示システムにおいて数多く使用されることを特徴とする請求項１に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２７】
前記階層的多重化機能ブロックは、前記ピクセル照明デバイスの色および明度のドリフトの温度変化および外部入力信号に対する前記ピクセル照明デバイスの応答の経年変化に伴う変動を補償していることを特徴とする請求項１に記載の固体光ベースの投影型表示システム。
【請求項２８】
固体光源を使用し、かつ複数のカラー・スロットのそれぞれで複数のピクセルを照明するための複数のピクセル照明デバイスと、前記複数のデジタル的に制御可能なピクセルによって生成された画像を拡大するように光学的に結合される投影光学系とから構成され、各ピクセルがデジタル的に制御可能なオン／オフ状態を有する、固体光ベースの投影型表示システムにおいて、
色再現域制御レベルと呼ばれる第１の処理レベルにおいて、目標色再現域を合成するのに必要な、前記ピクセル照明デバイスの各々の同時オン／オフ・デューティ・サイクルを、外部入力によって提供される前記ピクセル照明デバイスの固有原色の色度値および明度値を、外部入力によって提供される目標色再現域原色の色度値および明度値にマッピングすることによって計算をするステップと、
白色点制御レベルと呼ばれる第２の処理レベルにおいて、前記第１の処理レベルにおいて計算された、前記ピクセル照明デバイスの前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルを、外部入力によって提供される必要な白色点の色度値および明度値を含むように変更するステップと、
明度制御レベルと呼ばれる第３の処理レベルにおいて、前記第２の処理レベルにおいて計算された、前記ピクセル照明デバイスの前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルを、外部入力によって提供される前記表示システムの白色点の明度の調整を含むように変更するステップと、
から成ることを特徴とする方法。
【請求項２９】
各処理レベルは、前記表示システムの目標色再現域、白色点、または明度のうちの１つの特性のみを制御する独立したレベルであり、
前記第２および第３の処理レベルの各々はより高位の処理レベルにおいて設定された前記表示システムの前記特性を変更しないことによって不変なレベルであり、
各処理レベルは前記処理レベルの各々が同じ２つの処理モジュールを使用するが、前記表示システムの異なる特性に影響を及ぼすための異なる入力を有する、不変な処理であることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
時間変調モジュールと呼ばれる各レベルの第１の処理モジュールにおいて、前記目標色再現域を合成するのに必要な、前記ピクセル照明デバイスの前記同時オン／オフ・デューティ・サイクルが計算され、
明度モジュールと呼ばれる第２の処理モジュールにおいて、前記ピクセル照明デバイスの前記計算された同時オン／オフ・デューティ・サイクルが、前記表示システムの白色点明度を合成するために変更されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記色再現域制御および白色点制御レベルの各々が前記オン／オフ・デューティ・サイクルの最大のものを前記固体光ベースの投影型表示システムの最大値に合わせるように、前記ピクセル照明デバイスの前記計算された同時オン／オフ・デューティ・サイクルをスケールアップすることによって、前記表示システムの前記明度を最大化することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の投影システム３００の別の実施形態では、階層的多重化機能ブロック３６０は、ピクセル・グレースケール値のより高位の有効ビットに割り当てられるカラー・スロット・サイクル４２０を集団化することによって引き起こされ得る可能な時間的スペックル(temporal speckle)を低減させる手段を含む。図１ａに示されるようなカラー・ホイールを使用する現在の投影型表示システムでは、特定の原色のための１ビット平面は一般に、そのカラー・フィルタの持続時間内に集団化され、それがしばしば、明度が高い画像において特に、感知可能な投影画像スペックルおよびアーチファクトを引き起こす。