JPH11161221A - 改良された明るさのための非バイナリ・パルス変調 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルス幅変調表示装置の明るさを増加させる
方法。 【解決手段】 画像ビットは、非バイナリ関係を有する
表示期間の間表示される。オブジェクト・ビット９０２
の表示期間は、最小データ・ロード時間に等しく設定さ
れ、他の全てのビットの表示期間は、オブジェクト・ビ
ットにバイナリの関係を有するようにまず設定される。
その後、全フレーム時間を有効な使用可能なフレーム時
間９１０より少ないところまで短縮するため、非オブジ
ェクト・ビット９０４、９０６、９０８の少なくとも１
つの表示期間が短縮される。好ましくは、オブジェクト
・ビットより上位のビットの表示期間のみが短縮され
る。表示期間の短縮は、非バイナリの差がビューアーに
知覚可能又は不快でないようにするため、ウェバーの法
則によって求められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像表示装置に関連
し、更に詳細には、パルス幅変調を用いてグレー・スケ
ール画像を生成する画像表示に関連する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】画像表示装置は、光を放射
し変調することによって画像をつくる。この光は画素、
即ちピクセルのアレイを形成し、それらが合わさって視
覚可能な画像を形成する。殆どの光変調器は多数の強度
レベルをつくることができるが、例えばデジタル・マイ
クロミラー・デバイス（ＤＭＤ）のような真のデジタル
光変調器にはできない。多数の明るさレベルをつくるこ
とができないため、デジタル光変調器はバイナリ・パル
ス幅変調方式に頼り、変調素子を非常に高速にオン及び
オフにすることによって様々な強度レベルをつくる。し
かし、この変調方式は、表示される画像の強度を低くす
るという不効率を引き起こすことがある。

【０００３】強度、即ち画像の明るさは、それらによっ
て表示装置が評価される、水平及び垂直解像度、色の純
正度、表示サイズ、フレーム速度、及び、画像アーティ
ファクトを引き起こすデバイスからの免疫性（immunit
y）、を含む多くの尺度の１つに過ぎない。これらの特
性の幾つかは、これらが非常に優れた画像をつくるた
め、或いはこれらが店頭の表示装置間の差をつけるだけ
の理由で、消費者にとって一層重要である。明るさは、
表示装置を購入するとき極めて重要な尺度の１つであ
る。従って、パルス幅変調型の表示装置に適用できる、
画像の明るさを増加するための改良された変調方式及び
装置が必要とされている。

【０００４】

【課題を達成するための手段及び作用】本発明の目的及
び利点は明らかであり、以下に一部示されており、改良
された明るさを有する非バイナリ・パルス幅変調型の表
示方法及び装置を提供する本発明によって達成され得
る。

【０００５】本発明の一実施例に従って、使用可能なフ
レーム期間を、ｎ個の画像ビットの夫々に対し１ビット
期間の、非バイナリ・ビット期間に分割し、表示装置の
明るさを増加させる方法が提供される。この実施例に従
い、オブジェクト・ビットを決定するが、このオブジェ
クト・ビットは、目標の表示デバイスの最小データ・ロ
ード時間より短い、最大バイナリ・ビット表示期間を有
するビットである。オブジェクト・ビットの表示期間
は、表示デバイスの最小データ・ロード時間に等しく設
定され、他の全ての画像ビットは、オブジェクト・ビッ
トの表示期間にバイナリの関係（binary relation ）を
有するよう設定される。その後、少なくとも１つの非オ
ブジェクト・ビットの表示期間を短縮し、全ての表示期
間及び任意の必要なブランキング期間の合計が表示装置
の使用可能なフレーム時間より長くならないようにす
る。

【０００６】別の実施例に従って、表示される画像の知
覚可能なインパクトを低減するように非オブジェクト・
ビット表示期間の短縮が実行される。この短縮はウェバ
ー比（Weber's fraction）を１１％より小さく、又は更
に好ましくは６％より小さく、さらに一層好ましくは２
％より小さくすることが理想的であり、ウェバー比が、
短縮されたビットの全ての移行（transition）に対し最
小化されることが最も好ましい。

