JPH0851633A - シーケンシャル・カラー画像化方法並びに装置 - Google Patents

シーケンシャル・カラー画像化方法並びに装置

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 知覚される色分離を著しく低減または除去し
た、シーケンシャル・カラー画像化の方法とシステムを
提供することを目的とする。 【構成】 光源からの光を色円盤を通してＤＭＤアレイ
上に照射し、ここで反射させてスクリーン上に画像を生
成する。メモリ並びに受信機に接続されたプロセッサで
三原色のカラーサブフレームの順番並びに割合を制御す
ることにより色分離を低減または除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には画像化システ
ムに関わり、更に詳細にはシーケンシャル・カラー画像
化に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像化技術の分野に於て、低コスト並び
に簡便さを維持しながら画像品質を向上させたいという
大きな要望が存在する。残念ながらこれらの最終目的は
しばしばぶつかり合う。例えばシーケンシャル・カラー
システムとして知られる特定のクラスの画像化システム
は、他の画像化システムに比較して低価格と簡単さを提
供しているが、画像品質をある程度犠牲にしている。
【０００３】シーケンシャル・カラーシステムは順番に
赤、緑そして青の光を単一画像フレームに照射すること
により画像を生成し、この照射は典型的には１／６０秒
継続する。非シーケンシャル・カラーシステムでは、
赤、緑、そして青の光は同時に照射される。従って非シ
ーケンシャル・カラーシステムはシーケンシャル・カラ
ーシステムに較べて三倍のハードウェアと複雑さを必要
とする。
【０００４】シーケンシャルと非シーケンシャル・カラ
ーシステムとの間の区別の秀逸な例は、空間光変調
器（”ｓｐａｃｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏ
ｒ：ＳＬＭ”）投影システムにより与えられる。ＳＬＭ
画像化システムのひとつの形式は個別素子、例えば変形
可能ミラー素子（”ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ ｍｉｒｒｏ
ｒｄｅｖｉｃｅｓ：ＤＭＤｓ”）のアレイを使用して、
投影スクリーン上へまたは投影スクリーンから光を反射
させている。非シーケンシャル・カラーシステムでは、
三つのＤＭＤアレイが並列に、各々が赤用、緑用そして
青用に使用されている。これに比較して、シーケンシャ
ル・カラーシステムＳＬＭ素子はこのようなアレイを唯
ひとつのみ必要とし、赤、緑そして青の光は順番に単一
のＤＭＤアレイで反射される。非シーケンシャル・カラ
ーシステムに於いてこの様なアレイを三つも必要とする
ことは、ＤＭＤアレイ並びに関連するハードウェアに対
する要求をシーケンシャル・カラーシステムに較べて三
倍にしている。
【０００５】上記のように、しかしながらシーケンシャ
ル・カラーシステムはある種の制約を有する。その様な
制約のひとつは色の分離である。色の分離はシーケンシ
ャル・カラーシステムでは、画像化される対象物が投影
スクリーンを横切って移動し、そして人間の目がそれを
追いかけるときに生じる。図１−図３は色分離の問題を
図示している。
【０００６】図１ａは投影スクリーン１０とスクリーン
１０を横切って移動する画像化対象物１２とを図示す
る。図１ｂに於て、対象物の種々の位置が五つの異なる
時刻で示されている。これらの時刻の各々がひとつの画
像フレームに対応する。色を赤、緑そして次に青の順番
で重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは、
対象物１２は最初に赤、次に緑そして次に青を重ね合わ
せて生成されるはずである。従って、対象物が移動する
と、対象物１２の先端（その移動に関しての）は赤く現
れ、一方その後端は青く現われる。この現象が色分離と
して知られている。
【０００７】図２および図３は色分離が如何にして生じ
るかを図示している。図２に図示されるように、赤が最
初にスクリーン上に画像フレームのおよそ１／３の間重
ね合わされる。赤色光が消された後、次に緑色光がカラ
ーフレームのおよそ１／３の間点灯され、次に緑が消さ
れて青がカラーフレームの残りのおよそ１／３の間点灯
される。図２に示されるように、カラー光の知覚強度は
それが消去された後漸近的に減衰する。この漸近的減衰
は人の目が”記憶”を持つという事実を示しており、こ
れは知覚光が光が消滅した後でさえも短い時間（ある時
定数）継続することを許している。
【０００８】色分離の問題はシーケンシャル・カラーシ
ステムに於て人の目が移動する対象物を追いかけるとき
にのみ生じる。図３に示されるように、人の目が移動す
る対象物を追いかけない場合は、移動対象物からの光の
各々の画像フレームが、対象物が移動するにともなって
網膜の異なる場所に投影される。従って各々の画像フレ
ームに関して、赤が知覚される前に、緑および青の光が
ひとつの場所に重ね合わされ、そして適切な色が知覚さ
れる。次の画像フレームからの光は、次に網膜の別の場
所に投影され、そこで再び適切な色が知覚される。しか
しながら、もしも目が対象物を追いかける場合は、対象
物からの赤色光は常に網膜上のひとつの場所に投影さ
れ、青色光は常に網膜上の別の場所に投影され、そして
緑色光は常に網膜上の更に別の場所に投影される。これ
らの場所の各々は、各々のカラーサブフレームの暫定的
な分離の影響でオフセットを有する。従って、移動対象
物の先端は常に赤く現れ、一方で後端は常に青く現われ
る。これは、例えば目が青および緑が先端に重ね合わさ
れる前に移動するために生じる。対象物が速く動くほど
ねこの色分離は大きくなり、これは対象物がひとつの画
像フレームから次へ移動する距離が大きくなるためであ
る。
【０００９】色分離は対象物がより速く動くほど複雑に
なる。先に述べたように、赤、次に緑そして青を重ね合
わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に赤が
現れ、後端に青が現われる。しかしながら対象物の速度
が増えるにつれて、先端に赤が現われるのみならず、先
端に続く対象物の領域に赤と緑の組合せが現われる。同
様に後端に少し先行する領域に青と緑の組合せが現われ
る。
【００１０】色分離の問題は移動対象物と背景とのコン
トラストが強い場合に最も認識される。例えば、白い対
象物が黒い背景に対して移動する、または黒い対象物が
白い背景に対して移動する場合である。人の目がその様
な移動対象物を追いかける状況の例にはスポーツイベン
トが含まれ、ここでは人の目は背景と強いコントラスト
のユニフォームの選手を追いかけ、ダンス競技では人の
目はダンサーを追いかけ、その他の同様の状況が考えら
れる。
【００１１】
【発明の目的と要約】従ってシーケンシャル・カラーシ
ステムに対して知覚される色分離を低減しこれにより高
画質を提供する要望が高まっている。
【００１２】本発明の教えるところに従えば、シーケン
シャル・カラー画像化の方法並びに装置が提供されてお
り、これは従来技術の画像化システムが有する欠点並び
に問題を本質的に除去または低減している。
【００１３】特にシーケンシャル画像化手法が開示され
ており、ここでは第一色の少なくとも二つのカラーサブ
フレーム、第二色の少なくとも二つのカラーサブフレー
ム、そして第三色の少なくとも二つのカラーサブフレー
ムがひとつの画像フレームの間に生成される。この方法
でカラーサブフレームを生成することにより、色分離は
著しく軽減される。
【００１４】本発明の別の実施例では第一色の少なくと
もひとつのカラーサブフレーム、第二色の少なくともひ
とつのカラーサブフレーム、そして第三色の少なくとも
ひとつのカラーサブフレームがひとつの画像フレームの
間に生成される。この実施例では、例えば第二色のふた
つのカラーサブフレームを、各々第三色のカラーサブフ
レームの前後にひとつづつ生成できる。
【００１５】本発明の更に別の実施例では、シーケンシ
ャル画像化の方法が提供されていて、そこでは第一色の
カラーサブフレーム、第二色のカラーサブフレーム、そ
して第三色のカラーサブフレームがひとつの画像フレー
ム内で生成される。次の画像フレームの間に、カラーサ
ブフレームが生成される順番が逆転される。
【００１６】光源が色円盤を通して光を照射するシーケ
ンシャル・カラーシステムもまた提供されている。空間
光変調器は、色円盤からの光をスクリーン上に反射する
複数の個別の素子を含む。プロセッサが用意されてい
て、これは光源、色円盤、そして空間光変調器を制御し
第一色の少なくとも二つのカラーサブフレーム、第二色
の少なくともひとつのカラーサブフレーム、そして第三
色の少なくともひとつのカラーサブフレームがひとつの
画像フレームの間に生成されるようにしている。
【００１７】本発明の重要な技術的特長は、ひとつの画
像フレーム内でのカラーサブフレームの数を増やし、こ