このタイプの画像スペックルは一般に、カラー・ホイールに関連する色の順次性の時間多重化の側面と、各原色のグレースケール・ビットに関連する１ビット平面の集団化によって引き起こされる。この実施形態では、階層的多重化機能ブロック３６０を含む本発明の投影システム３００は、連続するカラー・スロット・サイクル４２０の最大数を各原色に割り当てることによって、このタイプのカラー・スロット集団化を回避し、また、同じ合成原色に割り当てられるカラー・スロット・サイクル４２０の過度な連続を防止するために、割り当てられたカラー・スロット・サイクル４２０を時間的にインタリーブする。例えば、連続するカラー・スロット・サイクル４２０の最大数が、１６スロットに制限される場合、階層的多重化機能ブロック３６０は、最下位から４番目の有効ビットよりも高位のグレースケール・ワード・ビットのために必要とされるカラー・スロット・サイクル４２０の個数を、１６スロットの集団に分割し、その後、単一の合成原色のいずれについても結果の割り当てが１６スロットよりも大きくならないように、異なる合成原色４６０の１６スロットの集団をインタリーブする。この例では、階層的多重化機能ブロック３６０は、最下位から４番目の有効ビットまでのすべてのグレースケール・ワード・ビットに、先の段落で説明された基準に基づいた数のカラー・スロット・サイクル４２０を割り当て、各合成原色４６０の最下位から５番目のグレースケール・ワード・ビットのために、１６スロットの２グループを割り当て、各合成原色４６０のグレースケール・ワード・ビットの最下位から６番目の有効ビットのために、１６スロットの４グループを割り当て、各合成原色４６０のグレースケール・ワード・ビットの最上位の有効ビットのために、１６スロットの８グループを割り当て、その後、各合成原色４６０のための連続するカラー・スロット割り当てが１６スロットを超えないように、これらの１６スロット割り当てをインタリーブする。各合成原色のための連続するカラー・スロット割り当ての数のこの制限と、異なる合成原色４６０の割り当てられた最大サイズ・グループ（上の例の場合は１６スロット）のインタリーブは、合成原色４６０の時間多重化の増加したレートによって達成される時間的色均一性(temporal color uniformity) の増加のために、時間的画像スペックルを大きく低減させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
要約すると、階層的多重化機能ブロック３６０を含む本発明のＳＳＬベースの投影型表示システム３００は、ＳＬＭデバイス３１０の時間的動作と同期するＳＳＬデバイスのオペレーショナル・デューティ・サイクルの同時時間多重化を通して、以下の動作および性能上の利点を可能にする。
１．ＳＳＬデバイスの原色によって形成される固有色再現域内に完全に含まれる複数の合成原色から成る任意の所望の目標色再現域を合成する能力。
２．表示システムの色飽和レベルおよびコントラスト・レベルを向上させるために、合成色再現域内に白原色および／または黒原色を選択的に含む能力。
３．同じ原色の順次時間スロットの連続性によって引き起こされ得る投影画像スぺックルおよびアーチファクトを低減させるために、合成原色の時間スロット割り当てを選択的にインタリーブする能力。
４．ＳＳＬデバイスの固有色再現域の生じ得る変化を補償し、目標色再現域の明度および色度の安定性を維持するために、ＳＳＬデバイスの固有色再現域から目標合成色再現域へのマッピングをリアルタイムに制御する能力。
５．画像データのグレースケール値にバイアスをかけることなく、またはグレースケール値を変更することなく、任意の所望の目標白色点の明度および色度を合成する能力。
６．ＳＳＬデバイスのオペレーショナル・デューティ・サイクルの同時時間多重化を変化させることによって、画像データのグレースケール値にバイアスをかけることなく、またはグレースケール値を変更することなく、表示システムの白色点の明度および色度をリアルタイムに厳格に制御する能力。
７．従来の色順次方式に基づいたＳＳＬを使用する表示システムよりも高いレベルの明度および電力変換効率を達成する能力。
８．ランプ・ベースであるか、それともＳＳＬベースであるかに関わらず、色再現域および色点特性を調整するために、画像グレースケール値の操作に依存する表示システムよりも、高いコントラスト、ダイナミック・レンジ、電力変換効率、および全体的明度を達成する能力。