JPH09120267A - ディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改善されたピークホワイト性能特性を有する
イメージングシステムに基づいた空間光変調器を得る。 【解決手段】 飽和ピクセル近辺のピクセルへ光を加え
ることにより空間光変調器７４の見かけ上のダイナミッ
クレンジが増大する。飽和ピクセル近辺のピクセルがよ
り明るく見える見かけ上のブルーム効果が生成されて、
例えば、湖の表面から反射する日光にさらにきらめき、
すなわちハイライトが与えられる。図表や方程式を利用
してピクセル輝度が近隣ピクセルに対して増加される程
度が決定される。ピクセルが飽和ピクセルに近いほど、
また特定ピクセルの飽和が著しいほど、近隣ピクセルに
対する輝度は増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般的に空間光変調
器を含むイメージングシステムに関し、特に、空間光変
調器イメージングシステムのピークホワイト性能を改善
してイメージハイライトを高める方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】空間光変調器（ＳＬＭ）は光情報処理、
投射ディスプレイ、ビデオおよびグラフィックモニタ、
テレビジョン、および電子写真印刷の分野で非常に沢山
応用されている。ＳＬＭは入射光を空間パターンで変調
して電気もしくは光入力に対応する光像を形成するデバ
イスである。入射光はその位相、強度、分極、もしくは
方向を変調することができる。光変調はさまざまな電子
光学もしくは磁気光学効果を発揮するさまざまな材料、
および表面変形により光を変調する材料により達成する
ことができる。

【０００３】ＳＬＭは代表的にはアドレス可能な画素
（ピクセル）エリアもしくは線形アレイにより構成され
ている。ソースピクセルデータが、通常ＳＬＭの外部に
ある、関連する制御回路により最初にフォーマット化さ
れ、次に１度につき１フレームづつピクセルアレイへロ
ードされる。このピクセルデータは、頂部から底部へ１
度につき１ピクセルラインづつ逐次に書き込み、頂部か
ら底部へ奇数行等の１行おきのピクセルラインを逐次ア
ドレスすることによりインターリーブし、次に偶数ピク
セルラインをアドレスするために戻る、ようなさまざま
なアルゴリズムを使用してピクセルアレイへ書き込むこ
とができる。陰極線管（ＣＲＴ）の場合、このデータ書
込技術はラスター化として知られており、高電力電子銃
が蛍光画面のピクセル素子を左から右へ１度につき１ラ
インづつ走査する。これらのピクセルアドレス書込方式
は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）にも同等に応用すること
ができる。

【０００４】テキサス州ダラスのテキサスインスツルメ
ンツ社で最近デジタルミラーデバイス、可変形ミラーデ
バイス（統括的にＤＭＤ）が考案されている。ＤＭＤは
真にデジタルイメージングデバイスであり集積回路で解
決できる点で革命的である。ＤＭＤはディスプレイ、プ
ロジェクタおよびハードコピープリンタで使用するのに
適した電子／機械／光学ＳＬＭである。ＤＭＤはモノリ
シックシングルチップ集積回路ＳＬＭであり、中心間１
７ミクロンの１６ミクロン方形可動マイクロミラーの高
密度アレイにより構成されている。これらのミラーは代
表的にはＳＲＡＭセルおよびアドレス電極を含むアドレ
ス回路上に製作される。各ミラーがＤＭＤアレイの１ピ
クセルを形成し単安定、もしくは双安定とすることがで
きる、すなわち、２つの位置の一方で安定であり、ミラ
ーアレイへ向けられる光源は２つの方向の一方へ反射さ
れる。１つの安定な“オン”ミラー位置において、その
ミラーへの入射光はプロジェクタレンズへ反射されディ
スプレイ画面やプリンタの感光素子上へ焦点が合わせら
れる。他方の“オフ”ミラー位置において、ミラーへ向
けられた光は光アブゾーバへ偏向される。アレイの各ミ
ラーは入射光をプロジェクタレンズもしくは光アブゾー
バへ向けるように個別に制御される。プロジェクタレン
ズは究極的にピクセルミラーからの変調光をディスプレ
イ画面上に焦点を合わせて拡大しディスプレイの場合に
は画像を生じる。ＤＭＤアレイの各ピクセルミラーが
“オン”位置にある場合には、ディスプレイされる画像
は明るいピクセルのアレイとなる。

【０００５】ＤＭＤデバイスの詳細な検討と使用方法に
ついては、本発明と同じ譲受人が譲り受けその教示する
ところが参照としてここに組み入れられているＨｏｒｎ
ｂｅｃｋの米国特許第５，０６１，０４９号“空間光変
調器および変調方法”；ＤｅＭｏｎｄ等の米国特許第
５，０７９，５４４号“標準独立デジタル化ビデオシス
テム”；およびＮｅｌｓｏｎの米国特許第５，１０５，
３６９号“プリンティングシステム露光モジュールアラ
イメント方法および製作装置”を相互参照されたい。画
像を形成するピクセルの濃度階調は米国特許第５，２７
８，６５２号“パルス幅変調ディスプレイシステムに使
用するＤＭＤアーキテクチュアおよびタイミング”等に
記載されたミラーのパルス幅変調技術により達成され、
この発明は本発明と同じ譲受人が譲り受けその教示する
ところは参照としてここに組み入れられている。

