(57)【要約】フィールド順次パルス幅変調表示システム（１０）は、各々が選択的に旋回して光をスクリーン（２８）に反射させ対応する画素を照明する複数のマイクロミラーを有するディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）（２４）を具える。ドライバ回路（３０）は、プロセッサ（３１）によって形成されるパルス幅セグメントのシーケンスに応答しＤＭＤ（２４）を制御する。プロセッサ（３１）はパルス幅セグメントのシーケンスを形成して隣接する画素輝度境界間の輝度値の範囲内で一組の原色のうち１つの原色の画素輝度を変更し、各色の各セグメントはその他の色のセグメントとインタリーブされる。プロセッサ（３１）は、一定の色の画素輝度を変更するために、１つだけのパルス幅セグメント内のすべてのパルスが同じ状態（すべてが作動されているかまたは作動されていない）でない限り、そのセグメント内で選択された少なくとも１つのパルスの状態を変更し、それにより、別のパルス幅セグメント内で選択された１つ以上のパルスの状態が、画素の輝度の変化につれて変更される。画素の輝度の変化より生じる光の再分配は、１つのパルス幅セグメントに対応する期間に限定され、それによって、視聴者に知覚される視覚上の混乱の起こる可能性を低下させる。
2006510954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１シーケンスのパルス幅セグメント内のパルスに応答して各画素の照度（輝度）が制御される複数の画素を有し、セグメント内の各パルスの状態により、そのパルスに関連する期間中に画素が照明されているかどうかが決定される、パルス幅変調表示システムを動作させる方法であって、第１のパルス幅セグメント内のすべてのパルスが同じ状態に変更されない限り、前記第１のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを調節することにより第１と第２の画素輝度境界間に在る画素輝度値の範囲内で少なくとも１つの画素の照度を変更するステップから成る、前記方法。
【請求項２】
画素の輝度を増加させるためにパルスを発生させることにより、少なくとも１つの選択されたパルスが調節される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１のセグメント内のすべてのパルスが発生されて、画素の輝度を増加させ、第２の画素輝度境界に達する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
第１のセグメント内のすべてのパルスが発生されており、第２のセグメント内で選択された少なくとも１つのパルスが発生されて、画素の輝度を第２の画素輝度境界以上に増加させる、請求項３記載の方法。
【請求項５】
第１のセグメント内のすべてのパルスが発生されており、同じ色についての第２と第３の隣接するセグメントの１つにおいて選択された少なくとも１つのパルスが発生されて画素の輝度を第２の画素輝度境界以上に増加させる、請求項１記載の方法。
【請求項６】
画素の輝度を減少させるために１つの選択されたパルスの発生を停止させることにより、そのパルスが調節される、請求項１記載の方法。
【請求項７】
第１のセグメント内のすべてのパルスの発生が停止され、画素の輝度を減少させて、第１の画素輝度境界に達する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
画素の輝度を第１の画素輝度境界以下に低下させるために第１のセグメント内のすべてのパルスが非作動の状態にあり、第２のセグメント内で選択された少なくとも１つのパルスの発生が停止される、請求項６記載の方法。
【請求項９】
画素の輝度を第２の画素輝度境界以下に低下させるために、第１のセグメント内のすべてのパルスが非作動の状態にあり、時間的に近接する第２および第３のセグメントのうち１つにおいて選択された少なくとも１つのパルスが発生される、請求項６記載の方法。
【請求項１０】
ディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を組み入れ、前記ＤＭＤを駆動するドライバ回路に供給される一連のパルス幅セグメント内のパルスに応答し一定の色に対し各画素の照度を選択的に制御するパルス幅変調表示システムを動作させる方法であって、
第１のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、第１と第２の画素輝度境界間の輝度値の範囲内で少なくとも１つの画素の輝度を増加させるステップから成る、前記方法。
【請求項１１】
第１の画素輝度境界に達するために前に作動された第１のセグメント内のすべてのパルスが発生されたままの状態にあって、第２のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、前記少なくとも１つの画素の輝度が、第３の輝度境界以下で第２の輝度境界以上に増加される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
