特許 5785996 空間光変調（ＳＬＭ）ディスプレイシステムにより与えられる画像を改善する方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5785996

(24)【登録日】2015年7月31日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】空間光変調（ＳＬＭ）ディスプレイシステムにより与えられる画像を改善する方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/34 20060101AFI20150910BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20150910BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20150910BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/34 D

   G09G3/20 650C

   G09G3/20 632G

   G09G3/20 642A

   G09G3/20 641P

   G09G3/20 680C

   H04N5/74 D

【請求項の数】9

【外国語出願】

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-149612(P2013-149612)

(22)【出願日】2013年7月18日

(62)【分割の表示】特願2007-505123(P2007-505123)の分割

【原出願日】2005年3月22日

(65)【公開番号】特開2013-218352(P2013-218352A)

(43)【公開日】2013年10月24日

【審査請求日】2013年7月18日

(31)【優先権主張番号】60/555,253

(32)【優先日】2004年3月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】501263810

【氏名又は名称】トムソン ライセンシング

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】ラムライク，マーク，フランシス

【審査官】 西島 篤宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２９８８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３３５０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１０７８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３５９１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００２／００３６８８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／３４

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空間光変調（ＳＬＭ）において個々の画素の要素のアレイを用いる表示システムにより与えられる画像において歪みを低減するための方法であって、
表示されるべき画像の画素に対応する画素値の集合を与える段階であって、前記集合を有する画素値の数は利用可能なＳＬＭ要素の数より多い、段階、
調整された画素値の集合を与えるように前記画素値の少なくとも幾つかを調整する段階、
前記の調整された画素値の集合から少なくとも第１画素集合及び第２画素集合を生成する段階、
前記第１画素集合及び前記第２画素集合を含む光が、着色光を供給するための手段を含むリレー光学的部分を透過するようにさせる段階、
マイクロミラー要素から前記透過された光を反射させ、更に、表示スクリーンに投影された場合に前記第１画素集合と前記第２画素集合との間の間隔を与えるように、光学要素の角度を変化させることで前記第１画素集合及び前記第２画素集合を含む前記反射した光を光学要素から反射させる段階、並びに
前記第１画素集合及び前記第２画素集合を有する画素のマトリクスとして前記画像を前記表示スクリーンに表示する段階であって、前記マトリクスの画素の数は前記ＳＬＭ要素の数より多く、そして前記第１画素集合の画素の少なくとも１つは前記第２画素集合の画素の少なくとも１つと重なり合う、段階、
を有する方法であり、
前記調整する段階は、前記マトリクスの重なり合う画素による画像歪みを補償するように前記画素値の集合の画素値を調整することにより実行され、
前記調整された画素値の集合のそれぞれは、前記表示されるべき画像の画素に対応する画素値を第１変倍率βにしたがって変倍する段階と、前記表示されるべき画像の画素と重なり合う画素に対応する画素値を加算する段階と、第２変倍率αにより前記加算された画素値を変倍する段階とを含み、前記変倍する段階の後に、前記第１変倍率にしたがって変倍された画素値から前記第２変倍率により変倍された前記加算された画素値を減算する段階により決定される、
方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、前記画素値の集合は輝度値を有する、方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法であって、前記画素値の集合はクロミナンス値を有する、方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、前記第１変倍率は調整可能である、方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法であって、前記第２変倍率は調整可能である、方法。

【請求項6】

請求項１に記載の方法であって、前記第１変倍率及び前記第２変倍率は式β＝１＋４αにしたがって関連付けられている、方法。

【請求項7】

映像画像を表示するように空間光変調（ＳＬＭ）において個々の画素の要素のアレイを用いるシステムであって、
表示される画像の画素に対応する画素値の少なくとも１つの集合を有する映像画像データ源であって、前記少なくとも１つの集合における画素値の数は前記ＳＬＭにおける個々の要素の要素の数より多く、前記画素値の少なくとも１つの集合はそれぞれの画素値と、前記それぞれの画素値を有するそれぞれの画素と重なり合う画素に対応する複数の画素値とを更に有する、映像画像データ源、
前記画素値の少なくとも１つの集合を受信するように前記映像画像データ源に結合されたフィルタであって、該フィルタは調整された画素値の集合を与えるように前記集合において少なくとも１つの画素値を調整するように構成され、該フィルタは前記それぞれの画素値を変倍する第１変倍率、及び前記それぞれの画素値と重なり合う前記複数の画素値を変倍する第２変倍率の少なくとも１つを含むフィルタを更に有する画素プロセッサ、
前記の調整された画素値の集合を受信するように前記フィルタに結合された画素群生成器であって、該画素群生成器は、前記の調整された画素値の集合に基づいて、少なくとも第１画素集合及び第２画素集合を与える、画素群生成器、
前記第１画素集合及び前記第２画素集合を含む光が透過するように構成された、着色光を供給するための段階を含むリレー光学的部分、並びに
前記透過された光を反射するように構成されたマイクロミラー要素、
表示スクリーンに投影された場合に前記第１画素集合と前記第２画素集合との間の間隔を与えるように、光学要素の角度を変化させることで前記第１画素集合及び前記第２画素集合を含む前記反射した光を反射させる光学要素、
を有するシステムであり、
前記ＳＬＭにおける前記個々の画素の要素は、前記第１画素集合及び前記第２画素集合を有する画素のマトリクスとして前記画像を表示するように前記画素群生成器と協働し、前記マトリクスにおいて前記第１画素集合の画素の少なくとも１つは前記第２画素集合の画素の少なくとも１つと重なり合い、
前記フィルタは、重なり合う画素による画像歪みを補償するために重なり合う画素の画素値を調整するように構成され、
前記調整された画素値の集合のそれぞれは、前記表示されるべき画像の画素に対応する画素値を第１変倍率βにしたがって変倍する段階と、前記表示されるべき画像の画素と重なり合う画素に対応する画素値を加算する段階と、第２変倍率αにより前記加算された画素値を変倍する段階とを含み、前記変倍する段階の後に、前記第１変倍率にしたがって変倍された画素値から前記第２変倍率により変倍された前記加算された画素値を減算する段階により決定される、
システム。