【０００６】陰極線管（ＣＲＴ）はフェイスプレートの
内側の発光蛍光材料コーティングを高エネルギ電子ビー
ムで励起することにより光を発生する。電子ビーム密度
を変調して各ピクセル位置において放出される光の量が
制御される。さらに光を所望する場合には、制御格子対
カソード電位を高めることにより電子ビーム密度が増加
される。電子ビームの密度が高いと蛍光体内のより多く
の電子が高エネルギ状態へ励起されて、より多くの光を
発生する。２次的効果として蛍光体からの２次電子放射
および蛍光体内の拡散電流の増加により電子ビームによ
り生じるスポットサイズが非線形的に増大する、すなわ
ち、輝く。

【０００７】ＣＲＴはオーバドライブされて蛍光体を燃
焼させる点までピークホワイトレベルを生じ、シャドウ
マスクを過熱し、利用できる陰極電子雲を激減させ、あ
るいは電子ビーム電源の電流を制限することがある。電
源回路およびＣＲＴ投射ＴＶセットは平均ビーム電流を
制限してＣＲＴを保護するように設計されているが、Ｃ
ＲＴは小面積の特徴についてオーバドライブされること
がある。そのためダイナミックレンジが引き上げられて
湖の表面から反射する日光のような一層きらめく、すな
わち強調されるようなことがある。

【０００８】一般的に空間光変調器の１つの技術的制約
は飽和、すなわち、ダイナミックレンジの頂点を越えて
ピクセルを駆動できないことである。システムの利得を
適切に調整すると、１００ＩＲＥの入力信号によりピク
セルは完全にターンオンされ、さらに光を発生するので
はなく１００ＩＲＥよりも高いピークホワイトハイライ
ト値で飽和する。システム利得を低減してピークホワイ
トに余裕を与えると平均輝度が犠牲とされ、デジタル空
間光変調器ディスプレイシステムに一層コンツーリング
を生じることがある。空間光変調器のピクセルはＬＣＤ
ディスプレイの場合には固定光源からの光しか通過もし
くは反射させることができず、ＤＭＤの場合には入射光
しか反射させることができない。ピクセルが完全に“オ
ン”であれば、透過できる最大光はピクセルへの入射光
であるためそれは入射と同様に明るい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】空間光変調器イメージ
ングシステムのピークホワイト性能特性を改善してイメ
ージハイライトを高めることが望ましい。好ましくは、
ピクセルのダイナミックレンジの引き上げをシミュレー
トするためにＣＲＴディスプレイにより発生することが
あるブルーム効果をシミュレートすることが望ましい。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は近隣ピクセルが
飽和もしくはそれに近い全てのピクセルへ光を付加して
空間光変調器イメージングシステムとしての技術的利点
を達成するものである。飽和ピクセルに対するピクセル
振幅の非線形関数を使用して近隣ピクセルへどれだけの
光を付加もしくは除去すべきかが決定される。２次元非
線形濾波プロセスにより空間光変調器を使用して表示さ
れる画像のイメージハイライトに対する見かけ上のブル
ーム効果が生じる。画像のハイライトはそれを大きくす
ることにより明るく見えるようになる。これにより湖の
表面から反射する日光のような画像に一層きらめきすな
わちハイライトが与えられる。

【００１１】本発明は光を発生する光源を含むディスプ
レイシステム、および処理されたデータの関数として光
を変調するピクセルアレイを有する空間光変調器を具備
している。処理回路が入ビデオデータ流を処理して処理
されたデータを供給する。これは最初のピクセルの最初
のデータの値が所定の範囲内にあるかを確認して行われ
る。最初のピクセルの最初のデータの値が所定の範囲を
越える、すなわち飽和している場合には最初のピクセル
に隣接するピクセルのデータの値が調整、好ましくは増
加される。近隣ピクセルに対する値のこの調整は記憶さ
れた調整増分テーブルを参照するか、もしくは隣接ピク
セルに対するデータの値を増加して所定の範囲を越える
各飽和ピクセルについて“ブルーム”効果を生成する一
連の方程式を実行して実施することができる。この処理
回路は観察者にとってはピクセルのダイナミックレンジ
を引き上げて、湖の表面から反射される日光のような画
像に一層きらめき、すなわちハイライトを与えるように
見える。