れによって単一色が知覚される時間量を減少させること
により色分離を著しく低減している点である。本発明の
別の重要な技術的特長は、シーケンシャル・カラー画像
化システムに於て更に色分離を低減するために色ブレン
ド技術が使用されている事実にある。
【００１８】本発明並びにその特長を更に完全に理解す
るために、添付図とともに以下の説明を参照する、添付
図に於て同様の番号は同様の特徴を示している。
【００１９】
【実施例】図１ａ−図３ｂは既に発明の背景、及びシー
ケンシャル・カラーシステムに於ける色分離の問題の説
明に関連して説明した。シーケンシャル・カラーシステ
ムは無数の異なる技術を含み、ＳＬＭ技術（これに派生
するものにＤＭＤ技術がある）およびＣＲＴ技術も含ま
れる。シーケンシャル・カラーシステムのアプリケーシ
ョンの中でも特定のアプリケーションは、従来式のテレ
ビ（ＮＴＳＣ，ＰＡＬ，ＳＥＣＡＭまたはその他の方式
に係わらず）、ワイド画面従来方式テレビ、高画質テレ
ビ、工業用投影機、家庭用投影機、そして映写機があげ
られる。
【００２０】図４は本発明の特定のアプリケーションの
ブロック図を図示する。図示されるように、シーケンシ
ャル・カラー画像化システム２０はプロセッサ２２を含
み、これはＤＭＤアレイ２６を制御する。プロセッサ２
２はメモリ２４とＤＭＤアレイ２６とに結合されてい
る。メモリ２４はまたＤＭＤアレイ２６に対して直接メ
モリ入力するためにＤＭＤアレイ２６にも結合されてい
る。プロセッサ２２はまた受信機２７にも結合されてい
る。受信機２７は画像入力を受信するが、これはケーブ
ルシステムまたは空中電波を介して伝送されるアナログ
またはディジタルビデオ画像である。受信機２７からの
データはメモリ２４に記憶される。メモリ２４はまた、
画像入力から直接入力を受信することもあるが、これは
例えば画像入力がディジタル画像データとして伝送され
るときである。受信機２７で受信された画像入力データ
はプロセッサ２２で処理されてＤＭＤアレイ２６、光源
２８および色円盤３０の操作に適切な形式に変換され
る。
【００２１】プロセッサ２２は光源２８、色円盤３０、
およびＤＭＤアレイ２６を制御し、光源２８からの光が
色円盤３０を通って伝送され、ＤＭＤアレイ２６で反射
されてスクリーン３２に達するようにする。
【００２２】図４に示す画像化システム２０は裏面投影
または前面投影システムのいずれであってもかまわな
い。更に、先に説明したように、本発明は種々の技術に
適用可能であり、図４に特別に図示されているものは単
なる例である。
【００２３】図５ａ−５ｄは本発明の教えに基づいて構
成された色円盤３０の種々の実施例を図示する。色円盤
３０は順番に色領域がＤＭＤアレイ２６からスクリーン
３２上に反射されるように回転する。色円盤３０は本発
明を図示するために使用されているが、色円盤３０に関
連して説明された技術はその他の装置を制御するために
も同様に用いられる。例えば、三つの光源、赤色光源、
緑色光源、そして青色光源が順番に赤、緑および青の区
域を生成するために単一のＤＭＤアレイと共に使用でき
る。同様に、ＣＲＴシステムに於て赤、それから緑そし
て青を生成するために使用される電子線が以下の教えに
従って順番に制御出来る。
【００２４】図５ａに図示されるように、色円盤３０に
は三つの色区域、赤、緑、そして青が用意されており、
それらの各々は色円盤３０の使用可能領域のほぼ三分の
一である。単一画像フレーム、通常は１／６０秒、に対
して従来システムでは色円盤３０を画像フレーム毎に一
度、または３，６００回転毎分（ＲＰＭ）で回転させて
いる。この様なシステムでは、三つのカラーサブフレー
ムが存在し、その各々は赤、緑そして青であって、各々
の画像フレームは図５ａに図示される従来からのフレー
ム同期（ＳＹＮＣ）点から開始（同期）される。
【００２５】本発明のひとつの実施例では、図５ａに示
されるように従来式フレームＳＹＮＣが赤サブフレーム
の中央に移動されている。この改善されたフレームＳＹ
ＮＣでも、色円盤は３，６００ＲＰＭで回転されてい
る。フレームＳＹＮＣを赤サブフレームの中央に移動す
る結果、カラーシーケンスは赤サブフレームの半分、緑
サブフレームをひとつ、青サブフレームをひとつ、そし
て赤サブフレームの半分となる。この結果人の目が移動
する対象物の先端で赤を知覚する時間量が半分に減少さ
れる。従って人の目は赤と緑の混合を更に早く始めるこ
とが可能であり、その結果、先端部に従来式システムに
比較してより望ましい色に近いものを提供する。この改
善されたフレームＳＹＮＣにより、赤サブフレームは二
つのサブフレームに分割され、ひとつは緑サブフレーム
の前に来、もう一方は青サブフレームの後に来る。従っ
て、ＤＭＤアレイ２６の鏡はもう一度追加して設定され
ねばならず、これは赤サブフレームがビデオフレームの
開始時点に一度と、青サブフレームが完了した時点に一
度設定されなければならないという事実の結果である。
フレームＳＹＮＣはまた、青または緑カラーサブフレー
ムの中央にも同様に設置出来ることは理解されたい。
【００２６】図５ａはまた本発明の別の実施例をも図示
しており、ここでは画像フレームは従来式ビデオフレー
ムと同じ場所から開始されるが、色円盤がより早い速度
で回転されるところが異なる。このより早い速度は、先
端部がひとつの特定の色、ここで説明されている例では
赤、となる時間量が減少される。例えば色円盤を従来速
度の二倍、または７，２００ＲＰＭで回転することによ
り、単一画像フレームは二つの赤サブフレーム、二つの
緑サブフレーム、そして二つの青サブフレームを含むこ
とになる。サブフレームの順番は赤、緑、青、赤、緑、
青となる。この様な技法を実現するために、従来システ
ムの各々のカラーサブフレームは二つのサブフレームに
分割され、その各々は従来式カラーサブフレームの半分
継続する。実験の結果カラーサブフレームの順番は、色
分離を知覚しないようにするためには、従来方式の四倍
まで増加すべきであることが分かっている。しかしなが
らより低い速度、例えば従来方式の二倍でも色分離の知
覚は改善されるが、それを完全には取り除かない。速度
が増すにつれて複雑さと費用とが増大するため、個別の
アプリケーション毎にどれだけ速度を増すのが適当であ
るかが指定される。
【００２７】図５ｂは本発明の別の実施例を図示し、こ
こでは色円盤３０が六つのカラーサブフレームに分割さ
れ、その順番は赤、緑、青、赤、緑、そして青で、その
各々は色円盤３０の有効領域のおよそ六分の一である。
この色円盤は従来の速度である３，６００ＲＰＭで回転
され、図５ｂに図示されるように同期がとられるてい
る。図５ｂの実施例は結果として図５ａに関連して説明
したより早い速度の実施例と同一の特長を有するが、そ
れは各々のカラーサブフレームの時間長が従来システム
のそれの半分となるためである。図５ｂの実施例は色円
盤が３，６００ＲＰＭという従来式の速度で回転してい
るので、これを駆動するのに従来式のモータを使用でき
る。しかしながら、図５ａの実施例に比較して図５ｂの
実施例では若干の輝度の低下が生じ、それは光源を遮る
時間が増加するためである（カラーサブフレームの間の
遷移部分を作るため）。
【００２８】図５ｂに図示される特定の色円盤を３，６
００ＲＰＭよりも早い速度で回転させることも可能であ
り、その結果更に短い時間長のカラーサブフレームとな
る。カラーサブフレームが表示されている速度を増加さ
せることにより、色分離を著しく減少または除去出来
る。
【００２９】図５ｃは本発明の別の実施例を図示し、こ
こでは色円盤３０が次のように分割されている。色円盤
のおよそ三分の一が赤、色円盤のおよそ三分の一が青、
そして色円盤のおよそ三分の一が緑である。しかしなが
ら、緑は二つの別々の部分に分割され、各々は色円盤の
有効領域の約六分の一で、それぞれ色円盤３０の赤と青
の部分の間に対向するように配置されている。フレーム
ＳＹＮＣは色円盤の赤部分の中央に用意されている。従
ってひとつの画像フレームに対して、その順番は１／２
赤サブフレーム、１／２緑サブフレーム、ひとつの青サ
ブフレーム、１／２緑サブフレーム、そして１／２赤サ
ブフレームとなる。この実施例は図５ａに関連して説明
した最初の実施例に似ており、違いは緑サブフレームが
青サブフレームを囲む二つのサブフレームに分割されて
いる点である。これは赤、緑、そして青色の光の知覚重
みが異なっているという事実があるため特に有効であ
る。一般的に人の目は緑色の光を赤色の光より良く知覚
し、そして青色の光は最も知覚されにくい。テストの結
果緑色の光は青色の光の五倍も良く知覚され、また緑色
の光は赤色の光のおよそ二倍知覚された。従って、図５
ｃの実施例では緑色の光をふたつのカラーサブフレーム
に分割することにより、より良い色の混合が実現でき
る。
【００３０】図５ｃに示す別の実施例は、代わって青カ
ラーサブフレームの中央でフレームＳＹＮＣを可能とし
ている。赤カラーサブフレームの中央よりも青カラーサ
ブフレームの中央で各々のビデオフレームの同期を取る
ことで、青色光が移動対象物の先端と後端に現われるよ
うになる。先に議論したように、青は人の目に最も弱く