第２の画素輝度境界に達するために前に作動された第１のセグメントと第２のセグメント内のすべてのパルスが発生されたままの状態にあって、第３のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、前記少なくとも１つの画素の輝度が、第４の画素輝度境界以下で第３の画素輝度境界以上に増加される、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を組み込んで、前記ＤＭＤデバイスを駆動するドライバ回路に供給される一連のパルス幅セグメント内のパルスに応答して各画素の照度を選択的に制御するパルス幅変調表示システムを動作させる方法であって、
第１のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスの発生を停止させることによって第１の画素輝度境界以下に低下しないようにするために、第１と第２の画素輝度境界間の輝度値の範囲内で少なくとも１つの画素の輝度を減少させるステップを含む、前記方法。
【請求項１４】
第１の画素輝度境界に達するために前に非作動にされた第１のセグメント内のすべてのパルスが非作動のままの状態にあって、第２のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスの発生を停止させることによって、前記少なくとも１つの画素の輝度が、第１の画素輝度境界以下の（しかし第３の画素輝度境界以下でない）レベルに減少される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
第３の画素輝度境界に達するために前に非作動にされた第１のセグメントと第２のセグメント内のすべてのパルスが非作動のままの状態にあり、第３のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスの発生を停止させることにより、前記少なくとも１つの画素の輝度が、第３の画素輝度境界以下の（しかし第４の画素輝度境界以下でない）レベルに減少される、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
パルス幅変調表示システムにおいて、
光源と、
入射光をスクリーン上に集中させる投射レンズと、
アレイ状に配列された複数のマイクロミラーを有するディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）であって、各マイクロミラーは、それに関連するドライバ・セルに供給されるドライブ信号に反応し、円弧に沿って回転して、光源からの光を投射レンズの中に且つスクリーン上に反射させてその中にある画素を照明する、前記ＤＭＤと、
前記ＤＭＤに当たり投射レンズの中に反射される光に三原色の各々を連続的に与えるために光源とディジタル・マイクロミラー間に介在する回転式カラー・ホイールと、
パルス幅セグメントのシーケンスを形成するプロセッサであって、第１のセグメント内のすべてのパルスが同じ状態にない限り、関連するシーケンスの第１のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを調節することにより、第１と第２の画素輝度境界間に在る画素輝度値の範囲内で各色について対応する画素の輝度を各パルス幅セグメントが制御し、その結果、第２のパルス幅セグメント内で選択された少なくとも１つのパルスの状態が変更される、前記プロセッサと、
前記プロセッサによって形成されたパルス幅セグメントのシーケンスに応答して、ディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を駆動して該当する画素を照明するドライバ回路と、から成る、パルス幅変調表示システム。
【請求項１７】
各パルス幅セグメントのシーケンスが各色につき５個のパルス幅セグメントから成り、各色に対する各パルス幅セグメントがその他の色に対するセグメントとインタリーブされる、請求項１６記載のパルス幅変調表示システム。
【請求項１８】
画素の輝度を増加させるために少なくとも１つの選択されたパルスを発生させることにより、プロセッサが前記パルスを調節する、請求項１６記載のパルス幅変調表示システム。
【請求項１９】
画素の輝度を減少させるために少なくとも１つの選択されたパルスの発生を停止させることによって、プロセッサが前記パルスを調節する、請求項１６記載のパルス幅変調表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス幅変調（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｅｄ）光投射システムに関し、特に動きのアーティファクト（ｍｏｔｉｏｎ  ａｒｔｉｆａｃｔｓ）を最少限度に抑えるパルス幅変調光投射システムを動作させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、矩形のアレイ（ａｒｒａｙ）に配列されて個々に可動性の複数のマイクロミラーから成る、ディジタル・マイクロミラー・デバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＤＭＤ）として知られる一種の半導体装置が存在している。各マイクロミラーは、対応するドライバ・セル（その中に１ビットをラッチする）の制御の下で限られた円弧（１０〜１２°）に沿って回転する。前にラッチされた“１”ビットを供給すると、ドライバ・セル（ｄｒｉｖｅｒ  ｃｅｌｌ）は関連するマイクロミラーを第１の位置に回転させる。逆に、前にラッチされた“０”ビットをドライバ・セルに供給すると、ドライバ・セルは関連するマイクロミラーを第２の位置に回転させる。ＤＭＤを光源と投射レンズとの間に適正に位置決めさせると、ＤＭＤ装置の個々のマイクロミラーは対応するドライバ・セルにより第１の位置に回転され、レンズを通して光を光源から表示スクリーン上に反射させて、ディスプレイ内の個々の画素（ピクセル）を照明する。各マイクロミラーは、その第２の位置に回転されると、スクリーンから反射される光をそらし、対応する画素を暗くする。このようなＤＭＤ装置の一例は、テキサス州ダラスのテキサス・インストルメンツ社から入手できるＤＬＰ（商標）投射システムである。