【００１２】好ましくは、処理回路は入ビデオデータ流
を受信して記憶する入力第１メモリ回路を具備してい
る。出力第２メモリ回路は第１メモリ回路に初期記憶さ
れたピクセルに対する強度値の関数として２次元プロセ
ッサによりロードされＳＬＭにより表示されるデータを
有している。第１メモリ回路内の全ピクセルの強度値が
飽和強度値、すなわち、１００ＩＲＥよりも低ければ、
データはそのまま第１メモリ回路から第２メモリ回路へ
書き込まれる。しかしながら、第１メモリ回路に記憶さ
れたピクセルに対するいずれかの強度値がピクセルのダ
イナミックレンジを越える値を表している場合には、こ
れらのピクセルは飽和されており、第２メモリ回路へ書
き込まれているピクセルに対する強度値は２次元プロセ
ッサが使用するテーブル、すなわち方程式セットの関数
として第１メモリ回路内のデータから引き出される。飽
和ピクセルに関するピクセル値が増加されて飽和ピクセ
ルに関するブルーム効果が生成される。

【００１３】実施例では、２次元フィルタプロセッサは
ダイナミックレンジを越えたハイライトのパーセンテー
ジ、すなわち５％もしくは１０％、を示すために保存さ
れるいくつかのデジタルコードをダイナミックレンジの
頂部に有するＡ／Ｄコンバータを含んでいる。例えば、
８ビットＡ／Ｄコンバータに対して、入信号がアナログ
−デジタルコンバータのダイナミックレンジを５％越え
たことを表すために２５４の２進値が保存される。ピク
セル値がダイナミックレンジを１０％越えることを表す
のに２５５の２進値が保存される。レベルコンパレータ
回路およびＲＯＭを使用して入力信号がＡ／Ｄコンバー
タのダイナミックレンジを越える時にこれらの値を確立
することができる。これらの値はＭＵＸにより加算され
第１メモリ回路へロードされプロセッサにより処理され
る。Ａ／Ｄコンバータのダイナミックレンジが７．５Ｉ
ＲＥおよび１００ＩＲＥ間の入力信号に対応するように
調整され、２５３のデジタル値が１００ＩＲＥに対応す
る場合、１０５ＩＲＥの信号をレベルコンバータおよび
ＲＯＭにより符号化して２５４の値を与え、１１０ＩＲ
Ｅの信号により２５５の値を与えることができる。第１
メモリ回路のこれらの値は復号されプロセッサにより使
用されて特定の近隣ピクセルへ付加される光の量、およ
び拡散プロセスがどれだけ伝播するかが決定される、す
なわちピクセルへ付加されるエネルギ量もそのピクセル
の特定の飽和ピクセルからの距離の関数となる。修正さ
れた値が第２メモリ回路に記憶される。ハイライトのサ
イズは数ピクセルしか増大しないためこの処理は大きな
明るい面積にほとんど影響を及ぼさないかもしれない
が、数ピクセルの開始スパンを有する小面積ハイライト
に対しては、見かけ上の輝度の増加は相当なものとな
る。

【００１４】好ましくは、入力第１メモリ回路は入ビデ
オデータ流を５ラインまで記憶して、完全な１フレーム
のビデオデータを記憶している、出力第２メモリ回路へ
書き込まれるピクセルの値を計算する時にプラスもしく
はマイナス２ピクセルの垂直範囲を許す必要がある。第
１入力メモリ回路からのピクセル値は処理され、拡散さ
れて出力メモリ回路内の適切なピクセル位置へ（制限付
きで）増分される。よりメモリ集約性の低い方法は現在
ライン上の前の近隣ピクセル値および前のライン上の近
隣ピクセル値を繰り返し処理して新しいピクセル値を発
生することである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１を参照して、一般的に１０で
標準ＮＴＳＣビデオ信号を示す。信号１０は水平同期期
間Ｈにより分離された水平同期パルス１２を有してい
る。ゼロキャリアレベルを１４で示し、同期パルス１２
の最大振幅はキャリアの１００％である。帰線消去レベ
ルは１６で破線で示され０ＩＲＥである。帰線消去基準
レベルは１８で破線で示され、７．５ＩＲＥである。基
準ホワイトレベルは２０で破線で示され、この信号はキ
ャリアの１２．５％であり、１００ＩＲＥの基準レベル
を有している。ビデオ信号の輝度部を一般的に２４で示
し、代表的に振幅範囲は７．５ＩＲＥと１００ＩＲＥの
間であるが、ビデオのハイライトに対しては１００ＩＲ
Ｅを越えることがある。１００ＩＲＥレベルはＳＬＭに
基づくイメージングシステムの飽和を表す。したがっ
て、代表的に入力Ａ／Ｄコンバータは７．５ＩＲＥと１
００ＩＲＥの間のアナログ入力信号をデジタルに符号化
するように調整されたダイナミックレンジを有する。こ
れはＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジを表す。

【００１６】時々、ＮＴＳＣ信号の輝度部２４は１００
ＩＲＥを越すことがあり、太陽、レーザー、光、等の画
像がそうである。Ａ／Ｄコンバータはそのダイナミック
レンジの最大限が１００ＩＲＥに調整されているため、
１０５ＩＲＥおよび１１０ＩＲＥのレベルは従来のＳＬ
Ｍベースイメージングシステムでは飽和する。