【請求項8】

請求項７に記載のシステムであって、前記第１及び第２変倍率の少なくとも１つは調整可能である、システム。

【請求項9】

請求項７に記載のシステムであって、前記画素は菱形形状の画素を有する、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に、空間光変調（ＳＬＭ）表示システムに関し、特に、ＳＬＭシステムで用いるフィルタ方法に関する。

【背景技術】

【0002】

空間光変調（ＳＬＭ）システムはＤｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＤＬＰ）（登録商標）を有する。ＤＭＤ及びＤＬＰ（登録商標）はＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の登録商標である。最近のＳＬＭ技術における開発は、四角形の画素に代わりに菱形形状の画素を備えたＳＬＭ要素を基にしている。ＳＬＭシステムの処理技術は、所謂、“平滑画素”処理技術を含む。平滑画素技術にしたがって、表示画像は、画素の第１集合を画素の第２集合と組み合わせることにより生成される。第２集合は第１集合から表示される。組み合わされた第１及び第２画素集合は表示画像を構成する。

【0003】

一例のＳＬＭシステムにおいては、複数のＳＬＭ要素を有するＳＬＭアレイは、表示されるべき各々入来ピクチャ又はフレームに第１及び第２画素集合を与える。第１及び第２画素集合から組み合わされる画素は、画素集合を与えるために用いられるＳＬＭ要素の数より多い表示画素を与える。

【0004】

しかしながら、短所はこの技術に関連している。第１及び第２画素集合は表示される画像において重なり合う。第１集合からの画素の少なくとも一部は第２集合からの画素の少なくとも一部と有効に重なり合う。その結果、それらの画素集合が画像を生成するために共に表示されるとき、重なり合う画素の領域における光は、重なり合う画素の各々からの光の組み合わせである。このことは、ときどき、意図されているより明る過ぎる又は意図されている画像部分より明るさが足りない結果が得られる。

【0005】

それ故、他の表示技術に比べて、画像品質の一部の欠落がこの技術によりもたらされる。したがって、ＳＬＭ装置の表示される画素集合における重ね合わされる画素のために歪みに対処する画像処理装置及び方法が必要である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の複数の実施形態にしたがって、空間光変調（ＳＬＭ）要素を用いる表示システム（１００）により与えられる画像における歪みを低減するための方法及びシステムを提供する。本発明の一実施形態にしたがった方法は、表示されるべき画像の画素に対応する画素値の集合（６２０）を与える段階を有する。その集合を有する画素値の数は使用できるＳＬＭ要素の数より多い。画素値の少なくとも一部は調整された画素値（６７８）の集合を与えるように調整される。少なくとも画素の第１集合及び画素の第２集合は調整された画素値の集合から生成される。画像は、画素の第１集合（４１０）及び画素の第２集合（４３０）を有する画素のマトリクスとして表示される。第１集合の画素の少なくとも１つは第２集合の画素の少なくとも１つと重なり合い、調整段階は、マトリクスの重なり合っている画素のための画像の歪みを補償するように、画素値の集合の画素値を調整することにより実行される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の種々の実施形態を実施するために適する空間光変調（ＳＬＭ）要素のアレイを有する表示システムを示すブロック図である。

【図2】図１に示す表示システムのエレクトロニクスサブシステムを更に詳細に示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態にしたがった画素フィルタを有するＳＬＭシステムを示すブロック図である。

【図4】本発明の実施形態にしたがった、受信画素データ、調整画素データ及び画素マトリクス間の関係を示す図である。

【図5】本発明の実施形態にしたがった画素フィルタのブロック図である。

【図6】本発明の実施形態にしたがった図５の画素データフィルタで用いるために適するルックアップテーブルである。

【図7】図５に示す画素データ処理装置の実施形態の詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

空間光変調（ＳＬＭ）装置は、映像画像投影及びプリントのような画像化用途の広い領域において用いられている。代表的な空間光変調器には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びデジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）（登録商標）のような装置がある。代表的な空間光変調器は、表示表面に二次元画像を形成するように、入射光を操作する変調要素の二次元アレイを有する。ＬＣＤベースの装置は、そのアレイにおいて各々の光要素を変調するように光偏光特性を用いる。ＤＭＤ（登録商標）ベースの装置は、個別の光要素を変調するように微細なマイクロミラーのアレイを用いる。空間光変調器アレイにおける各々の要素は、対応する駆動電圧レベルに応じて可変の光強度を示す。本発明の一実施形態においては、ＳＬＭアレイにおける各々の要素は表示画像の少なくとも１つの画素に対応する。