【０００７】開示された装置の別の実施例に従って、改
良された明るさを有する表示装置が提供される。表示装
置は、最小データ・ロード時間を有するディスプレイ・
デバイス、及びタイミング及び制御回路を有する。タイ
ミング及び制御回路は、オブジェクト・ビットを含むデ
ータ・ビットで構成される画像データ・ワードを受信
し、ある長さを有するビット期間中の表示のため表示デ
バイスにデータ・ビットを提供する。オブジェクト・ビ
ットは最小データ・ロード時間に少なくとも等しいビッ
ト期間を有し、オブジェクト・ビットより下位のデータ
・ビットのビット期間の長さは、オブジェクト・ビット
表示期間の長さにバイナリの関係を有する。オブジェク
ト・ビットより上位のデータ・ビットのビット期間は、
オブジェクト・ビットに短くされた非バイナリの関係を
有する。

【０００８】

【実施例】図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。画像ディスプレイの画像品質を劇的に改良し得る有
望な技術はデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭ
Ｄ）である。図１及び図２は、典型的なＤＭＤアレイ１
００の一部を示す。ＤＭＤは、入射光を変調することが
可能な、基板１０４上に保持される（suspended ）非常
に小さなミラー素子１０２のアレイである。ミラー１０
２とアドレス電極１０６との間の静電引力は、ねじれビ
ーム・ヒンジ１０８で形成される軸の回りに、ミラーを
２つの方向のいずれかにねじる。回転が機械的に停止さ
れるまで、ミラーはこのヒンジの回りを回転する。幾つ
かのＤＭＤ設計では、ミラー１０２の端部１１０が着地
ゾーン１１２上に着地することによって回転を停止さ
せ、他の設計では、基板の表面上のバイアス／リセット
金属化層に接触する、延長されたヨークを用いる。図１
及び図２に示すヨーク１１６は、図示されたミラー１０
２がヨークではなく端部１１０で着地するため、延長さ
れていない。

【０００９】ＤＭＤは、ＤＭＤアレイの下のシリコン基
板１０４上につくられる電子回路によって制御される。
この回路はアドレス電極１０６に接続されるメモリセル
のアレイを含み、典型的に各ＤＭＤ素子に対し１メモリ
セルである。メモリセルの出力は、２つのアドレス電極
の内の１つに接続され、メモリセルの反転された出力は
他方のアドレス電極に接続される。アレイの各メモリセ
ルにデータが書込まれると、ＤＭＤミラー１０２に電圧
が印加され、ミラーとアドレス電極の間に充分大きな電
位差をつくり、最も大きな電位の方向にミラーを回転さ
せる。ミラーがアドレス電極の近くを回転するにつれ
て、静電引力は更に強くなるため、一旦ミラーが完全に
回転すると、ミラーの位置を変えることなくメモリセル
の内容を変更することができる。このように、アレイが
前のデータを表示している間、メモリセルは新しいデー
タでロードされ得る。ＤＭＤアレイの典型的なロード時
間は２１９．８μ秒であるが、ロード時間は、特定のＤ
ＭＤアレイに用いられる入力回路によって変化する。

【００１０】ＤＭＤアレイは、典型的に暗視モードで動
作する。暗視オペレーションの１つの実施例において、
光源１２０からの光１１８は、ＤＭＤアレイ１２２上に
フォーカスされ、回転角度の２倍に等しい角度からＤＭ
Ｄアレイ１２２に当たる。ミラー１０２が光源１２０に
向かって回転する、つまり「オン」位置に回転する場
合、ミラーに入射する光はアレイに垂直に反射し、ビュ
ーイング・スクリーン１２４又は画像の部分を形成する
画像面上にフォーカスされる。ミラー１０２が光源１２
０から離れて回転する、つまり「オフ」位置に回転する
場合、ミラー１０２に入射する光はビューイング・スク
リーン１２４から離れて反射し、画像の部分を形成しな
い。

【００１１】ＤＭＤに入射する光は、オン位置に回転す
る全てのミラー１０２について、ビューイング・スクリ
ーン上に照射点（ドット）を形成する。これらの点はそ
れぞれ、個別に制御することのできる最も小さな画像の
部分である１つの画素、即ちピクセルを表わす。ミラー
の大きなアレイを用い、ミラーの幾つかを選択的にオン
位置に回転させ、幾つかをオフ位置に回転させ、それに
よりビューイング・スクリーン上に照射点のパターンを
つくることによって、画像が形成される。