【００１７】次に図２を参照して、本発明の実施例に従
ったイメージングシステムを一般的に３０で示す。イメ
ージディスプレイシステム３０は図１に示す輝度信号２
４の振幅をデジタルに符号化する一般的に３２で示す入
力回路を含んでいる。７．５ＩＲＥから１００ＩＲＥの
輝度は８ビットＡ／Ｄコンバータ３４により線形に符号
化される。リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）３６がＭＵ
Ｘ回路４０と組み合わされて１００ＩＲＥよりも上の輝
度レベルを非線形に符号化し、Ａ／Ｄ３４の上端の保存
された値を使用してレベルをデジタルに符号化する。１
対のしきい値コンパレータ４２および４４が、ＯＲ論理
ゲート４６と組み合わされて、ＲＯＭ３６の入力を供給
してＭＵＸの一部を選定する選定レベル検出回路を提供
する。

【００１８】７．５ＩＲＥから１００ＩＲＥの範囲を有
する入力線５０へ供給されるアナログＮＴＳＣ信号につ
いて、これらの信号は８ビットＡ／Ｄコンバータに対す
る０から２５３間に対応する２進値を有するように符号
化される。２５４および２５５の最も高い２つの２進値
は線５０上の入力信号が１００ＩＲＥの所定のしきい値
を越えるパーセンテージを示すために保存される。８ビ
ットＡ／Ｄコンバータへ限定する意味合いはなくこの機
能には他のデバイスが適切であることをお判り願いた
い。

【００１９】例えば、線５０上のアナログＮＴＳＣ信号
の大きさが少なくとも１０５ＩＲＥであるが１１０ＩＲ
Ｅよりも小さく、飽和を５％越える信号を表す場合、レ
ベルコンパレータ４２は論理“１”の出力を有する。コ
ンパレータ４２は入力信号を１０５ＩＲＥに示す第１の
しきい値ＴＨ１と比較する。しかしながら、レベルコン
パレータ４４は１１０ＩＲＥの第２のしきい値ＴＨ２と
比較を行い、出力は論理“０”である。レベルコンパレ
ータ４２は出力線５２上へ論理“１”を与え、レベルコ
ンパレータ４４は出力線５４上へ論理“０”を与える。
線５２および５４上へ与えられた２つの出力は２入力Ｒ
ＯＭ３６へ送られて復号される。論理“１”は線５２上
にしか与えられないため、ＲＯＭ３６からＭＵＸ４０へ
２５４の２進出力が与えられる。それぞれ基準しきい値
を有する１個のみ、もしくは３個以上のコンパレータを
他の保存された値と組み合わせて使用して所望により飽
和よりも上の信号レベルを決定することができ、飽和よ
りも上の２つだけのレベルへ限定する意味合いはない。

【００２０】線５０上のアナログＮＴＳＣ入力が少なく
とも１１０ＩＲＥであって、コンパレータ４４の１１０
ＩＲＥしきい値が破られると、コンパレータ４４は線５
４上に論理“１”を与える。線５２および５４を介して
ＲＯＭ３６へ論理“１”が与えられると、２５５の２進
出力がＲＯＭ３６からＭＵＸ４０へ与えられる。コンパ
レータ４２もしくは４４のいずれかがトリップされる
と、線５２および５４を介してこれらいずれかのコンパ
レータから与えられる論理“１”出力によりＯＲ論理ゲ
ート４６は線５６上へ論理“１”を与える。ＭＵＸ４０
のセレクト入力は線５６上のこの論理“１”を認識して
Ａ／Ｄ３４からではなくＲＯＭ３６から２進データを受
け入れる。０から２５５間の２進値を有する復号された
デジタルデータがＭＵＸ４０から線５８を介して入力メ
モリ回路６０へ与えられる。

【００２１】入力線５０上へ与えられるビデオデータ流
は回路３２により逐次デジタル化され非同期的に入力メ
モリ６０へロードされる。入力メモリ６０は少なくとも
５ラインのビデオデータを記憶するのに十分なスペース
を有している。後記するように、２次元ビデオデータプ
ロセッサ６４がメモリ６０内のビデオデータを線６６を
介して読み取り、ビデオデータを処理し、処理されたデ
ータを出力メモリデバイス７０へロードする。メモリ７
０は完全な１フレームのビデオデータを記憶するのに十
分なスペースを有し、それはＮＴＳＣ信号については４
８０ラインｘ６４０コラムである。状態機械に基づくＤ
ＭＤコントローラ７２がメモリ７０からのビデオデータ
へ究極的にアクセスしてこのデータを、従来の技術の節
で参照した特許に教示されているテキサス州ダラスのテ
キサスインスツルメンツ社製ＤＭＤ型ＳＬＭ等の、空間
光変調器７４へ書き込む。メモリ７０内の各メモリ位置
がＤＭＤ ＳＬＭ７４のピクセルミラーに対応してい
る。しかしながら、ＳＬＭ７４はＬＣＤ ＳＬＭ、もし
くは所望により他の適切なＳＬＭとすることができる。
メモリ７０のビデオデータを使用してコントローラ７２
によりＳＬＭ７４を制御して入射光を変調し光像を画定
することは、同じ譲受人による米国特許第５，２７８，
６５２号で検討されその教示するところが参考としてこ
こに組み入れられている、パルス幅変調技術により達成
される。出力メモリ７０内のデータの２進値はそのデー
タに関連するピクセルミラーがディスプレイされたデー
タフレームに対して“オン”とされる持続時間に対応す
る。