【0009】

図１は、本発明の複数の実施形態を実施するために適切である空間光変調器（ＳＬＭ）アレイ５００を有する例示としてのシステム１００を示す図である。システム１００は、光学システム４００に結合されている少なくとも１つの光源３０１を有する。光学システム４００は、リレー及び照明光学系３００並びに投影光学系２００を有する。光学系４００は、少なくとも１つの空間光変調要素５０２のアレイ５００を有する。本発明の実施形態にしたがって、アレイ５００は、半導体ベースの反射光要素のアレイ５０２を有する。本発明の一実施形態にしたがって、ＳＬＭアレイ５００は、光スイッチング要素５０２の２値パルス幅変調（ＰＷＭ）アレイ５００を有する。一実施形態においては、ＰＷＭアレイ５００の要素５０２は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置、例えば、デジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）（登録商標）を有する。

【0010】

エレクトロニクスサブシステム６００は、ＳＬＭアレイ５００に結合された出力及び映像信号６０１を受信するための入力を有する。エレクトロニクスサブシステム６００は、アレイ５００の駆動要素５０２にＰＷＭ信号を与えるように、入来する映像信号６０１を処理する。ＰＷＭ信号は、映像信号６０１により与えられる画素値にしたがって、アレイ５００の要素５０２の角度及び滞留時間を制御する。表示スクリーン４９９に表示される画素の特性、例えば、輝度は、対応するマイクロミラー要素５０２それぞれの滞留時間に関連付けられる。

【0011】

エレクトロニクスサブシステム６００は、映像信号源（図示せず）から映像信号６０１を受信する。映像信号６０１は、表示装置４９９に投影されて表示されるべき映像画像に対応する映像画像データを有する。エレクトロニクスサブシステム６００は映像信号６０１を処理し、駆動アレイ５００に処理された映像信号６０２を供給する。

【0012】

光学システム４００は、少なくとも１つのリレー及び照明光源３００と、少なくとも１つの投影光学系部分２００と、少なくとも１つの光源３０１とを有する。光源３０１からの光は、少なくとも１つのリレー光学的部分３００を透過する。リレー光学的部分３００からの光は、ＳＬＭアレイ５００の光反射要素５０２に投影される。

【0013】

本発明の実施形態にしたがって、映像信号６０１が、種々の適切な映像信号源の少なくとも１つにより供給される。複数の実施形態のために用いられる適切な映像信号源は多過ぎて全部を挙げることができない。しかしながら、一部の実施例として、幾つか例を挙げると、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）システム、セットトップボックス、包装用映像源、インターネット映像源、ケーブルテレビ映像源、衛星放送映像源、無線及び電話源等を有するが、それらに限定されるものではない。本発明の実施形態はデジタル映像中間システムを有し、映像源は映画、テレシネ、映像マスター等を有する。

【0014】

映像信号源に拘わらず、本発明の実施形態のための適切な映像信号は、特に、アナログ映像信号、デジタル映像信号、コンポーネント映像信号及びコンポジット映像信号を有する。適切な信号フォーマットは、特に、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）フォーマット、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｅ Ｌｉｎｅｓ）フォーマット及びＰＡＬ ｐｌｕｓ ｆｏｒｍａｔを有する。表示されるべき画像の画素に対応する画素値を与える何れの映像フォーマットは本発明の複数の実施形態で用いるために適切である。

【0015】

図２は、本発明の実施形態にしたがった図１に示すエレクトロニクスサブシステム６００の機能ブロックを示している。エレクトロニクスサブシステム６００は映像信号６０１を受信するための受信器６１０を有する。受信器６１０は映像処理ユニット６４０に結合している。映像処理ユニット６４０はＳＬＭアレイドライバ６９０に結合している。

【0016】

本発明の実施形態にしたがって、受信器６１０は入力において映像信号を受信する。本発明の例示としての実施形態においては、受信器６１０は映像信号６０１を復号化し、従来の映像信号受信及び復号化技術にしたがって、映像信号６０１のアナログからデジタルへの（Ａ／Ｄ）変換、輝度−クロミナンス分離（Ｙ／Ｃ分離）及びクロミナンス変調を実行する。

【0017】

本発明の実施形態にしたがって、映像処理ユニット６４０は、映像処理機能、例えば、従来技術にしたがって映像信号６０１の順次走査変換及び再サンプリングを更に与える。映像処理ユニット６４０はＳＬＭ装置ドライバ６９０に結合されている。ＳＬＭ装置ドライバ６９０は、ＳＬＭアレイ５００の駆動要素５０３に駆動信号を供給する。本発明の実施形態にしたがって、映像処理器は、映像信号６０１にしたがって、光を変調するように、アレイ５００の駆動要素５０３におけるドライバ６９０で用いられる改善されたクロミナンス（２Ｃ）及び輝度（２Ｙ）信号を供給する。