知覚されるので、この実施例は結果として知覚される色
分離を更に減少する。
【００３１】図５ｃに関連して説明したふたつの実施例
に関して、色円盤の速度を増やすことも可能であり、そ
の結果色分離は更に減少されるが、先に述べた通り複雑
さが増す。
【００３２】図５ｄは本発明の別の実施例を図示し、こ
こでは色円盤は図５ｃ内の色円盤と同様に構成されてい
る。しかしながら、色円盤の一回の回転でふたつのビデ
オフレームが書き込めるようにこの色は回転されてい
る。例えば、従来式の１／６０秒の画像フレームに対し
て、図５ｄの色円盤３０は１，８００ＲＰＭで回転され
る。従って二つのフレームＳＹＮＣが一回転の間に必要
とされる。フレームＳＹＮＣを図５ｄに示すように、赤
の中央と青カラーサブフレームの中央とに設置すること
により、知覚される色分離は著しく減少される。図５ｄ
の色円盤３０に関して、ひとつの画像フレームの順番は
従来システムと同様、赤、緑、青である。しかしながら
次の画像フレームの順番は青、緑、赤となる。各々の画
像フレームに対してこの様に順番が交互に代わる結果、
移動する対象物の先端は赤から青そして青から赤に、画
像フレーム周波数の半分の速度、例えば６０Ｈｚの画像
フレーム周波数で３０Ｈｚで点滅する。移動する対象物
の後端も同様に点滅するであろう。この点滅は点滅とし
てまたは赤と青の組合せ、例えば赤紫として知覚される
であろう。この結果移動する対象物の先端および後端は
従来システムに比較してより真実の色に近いものとして
知覚される。更に移動している対象物が方向を変えた時
に、先端および後端は従来システムで生じるようには色
を”スィッチ（ｓｗｉｔｃｈ）”しない。
【００３３】先に説明したように、図５ａ−５ｄに図示
されている色円盤の例は本発明を教える目的のものであ
り、カラーフレームの順番の技術を図示している。これ
らの順番技術は、ＣＲＴ技術の様な別の技術にも同様に
適用できる。更に、上記の例は特定位置におけるフレー
ムＳＹＮＣを開示している。例えば図５ｂの実施例に於
て、フレームＳＹＮＣは青と赤のカラーサブフレームの
間で生じるように図示されている。このフレームＳＹＮ
Ｃは、例えば緑と青のカラーサブフレームの間に動かす
ことも可能であり、これによって本発明の意図した範囲
から逸脱することもない。
【００３４】図６は本発明の別の特徴を図示しており、
これは先に説明した技術を補強するために使用される。
ある種のＤＭＤを基本とする画像化システムに於て、任
意の色の強度はアレイの鏡のパルス幅変調によって作り
出される。例えば、中間レベルの緑を生成するために
は、鏡はカラーサブフレームの半分の間オンとされ、全
オン時間は異なる長さのいくつかのオン・オフ順序の結
果となる。オン・オフ時間はメモリ内に記憶されたビッ
トで制御される。最上位色強度ビットのオン時間を各々
の色セグメントに対して分配することにより、別の色ブ
レンドそしてその結果知覚される色分離の低減が実現さ
れる。プロセッサ２２はＤＭＤアレイのパルス幅変調を
制御する。図６はこの技術のひとつの特定の例を図示す
る。
【００３５】図示されるように、画像フレームは六つの
カラーサブフレーム、二つの青、二つの緑そして二つの
赤に分割されている。この例に於ける青、緑、赤、赤、
緑、青の順番は図５ｃに示す第二の実施例に対応する
が、図示されている技術は図５に関連して説明したいず
れの技術にも適用されることを理解されたい。
【００３６】図６から分かるように、各々の青、緑そし
て赤のサブフレームのパルス幅変調に対する最上位ビッ
トは別の色にできるだけ近くでオン（もしもオンの場合
は）とされている。例えば、緑カラーサブフレームに対
する最上位ビットは青から緑そして緑から赤へ遷移する
時には可能な限り接近してオンとされている。同様に、
青カラーサブフレームに対する最上位ビットは緑から青
そして青から緑へ遷移する時には可能な限り接近してオ
ンとされている。同様に赤の最上位ビットに関しても言
える。更に最上位ビット以外のビットもまた、色ブレン
ドを増すために色遷移に際して可能な限り接近してオン
とされる。
【００３７】図７ａおよび図７ｂはビットパターンをス
プリットリセットＤＭＤ投影機システム用にパック出来
る技術を図示しており、これは先に説明した技術を含
む。米国特許明細書第０８／００２，６２７号、名称”
空間光変調機用画素制御回路”、ＴＩ−１７３３３、１
９９３年１月８日付け、そしてテキサス・インスツルメ
ントに委譲、はスプリットリセットＤＭＤ画像システム
を開示しており、ここでも参考として参照されている。
一般的に言えば、スプリットリセットＤＭＤシステムは
ＤＭＤアレイを複数のリセットグループに分割する。例
えば、ひとつのアレイは各々２５，０００個の鏡を有す
る１６のリセットグループに分割される。ひとつのメモ
リーセルが各々のリセットグループ内のひとつの鏡を制
御し、従ってふたつのリセットグループの鏡は同時には
変更できない。色の強度を生成するためにパルス幅変調
を使用する場合、ひとつのビット位置からのひとつのリ
セットグループの全てのビットはメモリ内にロードさ
れ、次にリセットグループはロードされたビットに従っ
て変更される。例えば、８ビットパルス幅変調では、リ
セットグループの八番目の位置の全てのビットが一度に
ロードされる。次に、メモリに別のリセットグループ用
のパルス幅変調ビットがロードされ、そのリセットグル
ープはロードされたメモリに従って変更され、このサイ
クルは各々のリセットグループの全てのパルス幅変調ビ
ットがロードされ、単一の画像フレーム内で実行処理さ
れるまで継続する。ビットパッキングは図４のプロセッ
サ２２とメモリ２４とで実行される。メモリ２４はＤＭ
Ｄアレイ２６と分離していてもまたは統合されていても
良いことを理解されたい。
【００３８】スプリットリセットグループのローディン
グの図式的表現を図７ａに示す。図７ａの並行四辺形で
示されるように、第一リセットグループは点４０に於け
る特定のビットでロードされる。最後のリセットグルー
プは点４２に於ける特定のビットで最初にロードされ
る。時間が経過すると、各々のリセットグループのパル
ス幅変調ビットの全てが異なる時間で（ふたつのリセッ
トグループは一度には変更できないため）ロードされ
る。最初のリセットグループはそのパルス幅変調の全て
のビットを点４４で完了し、一方最終リセットグループ
はそのパルス幅変調の全てのビットを点４６で完了す
る。
【００３９】本発明に関して、例えば図５ａ，５ｂ，お
よび５ｃに図示された実施例の様に、ふたつまたは複数
のカラーサブフレームが各々の画像サイクルの間に各々
の色に存在する場合のスプリットリセットＤＭＤ用のビ
ットパッキング（ｂｉｔ ｐａｃｋｉｎｇ）は図７ｂに
示されるように実行される。図７ｂは図５ａの速度を増
した実施例を特に図示し、ここでの順番は赤、緑、青、
赤、緑、青である。最初の赤カラーサブフレームに於い
て、最初のリセットグループは、図７ａと全く同様点４
０でロードされる。同様に最終リセットグループは図７
ａと同じく点４２で最初にロードされる。個々のビット
が続いて各々のスプリットリセットグループに点４８ま
でロードされ、この時点で緑サブフレームが開始され
る。点４８と緑サブフレームの開始との間の空隙は色円
盤上の色の遷移に必要とされる空白時間である。
【００４０】図７ｂの赤カラーサブフレームの終端は垂
直であり、図７ａの様に傾いてはいないが、これは全て
のスプリットリセットグループの全ての鏡が同じ位置に
一度にリセット出来るためである。第二赤カラーサブフ
レームの間に、第一赤カラーサブフレームの終了時に完
了していなかったパルス幅変調を終了させるためにスプ
リットリセットグループがロードされる。これは第二赤
カラーサブフレーム用のスプリットリセットグループ
を、図７ａで完了される赤サブフレームの半分とは逆の
順番でロードすることにより実現される。従って第一リ
セットグループは点４４でロードされ、最終リセットグ
ループは点４６でロードされ、全てのパルス幅変調ビッ
トがロードされ点４８で実行処理されるまでロードされ
る。この技術は図７ｂに示されるように、緑および青カ
ラーサブフレームに対しても同様に使用される。
【００４１】従って、単一画像フレーム内の各々の色に
二つのカラーサブフレームが存在する場合、スプリット
リセットＤＭＤ画像化システムに対する全てのパルス幅
変調ビットは、ビットパッキング手順による効率の損失
を伴うことなく、パックすることができる。もしも存在
するとすれば唯一の効率損失は、カラーサブフレームを
追加することによりひとつの色から次に光を変更する際
に空白時間が増え、結果として幾分輝度が減少する点で
ある。
【００４２】各々の色に対して二つを超えるカラーサブ
フレームが使用される場合、例えば色円盤が従来速度の
四倍で回転する場合、従来のスプリットリセットシステ
ムに較べて更に多くのスプリットリセット開始期間が存
在し、従って適当なビデオフレーム時間内に全てのパル
ス幅変調ビットを実行するために各々のスプリットリセ
ットグループのより早いローディングを必要とし、もし