【００２２】次に図３Ａおよび図３Ｂを参照して、第１
入力メモリ６０のマップを図３Ａに示し、出力メモリ７
０のマップを図３Ｂに示す。図からお判りのように、メ
モリＡとして示す入力メモリ６０は５ラインのビデオデ
ータを記憶することができる。図３ＢにメモリＢとして
示す出力メモリ７０は１フレームのビデオデータの全体
を記憶することができる。ＭＵＸ４０からの輝度を示す
デジタル化されたビデオデータはリアルタイムで非同期
的にメモリＡに書き込まれ、データの最後の５ラインは
常にメモリＡに記憶される。２次元プロセッサ６４はメ
モリＡからビデオデータを検索し、このデータをいくつ
かの方法の中の１つの方法で処理し、次に処理されたデ
ータを図３Ｂに示す出力メモリＢへ出力する。次にメモ
リＡ内のデジタル化されたビデオデータを処理する３つ
の実施例について添付図を参照して検討する。

【００２３】最初に図４Ａおよび図４Ｂを参照して、メ
モリＢ内のピクセル位置ｍ，ｎへビデオデータを書き込
むために、メモリＡ内のメモリ位置ｍ，ｎ−２の近隣ピ
クセルに関連するビデオデータのデジタル値が参照され
る。基本的に、ピクセルデータの対応するｎ−２ライン
前後の２ラインのビデオデータを調べることにより、メ
モリＢ内のメモリ位置ｍ，ｎへ書き込むべき値が決定さ
れる。

【００２４】最初に図４Ａを参照して、メモリＢ内の
ｍ，ｎ位置に対するピクセルデータの値をプロセッサ６
４がどのように決定するかのマップを示す。基本的に、
メモリＡ内のｍ，ｎ−２位置からのデジタルピクセルデ
ータはプロセッサ６４により底線としてメモリＢ内の
ｍ，ｎ位置へ書き込まれる。これらのピクセル値が飽和
レベルよりも５％上の飽和ピクセルに対するものである
ことを示す、２５４の２進値を有するメモリＡ内のｍ，
ｎ−２位置におけるデータの２つのピクセル近辺内の各
ピクセルデータに対して、メモリＢ内のｍ，ｎ位置にお
けるデジタルデータの値は図４Ａに示す対応する分だけ
増分される。例えば、メモリＡ内のｍ，ｎ−３位置に関
連するピクセルのデジタルピクセルデータ値が２５４で
あれば、メモリＢ内のｍ，ｎ位置のピクセルデータに対
する底線値は３単位だけ増分される。メモリＡ内のｍ，
ｎ−４位置におけるピクセル値が２５４であれば、メモ
リＢ内のｍ，ｎにおけるピクセルデータの値もさらに１
単位だけ増分される。すなわち、２５４の値を有するメ
モリＡ内のｍ，ｎ−２位置から２ピクセルの距離内のピ
クセル値に対して、それらはｍ，ｎにおいてメモリＢへ
書き込まれるピクセルの輝度を示す究極値に寄与する。

【００２５】本質的に、ピクセルデータは対応する底線
データがメモリＡへ書き込まれた後、２ラインの時間に
メモリＢへ書き込まれる。これはピクセルデータの特定
ラインの２ライン後にメモリＡへ書き込まれる初期ピク
セル値がメモリＢへ書き込まれるピクセルデータの究極
値に寄与するためである。

【００２６】図４Ｂを参照して、２５５の２進値を有す
る近隣ピクセルが寄与する増分値を示す。例えば、メモ
リＢのｍ，ｎに記憶されたピクセル値に対して、メモリ
Ａのｍ，ｎ−３に記憶されたピクセル値が２５５であれ
ば、メモリＢのｍ，ｎのピクセル値はプロセッサ６４に
より６単位だけ増分される。例えば、ｍ，ｎ−４位置の
ピクセル値が２５４であれば、図４Ａに示すように、増
分寄与は僅か１単位にすぎない。ここでも、メモリＡの
ｍ，ｎ−２位置近辺の全てのピクセル値が０と２５３の
間に含まれる場合には、メモリＢのｍ，ｎ位置のピクセ
ル値には寄与しない。