【００１２】多数の明るさレベル、又はグレーの濃淡を
つくるため、ミラーをオン及びオフに高速に回転するこ
とによって、各ミラーのデューティー・サイクルが変え
られる。これにより、一連の照射される期間及び照射さ
れない期間から成る時間で、ピクセルがつくられる。ビ
ューアーの目はこれらの期間を統合し、ミラーのデュー
ティー・サイクルに比例する明るさをもつ照射点を知覚
する。

【００１３】フルカラー画像は、ビューアーの目に再び
一連の画像が統合されて見えるように、典型的に、赤、
緑、及び青の、多数の単色画像を表示することによって
つくられる。コスト及び投射装置に必要とされる画像の
品質に依り、単色画像は順次に又は同時に投射される。
図４は、順次カラーＤＭＤベースの画像プロジェクタ４
００を示す。タイミング及び制御回路４０２は、チュー
ナー又は他の画像源から画像データを受取り、ＤＭＤ４
０４、カラー・ホイール・モータ４０６、及び光源４０
８のオペレーションを制御する。プロジェクタ・レンズ
４１０は、変調された光がフルカラー画像をつくるビュ
ーイング表面４１２上にＤＭＤ４０４からの光をフォー
カスさせる。

【００１４】図５は、典型的な順次カラー・バイナリ・
パルス幅変調データ・ストリームを示すタイムラインで
ある。図５では、各フレーム期間５０２は、３つのサブ
・フレーム５０４、５０６、５０８から構成され、各サ
ブ・フレームは、カラー・ホイールが単色の光を出力す
る期間である。各サブ・フレームは更にビット期間に細
分される。各ビット期間中、タイミング及び制御回路４
０２によってＤＭＤに書込まれる画像データに依って、
ＤＭＤミラーがオン又はオフ位置に設定される。図５
は、３色画像装置の１つのバイナリ８ビット・カラー・
ワードの簡単なビット・シーケンスを示し、そこでは各
ビットが、下位の前のビット期間の２倍の間表示され
る。図５は単に説明用に示したものであり、幾つかの用
途ではビットが表示される順を変更したり、又は長いビ
ット期間を２つの短い、連続しないビット期間に分ける
こともある。更に、幾つかの装置では、１つ又はそれ以
上のカラー・サブ・フレームを分割し、データ・ビット
の幾つかが１つのサブ・フレーム中に表示され、一方、
他は別のサブ・フレームに表示されるようにする。

【００１５】図６は、７５．１１Ｈｚフレーム速度で動
作する３色画像表示装置の８ビット・バイナリ画像デー
タ・ワードの各ビットの表示期間を示す。上述のよう
に、典型的なＤＭＤアレイが、各ピクセルの画像データ
をミラー・オペレーションを制御するメモリアレイに転
送するには２１９．８μ秒かかる。図６に示すように、
８つのデータ・ビット中の５つのビット０−４は、２１
９．８μ秒より短く表示される。ビットがロード時間よ
り短く表示されるとき、ビット表示期間の終了前に次の
表示期間のための表示データをメモリアレイにロードす
ることができず、ブランキング期間を使用しなければな
らない。

【００１６】図７に示すように、ブランキング期間７０
２は、メモリ・アレイがロードされている間の、アレイ
上のミラーの全てがオフ位置にある期間である。ブラン
キング期間は、少なくとも作像デバイスをロードするの
に必要な期間の長さである。ブランキング期間中、幾つ
かの作像デバイスは単に電源が切られるか、又は電圧が
降下される。しかし、ＤＭＤミラーからバイアス電圧を
取除くと、ミラー１０２はニュートラル位置に戻り、少
なくとも反射された光の幾らかがレンズ開口部に入りビ
ューイング表面上に投射される。従って、ブランキング
期間中、全てのＤＭＤミラーをオフ位置に回転させる必
要がある。

【００１７】全てのＤＭＤミラーをオフ位置に回転させ
るには、ＤＭＤの各メモリ・セルにデータを書込む必要
がある。メモリ・セルに「オフ」データを書込むために
は、画像データを書込むのと同じ量の時間がかかるた
め、及びメモリ・セルに画像データを書込むのに充分な
時間がないときブランキング期間が必要であるため、付
加回路がＤＭＤに付加されて「オフ」データがメモリ・
セルの全て又はメモリ・セルの大きなブロックに書込ま
れるようにする。この付加回路は、最小ビット表示期間
中でも、ＤＭＤアレイ全体を「オフ」データで満たす。