【０００３】
上述したタイプのＤＭＤを組み込んだ現在の投射システムは、個々の画素の輝度（照度）を制御するために、マイクロミラーが“オフ”になっている（すなわち第２の位置に回転されている）期間に対して、個々のマイクロミラーが“オン”になっている（すなわち、第１の位置に回転している）期間（デューティ・サイクル）を制御する。このような現在のＤＭＤ型投射システムはパルス幅変調を使用し、１シーケンス（一連）のパルス幅セグメントにおけるパルスの状態に応じて、各マイクロミラーのデューティ・サイクルを変化させて画素の輝度を制御する。各パルス幅セグメントは、持続時間の異なる一連のパルスから成る。１パルス幅セグメント内の各パルスの状態（各パルスがオンになっているかオフになっているか）により、マイクロミラーはそのパルスの持続期間中オンまたはオフになっている。換言すれば、１パルス幅セグメント内でオンになっているパルスの数が多ければ、それだけ各マイクロミラーのデューティ・サイクルが長くなる。
【０００４】
ＤＭＤを利用するテレビジョン投射システムにおいて、フレーム期間（画像が連続的に表示される時間的間隔）は、テレビジョン方式により異なる。現在、米国で採用しているＮＴＳＣ方式はフレーム期間が１／６０秒であり、欧州のテレビジョン方式ではフレーム期間が１／５０秒である。現在のＤＭＤ型テレビジョンの投射システムでは、赤、緑、青の画像を、同時にまたは各フレーム期間中、順次に投射することによりカラー表示を達成している。典型的な順次式ＤＭＤ型投射システムでは、ＤＭＤの光路内に配置されたモータ駆動式カラー・ホイール（ｃｏｌｏｒ  ｗｈｅｅｌ）を利用する。カラー・ホイールは、複数の原色（赤、緑、青）のウィンドウを具え、連続する期間中、赤色、緑色、青色の光がそれぞれＤＭＤに当てられる。カラー画像を実現するために赤、緑、青の光を連続する各フレーム期間内に少なくも一度はＤＭＤに当てる必要がある。もし赤、緑、青の画像が１つだけ作られ、各色の画像がフレーム期間の１／３を占めるとすれば、色と色との間に時間的遅れを生じて、動きと色が崩れて知覚される。現在のＤＭＤシステムでは、この問題に対処するために、各色を幾つかの期間に分割し、その期間を時間的にインタリーブ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）することにより、色と色の間の遅延を短縮している。
【０００５】
カラー画像を得るために、各フレーム期間中、各原色画像が多数作られる上述したタイプのパルス幅変調投射システムではしばしば、動きのアーティファクトを生じる。動きのアーティファクトは、１つの動く物体が多数の動く物体として見え、１フレーム期間に何回も表示される一個の動く物体のあとを追跡しようとする視聴者の目の動きの結果として生じる。従って、動きのアーティファクトの存在を低減するパルス幅変調ディスプレイを動作させる技術が必要とされる。
【発明の開示】
【０００６】
（発明の概要）
本発明により、光を光源から投射レンズを通して表示スクリーンに選択的に反射させるために、ディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を組み込んだパルス幅変調表示システムを動作させる方法が提供される。このような表示システムでは、各色に対する各画素の照度は、ＤＭＤ装置を駆動するドライバ回路に供給される各シーケンスのパルス幅セグメント内のパルスに応答して制御され、１セグメント内の個々のパルスの状態により、そのパルスの期間中、その色に対する画素が照明されたままの状態にあるかどうかが決められる。本発明の原理により、動きのアーティファクトを低減させるために、１つだけのパルス幅セグメント内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、一定の色について第１の輝度境界を超えない画素輝度の増加が得られる。第２のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、第１の輝度境界を超えるが第２の輝度境界を超えない画素輝度の増加が得られ、第１の輝度境界に達するように、前に作動された第１のセグメント内のパルスはすべて作動されたままの状態にある。第３のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、第２の輝度境界を超えるが第３の輝度境界以下の画素輝度が得られ、第２の画素輝度境界に達するように、前に作動された第１と第２のセグメント内のパルスは作動されたままの状態にある。従って、まだ満たされていない１つのパルス幅セグメント（すなわち、そのパルスがまだ発生されていないパルス幅セグメント）内のすべてのパルスが発生されない限り、そのセグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、隣接する輝度境界間での画素輝度の増加が生じ、各画素の輝度が増加するにつれて第２のセグメント内で選択された１つ以上のパルスが発生される。各色について、パルスが発生されるパルス幅セグメントは、パルスが既に発生されているセグメントに時間的に近接している。各色の各パルス幅セグメントは、照明された別の色のパルス幅セグメント（すなわち、１つ以上の作動されたセグメントを有し、その対応する色を照明するパルス幅セグメント）に時間的に近接している。換言すれば、白色画素の場合、照明された色のセグメント間にギャップは存在しない。