【００２７】図５を参照して、この寄与を図式的に示
す。図から判るように、ピクセル群の中心に示す特定ピ
クセルＰに対して、隣接ピクセルからのピクセル値はピ
クセルＰの究極ピクセル値に寄与する。“Ａ”位置のピ
クセルはこれらの位置のピクセルデータが飽和値を表す
場合にはピクセルデータＰに対するピクセルデータの究
極値に最も寄与する。その次に寄与するのは“Ｂ”位置
のピクセルである。その次に寄与するのは“Ｃ”位置の
ピクセルであり、その次に寄与するのは“Ｄ”位置のピ
クセルであり、最も寄与しないのは“Ｅ”位置のピクセ
ルに関連するピクセル値である。

【００２８】しかしながら、メモリＢのｍ，ｎ位置のピ
クセル値は２進２５５の最大値を越すことはない。した
がって、最終増分値には限界がある。図４Ａおよび図４
Ｂの表は下記の表１においてプロセッサ６４が実行する
方程式セットで示されている。

【００２９】

【表１】

【００３０】次に図６Ａおよび図６Ｂを参照して、本発
明の別の実施例を示し、この実施例は図７に図式的に示
される。メモリＡのｍ，ｎ位置における任意のピクセル
値が２進２５４もしくは２進２５５であれば、メモリＢ
のｍ，ｎ近辺のピクセルのピクセル値は図６Ａおよび図
６Ｂの図表に従って増分される。この増分値も表２に表
形式で示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】図３Ａおよび図３Ｂに戻って、メモリＡの
ｍ，ｎ位置からのピクセル値がメモリＢのｍ，ｎピクセ
ル位置における値として最初にプロセッサ６４から転送
される。このピクセル値が２５４もしくは２５５であれ
ば、表２の方程式セットに示し、かつ図６Ａおよび図６
Ｂの図表から判るように、メモリＢの近隣ピクセルのピ
クセル値はメモリＡのｍ，ｎにおける値が２５４である
か２５５であるか、また近隣ピクセルがｍ，ｎの飽和ピ
クセルにどれだけ近いかに応じて増分される。すなわ
ち、近隣ピクセルがｍ，ｎ位置で飽和しているピクセル
に近いほど、近隣ピクセルへの寄与および増分値は大き
くなる。例えば、図６Ａを参照して、メモリＡのｍ，ｎ
位置におけるピクセル値が２５４であれば、この値は２
次元プロセッサ６４によりメモリＢのｍ，ｎ位置へ書き
込まれ、飽和されている他の近隣ピクセルによる寄与が
あるような場合に、メモリＢのｍ，ｎ位置に既に存在す
るなんらかの値へ加算される。すなわち、メモリＢの前
のピクセル値の処理による早期の寄与により、メモリＢ
のｍ，ｎ位置にはこの位置へ書き込みを行う前に小さな
単位値があることがある。

【００３３】図６Ａを参照して、メモリＡのｍ，ｎ位置
におけるピクセル値が、飽和を５％越えたピクセルを表
す、２５４であればこの値はメモリＢのｍ，ｎ位置へ書
き込まれる。やはり表２に示すように、メモリＢ内の隣
接ピクセルのピクセル値は、２５４の値で表されるよう
に、このピクセルが飽和されているために増分される。
ｍ，ｎ位置に最も近い４つのメモリ位置は３単位だけ増
分され、そこから対角線のピクセルメモリ位置は２単位
だけ増分される。図から判るように、これらの近隣ピク
セルに対する増分値はｍ，ｎのアドレスされたピクセル
からのピクセルの距離の関数である。図６Ｂを参照し
て、メモリＡのｍ，ｎ位置のピクセル値が２５５であり
メモリＢのｍ，ｎ位置へ書き込まれると、メモリＢ内の
近隣ピクセル値は図６Ｂに示すように増分される。ここ
でも、２５５の単位値はＡ／Ｄコンバータのダイナミッ
クレンジを１０％越えて飽和しているピクセルを表す。
ｍ，ｎ位置に最も近いピクセルメモリ位置は６単位増分
され、そこから対角線のピクセルは４単位増分される。
ここでも、表２の方程式は図６Ａおよび図６Ｂに図式的
に示すものと同等である。任意所与のピクセルが、飽和
ピクセルを表す、２５４もしくは２５５の値であれば隣
接ピクセルのピクセル値はｘおよびｙの両方向で増分さ
れるという事実によりプロセッサ６４は２次元プロセッ
サである。

【００３４】次に図８Ａおよび図８Ｂを参照して、本発
明の別の実施例を示す。この実施例では、ピクセルデー
タはメモリＡのｍ，ｎメモリ位置からメモリＢのｍ，ｎ
位置へ繰り返し書き込まれる。図９を参照して、これを
図式的に示す。図８Ａおよび図８Ｂに示す処理を下記の
表３に方程式で示す。