【0018】

映像処理ユニット６４０は画素群生成器６８０に結合された画素フィルタ３２０を有する。本発明の一実施形態においては、画素群生成器６８０は、所謂、“平滑画素”処理技術のための画素群を与える従来の装置である。本発明の一実施形態にしたがって、画素フィルタ３２０は、ここで説明する本発明の複数の実施形態にしたがって、画素処理機能を実施するように、映像処理ユニット６４０の処理器をプログラムすることにより実施される。本発明の他の実施形態は、ハードウェアにおいて画素フィルタ３２０の一部の機能を実施する一方、他の機能は、それらの他の機能を実行するためにプログラムされた処理器により実施される。しかしながら、当業者は、この実施形態を読むときに容易に理解することができるため、非常に多様なハードウェア及びソフトウェアの組み合わせで適切に本発明を実施することができる。それ故、本発明の画素フィルタは、１つの特定のハードウェア及び処理器構成に限定されない。

【0019】

本発明の一実施形態にしたがって、受信器部６１０は、映像信号６０１に基づいて画素フィルタ３２０に輝度（Ｙ）信号６２０を供給する。本発明の一実施形態にしたがって、受信器部６１０は、映像信号６０１に基づいて画素フィルタ３２０にクロミナンス（Ｃ）信号６４９を供給する。

【0020】

本発明の一部の実施形態においては、映像信号処理器６４０は、例えば、色空間変換、ガンマ補正除去、誤差拡散、オンスクリーン表示能力、赤色、緑色及び青色（ＲＧＢ）入力受信能力及びユーザ操作可能画像制御を有する更なる処理機能を与える。本発明の一実施形態においては、ドライバ６９０はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を有する。

【0021】

本発明の一実施形態においては、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）６９０は、映像信号処理器６４０からＲＧＢ映像信号を受信し、ＰＷＭ制御機能、画像再構成、ビットプレーン変換及び少なくともＲＧＢ映像信号の一部に基づくＤＭＤ駆動信号機能を制御する。本発明の実施形態にしたがって、システム６００は、エレクトロニクスサブシステム６００のためのメモリ６２２並びにタイミング及び制御回路６２１を更に有する。

【0022】

当業者が容易に理解することができるであろうように、処理器は、多様な構成及び性能でシステムに組み込まれることができる。ここで説明する本発明の回路、システム及び方法を実施する何れの処理器構成は本発明の範囲内にある。

【0023】

図３は、本発明の実施形態を示すブロック図である。表示スクリーン４９９は、画素のマトリクス４５０を有する画像を表示するようにＳＬＭアレイ５００に対して配置されている。マトリクス４５０は、少なくとも第１画素群４１０及び第２画素群４３０を有する（図４にも示している）。本発明の他の実施形態にしたがって、マトリクス４５０は２つ以上の画素群を有する。本発明の実施形態にしたがって、マトリクス４５０を構成する画素数は、第１及び第２画素群４１０及び４３０を与えるために用いられるＳＬＭアレイ５００の要素５０２の数より多い。

【0024】

図３に示しているように、光源３０１からの光はリレー光学系サブシステム３００を透過する。本発明の実施形態においては、光学系サブシステム３００は色付きの光を供給するための手段を有する。本発明の一実施形態にしたがって、光学系サブシステム３００は、赤色、緑色及び青色光を代わるがわる生成するカラーホイールを有する。本発明の代替の実施形態にしたがって、光源３０１は、赤色光源、緑色光源及び青色光源を有する。色付き光はアレイ５００に投影され、アレイ５００から反射される。アレイ５００から反射される光は、投影光学系サブシステム２００を介してディスプレイ４９９に供給される。

【0025】

アレイ５００の要素５０２は、画素データ集合６２０により供給される画素値にしたがって駆動される。マトリクス４５０の各々の画素は入来する画素データ集合６２０の画素値に対応する。画素データ集合６２０は映像信号６０１に基づいて生成される。図３においては、画素データ集合６２０は、文字ＡからＯまでの配列により表される。

【0026】

画素処理器３２０は、画素データ集合６２０の画素値を調整し、調整された画素データ集合６７８を画素群生成器６７５に供給する。図３においては、調整された画素データ集合６７８は、文字Ａ′からＯ′までの文字の配列により表される。画素群生成器６７５は、調整された画素データ集合６７８を第１及び第２画素データ群（６７９及び６８０）に分離する。本発明の一実施形態においては、画素群生成器６７５は、“平滑画素”処理技術のような既知の画素処理技術にしたがって処理する。平滑画素処理にしたがって、入力画素データ集合、例えば６２０は、第１及び第２画素データ群に分離される。第１及び第２画素データ群は表示マトリクスを有する第１及び第２画素群を備えている。

【0027】

しかしながら、従来の画素処理技術は画素フィルタ３２０を有さず、又は、従来のシステムは調整された画素データ集合６７８を画素生成器６７５に供給しない。したがって、本発明にしたがったマトリクス４５０を有する第１及び第２画素群４１０及び４３０は、従来の平滑画素処理技術に対して著しい有利点を備えている。