【０００７】
逆に言えば、１つのパルス幅セグメント内で選択された少なくとも１つのパルスの発生を停止させる（すなわち、オフにする）ことにより、画素の輝度レベルは第１の画素輝度境界以下でないレベルに低下する。画素輝度を第１の輝度境界以下の（しかし第２の輝度境界以下でない）レベルに低下させるために、第２のパルス幅セグメント内で選択された少なくとも１つのパルスの発生が停止され、第１のセグメント内のパルスはすべて非作動のままの状態になっている。第３のパルス幅セグメント内で選択された少なくとも１つのパルスの発生を停止させることにより、画素輝度は、第２の画素輝度境界以下の（しかし第３の画素輝度境界以下でない）レベルに低下し、第１および第２のセグメント内のパルスは非作動のままである。従って、１つのパルス幅セグメント内のすべてのパルスの発生が停止されない限り、そのセグメント内のパルスを選択的に停止させることにより、隣接する画素輝度境界間の画素輝度は低下し、各画素の輝度が低下するにつれて、別のセグメント内の選択された１つ以上のパルスの発生が停止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、２００１年６月にＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｅｍｅｎｔｓ（テキサス・インストルメンツ社）より出版され本文中に参考として組み込まれたアプリケーション・レポート「単一パネルＤＬＰ（商標）投射光学システム」で開示されたタイプの現在のパルス幅変調表示システム１０を示す。システム１０は、カラー・ホイール（ｃｏｌｏｒ  ｗｈｅｅｌ）１４を通りインテグレータ・ロッド（ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ  ｒｏｄ）１５の中に光を反射するパラボラ反射器１３の焦点に位置するランプ１２を具える。モータ１６はカラー・ホイール１４を回転させ、赤、緑、青のプライマリ・カラー（原色）ウィンドウのうちの１つをランプ１２とインテグレータ・ロッド１５との間に据える。図２の実施例で、カラー・ホイール１４は、直径方向に対向する赤、緑、青のカラー・ウンドウ１７１と１７４、１７２と１７５、および１７３と１７６をそれぞれ有する。従って、モータ１６がカラー・ホイール１４を反時計回りに回転させるにつれ、赤、緑、青の光はインテグレータ・ロッド１５にＲＧＢＲＧＢの順に当たる。モータ１６はカラー・ホイール１４を高速で回転させ、１フレーム期間中（１／６０秒）に赤、緑、青の光は各々、インテグレータ・ロッドに５回当たり、そのフレーム期間内に１５個のカラー画像を生じる。
【０００９】
図１について、ランプ１２からの光がカラー・ホイール１４の赤／緑／青の連続するウィンドウのうちの１つを通過するとインテグレータ・ロッド１５はその光を一組のリレー光学系（ｒｅｌａｙ  ｏｐｔｉｃｓ）１８に集中させる。リレー光学系１８はこの光を、フォールド・ミラー（ｆｏｌｄ  ｍｉｒｒｏｒ）２０に当たる複数の平行なビームに分散させる。フォールド・ミラー２０はこのビーム（光線）を一組のレンズ２２を通してＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ：全反射）プリズム２３の方に反射させる。ＴＩＲプリズム２３はその平行光線を、テキサス・インストルメンツ社製のＤＭＤ装置のようなディジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ）２４に反射させて、投射レンズ２６の中にそしてスクリーン２８の方に、選択的に反射させる。
【００１０】
ＤＭＤ２４は、半導体装置の形体を取り、アレイ（ａｒｒａｙ）状に配列された複数の個々のミラー（図示せず）を具える。例として、テキサス・インストルメンツ社が製作／販売するＤＭＤは、１２８０行ｘ７２０行のマイクロミラー・アレイを具え、スクリーン２８に投射される画像に９２１６００個の画素を生じる。他のＤＭＤにはこれと異なるマイクロミラーの配列を具えることができる。前述したように、ＤＭＤ内の各マイクロミラーは、ドライバ・セル内に前にラッチされた２進数ビットの状態に応じて、対応するドライバ・セル（図示せず）の制御の下で限られた円弧に沿って旋回する。ドライバ・セルに供給されるラッチされたビットが“１”か“０”かによりそれぞれ、各マイクロミラーは第１および第２の位置の何れか１つの位置に回転する。回転してその第１の位置に達すると、各マイクロミラーは光をレンズ２６の中にそしてスクリーン２８の方に反射させて、前記当する画素を照明する。各マイクロミラーが回転してその第２の位置にとどまっている間、それに対応する画素は暗く見える。各マイクロミラーが投射レンズ２６を通して且つスクリーン２８の方に光を反射させている期間（マイクロミラーのデューティ・サイクル）によって、画素の輝度が定まる。
