(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明には、２つの主たる実施形態がある。最初の実施例は、コラム切り替え及びブランキングであり、第２の実施形態は２重化と称される。最初の実施例は、複数のコラム及び列に置いた１ないしそれ以上の数のデジタルマイクロミラー素子を用いた投影機でもって立体画像を表示する投影機である。投影機そのものは、光源、光学的システム、ビデオ処理システム、及びマイクロミラー装置を動かすデータ・システムを含む。そのサブデータ・システムは、マイクロミラーの複数のコラム対に分かれたデータを備える。投影機は、最初に目に入る立体画像入力用制御回路の最初の状態がある立体制御回路を含み、制御回路は、既出の最初に目に入る立体画像の間、各コラム対にある最初のコラムのマイクロミラーをさまざまなオンとオフの状態になるようにする。そして、既出の最初に目に入る立体画像の間、各コラム対にある第２コラムの既出のマイクロミラー全てをオフの状態とする。制御回路の第２の状態は、立体画像の２番目に見えるものを入力するために用いられる。また、立体画像の２番目が見えている間、各コラム対の第２コラムのマイクロミラーを様々なオンとオフの状態にする。そして、立体画像の２番目が見えている間、各コラム対の第１コラムのマイクロミラーをオンとオフの様々な状態にする。第２の実施例は、複数のコラム及び列に置いた１ないしそれ以上のデジタルマイクロミラー素子を用いた投影機による立体画像の表示のための投影機である。投影機は、光源、光学システム、ビデオ処理システム、及び、既出のマイクロミラー装置を動かすデータ・システムを含む。データのサブシステムは、マイクロミラーの複数コラム対に分離したデータを備える。投影機は、立体画像を最初に見える入力のために最初の状態にする立体制御回路を含む。そして、各コラム対の各マイクロミラーを、既出の立体画像を既出の最初に見えている間、各種の、しかしオンとオフが等しい状態にする。制御回路の第２の状態は、立体画像の２番目に見えるものを入力し、立体画像の２番目に見えている間、各コラム対の各マイクロミラーを各種のしかし、同じオンとオフの状態にする。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元立体投影システムであって、デジタルマイクロミラー表示器を利用して、フリッカーがないように左右の視野画像を光学的に切り替えるものであり、前記左右の視野画像間の切り替えは、前記３次元立体投影システムが画像データを受け取る速度から独立したものであることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項０記載のシステムにおいて、前記左右の視野画像間の切り替えは、前記３次元立体投影システム内におけるいかなるクロック信号、又は、指標信号から独立している、もしくは独立していない。
【請求項３】
請求項０記載のシステムにおいて、前記左右の視野画像間の切り替えは、色彩輪指標信号と同期している。
【請求項４】
請求項０記載のシステムにおいて、時空間立体画像多重化法を利用して、入力画像データ速度から前記左右の視野画像間の切り替えをデカプリング（ｄｅｃｏｕｐｌｅ）させているものである。
【請求項５】
請求項０記載のシステムにおいて、前記時空間立体画像多重化法は、入力される立体画像データのフォーマットをコラム多重化フォーマット（ｃｏｌｕｍｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  ｆｏｒｍａｔ）に変換する方法と装置から成り、そしてそれに視聴者へ送出するために一連の左右画像を光学的にエンコードする方法と装置から成る。
【請求項６】
請求項０記載のシステムにおいて、前記時空間立体画像多重化法は一部、
（ａ）フィールド・シーケンシャル立体フォーマット、フレーム・シーケンシャル（"ページフリップ"）立体フォーマット、垂直２連立体フォーマット、並列（ｓｉｄｅ−ｂｙ−ｓｉｄｅ）立体フォーマット、ロー・インターリーブ立体フォーマット、及び、コラム・インターリーブ立体フォーマットを含むいくつかのフォーマットの一つにエンコードされた立体画像データを、コラム・インターリーブ立体フォーマット（ｃｏｌｕｍｎ  ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ  ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  ｆｏｒｍａｔ）に変換し（前記コラム・インターリーブ立体フォーマットは、立体画像を単一画像データ・ストリームにエンコードするための空間的な方法）、
（ｂ）フィールド・シーケンシャル立体フォーマット、フレーム・シーケンシャル（"ページフリップ"）立体フォーマット、垂直２連立体フォーマット、並列（ｓｉｄｅ−ｂｙ−ｓｉｄｅ）立体フォーマット、ロー・インターリーブ立体フォーマット、及び、コラム・インターリーブ立体フォーマットを含むいくつかのフォーマットの一つにエンコードされた立体画像データを、各左もしくは右の画像データの画像補間を別々に遂行する目的のため、２つに分かれた左と右の画像データ・チャンネルに分離し、
（ｃ）前記画像データ・フレーム速度を入力のいかなる標準フレーム速度から、出力の単一の予め決められた画像データ・フレーム速度に変換する、
３次元データ・フォーマッターから成る。
【請求項７】
請求項１記載のシステムにおいて、前記時空間的立体画像多重化方法は、コラム交互（ｃｏｌｕｍｎ  ａｌｔｅｒｎａｔｅ）フォーマットの中の空間的多重化立体画像データを、ＤＭＤ表示によって、視聴者に送出するために時間シーケンシャル・フォーマットに変換する３次元表示フォーマッターから構成される。
【請求項８】
請求項１記載のシステムにおいて、コラム・ブランキング方法と装置は、コラム交互フォーマットの前記空間的多重化立体画像データを、ＤＭＤ表示によって視聴者に送出するために前記時間シーケンシャル・フォーマットに変換するために用いられる。
【請求項９】
請求項１記載のシステムにおいて、コラム２重化法と装置は、コラム交互フォーマットの前記空間的多重化立体画像データを、ＤＭＤ表示によって視聴者に送出するために前記時間シーケンシャル・フォーマットに変換するために用いられる。
【請求項１０】
請求項１記載のシステムにおいて、３次元立体投影システムは、単一のＤＭＤチップと３色色彩輪を用いて構成される。
【請求項１１】
請求項１記載のシステムにおいて、３次元立体投影システムは、単一のＤＭＤチップと４色色彩輪を用いて構成される。
【請求項１２】
請求項１記載のシステムにおいて、３次元立体投影システムは、２つのＤＭＤチップ表示器と２色色彩輪を用いて構成される。
【請求項１３】
請求項１記載のシステムにおいて、３次元立体投影システムは、２つのＤＭＤチップ表示器と３色色彩輪を用いて構成される。
【請求項１４】
請求項１記載のシステムにおいて、３次元立体投影システムは、３つのＤＭＤチップ表示器を用い、色彩輪を用いないで構成される。
【請求項１５】
請求項１記載のシステムにおいて、アクティブなシャッター眼鏡は、時間シーケンシャル方法で光学的にエンコードされた左右の画像対をデコードするために使用される。
【請求項１６】
請求項１記載のシステムにおいて、内蔵の光学フィルターＡは、赤外領域の左回りの円偏光を反射し、可視領域の左回りと右回りの円偏光と、赤外領域の右回りの円偏光を送出し、内蔵の光学フィルターＢは可視領域及び赤外領域の両方の右回りの円偏光を反射し、可視領域及び赤外領域の両方の中の左回りの円偏光を送出し、結果的に可視領域の左回りの円偏光のみを送出する組み合わせフィルターとなる。
【請求項１７】
請求項１記載のシステムにおいて、内蔵の４分の１波長位相板は可視領域の左回りの円偏光を可視領域の直線偏光に変換するために利用され、内蔵の切り替え可能な液晶回転盤は、投影機の出力偏光状態を、直線偏光状態Ｐ１から直交する直線偏光状態Ｐ２に切り替えるために利用されるものであり、内蔵の３次元画像指標信号は、前記偏光状態を切り替えるために利用されるものであり（ここにおいて前記３次元画像指標はＤＭＤ表示フレーム速度及び入力画像データ・フレーム速度から独立している）、パッシブな直線偏光眼鏡は、光学的にエンコードされた左右の画像シーケンスをデコードするために利用される。
【請求項１８】
請求項１記載のシステムにおいて、切り替え可能な２分の１波長位相板は、投影機の出力偏光状態を左回りの円偏光から右回りの円偏光に切り替えるために利用され、内蔵のＤ画像指標信号は円偏光状態を切り替えるのために利用され（ここにおいて前記３次元画像指標はＤＭＤ表示フレーム速度及び入力画像データ・フレーム速度と独立している）、パッシブな円偏光眼鏡は、光学的にエンコードされた左右の画像シーケンスをデコードするために利用される。
【請求項１９】
請求項１記載のシステムにおいて、外付け直線偏光板は、投影機出力をＰ１状態に偏光するために利用され、切り替え可能な液晶回転盤は、投影出力偏光状態を前記Ｐ１状態と交差直線偏光状態Ｐ２間で切り替えるために利用されるものであり、内蔵の３次元指標信号は、前記偏光状態を切り替えるために利用され（ここにおいて前記３次元画像指標はＤＭＤ表示フレーム速度及び入力画像データ・フレーム速度から独立している）、パッシブな直線偏光眼鏡は、光学的にエンコードされた左右の画像シーケンスをデコードするために利用される。
【請求項２０】
請求項１記載のシステムにおいて、外付けのパッシブな４分の１波長板は、前記投影システムからの直線偏光の出力を円偏光へ変換するために利用され、パッシブな円偏光眼鏡は、光学的に左右の画像シーケンスをエンコードしたものをデコードするために利用される。
【請求項２１】
立体画像を表示するための投影機であって、複数のコラム及び列に配置された１つ以上のデジタルマイクロミラー素子を使用し、前記マイクロミラー装置を動かすための光源と、光学システムと、ビデオ処理システムと、データ・システムとを含み、前記データ・サブシステムは、別々のデータを前記マイクロミラーの複数のコラム対に提供し、
立体制御回路を含む前記投影機は、
前記立体画像の第１の目のビューを入力し、前記立体画像の前記の第１の目のビューの間、各コラム対の第１のコラムの前記マイクロミラーを様々なオンとオフ状態にさせ、前記立体画像の前記の第１の目のビューの間、各コラム対の第２のコラムの前記マイクロミラーのすべてをオフ状態にさせる前記制御回路の第１の状態と、
前記立体画像の第２の目のビューを入力し、前記立体画像の前記の第２の目のビューの間、各コラム対の第２のコラムの前記マイクロミラーを様々なオンとオフ状態にさせ、前記立体画像の前記の第２の目のビューの間、各コラム対の第１のコラムの前記マイクロミラーのすべてをオフ状態にさせる前記制御回路の第２の状態と、
を有する。
【請求項２２】
画像を表示させるための投影機であって、複数のコラム及び列に配置された１つ以上のデジタルマイクロミラー素子を使用し、前記マイクロミラー装置を動かすための光源と、光学システムと、ビデオ処理システムと、データ・システムとを含み、前記データ・サブシステムは、別々のデータを前記マイクロミラーの複数のコラム対に提供し、
立体制御回路を含む前記投影機は、
前記立体画像の第１の目のビューを入力し、前記立体画像の前記の第１の目のビューの間、各コラム対の各マイクロミラーを様々な、しかし同一のオンとオフ状態にさせるための制御回路の第１の状態と、
前記立体画像の第２の目のビューを入力し、前記立体画像の前記第２のフィールドの間、各コラム対の各マイクロミラーを様々な、しかし同一のオンとオフ状態にさせるための前記制御回路の第２の状態と、
を有する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本特許出願は、２０００年１０月１２日出願の米国仮出願番号第６０／２３９，６６４「ＤＬＰベースの３次元映像システム」、２００１年１０月１２日出願の国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０１／３２０８７、３次元「デジタル光処理ベースの３次元投影システムとその方法」及び２００１年１月１２日出願の仮出願出願番号第６０／２６１、１３６「デジタル光処理を用いた立体表示のための方法と装置」に関連するものである。上記の諸文献はこの参照により本明細書に一体化されるものとする。
【０００２】
テキサス・インストルメンツ社（ＴＥＸＡＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）のデジタル光処理技術（ＤＬＰ）（登録商標）は、データおよびマルチメディア・イメージ投影システムとして実行可能、かつ確実な技術であることが、すでに証明されている。ＤＬＰ技術の基礎は、１９９１年１０月２９日に発行されたホーンベック（Ｈｏｒｎｂｅｃｋ）による米国特許５，０６１，０４９号公報に記述されているテキサス・インストルメンツ社によるデジタルマイクロミラー素子（ＤＭＤ）であり、上記文献はこの参照によりこの明細書に一体化されるものとする。ＤＭＤチップは、ＣＭＯＳメモリーの基板の上に構成される２個の安定して並ぶミラーからなるマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）である。本技術による投影装置には多くの異なる構造があり、これには１チップ、２チップ、３チップの各ＤＭＤデザインが含まれる。ＤＭＤチップの特別な特性とミラーにより変調される光を用いる方法は、ＤＭＤ技術に基づく３次元立体映像投影システムを発展させる可能性をもたらすものである。三次元立体映像投影システムは、多人数の左右の目の視野に画像を送り、視聴者らに距離感の錯覚を作り出すことができる。本明細書で述べるデジタル光処理に基づく三次元立体投影システムは、左右の目からの情報が入り混じり難いことや高輝性の明るさ、低いちらつき性、さらにまた、コンパクトであることを含む利点を提供する。
【０００３】
単一（シングル）チップＤＭＤ投影システム
単一チップ投影システムは、単一ＤＭＤ（デジタルマイクロミラー素子）チップ及び、色彩輪（カラーホイール）を使用してフルカラー画像を表示する。ＤＭＤチップは、投影されるスクリーン幕の上に投影レンズを通して、または、光源に向かって色彩輪を逆行するよう光を反射する。ＤＭＤチップは、幾千もの極小エレクトロメカニカルミラーより構成されているので、チップそれ自身は色彩を制御しない。この理由により、少なくとも三原色（例えば、赤、緑、青）から構成される色彩輪を光源の色を変調させる目的で用いる。色は、人間の目で認められるよりも早い速度で変調され、その結果、全色彩をもたらす。ＤＭＤチップの各ピクセル（微細なミラー）によって反射される光の強度は、パルス幅変調の仕組みによって制御される。この装置は、ドン  ドハーティ（Ｄｏｎ  Ｄｏｈｅｒｔｙ）とグレッグ  ヒューレット（Ｇｒｅｇ  Ｈｅｗｌｅｔｔ）による"ＤＬＰ投影機におけるパルス幅変調制御"１１５−１２１ページ、ＴＩ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ，１９９８年７月−９月に、さらに詳細に述べられている。この引用により、上記文献は本明細書に一体化されるものとする。ＣＭＯＳメモリーの基板の上に構築された複雑なマイクロ・メカニカル・ミラー・システムによってＤＭＤチップは構成されている。ＤＭＤチップについては、テキサス・インストリュメント（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）のウエブサイトＷＷＷ．ｔｉ．ｃｏｍ／ｄｌｐにある公式文書セクションの４ページにあるラリー  ジェイ  ホーンベック（Ｌａｒｒｙ  Ｊ  Ｈｏｒｎｂｅｃｋ）による"高輝度、高分解能応用のためのデジタル光処理"において述べられている。この引用により、上記文献は本明細書に一体化されるものとする。ＤＭＤチップ上にビデオまたはコンピューターから出された単一画像のフレーム表示のために、ブロックもしくはグループにあるＤＭＤチップのＣＭＯＳの基板にミラー状態の情報が、書き込まれる。一度メモリー・ブロックに書きこまれると、ブロックの上にある各ミラーは新しい状態に初期化される。この過程は、チップの中にある各ミラーが初期化されるまで、ブロックごとに続けられる。フレームの端では、チップの上にあるすべてのミラーが同時に"オフ"の位置にリセットされる。すなわち、各ミラーは光を反射して光源にもどすような方向に向けられる。チップ初期化の終了において、ＤＶＤチップ上のすべてのミラーが"オフ"にリセットされるので、以下に述べるごとく３次元立体投影システムにとってＤＭＤチップは光の弁（ｌｉｇｈｔ  ｖａｌｖｅ）として極めて適切となる。
【０００４】
スイッチとしてのミラー
図１に示されるＤＭＤ光スイッチ１００は、マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）として知られている機器のクラスの一つである。他のＭＥＭＳとしては、圧力センサー、加速計及び、マイクロアクチュエイターがある。ＤＭＤは、ＣＭＯＳメモリー上にＣＭＯＳと同様の処理ににより一体的に作成される。個々の光スイッチは、下にあるメモリーセルの状態に従って、２方向の内の１方向に光を反射することができる１６μｍ平方のアルミニウム・ミラー１０２を備えている。ミラーの回転は、ミラーと下にあるメモリーセルの間に発生する電圧差により生み出された静電気力によってなされる。オン（１）の状態にあるメモリーセルにおいて、ミラーは＋１０度回転する。オフ（０）の状態にあるメモリーセルにおいて、ミラーは−１０度回転する
ＤＭＤ２０２を適切な光源（図示せず）および投影光学２０４（図２）と組み合わせることにより、簡単な光線方向制御技術によって、投影レンズの瞳孔相当部分に入るか、又は外れるようにミラーは投影光を反射する。このようにして、ミラーの（１）の状態は明るく、ミラーの（０）の状態は暗く見える。回析方式による光スイッチに較べると、ＤＭＤ光スイッチの光線の方向制御機能は、コントラスト比とシステムの総合的輝度能力の間に優れたバランスを備えている。
【０００５】
グレースケールとカラー操作
投影光の双パルス幅変調によってグレースケールが得られる。１個、もしくは２個、あるいは３個のＤＭＤチップとの組み合わせにおいて、静止あるいは回転式のカラーフィルターを用いることにより色彩を得る。
【０００６】