【0028】

図４は、画素データ集合６２０、調整された画素データ集合６７８，画素データ群６７９及び６８０、画素群４２０及び４３０、並びに本発明の実施形態にしたがって画素マトリクス４０の間の関係を示している。図４に示すように、第１画素群４２０は、隣接画素４１２の行数ｈ及び列数ｃとを有する。便宜上、単一指示器４１２は群４１０の個々の画素を表す。第２画素群４３０は隣接する個々の画素４３２の行数ｈ及び列数ｃを有する。

【0029】

画素群４１０及び４３０は、互いから、例えば、距離ｄだけ離れて現れるように、表示スクリーン４９９に投影される。本発明の一実施形態においては、画素群４１０及び４３０は、表示スクリーン４９９表面についての面の実質的にＸ方向において互いから離れている。

【0030】

本発明の一実施形態においては、第２画素群４３０は、単一画素の高さの約半分に等しい距離だけ第１画素群４１０から離され表示される。それ故、結果として得られる画素マトリクス４５０は重なり合った画素を有する。換言すれば、第１画素群４１０からの個々の画素は第２画素群４３０からの個々の画素と重なり合う。

【0031】

本発明の一実施形態においては、ＳＬＭ要素５０２は菱形形状の要素を有する。それ故、マトリクス４５０の画素は実質的に菱形形状の画素を有する（図４に示す実施例）。しかしながら、他の画素形状、例えば、四角形の画素が知られていて、それは本発明の一部のアプリケーションに対して適切である。

【0032】

図３は、画素群４１０及び４３０について間隔を与えるための従来の手段の一実施例としての光学要素２１０を示している。光学要素２１０は、第１角度φ１でスクリーン４９９に画素集合４１０及び４３０の一を反射する。光学要素２１０は、続いて、第２角度φ２で他の画素集合を投影する。この技術は、ＳＬＭ装置５００における利用可能な要素５０２の数より多い表示画素を有するマトリクス４５０を与える有利点を有する。本発明の一実施形態においては、マトリクス４５０を構成する画素数は、ＳＬＭ装置５００の利用可能なマイクロミラー５０２の数の約２倍である。

【0033】

しかしながら、上記の技術は重なり合った画素を得る。重なり合った画素の各々からの光は結合する。それ故、所定の画素についての表示される輝度は、ときどき、画素データ集合６２０において与えられる輝度値に一致することができない。一部の場合には、重なり合った画素の表示輝度は意図された輝度より高い。他の場合には、重なり合った画素の表示輝度は意図された輝度より低い。

【0034】

本発明の実施形態にしたがって、画素データ集合６２０が画素フィルタ３２０に供給される。フィルタ３２０は修正画素データ集合を備えている。画素データ群６７９及び６８０は修正画素データ集合６７８から生成される。画素データ群６７９及び６８０の画素の画素値は、画素群４１０及び４３０のそれぞれを生成するように用いられる。表示される結合された画素群４１０及び４３０はマトリクス４５０を構成する。

【0035】

本発明の実施形態においては、画素フィルタ３２０は、次の図のように表される調整された例示としてのデータ集合６７８を備えている。

【0036】

Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′Ｅ′
Ｆ′Ｇ′Ｈ′Ｉ′Ｊ′
Ｋ′Ｌ′Ｍ′Ｎ′Ｏ′
第１画素データ群６７９は、Ａ′、Ｃ′、Ｅ′、Ｇ′、Ｉ′、Ｋ′、Ｍ′、Ｏ′でラベル付けされた画素データを有する。第２画素データ６８０は、Ｂ′、Ｄ′、Ｆ′、Ｈ′、Ｊ′、Ｌ′、Ｎ′でラベル付けされた画素データを有する。画素群４１０及び４３０は画素データ群６７９及び６８０のそれぞれに基づいて生成される。マトリクス４１０は第１画素群４１０及び第２画素群４３０を有する。

【0037】

マトリクス４５０の図から分かるように、第１画素群４１０からの画素は少なくとも一部が第２画素群４３０の画素と重なり合い、又はその逆のように重なり合う。例えば、第１画素群４１０におけるＧ画素位置は第２画素群４３０からのＢ、Ｆ、Ｌ及びＨ画素位置により重なり合わされる。このような重なり合いは、マトリクス４１０で表される画像の強度の歪みをもたらす。

【0038】

本発明の実施形態にしたがって、重なり合いによりもたらされる画素強度の歪みは、図３、５及び７に示している画像改善フィルタ構成３２０により低減される。

【0039】

図５は、本発明の実施形態にしたがった画素フィルタ３２０の実施形態を示している。画素フィルタ３２０は、次の図に示すアレイｈにしたがって、画素データ集合６２０のそれぞれの画素において動作する少なくとも１つの二次元フィルタを有し、
−α
−α β −α
−α
ここで、βは、強度歪みが取り除かれるようになっている画素データ集合６２０の画素に関連する変倍率であり、αは、強度歪みが取り除かれるようになっている画素データ集合６２０の画素と重なり合う画素についての変倍率である。