【００１１】
ＤＭＤ２４内の個々のドライバ・セルは、ドライバ回路３０からドライブ信号を受け取る。ドライバ回路３０はこの技術分野でよく知られているタイプのもので、（参考として本文中に組み込まれた）Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  ＨＤＴＶ（１９９４年１０月）、Ｒ．Ｊ．グローブ（Ｇｒｏｖｅ）外の論文「マイクロミラー・デバイスに基づく高精細度表示システム」に記述されている回路で例示される。ドライバ回路３０は、プロセッサ３１よりドライバ回路に供給されるパルス幅セグメントのシーケンスに従ってＤＭＤ２４内のドライバ・セルのドライブ信号を発生する。各パルス幅セグメントは、持続期間の異なる一連のパルスから成り、各パルスの状態により、パルスの持続期間中マイクロミラーはオンまたはオフになる。１パルス幅セグメント内で生じ得る最短のパルス（１パルス）は、Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ（ＬＳＢ：最下位ビット）と称されることもあり、１５マイクロ秒（μｓｅｃ）の持続期間を有し、そのセグメント内で最大の各パルスはＬＳＢ期間の整数倍の持続期間を有する。１パルス幅セグメント内の各パルスは、ディジタル・ビット・ストリーム（その状態により、対応するパルスはオンまたはオフになる）内の１ビットに対応する。“１”ビットはオンにされるパルスを表し、“０”ビットはオフにされるパルスを表している。
【００１２】
各画素は２５６の輝度レベル（０〜２５５）を有し、８ビットの画素輝度が得られる。各原色（赤、緑、青）について、輝度レベルは５個のパルス幅セグメントに等分され、各セグメントの全幅は、５１ＬＳＢ（７６５マイクロ秒）である。１つの実施例において、各色の表示期間は、一定のシーケンス内で５つのパルス幅セグメントにわたり配分される３６のパルスから成る。表１は各色に対するパルス幅を例示する。
【表１】
2006510954.tif 000003
【００１３】
前のＤＭＤ型テレビジョン・システムは、各原色について各画素を照明する多数のパルス幅セグメントから生じる動きのアーティファクトに悩まされた。この動きのアーティファクトは、異なるパルス幅セグメントに対応する期間にわたる光の拡散から生じる。
【００１４】
本発明の原理により、プロセッサ３１は、各パルス幅セグメント内のパルスの作動を制御して、一定の輝度範囲内（すなわち、２つの画素輝度の境界間）で各色に対する画素輝度の変化を１つのパルス幅セグメントに限定する。このようにして、各色に対する画素輝度の増減から生じる光の再配分は、その１つのパルス幅セグメントに対応する期間内で起こり、それによって、視聴者に知覚される視覚上の混乱の生じる可能性を減少させ、その視覚上の混乱を減少させることにより、動きのアーティファクトの発生を減少させる。
【００１５】
図３〜図６は、動きのアーティファクトを最少限度に抑えると共に画素の輝度を制御するためにプロセッサ３１（図１）で発生されるパルス幅セグメントのシーケンスを示す。図３〜図６の各図で、「セグメント１」、「セグメント２」、「セグメント３」、「セグメント４」、「セグメント５」は、原色の１つ（例えば、赤、緑、青）に対する第１、第２、第３、第４、第５のパルス幅セグメント（表１）のうち対応する１つを指す。各原色は、このような１シーケンス（一連）のセグメント内で５個のパルス幅セグメントの組合せの結果として生じる。１フレーム期間内に三原色の各々が現れるので、各々が５つのパルス幅セグメントから成る３つのシーケンス（全部で１５個のパルス幅セグメント）がそのフレーム期間中に生じる。状況によっては、５個のパルス幅セグメントよりもむしろ、４個のパルス幅セグメントから各原色を作り、従って１フレーム期間に１５個のパルス幅セグメントでなく、１２個のパルス幅セグメントを生じるのが好ましい。
【００１６】
図３に示すパルス幅セグメントのシーケンスは、ドライバ回路３０（図１）に供給されると、一定の原色について対応する画素輝度レベル＃１〜＃７７の各々を達成する。図３に見られるように、輝度レベル＃１は、セグメント３内のパルス１を作動させる（オンにする）ことにより生じ、セグメント３内の他のすべてのパルスとセグメント１〜２および４〜５内のパルスは非作動の状態にある（オフにされている）。以下に詳細に述べるが、図示する実施例において、セグメント１〜２および４〜５内のパルスはすべて、第１の画素輝度境界（すなわち、画素輝度レベル＃５１）以下で非作動の状態にある。
【００１７】
輝度レベル＃２は、セグメント３内のパルス２を作動させ、同セグメント内のパルス１の発生を停止させることにより生じる。この輝度レベルで、セグメント３内の他のすべてのパルスは非作動にされている。輝度レベル＃３は、その他のパルスは非作動のままで、パルス２とパルス１を発生させることにより生じる。輝度レベル４は、パルス４を発生させ、パルス２とパルス１の発生を停止させることにより生じる。（この輝度レベルにおいても、セグメント３内の他のすべてのパルスは非作動のままである）。輝度レベル＃５を達成するために、パルス４と共にパルス１が作動され（オンにされ）、その他のパルスは非作動にされている。輝度レベル＃６は、パルス４とパルス２を作動させることにより生じ、パルス１およびその他のパルスは作動されていない。輝度レベル＃７は、パルス４とパルス２をその他のパルスと共に非作動とし、パルス７（中間）をオンにすることによって生じる。