ＤＭＤの光スイッチは、ミラーの光線方向制御により光のオンとオフを速やかに行なうことができる。投影レンズの瞳孔相当部分に入るか外れるようにミラーが回転しながら投影光を反射し、アナログ画像として目に知覚されるデジタル光パルスをバースト（短い期間に一度に多数発生）させる。ＤＭＤ光スイッチの光学的切り換え時間は、〜２μｓである。ミラーが安定しラッチされる時間を含めた機械的な切り換え時間は、〜１５μｓである。
【０００７】
視聴者の目にグレースケールの感覚を生み出す技術は、双パルス幅変調と呼ばれている。ＤＭＤは、入力および出力光学言語として、グレー・レベルの輝度を表す電気的言語を受け取り、それらは視聴者の目によって、アナログ輝度のレベルに判断される。
【０００８】
双パルス幅変調（ＰＷＭ）技術の詳細は、図３に図示される。ＰＷＭ技術は、簡単なものとして、４ビット信号（２４ または１６グレーレベル）３００として描写してある。信号中の各ビットは、光がオンまたはオフ（１または０）となる時間間隔を表わすものである。時間間隔は、２0, ２1, ２2, ２3, または１,２,４,８の比較価値を有する。最小間隔（１）は、最下位ビット（ＬＳＢ）と称す。最大間隔は（８）は、最上位ビット（ＭＳＢ）と称す。ビデオの実地時間は、その１／１５，２／１５，４／１５，８／１５の４つの時間間隔に分かれる。４ビット信号によるすべてのビットの組み合わせにより創出することができる可能なグレーレベルは、２４、または１６の均等に間隙のあるグレーレベル（０、１／１５，２／１５，．．．１５／１５）である。現行のＤＬＰシステムは、２４ビットカラー（８ビット、または基本色毎に２５６グレーレベル）、もしくは、３０ビットカラー（１０ビット、または基本色毎に１０２４グレースケール）である。
【０００９】
図３にある簡単な例で示すように、視聴者の目によるパルス化された光の不完全な集成のために、空間的で一時的なアーティファクトが生み出される。これらのアーティファクトは、"ビット分割手法"により無視し得るレベルまで減少させることができる。本技術により、より長い期間のビットは、より短い期間にさらに分割され、これらの分割されたビットはビデオ・フィールド時間を通じて分配される。ＳＬＰ表示は、"真のアナログ"感覚を生み出すためにパルス幅変調とビット分割を組み合わせるが、この方法は、アナログ投影システムにより得られるものよりもずっと優秀であり、正確で安定している。
【００１０】
ＤＭＤセルの構造と製造
ＤＭＤピクセル４００は図４に図示されているようにＣＭＯＳ  ＳＲＡＭ４０２セルの上に作られているＭＥＭＳ上部構造セルと一体化して統合されている。上部構造物の金属層４０４間の空気間隙を作り出すためのプラズマエッチングにより取り除かれるべき層が組織的に取り去られる。間があるので、２つの対応しているトルクヒンジ４０６の周りを構造物が自由に回転する。ミラー４０８は、下にあるヨーク（くびき）４１０に固定されている。支柱を支えるための下にある基板に付けられている二つの機械的に対応するトルクヒンジは、交互にヨークに連結されている。
【００１１】
ミラーとヨークのためのアドレス電極４１２は、下にあるＳＲＡＭセルに補完するようにつながっている。金属−３の層でできたバイアス・バスにヨークとミラーはつながっている。バイアス・バス４１４は、各ピクセルのヨークとミラーをチップ周囲の結束パッドに相互連結している。オフチップ・ドライバーは、適切なデジタル操作（セクション２．４）に必要なバイアス波形を供給する。ＤＭＤミラーは１６μｍ平方の大きさを有する。また、最高の反射を得るためアルミニウムでできており、高い開口率（〜９０％）を示すマトリックスを形成するために１７μｍの中央上に並べられる。高開口率は、ピクセルレベルでの光使用とスムースな(ピクセレーションフリー)投影画像に良い効果を示す。
【００１２】
ミラーとそのアドレス電極、ヨークとそのアドレス電極の両者の間で、静電界が発現することにより、十分効率の良い静電気トルクが生成される。このトルクは、正または負の方向に向かうミラーとヨークの回転を生み出すためにヒンジの元に戻すトルクに対抗して働く。ヨークと同じ電位にある機械的停止によってヨークが休止する（または到着する）までミラーとヨークは回転する。前もってアナログ機器に用いられている静電気トルクのバランスに対抗して回転角が幾何学的に決定されるので、回転角は正確に決定される。
【００１３】
ＤＭＤ上部構造の製造は、完成されたＣＭＯＳメモリー回路でもって始まる。高濃度酸化物をＣＭＯＳの金属−２の上に置き、そして化学機械的磨き法（ＣＭＰ）を用いて平坦化する。投影の輝度均一性とコントラスト比を悪くすることなくＣＭＰ処理は、ＤＭＤ上部構造物製造のために完璧に平坦な基板を供給する。
【００１４】
アドレス電極（金属−３）、ヒンジ、ヨークとミラー・レイヤ、および二つの空気間隙を形成することになる擬似レイヤ（スペーサー１とスペーサー２）用の光硬化硬化性樹脂のためにフォトマスク６レイヤを使用して、アルミニウムのレイヤで持って上部構造が形作られる。このアルミニウムは、スパッターによって堆積され、次にエッチング・マスクとしてプラズマ・デポジットされたＳｉＯ２を用いてプラズマエッチングされる。パッケージ過程以降において、擬似レイヤはプラズマ灰化して空気間隙を形成する。
【００１５】
後で容易に切り分けられるように、チップに入っている切れ込み線に沿って部分的にソーイングされるウエファーからパッケージ過程が始まる。部分的にソーイングされ、きれいにされたウエファーは、ＤＭＤミラー、ヨーク、及びヒンジの下から有機擬似レイヤを選択的に剥がすために用いるプラズマエッチング過程に進む。この過程に従いながら、作業中にヨークのランディング端がランディングパッドに付着することを防ぐために薄い潤滑層をデポジットする。チップを一つずつ分離する前に各チップは電気的、そして光学的機能の総てを高速度ウエファー自動検査器によってテストされる。最終的にチップは、ウエファーから分離され、プラズマ洗浄を受け、潤滑され、パッケージに密封される。
【００１６】
ＤＭＤチップには、ＳＶＧＡ（８００×６００）とＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）の２種類のパッケージがある。実効対角線長は、０．７インチ（ＳＶＧＡ）と１．１インチ（ＳＸＧＡ）である。
【００１７】
電子的作用
ＤＭＤピクセルは電子でもって働くので、生来デジタル機器である。アドレスが必要とする電圧を最小とするバイアス電圧を用いることにより、静電気的に双安定条件モードで動く。このような理由により、一般に用いられている５―ｖｏｌｔのＣＭＯＳアドレス回路でもって、大きな回転角度を得ることが可能である。
【００１８】
ＤＭＤチップの構造は図５に図示されている。それぞれのＤＭＤのミラーと機械的上部構造セルの下にあるものは、６個のトランジスターからなるＳＲＡＭである。多重化通信データ入力と分離通信（１：１６）は、求められているビデオ・データ転送速度とオンチップＣＭＯＳの周波数能力と合うように定められている。ＤＭＤのパルス幅変調の仕組みは、ビデオ・フィールド・タイムが２進時間またはビット時間に分けられる必要がある。配列されているミラーが光を変調している間に各ビット時間内で、下部層のメモリー配列は次のビットタイムに備えて刷新されるか初期化される。一たびメモリー配列が初期化されてしまうと、配列されているすべてのミラーは同時に解放され、新しいアドレス状態に移る。
【００１９】
上記に示されたようにＰＷＭビットスプリットを行なうアルゴリズムと結びつく時、このすべてのミラーの同時初期化ということが、低いちらつき表示を生み出す本質なのである。ブラウン管蛍光面の輝きが時間と共に減少する結果、ちらつきはＣＲＴに生み出され得る視覚アーティファクトである。
【００２０】
なぜなら、飛び越し走査線フォーマットにおいてＣＲＴが初期化されるので、全体としてのブラウン管蛍光面の輝き減少と同じ様に、線ごとの一時的フェイズ・シフトもある。ＤＬＰを基本とする表示は、本質的に低いちらつきを示す。なぜなら総てのピクセルが同時に初期化される（線ごとの一時的なフェイズ・シフトはない）、またＰＷＭビットスプリットをするアルゴリズムは、ビデオ・フィールド時間（輝度における一時的な衰えはない）を通じて一様に分配される短い時間の光パルスを生み出す。
【００２１】
ＤＭＤの適切な作動は、図６に図示され、また表１に詳細に記されているバイアスとアドレス・シーケンスを用いることによって成し遂げられる。
【００２２】
バイアス電圧には３つの機能がある。第１に、先に述べたように必要とされるアドレスの電圧を最小にする双安定条件状態を生み出す。この方法では、大きな回転角が、一般に行なわれている５ボルトＣＭＯＳでもって成し遂げることができる。第２に、ミラーがリセットされるまで、アドレス電圧における変化に対応できないようにミラーを電気機械的に捕捉する。第３のバイアスの機能は、表面に付着する力を確実に解除し、新しいアドレスの状態に回転し始めることができるようにピクセルをリセットすることである。
【００２３】
上部構造物の金属表面は、不動態層、または潤滑層でもって表面加工されているが、残存するファンデルバール（ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌ）、または分子間表面力は、ミラーを確実にリセットするためヒンジを元に戻す力よりも大きな力を必要とする。ミラーとヨークにリセットのための電圧パルスを用いることにより、ヨークのスプリング両端を曲げる力を引き起こす。スプリング両端は曲がらないので、その表面から確実に解放する力によりヨーク着地端を着地パッドから加速的に離れる反応力を生み出す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
ＤＭＤの構造
上記で述べたごとく、各ＤＭＤは幾千もの傾いた微細なアルミニウム合金のミラーから成っている。これらのミラーは、陰に隠れたヨークの上に乗っている。ねじれヒンジの構造は、ヨークを支柱に連結している。ミラーは、ねじれヒンジによって±１０度回転することが可能になっている。支柱は下にあるバイアス／リセットバスとつながっている。バイアス／リセットバスは、バイアスとリセット電圧を両方とも各ミラーに供給できるよう接続されている。ミラー、ヒンジ構造、それに支柱は、総て、下にある補完金属酸化半導体（ＣＭＯＳ）アドレス回路と一対のアドレス電極の上に構成されている。
【００２６】
ミラー構造へのバイアス／リセット電圧と共に、アドレス電極の一つに電圧を加えることが、ミラーとアドレスされた側との間に静電力を作り出す。同じ電位にある着地電極に接触するまで、ミラーは傾く。この時点で、そのミラーは電気機械的に適所にラッチされる。ゼロ電位では、ミラーが−１０度傾くが、メモリーセルに双対のものを置けば、ミラーは＋１０度傾く。
【００２７】
ＤＭＤは１装置あたり、おおよそ２百３０万個のミラーがある２０４８×１１５２の大きさのものが作られている。これらの装置は、高鮮明度の高解像テレビ画面を見せる能力がある。最初に大量生産されるＤＭＤは、８４８×６００の装置であろう。このＤＭＤは、ＮＴＳＣや位相交番ライン（ＰＡＬ）、ＶＧＡ，スーパービデオグラフィック・アダプター（ＳＶＧＡ）を投影できるようになる。そして、１６：９縦横比を表示する能力もまた備えている。マイクロミラー表示システムのためのビデオ・プロセスのもっと詳しい内容は、テキサス・インストリュメンツ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）のウエブページ（ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ＤＬＰ.ｃｏｍ/ｄｌｐ／ｒｅｓｏｕｃｅｓ／ｗｈｉｔｅｐａｐｅｒｓ／ｐｄｆ／ｖｐｒｏｃ．ｐｄｆ）にあるバシャ−ル  マーカンディ（Ｖａｓｈａｌ  Ｍａｒｋａｎｄｅｙ）、トッド  クラトノフ（Ｔｏｄｄ  Ｃｌａｔｎｏｆｆ）、及びグレッグ  ペテット（Ｇｒｅｇ  Ｐｅｔｔｉｔｔ）による"ＤＬＰＴＭ表示・システムのためのビデオ処理法（Ｖｉｄｅｏ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  ＤＬＰＴＭ  ＤｉｓｐｌａｙＳｙｓｔｅｍ）"の表題のついた公式文書で記述されている。以後の本文中の参照文献とするものとする。
【００２８】
単一チップＤＭＤ投影システム−例１
図７は、ラリー  ジェイ．ホーンベック（Ｌａｒｒｙ  Ｊ.  Ｈｏｒｎｂｅｃｋ）による"陰極線からデジタルミラーまで：電気投影機技術の歴史（Ｆｒｏｍ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙｓ  ＴＯ  ＤＩＧＩＴＡＬ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒｓ：  Ａ  Ｈｉｓｔｏｒｙ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）"であり、ＴＩ技術雑誌（ＴＩ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ）の１９９８年７月−９月の４０ページに記載のあるテキサス・インストリュメンツ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）による典型的な単一チップＤＭＤ投影光学デザイン７００の図示である。以後の本文中の参照文献とするものとする。このデザイでは、楕円形のミラーと集光レンズ７０２が、光を色彩輪６０４に通じ、それから棒状集成器７０６の中に投影する。第２の集光レンズ・システム１０８は、棒状集成器７０６から出て来る光を集める。２つの反射プリズム７１０と７１２がこの光を、投光光学機７１６を通じ、また映写幕（示されていない）上に反射させるＤＭＤチップ７１４に、順に反射するために用いられる。
【００２９】
単一チップＤＭＤ投影システム−例２
図８は、プラス会社（Ｐｌｕｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって使用された交番ＤＭＤ投影機の構造２００を示す。このデザインは、反射プリズムを使用しないという点においてより簡単になっている。このデザインでは、楕円形ミラーから色彩輪２０４を通って光が通過し、集光レンズ・システムによって光が集められる。光はそこで固定ミラー２０８からＤＭＤチップ２１０まで反射される。そしてそのＤＭＤチップから、表示された画像によって描き出されるべく投影光学機器２１２を通じて反射される。
【００３０】
図８と図９で表されているデザインは、単一チップＤＬＰ投影システムが構築することができる唯一の可能な方法ではない。これらの図は図示を目的とするものであり、いかなる範囲においても、この単一ＤＭＤチップと色彩輪を用いる他の単一チップＤＬＰ構成についての本発明の適用性を制限するものではない。
【００３１】
単一チップＤＭＤ投影システムのための３区分色彩輪
図９は、単一チップＤＬＰ投影システム用３区分色彩輪の構成９００を示す。
この色彩輪のデザインは、ホイールハブ９０２と、赤９０４、緑９０６、青９０８の３区分よりなる半透明区域とから成り立っている。ＤＬＰ投影システムは、３色色彩輪を利用して各画像を３区分色成分に分け、３区分色成分が時間通りに連続して表示され、また色彩輪のカラーフィルターに相当させるようにする。６０Ｈｚのビデオ情報源がプロジェクターに与えられる場合には、その画像は、赤、緑、青の成分に分けられ、１８０Ｈｚのデータ転送速度で表示される。
【００３２】
単一チップＤＭＤ投影システム４区分色彩輪
図１０は、４区分色彩輪１０００の構成を表す。この色彩輪のデザインは、赤１００６、緑１００８、青１０１０のカラーフィルターに加えて、透明フィルター１００２を色彩輪１００４に加えることにより、より明るい白の画像投影を可能にすることができる。この構成において、白の区分はカラーフィルターよりも少し小さな角度に内在するが、各原色（赤、緑、青）は、同一角度で内在する。
【００３３】
単一チップＤＬＰプロジェクターのためのＤＭＤプロジェクタービデオ処理ブロック図式
図１１は、テキサス・インストリュメンツ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）のウエブサイトＷＷＷ．ｔｉ．ｃｏｍ／ｄｌｐの公式文書中にあるクランタノフ  ティー．  マーカンデイ（Ｃｌａｎｔａｎｏｆｆ  Ｔ.  Ｍａｒｋａｎｄｙ）とジー．ペティット（Ｇ.  Ｐｅｔｔｉｔｔ）による"ＤＬＰ(r)表示・システムのためのビデオ処理（Ｖｉｄｅｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ ＤＬＰ(r)  ＤＩＳＰＬＡＹ Ｓｙｓｔｅｍｓ）"により詳しく記述されているＤＬＰプロジェクターのビデオ処理システムのブロック図を表す。以後の本文中の参照文献とするものとする。この図式にある情報の流れは、左から右である。この解説用のシステムにおいて、ビデオソース入力は左端でなされている。ビデオソース１１０２は、コンポーネント、合成画像、ＮＴＳＣ，ＹＣ，ＰＡＬ、または投影機が受け入れることができるようにデザインされた他のどんなビデオ・フォーマットであっても良い。初期段階のビデオ処理のブロック１１０４は、初期条件と入ってくるビデオ信号の解釈を取り扱う。このブロックで一番重要なステップは、アナログ・ビデオ信号をデジタル・データ−に変換することである。ＤＭＤチップは本来的にデジタル器機であるから、とりわけ投影機内部でのすべてのビデオ処理は、デジタル化を行なわねばならない。もう一つの重要なステップは、ビデオ信号をＹ／Ｃまたはクロミナンス／輝度フォーマットに変換することである。
【００３４】
ビデオ処理における第２のブロックは、補間処理のブロック１１０６である。ＤＭＤチップ装置は、入ってくるビデオ・データ（例えば縦横のピクセルサイズが８００×６００、または１０２４×７６８）よりも高いピクセル分解能があるので、ビデオ信号は、より高い分解能で再サンプリングされなければならない。さらに、ほとんどのビデオ・フォーマットは、すべての奇数ラインが表示され、それからすべての偶数ラインが表示される"飛び越し走査"となっているので、信号は、飛び越し走査から累進走査に変換されなければならない。累進走査とは、単純に走査、もしくはスイ−プする方法で、順番に上から下に（またはその逆に）データが表示されることである。ＤＭＤチップは累進走査器機なので、ビデオ信号は、かならず累進走査に変換しておかねばならない。この方法で三次元立体画像がビデオ信号に送出されるので、累進走査周波数変換ステップ履行のためのアルゴリズムによって、補間プロセシング・ブロックが、ビデオシグナルによって運ばれた左目と右目の情報を劣化、もしくは混在させることが可能になる。このことを下記においてより詳細に論じる。