【００１８】ブランキング期間は、高フレーム速度で、
又は細かく調節されたグレー・スケールで表示デバイス
が動作できるようにする一方で、その結果の画像の最大
明るさを減少させる。明るさの減少は、ブランキング期
間中ＤＭＤによって受取られる光のビームの部分が画像
を形成するために使われないという事実による。

【００１９】画像の明るさは、ビデオ・ディスプレイの
顧客にとって非常に重要である。そのため、ディスプレ
イの明るさのいかなる減少も、顧客の満足度を低下さ
せ、販売の機会が失われることになる。従って、たとえ
表示される画像の忠実度が低減される手段であっても、
ディスプレイの明るさを増加させることには大きな利点
がある。

【００２０】ディスプレイの明るさを増加させる１つの
方法は、１つ又はそれ以上のブランキング期間を全て
「オフ」期間から全て「オン」期間、即ち、ミラーの全
てが光をビューイング・スクリーンへ反射させる期間、
へ変えることである。この方法はディスプレイの明るさ
を増加させるが、これは、ディスプレイのコントラスト
比を減少させもする。更に良い方法は、フレーム期間を
効率的に利用するためビット表示期間を調節することで
ある。特に、更に一層良い方法は、１つ又はそれ以上の
ビットの表示期間を延長することによって必要とされる
ブランキング期間の数を最小化することであり、これは
新しい延長されたビットの後に従来必要とされたブラン
キング期間の必要性をなくすためである。

【００２１】ビットの表示期間を延長することによって
達成される利点及び画像へのインパクトは、ブランキン
グ期間をなくすため延長されなければならない表示期間
の量に大きく依存する。ビット表示期間が表示デバイス
の最小データ・ロード期間へ近づくほど、ブランキング
期間をなくすため延長されなければならないビット表示
期間は少なくなり、ビットを延長することによる利点は
大きくなる。延長されなければならないビット表示期間
が多いほど、ビットを延長することによる利点は小さく
なり、画像への結果の変化はより不快なものになる。

【００２２】７２から７８Ｈｚフレーム速度で動作する
順次カラー装置において、ビット期間の延長が、不快な
副作用を起こすことなく画像の明るさを増加させること
が判った。７５Ｈｚフレーム速度では、単色フレーム期
間は４４４４μ秒の長さである。カラー移行、又はスポ
ーク（spoke ）時間中に発生する画像は２色であるのみ
ならず、２つの単色領域間の分割点が移動するため、表
示装置は、カラー・ホイールのセグメントの間の移行中
は動作できない。従って、典型的に２７２．２μ秒かか
るカラー移行中、ＤＭＤ上のミラーはオフ位置へ回転し
て、表示デバイスへ入射する光がビューイング・スクリ
ーンに届かないようにしなければならない。

【００２３】このカラー移行ブランキング期間は、装置
ロード・ブランキング期間と同期され、１つのブランキ
ング期間がスポーク時間と一致し、それによって表示デ
バイスが作動しないトータル時間を最小にするようにす
る。ブランキング期間がビット７のすぐ後に続く必要は
ないため、カラー移行をスポーク時間と整合させるため
には、データ・ビットが、図７に示すような昇順以外の
順序で表示される必要がある。それにも関わらず、説明
のため、この開示ではスポーク期間を無視し、順次ビッ
ト・シーケンスのみを用いて、開示された本発明を説明
する。

【００２４】典型的なスポーク時間の長さ、２７２．２
μ秒は、典型的な最小ブランキング期間、２１９．８μ
秒より長いため、ブランキング期間はスポーク時間に一
致して増加する。更に、リセット・リリース（reset re
lease ）と呼ばれるミラー制御工程も１つのブランキン
グ期間の長さを２７２．２μ秒まで延長させる。