【0040】

特に、フィルタ３２０は、マトリクス４５０におけるそれぞれの画素と重なり合う画素の強度寄与を補償するには十分な量だけ、データ集合６２０のそれぞれの画素の強度値Ｉを調整する。例えば、図４においては、画素データ集合６２０の画素Ｇの強度（Ｉ_Ｇ）は、表示マトリクス４５０における画素Ｂ（Ｉ_Ｂ）、Ｆ（Ｉ_Ｆ）、Ｌ（Ｉ_Ｌ）お及びＨ（Ｉ_Ｈ）と重なり合わせることによりもたらされる強度歪みが低減されるように、ある量（β）だけスケーリングされる。本発明の実施形態においては、次に示す関係にしたがった調整された画素Ｇ′は強度値Ｉ_Ｇ′を有する。

【0041】

Ｉ_Ｇ′＝β（Ｉ_Ｇ）−α（Ｉ_Ｈ＋Ｉ_Ｌ＋Ｉ_Ｂ＋Ｉ_Ｆ） （１）
ここで、βは、強度歪みが取り除かれるようになっている画素Ｇに関連する変倍率であり、αは、強度歪みが取り除かれるようになっている重なり合う画素に関連する変倍率である。

【0042】

本発明の実施形態にしたがって、βとαとの間の関係は、β＝１＋４αで与えられる。この関係はＤＣ利得１を与える。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の一実施形態においては、αは約＋１／８であり、βは約３／２である。それらの例示としての変倍率を選択することにより、本発明の一部の実施形態において、ＤＣ利得１を与える一方、歪みを補償することが認識された。

【0043】

上記の実施例にしたがって、例示としてのデータ集合６２０についての画素データ及び調整されたデータ集合６７８は、次のように表される。

【0044】

Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′Ｅ′
Ｆ Ｇ Ｈ Ｉ Ｊ → Ｆ′Ｇ′Ｈ′Ｉ′Ｊ′
Ｋ Ｌ Ｍ Ｎ Ｏ Ｋ′Ｌ′Ｍ′Ｎ′Ｏ′
図５は、図３に示す３つの同じフィルタ３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃの一を表す例示としてのフィルタ構成３２０を示すブロック図である。フィルタ３２０は、成分映像信号６２０のそれぞれ赤色、緑色及び青色成分において各々の画素について上記の式（１）で示された関係を実施する。便宜上、１つのフィルタ３２０の動作が、例示としての画素Ｇに関して示される。図４に示すような画素群４１０及び４３０の重なり合わせは、ここでは、説明のための実施例とみなされるものである。しかしながら、入来する画素集合６２０を構成する画素の各々は、画素を重なり合わすことによりもたらされる強度歪みを除去するように同じ方法で処理するために適切であることが理解できる。

【0045】

図５を参照するに、本発明の実施形態にしたがった画素フィルタ３２０が示されている。画素フィルタ３２０は遅延回路６４６を有する。遅延回路６４６は画素データ集合６２０の画素データを受信する。遅延回路６４６は、複数の画素についての画素データを実質的に同時に供給するように、受信画素データを遅延させる。図５に示している実施例においては、遅延回路６４６は、加算器６４８に画素Ｈ、Ｌ、Ｆ及びＢに（マトリクス４５０において重なり合う例示としての画素Ｇ）ついての画素データを供給する。同時に、遅延回路６４６は、第２スケーラ６５２に例示としての画素Ｇについてのデータを供給する。加算器６４８は、第１スケーラ６５１に画素Ｈ、Ｌ、Ｆ及びＢについての画素値の和を表す出力を供給する。第１スケーラ６５１は、変倍された出力を与えるようにその出力に変倍率αを適用する。第２スケーラ６５２は、変倍された出力を与えるようにその入力に変倍率βを適用する。スケーラ６５１及び６５２の変倍された出力は減算器６５３により結合される。減算器６５３の差分出力は例示としての画素Ｇについての調整された値Ｇ′を表す。本発明の実施形態にしたがって、減算器６５３の差分出力はリミッタに任意に供給される。その場合、リミッタ６５４により供給される連続出力値は調整された画素データ集合６７８を有する。

【0046】

本発明の一実施形態にしたがって、第１スケーラ６５１についての変倍率は、第１調整器６５５により与えられる調整係数Ｘにより調整可能である。本発明の一実施形態にしたがって、第２スケーラ６５２についての変倍率は、第２調整器６５７により与えられる調整係数Ｙにより調整可能である。

【0047】

図６は、調整可能な変倍率を有する画素フィルタ３２０の実施形態を実施するための画素フィルタ制御回路７００を示している。フィルタ制御回路７００はルックアップテーブル１５０を有する。ルックアップテーブル１５０は、Ｘ１５４及びＹ１５６についての調整係数の複数の選択可能なＸＹの対を記憶する。そのルックアップテーブルの各々のＸＹの対は、ルックアップテーブル１５０のフィルタ制御設定１５２の一に対応する。図６に示す実施例においては、例えば、０乃至７の８個の有効なフィルタ制御設定が与えられている。スカラーの調整係数Ｘ及びＹを選択するように、８個の制御設定の一を表すフィルタ制御信号がテーブル１５０のフィルタ制御入力６８８に供給される。入力６８８により選択されるフィルタ制御設定に対応するＸＹの値の対が、第１及び第２調整器６５５及び６５７に調整係数Ｘ及びＹを供給する。そのように、ルックアップテーブル１５０はスケーラ６５１及び６５２についての調整可能な変倍率を備えている。