【００３５】
最後のステップである最終段階のプロセシング１１０８は、ビデオ入力画像、または、コンピューター入力画像を分けて、適切なカラースペース描写部に入れることである。それは、図８に示される色彩輪であり、画像は、赤、緑、青の成分に分けられる。図９の色彩輪については、画像は、赤、緑、青、白の成分に分けられる。このステップの出力は、ＤＭＤチップ・ドライバーの電気回路構成要素１１１０により受け入れられることができるカラー空間画像情報である。
【００３６】
２個チップＤＭＤ投影システム
２個チップＤＭＤ投影システムは、市場には希であるか存在していない。このアイデアは、フルカラー・画像を表示するために、二つのＤＭＤ表示・チップと二色の色彩輪を用いるものであった。このシステムの不利な諸点はいろいろあるが、二つのＤＭＤ表示と機械的な色彩輪フィルターを維持するための管理の複雑さが加わることにある。
【００３７】
３個のＤＭＤチップ投影システム
３個のＤＭＤチップ投影システムは、大型投影機の市場で人気を得つつある。それらは、３個の別々のＤＭＤ表示・チップを照らすために複合光学プリズムからできている。このシステムの不利な点は、マルチ表示装置の価格がより高くなること、また複雑な光学装置にある。利点は、より優秀な高輝性能力があり、しかも機械的色彩輪がないので複雑性が減少していることにある。
【００３８】
存在している立体投影システム
存在している三次元立体投影システムには、マイクロポラライザー（μＰｏｌ）による投影システム、すなわち２個投影機、Ｚ映写幕によるＣＲＴ方式の投影システムが含まれる。これらの多くは、本特許出願人ヴレックス株式会社（ＶＲｅｘ，Ｉｎｃ．）、もしくはその親会社のレベオ株式会社（Ｒｅｖｅｏ，Ｉｎｃ．）の特許権利保有者により、１ないしそれ以上の特許または特許出願中のテーマのものである。
【００３９】
クリスティー（Ｃｈｒｉｓｔｉｅ）とバルコ（Ｂａｒｃｏ）式デジタル３チップ立体ＤＬＰ投影システム
他のシステムとクリスティー（Ｃｈｒｉｓｔｉｅ）とバルコ（Ｂａｒｃｏ）式３次元ＤＬＰの短所は、投影機の出力が入力に同調している事実を含んでいる。このことは、左と右の画像の連鎖を投影機が表示する速度が同じで、その速度が入力される垂直同調シグナルであることを意味する。その結果、投影された画像から、ちらつきを減少させるか取り除くために、入力された画像ソースはたいへん早いフレーム書き換え速度で作動させねばならない。従来の専門的技術システムに本発明が勝るのは、高いフレーム書き換え速度による画像を生成するための高価な高性能コンピューター設備を取り除き、入力したフレーム書き換え速度と出力フレーム書き換え速度が、完全に分離することにある。
【００４０】
マイクロミラー投影システムの既製品
調整をまったく行なうことなく３次元画像を瞬時に変換する出力フォームをサポートすると判定されているＤＬＰ投影システムのいくつかの既製銘柄が存在している。そのような投影機で３次元画像を見るためには、一対の液晶シャッター眼鏡がビデオ入力ソース、またはＲＧＢコンピューター入力ソースに同調しなければならない。この解決法の主な短所は、ＲＧＢコンピューター入力のフレーム書き換え最高速度は、概して８５Ｈｚ（目には４２．５Ｈｚ）であり、ちらつきが気にならないためには周波数が低すぎるということである。６０Ｈｚ（目には３０Ｈｚ）あたりに固定されているビデオ入力にとってもこのことは真実である。出力のちらつき率が、入力する画像書き換え速度に依存することは、この方式の短所である。
【００４１】
問題点
立体画像の基本的問題点は、２つの視野画像の表示にあり、同時に２つの視野画像が視聴者に示されるが、左右の目は、その目に対応する視野画像のみを見るということにある。様々な異なる方法によって立体的に見る能力を備えた多くのシステムが存在している。デジタルマイクロミラーを用いた光学システムによる高品質の３次元立体画像を表示する本発明によって、この問題点は解決された。さらに本発明は、解決手段、および、あらゆる入力信号分解能から左右視野画像データの混合による乱れのない表示分解能まで、３次元画像データを補完する装置を備えている。すべてのより主要な立体用データ・フォーマットは、サポートされている。さらに、本発明はシステムを備えており、それによりパッシブな直線偏光眼鏡やパッシブな円偏光眼鏡、アクティブなシャッター・ガラス眼鏡、またはカラーフィルターを基本にした眼鏡類の３種類の異なるデコード方法の一つによって、３次元画像のデコードがなされる。優先実施例においては、使用者が単に外部フィルター部品を換えることにより、どのような３次元光学記号化法の間の切り替えも可能である。
【００４２】
上記で述べられたごとくマイクロミラー・表示技術（例えばＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによる開発）は、早い切り替え時間と、ポリシリコンやＤＩＬＡＴＭ（デジタル画像光増幅器）、ＬＣＯＳ（シリコン上液晶）のような液晶を基礎にした表示技術に較べて非常に低い残光のゆえに立体的な表示に良く適している。これらのＤＭＤ技術固有の特性は、他の３次元方法ではできない方法で、立体クロストーク（右左の目の残像間において、光の漏入がある）を減少させる。他の３次元法とは違って、この発明は立体および非立体の両モードで、見る方法を切り替える実質的なハードウエア、又はソフトウエアを交換することなく作動できる。ＤＭＤ投影機の３次元の向上に加えて、本発明の一つの特徴は、３次元投影機システムの光輝性を向上する能力もあるということである。この利点は、ある種の色彩輪が変化したものや単一型偏光板に用いられているコレステロール液晶反射被覆に由来している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明は、２つの実施例を有する。最初の実施例は、コラムスイッチング及びブランキングと呼ばれるものであり、第２は実施例はコラムの２重化（コラムダブリング）と呼ばれるものである。最初の実施例は、複数のコラム及び列（ｒｏｗ）の中に置かれている、１個あるいはそれ以上の数のデジタルマイクロミラー素子を用いて立体画像を投光機によって表示するための投影機である。投影機それ自体には、光源、光学システム、ビデオ処理システム、そしてマイクロミラーを動かすためのデータ・システムが含まれている。データ・サブシステムは、データを複数個のマイクロミラーのコラム対に分ける。投影機には、最初に目に入る立体画像像を入力し、その最初に目に入る立体画像像が見えている間、各対になったコラムの第１コラムのマイクロミラーを様々なオンとオフの状態にし、そして、そのように最初に目に入る立体画像を作り出している間に、各対になったコラムの第２コラムにあるマイクロミラーのすべてをオフの状態にする立体制御回路が設けられている。制御回路は、その第２段階の状態として次に目に入る立体画像像のために使用され、そして各対になったコラムの第２コラムのマイクロミラーをオンとオフの様々な状態とし、そして、次に目に入る立体画像を作り出している間に、各対になったコラムの第１コラムにあるマイクロミラーのすべてをオフの状態にする。
【００４４】
第２の実施例は、複数のコラム及び列に位置させた１個もしくはそれ以上のデジタルマイクロミラー素子を使用した投光機による立体画像のための投影機である。投影機には、光源、光学システム、ビデオ処理システム、先に述べたマイクロミラー装置を動かすデータ・システムが含まれる。データ・システムは、複数のマイクロミラーのコラム対に分けたデータを提供する。投影機は、最初の立体画像像を入力するため、また、説明した立体画像が最初に目に映っている期間における各コラム対のマイクロミラーを、様々な状態になってはいるがオンとオフが等しくなっている最初の状態にする立体制御回路を含む。第２状態の制御回路は、次に目に映る立体画像の入力を行い、その立体画像が見えている間に、各コラム対の各マイクロミラーが様々な状態になってはいるがオンとオフが等しくなるようにする。
【００４５】
どのような特別な投影システムであっても、最初に目に見える像は、左か右の一方の目に見える像であり、その次に、逆の目に映像が見える。
【００４６】
立体画像表示における基本的な問題点は、見ているものには同時に現れるが、片方の目のためのそれぞれの視野画像のみ一方の目によって見えなければならない２つの視野画像の表示にある。各種の異なる方法によるステレオ画像視により、この能力を提供するシステムが多数存在している。３色色彩輪を用いた単一・チップＤＭＤ投影システム・チップＤＭＤ，４色色彩輪を用いる単一・チップＤＭＤ投影システム・チップＤＭＤ，２色色彩輪を使用する２重チップＤＭＤ、３色色彩輪を使用する２重チップＤＭＤ、および３チップＤＭＤシステムを含む、数種の異なる方法において構成される光学システムを基礎としたＤＭＤを用いた３次元立体画像の表示に関する問題は、本発明によって解消された。
【００４７】
上記した各システムの構成において、立体３次元表示をなすことができる方法は１若しくはそれ以上存在する。テキサス・インストルメンツ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）のＤＭＤ技術を用いることは他の３次元方法よりも数種の利点がある。ＤＭＤチップ固有の特性は、他の３次元方法ではできなかったのだが、片側の目で見えている映像をもう一方の目で見える可能性を減少させ得る。さらに、他の方法とは異なり、本発明は、立体と非立体の２種類間で、特別のハードウエアやソフトを交換することなく立体と非立体モード両方で３次元投影機を使用できる。ＤＭＤ投影機の３次元性の向上に加えて、本発明の一面として、３次元投影システムの輝度向上能力も備えている。この利点は、以下に示されるごとく、単一もしくは二重チップＤＭＤ投影システム用色彩輪に用いられているコレステロール液晶反射被覆に由来する。
【００４８】
投影システムの諸特徴によって各実施例が成り立っている。本投影システムは、一般的にフォーマッター・ボード上に二つのデジタル光処理チップを有する。このフォーマッター・ボードは、入力ビデオを受け入れて、ＤＭＤ装置により使用できるフォーマットにする。各制御チップは、６４の出力ラインを有する。各出力ラインは、１６コラムにあるマイクロミラーのためのデータを含む。各コラムには、スクリーンの上半分か下半分に相当する３８４列（７８６，４３２個のミラーを有する１０２４×７６８個のチップ）がある。
【００４９】
従来使用されている線空白（ラインブランキング）方法に類似した方法で、立体（３次元）画像を構成するには少なくとも２通りの方法がある。１９９８年９月３０日に出願された出願番号０９/１６４,０５０、２０００年１０月５日に出願された出願番号―――、１９９９年４月２２日に出願された出願番号０９／２６９,９９０、および米国特許５，８２１，９８９、１９９８年１０月１３日取得を含む発明により、以前の出願におけるライン空白（情報を０とする）システムは、開示されている。これら全ての文献は、以後のこの明細書の開示に一体化されるものとする。
【００５０】
これらの中における最初のものは、コラム・ブランキング（情報を０にする）、又はコラム変換技術である。このシステムの基本は、
ａ）右又は左の目が見る画像が示される"コラム・インターリーブ"画像。左の視野画像（左の目で見える画像）が、奇数（偶数）列に表示され、右の視野画像（右の目で見える画像）は、偶数（奇数）列に表示される。
ｂ）偶数（奇数）列に相当する電気的にグラウンドされたすべての信号線に切り替えることにより、左目への画像列を交互にブランキングする（情報を０にする）。すなわち、奇数（偶数）列に相当する電気的にグラウンドされたすべての信号線に切り替えることにより、右目への画像列を交互に・ブランキングする（情報を０にする）。
ｃ）同時に、対になった外部シャッター眼鏡が、対になったシャッター眼鏡の左を閉じる信号を設けるか、３次元標準偏光眼鏡をかけて視聴者の目に入る光を内部偏光用光学回転盤が遮断する状態にする。そして、同時に対になった外部シャッター眼鏡が、対になったシャッター眼鏡の左を閉じる信号を設けるか、３次元標準のパッシブな眼鏡をかけて視聴者の目に入る光を内部偏光用光学回転盤が遮断する状態にする。
ｄ）左の目のシャッターを開けるのと同時に右の目のシャッターを閉じるか、内部偏光回転盤を右側遮光モードにする。そして、シャッターを開けて、左目のシャッターを閉じるか、内部偏光回転盤を左側遮光モードとする。
【００５１】
このコラム・ブランキング（情報を０にする）の実施例が図１４に示されている図示。
【００５２】
コラム・ブランキング（情報を０にする）の実施例の様式については、列２重化法として知られている。システムの基本は、
ａ）右目と左目の映像が、表示される"列交互配置"画像の表示。左側視野画像（左目の映像）を奇数（偶数）列に表示する。
ｂ）偶数（奇数）列に相当する電気的にグラウンドされたすべての信号線によって、左側画像列を交互に"空白"とする。奇数（偶数）列に相当する電気的にグラウンドされたすべての信号線によって、右側画像を交互に"空白"とする。
ｃ）シャッター付き眼鏡の左目シャッターを閉じるために、外部シャッター付き眼鏡に送る信号を与えるか、視聴者が使用している３次元標準偏光眼鏡の目に入る光を遮光するように内蔵の偏光光学回転盤の状態を切り替えることを同時に行なう。そして、シャッター付き眼鏡の右目シャッターを閉じるために、外部シャッター付き眼鏡に送る信号を与えるか、視聴者が使用している３次元標準のパッシブな眼鏡の目に入る光を遮光するように内蔵の偏光光学回転盤の状態を切り替えることを同時に行なう。
ｄ）左の目のシャッターを開け、同時に右目のシャッターを閉じる。あるいは内部偏光回転盤が右目に入る光を遮光するように変換する。そして、右目のシャッターを開け、左目のシャッターを閉じる。あるいはあるいは内部偏光回転盤が左目に入る光を遮光するように変換する。
【００５３】
この両者の詳しい方法を以下に記述する。
【００５４】
ＤＬＰを基礎とした３次元立体投影システムのブロック図示
本発明の代表的なシステム図示１３００は、図１３にある。
この図示は、システムにおけるデータの流れと光学画像の流れを示している。"光"と最下部の流れ以外の縦方向各種の流れによって、光学画像の流れが示されている。データの流れは、図の左から始まり右に進む水平の順路によって表される。
図の左上方の象限から始めると、ダイアグラムは４つの分かれた入力（２つのＲＧＢ１３０２と１３０４：コンピューターと２つのビデオ１６０６と１６０８）を描いている。
他の入力型は可能である。ビデオ・フォーマットは、合成画像、Ｓビデオ又は構成要素を含む３つの主なビデオ・フォーマットのどんなものでも全て実行できる。可能な入力の幅広いバラエティに対応するために、好適な実施例では、左右のＲＧＢ、左右の合成画像ビデオ、左右のＳビデオ、左右の構成要素ビデオを含む合計８種の分離された入力を備えている。
【００５５】
この入力数に適応するために、初期段階のビデオ処理ブロック１３１４と１３１６は、合成フレームビデオ、Ｓビデオ、およびコンポーネント・ビデオを含む３つの分かれた入力フォーマットをサポートする能力を有する。初期段階にあるビデオ処理ブロックもまた、入力信号のアナログ・デジタル変換（ＡＤＣ）を取り扱う。デジタル信号は、ＹＵＶ４：２：２、２４ビットＲＧＢ、４８ビットＲＧＢなどを含む標準的なデジタル・ビデオ・データ・フォーマットを受け取る。入力画像データの３次元フォーマットは、どんな標準的なフォーマットであっても受け取る。ビデオ入力信号のための３次元フォーマットは、概してフィールド・シーケンシャル３次元（左右の画像データは、ビデオ信号の交番フィールドに送出される）、もしくは二重入力３次元（左右画像データは、物理的に２つに分かれている入力コネクターに入力される）である。初期段階にあるＲＧＢ,もしくはビデオ処理ブロック１３１０，１３１２，１３１４，１３１６の他の諸機能は、ゲイン制御、カラーと光輝性制御、ビデオ・フォーマットのデコード（ＮＴＳＣ,ＰＡＬ,ＳＥＣＡＭ,その他）、ビデオ信号デコードと関係する他の主要なものを含む。
【００５６】
初期段階にあるＲＧＢ処理ブロック１３１０と１３１２は、それぞれ、２つの同調信号（垂直と水平）と同じ様に３つの分離されたカラー・チャンネル（赤、緑、青）入力をサポートする。各初期段階処理ブロックは、アナログ・ビデオ、もしくはコンピューター信号を標準化されたデジタル・フォーマットに変換するために使用される。好適な実施例においては、すべてのアナログ入力は、２４ビットＲＧＢＨＶＣ（赤、緑、青、水平同調、垂直同調,およびピクセル・クロック）デジタル・フォーマットに変換される。幾多の他のデジタル・フォーマットは、性能とそのための価格との関係がどの程度好ましいかに従って選ばれねばならない。コンピューターＲＧＢ入力のための３次元フォーマットには、画像瞬時変換式（左右の画像データを物理的に1個しかないチャンネルにある交番ビデオフレーム上に送出する）、垂直２連式（左右の画像データを物理的に1個しかないチャンネルにある単一ビデオフレームの上と下半分に送出する）、並列式（左右の画像データを物理的に1個しかないチャンネルにある単一・ビデオ・フレームの左右半分に送出する）、ロー・インターリーブ式（左右の画像データを物理的に1個しかないチャンネルにある単一・ビデオフレームの交番ローに送出する）、コラム・インターリーブ式（左右の画像データを物理的に1個しかないチャンネルにある単一ビデオフレームの交番コラムに送出する）、および、二重入力式（左右の画像データを物理的に２個あるチャンネル上に送出する）を含む幅広いバラエティがある。
【００５７】