【００２５】使用可能なフレーム期間を８つのバイナリ
・ビット期間に分割するには、図７に示すように、５つ
のブランキング期間が必要である。各ブランキング期間
は、表示デバイスの最小ロード時間、この場合２１９．
８μ秒、又はカラー・ホイール・スポーク期間の長さ
（duration）に等しい。各ビットのおおよそのビット期
間を以下の表１に示す。図７及び表１に見られるよう
に、１２０３．８μ秒が５つのブランキング期間のため
だけに用いられ、３２４０．２μ秒のみが残り、その間
画像データを表示する。更に図７及び表１に示すよう
に、ビット４の表示期間は１９５．２μ秒であり、最小
ロード時間である最小２１９．８μ秒に僅かに不足す
る。

【００２６】

【表１】

【００２７】表２は表１と同じ長さの単色カラー・フレ
ーム期間のタイミングを詳しく示し、本発明の幾つかの
特徴を説明する。ビット０−７のビット期間は、表１の
ビットと同様にバイナリ重み付け（weighting ）を利用
するが、ビット４を最小デバイス・ロード時間に等しく
設定し、ビット４の長さに基づいて全ての他のビットの
表示期間を計算することによって求められる。延長され
るビットは、表示デバイスの最小ロード時間より短い最
長表示期間を有するビットであり、ここでは「オブジェ
クト・ビット」と呼ぶ。オブジェクト・ビットは、表示
デバイスの最小データ・ロード時間、データ・ビットの
数、及びディスプレイの使用可能なフレーム時間に依っ
て、表示ワードの任意のビットであってよい。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２のバイナリ・タイミング配分では、ブ
ランキング期間に配分されるトータル時間を１２０３．
８μ秒から９８４μ秒に短縮することによって、表示装
置の効率を上げるが、一方、全ての８ビットを表示する
ために用いられるトータル時間、４４８７．１μ秒は利
用可能な４４４４μ秒を越えるため、表１のより短いバ
イナリ・ビット時間の必要性がある。しかし、純粋なバ
イナリ・ビット期間を見合わせることによって、延長さ
れたビットの利点、即ち増加された明るさが許容可能な
表示期間を越えることなく維持される。

【００３０】表３及び図９及び１０は、開示された発明
の一実施例を示す。表３において、ビット４が表示デバ
イスの最小データ・ロード時間に等しく設定され、残り
のデータ・ビット表示期間は、ビット０−４の間にバイ
ナリ重み付けを供するように設定されている。ビット５
−７は、オブジェクト・ビットにバイナリの関係に密接
に近い長さであるが、全てのビット期間及びブランキン
グ期間が使用可能フレーム時間より小さくなるように、
わずかにより短い長さに設定されている。ビット重み付
けを、本来のバイナリ重み付けからブランキング期間を
排除する重み付け方式に変更することによって、全ての
ビット期間の合計は３１１０．４μ秒から、７．１％の
明るさ増加となる３３３０．４μ秒に増加する。図９
は、延長したオブジェクト・ビット表示期間９０２と、
オブジェクト・ビットより上位のデータ・ビット９０
４、９０６、９０８の短縮した表示期間を示すフレーム
期間９１０のタイムラインである。図１０は、本発明の
一実施例に従ったバイナリ表示装置及び非バイナリ表示
装置の各データ・ビットのビット表示期間のグラフであ
る。図１１は、ブランキング期間をなくすことによって
改良された明るさを提供するＤＭＤベースの表示装置の
略図である。

【００３１】

【表３】

【００３２】上述の重み付け方式は、画像表示装置の明
るさを実質的に増加させるが、これは、それでデータが
始めに符号化されるバイナリ重み付けを壊すことによっ
て成される。この壊すことが、アーティファクトの、即
ち、表示装置によってつくられ、入力画像データには存
在しない画像特性のもとである２つの問題点を引き起こ
す。第１の問題点は、非バイナリ重み付けを用いる画像
表示は、バイナリ重み付け画像データによって表わされ
る元の明るさレベルを完全には再生しないということで
ある。

【００３３】第２の問題点は、非バイナリ・ビット重み
付けは、隣接するデータ値間に大きな輝度差（luminanc
e step）を生じさせるかどうかである。表示装置は、２
つの隣接するレベル間の差が人間の目には知覚不可能で
あるように充分特殊な輝度レベルを生成することができ
ることが理想的である。大きな輝度差は、画像ディスプ
レイに画像アーティファクトをもたらす。特に、非バイ
ナリ重み付けで任意の画像ビットが１つの状態から別の
状態へ移行するとき、ピクセル・デューティ・サイクル
は、半端な大きさの（odd-sized ）ジャンプを有するた
め、画像表示装置は、表示される画像に偽の形状（cont
our ）をもたらす。