も全てのパルス幅変調ビットが完了されないと効率の損
失となる。
【００４３】本発明を詳細に説明してきたが、種々の変
更、改変または挿入を添付の特許請求の範囲に定められ
た本発明の精神並びに範囲から逸脱することなく行える
ことは、理解されよう。
【００４４】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）シーケンシャル画像化の方法であって：ひとつの
画像フレームの間に第一色の少なくとも二つのカラーサ
ブフレームを生成し；ひとつの画像フレームの間に第二
色の少なくとも二つのカラーサブフレームを生成し；そ
してひとつの画像フレームの間に第三色の少なくとも二
つのカラーサブフレームを生成する手順を含む、前記方
法。
【００４５】（２）第１項記載の方法に於いて、更に：
色円盤を通して空間光変調機の上に光を照射し；そして
各々のカラーサブフレームを生成するために色円盤を回
転させる、手順を含む前記方法。
【００４６】（３）第２項記載の方法に於いて、色円盤
が各々の画像フレームの少なくとも二倍で回転される、
前記方法。
【００４７】（４）第２項記載の方法に於いて、色円盤
が各々の画像フレームに一度回転する、前記方法。
【００４８】（５）シーケンシャル画像化の方法であっ
て：ひとつの画像フレームの間に第一色の少なくとも二
つのカラーサブフレームを生成し；ひとつの画像フレー
ムの間に第二色の少なくともひとつのカラーサブフレー
ムを生成し；そしてひとつの画像フレームの間に第三色
の少なくともひとつのカラーサブフレームを生成する手
順を含む、前記方法。
【００４９】（６）第５項記載の方法に於いて、第一色
のカラーサブフレームが各々の画像フレームの始まりと
終わりに生成される、前記方法。
【００５０】（７）第６項記載の方法に於いて：第一色
の二つのカラーサブフレームが生成され；第三色のひと
つのカラーサブフレームが生成され；そして第二色の二
つのカラーサブフレームが生成され、第二色のカラーサ
ブフレームの各々ひとつが第三色のカラーサブフレーム
の前後に生成される、前記方法。
【００５１】（８）第５項記載の方法に於いて、更に：
色円盤を通して空間光変調機の上に光を照射し；そして
各々のカラーサブフレームを生成するために色円盤を回
転させる、手順を含む前記方法。
【００５２】（９）第５項記載の方法に於いて、色円盤
が各々の画像フレームの少なくとも二倍で回転される、
前記方法。
【００５３】（１０）第５項記載の方法に於いて、色円
盤が各々の画像フレームに一度回転する、前記方法。
【００５４】（１１）第５項記載の方法に於いて、更
に：個別の素子を予め定められた時間オンおよびオフす
るパルス幅を通して色を生成し；そして各々のカラーサ
ブフレーム内のオン時間を、時間的に可能な限り別のカ
ラーサブフレームに近付けるように分配する、以上の手
順を含む前記方法。
【００５５】（１２）シーケンシャル画像化の方法であ
って：ひとつの画像フレームの間に第一色のカラーサブ
フレームを生成し；第一カラーサブフレームの後でひと
つの画像フレームの間に第二色のカラーサブフレームを
生成し；第二カラーサブフレームの後でひとつの画像フ
レームの間に第三色のカラーサブフレームを生成し；そ
して次の画像フレームの間、カラーサブフレームが生成
される順番を逆転させる、以上の手順を含む前記方法。
【００５６】（１３）第１２項記載の方法に於いて、更
に：色円盤を通して空間光変調機の上に光を照射し；そ
して各々のカラーサブフレームを生成するために色円盤
を回転させる、手順を含む前記方法。
【００５７】（１４）シーケンシャル画像化システムで
あって：光源と；前記光源からの光がそこを通して照射
される色円盤と；複数の個別の素子を含む空間光変調機
と；前記光源、前記色円盤、そして前記空間光変調機を
制御し、ひとつの画像フレームの間に第一色のすくなく
とも二つのカラーサブフレームが生成され、ひとつの画
像フレームの間に第二色のすくなくともひとつのカラー
サブフレームが生成され、そしてひとつの画像フレーム
の間に第三色のすくなくともひとつのカラーサブフレー
ムが生成されるように動作可能なプロセッサとを含む、
前記システム。
【００５８】（１５）第１４項記載のシステムに於い
て、第一色のカラーサブフレームが各々の画像フレーム
の始まりと終わりに生成される、前記システム。
【００５９】（１６）第１４項記載のシステムに於い
て、前記色円盤が：その大きさが前記色円盤の有効領域
のほぼ三分の一である第一色の第一領域と；その大きさ
が前記色円盤の有効領域のほぼ六分の一である第二色の
第二領域と；その大きさが前記色円盤の有効領域のほぼ
三分の一である第三色の第三領域と；そしてその大きさ
が前記色円盤の有効領域のほぼ六分の一である第二色の
第四領域とを含み、前記第二および第四領域が前記第三
領域によって対向するように分離されている、前記シス
テム。
【００６０】（１７）第１４項記載のシステムに於い
て、前記色円盤が各々の画像フレームの少なくとも二倍
で回転される、前記システム。
【００６１】（１８）第１４項記載のシステムに於い
て、前記色円盤が各々の画像フレーム毎に一度回転され
る、前記システム。
【００６２】（１９）第１４項記載のシステムに於い
て、前記個別の素子が予め定められたオンおよびオフ時
間のパルス幅変調で制御され、前記プロセッサが各々の
カラーサブフレーム内のオン時間を時間的にその他のカ
ラーサブフレームに可能な限り近接して分配する、前記
システム。
【００６３】（２０）第１４項記載のシステムに於い
て、このシステムが個別の素子からなる複数のグループ
を有するスプリットリセットＤＭＤであり、各々の画像
フレームの間に各々の色に対して二つのカラーサブフレ
ームが存在し、前記個別の素子が予め定められたオンお
よびオフ時間のパルス幅変調ビットで制御されており、
そして更に：各々の色に対するそれぞれ最初のカラーサ
ブフレームの間に各々の色に対する前記ビットの半分を
ロードし；各々のカラーサブフレームの終了時に前記個
別のビットをリセットし；そして各々の色に対するそれ
ぞれ第二番目のカラーサブフレームの間に各々の色に対
する前記ビットの残りの部分をロードするように動作可
能な回路を含む、前記システム。
【００６４】（２１）シーケンシャルカラーシステムが
提供されており、その中でプロセッサ（２２）がメモリ
（２４）と受信機（２７）とに結合されている。画像は
光を光源（２８）から色円盤（３０）を通してＤＭＤア
レイ（２６）上に照射することにより生成される。ＤＭ
Ｄアレイ（２６）からの光はスクリーン（３２）の上に
照射される。色円盤（３０）の速度と構成を調整するこ
とにより色分離が著しく低減できるかまたは除去出来
る。また開示されているのは例えばＣＲＴ技術の様なそ
の他の技術にも適用可能なシーケンシャル画像化のため
の技術である。
【図面の簡単な説明】
【図１】投影スクリーン上を移動中の対象物を図示し、
ａは投影スクリーンと対象物とを示す図、そしてｂは対
象物が種々の場所にある状態を示す図。
【図２】シーケンシャル・カラーシステムに於て知覚さ
れる強度を示す。
【図３】人の目と移動していてる対象物との干渉を図示
し、ａは人の目が対象物を追いかけていない場合を図示
し、ｂは人の目が対象物を追いかけている場合を図示す
る。
【図４】本発明の教えに基づくある特定の画像化システ
ムのブロック図を図示する。
【図５】本発明の別の実施例を図示し、ａは色円盤を三
等分に分割した図、ｂは色円盤を六等分に分割した図、
ｃはａに示す三原色の内の一色を更に二つに分割し対向
させるようにした図、そしてｄはｃの実施例で色円盤の
回転数を半分にした図を図示する。
【図６】本発明の教えに基づく色ブレンディングを図示
する。
【図７】本発明の教えに基づくスプリットリセットシス
テムのパッキングビットパターン技術を図示し、ａはひ
とつの画像フレームを赤、緑、そして青の順番で画像化
する場合を図示し、そしてｂはひとつの画像フレームを
赤、緑、青、赤、緑、青の順番で画像化する場合を図示
する。
【符号の説明】
１０・・・・・・・・・投影スクリーン １２・・・・・・・・・移動している対象物 ２０・・・・・・・・・シーケンシャル・カラー画像化
システム ２６・・・・・・・・・ＤＭＤアレイ ３０・・・・・・・・・色円盤
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年５月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 シーケンシャル・カラー画像化方法並
びに装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には画像化システ
ムに関わり、更に詳細にはシーケンシャル・カラー画像
化に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像化技術の分野に於て、低コスト並び
に簡便さを維持しながら画像品質を向上させたいという
大きな要望が存在する。残念ながらこれらの最終目的は
しばしばぶつかり合う。例えばシーケンシャル・カラー