３次元データ・フォーマッターのブロック１３１８は、入力チャンネルの選定、立体のための分離、立体画像尺度、スキャン周波数変換、および立体３次元フォーマット変換を行なう。入力選択設定に基づき、３次元データ・フォーマットは、３次元立体入力用の４個入力チャンネルの一つを選ぶ。一般的には、３次元フォーマットが入力されているものに応じて、一度に１ないし２個のチャンネルが選択される。次に３次元フォーマッターは、分離を行なうか、３次元立体データを２つの分離した画像処理チャンネルに分ける。左視野画像データと右視野画像データが別々処理されるように、この分離ステップが行われることが極度に重要である。１個のデータフレームで一つのデータフレームとして複数のチャンネルを処理すると、画像の尺度とスキャン周波数変換処理中にデータの転化がおこる。次に、３次元データ・フォーマッター１３１８は、ＤＭＤデータ・フォーマッターが必要とする画像分解能に適合させるため画像サイズの尺度作業を行なう。一般的に分解能は、ＤＭＤ表示の基の分解能に相関するが、ある場合には異なる。ＤＭＤデータ・フォーマッターとのやり取りのために選んだデータ・フォーマットによっては、３次元データ・フォーマッターは、画像データのスキャン周波数変換を行なうかもしれない。もしも出力フォーマットが同調された入力であるならば、スキャン周波数変換は行われない。これは、入力信号フレーム速度がシステムの内部データ・フレーム速度を制御し、投影機の３次元出力速度が直接入力信号によって制御されるケースである。もし、出力データ・フォーマットが同調出力となっているならば、スキャン周波数変換は投影機の光学出力フレーム速度で処理された３次元画像データを同調させるように働く。この場合、投影機の３次元出力は、入力信号フレーム速度から完全に独立している。両者の方法には、それぞれ利点と不利がある。最終的に、３次元フォーマッター１３１８は、３次元立体フォーマット変換を処理された立体画像データをＤＭＤデータ・フォーマッター１３２０によって必要とされるフォーマットに再結合させるように働く。ＤＭＤデータ・フォーマッターを実施するために用いる方法を含めたいくつかの要因により、このデータ出力の３次元フォーマットには、多数の可能性が存在している。
【００５８】
ＤＭＤデータ・フォーマッター１３２０の一番の目的は、ＲＧＢＨＶＣフォーマット中の処理された３次元立体画像データを選択した３次元表示・フォーマットにあるＤＭＤ表示１３２２を動かすために必要なデータと制御信号に変更することにある。第２の目的は、色彩輪を動かすカラー制御システムの制御である。第３の目的は、３次元画像データ・表示でもって、３次元記号化システムに、３次元フィールド信号出力を同調するようにすることである。３次元立体光学記号化方法と３次元立体表示・フォーマットの選択により、ＤＭＤデータ・フォーマッターを実施する方法や器機には多数のバリエイションがある。どの方法を選択するかは,価格と性能の関係要因と同様に、どのような機器を用いるかということによる。
【００５９】
ＤＭＤ表示１３２２は、デジタル・電子・データを光学画像にエンコードする。光を投影機のレンズ・システムから、又は光装置へもどす幾十万の双安定マイクロミラーから成り立っている。グレースケール画像は、独立したミラー・ピクセルのパルス幅変調によって得られる。ミラーが変化するスピードは、時間シーケンシャル３次元表示システムに使用するためのＤＭＤ表示を理想的にする液晶を基にした表示のスピードよりも一桁速い。本発明がＤＭＤ表示に求めるものは、投影機産業において現在用いられているものと基本的に異なるものではない。このことが本発明のデータ・フロー解釈の全体的要約を結論づける。
【００６０】
本発明の光学画像フロー描写の記述にもどる。図１３の右上角から始めると、光学統合ブロック１３２４は、その他の投影システムのために光を発生して集光するすべての電気と光学構成物を代表する。このブロックは、基本的に既存の投影システムと異なるものではない。
【００６１】
カラー・システムと３次元信号化ポジションＡブロック１３２６は、色彩輪回転と選んだ３次元立体次元信号化法により、３次元立体画像の光学的信号化の助けとなる１個以上の光学的要因から構成される。カラー・システムが第１に行なわなければならないものは、光学ランプから３つ、もしくは４つに分かれた色彩にフルターを通した光をシーケンシャル放射することである。カラー・システムの第２の目的は、３次元画像を光学的にエンコードするのに用いる光の偏光を助けることにある。３次元エンコードシステムは、線偏光、円偏光、カラー・シーケンシャルエンコード、時間シーケンシャルエンコードを含む数種の方法の１つにより、３次元画像を視聴者に送出するために光学的にエンコードする。３次元エンコードシステムの要因は、ポジションＡ１３２６とポジションＢ１３２８によって図中に示される数箇所の中の１つに物理的に位置する。選択は３次元エンコードシステムを実行するのに用いられる方法による。カラー・システムと３次元エンコードシステムの実行には、数え切れない可能性がある。ある場合には、２つのシステムが完全に分離して、又ある場合には非常に複雑に入り組んでいる。後ほど色々な選択肢の可能性の詳細を論する。
【００６２】
光学の進む順路にある次の構成部分は、ＤＭＤ表示１３２２である。このブロックのデータの解釈については、すでに論述した。光学的に、ＤＭＤ表示１３２２は、実際のＤＭＤ表示チップと表示チップに光を反射したり反射しなかったりために必要なすべての光学機器から成り立っている。すでに述べたごとく、ＤＭＤ表示とその光学装置は、投影機産業で現在使用しているものと基本的には違っていない。現在使用されているどんな単一チップＤＭＤ投影システムも事実上、本発明に用いることができよう。
【００６３】
３次元エンコードのポジションＢブロック１３２８は、ＤＭＤ表示と投光光学機の間に、３次元エンコードシステムの一部もしくは全部が位置する物理的な位置を表す。
【００６４】
投影光学装置ブロック１３３２は、投光レンズ、焦点を合わせるシステム、ズーム・システム、ＤＭＤ表示ブロックによって投影される画像表示に用いられる光学器機基本補正（もしあれば）から成り立つ。本システムは、今日用いられているものと基本的には変わっていない。投影光学器の選択は、用いるＤＭＤ表示、および要望される用途のための性能とそのため価格による。
【００６５】
３次元エンコードポジションＣ１３３０ブロックは、投影光学機器の真後ろに３次元エンコードシステムが置かれる各部分、もしくは全ての物理的な位置を示す。ポジションＣは、投影機の筐体の外にある。この配置の利点は、エンコードシステム光学機器を要望される用途と使用により取り除くことができるよう設定することができる。
【００６６】
媒体表示１３３４は、画像が表示される単なるスクリーン（前又は後ろ）である。３次元エンコードのためのなんらかの偏光法が用いられるとすると、そこでは、表示媒体１３３４が反射する、もしくは偏光された光を視聴者に送出する能力がなければならない。
【００６７】
３次元光学復号器１３３６は、視聴者の適切な目に表示するための光学３次元画像のデコードに用いられるあらゆる方法を表す。これらは概して視聴者が付けなければならないある種の眼鏡から成り立っていることを示している。パッシブな直線偏光眼鏡、パッシブな円偏光眼鏡、能動液晶シャッター眼鏡、アクティブなカラーフィルター眼鏡を含む選択肢がある。
【００６８】
３次元フォーマッターの概要
３次元データ・フォーマッター１４００には、入力チャンネル選択、立体分離、立体画像の尺度、スキャン周波数の変換、及び立体３次元変換を含む５つの主要な機能がある。図１４において描写されたシステムによる好適な実施例において、これらの機能は具現化されている。３次元データ・フォーマット・ブロック１４００は、マイクロ制御ユニット１４０２、４入力２出力ＲＧＢ入力データ・スイッチ／ルーター・システム１４０４、２入力２出力ＲＢＧ出力データ・スイッチ／ルーター・システム１４０６、関連メモリー１４１２と１４１４と２つの分離されているビデオ処理ユニット１４０８と１４１０を含む５つの主要部分から成り立つ。最も卓越した３次元データ・フォーマッター・システムは、左と右の視野画像データのための独立画像処理を可能とする二重ビデオ・プロセッサー配置である。分離画像プロセッサーは、重要な特徴であり、本発明と他の従来技術による投影システムとの間を主に区別するものである。二重プロセッサーの構成は、左右の画像データの完全分離を保つことによって立体の劣化を防ぐので、最高の画像品質を得ることを可能にする。
【００６９】
４入力２出力のＲＧＢ入力データ・スイッチ／ルーター・システム１４０４は、本質的に、いかなるものへも、もしくは入力信号の３次元フォーマットに依存している両出力へ、いかなる入力通信路を決める能力があるＲＧＢＨＶＣデータ信号に対するマトリックス・スイッチである。一例を挙げると、入力チャンネルＡ１４１８が、左右の両視野画像データを含んでいる場合、入力スイッチはビデオ・プロセッサーによる更なる操作のために入力チャンネルＡ１４１８を両出力通信路にする。左右の視野画像データが二つの分離されたチャンネル上を運ばれている場合、例えばチャンネルＡ１４１８とチャンネルＢ１４２０について言えば、それぞれの入力は単一出力通信路になる。好適な実施例においては、このスイッチは高速ＣＰＬＬＤ統合回路を用いて実施される。
【００７０】
二つのビデオ・プロセッサー・ブロック１４０８と１４１０は、画像の規模調整、スキャン周波数変換、カラー調整、基本補正を含む様々な有用な機能を実施する能力のある高性能ビデオ・プロセシング回路である。これらのプロセッサーは、最大４つの分割され連続した入力画像データフレームと最大４つの分割された出力データフレームのメモリーがある場所を制御することができる。これらの特徴は、各ビデオ・プロセッサーが、左又は右の視野画像に相当する画像データの特別なセットに働きかけることを可能にする。入力データ・スイッチ／ルーターと連動して働くので、実質上いかなる３次元立体データ・フォーマットとも適応できる。入力フレーム制御によって、適切な画像データ・セットが分離されると、各ビデオ・プロセッサーは、必要な尺度と画像増強作業を行なう。ビデオ・プロセッサー・ブロック１４０８と１４１０もまた、二重ポート・メモリー制御としての役割を果す。これは、出力データ速度は、入力データ速度とは無関係であることを意味する。入力と出力データ速度は、水平同調、垂直同調、及びピクセル時間信号によって決定される。好適実施例は、ビデオ・プロセッサー・ブロックとして、アイチップス株式会社（ｉＣｈｉｐｓ,Ｉｎｃ．）からのＩＰ００Ｃ７１チップを２個使用する。類似の機能と特徴でもって回路チップを統合している他のビデオ・プロセッサーが用いられることもある。好適実施例におけるメモリー・ブロックは、１６メガビットＳＤＲＡＭ装置である。十分なメモリーが備えられており、４フレーム制御に相当する各ビデオ・プロセッサー用の４つの完全なフレームバッファへの適応を備えることができる。この配置は、最高の制御とこのシステムに求められる融通性を備える。
【００７１】
２入力２出力のＲＧＢ出力データ・スイッチ／ルーター７１６は、２つの入力のどちらかから２つの出力のどちらかへのどんな組み合わせにおいても、通信路を決める能力があるもう一つのＲＧＢＨＶＣデジタル・マトリックス・スイッチである。２つの出力チャンネルの任意の色彩位置へ行く２つの入力チャンネルと結びつく任意の色彩データの通路をも決める能力がある。この特徴により、３次元画像エンコードのためのカラー・シーケンシャル法の使用ができる。ＤＭＤデータ・フォーマッター・ブロック７００に送出するために使用されるすべての可能性のある３次元データ・フォーマットを実現させるために、このスイッチは２つのビデオ・プロセッサー・ブロック７０８及び７１０と共に働く。好適実施例では、各ビデオ・プロセッサー・ブロック７０８、及び７１０の出力は、赤、緑、そして青の各色彩のため８ビットから成る２４ビットＲＧＢ信号である。色彩多重信号化の特徴を実行するため、スイッチ７１４は、任意の色彩入力を他の任意の色彩出力とする通信路を決める能力がある。それゆえ、スイッチ１４１４は、実質的には８ビット信号用６入力６出力マトリックス・スイッチである。好適実施例においては、このスイッチは、ハイスピードＣＰＬＤ統合回路を用いて使用される。
【００７２】
マイクロ制御ブロック１４０２は、３次元データ・フォーマッターの設定と制御機能を果す。各ビデオ・プロセッサー・ブロックとデータ・スイッチのための登録設定を保存するためにＥＥＰＲＯＭメモリー１４１０と１４１４を用いる。投影システムの使用者制御機能と整合させ、使用者入力に基づく登録設定も再設定する。
【００７３】
種々の３次元データ・フォーマッター入力
本発明の好適実施例では、３次元データ・フォーマッター１４００は、各種の情報源からの多数の３次元フォーマットを適応させる方法と器機を備えている。３次元の内容が示すものにより、３次元画像データをビデオ・プロセッサー又はコンピューター・データのフォーマットにエンコードするために、多数の異なる方法が用いられた。各主要な３次元フォーマットは、最も幅広い適用が可能であるようにサポートされている。本発明によりサポートされている幅広い３次元フォーマットは、以下に記述される。入力スイッチ１４０４と２つのビデオ・プロセッサー・ブロック１４０８と７１０の代表的な構成もまた記述される。
【００７４】
２重チャンネル３次元フォーマット入力
２重チャンネル３次元フォーマットは、物理的に分離されているチャンネル上の左、及び右の視野の立体画像の送出を含む。このフォーマットは、２つの分離されたビデオ・プロセッサーカメラが１つの立体カメラを構成するのに組み合わされる時、用いられる。単一分離ビデオ・プロセッサー１４０８と１４１０に各入力チャンネルが通路づけられるように入力スイッチを設定することにより本発明は、２重化チャンネル３次元フォーマットに適応する。例えば、もし２つのビデオ情報源が、入力チャンネルＣ１４２２と入力チャンネルＤ７２４にある場合、チャンネルＣ７２２がビデオ・プロセッサーＡ１４０８への通信路となり、チャンネルＤ１４２４がビデオ・プロセッサーＢ１４２４への通信路と成る。他の組み合わせももちろん可能である。本発明の他の主な特徴は、２つの分離されたビデオ・プロセッサーが用いられるということは、２重化チャンネル３次元フォーマットの両方のチャンネルが１個ずつ独立して同調することになるという事実に由来する。この能力は、各ビデオ・プロセッサー入力が独立して駆動されるとする事実に由来している。２つのチャンネルの同調は、ビデオ・プロセッサー・ブロックの出力において起る。
【００７５】
単一チャンネルフレームシーケンシャル３次元フォーマット入力
単一チャンネル３次元フォーマットは、物理的に一つのチャンネルで、左と右の視野立体画像を多重送信するように務める。この課題を全うするために用いられた多数の異なる方法がある。フレームシーケンシャル３次元フォーマットが、コンピューター・データ出力の垂直同調信号に基づく立体画像データを時間多重送信する。本発明がこのフォーマットを分離する１方法は、選んだ入力チャンネルを両ビデオ・プロセッサー・ブロックに通信路づけることである。ビデオ・プロセッサーＡ１４０８は、そこで、ビデオ・プロセッサーＢ１４１０が、"奇数"フレームのみの処理を構成するのに対して、"偶数"画像フレームのみの処理を構成する。コンピューターのＲＢＧのポートが、偶数と奇数の画像データフレームを区別しないので"偶数"と"奇数"の用語を便宜的に用いる。しかしながら、コンピューターがＶＥＳＡ標準ステレオの差し込みプラグを持っていない場合、偶数と奇数フレームの定義はポートのフレームＩＤ信号に由来する。
【００７６】
単一チャンネル・フィールド・シーケンシャル３次元フォーマット入力
フィールド・シーケンシャル３次元フォーマットは、フレームシーケンシャル・フォーマットに非常に類似しているが、コンピューターＲＧＢ信号の代わりにビデオ・プロセッサー信号に用いる。この場合、選ばれたチャンネルは、前述の場合と同じようにビデオ・プロセッサー１４０８と１４１０の両方に通信路が決められる。多数のビデオ・フォーマット（例えばＮＴＳＣやＰＡＬ）は、ビデオ・データの各フレームの偶数領域と奇数領域を区別するので、ビデオ・プロセッサー・ブロック１４０８と１４１０が各ビデオ・プロセッサーフレームの偶数領域、又は奇数領域のみを処理することが可能である。
【００７７】
単一チャンネルロー・インターリーブ３次元フォーマット入力
ロー・インターリーブ３次元フォーマットは、水平同調信号に基づく立体画像データを多重化送信する、もう一つのＲＢＧコンピューター・フォーマットである。これは結果的に列ごとの多重化送信パターンになる。本発明によって、列交互配置３次元フォーマットを分離するいくつかの方法の一つは、単一入力をビデオ・プロセッサー・ブロック１４０８と１４１０に通信路付け、そして、そこで奇数か偶数の列のみが処理できるような各ビデオ・プロセッサーのメモリー制御登録７１０と７１４を設定することである。  もう１つの方法は、処理されるべきでないローがブランキングされてしまうように、入力データ・スイッチ７０４をビデオ・プロセッサー１４０８と１４１０への選択的入力チャンネルに通じるように設定することである。例えば、もしビデオ・プロセッサーＡ１４０８が、偶数線についてエンコードされた情報について機能するなら、入力スイッチ１４０４は、奇数線をブランキングする。列交互配置・フォーマット画像分離にこの方法が用いられたとしても、各ビデオ・プロセッサー１４０８と１４１０は、画像が全面的に修復されるように、垂直方向にある２の基本倍率を適用する。他の倍率は、得られる画像を表示本来の分解能にフォーマットするように適用される。
【００７８】
単一チャンネル垂直２連式３次元フォーマット入力
垂直２連式３次元フォーマットは、左右の立体画像データを上下半分の各画像フレームにエンコードする。例えば、一つの垂直２連式の方法は、各画像フレームの上半分にある右の視野データと下半分にある左の視野データをエンコードする。本発明の色々な方法の一つは、垂直２連３次元フォーマット・データを分離することは、選択した入力の通信経路を両方のビデオ・プロセッサーとし、そしてメモリー登録１４１４と１４１０を設定して、ビデオ・プロセッサーＡ１４０８が各フレームの上半分のみについて作用し、ビデオ・プロセッサーＢ１４１０は、各フレームの下半分について作用する。他の方法もまた、可能である。結局、ビデオ・プロセッサー１４０８と１４１０のそれぞれは、垂直方向における２の基本倍率で持って、画像データを完全に元に戻すのに用いる。他の倍率は、結果として生じる画像データをフォーマットして表示本来の分解能とする。
【００７９】
単一・チャンネル並行３次元フォーマット入力