【００３５】

【表３】

【００３６】図から判るように、メモリＡのｍ，ｎ位置
からメモリＢのｍ，ｎ位置へピクセル値を書き込んだ後
で、メモリＢのｍ，ｎのピクセル値は２進２５４もしく
は２５５を有するピクセル値に関連するピクセルについ
て示す各単位の累計だけ増分される。図９に示すよう
に、近隣ピクセルによりｍ，ｎ位置の単位値は２進２５
４もしくは２５５の値を有する場合のみ増分される。こ
うして、この近隣ピクセルからのメモリＢのｍ，ｎ位置
に対する増分寄与は、図８Ａおよび図８Ｂに示し表３の
方程式で例示されているように、その近隣ピクセルの値
が２５４であるか２５５であるかの関数となる。ここで
もメモリＢ内の最終値は２５５に制限される。

【００３７】要約すれば、本発明により改善されたピー
クホワイト性能特性を有するイメージングシステムに基
づいた空間光変調器としての技術的利点が達成される。
ＣＲＴディスプレイをオーバドライブすることにより生
じることがあるブルーム効果をシミュレートするため
に、ピクセルの照明に使用されるピクセル値は近隣ピク
セルが飽和している、すなわち、システムのダイナミッ
クレンジを越える値を有する場合に選択的に増分され
る。まだ飽和されておらず飽和ピクセルに近いピクセル
の輝度を増加することにより、観察者はピクセルハイラ
イトの輝度の見かけ上の増加を知覚する。特定位置にお
ける近隣飽和ピクセルからの増分寄与は加法的であり、
究極値は飽和値により制限される。数ピクセルの開始ス
パンを有する小面積ハイライトに対して、見かけ上の輝
度の増加は相当なものとなる。ピクセルの輝度の増加は
近隣飽和ピクセルにどれだけ近いかによって決まるが、
近隣ピクセルがどのように飽和されているかにもよる。
すなわち、ピクセルが飽和ピクセルに近いほど、またそ
の近隣ピクセルの飽和が著しいほど、特定ピクセルに対
する輝度の寄与が高くなる。

【００３８】いくつかの実施例によりこのシミュレート
されたブルーム効果を例示してきた。さまざまな実施例
は２次元プロセッサが必要とする処理量を例示し、かつ
２次元プロセッサ６４が処理してメモリＢへ書き込まれ
る出力ピクセル値を究極的に決定するためのピクセルデ
ータ情報を一時記憶するメモリＡのメモリ要求も例示し
ている。究極的にＤＭＤコントローラ７２が利用してＳ
ＬＭ７４のピクセルの強度を制御するのはメモリＢへ書
き込まれるこれらのピクセル値である。パルス幅変調技
術を使用するＤＭＤ型ＳＬＭの場合、メモリＢ内のピク
セル値が大きいほど、ＳＬＭ７４の関連するピクセルミ
ラーが“オン”位置を持続する時間が長くなる。２５３
の入力値はミラーが時間の１００％オンであることを示
す。本発明では、２５４もしくは２５５の入力値はピク
セルの飽和度を表し、ＳＬＭ７４の近隣ピクセルへの増
分値が究極的に決定されてブルーム効果が生成されディ
スプレイ内の飽和ピクセル周りのピクセルの輝度が増加
される。本発明により、従来のＳＬＭベースディスプレ
イの制約条件に取り組んで画像ハイライトを操作してシ
ステムのダイナミックレンジを見かけ上増加できるよう
にされる。

【００３９】特定の実施例について本発明を説明してき
たが、当業者であれば本明細書を読めばさまざまな変更
や修正が自明であると思われる。したがって特許請求の
範囲は従来技術の観点からできるだけ広く解釈してこの
ような変更や修正を全て含むものとする。

【００４０】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） ディスプレイシステムであって、該ディスプレ
イシステムは、光を発生する光源と、処理されたデータ
の関数として前記光を変調するピクセルアレイを有する
空間光変調器と、最初の前記ピクセルの最初のデータの
値が所定の範囲内であるかどうかを確認することにより
入ビデオデータ流を処理して前記処理されたデータを供
給し、前記最初のデータが前記所定の範囲を越える場合
は前記最初のピクセル近辺の前記ピクセルに対する前記
データの値を調整する処理回路とを具備するディスプレ
イシステム。

【００４１】（２） 第１項記載のディスプレイシステ
ムであって、前記処理回路は前記入ビデオデータを記憶
する第１のメモリ回路と、第２のメモリ回路と、前記第
１のメモリ回路内の前記ビデオデータを処理して修正さ
れた前記ビデオデータを前記第２のメモリ回路へ記憶す
るプロセッサとを具備するディスプレイシステム。

【００４２】（３） 第２項記載のディスプレイシステ
ムであって、前記プロセッサは前記第１のメモリ内の前
記第１のピクセルに対する前記第１のデータの値の関数
として前記修正されたビデオデータを前記第２のメモリ
へ書き込むディスプレイシステム。