システムとして知られる特定のクラスの画像化システム
は、他の画像化システムに比較して低価格と簡単さを提
供しているが、画像品質をある程度犠牲にしている。
【０００３】シーケンシャル・カラーシステムは順番に
赤、緑そして青の光を単一画像フレームに照射すること
により画像を生成し、この照射は典型的には１／６０秒
継続する。非シーケンシャル・カラーシステムでは、
赤、緑、そして青の光は同時に照射される。従って非シ
ーケンシャル・カラーシステムはシーケンシャル・カラ
ーシステムに較べて三倍のハードウェアと複雑さを必要
とする。
【０００４】シーケンシャルと非シーケンシャル・カラ
ーシステムとの間の区別の秀逸な例は、空間光変調
器（”ｓｐａｃｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏ
ｒ：ＳＬＭ”）投影システムにより与えられる。ＳＬＭ
画像化システムのひとつの形式は個別素子、例えば変形
可能ミラー素子（”ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ ｍｉｒｒｏ
ｒｄｅｖｉｃｅｓ：ＤＭＤｓ”）のアレイを使用して、
投影スクリーン上へまたは投影スクリーンから光を反射
させている。非シーケンシャル・カラーシステムでは、
三つのＤＭＤアレイが並列に、各々が赤用、緑用そして
青用に使用されている。これに比較して、シーケンシャ
ル・カラーシステムＳＬＭ素子はこのようなアレイを唯
ひとつのみ必要とし、赤、緑そして青の光は順番に単一
のＤＭＤアレイで反射される。非シーケンシャル・カラ
ーシステムに於いてこの様なアレイを三つも必要とする
ことは、ＤＭＤアレイ並びに関連するハードウェアに対
する要求をシーケンシャル・カラーシステムに較べて三
倍にしている。
【０００５】上記のように、しかしながらシーケンシャ
ル・カラーシステムはある種の制約を有する。その様な
制約のひとつは色の分離である。色の分離はシーケンシ
ャル・カラーシステムでは、画像化される対象物が投影
スクリーンを横切って移動し、そして人間の目がそれを
追いかけるときに生じる。図１−図３は色分離の問題を
図示している。
【０００６】図１ａは投影スクリーン１０とスクリーン
１０を横切って移動する画像化対象物１２とを図示す
る。図１ｂに於て、対象物の種々の位置が五つの異なる
時刻で示されている。これらの時刻の各々がひとつの画
像フレームに対応する。色を赤、緑そして次に青の順番
で重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは、
対象物１２は最初に赤、次に緑そして次に青を重ね合わ
せて生成されるはずである。従って、対象物が移動する
と、対象物１２の先端（その移動に関しての）は赤く現
れ、一方その後端は青く現われる。この現象が色分離と
して知られている。
【０００７】図２および図３は色分離が如何にして生じ
るかを図示している。図２に図示されるように、赤が最
初にスクリーン上に画像フレームのおよそ１／３の間重
ね合わされる。赤色光が消された後、次に緑色光がカラ
ーフレームのおよそ１／３の間点灯され、次に緑が消さ
れて青がカラーフレームの残りのおよそ１／３の間点灯
される。図２に示されるように、カラー光の知覚強度は
それが消去された後漸近的に減衰する。この漸近的減衰
は人の目が”記憶”を持つという事実を示しており、こ
れは知覚光が光が消滅した後でさえも短い時間（ある時
定数）継続することを許している。
【０００８】色分離の問題はシーケンシャル・カラーシ
ステムに於て人の目が移動する対象物を追いかけるとき
にのみ生じる。図３に示されるように、人の目が移動す
る対象物を追いかけない場合は、移動対象物からの光の
各々の画像フレームが、対象物が移動するにともなって
網膜の異なる場所に投影される。従って各々の画像フレ
ームに関して、赤が知覚される前に、緑および青の光が
ひとつの場所に重ね合わされ、そして適切な色が知覚さ
れる。次の画像フレームからの光は、次に網膜の別の場
所に投影され、そこで再び適切な色が知覚される。しか
しながら、もしも目が対象物を追いかける場合は、対象
物からの赤色光は常に網膜上のひとつの場所に投影さ
れ、青色光は常に網膜上の別の場所に投影され、そして
緑色光は常に網膜上の更に別の場所に投影される。これ
らの場所の各々は、各々のカラーサブフレームの暫定的
な分離の影響でオフセットを有する。従って、移動対象
物の先端は常に赤く現れ、一方で後端は常に青く現われ
る。これは、例えば目が青および緑が先端に重ね合わさ
れる前に移動するために生じる。対象物が速く動くほど
ねこの色分離は大きくなり、これは対象物がひとつの画
像フレームから次へ移動する距離が大きくなるためであ
る。
【０００９】色分離は対象物がより速く動くほど複雑に
なる。先に述べたように、赤、次に緑そして青を重ね合
わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に赤が
現れ、後端に青が現われる。しかしながら対象物の速度
が増えるにつれて、先端に赤が現われるのみならず、先
端に続く対象物の領域に赤と緑の組合せが現われる。同
様に後端に少し先行する領域に青と緑の組合せが現われ
る。
【００１０】色分離の問題は移動対象物と背景とのコン
トラストが強い場合に最も認識される。例えば、白い対
象物が黒い背景に対して移動する、または黒い対象物が
白い背景に対して移動する場合である。人の目がその様
な移動対象物を追いかける状況の例にはスポーツイベン
トが含まれ、ここでは人の目は背景と強いコントラスト
のユニフォームの選手を追いかけ、ダンス競技では人の
目はダンサーを追いかけ、その他の同様の状況が考えら
れる。
【００１１】
【発明の目的と要約】従ってシーケンシャル・カラーシ
ステムに対して知覚される色分離を低減しこれにより高
画質を提供する要望が高まっている。
【００１２】本発明の教えるところに従えば、シーケン
シャル・カラー画像化の方法並びに装置が提供されてお
り、これは従来技術の画像化システムが有する欠点並び
に問題を本質的に除去または低減している。
【００１３】特にシーケンシャル画像化手法が開示され
ており、ここでは第一色の少なくとも二つのカラーサブ
フレーム、第二色の少なくとも二つのカラーサブフレー
ム、そして第三色の少なくとも二つのカラーサブフレー
ムがひとつの画像フレームの間に生成される。この方法
でカラーサブフレームを生成することにより、色分離は
著しく軽減される。
【００１４】本発明の別の実施例では第一色の少なくと
もひとつのカラーサブフレーム、第二色の少なくともひ
とつのカラーサブフレーム、そして第三色の少なくとも
ひとつのカラーサブフレームがひとつの画像フレームの
間に生成される。この実施例では、例えば第二色のふた
つのカラーサブフレームを、各々第三色のカラーサブフ
レームの前後にひとつづつ生成できる。
【００１５】本発明の更に別の実施例では、シーケンシ
ャル画像化の方法が提供されていて、そこでは第一色の
カラーサブフレーム、第二色のカラーサブフレーム、そ
して第三色のカラーサブフレームがひとつの画像フレー
ム内で生成される。次の画像フレームの間に、カラーサ
ブフレームが生成される順番が逆転される。
【００１６】光源が色円盤を通して光を照射するシーケ
ンシャル・カラーシステムもまた提供されている。空間
光変調器は、色円盤からの光をスクリーン上に反射する
複数の個別の素子を含む。プロセッサが用意されてい
て、これは光源、色円盤、そして空間光変調器を制御し
第一色の少なくとも二つのカラーサブフレーム、第二色
の少なくともひとつのカラーサブフレーム、そして第三
色の少なくともひとつのカラーサブフレームがひとつの
画像フレームの間に生成されるようにしている。
【００１７】本発明の重要な技術的特長は、ひとつの画
像フレーム内でのカラーサブフレームの数を増やし、こ
れによって単一色が知覚される時間量を減少させること
により色分離を著しく低減している点である。本発明の
別の重要な技術的特長は、シーケンシャル・カラー画像
化システムに於て更に色分離を低減するために色ブレン
ド技術が使用されている事実にある。
【００１８】本発明並びにその特長を更に完全に理解す
るために、添付図とともに以下の説明を参照する、添付
図に於て同様の番号は同様の特徴を示している。
【００１９】
【実施例】図１ａ−図３ｂは既に発明の背景、及びシー
ケンシャル・カラーシステムに於ける色分離の問題の説
明に関連して説明した。シーケンシャル・カラーシステ
ムは無数の異なる技術を含み、ＳＬＭ技術（これに派生
するものにＤＭＤ技術がある）およびＣＲＴ技術も含ま
れる。シーケンシャル・カラーシステムのアプリケーシ
ョンの中でも特定のアプリケーションは、従来式のテレ
ビ（ＮＴＳＣ，ＰＡＬ，ＳＥＣＡＭまたはその他の方式
に係わらず）、ワイド画面従来方式テレビ、高画質テレ
ビ、工業用投影機、家庭用投影機、そして映写機があげ
られる。
【００２０】図４は本発明の特定のアプリケーションの
ブロック図を図示する。図示されるように、シーケンシ
ャル・カラー画像化システム２０はプロセッサ２２を含
み、これはＤＭＤアレイ２６を制御する。プロセッサ２