【００３４】潜在する画像アーティファクトをなくすこ
とはできないが、そのインパクトは、非バイナリ・ビッ
ト期間を慎重に選択することによって、人間の目に知覚
可能なレベルより低く低減することができる。輝度、即
ち明るさの変化が人間の目に知覚可能かどうかは、ウェ
バーの法則に記述されている。テレビジョン・エンジニ
アリング・ハンドブックより：

【００３５】輝度Ｂの領域が輝度Ｂ＋ΔＢの領域と並ん
で見える場合、値ΔＢは、２つの領域の明るさが最小識
別限界であるよう設定され得る。ΔＢ／Ｂの比はウェバ
ー比として知られている。この比はＢの値に関わらず一
定であるということが、ウェバーの法則として知られて
いる。

【００３６】ウェバー比を計算する前に、表示装置のコ
ントラスト比を考慮してディスプレイの応答カーブを測
定する必要がある。コントラスト比を補償するため、最
も明るい強度レベルを１．０の値に正規化し、全ての他
の強度レベルは次の式に従って設定される。

【００３７】

【数１】 Ｂ［ｎ］＝Γ^-1［ｎ］＊（（ＣＲ−１）＋１）／ＣＲ

【００３８】ここで、Ｂ［ｎ］＝正規化された明るさ出
力（０，１．０） Γ^-1［ｎ］＝逆ガンマ・ルックアップ・テーブルの出力
レベル（０，１．０） ＣＲ＝ＣＲ：１のコントラスト比、である。

【００３９】ウェバーの法則は、非常に高い及び非常に
低い輝度レベルでは成り立たないが、多くの消費者向け
表示装置のための範囲でのウェバー比は、比較的一定で
約２％である。従って、非バイナリ差が２％より小さな
明るさの変化になる限り、その差は人間の目には知覚不
可能であり、視覚可能なアーティファクトが画面に生じ
ることはない。２％より大きく６％より小さな差は最小
識別である。６％より大きく１１％より小さな差は識別
可能であるが多くの用途に適用可能であり、１１％を越
える差は不快なものとなり、従って偽の形状の影響のた
め許容できない。

【００４０】ウェバーの法則は、輝度差がいつ識別可能
になるかを示すから、これは、全表示期間が使用可能な
フレーム期間より大きくならないようにどのように表示
期間を短縮させるかを、それによって決定する有効な尺
度を提供する。図１２及び図１３は、開示された発明の
一実施例の入力データ・ワードに対してプロットされた
ウェバー比を示す。延長されたビットを補償するため任
意の非オブジェクト・ビットが短縮され得るが、実際は
オブジェクト・ビットより上位のビットのみが短縮され
る。より大きなビットはその範囲でより小さなデータ・
ビットより少なくトグルするため、最上位ビットのみの
短縮は、元のウェバー比を壊すことをより少ないロケー
ションに限定する。画像データ・スケールの低端のウェ
バー比は本来のバイナリ重み付けを用いても高いが、ウ
ェバー比はオブジェクト・ビットの重みより大きな値の
範囲に対し＋／−１１％より小さく限定されることが好
ましい。さらに好ましくは、ウェバー比は＋／−６％よ
り小さく限定され、ウェバー比は＋／−２％に限定され
るか最小化されることが最も好ましい。

【００４１】開示された本発明の側面は、大きさの順に
配置される隣接するセグメントにおいて画像データを１
度に1 ビット順次投射する３色順次カラー・ホイール投
射装置の単色フレームに関して上述されたが、開示され
た本発明は、表示ビットの順序又はフルカラー画像を生
成する方法に関わらず、事実上いかなる表示装置にも適
用できることは明らかである。開示された本発明は、パ
ルス幅変調方式を用いる最小ロード時間表示情報を有す
る表示装置にいつでも適用可能である。

【００４２】このように、改良された明るさを有する表
示装置及びその方法の特定の実施例がこれまで説明され
たが、このような特定の参照例は添付の特許請求の範囲
に示した以外には本発明の範囲を制限することを意図し
ているのではない。更に、本発明はある特定の本発明の
実施例に関連して説明されたが、当業者にとって更なる
修正がなされ得、添付の特許請求の範囲がこのような修
正の全てを包含することを意図することを理解された
い。