【００１８】
理解できるように、画素の輝度を第１の画素輝度境界（輝度レベル＃５１）に達するまで増加させるには、１つのパルス幅セグメント（例えば、セグメント３）内で選択された１つ以上のパルスを、そのセグメント内のすべてのパルスが第１の画素輝度境界において作動されるまで作動させる。第１の画素輝度境界に達した後にはじめて、隣接するパルス幅セグメント（例えば、セグメント２）内の選択されたパルス（例えば、パルス１）が作動されて、次の輝度レベル（輝度レベル＃５２）に達する。図３および図４について、画素輝度レベル＃５２〜＃１０２の各レベルを達成するには、セグメント３内のすべてのパルスが発生されている間、第２の画素輝度境界（輝度レベル＃１０２）に達するまで、セグメント２内でのみ選択された１つ以上のパルスを発生させる。輝度レベル＃１０２で、セグメント２および３内のすべてのパルスは作動される。
【００１９】
図４について、第２の輝度境界よりも上の画素輝度レベル＃１０３〜＃１５３の各レベルに達するためには、セグメント２および３内のすべてのパルスが発生されていて、第３の輝度境界（画素輝度レベル＃１５３）に達するまで、まだ満たされていないセグメント（例えば、セグメント４）内で選択された１つ以上のパルスを発生させる。図５で、第３の画素輝度境界より上の輝度レベル＃１５４〜＃２０４の各レベルに達するには、セグメント２、３、４内のすべてのパルスが発生されている間、更に別の満たされていないパルス幅セグメント（例えば、セグメント１）内で選択された１つ以上のパルスを、第４の画素輝度境界（画素輝度レベル＃２０４）に達するまで、発生させる。図５および図６について、第４の画素輝度境界より上の輝度レベル＃２０５〜＃２５５の各レベルに達するには、セグメント１〜４内のすべてのパルスが発生されている状態で、更に別の満たされていないパルス幅セグメント（例えば、セグメント５）内で選択された１つ以上のパルスを起動する。第５の画素輝度境界（画素輝度レベル＃２５５）では、その色についてすべてのセグメント内のパルスはすべて作動されている。
【００２０】
従って、上述の事柄から理解できるように、隣接する２つの輝度境界間の画素輝度を増加させるには、まだ満たされていない１つのパルス幅セグメント内のすべてのパルスが発生されていない限り、そのセグメント内で選択された１つ以上のパルスが発生され、その結果、時間的に近接していてパルスがまだ発生されていないセグメント内で選択された１つ以上のパルスが発生される。同様に、一対の隣接する画素境界間で、１つのパルス幅セグメント内のすべてのパルスが非作動状態でない限り、そのパルス幅セグメント内で選択された１つ以上のパルスの発生を停止させることにより画素の輝度は低減され、それから、時間的に近接する別のパルス幅セグメント内にあって前に作動された１つ以上のパルスは非作動にされる。概して言えば、隣接する画素輝度境界間で、１つのパルス幅セグメント内のすべてのパルスが同じ状態（すべてが作動されているか、または作動されていない）でない限り、そのセグメント内の選択された少なくとも１つのパルスを調節する（作動させるか、または非作動にする）ことによって、画素の輝度は変更（すなわち、増加また減少）され、その結果、画素の輝度が変化するにつれて、時間的に近接する別のパルス幅セグメント内にあるパルスの状態が変更される（作動されるかまたは非作動にされる）。１つのパルス幅セグメント内にあるパルスの状態の変化を限定して、２つの隣接する輝度境界値間の画素輝度を変更し、視覚上の混乱を生じる可能性を減少させ、それにより、動きのアーティファクトを最少限度に抑える。
【００２１】
上述したように、図３〜図６に示す各シーケンス内の各パルス幅セグメントは、ＤＭＤ２４（図１）で各原色が作られる５つの段階のうちの１つに対応する。従って実施例では、各シーケンスは５つのパルス幅セグメントから成り、各原色は輝度に依存して５回作られる。赤色、緑色および青色を生じるパルス幅セグメントは時間順に互いの後に続き、ＤＭＤ２４で赤、緑、青を連続的に発生する。換言すれば、赤、緑、青の光を個別に生み出すパルス幅セグメントは時間的にインタリーブされる。
【００２２】
隣接する画素輝度境界間で、１つだけのパルス幅セグメント内でパルスを発生させることにより（そのセグメント内のすべてのパルスがまだ発生されていない限り）、画素の輝度を増加するのが好ましい。或る画素輝度境界に達すると、（同一色について）２つの隣接する各セグメント内で選択された１つ以上のパルスをほぼ等しく発生させることにより、画素輝度を増加させることが望ましい場合もある。（他の２つの各原色のパルス幅セグメントは２つの時間的に近接する同じ色のセグメント間に在ることを理解すべきである）。従って、例えば、画素の輝度レベル＃５１に達するためにセグメント３内のすべてのパルスを発生させると、図３に見られるように、セグメント３だけでなく、その色のセグメント２および４内で選はれたパルスを発生させることにより、次の画素輝度境界（輝度レベル＃１０２）に達するための更なる画素輝度の増加が行われる。時間的に近接する２つのセグメント（例えば、セグメント２と４）内のパルスを発生させると、より多くの期間にわたり光の拡散を増大させるので、１つの期間内でのみパルスを発生させることに比較して、動きのアーティファクトを減少させるのに必ずしも効果的とはならない。
【００２３】