２はメモリ２４とＤＭＤアレイ２６とに結合されてい
る。メモリ２４はまたＤＭＤアレイ２６に対して直接メ
モリ入力するためにＤＭＤアレイ２６にも結合されてい
る。プロセッサ２２はまた受信機２７にも結合されてい
る。受信機２７は画像入力を受信するが、これはケーブ
ルシステムまたは空中電波を介して伝送されるアナログ
またはディジタルビデオ画像である。受信機２７からの
データはメモリ２４に記憶される。メモリ２４はまた、
画像入力から直接入力を受信することもあるが、これは
例えば画像入力がディジタル画像データとして伝送され
るときである。受信機２７で受信された画像入力データ
はプロセッサ２２で処理されてＤＭＤアレイ２６、光源
２８、および色円盤３０の操作に適切な形式に変換され
る。
【００２１】プロセッサ２２は光源２８、色円盤３０、
およびＤＭＤアレイ２６を制御し、光源２８からの光が
色円盤３０を通って伝送され、ＤＭＤアレイ２６で反射
されてスクリーン３２に達するようにする。
【００２２】図４に示す画像化システム２０は裏面投影
または前面投影システムのいずれであってもかまわな
い。更に、先に説明したように、本発明は種々の技術に
適用可能であり、図４に特別に図示されているものは単
なる例である。
【００２３】図５ａ−５ｄは本発明の教えに基づいて構
成された色円盤３０の種々の実施例を図示する。色円盤
３０は順番に色領域がＤＭＤアレイ２６からスクリーン
３２上に反射されるように回転する。色円盤３０は本発
明を図示するために使用されているが、色円盤３０に関
連して説明された技術はその他の装置を制御するために
も同様に用いられる。例えば、三つの光源、赤色光源、
緑色光源、そして青色光源が順番に赤、緑および青の区
域を生成するために単一のＤＭＤアレイと共に使用でき
る。同様に、ＣＲＴシステムに於て赤、それから緑そし
て青を生成するために使用される電子線が以下の教えに
従って順番に制御出来る。
【００２４】図５ａに図示されるように、色円盤３０に
は三つの色区域、赤、緑、そして青が用意されており、
それらの各々は色円盤３０の使用可能領域のほぼ三分の
一である。単一画像フレーム、通常は１／６０秒、に対
して従来システムでは色円盤３０を画像フレーム毎に一
度、または３，６００回転毎分（ＲＰＭ）で回転させて
いる。この様なシステムでは、三つのカラーサブフレー
ムが存在し、その各々は赤、緑そして青であって、各々
の画像フレームは図５ａに図示される従来からのフレー
ム同期（ＳＹＮＣ）点から開始（同期）される。
【００２５】本発明のひとつの実施例では、図５ａに示
されるように従来式フレームＳＹＮＣが赤サブフレーム
の中央に移動されている。この改善されたフレームＳＹ
ＮＣでも、色円盤は３，６００ＲＰＭで回転されてい
る。フレームＳＹＮＣを赤サブフレームの中央に移動す
る結果、カラーシーケンスは赤サブフレームの半分、緑
サブフレームをひとつ、青サブフレームをひとつ、そし
て赤サブフレームの半分となる。この結果人の目が移動
する対象物の先端で赤を知覚する時間量が半分に減少さ
れる。従って人の目は赤と緑の混合を更に早く始めるこ
とが可能であり、その結果、先端部に従来式システムに
比較してより望ましい色に近いものを提供する。この改
善されたフレームＳＹＮＣにより、赤サブフレームは二
つのサブフレームに分割され、ひとつは緑サブフレーム
の前に来、もう一方は青サブフレームの後に来る。従っ
て、ＤＭＤアレイ２６の鏡はもう一度追加して設定され
ねばならず、これは赤サブフレームがビデオフレームの
開始時点に一度と、青サブフレームが完了した時点に一
度設定されなければならないという事実の結果である。
フレームＳＹＮＣはまた、青または緑カラーサブフレー
ムの中央にも同様に設置出来ることは理解されたい。
【００２６】図５ａはまた本発明の別の実施例をも図示
しており、ここでは画像フレームは従来式ビデオフレー
ムと同じ場所から開始されるが、色円盤がより早い速度
で回転されるところが異なる。このより早い速度は、先
端部がひとつの特定の色、ここで説明されている例では
赤、となる時間量が減少される。例えば色円盤を従来速
度の二倍、または７，２００ＲＰＭで回転することによ
り、単一画像フレームは二つの赤サブフレーム、二つの
緑サブフレーム、そして二つの青サブフレームを含むこ
とになる。サブフレームの順番は赤、緑、青、赤、緑、
青となる。この様な技法を実現するために、従来システ
ムの各々のカラーサブフレームは二つのサブフレームに
分割され、その各々は従来式カラーサブフレームの半分
継続する。実験の結果カラーサブフレームの順番は、色
分離を知覚しないようにするためには、従来方式の四倍
まで増加すべきであることが分かっている。しかしなが
らより低い速度、例えば従来方式の二倍でも色分離の知
覚は改善されるが、それを完全には取り除かない。速度
が増すにつれて複雑さと費用とが増大するため、個別の
アプリケーション毎にどれだけ速度を増すのが適当であ
るかが指定される。
【００２７】図５ｂは本発明の別の実施例を図示し、こ
こでは色円盤３０が六つのカラーサブフレームに分割さ
れ、その順番は赤、緑、青、赤、緑、そして青で、その
各々は色円盤３０の有効領域のおよそ六分の一である。
この色円盤は従来の速度である３，６００ＲＰＭで回転
され、図５ｂに図示されるように同期がとられるてい
る。図５ｂの実施例は結果として図５ａに関連して説明
したより早い速度の実施例と同一の特長を有するが、そ
れは各々のカラーサブフレームの時間長が従来システム
のそれの半分となるためである。図５ｂの実施例は色円
盤が３，６００ＲＰＭという従来式の速度で回転してい
るので、これを駆動するのに従来式のモータを使用でき
る。しかしながら、図５ａの実施例に比較して図５ｂの
実施例では若干の輝度の低下が生じ、それは光源を遮る
時間が増加するためである（カラーサブフレームの間の
遷移部分を作るため）。
【００２８】図５ｂに図示される特定の色円盤を３，６
００ＲＰＭよりも早い速度で回転させることも可能であ
り、その結果更に短い時間長のカラーサブフレームとな
る。カラーサブフレームが表示されている速度を増加さ
せることにより、色分離を著しく減少または除去出来
る。
【００２９】図５ｃは本発明の別の実施例を図示し、こ
こでは色円盤３０が次のように分割されている。色円盤
のおよそ三分の一が赤、色円盤のおよそ三分の一が青、
そして色円盤のおよそ三分の一が緑である。しかしなが
ら、緑は二つの別々の部分に分割され、各々は色円盤の
有効領域の約六分の一で、それぞれ色円盤３０の赤と青
の部分の間に対向するように配置されている。フレーム
ＳＹＮＣは色円盤の赤部分の中央に用意されている。従
ってひとつの画像フレームに対して、その順番は１／２
赤サブフレーム、１／２緑サブフレーム、ひとつの青サ
ブフレーム、１／２緑サブフレーム、そして１／２赤サ
ブフレームとなる。この実施例は図５ａに関連して説明
した最初の実施例に似ており、違いは緑サブフレームが
青サブフレームを囲む二つのサブフレームに分割されて
いる点である。これは赤、緑、そして青色の光の知覚重
みが異なっているという事実があるため特に有効であ
る。一般的に人の目は緑色の光を赤色の光より良く知覚
し、そして青色の光は最も知覚されにくい。テストの結
果緑色の光は青色の光の五倍も良く知覚され、また緑色
の光は赤色の光のおよそ二倍知覚された。従って、図５
ｃの実施例では緑色の光をふたつのカラーサブフレーム
に分割することにより、より良い色の混合が実現でき
る。
【００３０】図５ｃに示す別の実施例は、代わって青カ
ラーサブフレームの中央でフレームＳＹＮＣを可能とし
ている。赤カラーサブフレームの中央よりも青カラーサ
ブフレームの中央で各々のビデオフレームの同期を取る
ことで、青色光が移動対象物の先端と後端に現われるよ
うになる。先に議論したように、青は人の目に最も弱く
知覚されるので、この実施例は結果として知覚される色
分離を更に減少する。
【００３１】図５ｃに関連して説明したふたつの実施例
に関して、色円盤の速度を増やすことも可能であり、そ
の結果色分離は更に減少されるが、先に述べた通り複雑
さが増す。
【００３２】図５ｄは本発明の別の実施例を図示し、こ
こでは色円盤は図５ｃ内の色円盤と同様に構成されてい
る。しかしながら、色円盤の一回の回転でふたつのビデ
オフレームが書き込めるようにこの色は回転されてい
る。例えば、従来式の１／６０秒の画像フレームに対し
て、図５ｄの色円盤３０は１，８００ＲＰＭで回転され
る。従って二つのフレームＳＹＮＣが一回転の間に必要
とされる。フレームＳＹＮＣを図５ｄに示すように、赤
の中央と青カラーサブフレームの中央とに設置すること
により、知覚される色分離は著しく減少される。図５ｄ
の色円盤３０に関して、ひとつの画像フレームの順番は
従来システムと同様、赤、緑、青である。しかしながら
次の画像フレームの順番は青、緑、赤となる。各々の画
像フレームに対してこの様に順番が交互に代わる結果、
移動する対象物の先端は赤から青そして青から赤に、画
像フレーム周波数の半分の速度、例えば６０Ｈｚの画像
フレーム周波数で３０Ｈｚで点滅する。移動する対象物