【００４３】以上の説明に関して更に次の項を開示す
る。 （１） 単色フレーム期間を、ｎ個の画像ビットの各々
に対し１ビット期間の、非バイナリ・ビット期間に分割
することによって表示装置の明るさを増加させる方法で
あって、前記方法は、前記使用可能なフレーム期間をブ
ランキング期間とバイナリ重み付けされた表示期間に分
割し、１個の前記バイナリ重み付けされた期間は前記ｎ
個の画像ビットのそれぞれに対し、オブジェクト・ビッ
トを決定し、前記オブジェクト・ビットは、前記表示装
置の前記最小データ・ロード時間より小さい、最大の前
記バイナリ重み付けされた表示期間が割り当てられた画
像ビットであり、前記オブジェクト・ビットの前記表示
期間を、少なくとも前記最小データ・ロード時間に等し
く増加させ、前記ブランキング期間の１つを削除し、前
記オブジェクト・ビットに対するバイナリの関係に基づ
き、前記画像ビットの各々の前記表示期間を増加させ、
更に、前記オブジェクト・ビット以外の少なくとも１つ
のビットの前記表示期間の少なくとも１つを減少させ、
前記減少は、前記表示期間及び前記ブランキング期間の
全ｎ個の合計を前記フレーム期間より少ないところまで
短縮するのに充分であることを含む方法。

【００４４】（２） 第１項に記載の方法であって、前
記減少させる工程は、オブジェクト・ビットの値を越え
るデータ値の全てのビット移行に対し１１％より小さい
ウェバー比になる方法。 （３） 第１項に記載の方法であって、前記減少させる
工程は、オブジェクト・ビットの値を越えるデータ値の
全てのビット移行に対し６％より小さいウェバー比にな
る方法。 （４） 第１項に記載の方法であって、前記減少させる
工程は、オブジェクト・ビットの値を越えるデータ値の
全てのビット移行に対し２％より小さいウェバー比にな
る方法。 （５） 第１項に記載の方法であって、前記減少させる
工程は、オブジェクト・ビットの値を越えるデータ値の
全てのビット移行に対しウェバー比を最小化させる方
法。 （６）第１項に記載の方法であって、前記減少させる工
程は、前記オブジェクト・ビットより上位の少なくとも
１つのビットの前記期間の少なくとも１つを減少させ、
前記減少は全てのｎ個のビット期間の合計を前記使用可
能なフレーム期間より少ないところまで短縮するのに充
分であることを含む方法。 （７）第１項に記載の方法であって、前記減少させる工
程は、前記オブジェクト・ビットより上位の全てのビッ
トの前記期間の全てを減少させ、前記減少は、全てのｎ
個のビット期間の合計を前記使用可能なフレーム期間よ
り少ないところまで短縮するのに充分であることを含む
方法。

【００４５】（８） 増加された明るさを有する表示装
置であって、前記表示装置は、最小データ・ロード時間
を有する表示装置と、オブジェクト・ビットを含むデー
タ・ビットから構成される画像データ・ワードを受けと
り、ある長さを有するデータ期間中ディスプレイのため
前記表示デバイスに前記データ・ビットを提供し、前記
オブジェクト・ビットは少なくとも前記最小データ・ロ
ード時間に等しいビット期間を有し、前記オブジェクト
・ビットより下位の前記データ・ビットのビット期間の
長さは、前記オブジェクト・ビットにバイナリの関係を
有し、前記オブジェクト・ビットより上位の前記データ
・ビットの前記ビット期間は、前記オブジェクト・ビッ
トに短くされた非バイナリ関係を有することを含む表示
装置。

【００４６】（９） 画像ビットは、非バイナリ関係を
有する表示期間の間表示される。オブジェクト・ビット
９０２の表示期間は、最小データ・ロード時間に等しく
設定され、他の全てのビットの表示期間は、オブジェク
ト・ビットにバイナリの関係を有するようにまず設定さ
れる。その後、全フレーム時間を有効な使用可能なフレ
ーム時間９１０より少ないところまで短縮するため、非
オブジェクト・ビット９０４、９０６、９０８の少なく
とも１つの表示期間が短縮される。好ましくは、オブジ
ェクト・ビットより上位のビットの表示期間のみが短縮
される。表示期間の短縮は、非バイナリの差がビューア
ーに知覚可能又は不快でないようにするため、ウェバー
の法則によって求められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術のデジタル・マイクロミラー・デバイ
ス（ＤＭＤ）アレイの一部の透視図。