前述したのは、パルス幅変調されたディスプレイにおける動きのアーティファクトを最少限度に抑えるための技術である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】現在のパルス幅変調表示システムの概略ブロック図を示す。
【図２】図１の表示システムの一部を成すカラー・ホイールの正面図を示す。
【図３】本発明の原理により動きのアーティファクトを減少させる表示システム（図１）内で画素の１つに対応する色の輝度を制御するパルス幅セグメントの複数の各シーケンスのパルス・マップを集合的に示す。
【図４】本発明の原理により動きのアーティファクトを減少させる表示システム（図１）内で画素の１つに対応する色の輝度を制御するパルス幅セグメントの複数の各シーケンスのパルス・マップを集合的に示す。
【図５】本発明の原理により動きのアーティファクトを減少させる表示システム（図１）内で画素の１つに対応する色の輝度を制御するパルス幅セグメントの複数の各シーケンスのパルス・マップを集合的に示す。
【図６】本発明の原理により動きのアーティファクトを減少させる表示システム（図１）内で画素の１つに対応する色の輝度を制御するパルス幅セグメントの複数の各シーケンスのパルス・マップを集合的に示す。
【図７】本発明の原理により動きのアーティファクトを減少させる表示システム（図１）内で画素の１つに対応する色の輝度を制御するパルス幅セグメントの複数の各シーケンスのパルス・マップを集合的に示す。
【図１】
2006510954.tif 000004
【図２】
2006510954.tif 000005
【図３】
2006510954.tif 000006
【図４】
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【図５】
2006510954.tif 000008
【図６】
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【図７】
2006510954.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月20日(2004.7.20)
【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】
光源によって照明される空間光変調器に供給される１シーケンスのパルス幅セグメント内のパルスに応答して各画素の照度が制御される複数の画素を有し、空間光変調器に供給されるセグメント内の各パルスの状態により、そのパルスに関連する期間中に画素が照明されているかどうかが決定される、パルス幅変調表示システムを動作させる方法であって、第１のパルス幅セグメント内のすべてのパルスが同じ状態に変更されない限り、空間光変調器に供給される前記第１のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを調節することにより第１と第２の画素輝度境界間に在る画素輝度値の範囲内で少なくとも１つの画素の照度を変更するステップから成る、前記方法。
【請求項２】
画素の輝度を増加させるためにパルスを発生させることにより、少なくとも１つの選択されたパルスが調節される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１のセグメント内のすべてのパルスが発生されて、画素の輝度を増加させ、第２の画素輝度境界に達する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
第１のセグメント内のすべてのパルスが発生されており、第２のセグメント内で選択された少なくとも１つのパルスが発生されて、画素の輝度を第２の画素輝度境界以上に増加させる、請求項３記載の方法。
【請求項５】
第１のセグメント内のすべてのパルスが発生されており、同じ色についての第２と第３の隣接するセグメントの１つにおいて選択された少なくとも１つのパルスが発生されて画素の輝度を第２の画素輝度境界以上に増加させる、請求項１記載の方法。
【請求項６】
画素の輝度を減少させるために１つの選択されたパルスの発生を停止させることにより、そのパルスが調節される、請求項１記載の方法。
【請求項７】
第１のセグメント内のすべてのパルスの発生が停止され、画素の輝度を減少させて、第１の画素輝度境界に達する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
画素の輝度を第１の画素輝度境界以下に低下させるために第１のセグメント内のすべてのパルスが非作動の状態にあり、第２のセグメント内で選択された少なくとも１つのパルスの発生が停止される、請求項６記載の方法。
【請求項９】
画素の輝度を第２の画素輝度境界以下に低下させるために、第１のセグメント内のすべてのパルスが非作動の状態にあり、時間的に近接する第２および第３のセグメントのうち１つにおいて選択された少なくとも１つのパルスが発生される、請求項６記載の方法。
【請求項１０】
ディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を組み入れ、前記ＤＭＤを駆動するドライバ回路に供給される一連のパルス幅セグメント内のパルスに応答し一定の色に対し各画素の照度を選択的に制御するパルス幅変調表示システムを動作させる方法であって、