並行３次元フォーマットは、各画像フレームの左側と右側における左右の視野画像データをエンコードする。前の事例のごとく、本発明がこのフォーマットで立体情報を分離する一つの方法は、選んだチャンネルを両ビデオ・プロセッサーへの通信路とすることである。各ビデオ・プロセッサーについてのメモリー制御の諸登録は、ビデオ・プロセッサーＡ１４０８が、各フレームの左側においてのみ作動し、ビデオ・プロセッサーＢ１４１０は、各フレームの右側において作動するように設定される。前出の単一チャンネル・フォーマットのごとく、画像を全幅で、そして適切な縦横比を保つために、各ビデオ・プロセッサーは、水平方向において２の倍率を適用する。結果として得る画像を表示本来の分解能となるように、他の倍率がフォーマットに適用される。
【００８０】
単一チャンネルコラム・インターリーブ３次元フォーマット入力
コラム・インターリーブ３次元フォーマットは、画像フレームの交互のコラムにおける左右の視野画像データをエンコードする。このフォーマットは、それぞれのピクセル時間パルスのための３次元フィールドにおける変化と相関する。前出の事例のごとく本発明は、入力ピクセル・クロックのデータ−のコラムをブランキングすること、または選択チャンネルを両ビデオ・プロセッサーへの信号路を決める、また、それにより偶数のみ又は奇数のみのコラムが処理されるようにメモリー制御登録を設定することを含んでいるこの３次元フォーマットの形式を分離するためのいくつかの選択肢がある。
【００８１】
３次元データ・フォーマット出力変異型
多数の異なるフォーマットにおいて、ちょうど３次元データ・フォーマットが、３次元データを受け取ることができるように、用いられた３次元光学エンコード方法に従って、多数の異なるフォーマットにおいて処理された３次元データを受け取る能力がある。本発明のどのような事例化についても、一般的に、利用可能な多数の３次元光学エンコード方法の１つがこのシステムに基づく３次元投影システムの構成のために用いられるであろう。しかしながら、用途によっては単一投影システムにおいて実行されるかもしれない２つもしくは３つの３次元エンコード方法のための何らかの事例があることが考えられる。最も広い可能性を備えるには、本発明の好適実施例は、次に述べる３次元データ・フォーマットからＤＭＤデータ・フォーマットへの３次元立体情報送出のための３次元データ・フォーマットのすべてを実行する方法と器機を備えている。
フレームシーケンシャル３次元フォーマット：出力交互フレームにおける左と右の視野画像をエンコードする。
垂直２連フォーマット：各フレームの上半分にある視野画像と下半分にあるものに関する一つの視野画像をエンコードすることにより、単一フレームにおける左右の視野画像をエンコードする。
並列３次元フォーマット：各フレームの左側と右側における１つの視野画像をエンコードすることにより、１つの画像フレームにおいて左右の視野画像をエンコードする。
ローコラム相互配置３次元フォーマット：各フレームの偶数ローと奇数ローにおける１つの視野画像をエンコードすることにより、１画像フレームにおける左右視野画像データをエンコードする。
コラムコラム相互配置３次元フォーマット：各フレームの偶数コラムと奇数コラムにおける１つの視野画像をエンコードすることにより、１画像フレームにおける左右視野画像データをエンコードする。
２重化フレーム・カラー多重化フォーマット：色彩多重化により２つの出力画像フレームにおける左右視野画像データをエンコードする。例を挙げると、このフォーマットの可能性のある現実的具現化は、右の画像の赤と青の部分と左の画像にある緑の部分を最初のフレームにエンコードし、それから左の画像の赤と青部分と右の画像の緑部分を第２のフレームにエンコードすることである。
２重化チャンネル３次元フォーマット：物理的に２つに分かれた送出チャンネルに左右の視野画像をエンコードする。
加えて、各３次元送出フォーマットは、入力同調モード、または出力同調モードのいずれかにおいて用いられる。入力同調モードとは、図１４に図示される３次元データ・フォーマッター１４００と図１５に図示されるＤＭＤデータ・フォーマッター１５００の間のデータ送出が、投影機に入力される外部３次元信号に同調することを意味する。この結果は、入力信号が、３次元画像が投影機によって表示される速度を決定する。入力信号データ速度が遅すぎる（一般には９０Ｈｚ以下）であれば、投影機によって投影される３次元画像のちらつきが顕著になる。出力同調モードとは、３次元データ・フォーマッター１４００とＤＭＤデータ・フォーマッター１５００の間の送出データが、外部３次元入力信号とは独立して同調するということである。出力同調速度は、投影システムに内部的に設定されており、ちらつきの問題を避けるために水準を高く設定されている。両方法には利点と不利点があるので、本発明は両方の方法を提供するものである。最終製品の意図する使用と用い方により、いずれの方法を選択するかが決まる。
【００８２】
３次元データ・フォーマッター７００により支持される入力と出力３次元フォーマットの全部のリストは、表２に表されている。
【００８３】
【表２】
2004525569.tif 000004
【００８４】
ＤＭＤデータ・フォーマッター
ＤＭＤデータ・フォーマッターの概要
図１５に図示されているＤＭＤデータ・フォーマッターの主な目的は、ＲＧＢＨＶＣフォーマットにある処理された３次元立体画像データを適切な動作のためにＤＭＤ表示チップ１３２２によって必要とされるデータ・フォーマットに変換することである。ＤＭＤデータ・フォーマッター１５００もまた、（回転する色彩輪フィルターを含む）カラー管理システムと３次元符号器／復号器システム１３２６、１３２８、及び１３３０のためカラー制御信号を備える。ＤＭＤデータ・フォーマッター１５００は、２重化ポート・メモリー制御器１５０２、ＤＭＤデータ変換機１５０４、マイクロ制御器１５０６、および色彩輪制御器１５０８を含む４つの主な構成物から成り立っている。
【００８５】
ＤＭＤデータ・フォーマッター１５００は、上に述べた所定の３次元フォーマットの一つである３次元データ・フォーマッターから入力を受け取る。２重ポート・メモリー制御器１５０２は、ＲＧＢデータ・フォーマッターを受け、マイクロ制御器１５０６によって設定された方式でメモリーに書き込む。本発明の実例を示すものとしては、ただ１個の"書き込み"方法のみが主として持ちいられている。２重ポートメモリー・システム（２重化ポート・メモリー制御器とメモリーそのものを含む）１５０２は、費用性能因子により単一フレーム・バッファ、２重フレーム・バッファ、または、３重フレーム・バッファから成り立つ。好適実施例は、２重フレーム・バッファ・システムを実施している。６０Ｈｚ出力同調、１２０Ｈｚ出力同調、および、変動速度入力同調を含んだ時間調節入力データ・フォーマッターの実施のために３つの主な選択肢がある。実施と目的についての各種選択肢を以下に表す。
【００８６】
ＤＭＤデータ変換器１５００は、２重ポート・メモリーからデータを読み、それを表示のために再フォーマットする。単一チップＤＭＤ投影システムは、フルカラー画像を連続して作り出すために回転色彩輪を用いるので、ＤＭＤデータ変換器が、２重ポート・メモリー・システムにおいてアクセスするデータは、データが書き込まれる速度よりも極めて早い。ＤＭＤデータ変換器がデータにアクセスする正確な方法は、カラー制御システムと３次元エンコードシステムによって決まる。
【００８７】
色彩輪制御器１５０８は、データがＤＭＤ表示１３２２に送出されるデータ速度に基づいて色彩輪が回転する速度を管理する。回転速度は、投影機が入力同調モード、または出力同調モードになっていてもいなくても、入力のフレーム速度に基づいて可変である。
【００８８】
マイクロ制御器１５０６は、入力の３次元フォーマット、カラー制御モード、および３次元エンコード方法を基にして、２重ポート・メモリー・システム１５０２及び８１０、ＤＭＤデータ変換器１５０４、及び色彩輪制御器１５０８のための登録数値を設定する。マイクロ制御装置１５０６もまた、３次元エンコードとデコードシステムによって用いられる３次元フィールド信号を設定する。
【００８９】
ＤＭＤデータ・フォーマッター出力方法（３次元表示方法）
本発明は、単一ＤＭＤチップを用いることを基本としているので、３次元立体画像の表示のためのすべての方法は、時間シーケンシャル光学エンコードを含んでいる。ＤＭＤ表示チップ１３２２は、その低い潜時ととてつもなく速いスイッチ時間のゆえに、時間シーケンシャルに基づくエンコードに非常に適している。投影システム全体の３次元表示方法に直接関連しているＤＭＤデータ・フォーマッター１５０４出力の４つの主要なカテゴリーが確認されている。これらの出力カテゴリーは、入力同調フレーム・シーケンシャル３次元出力、入力同調カラー・シーケンシャル３次元出力、出力同調フレーム３次元出力、および、出力同調カラー・シーケンシャル３次元出力を含む。これら４つの主要な出力カテゴリーのそれぞれをより詳しく下記において述べる。
【００９０】
入力同調フレーム・シーケンシャル３次元
入力同調フレーム・シーケンシャル３次元出力の用語は、投影機の３次元フィールド速度（左右の視野画像のスイッチ速度）が、入力信号フレーム書き換え速度によって決定されること、また各３次元フィールドがフルカラー左右視野画像からなることを意味する。この内容に基づけば、色彩輪もまた、入力信号と同じ速度で回転しなければならないことが、一見して論理的であることがわかる。しかしながら、色彩輪は３もしくは４つの異なったカラーフィルター型（赤、緑、そして／又は白）で成り立っており、また、どの２色間の相対強度が、表示される画像により非常に異なるかもしれないので、フレーム書き換え速度が低すぎる入力信号に対する投影機のちらつきが観察されるかもしれない。この問題解決のために、単一視野ＤＭＤ投影機製造元は、カラーフィルターの変換速度が人間の目による検出が不可能なように、できるだけ入力データ・フレーム速度の２倍速に色彩輪の回転速度を上げる。しかしながら、色彩輪の回転速度には限りがあるので、平面投影機は色彩輪が１回以上回転する間、入力データ・フレームを表示することになる。この解決により、ＤＭＤデータ・フォーマッター１５００と色彩管理システムを過度に負担をかけることなくカラー変換を速い速度に保つ。同様の技法は、入力同調３次元出力に対する本発明にも用いるべきである。
【００９１】
３次元出力のこの形式を図示するため、図１６は、ＤＭＤデータ・フォーマッター１５００が入力同調フレーム・シーケンシャル３次元出力を表示するために、ＤＭＤ表示６２２、および４区分色彩輪と連動して働く１つの方法を示す２つの図表１６００を図示している。図表は、３次元データ・フォーマッターから入力同調フレーム・シーケンシャル・データ転移を図示する。上の図表（ＤＭＤフォーマッター・フレーム・バッファ描画を表す）１６０２は、ＤＭＤデータ・フォーマッター８００の２重ポート・メモリー・システムの動作を表す。この事例では、２重ポート・メモリーが、２重フレーム・バッファを用いて実施される。フレーム・バッファ１６０４描画の上部にある入力線は、ＤＭＤフォーマッター２重ポート・メモリー１５０２、及び１５１０に入力する３次元データを表す。灰色の箱は左の画像データ、白の箱は右の画像データを表示する。メモリー中のフレーム・バッファ描画のｙ軸がメモリー中の場所を表し、ｘ軸が時間を表す。破線は、メモリーに書き込まれたデータを表し、実線は、メモリーの読み出されたデータを表す。結局、ＤＭＤフォーマッター・フレーム・バッファ描画の出力線１６０６は、ＤＭＤ表示に転移されたデータの３次元フォーマットを表す。
【００９２】
下の図表（"画像出力描画"）は、結合ＤＭＤ表示／色彩制御システムの入力―出力関係を表す。色（例えば、赤、白、緑、及び青）の名前でもって標示されたローは、ｙ軸上で０°から３６０°の範囲である色彩輪の角度位置に表す。グラフのこの範囲内での黒い実線は、色彩輪の位置を表す。ｘ軸は、経過時間を表す。ローにある出力は、ＤＭＤ表示／色彩制御システム連携の実際の光学的な出力を表す。Ｌは左目の視野画像データ、Ｒは右目の視野画像データである。最終的に、出力ローの下にある黒と白の長方形は、３次元出力フレームの連続を繰り返している。
【００９３】
図にある２つの描画は、時間がたつとそれぞれが対応する。零時間で始まることにより、６倍した入力フレーム書き換え速度で（各入力フレーム間に６つの鋸刃がある）、データが読まれることがわかる。このことは、最初の左視野画像のための赤部分画像データのＤＭＤ表示への転移を表す。投影機の出力（下の描画にある入力と出力のロー）についての結果は、左の視野画像の赤色部分である。新しいデータが、同時にフレーム・バッファ０に書き込まれている間に、フレーム１からデータが読まれていることに注目すること。次のフレーム（左の視野画像）の期間、フレーム・バッファ０から表示のためにデータが読み出されている間、データはフレーム・バッファ１に書き込まれる。このことは、２重フレーム・バッファ構成の基本的な動作である。
【００９４】
実際面では、色彩のちらつきをなくすため、色彩輪の回転速度を倍にする代わりに、最も近い色彩境界線が、入力されるフレーム境界線と一致するように、色彩輪速度が調整される。図１０に示される単純化した事例では、赤、緑、青、および白の色彩フィルターの４つに等分された区分に色彩輪が分割される。実際は、白のフィルターは他のフィルターよりも小さいかもしれない。好適実施例では、結果的に色彩転移速度が１２０Ｈｚの４倍、もしくは４８０Ｈｚとなる１２０Ｈｚの通常速度で持って色彩輪が回転する。入力フレームが、７５Ｈｚである場合を例として考えてみる。入力周波数で色彩転移速度を除し、最も近い整数に丸めることは、入力フレーム期間毎の色彩時間期間の総数に従うことになる。この場合、７５Ｈｚでもって４８０Ｈｚを除すると６．４を得る。最も近い整数の丸めると６になる。ゆえに、もし各入力データフレームのために６つの完全な色彩フィルター転移が起るように色彩輪の速度を改めるとすると最小の色のちらつきで、望ましい瞬時のフレーム変換を得ることができる。必要な色彩輪の周波数は、入力フレーム書き換え速度（７５Ｈｚ）を色彩時間期間の計算された色彩時間期間の数の６に乗算することによって計算され、そして輪にある色彩の数である４によって除される。結果は、１１２．５Ｈｚの色彩輪速度である。表３は、計算された色彩輪の回転速度、入力フレーム辺り色彩転移、および、４区分色彩輪を使用した各種入力を新たにした速度についての色彩転移速度を示す。
【００９５】
【表３】
2004525569.tif 000005
【００９６】
図２０は、４色彩輪の代わりに３色色彩輪システムが用いられるということを除いて、上に述べたごとく同じ対になった図表を図示する。表４は、計算された色彩輪回転速度、フレームあたりの色彩転移、および同じ入力同調フレーム・シーケンシャル３次元フォーマットを使用した３色区分色彩輪システムのための色彩転移速度を一覧表としている。
【００９７】
【表４】
2004525569.tif 000006
【００９８】
入力同調色彩シーケンシャル３Ｄ
入力同調色彩シーケンシャル３次元出力の用語が意味するものは、投影機の３次元フィールド速度（左右の視野画像間の切り替え速度）が入力信号フレーム書き換え速度によって決定されること、および各３次元フィールドが、左又は右視野画像の１つの単一色彩で成り立っていることである。この出力システムの利点は、３次元フィールド速度が入力に依存しているのであるが、色彩転移速度と同じ速度で切り替えが起るので、ちらつきなしの動作が今や保証されることにある。表４では入力フレーム書き換え速度に従って３３０Ｈｚと４００Ｈｚ間の範囲のレートを示すが、表３に示されるようにこの速度は、４区分色彩輪に対しては、４４０Ｈｚと５１０Ｈｚ間を変化する。
【００９９】
ＤＭＤデータ・フォーマッターと入力同調色彩シーケンシャル出力を実現するのに用いられる色彩制御システムには多様な種類がある。図１８は、そのような種類の１つについての出力フォーマット図表の図示である。この事例においては、ＤＭＤデータ・フォーマッター２重ポート・メモリー・システムが、４つのフレーム・バッファを用いて具現化されている。３次元データ・フォーマッターからの入力は、入力同調フレーム・シーケンシャル・フォーマットの所にある。ＤＭＤフォーマッター・フレーム・バッファ描画上に見るように、入力データ・フレームは、フレーム・バッファ３を通じてフレーム・バッファ０に順番に書き込まれる。この作用は、フレーム・バッファ０と２が右の視野画像データのみを含み、フレーム・バッファ２と３が左の視野画像データだけを含むようにする。ＤＭＤデータ・フォーマッター出力は、全く異なるフォーマットでメモリーから読み出される。この事例におけるデータは、示されるようにフレーム・バッファの対から読み込まれる。最初の左入力フレームの中央から始めると、出力はフレーム・バッファ１が後に続くフレーム・バッファ０から取られる。この周期は、合計５回の間繰り返され,その後出力が、フレーム・バッファ３が後に続くフレーム・バッファ２から出力が取られる。出力は、書き込まれた後、最も速い可能な時期に画像データが、転覆間違いを生じることなく読み込まれるように出力の時間調整がなされる。この場合、出力は１．５入力フレーム遅れる。ＤＭＤデータ・フォーマッター出力の結果は、フレーム・バッファ描画の出力線に示されるように、各色彩転移における左右の視野画像データ間を切り替わる。図における下部の図表は、色彩シーケンシャル出力のための３区分色彩輪描写を図示する。下部の図表の出力線は、実際の投影システムの出力を説明する。この場合、順番は、右の赤、左の緑、右の青、左の赤、右の緑、左の青である。このようにして、色彩輪の２つの完全な回転を終了すると、２つの完全なフルカラー視野画像データが構築される。この種の色彩シーケンシャル・フォーマットは、代替カラーと呼ばれる。
【０１００】
図１９は、入力同調色彩シーケンシャル３次元出力を実現することができる他の方法についての出力フォーマットの図表を図示する。この場合、色彩シーケンシャル・サブフォーマットは、各色彩が、１度は右視野画像、１度は、左視野画像と２度繰り返されるので"２重の色彩"と呼ばれる。この設定のほかの特徴は、色彩輪が３区分の代わりに６区分となっていることである。下の描画から見ると、各色彩フィルターは、左右の視野画像に相当する２つの分離された区域に分けられている事が分かる。この色彩輪の構成は、後により詳しく述べる。あらゆる他の点で、４つのフレームのバッファがＤＭＤデータ・フォーマッターの２重ポート・メモリーを実施するように使用されるこれまでの構成のように、この構成は作動する。データがバッファに転入し、バファーから転出することは、以前に示したことと同じである。実施には多数の他の可能性があることに注目するべきである。