【００４３】（４） 第３項記載のディスプレイシステ
ムであって、前記第１のピクセルに対する前記第１のデ
ータが１００ＩＲＥを越える場合には、前記第１のピク
セルの近辺のピクセルに対する前記ビデオデータを増加
して前記第１のピクセル周りにブルーム効果を生成する
ディスプレイシステム。

【００４４】（５） 第１項記載のディスプレイシステ
ムであって、前記処理回路は前記第１のデータが前記所
定の範囲を越える程度の関数として前記第１のピクセル
の近辺の前記ピクセルに対する前記データの値を調整す
るディスプレイシステム。

【００４５】（６） 第１項記載のディスプレイシステ
ムであって、前記処理回路は前記第１のピクセルに対す
る前記近隣ピクセルの近さの関数として前記第１のピク
セルの近辺の前記ピクセルに対する前記データの値を調
整するディスプレイシステム。

【００４６】（７） 改善されたピークホワイト性能特
性を有するイメージングシステム３０に基づいた空間光
変調器。飽和ピクセル近辺のピクセルへ光を加えること
により空間光変調器７４の見かけ上のダイナミックレン
ジが増大する。飽和ピクセル近辺のピクセルがより明る
く見える見かけ上のブルーム効果が生成されて、例え
ば、湖の表面から反射する日光にさらにきらめきすなわ
ちハイライトが与えられる。図表や方程式を利用してピ
クセル輝度が近隣ピクセルに対して増加される程度が決
定される。ピクセルが飽和ピクセルに近いほど、また特
定ピクセルの飽和が著しいほど、近隣ピクセルに対する
輝度は増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】信号の輝度部が７．５ＩＲＥのブラックレベル
と１００ＩＲＥのホワイトレベル間の範囲であり、１０
０ＩＲＥよりも上の任意の信号がＳＬＭに対して飽和さ
れる標準ＮＴＳＣ信号の線図。

【図２】入力メモリからのビデオデータを処理して画像
ハイライト上にブルーム効果を生じ、飽和ピクセルに隣
接するピクセルのピクセル値を増大することによりこれ
を行う、２次元プロセッサを有するＳＬＭベースイメー
ジングシステムの電気ブロック図。

【図３】第１のメモリおよび２次元プロセッサ内の入力
データの関数として入ビデオデータの、それぞれ、５ラ
インまでおよび全フレームを記憶することができる入力
第１メモリのマップ。

【図４】ピクセルｍ，ｎからの近隣飽和ピクセルの位置
および近隣ピクセルの飽和度によって決まる、近隣飽和
ピクセルによるピクセルｍ，ｎに対する増分値を表す図
表であり、図４Ａはダイナミックレンジの頂部を５％越
えて飽和している近隣ピクセルによる増分を表し、図４
Ｂはダイナミックレンジの頂部を１０％越えて飽和して
いる近隣ピクセルによる増分を表す。

【図５】近隣飽和ピクセルの値を利用してどのようにピ
クセルＰの和増分ピクセル値を求めるかを示す図表。

【図６】本発明の別の実施例に従って飽和ピクセルｍ，
ｎの近隣ピクセルに対する増分値を示す図表であり、図
６Ａはダイナミックレンジを５％越えて飽和しているピ
クセルに近いピクセルに対する増分を表し、図６Ｂはダ
イナミックレンジを１０％越えて飽和しているピクセル
に近いピクセルに対する増分を表す。

【図７】図６Ａおよび図６Ｂに従って、飽和ピクセルの
近隣ピクセルの値をどのように増分するかを示す図表。

【図８】本発明のさらにもう１つの実施例に従って繰り
返しシステムの近隣飽和ピクセルによるｍ，ｎピクセル
に対する増分値を表す図表。

【図９】繰り返しシステムの近隣飽和ピクセルによりど
のようにｍ，ｎピクセルの値が増分されるかを示す図
表。

【符号の説明】

３０ イメージディスプレイシステム ３２ 入力回路 ３４ Ａ／Ｄコンバータ ３６ ＲＯＭ ４０ ＭＵＸ回路 ４２，４４ しきい値コンパレータ ４６ ＯＲ論理回路 ６０ 入力メモリ ６４ ２次元プロセッサ ７０ 出力メモリ ７２ ＤＭＤコントローラ ７４ 空間光変調器

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【手続補正書】

【提出日】平成８年９月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスプレイシステムであって、該ディ
   スプレイシステムは、光を発生する光源と、処理された
   データの関数として前記光を変調するピクセルアレイを
   有する空間光変調器と、最初の前記ピクセルの最初のデ
   ータの値が所定の範囲内であるかどうかを確認すること
   により入ビデオデータ流を処理して前記処理されたデー
   タを供給し、前記最初のデータが前記所定の範囲を越え
   る場合は前記最初のピクセル近辺の前記ピクセルに対す
   る前記データの値を調整する処理回路とを備えたディス
   プレイシステム。