の後端も同様に点滅するであろう。この点滅は点滅とし
てまたは赤と青の組合せ、例えば赤紫として知覚される
であろう。この結果移動する対象物の先端および後端は
従来システムに比較してより真実の色に近いものとして
知覚される。更に移動している対象物が方向を変えた時
に、先端および後端は従来システムで生じるようには色
を”スィッチ（ｓｗｉｔｃｈ）”しない。
【００３３】先に説明したように、図５ａ−５ｄに図示
されている色円盤の例は本発明を教える目的のものであ
り、カラーフレームの順番の技術を図示している。これ
らの順番技術は、ＣＲＴ技術の様な別の技術にも同様に
適用できる。更に、上記の例は特定位置におけるフレー
ムＳＹＮＣを開示している。例えば図５ｂの実施例に於
て、フレームＳＹＮＣは青と赤のカラーサブフレームの
間で生じるように図示されている。このフレームＳＹＮ
Ｃは、例えば緑と青のカラーサブフレームの間に動かす
ことも可能であり、これによって本発明の意図した範囲
から逸脱することもない。
【００３４】図６は本発明の別の特徴を図示しており、
これは先に説明した技術を補強するために使用される。
ある種のＤＭＤを基本とする画像化システムに於て、任
意の色の強度はアレイの鏡のパルス幅変調によって作り
出される。例えば、中間レベルの緑を生成するために
は、鏡はカラーサブフレームの半分の間オンとされ、全
オン時間は異なる長さのいくつかのオン・オフ順序の結
果となる。オン・オフ時間はメモリ内に記憶されたビッ
トで制御される。最上位色強度ビットのオン時間を各々
の色セグメントに対して分配することにより、別の色ブ
レンドそしてその結果知覚される色分離の低減が実現さ
れる。プロセッサ２２はＤＭＤアレイのパルス幅変調を
制御する。図６はこの技術のひとつの特定の例を図示す
る。
【００３５】図示されるように、画像フレームは六つの
カラーサブフレーム、二つの青、二つの緑そして二つの
赤に分割されている。この例に於ける青、緑、赤、赤、
緑、青の順番は図５ｃに示す第二の実施例に対応する
が、図示されている技術は図５に関連して説明したいず
れの技術にも適用されることを理解されたい。
【００３６】図６から分かるように、各々の青、緑そし
て赤のサブフレームのパルス幅変調に対する最上位ビッ
トは別の色にできるだけ近くでオン（もしもオンの場合
は）とされている。例えば、緑カラーサブフレームに対
する最上位ビットは青から緑そして緑から赤へ遷移する
時には可能な限り接近してオンとされている。同様に、
青カラーサブフレームに対する最上位ビットは緑から青
そして青から緑へ遷移する時には可能な限り接近してオ
ンとされている。同様に赤の最上位ビットに関しても言
える。更に最上位ビット以外のビットもまた、色ブレン
ドを増すために色遷移に際して可能な限り接近してオン
とされる。
【００３７】図７ａおよび図７ｂはビットパターンをス
プリットリセットＤＭＤ投影機システム用にパック出来
る技術を図示しており、これは先に説明した技術を含
む。米国特許明細書第０８／００２，６２７号、名称”
空間光変調機用画素制御回路”、ＴＩ−１７３３３、１
９９３年１月８日付け、そしてテキサス・インスツルメ
ントに委譲、はスプリットリセットＤＭＤ画像システム
を開示しており、ここでも参考として参照されている。
一般的に言えば、スプリットリセットＤＭＤシステムは
ＤＭＤアレイを複数のリセットグループに分割する。例
えば、ひとつのアレイは各々２５，０００個の鏡を有す
る１６のリセットグループに分割される。ひとつのメモ
リーセルが各々のリセットグループ内のひとつの鏡を制
御し、従ってふたつのリセットグループの鏡は同時には
変更できない。色の強度を生成するためにパルス幅変調
を使用する場合、ひとつのビット位置からのひとつのリ
セットグループの全てのビットはメモリ内にロードさ
れ、次にリセットグループはロードされたビットに従っ
て変更される。例えば、８ビットパルス幅変調では、リ
セットグループの八番目の位置の全てのビットが一度に
ロードされる。次に、メモリに別のリセットグループ用
のパルス幅変調ビットがロードされ、そのリセットグル
ープはロードされたメモリに従って変更され、このサイ
クルは各々のリセットグループの全てのパルス幅変調ビ
ットがロードされ、単一の画像フレーム内で実行処理さ
れるまで継続する。ビットパッキングは図４のプロセッ
サ２２とメモリ２４とで実行される。メモリ２４はＤＭ
Ｄアレイ２６と分離していてもまたは統合されていても
良いことを理解されたい。
【００３８】スプリットリセットグループのローディン
グの図式的表現を図７ａに示す。図７ａの並行四辺形で
示されるように、第一リセットグループは点４０に於け
る特定のビットでロードされる。最後のリセットグルー
プは点４２に於ける特定のビットで最初にロードされ
る。時間が経過すると、各々のリセットグループのパル
ス幅変調ビットの全てが異なる時間で（ふたつのリセッ
トグループは一度には変更できないため）ロードされ
る。最初のリセットグループはそのパルス幅変調の全て
のビットを点４４で完了し、一方最終リセットグループ
はそのパルス幅変調の全てのビットを点４６で完了す
る。
【００３９】本発明に関して、例えば図５ａ，５ｂ，お
よび５ｃに図示された実施例の様に、ふたつまたは複数
のカラーサブフレームが各々の画像サイクルの間に各々
の色に存在する場合のスプリットリセットＤＭＤ用のビ
ットパッキング（ｂｉｔ ｐａｃｋｉｎｇ）は図７ｂに
示されるように実行される。図７ｂは図５ａの速度を増
した実施例を特に図示し、ここでの順番は赤、緑、青、
赤、緑、青である。最初の赤カラーサブフレームに於い
て、最初のリセットグループは、図７ａと全く同様、点
４０でロードされる。同様に最終リセットグループは図
７ａと同じく点４２で最初にロードされる。個々のビッ
トが続いて各々のスプリットリセットグループに点４８
までロードされ、この時点で緑サブフレームが開始され
る。点４８と緑サブフレームの開始との間の空隙は色円
盤上の色の遷移に必要とされる空白時間である。
【００４０】図７ｂの赤カラーサブフレームの終端は垂
直であり、図７ａの様に傾いてはいないが、これは全て
のスプリットリセットグループの全ての鏡が同じ位置に
一度にリセット出来るためである。第二赤カラーサブフ
レームの間に、第一赤カラーサブフレームの終了時に完
了していなかったパルス幅変調を終了させるためにスプ
リットリセットグループがロードされる。これは第二赤
カラーサブフレーム用のスプリットリセットグループ
を、図７ａで完了される赤サブフレームの半分とは逆の
順番でロードすることにより実現される。従って第一リ
セットグループは点４４でロードされ、最終リセットグ
ループは点４６でロードされ、全てのパルス幅変調ビッ
トがロードされ点４８で実行処理されるまでロードされ
る。この技術は図７ｂに示されるように、緑および青カ
ラーサブフレームに対しても同様に使用される。
【００４１】従って、単一画像フレーム内の各々の色に
二つのカラーサブフレームが存在する場合、スプリット
リセットＤＭＤ画像化システムに対する全てのパルス幅
変調ビットは、ビットパッキング手順による効率の損失
を伴うことなく、パックすることができる。もしも存在
するとすれば唯一の効率損失は、カラーサブフレームを
追加することによりひとつの色から次に光を変更する際
に空白時間が増え、結果として幾分輝度が減少する点で
ある。
【００４２】各々の色に対して二つを超えるカラーサブ
フレームが使用される場合、例えば色円盤が従来速度の
四倍で回転する場合、従来のスプリットリセットシステ
ムに較べて更に多くのスプリットリセット開始期間が存
在し、従って適当なビデオフレーム時間内に全てのパル
ス幅変調ビットを実行するために各々のスプリットリセ
ットグループのより早いローディングを必要とし、もし
も全てのパルス幅変調ビットが完了されないと効率の損
失となる。
【００４３】本発明を詳細に説明してきたが、種々の変
更、改変または挿入を添付の特許請求の範囲に定められ
た本発明の精神並びに範囲から逸脱することなく行える
ことは、理解されよう。
【００４４】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）シーケンシャル画像化の方法であって：ひとつの
画像フレームの間に第一色の少なくとも二つのカラーサ
ブフレームを生成し；ひとつの画像フレームの間に第二
色の少なくとも二つのカラーサブフレームを生成し；そ
してひとつの画像フレームの間に第三色の少なくとも二
つのカラーサブフレームを生成する手順を含む、前記方
法。
【００４５】（２）第１項記載の方法に於いて、更に：
色円盤を通して空間光変調機の上に光を照射し；そして
各々のカラーサブフレームを生成するために色円盤を回
転させる、手順を含む前記方法。
【００４６】（３）第２項記載の方法に於いて、色円盤
が各々の画像フレームの少なくとも二倍で回転される、
前記方法。
【００４７】（４）第２項記載の方法に於いて、色円盤
が各々の画像フレームに一度回転する、前記方法。
【００４８】（５）シーケンシャル画像化の方法であっ