【図２】図１のＤＭＤを分解した図。

【図３】図１のＤＭＤアレイの２つのミラーのバイステ
ーブル・オペレーションの略図。

【図４】先行技術のＤＭＤベースの画像表示装置の略
図。

【図５】図４の表示装置で用いられる表示期間の区分を
簡略して示すタイムライン。

【図６】バイナリ重み付けされたデータ・ビットの表示
期間の長さのグラフ。

【図７】表示デバイスにデータをロードするのに必要な
ブランキング期間を示す、短いデータ期間に続くフレー
ム期間のタイムライン。

【図８】明るさを増加させるためにビット設定期間に変
換された図７のブランキング期間の１つを示すフレーム
期間のタイムライン。

【図９】本発明の一実施例に従った非バイナリ重み付け
を示すフレーム期間のタイムライン。

【図１０】バイナリ重み付け及び非バイナリ重み付けの
データ・ビットの表示期間の長さのグラフ。

【図１１】ブランキング期間をなくすことによって、改
良された明るさを提供するＤＭＤベースの表示装置の略
図。

【図１２】７５．１１Ｈｚフレーム速度での緑の画像の
サブフレーム表示期間の非バイナリ重み付けされたデー
タのインパクトを示すグラフ。

【図１３】７５．１１Ｈｚフレーム速度での赤の画像の
サブフレーム表示期間の非バイナリ重み付けされたデー
タのインパクトを示すグラフ。

【符号の説明】

９０２ オブジェクト・ビット ９０４、９０６、９０８ 非オブジェクト・ビット ９１０ フレーム時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バイシャル マーカンディ アメリカ合衆国 テキサス州ダラス，ロー リング ドライブ 5630，ナンバー157

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単色フレーム期間を、ｎ個の画像ビット
   の各々に対し１ビット期間の、非バイナリ・ビット期間
   に分割することによって表示装置の明るさを増加させる
   方法であって、前記方法は、 前記使用可能なフレーム期間をブランキング期間とバイ
   ナリ重み付けされた表示期間に分割し、１個の前記バイ
   ナリ重み付けされた期間は前記ｎ個の画像ビットのそれ
   ぞれに対し、 オブジェクト・ビットを決定し、前記オブジェクト・ビ
   ットは、前記表示装置の前記最小データ・ロード時間よ
   り小さい、最大の前記バイナリ重み付けされた表示期間
   が割り当てられた画像ビットであり、 前記オブジェクト・ビットの前記表示期間を、少なくと
   も前記最小データ・ロード時間に等しく増加させ、 前記ブランキング期間の１つを削除し、 前記オブジェクト・ビットに対するバイナリの関係に基
   づき、前記画像ビットの各々の前記表示期間を増加さ
   せ、更に、 前記オブジェクト・ビット以外の少なくとも１つのビッ
   トの前記表示期間の少なくとも１つを減少させ、前記減
   少は、前記表示期間及び前記ブランキング期間の全ｎ個
   の合計を前記フレーム期間より少ないところまで短縮す
   るのに充分であることを含む方法。
2. 【請求項２】 増加された明るさを有する表示装置であ
   って、前記表示装置は、 最小データ・ロード時間を有する表示装置と、 オブジェクト・ビットを含むデータ・ビットから構成さ
   れる画像データ・ワードを受けとり、ある長さを有する
   データ期間中ディスプレイのため前記表示デバイスに前
   記データ・ビットを提供し、前記オブジェクト・ビット
   は少なくとも前記最小データ・ロード時間に等しいビッ
   ト期間を有し、前記オブジェクト・ビットより下位の前
   記データ・ビットのビット期間の長さは、前記オブジェ
   クト・ビットにバイナリの関係を有し、前記オブジェク
   ト・ビットより上位の前記データ・ビットの前記ビット
   期間は、前記オブジェクト・ビットに短くされた非バイ
   ナリ関係を有することを含む表示装置。