前記ＤＭＤデバイスを駆動するドライバ回路に供給される第１のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、第１と第２の画素輝度境界間の輝度値の範囲内で少なくとも１つの画素の輝度を増加させるステップから成る、前記方法。
【請求項１１】
第１の画素輝度境界に達するために前に作動された第１のセグメント内のすべてのパルスが発生されたままの状態にあって、第２のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、前記少なくとも１つの画素の輝度が、第３の輝度境界以下で第２の輝度境界以上に増加される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
第２の画素輝度境界に達するために前に作動された第１のセグメントと第２のセグメント内のすべてのパルスが発生されたままの状態にあって、第３のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを発生させることにより、前記少なくとも１つの画素の輝度が、第４の画素輝度境界以下で第３の画素輝度境界以上に増加される、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を組み込んで、前記ＤＭＤデバイスを駆動するドライバ回路に供給される一連のパルス幅セグメント内のパルスに応答して各画素の照度を選択的に制御するパルス幅変調表示システムを動作させる方法であって、
前記ＤＭＤデバイスを駆動するドライバ回路に供給される第１のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスの発生を停止させることによって第１の画素輝度境界以下に低下しないようにするために、第１と第２の画素輝度境界間の輝度値の範囲内で少なくとも１つの画素の輝度を減少させるステップを含む、前記方法。
【請求項１４】
第１の画素輝度境界に達するために前に非作動にされた第１のセグメント内のすべてのパルスが非作動のままの状態にあって、第２のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスの発生を停止させることによって、前記少なくとも１つの画素の輝度が、第１の画素輝度境界以下の（しかし第３の画素輝度境界以下でない）レベルに減少される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
第３の画素輝度境界に達するために前に非作動にされた第１のセグメントと第２のセグメント内のすべてのパルスが非作動のままの状態にあり、第３のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスの発生を停止させることにより、前記少なくとも１つの画素の輝度が、第３の画素輝度境界以下の（しかし第４の画素輝度境界以下でない）レベルに減少される、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
パルス幅変調表示システムにおいて、
光源と、
入射光をスクリーン上に集中させる投射レンズと、
アレイ状に配列された複数のマイクロミラーを有するディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）であって、各マイクロミラーは、それに関連するドライバ・セルに供給されるドライブ信号に反応し、円弧に沿って回転して、光源からの光を投射レンズの中に且つスクリーン上に反射させてその中にある画素を照明する、前記ＤＭＤと、
前記ＤＭＤに当たり投射レンズの中に反射される光に三原色の各々を連続的に与えるために光源とディジタル・マイクロミラー間に介在する回転式カラー・ホイールと、
パルス幅セグメントのシーケンスを形成するプロセッサであって、第１のセグメント内のすべてのパルスが同じ状態にない限り、関連するシーケンスの第１のパルス幅セグメントだけの内で選択された少なくとも１つのパルスを調節することにより、第１と第２の画素輝度境界間に在る画素輝度値の範囲内で各色について対応する画素の輝度を各パルス幅セグメントが制御し、その結果、第２のパルス幅セグメント内で選択された少なくとも１つのパルスの状態が変更される、前記プロセッサと、
前記プロセッサによって形成されたパルス幅セグメントのシーケンスに応答して、ディジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を駆動して該当する画素を照明するドライバ回路と、から成る、パルス幅変調表示システム。
【請求項１７】
各パルス幅セグメントのシーケンスが各色につき５個のパルス幅セグメントから成り、各色に対する各パルス幅セグメントがその他の色に対するセグメントとインタリーブされる、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
画素の輝度を増加させるために少なくとも１つの選択されたパルスを発生させることにより、プロセッサが前記パルスを調節する、請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
画素の輝度を減少させるために少なくとも１つの選択されたパルスの発生を停止させることによって、プロセッサが前記パルスを調節する、請求項１６記載のシステム。
【国際調査報告】
2006510954.tif 000011