【0048】

本発明の一実施形態においては、ルックアップテーブル１５０のＸ値及びＹ値は、変倍率α及びβの調整を可能にしながら、変倍率α及びβ間の所定の関係を維持する。本発明の一実施形態においては、α及びβ間の所定の関係は、次式により与えられる利得１の関係である。

【0049】

β＝１＋α
図７は、図６に示すフィルタの一実施形態の更に詳細な図である。画素データ集合６２０を表す映像信号が全ライン遅延レジスタ８０３及び８０５に供給される。ライン遅延レジスタ８０３及び８０５は、本発明の一実施形態にしたがって表示された映像の全ラインにより映像信号を遅延する。この実施例のために、遅延レジスタ８０３及び８０５の遅延は、下の実施例により示される原理にしたがって選択される。例えば、画素Ｍについてのデータが入力６２０に供給されるとき、ライン遅延レジスタ８０５の出力及びライン遅延レジスタ８０３の出力はＣである。図７に示すように、ライン遅延レジスタ８０５、８０３の出力及びオリジナルの映像入力信号、例えば、Ｍは、遅延レジスタ８０７、８０９及び８００の第２バンクにそれぞれ結合される。遅延レジスタ８０３及び８００の出力は加算器８１２により加算される。加算器８１２の出力は加算器８２３の第１入力に供給される。

【0050】

加算器への第２入力８２３は次のように供給される。遅延要素８０９の出力は加算器８１１に供給される。遅延要素８１１の出力は加算器８１３の１つの入力に供給される。加算器８１３の他の入力は遅延要素８０７の出力により供給される。加算器８１３の和出力は加算器８２３への第２入力に結合される。

【0051】

上記実施例にしたがって、和Ｈ＋Ｌ＋Ｂ＋Ｆが供給される。画素Ｈ、Ｌ、Ｂ及びＦは、図１のマトリクス４５０における画素Ｇと重なり合う画素である。この和は、画素Ｇと重なり合う画素の各々についての画素強度値の和を表す。和Ｈ＋Ｌ＋Ｂ＋Ｆは、それ故、変倍率αにより変倍される。変倍は、次のような本発明の一実施形態において実施される。和Ｈ＋Ｌ＋Ｂ＋Ｆは乗算器８１４に供給される。乗算器８１４は、乗算器の入力６５５で示されている第１乗算器Ｘにしたがって和Ｈ＋Ｌ＋Ｂ＋Ｆを乗算する。乗算器６５５の出力は除算器６５１に供給される。図７に示す実施形態においては、除算器６５１は出力又は入力６５５を３２で除算する。それ故、加算器８２３からの和（Ｈ＋Ｌ＋Ｂ＋Ｆ）出力は係数ｘ／３２だけ変倍され、ここで、３２は定数であり、ｘ／３２は変倍率αを有する。例えば、図７において、ｘ＝４である場合、α＝４／３２即ち１／８である。したがって、上記の実施例における画素についての変倍された和は（１／８）（Ｈ＋Ｌ＋Ｂ＋Ｆ）である。

【0052】

同様に、第２変倍率βは、乗算器８０４にデータ値Ｇを供給することにより画素データ値Ｇに適用される。乗算器８０４の出力は１／８除算器６５２に供給される。それ故、Ｇは変倍率βを有する係数ｙ／８だけ変倍される。減算器８１７は、変倍された画素強度データ値β（Ｇ）と重なり合う画素の強度値の変倍された和、即ち、（α）（Ｈ＋Ｌ＋Ｂ＋Ｆ）との間の差を表す出力を与える。

【0053】

本発明の一実施形態においては、除算器８１７の出力はリミッタ６５４に供給される。リミッタ６５４は、画素強度値の範囲内に減算器８１７により与えられる差分値を維持する。本発明の実施形態にしたがって、種々の付加遅延レジスタ、例えば、８１９が、回路設定時間を可能にするように、図７のフィルタ回路に備えられている。

【0054】

利得１の関係以外のβとαの間の種々の他の関係が可能であることを当業者は理解することができるであろう。テーブル６００は、広範な種々の関係を実施するために適切である。それらの他の関係は、テーブル６００におけるｘｙの対の適切な値を減算することにより容易に達成されることができる。有利であることに、それらの対は、特定の関係がそのテーブルにおけるｘ及びｙの対の全ての値についてのβとαとの間で維持されるようにカスタマイズされることが可能である。

【0055】

本発明の一実施形態にしたがって、ルックアップテーブル１５０は、メモリ（図示せず）、例えば、半導体メモリにおいて実施される。その場合、メモリはｘ及びｙの値を記憶する。メモリは、図７のフィルタ６４５の入力ｘ（６５５で示している）及びｙ（６５７で示している）のそれぞれに結合されたｘ及びｙの出力を有する。ｘ及びｙの８個の対を有するルックアップテーブルの実施形態においては、ｘは、１／３２におけるαの範囲が０乃至７／３２の間でインクリメントされるように選択可能である。同じテーブルについて、ｙは、βが１／８のインクリメントにおいて１乃至１５／８の範囲内にあるように選択可能である。