【０１０１】
示した２つの例に加えて、入力同調色彩シーケンシャル方法の実施について他の可能性がある。このことは、６区分と８区分色彩輪に基づくほかの方法を含む。３次元表示出力フォーマットの完全なリストは表５にある。
【０１０２】
【表５−１】
2004525569.tif 000007
【０１０３】
【表５−２】
2004525569.tif 000008
【０１０４】
【表５−３】
2004525569.tif 000009
【０１０５】
出力同調フレーム・シーケンシャル３Ｄ
出力同調フレーム・シーケンシャル３次元は、投影機３次元フィールド速度（左右の視野画像間の切り替え速度）が、内部色彩制御システムにより決まり、また各３次元フィールドが総カラーの左または右視野画像でできていることを意味する。この場合、３次元フィールド速度は、入力データ・フォーマッター・フレーム速度から完全に独立しており、そして分離される。出力同調３次元表示・フォーマットは、入力フレーム速度に関係なく、ちらつきのない３次元立体表示を可能にする。好適実施例においては、色彩輪速度は１２０Ｈｚに設定されている。この速度は多数の存在している平面投影機（例えば、プラスＵ２−１０８０）にとって、通常の回転速度である。３次元フィールド速度は、人間の目によって探知できるより速いものを提供する。
【０１０６】
投影機出力表示速度は、このモードに対する入力速度から独立しているので、３次元データ・フォーマッター７００からＤＭＤデータ・フォーマッター８００に転移するデータ・フォーマッターの速度に対する選択の自由が存在している。色彩輪の回転速度は１２０Ｈｚであるので、６０Ｈｚや１２０Ｈｚの３次元データ・フォーマッター７１６出力速度を供給するのに便利である。低い性能を必要とするならば、６０Ｈｚの速度は装置として安くつくが、ある構成にたいして２重ポート・メモリーにおいて、変換間違いを起こすかもしれない。１２０Ｈｚデータ・フォーマッター速度は、高い水準の機能を、および、より高価な装置で品質の良い視覚を提供する。出力同調フレーム・シーケンシャル出力を用いる本発明の実行には、数多くの可能性がある。完全なリストは表５に示されている。そのリストに示されている３つの例を以下に示す。
【０１０７】
図２０は６０Ｈｚ出力同調フレーム・シーケンシャル３次元方法の出力フォーマット図表を図示している。この場合、ＤＭＤデータ・フォーマッター２重ポート・メモリーは、２重フレーム・バッファ・システムとして設定されている。入力データ速度は６０Ｈｚであり、色彩輪速度は１２０Ｈｚである。画像出力の全体的輝度を高めるために４区分色彩輪もまた使用された。入力フォームの前諸事例のごとく、フレーム・シーケンシャル３次元フォーマットにおいて３次元データ・フォーマッター１４００がエンコードされる。ＤＭＤフォーマッター・フレーム・バッファ描画の左において始まれば、入力データはアドレスＡＤＤＲ０と時間経過と共に結果として生じるアドレスに書き込まれる。この構成によりフレーム・バッファ０を右の視野画像データのみを含み、フレーム・バッファ１が右の視野画像データのみを含むようになる。ＤＭＤデータ・フォーマッター変換器１５００は、上部描画の実線で示すように２重ポート・メモリーからデータを読み込む。フレーム・バッファ１におけるＡＤＤＲ１から始めると、左の視野画像における赤の部分のデータは、読み込まれ、その後に白、そして緑、そして、最後に青が続く。この周期はそこで、読み込みのための開始アドレスが、フレーム・バッファ０におけるＡＤＤＲ０に現在設定がなされていることを除き、次の色彩輪回転を継続するために続く。表示に使用されるための右視野画像のための赤、白、緑そして青のデータをもたらす。６０Ｈｚ入力フォーマットの不利な点は、ＤＭＤデータ変換器１５０４が右の赤のデータを書き込まれるよりも早く読み込むという事実がある点で理解できる。これは、破線（書き込み）を交差する実線（読み込み）がある描画における各点での推移が、現在の視野画像フレームと以前の視野画像フレームとの間で起ることを意味している。このことは、表示された画像のゆがみとして見えるかもしれない。図２０の下部の描画は、投影機の１２０Ｈｚフレーム・シーケンシャル光学出力を図示する。
【０１０８】
図２１は、同じ構成の１２０Ｈｚ入力の種類を示す。これは、１２０Ｈｚ入力用出力同調フレーム・シーケンシャル３次元出力フォーマットである。この構成と前の構成との主な違いは、３次元データ・フォーマッター１４００からＤＭＤデータ・フォーマッター１５００へのデータ転送は、１２０Ｈｚで行われることである。この結果は、2重ポート・メモリー・メモリー１５１０におけるフレーム転移の異常は、図の上部の描画における読み込みと書き込み線のあいだに交点がないことにより除かれる。その他のすべての動作は、６０Ｈｚ入力例と同じである。
【０１０９】
この点について与えられた各例は、３次元データ・フォーマッター１４００、およびＤＭＤデータ・フォーマッター１５００間をデータ転移するフレーム・シーケンシャル３次元フォーマットを使用した。図２５は、垂直２連３次元フォーマットが代わりに用いられる出力フォーマット描画を図示している。この図は、６０Ｈｚ垂直２連入力でもって、出力同調フレーム・シーケンシャル３次元出力構成を表す。この例と図２０の例との間の単なる違いは、データが２重ポート・メモリー１５１０から読み込まれる方法にある。垂直２連式フォーマットにある２重ポート・メモリー８１０に、３次元視野画像データが書き込まれるので、フレーム・バッファ０とフレーム・バッファ１が、各バッファの下半分が右遠近画像情報を含み（例において）、また各バッファの上半分が左視野画像情報を含むように、それぞれ左右の視野画像データを含む。表示のデータを読みこむために、画像バッファの半分だけを読み取るようにＤＭＤデータ変換器のメモリー・アクセス制御登録において交番がなされる。ＤＭＤデータ変換器は、そこで、ロー・ブランキング（出力画像の各ローは、黒に設定される）、ロー２重化（各ローはスクリーン全体を覆うように繰り返される）、または、他の尺度化方法を含めたいくつかの潜在的方法の１つを用いて表示のための完全な高さに画像の尺度を合せなければならない。結果として生じる３次元出力は、前の出力同調フレーム・シーケンシャル・フォーマットと同じである。ＤＭＤデータ・フォーマッター入力のための垂直２連３次元フォーマットの利点は、フレームの半分への入出力遅れを減少さすことである。不利な点は、有効垂直分解能が投影システムへの入力の３次元フォーマットしだいで、半分になってしまうことである。
【０１１０】
並列３次元フォーマットが、ＤＭＤデータ・フォーマットに入力するために用いられる事例において、類似のＤＭＤデータ変換尺度作業が用いられるであろうということが、注意されるべきである。
【０１１１】
出力同調色彩シーケンシャル３Ｄ
出力同調色彩シーケンシャル３次元フォーマットは、左右の視野画像がフレームよりも色彩でもってエンコードされることを例外として、出力同調フレーム・シーケンシャル・フォーマットに類似している。図２６は、このフォーマットを実際に具現化する場合における数ある構成の１つの出力フォーマット描画を図示する。この例では、ＤＭＤデータ・フォーマッター１５００への３次元データ入力は、データ・フォーマッター速度１２０Ｈｚでカラー多重化３次元フォーマットにおいてフォーマットされる。色彩制御システムは、３次元フォーマット区分色彩輪を表示のために用いる。ＤＭＤフォーマッター・フレーム・バッファ描写の入力線は、どのようにして左右視野画像データ・フォーマッターが各フレームの色彩に多重化されるかを図示する。描画の最初のフレームは、右の画像データを赤と青のチャンネルにエンコードし、左画像データを緑のチャンネルにエンコードする。次のフレームは、左の画像データを運ぶ赤と青のチャンネルと右の画像データを運ぶ緑のチャンネルでもって、エンコード方法を反転する。前出の３次元フォーマット区分色彩輪の諸例に置けるがごとく、ＤＭＤデータ変換器１５００は色彩輪の回転毎に２重ポート・メモリーからデータを３回読む。データは読まれて、続いて述べる順番に表示される：左の赤、右の緑、左の青、右の赤、左の緑、及び右の青。この結果、３次元フィールド速度が、ちらつきなしの作業を非常に高く保証する。出力同調色彩シーケンシャル３次元フォーマットの実施のため、表５に挙げられている他の多数の選択肢がある。
【０１１２】
ＤＭＤデータ・フォーマッター各種
前の記述から解明されるように、ＤＭＤデータ・フォーマッター１５００の物理的実施には、各種ある。選択は望む性能の特徴と望む用途による。単一フレーム・バッファ、２重化フレーム・バッファ、および、４重化フレーム・バッファ実施を含む２重ポート・メモリー構造。データ入力は、各種の又は固定された速度、および内部的に（色彩制御システムに関連）、または外部的に（ビデオ、もしくはコンピューター入力信号）同調されるであろう。
【０１１３】
３次元光学的エンコード方法
本発明は、表示と視聴者に送出するための立体画像を光学的にエンコードする各種の方法を提供する。図１３において示されるごとく、３次元画像を光学的にエンコードするために用いられる構成要素の場所と構造には、各種の選択肢がある。同じ光学的チャンネルで、左と右に分かれた視野画像をエンコードするには、各種用いることができる光の特性が発揮されなければならない。これらの特性は、光の速さ（時間シーケンシャル多重化のため）、可視スペクトル（色彩シーケンシャル多重化のため）、及び偏光特性を含む。本発明は、これらの様々な光特性を用いて３次元立体画像を光学的にエンコードするために、５つの主な光学的構成要素を利用する。これらの構成要素とは、色彩輪、コレステロール液晶（ＣＬＣ）円偏光フィルター（ＣＰＦ）、４分の１波長遅延器、直線偏光フィルター（ＬＰＦ）、および能動（電気的に変換できる）液晶回転器を含む。前に論議した各種３次元立体表示法と関連して用いられるものは、合計２３の３次元立体光学構造を生み出すために設定される。光学的設定の完全なリストと構成要素は、表６と図３８−４２にある。5つの光学的構成要素毎の短い論議に戻る。
【０１１４】
【表６−１】
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【０１１５】
【表６−２】
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【０１１６】
【表６−３】
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【０１１７】
ＣＬＣ円偏光フィルター
図２７は、本発明におけるＣＬＣ円偏光色彩フィルター２７００の動作図を図示する。フィルターはガラス基板２７０２（中央）、右側用（ＲＨ）ＣＬＣ被覆２７０４（左側にある）、および左側用（ＬＦ）ＣＬＣ被覆２７０６から構成される。右側用ＣＬＣは右回りの円偏光された光を反射し、左側用ＣＬＣは左回りの円偏光された光を反射する。フィルターは以下のように働く。投光機ランプからの白色光２７０８は、左の図から入る。ＲＨＣＬＣ被覆は、すべての可視、および、赤外波長１４１０の右側円偏光された光を反射するように策定されている。このようにして、右側以外の円偏光された光はフィルターを通過しない。スペクトルのＩＲ部分を除くことは、投光機の光通路において光学構成部分の熱をずっと低く減らすのに役立つ。続けると、左回りのＣＰ光は、ＲＨＣＬＣ被覆からガラス基板を通ってＬＨＣＬＣ被覆の上に向かう。この例において、ＬＨＣＬＣ被覆は、緑、青、そして遠赤外線波形長２７１２における左回りの円偏光された光を反射するように形成されている。このようにして、赤波長における左回りの円偏光された光のみがフィルター２７１４を完全に通過する。この結果は、遠赤外線輻射をも完全に遮断する赤偏光、または色彩フィルターである。
【０１１８】
他の色彩フィルター（緑、青、そして白）は、ＬＨＣＬＣ被覆の構築を変化させることにより実施される。図２８は、白色偏光フィルターを実現するのに用いられるＣＬＣ被覆のスペクトル反応の代表的な図面を図示する。上のグラフ２８０２は、フィルターＡ(ＲＨＣＬＣ被覆)の反射反応の百分率を図示する。フィルターＡは、可視及び遠赤外線波長におけるすべてのＲＨＣＰ光を反射するのに用いられる。  可視および遠赤外波長における、すべてのＲＨＣＰを反射するためにフィルターＡが用いられる。中央のグラフ２８０４は、フィルターＢ（ＬＨＣＬＣ被覆）の反射反応百分率を図示する。目的は白ＬＨＣＰ被覆を具現化することであるので、スペクトルの遠赤外線部分のみが反射されている。最終的に、下のグラフ２８０６は、全部のフィルターが組み合わさって送出する反応の百分率を図示する。グラフは、フィルターの組み合わせが、単に赤、緑、および青ＬＨＣＰを通過させることを図示する。この技術は、色彩輪と独立型ＣＬＣ偏光フィルター構成要素の両方に用いられる。
【０１１９】
色彩輪
色彩輪の第１の目的は、総色彩画像出力の発生に役立てることにある。前述の例で示して来たように、色彩輪の構造には多数の可能性がある。これらの多数の構造において、色彩輪は総色彩画像を発生することを意味すると共に、３次元エンコード方法を元にした偏光用投影機の光出力を偏光するために使用される。上に述べたＣＬＣ色彩フィルター技術は、色彩輪の上に必要とする偏光フィルター構造の全てに用いられる。表７には、合計１０の色彩輪構造がリストされている。図２９から３８までは、色彩輪構造Ａ型からＪ型のそれぞれが図示されている。各色彩輪構造の写実的な表示は、表の対応する図のリストに示される。表のＣＬＣ偏光パターンコラムにおいて、Ｒ、Ｇ、又はＢは、偏光フィルターの色彩出力を参照するために用いられ、そして、１又は２の数字は、光出力（右側又は左側円偏光）の偏光状態を参照するために用いられている。
【０１２０】
【表７】
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【０１２１】
４分の１波長遅延器
４分の１波長遅延器は、円偏光された光を直線偏光された光に変換するのに用いられるパッシブ光学素子である。図１３にある３つの３次元光学エンコード位置１３２６、１３２８、１３３０のいずれにも現れる。
【０１２２】
直線偏光フィルター
直線偏光フィルター（ＬＰＦ）は、偏光されていない光を直線に偏光するもう一つの光学要素である。ＬＰＦは、直線に偏光された光を用いて左右の視野画像を光学的にエンコードする能動回転盤と連動して用いられる。
【０１２３】
能動液晶回転盤
能動液晶回転盤（ＡＬＣＲ）は、２つの直交直線偏光状態間で、光出力を切り替えるのに用いられる。図３９は、スイッチがオフの状態３９００にあるＡＬＣＲの動作を図示する。この場合、垂直に偏光された光３９０２は、図の左側から入り、ＡＬＣＲを通過する時に水平偏光された光２９０４３に変換される。実質的に、図４０は、スイッチがオンの状態(電気的フィールドが適用されている)４０００におけるＡＬＣＲの動作を図示する。この場合、入力光線４００２の偏光角度は、非変更４００４の状態で置かれている。
【０１２４】
光学的エンコードシステム構造
上に示した５つの構成成分を用いて３次元光学エンコードの実現可能な構造の完全なリストは表６に表されている。表に図もまた記載してある。図４１から４５は、各構造と結びついている。表は使用された色彩輪型、分離ＣＬＣ変更の使用、４分の１波長遅延器の使用、直線変光器の使用、および、適切なコラムに"Ｘ"配置による能動回転盤の使用を示す。表は又、エンコード方法の適切な運用に必要な３次元表示方法もまた示し、最終的には適切な立体視覚のために必要な３次元デコード方法に言及している。
【０１２５】
３次元光学デコード方法
本発明における最後の構成要素の分類は、３次元光学逆符合化システムである。このシステムは視聴者への提示のための左右の視野画像を光学的にデコードする。このシステムは物理的に視聴者の側に置かれる。事実、実施のための４方法のそれぞれは、視聴者が眼鏡をかける形式を取る。眼鏡をかけない方法は、状況と用い方によって実際にできる。本発明の４つの３次元光学的デコード方法は、パッシブな直線偏光眼鏡、パッシブな円偏光眼鏡、アクティブな液晶シャッター眼鏡、およびアクティブな色彩フィルター眼鏡である。どの方法を選ぶかは、ひとえに用途と費用効果にかかっている。たとえば、最も安い方法は、直線偏光眼鏡を使用し、最も高価な方法は、能動色彩フィルター眼鏡である。円偏光眼鏡には最悪の性能があるのに対して、能動シャッター眼鏡は、最良の性能を示す。各方法は、以下にもっと詳しく述べられる。
【０１２６】
パッシブな直線、および円偏光眼鏡
パッシブな偏光眼鏡４６００は、選択的に偏光状態を遮断する、１つを１つの目に用いる２つの偏光フィルターから成る。図４６に示されるように、４６０２のフィルターはＰ１偏光状態の光を遮断し、他のフィルター４６０４はＰ２偏光状態の光を遮断する。図は、直線、もしくは円偏光フィルターに適応する。３次元眼鏡は、３次元投影システムで用いるものとして、いつも出て来る。
【０１２７】
能動液晶シャッター眼鏡
典型的な液晶シャッター４７００の動作は、図４７で示される。典型的なＬＣシャッターは、図に示すような２つの交差する偏光器間に挟まれたアクティブな液晶要素を採用している。Ｐ１  ４７０２とラベルがついている最初の直線変光輝は、左４７０４からシャッターに入る光を偏光する。能動シャッター要素３７０６には、２つの可能な状態がある。偏光方向を変えることなく、もしくは、出力偏光Ｐ２の偏光角度を回転させた光を通過させる。もしも能動要素が偏光を変えることなく光を通過させるとすれば、能動要素が存在する光と偏光角度が直角するので、存在するシャッターからの光を出力変光器が妨げる。しかしながら、もしアクティブな要素が、出力する光の角度の偏光を切り替えるなら、出力偏光器は、光がシャッターを通って外に出ることを許す。
【０１２８】
３次元立体を見るための液晶シャッター眼鏡４８００の使用は、図４８に示されている。左右に見えている視野画像の間で交番する画像のシーケンスは、見ているスクリーンの上に表示される。シャッター眼鏡の主要な光学構成成分として働く２つのシャッターは、左目のシャッターが、左目の画像が見ているスクリーン上に表示されているときのみ開き、そして、右目のシャッターが、右目の画像が表示されているときのみ開くように、開けられて、そして閉じられる。シャッターが閉じられている時は、理想的には図に示されるようにシャッター要素を通り抜けるすべての光が遮断される。シャッターが開くと、後ろにある目が意図した画像を見ることができるように、シャッターは透明である。図は、図の左にある左目周期、および図の右にある右目周期でもって左から右へ、そして左目の視界から右目の視界への転移を図示する。図では、右から左に時間が増加する。