て：ひとつの画像フレームの間に第一色の少なくとも二
つのカラーサブフレームを生成し；ひとつの画像フレー
ムの間に第二色の少なくともひとつのカラーサブフレー
ムを生成し；そしてひとつの画像フレームの間に第三色
の少なくともひとつのカラーサブフレームを生成する手
順を含む、前記方法。
【００４９】（６）第５項記載の方法に於いて、第一色
のカラーサブフレームが各々の画像フレームの始まりと
終わりに生成される、前記方法。
【００５０】（７）第６項記載の方法に於いて：第一色
の二つのカラーサブフレームが生成され；第三色のひと
つのカラーサブフレームが生成され；そして第二色の二
つのカラーサブフレームが生成され、第二色のカラーサ
ブフレームの各々ひとつが第三色のカラーサブフレーム
の前後に生成される、前記方法。
【００５１】（８）第５項記載の方法に於いて、更に：
色円盤を通して空間光変調機の上に光を照射し；そして
各々のカラーサブフレームを生成するために色円盤を回
転させる、手順を含む前記方法。
【００５２】（９）第５項記載の方法に於いて、色円盤
が各々の画像フレームの少なくとも二倍で回転される、
前記方法。
【００５３】（１０）第５項記載の方法に於いて、色円
盤が各々の画像フレームに一度回転する、前記方法。
【００５４】（１１）第５項記載の方法に於いて、更
に：個別の素子を予め定められた時間オンおよびオフす
るパルス幅を通して色を生成し；そして各々のカラーサ
ブフレーム内のオン時間を、時間的に可能な限り別のカ
ラーサブフレームに近付けるように分配する、以上の手
順を含む前記方法。
【００５５】（１２）シーケンシャル画像化の方法であ
って：ひとつの画像フレームの間に第一色のカラーサブ
フレームを生成し；第一カラーサブフレームの後でひと
つの画像フレームの間に第二色のカラーサブフレームを
生成し；第二カラーサブフレームの後でひとつの画像フ
レームの間に第三色のカラーサブフレームを生成し；そ
して次の画像フレームの間、カラーサブフレームが生成
される順番を逆転させる、以上の手順を含む前記方法。
【００５６】（１３）第１２項記載の方法に於いて、更
に：色円盤を通して空間光変調機の上に光を照射し；そ
して各々のカラーサブフレームを生成するために色円盤
を回転させる、手順を含む前記方法。
【００５７】（１４）シーケンシャル画像化システムで
あって：光源と；前記光源からの光がそこを通して照射
される色円盤と；複数の個別の素子を含む空間光変調機
と；前記光源、前記色円盤、そして前記空間光変調機を
制御し、ひとつの画像フレームの間に第一色のすくなく
とも二つのカラーサブフレームが生成され、ひとつの画
像フレームの間に第二色のすくなくともひとつのカラー
サブフレームが生成され、そしてひとつの画像フレーム
の間に第三色のすくなくともひとつのカラーサブフレー
ムが生成されるように動作可能なプロセッサとを含む、
前記システム。
【００５８】（１５）第１４項記載のシステムに於い
て、第一色のカラーサブフレームが各各の画像フレーム
の始まりと終わりに生成される、前記システム。
【００５９】（１６）第１４項記載のシステムに於い
て、前記色円盤が：その大きさが前記色円盤の有効領域
のほぼ三分の一である第一色の第一領域と；その大きさ
が前記色円盤の有効領域のほぼ六分の一である第二色の
第二領域と；その大きさが前記色円盤の有効領域のほぼ
三分の一である第三色の第三領域と；そしてその大きさ
が前記色円盤の有効領域のほぼ六分の一である第二色の
第四領域とを含み、前記第二および第四領域が前記第三
領域によって対向するように分離されている、前記シス
テム。
【００６０】（１７）第１４項記載のシステムに於い
て、前記色円盤が各々の画像フレームの少なくとも二倍
で回転される、前記システム。
【００６１】（１８）第１４項記載のシステムに於い
て、前記色円盤が各々の画像フレーム毎に一度回転され
る、前記システム。
【００６２】（１９）第１４項記載のシステムに於い
て、前記個別の素子が予め定められたオンおよびオフ時
間のパルス幅変調で制御され、前記プロセッサが各々の
カラーサブフレーム内のオン時間を時間的にその他のカ
ラーサブフレームに可能な限り近接して分配する、前記
システム。
【００６３】（２０）第１４項記載のシステムに於い
て、このシステムが個別の素子からなる複数のグループ
を有するスプリットリセットＤＭＤであり、各々の画像
フレームの間に各々の色に対して二つのカラーサブフレ
ームが存在し、前記個別の素子が予め定められたオンお
よびオフ時間のパルス幅変調ビットで制御されており、
そして更に：各々の色に対するそれぞれ最初のカラーサ
ブフレームの間に各々の色に対する前記ビットの半分を
ロードし；各々のカラーサブフレームの終了時に前記個
別のビットをリセットし；そして各々の色に対するそれ
ぞれ第二番目のカラーサブフレームの間に各々の色に対
する前記ビットの残りの部分をロードするように動作可
能な回路を含む、前記システム。
【００６４】（２１）シーケンシャルカラーシステムが
提供されており、その中でプロセッサ（２２）がメモリ
（２４）と受信機（２７）とに結合されている。画像は
光を光源（２８）から色円盤（３０）を通してＤＭＤア
レイ（２６）上に照射することにより生成される。ＤＭ
Ｄアレイ（２６）からの光はスクリーン（３２）の上に
照射される。色円盤（３０）の速度と構成を調整するこ
とにより色分離が著しく低減できるかまたは除去出来
る。また開示されているのは例えばＣＲＴ技術の様なそ
の他の技術にも適用可能なシーケンシャル画像化のため
の技術である。
【図面の簡単な説明】
【図１】投影スクリーン上を移動中の対象物を図示し、
ａは投影スクリーンと対象物とを示す図、そしてｂは対
象物が種々の場所にある状態を示す図。
【図２】シーケンシャル・カラーシステムに於て知覚さ
れる強度を示す。
【図３】人の目と移動していてる対象物との干渉を図示
し、ａは人の目が対象物を追いかけていない場合を図示
し、ｂは人の目が対象物を追いかけている場合を図示す
る。
【図４】本発明の教えに基づくある特定の画像化システ
ムのブロック図を図示する。
【図５】本発明の別の実施例を図示し、ａは色円盤を三
等分に分割した図、ｂは色円盤を六等分に分割した図、
ｃはａに示す三原色の内の一色を更に二つに分割し対向
させるようにした図、そしてｄはｃの実施例で色円盤の
回転数を半分にした図を図示する。
【図６】本発明の教えに基づく色ブレンディングを図示
する。
【図７】本発明の教えに基づくスプリットリセットシス
テムのパッキングビットパターン技術を図示し、ａはひ
とつの画像フレームを赤、緑、そして青の順番で画像化
する場合を図示し、そしてｂはひとつの画像フレームを
赤、緑、青、赤、緑、青の順番で画像化する場合を図示
する。
【符号の説明】 １０ 投影スクリーン １２ 移動している対象物 ２０ シーケンシャル・カラー画像化システム ２６ ＤＭＤアレイ ３０ 色円盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ジェイ．ゴウブ アメリカ合衆国テキサス州プラノ，スカー ボロウ レーン 1405 (72)発明者 スチーブン ダブリュ．マーシャル アメリカ合衆国テキサス州リチャードソ ン，エヌ．チェイエン ドライブ 1408 (72)発明者 ドナルド ビー．ドハティ アメリカ合衆国テキサス州アーピング，ダ ブリュ．ランゲ シーティー．3908 (72)発明者 ゲイリー エル．セックシトロ アメリカ合衆国テキサス州マッキニィ，ビ ッグホーントレイル 15780 (72)発明者 カール ダブリュ．デービス アメリカ合衆国テキサス州プラノ，ヒュー ロン トレイル 1520 (72)発明者 ジョセフ ジー．イーガン アメリカ合衆国テキサス州ガーランド，オ ーバーランド ドライブ 410

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シーケンシャル画像化の方法であって：
    ひとつの画像フレームの間に第一色の少なくとも二つの
    カラーサブフレームを生成し；ひとつの画像フレームの
    間に第二色の少なくとも二つのカラーサブフレームを生
    成し；そしてひとつの画像フレームの間に第三色の少な
    くとも二つのカラーサブフレームを生成する手順を含
    む、前記方法。
  2. 【請求項２】 シーケンシャル画像化システムであっ
    て：光源と；前記光源からの光がそこを通して照射され
    る色円盤と；複数の個別の素子を含む空間光変調機と；
    前記光源、前記色円盤、そして前記空間光変調機を制御
    し、ひとつの画像フレームの間に第一色のすくなくとも
    二つのカラーサブフレームが生成され、ひとつの画像フ
    レームの間に第二色のすくなくともひとつのカラーサブ
    フレームが生成され、そしてひとつの画像フレームの間
    に第三色のすくなくともひとつのカラーサブフレームが
    生成されるように動作可能なプロセッサとを含む、前記
    システム。
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