【0056】

当業者は、上記のフィルタがソフトウェア、ハードウェア及び／又はファームウェアの種々の組み合わせで実施可能であることを容易に理解することができるであろう。本発明の一実施形態にしたがって、ルックアップテーブルは電子メモリに記憶される。例えば、データ集合は、ＤＬＰシステムマイクロプロセッサに関連するバスレジスタ、ＲＡＭ又は他のデータ記憶装置に記憶されることが可能である。また、本発明は、メモリの種類に関して限定されず、そのような値を記憶するために他の適切な方法が存在する。本発明の一実施形態においては、フィルタ制御値は、ＤＬＰ表示システムを有するユーザ操作可能インターフェースを介してユーザによる選択が可能である。本発明の他の実施形態にしたがって、フィルタ制御値は、ＤＬＰシステムを制御するために備えられているシステムマイクロプロセッサ（図示せず）により自動調整される。

【0057】

更に、図５及び７は本発明にしたがったフィルタの実施形態を表している一方、当業者は、本発明が特定の成分構成に限定されないことを認識することができるであろう。例えば、本発明の実施について、他のフィルタ構成を用いることが可能である。即ち、他のフィルタ構成が、重なり合う画素によりもたらされる強度歪みを少なくとも一部において補償するために画素強度を調整するように画素値における操作のために適切であり得る。更に、本発明の複数の実施形態において、β＝１＋４αを選択することが有利であるが、本発明はそのような値に関して限定的でない。β及びαの値は、本発明の複数の実施形態にしたがった関係及び他の値を有するように選択可能である。

【0058】

また、本発明の実施形態に関し、以下の項目を開示する。

【0059】

（付記１）空間光変調（ＳＬＭ）要素を用いる表示システムにより与えられる画像において歪みを低減するための方法であって：
表示されるべき画像の画素に対応する画素値の集合を与える段階であって、前記集合を有する画素値の数は利用可能なＳＬＭ要素の数より多い、段階；
調整画素値の集合を与えるように前記画素値の少なくとも幾つかを調整する段階；
前記の調整画素値の集合から少なくとも第１画素集合及び第２画素集合を生成する段階；並びに
前記第１画素集合及び前記第２画素集合を有する画素のマトリクスとして前記画像を表示する段階であって、前記マトリクスの画素の数は前記ＳＬＭ要素の数より多く、そして前記第１画素集合の画素の少なくとも１つは前記第２画素集合の画素の少なくとも１つと重なり合う、段階；
を有する方法であり、
前記調整する段階は、前記マトリクスの重なり合った画素のための画像歪みを補償するように前記画素値の集合の画素値を調整することにより実行される；
方法。

【0060】

（付記２）付記１に記載の方法であって、前記画素値の集合は輝度値を有する、方法。

【0061】

（付記３）付記１に記載の方法であって、前記画素値の集合はクロミナンス値を有する、方法。

【0062】

（付記４）付記１に記載の方法であって、前記調整段階は、第１変倍率βにしたがって前記画素値の集合のそれぞれの画素値を変倍する段階を有する、方法。

【0063】

（付記５）付記４に記載の方法であって、前記調整段階は、前記それぞれの画素値を重なり合わせる画素値の和を得る段階と、第２変倍率αにより前記和を変倍する段階とを更に有する、方法。

【0064】

（付記６）付記４に記載の方法であって、前記第１変倍率は調整可能である、方法。

【0065】

（付記７）付記５に記載の方法であって、前記第２変倍率は調整可能である、方法。

【0066】

（付記８）付記５に記載の方法であって、前記第１変倍率及び前記第２変倍率は式β＝１＋４αにしたがって関連付けられている、方法。

【0067】

（付記９）映像画像を表示するように空間光変調（ＳＬＭ）要素のアレイを用いるシステムであって：
表示されるべき画像の画素に対応する画素値の少なくとも１つの集合を有する映像画像データ源であって、前記少なくとも１つの集合における画素値の数は前記アレイを有するＳＬＭ要素の数より多い、映像画像データ源；
前記の画素の少なくとも１つの集合を受信するように前記映像画像データ源に結合されたフィルタであって、該フィルタは調整された画素値の集合を与えるように前記少なくとも１つの集合において少なくとも１つの画素値を調整する、フィルタ；並びに
前記調整された画素値の集合を受信するように前記フィルタに結合された画素群生成器であって、該画素群生成器は、前記調整された画素値に基づいて、少なくとも第１画素群及び第２画素群を与える、画素群生成器；
を有するシステムであり、
前記ＳＬＭ要素は、前記第１画素群及び前記第２画素群を有する画素のマトリクスとして前記画像を表示するように前記画素群生成器と協働し、前記マトリクスにおいて前記第１画素群の画素の少なくとも１つは前記第２画素群の画素の少なくとも１つと重なり合い；
前記フィルタは、前記重なり合った画素による画像歪みを補償するように重なり合った画素の画素値を調整する；
システム。

【0068】

（付記１０）付記９に記載のシステムであって、前記フィルタは、第１及び第２変倍率にしたがって、画素値を変倍するために、少なくとも１つの第１及び第２スケーラを有する、システム。

【0069】

（付記１１）付記１０に記載のシステムであって、前記第１及び第２変倍率は調整可能である、システム。

【0070】

（付記１２）付記９に記載のシステムであって、前記画素は菱形形状の画素を有する、システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】