【０１２９】
能動色彩フィルター眼鏡
特別偏光選択色彩フィルターで、2番目の偏光器を置き換えた場合を除き、能動色彩フィルター眼鏡は能動シャッター眼鏡に非常に類似している。カラーリンク社（ＣｏｌｏｒＬｉｎｋ，Ｉｎｃ．）は入力された光がＰ１で直線に偏光される時、緑光を送出し、入力がＰ２直線偏光される時、赤紫の光（赤と青の組み合わせ）を送出する色彩フィルター材料を作っている。図３９は切り替え可能な単一色彩フィルター・レンズ４９００のための機能図を図示する。例として上にあげたシャッター付き眼鏡の片側のように、図４９の左にある偏光されていない光４９０２は、偏光器Ｐ１を通過する。能動ＬＣセルが接続されていないなら、偏光角度は９０°からＰ２の状態まで回転する。偏光されたひかりは、Ｐ２偏光されているので、色彩フィルター４９０８は、赤と青（赤紫）の波長のみを通過させ、緑を遮断する。ＬＣセル４９０６が接続されている時、出力偏光状態はＰ１となり、色彩フィルターは緑色を通過させ、赤と青を遮断する。この色彩フィルターのデザインに立脚しているシャッター付き眼鏡は、1つのフィルターが緑色を送出する時、他のフィルターが赤紫を送出するように、逆の状態でもって２個のフィルターの合わさった部品を使用する。逆もまた同様である。
【０１３０】
ＤＰＬを基本にした３次元立体投影機システムのためのコラム及び列・インターリーブの詳細
各実施例は投影機システムのある特徴に依存している。投影システムは、フォーマッター基板の上に、通常２つのデジタル光処理チップを有している。このフォーマッター基板は、入力ビデオを取得し、その取得したものをＤＭＤ器機により使用できるようにされたフォーマットに入れる。各出力線は、１６コラムにあるマイクロミラーのためのデータを含む。これらのコラムは、これらのコラムは連続していないが、全てが偶数か、または全てが接続されていないコラムである。各コラムは、上半分か下半分に相当する３８４ロー（１０２４×７６８のチップには７８６，４３２個のミラー）がある。
【０１３１】
先に用いた線ブランキング方法への取り組みと似た立体(３次元)を見る事を得るため、少なくとも２つの方法がある。線ブランキングシステムは、本発明者により先の申請１９９８年９月３０日出願の出願番号０９／１６４，０５０、２０００年１０月５日出願の出願番号＿＿＿＿＿、平成１１年４月２２日出願の出願番号０９／２６９，９９０、及び、１９９８年１０月１３日取得の米国特許番号５，８２１，９８９において開示した。これらは以後の本文中の参照文献とするものとする。
【０１３２】
上記で論じたごとく、これらの最初のものは、コラム・ブランキング又はコラム切り替え技術である。このシステムの基本は、
ａ）左と右目に見えているものを表示する"コラム・インターリーブ"画像を表示する。左の視野画像（左で見えている）を偶数（奇数）のコラムに表示し、右の視野画像（右目で見えている）を奇数（偶数）コラムに表示する。
ｂ）偶数（奇数）コラムに相当するすべての単一線を電気的アースに切り替えることにより、左画像コラムを交番して"空白"化する。奇数（偶数）コラムに相当するすべての単一線の接続を電気的アースに切り替えることにより、右画像コラムを交番して"空白"化する。
ｃ）外部シャッター眼鏡に、シャッター眼鏡の左目のシャッターを閉じる信号を同時に提供するか、使用者がつけている標準偏光３次元眼鏡の目に光が入ることを遮断するように内部偏光光学回転盤の状態を切り替え、そして、同時に、外部シャッター眼鏡にシャッター眼鏡の右目のシャッターを閉じる信号を提供するか、使用者がつけている標準偏光３次元眼鏡の目に光が入ることを遮断するように内部偏光光学回転盤の状態を切り替える。
ｄ）左の目のシャッターを開けると同時に、右目のシャッター、もしくは内部偏光回転盤を遮光モードに切り替えて同時にシャッターを開け、そして左目のシャッターを閉じるか、内部偏光回転盤が左を遮光するモードに切り替える。
【０１３３】
コラム・ブランキングの実施例の変形はコラム２重化法として知られている。このシステムの基本は、
ａ）左と右目の視野に表示されるものの"コラム・インターリーブ"画像を表示する。左視野（左目で見える）画像は、偶数（奇数）コラムに表示され、右目視野（右目で見える）画像は、奇数（偶数）コラムに表示される。
ｂ）偶数（奇数）コラムに相当するすべての単一線を電気的にアースするように交番して切り替え、左の画像コラムを"ブランキング"する。奇数（偶数）コラムに相当するすべての単一線を電気的にアースするように交番して切り替え、左の画像コラムを"ブランキング"する。
ｃ）シャッター眼鏡の左目のシャッターを閉じるように外部シャッター眼鏡に信号を同時に提供するか、標準偏光３次元眼鏡をかけている使用者の目に入る光を遮断するように内部偏光光学回転盤の状態を切り替え、そして、シャッター眼鏡の右目のシャッターを閉じるように外部シャッター眼鏡に信号を同時に提供するか、標準偏光３次元眼鏡をかけている使用者の目に入る光を遮断するように内部偏光光学回転盤の状態を切り替える。
ｄ）左の目のシャッターを開き、右のシャッターを同時に閉じるか、内部偏光回転盤を右側遮断モードとし、また、シャッターを開け同時に左目シャッターを閉じるか、内部偏光回転盤を左の光を遮断するように切り替える。
【０１３４】
データ・フォーマッターのブロック図
図４３は、図１４に描かれた３次元データ・フォーマッターのもう１つの線画を図示する。３次元データ・フォーマッターの主たる目的は、色々な可能性のある３次元フォーマットをコラム・インターリーブ３次元フォーマットに変換することである。それは又３次元画像と入力信号の読み取り変換の書き入れを遂行する。３次元データ・フォーマッターは、２４もしくは４８ビットＲＧＢデジタル入力を受け取り、また、ＲＧＢスイッチＡを入力信号においてエンコードされた分離３次元画像を用いる。言い換えれば、ＲＧＢスイッチＡは、左の画像データを左画像バッファに、また、右画像データを右画像バッファに方向付ける。スイッチが作動する方法は、３次元画像を多重化するのに用いられる方法による。ＲＧＢスイッチのさらに詳しい説明を以下に示す。
【０１３５】
ＲＧＢスイッチＡが、左と右の画像データを分離するということは、書き入れ（尺度）が、各画像で別々に行われるということである。伝統的な書き込み方法は、既知の発明である非立体投影機とビデオ・システムの両方の画像からの混ざり合ったデータに使用された。そしてそこで、立体効果をだめにしている。それゆえ、伝統的な書き込み方法は、３次元システムには適していない。
【０１３６】
左画像バッファと右画像バッファの両方は、画像データの同時読み込みと書き込みを許す２重ポート・メモリーである。この特徴は、スキャン変換機能の遂行を可能にする。スキャンの変換は、ビデオ・プロセッサー信号の画像変換速度を早めるか、遅くするように使用される。好適実施例においては、３次元データ・フォーマッターの出力スキャン速度は、６０Ｈｚである。
【０１３７】
図に示すように、分離した画像尺度ブロックは、左右の画像バッファに続き、交じり合ったデータなく左右の画像が分離して補間される方法を提供する。６４０×４８０、８００×６００、１０２４×７６８、１２８０×１０２４、又は他のどんな分解能であっても、入力分解能からＤＭＤ表示本来の分解能に画像データが補間されなければならない。好適実施例においては、画像尺度ブロックは、画像データを１０２４ピクセル幅で７６８ピクセル幅に補間されて用いられている。
【０１３８】
ＲＢＧスイッチＢは、３次元画像情報をコラム・インターリーブ・フォーマットにある出力ＲＧＢデジタル信号に再多重化するのに用いられる。この変換はピクセル時計の速さにおいて、左右の画像チャンネル間での切り替えにより成し遂げられる。
【０１３９】
変換制御器は、左右両画像チャンネルにおける画像データ処理を管理し、又制御し、両ＲＧＢデジタル・スイッチを制御する。変換制御器は、入力と出力画像バス両方から同調信号を受け取り、３次元フォーマット変換とスキャン変換処理においてこれらの信号を使用する。変換選択入力は、入力信号の３次元フォーマットを変換制御器に連絡するのに用いられる。変換制御器は、フィールド・シーケンシャル、フレーム・シーケンシャル（ページフリップ）、ロー・インターリーブ、垂直２連、並列、及びコラム・インターリーブを含む各種の可能性のある３次元フォーマットを分離するために、この情報をＲＧＢスイッチＡの動作を修正するのに用いる。
【０１４０】
"ロー・インターリーブ"ＲＧＢ３次元フォーマット用スイッチＡ制御
図４４は、ロー・インターリーブ３次元画像データを分離するのに用いられるＲＧＢスイッチＡ制御波形の図を図示する。この場合、スイッチの状態は、入力される同調信号の立ち上がる角のところで変化する。スイッチの制御は、各ローが継続的に同じ画像チャンネルをフレームごとに、切り替えるように各フレームの開始において、初期化される。
【０１４１】
ロー・インターリーブ・フォーマット入力に対する出力尺度
図４５は、入力分離の動作とロー・インターリーブ３次元入力に用いられる補完機能を描写する図である。この事例においては偶数ロー（白色）は、左の画像バッファに切り替えられ、奇数ロー（灰色）は、右の画像バッファに切り替えられる。各画像バッファにあるもたらされた画像は、半分の高さ（元画像の垂直分解能の半分）であるから、補完ブロックは、各バッファされた画像の垂直分解能を２倍しなければならない。これは、入力分解能が、要求されている出力分解能（好適実施例においては、１０２４×７６８）と同じである場合には真実である。もしも、入力分解能が、要求されている出力分解能が異なっている場合には、大きさは以下のように計算される。
【０１４２】
【数１】
2004525569.tif 000014
【０１４３】
Ｓｈは、水平尺度要因、Ｗｏは要求されている出力画像の幅、Ｗｉは入力画像の幅、Ｓｖは垂直尺度要因、ｈｏは要求される出力画像の高さ、および、ｈｉは元の入力画像の高さである。
【０１４４】
"垂直２連"ＲＢＧ３次元入力制御のスイッチＡ
図４６は、垂直２連３次元画像データを分離するのに使用される波形を制御するＲＢＧ切り替えスイッチＡの線画を図示する。この場合、スイッチの状態は、各入力垂直同調信号の立ち上がり角に関するチャンネルに切り替わっており、垂直同調パルス間の中ほどにある他のチャンネルに設定される。スイッチ制御は、左と右、それぞれ半分ずつの各メージが、フレーム毎に同じ画像チャンネルに首尾一貫して切り替えられるように、各フレームの始まりにおいて初期設定される。垂直同調パルスで起きる切り替え転移も入力水平同調信号に同調されている。
【０１４５】
"垂直２連"３次元フォーマット入力のための出力尺度
図４７は、入力分離の動作を描写する線画と垂直２連３次元入力に使用される補完諸機能を図示する。この場合、スクリーンの上半分（白色）は、左の画像バッファに、スクリーン（灰色）の下半分は右の画像バッファに切り替えられる。各画像バッファの結果として得る画像は、半分の高さ（元画像の垂直分解能の半分）であるので、補完ブロックは、各バッファ画像の垂直分解能を倍にしなければならない。これは、入力分解能が、要求されている出力分解能（好適実施例においては、１０２４×７６８）と同じである場合には真実である。もしも、入力分解能が、要求されている出力分解能と異なっている場合には、大きさは以下のように計算される。
【０１４６】
【数２】
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【０１４７】
Ｓｈは、水平尺度要因、Ｗｏは要求されている出力画像の幅、Ｗｉは入力画像の幅、Ｓｖは垂直尺度要因、ｈｏは要求される出力画像の高さ、および、ｈｉは元の入力画像の高さである。
【０１４８】
"ページフリップ"ＲＧＢ３次元入力に対するスイッチＡの制御
図４８は、ページフリップ３次元画像データを分離するのに用いられるＲＧＢスイッチ波形の線画を図示する。スイッチの状態は、各入力垂直同調信号の立ち上がり角に関係している。このことは、フレーム毎の事に関係する左右の画像チャンネル間を交番する入力信号を引き起こす。
【０１４９】
"ページフリップ"３次元フォーマット入力のための出力尺度
図４９は、入力分離の動作を描写した線画とページフリップ３次元入力に使用される補完機能を図示する。この場合、奇数番号のフレーム（白色）は、左の画像バッファに切り替えられ、偶数のフレーム（灰色）は右の画像バッファに切り替えられる。入力分解能が、要求されている出力分解能（好適実施例においては、１０２４×７６８）と同じである場合には真実である。入力分解能が、要求されている出力分解能と異なっている場合には、大きさは以下のように計算される。
【０１５０】
【数３】
2004525569.tif 000016
【０１５１】
Ｓｈは、水平尺度要因、Ｗｏは要求されている出力画像の幅、Ｗｉは入力画像の幅、Ｓｖは垂直尺度要因、ｈｏは要求される出力画像の高さ、および、ｈｉは元の入力画像の高さである。
【０１５２】
"並列"ＲＧＢ３次元入力用スイッチＡ制御
図５０は、並列３次元画像データを分離するのに使用されるＲＧＢスイッチＡ制御波形の線画を図示する。この場合のスイッチの状態は、各入力水平同調信号の立ち上がり角に関係する１つのチャンネルに切り替えられ、諸水平同調パルス間の中ほどの点にある他のチャンネルに設定される。スイッチ制御は、左と右、それぞれ半分ずつの各メージが、フレーム毎に同じ画像チャンネルに首尾一貫して切り替えられるように、各フレームの始まりにおいて初期設定される。垂直同調パルスで起きる切り替え転移もフレームの中ほどでデータの滑らかな変換を確実にするために入力ピクセル・クロックに同調している。
【０１５３】
並列３次元フォーマット入力用出力尺度
図５１は、入力分離の動作を描写した線画と並列３次元入力に使用される補完機能を図示する。この場合、スクリーン（白色）の左半分が、左のバッファに切り替えられ、スクリーン（灰色）の右半分が右の画像バッフアに切り替えられる。各画像バッファでの結果としての画像は、半分の幅（元画像の水平分解能の半分）であるので、補完ブロックは、バッファに入った各画像の水平分解能を倍にしなければならない。入力分解能が、要求されている出力分解能（好適実施例においては、１０２４×７６８）と同じである場合には真実である。入力分解能が、要求されている出力分解能と異なっている場合には、大きさは以下のように計算される。
【０１５４】
【数４】
2004525569.tif 000017
【０１５５】
Ｓｈは、水平尺度要因、Ｗｏは要求されている出力画像の幅、Ｗｉは入力画像の幅、Ｓｖは垂直尺度要因、ｈｏは要求される出力画像の高さ、および、ｈｉは元の入力画像の高さである。
【０１５６】
３次元データ・フォーマッター・ブロック用スイッチＢ制御
図５２は、コラム・インターリーブ・フォーマットにおいて、出力３次元画像データに使用されるＲＧＢスイッチＢ制御信号を図示する。この場合、スイッチＢの状態は、出力ピクセル・クロックの立ち上がり角において変化する。この作用は、左右の画像データを出力画像の交番コラムにおいてエンコードされるようにする。スイッチＢ制御は、左右の画像データが首尾一貫して適切なコラムにエンコードされるように、各静止画免野始まりにおいて初期化される。
【０１５７】
３次元データ・フォーマッター出力の図式的な図示
図５３は、３次元データ・フォーマッターの出力が、どのように形成されるかを図式的に示したものを図示している。図において、左の画像データ（白色）は、偶数コラムへの道筋を示し、右の画像データ（灰色）は、奇数コラムへの道筋を示す。実際には、このこの順序を逆にすることができる。
【０１５８】
表示フォーマッター（ＤＭＤデータ・フォーマッター）
図５４は、３次元表示フォーマッターのブロック線画を示す図示である。ＤＭＤ表示ドライバーは、２４ビットＲＧＢデジタル画像データを、表示を構成する双安定性マイクロミラー装置のためのコラム形式制御信号に変換する。この変換は、データ・フォーマッター列Ｃ0、Ｃ1、Ｃ2、．．．ＣNによって、図中に表される。理論的に各データ列Ｃｉは、表示の上の１コラム、もしくはコラムのグループ全てを表す。現在使用の１方法は、各Ｃｉがスクリーン上の１６の連続したコラムを表わすようにコラムデータをフォーマットすることである。もう1つの方法は、各Ｃｉを、１６を1組とした偶数、もしくは奇数の、半分のコラムを表わすためにフォーマットする（スクリーンの上半分、もしくは下半分に限定されたコラム）。本発明が求めるＤＭＤ表示・ドライバー方法は、コラムのデータをフォーマットすることを交番するコラムに含めるものである。それは、各Ｃｉが、表示上の偶数番号のみ、もしくは奇数番号のみのコラムを制御するということである。事例を挙げると、好適な実施例に使われた方法では、データをフォーマットして奇数、もしくは偶数の半分のコラムに入れる。この場合、Ｃ０は、スクリーンの上半分にあるコラム０、２、４、６、８、．．．、３０を制御する。同じ様にＣ１は、スクリーンの上半分にある１，３，５、．．．３１を制御する。交番コラムの必要条件に合うものは、他のフォーマットも可能である。交番コラムデータ・フォーマットの結果により、左（又は右）画像が、奇数コラム上に、また右（又は左）画像が偶数コラム上にエンコードされる２４ビットＲＧＢ画像データが、左（又は右）画像は、奇数コラムデータ線のＣ１、Ｃ３、．．．、上にのみ現れ、右（又は左）画像は、偶数コラムデータ線のＣ０、Ｃ２、．．．、上にのみ現れるように変換される。
【０１５９】
３次元表示フォーマッターの目的は、ＤＭＤ表示によって所定の左の画像時間期間に左の画像だけが表示され、ＤＭＤ表示によって所定の右の画像時間期間に右の画像だけが表示されるように、ＤＭＤ表示ドライバーからのコラムデータ・フォーマット出力を修正することである。入力のために、ＤＭＤ表示ドライバーから左右の画像データに、コラムのようなデータ出力のデコードを行なうことにより、ＤＭＤ表示が、コラムを基本にした３次元表示プロセッサーによって成し遂げられる。３次元表示プロセッサー制御ブロックは、３次元表示の動作を制御するために用いられ、２次元表示、３次元画像表示、及びフィールド交換３次元表示間を切り替える能力を持っている。左と右を交換する能力は、視聴者の左の目が、右の画像を見ている場合、またその逆の場合の訂正をするのに用いられる。３次元表示プロセッサー制御への指標入力は、３次元デコード方法（例えば、シャッター眼鏡、アクティブな回転盤など）へ左右の画像を同調させるのみに用いられる。
【０１６０】
表８は、コラムを基本にした３次元表示プロセッサーを制御する好適実施例により使用された真理値表を表す。他の真理値表は、本発明に替わり得る事例化を基にして用いられる。
【０１６１】
【表８】
2004525569.tif 000018
【０１６２】
最終的に、本発明の優れた点は、投影システムにおいて使用されるＤＭＤ表示チップの数から独立しているということに注目されるべきである。それゆえ、本発明は、（先に論述した）交番コラムデータ・フォーマットが使用されるすべての単一チップ、２個チップ、及び３個チップＤＭＤシステムに適用される。
【０１６３】
コラム・ブランキング方法を用いた３次元表示プロセッサーのブロック線画
図５５は、コラム・ブランキングとして知られているコラムを基本とする３次元表示プロセッサーを実現する可能性のある方法を図示する。この場合、４個の３状態バッファがコラム様画像データと"ブランキング"間を切り替えるために使用される。この図式では、Ｃｉが、左の画像データを送出する１個のコラム、もしくはコラムのグループを代表し、Ｃｉ＋１は、右の画像データを送出する１個のコラム、もしくはコラムのグループを代表する。Ｓ０とＳ１ガ両方とも論理０にあるとき、バッファＡとＢは、活動モードにあり、バッファＣとＤは３状態モードにある。このようにして、Ｓ０とＳ１が両方とも低い場合、両コラムの集合はシステムが２次元モードにあると考えられると表示される。Ｓ０が低くてＳ１が高い場合、バッファを通してＣｉの上にある左の画像が通過する。しかしながら、今回は、バッファＢは、３状態モード、そしてバッファＤは通過モードになっている。それゆえ、左の画像データのみが表示器に到達する。同じ様にＳ０が高く、Ｓ１が低い場合には、右の画像データのみが表示器に到達する。最終的に、Ｓ０とＳ１の両方が高い時、奇数と偶数コラムは、意図せぬ２次元様式を生み出す交換した位置に表示される。表＿＿＿は、このシステムのために真理値表に集計したものである。
【０１６４】
コラム２重化法を用いた３次元表示プロセッサーのブロック線画
図５６は、コラム２重化と称される３次元表示プロセッサーの別法を図示する。これは、本発明の好適実施例によって用いられた方法である。この方法では、左の画像期間の間、右の画像データブランキングおよび右画像期間の間、左の画像データブランキングの代わりに、右又は左の画像からの画像データが、適切な期間の間に、隣接したコラムの上に転写される。例えば、左の画像期間中に、偶数コラムからの左の画像データは、ＤＭＤ表示の偶数と奇数の両コラムへの経路が決められる。このことは、各左データコラムの幅を２倍にする効果がある。同様にして右画像期間中に、右の画像は、奇数と偶数の両コラム上のＤＭＤ表示に送出される。コラム・ブランキング方法より優れるこの方法の利点は、画像が２倍明るく、そして、その画像には、今や見ることができる黒いコラムがあるということである。
【０１６５】
コラム・ブランキング方法と同じ真理値表を用いて、Ｓ０とＳ１が両方とも低い時、バッファＣとＤは、３つの状態様式にあり、バッファＡとＢは、ＤＭＤ表示に個々に左右のデータを送る。Ｓ０が低くＳ１が高い場合には、バッファＡとＤがオンの間バッファＢとＣは、３つの状態にある。このことにより、Ｃｉ入力によって送出された左の画像データは、ＣｉとＣｉ＋１の両出力への経路へ行くようになる。Ｓ０が高くＳ１が低い場合には、バッファＡとＢ３つの状態にある間、バッファＢとＣはオンである。この状態では、両出力への経路へ行くＣｉ＋１入力によって送出された右の画像データ出力である。前述の事例のようにＳ０とＳ１が両方高い場合、奇数と偶数のローは、交換されて好ましくない２次元様式になる。
【０１６６】
【表９】
2004525569.tif 000019
【０１６７】
フィールド・シーケンシャル３次元ビデオ・データのコラム・インターリーブ発展型データへの変換
適切にフォーマットされた３次元立体画像をコラム・ブランキング、もしくは２重化法によりＤＬＰ投影機に表示するには、左右の視野画像は、コラム・インターリーブフォーマットに結合され表示されなければならない。つまり、左右の画像データから成り立っている合成画像画像のデータのセットは、右の画像データが偶数番号のコラムにのみ、そして、左の画像データは、奇数番号のコラム（又はこの逆）からのみ存在するようにフォーマットされなければならない。
【０１６８】
図５６＿にあるシステムは、フィールド・シーケンシャル３次元ビデオ画像データ（ＮＴＳＣ、又はＰＡＬ３次元ビデオ）を投影システム・表示用の累進型コラム相互配置３次元画像に変換するための１方法を描く。線画の上から始めると、右の視野画像がフィールド１にエンコードされ、左視野画像がフィールド２（逆も可能）にエンコードされるフィールドシーケンシャル・ビデオは、デコードされデジタル信号に変換される。次に、フィールド分離が、フィールド１の画像データを引き出して、第１データ・チャンネルとし、フィールド２画像データを第２データ・チャンネルとする。フィールド１とフィールド２の画像データは、別々に処理されて投影表示システム本来の分解能に尺度を合わせられる。３次元画像フォーマッターは、処理されたフィールド・データを再結合させ、処理されたフィールド１のデータが、表示の偶数（又は奇数）コラムの上にエンコードされ、そして、フィールド２のデータは、表示の奇数（又は偶数）のコラムの上にエンコードされるように、これらのデータをフォーマットする。
【０１６９】
２次元から３次元への変換
２次元投影システムを基にしたデジタルマイクロミラー素子の３次元投影システムを基にしたデジタルマイクロミラー素子への変換方法は、３次元データ・フォーマッターを組み込むこと、デジタルマイクロミラー素子のデータ・フォーマッターを組み込むこと、選択として３次元用にフォーマットされた色彩輪に既存の色彩輪を取り替えること、及び、前述したシステムの光学的通路における３つの場所の１つに３次元光学エンコードシステムを組み込むことである。
【０１７０】
３次元データ・フォーマッターは、それぞれがメモリー・システムと対になっている２つのビデオ処理器と対になった４：２ＲＧＢ入力データ・スイッチ／ルーター、既出の４：２ＲＧＢ入力データ・スイッチ・ルーター、既出のビデオ処理器、及び、２：２ＲＧＢ出力データ・スイッチ・ルーターと２：２ＲＧＢ、及び、出力データ・スイッチ・ルーターと対に成っている各ビデオ・プロセッサーの出力を含む。
【０１７１】
デジタルマイクロミラー素子のデータ・フォーマッターは、メモリー、デジタルマイクロミラーデータ、及び、マイクロ制御器と対になった２重ポート・メモリー制御器を含む。デジタルマイクロミラー・データ変換器は、出力デジタルマイクロミラー素子のデータを供給し、マイクロ制御器は、制御信号を既出の２重ポート・メモリー制御器、デジタル・メモリー装置のデータ変換器、及び、３次元フィールド信号と同じ様に色彩輪制御器に供給する。
【０１７２】
光学色彩輪の選択肢としては、以下のものが含まれる。１）前述の輪の回転方向に設置される赤、緑、及び青フィルターによって構成される３区分色彩輪、２）さらに赤円偏光、緑円偏光、及び、青円偏光から構成される３区分色彩輪、３）輪の回転方向に設置される最初の偏光状態にある赤円偏光フィルター、第１の偏光状態にある緑円偏光フィルター、および既出の輪の回転方向に設置される第２の偏光状態にある青円偏光フィルターから構成される３区分輪、４）輪の回転方向に設置される最初の偏光状態にある赤円偏光フィルター、第２の偏光状態にある赤円偏光フィルター、最初の偏光状態にある緑円偏光フィルター、第２の偏光状態にある緑フィルター、最初の偏光状態にある青円偏光フィルター、第２の偏光状態にある青円偏光フィルターから構成される６区分色彩輪、５）最初の偏光状態を有する赤円偏光フィルター、第２の偏光状態を有する緑色円偏光フィルター、最初の偏光状態を有する青色円偏光フィルター、第２の偏光状態を有する赤円偏光フィルター、最初の偏光状態を有する緑円偏光フィルターから構成される６区分輪、６）既出フィルターの赤フィルター、白フィルター、緑フィルター、及び、青フィルターを有する４区分色彩輪、７）最初の偏光状態を有する最初の赤色円偏光フィルター、最初の白円偏光フィルター、最初の緑円偏光フィルター、最初の青環状フィルター、これらの、フィルターが既出輪の回転方向に設置されている４区分輪、８）最初の偏光状態を有する最初の赤円偏光フィルター、最初の偏光状態を有する最初の白円偏光フィルター、最初の偏光状態を有する最初の緑円偏光フィルター、最初の偏光状態を有する最初の青円偏光フィルター、第２偏光状態を有する第２赤円偏光フィルター、第２偏光状態を有する第２白円偏光フィルター、第２偏光状態を有する第２緑円偏光フィルター、第２偏光状態を有する第２青円偏光フィルター、これらのフィルターが同じ輪の回転方向に設置構成されている８区分輪、９）最初の偏光状態を備える最初の赤円偏光フィルター、第２偏光状態を有する第２赤環状フィルター、最初の偏光状態を有する最初の白円偏光フィルター、第２偏光状態を有する第２白環状フィルター、最初の偏光状態を有する最初の緑円偏光フィルター、第２偏光状態を有する第２緑環状フィルター、最初の偏光状態を有する最初の青円偏光フィルター、第２偏光状態を有する第２青環状フィルター、これらのフィルターが既出輪の回転方向に設置構成される８区分輪、１０）最初の偏光状態を有する最初の赤円偏光フィルター、第２の偏光状態を有する最初の白円偏光フィルター、最初の偏光状態を有する最初の緑円偏光フィルター、最初の偏光状態を有する最初の白円偏光フィルター、最初の偏光状態を有する第２白環状フィルター、第２偏光状態を有する第２赤環状フィルター、最初の偏光状態を有する第２の青円偏光フィルター、第２の偏光状態を有する第２の緑円偏光フィルター、これらのフィルターが既出輪の回転方向に設置構成される８区分輪。
【０１７３】
４色彩輪を３色彩輪に変換する方法は、上に述べたことに加えて、４色彩輪の白への移転中に光出力を遮断することを含む。遮断の方法には、色彩輪上の白フィルターの機械的閉鎖、白フィルター出力中の光遮断に同調する内蔵もしくは外付けＬＣシャッター・システムの使用、白フィルター出力中の光遮断に同調する内蔵もしくは外付け機械式シャッター・システムの使用が含まれる。
【０１７４】
図示されているＤＭＤ投影システムでの３次元システムの実行は、単に典型的なものである。他の実施方法は、通常の技術を有する人であれば直ちに実施できることが理解される。そのようなすべての実施と変法は、付属する請求範囲により定義されるように、本発明の範囲と精神の範囲内にあるとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】図１は、部分的なＤＭＤ技術を図示する。
【図２】図２は、部分的なＤＭＤ技術を図示する。
【図３】図３は、部分的なＤＭＤ技術を図示する。
【図４】図４は、部分的なＤＭＤ技術を図示する。
【図５】図５は、部分的なＤＭＤ技術を図示する。
【図６】図６は、部分的なＤＭＤ技術を図示する。
【図７】図７は、単一チップＤＭＤ投影システムの最初の実施例である。
【図８】図８は、単一チップＤＭＤ投影システムの既知の発明についての図示である。
【図９】図９は、単一チップＤＭＤ投影システムのための３区画色彩輪を図示する。
【図１０】図１０は、単一チップＤＭＤ投影システム用４区画色彩輪を図示する。
【図１１】図１１は、単一チップＤＬＰ投影機用の既知の発明であるＤＭＤ投影機ビデオ・プロセッシングのブロック・ダイアグラムを図示する。
【図１２】図１２は、コラム構造を図示する。
【図１３】図１３は、信号の流れと光学ブロックのダイアグラムを図示する。
【図１４】図１４は、３次元データ・フォーマッターのブロック・ダイアグラムの図示である。
【図１５】図１５は、ＤＭＤデータ・フォーマッターのブロック・ダイアグラムを図示する。
【図１６】図１６は、４区分色彩輪を用いる入力同調フレーム・シーケンシャル３次元入力用ＤＭＤデータ・フォーマッターの図示（図表は、７５Ｈｚ，８０Ｈｚ，８５Ｈｚ入力信号に適用される）
【図１７】図１７は、３区分色彩輪を用いる入力同調フレーム・シーケンシャル３次元入力用ＤＭＡデータ・フォーマッター図表の図示である。（図表は７２Ｈｚ，７５Ｈｚ，８０Ｈｚ入力信号に適用される）
【図１８】図１８は、３区分色彩輪と４重化フレーム・バッファを用いる入力同調色彩シーケンシャル３次元を図示する。（図表は７２Ｈｚ，７５Ｈｚ，８０Ｈｚ入力信号に適用される）
【図１９】図１９は、６区分色彩輪と４重化フレーム・バッファを用いる入力同調色彩シーケンシャル３次元を図示する。（図表は７２Ｈｚ，７５Ｈｚ，８０Ｈｚ入力信号に適用される）
【図２０】図２０は、４区分色彩輪を用いる６０Ｈｚ入力用出力同調フレーム・シーケンシャル３次元フォーマット用ＤＭＤフォーマッター図表を図示する。
【図２１】図２１は、４区分色彩輪を用いる１２０Ｈｚ入力用出力同調静止画シーケンシャル３次元フォーマットのためのＤＭＤフォーマッターの図表を図示する。
【図２２】図２２は、４区分色彩を用いた６０Ｈｚ垂直２連式３次元入力のための出力同調フレーム・シーケンシャル３次元フォーマット用ＤＭＤフォーマッターの図表を図示する。
【図２３】図２３は、３区分色彩輪を用いる１２０Ｈｚ色彩シーケンシャル３次元入力用出力同調色彩シーケンシャルのためのＤＭＤフォーマッターの図表を図示する。
【図２４】図２４は、コレステロール液晶反射円偏光赤フィルターを図示する（白、緑、又は青に類似）。
【図２５】図２５は、ＣＬＣフィルター／円偏光器に対するスペクトル応答を図示する。
【図２６】図２６は、３区分色彩輪ＣＷ−Ａ型を図示する。
【図２７】図２７は、３区分色彩輪ＣＷ−Ｂ型を図示する。
【図２８】図２８は、６区分色彩輪ＣＷ−Ｃ型を図示する。
【図２９】図２９は、６区分色彩輪ＣＷ−Ｄ型を図示する。
【図３０】図３０は、６区分色彩輪ＣＷ−Ｅ型を図示する。
【図３１】図３１は、４区分色彩輪ＣＷ−Ｆ型を図示する。
【図３２】図３２は、４区分色彩輪ＣＷ−Ｇ型を図示する。
【図３３】図３３は、８区分色彩輪ＣＷ−Ｈ型を図示する。
【図３４】図３４は、８区分色彩輪ＣＷ−Ｉ型を図示する。
【図３５】図３５は、８区分色彩輪ＣＷ−Ｊ型を図示する。
【図３６】図３６は、ターミナル電圧無負荷液晶回転体を図示する。
【図３７】図３７は、ターミナル電圧無負荷液晶回転体を図示する。
【図３８】図３８は、ＤＭＤを基本にした立体３次元投影機、３次元光学構造：Ａ，Ｂ，Ｈ，Ｉ，Ｋ，Ｍ，Ｎ，Ｓ，Ｕ，およびＷ
【図３９】図３９は、ＤＭＤを基本にした立体３次元投影機、３次元光学構造：ＣとＯ
【図４０】図４０は、ＤＭＤを基本にした立体３次元投影機、３次元光学構造：ＤとＰ
【図４１】図４１は、ＤＭＤを基本にした立体３次元投影機、３次元光学構造：ＥとＱ
【図４２】図４２は、ＤＭＤを基本にした立体３次元投影機、３次元光学構造：Ｆ，Ｇ，Ｊ，Ｌ，Ｒ，Ｔ，およびＶ
【図４３】図４３は、３次元データ・フォーマッター・ブロック図表を図示する。
【図４４】図４４は、ロー・インターリーブＲＢＧ入力用スイッチＡ制御を図示する。
【図４５】図４５は、ロー・インターリーブ３次元フォーマット入力用出力尺度を図示する。
【図４６】図４６は、"垂直２連"ＲＧＢ３次元フォーマット用スイッチＡ制御を図示する。
【図４７】図４７は、垂直２連３次元フォーマット入力用出力尺度を図示する。
【図４８】図４８は、"瞬間変換"３次元入力用スイッチＡ制御を図示する。
【図４９】図４９は、"瞬間変換"３次元フォーマット入力用出力尺度を図示する。
【図５０】図５０は、"並行変換"ＲＧＢ３次元入力用スイッチＡを図示する。
【図５１】図５１は、"並行変換"３次元フォーマット入力用出力画像尺度を図示する。
【図５２】図５２は、３次元データ・フォーマッタ-・ブロック用スイッチＢ制御を図示する。
【図５３】図５３は、３次元データ・フォーマッター出力の図式的説明
【図５４】図５４は、３次元表示フォーマッターを図示する。
【図５５】図５５は、コラム空白（情報を０にする）法を用いる３次元表示プロセッサー用ブロック図表を図示する。
【図５６】図５６は、コラム２重化法を用いる３次元表示プロセシング・ブロック図表
【図５７】図５７は、フィールド・シーケンシャル・システムを図示する。
【図１】
2004525569.tif 000020
【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】
2004525569.tif 000026
【図８】
2004525569.tif 000027
【図９】
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【図１０】
2004525569.tif 000029
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2004525569.tif 000037
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2004525569.tif 000057
【図３９】
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【図４０】
2004525569.tif 000059
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
2004525569.tif 000062
【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
2004525569.tif 000071
【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
2004525569.tif 000074
【図５６】
2004525569.tif 000075
【図５７】
2004525569.tif 000076
【国際公開パンフレット】
2004525569.tif 000077
2004525569.tif 000078
2004525569.tif 000079
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【国際調査報告】
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