專利名稱：微鏡裝置的控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像顯示系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及具有(多個)空 間光調制器的顯示系統(tǒng)。
背景技術：
盡管近年來在將機電微鏡裝置實現(xiàn)為空間光調制器的技術方面取得 了顯著的進步，但是當圖像顯示系統(tǒng)將機電微鏡實現(xiàn)為空間光調制器以 提供高質量圖像顯示時，仍然存在限制和困難。尤其是，當將微鏡實現(xiàn) 為色序顯示系統(tǒng)的空間光調制器以投射顯示圖像時，圖像具有令人討厭 的"彩虹"效應。
具體地，在基于HDTV格式的顯示系統(tǒng)中彩虹效應甚至變得更為明 顯。隨著在屏幕上顯示的圖像尺寸變得越來越大(例如對角尺寸超過 100〃)， HDTV顯示格式也變得普遍起來。當規(guī)格是100"尺寸的圖像包括 1920x1080個像素時，屏幕上的像素尺寸超過了 lmm。類似地，對于根 據XGA格式顯示在50〃對角尺寸的屏幕上的圖像，像素尺寸也是lmm。 對于如此大尺寸的顯示像素，觀察者可以看見屏幕上的各個像素。由于 這些原因，顯示系統(tǒng)需要多于10位或16位的高數(shù)量灰度級以消除彩虹效應從而提供高質量的顯示系統(tǒng)。此外，當以數(shù)字方式對顯示圖像進行 控制時，由于圖像沒有以足夠數(shù)量的灰度級進行顯示，圖像質量受到了 不利的影響。
機電微鏡裝置由于可用作能夠方便地以數(shù)字方式進行控制的空間光
調制器(SLM)的應用，因此受到廣泛關注?？臻g光調制器需要相對較 大量的微鏡裝置的陣列。通常，對于各SLM，所需要的裝置數(shù)量的范圍 從60， 000到幾百萬。參考圖1A的包括顯示屏2的數(shù)字視頻系統(tǒng)1 (在 參考文獻美國專利5,214,420中公開)。使用光源10生成光能作為照明光 源以在顯示屏2上顯示圖像。從光源投射的光9通過反射鏡11進一步聚 焦并指向透鏡12。透鏡12、 13和14用作光束聚焦器(beamcolumnator) 以將光9聚焦為光柱8。計算機通過經由數(shù)據線纜18傳輸?shù)臄?shù)據對空間 光調制器15進行控制以可選擇地將光的一部分從路徑7改為指向透鏡5 從而顯示在屏幕2上。SLM 15具有包括可切換的反射元件陣列的表面16 (例如，圖1B所示，諸如元件17、 27、 37和47的微鏡裝置32作為連 接到鉸鏈30的反射元件)。當元件17處于一個位置時，來自路徑7的光 的一部分改為沿著路徑6指向透鏡5，在透鏡5中，其被放大或沿著路徑 4傳播而撞擊在顯示屏2上，由此形成被照明的像素3。當元件17處于 另一位置時，光指向顯示屏2以外的區(qū)域，因此像素3是暗的。
如在美國專利5， 214， 420中以及由大部分常規(guī)的顯示系統(tǒng)所實施 的微鏡控制方案的ON和OFF狀態(tài)對顯示質量構成限制。具體而言，常 規(guī)結構的控制電路的應用面臨的限制是具有通過在ON狀態(tài)和OFF狀 態(tài)之間應用脈沖寬度調制(PWM)來實現(xiàn)控制的微鏡的常規(guī)系統(tǒng)的灰度 級受到由LSB (最低有效位，或最小脈沖寬度)確定的增量照明的最小 可控量的限制。由于在常規(guī)系統(tǒng)中實現(xiàn)的ON-OFF狀態(tài)，無法提供比LSB 更短的脈沖寬度?？捎煽臻g光調制器進行控制的增量亮度的最小量確定 了灰度級的分辨率，并且其又由在最小脈沖寬度所控制的時間長度期間 反射的光來確定。受限的灰度級導致圖像顯示的劣化。
詳細來說，圖1C示出了根據美國專利5， 285， 407的現(xiàn)有技術的微 鏡控制電路的示例性電路圖?？刂齐娐钒ù鎯卧?2。各種晶體管被表示為"M",其中"*"代表晶體管數(shù)量，并且各個晶體管是絕緣柵場效應
晶體管。晶體管M5和M7是p溝道晶體管，晶體管M6、 M8和M9是n 溝道晶體管。電容Cl和C2代表提供給存儲單元32的電容性負載。存儲 單元32包括存取開關晶體管M9和鎖存器32a，這是靜態(tài)隨機存取開關 存儲器(SRAM)設計的基礎。以行排列的各個存取晶體管M9從不同位 線31a接收DATA信號。通過使用施加到字線(wordline)的ROW信號 導通行選擇晶體管M9，使得能夠進行對存儲單元32寫入數(shù)據的操作。 鎖存器32a由兩個交叉耦合的反相器，M5/M6和M7/M8 (其允許有兩個 穩(wěn)定狀態(tài))形成。狀態(tài)1是節(jié)點A高且節(jié)點B低，狀態(tài)2是節(jié)點A低且 節(jié)點B高。通過由控制電路控制微鏡移動到處于如圖1A所示的ON或 OFF角取向的位置來執(zhí)行雙狀態(tài)切換操作。亮度(即，以數(shù)字方式控制 的圖像系統(tǒng)的顯示灰度級)由微鏡處于ON位置的時間長度來確定。微 鏡被控制處于ON位置的時間長度又由多位字進行控制。為了簡化說明， 圖1D示出了當由4位字進行控制時的"二進制時間間隔"。如圖1D所示， 該時間間隔具有相對值l、 2、 4和8，該相對值又限定了4位中的每一個 的相對亮度，其中"1"代表最低有效位而"8"代表最高有效位。根據所示的 控制機構，用于顯示不同亮度的灰度級之間的最小可控差異是由將微鏡 保持在ON位置的"最低有效位"所表示的亮度。
當相鄰圖像的像素由于可控灰度級的非常粗糙的比例而用很大程度 的不同灰度級進行顯示時，這些相鄰的圖像像素之間出現(xiàn)了偽像。這導 致圖像劣化。當相鄰圖像像素之間存在灰度級的"更大間隙"時，在顯示 的明亮區(qū)域，圖像的劣化尤其明顯。在女性模特的圖像中可以觀察到， 在其前額、鼻子的側面和上臂處顯示有偽像。偽像是由以數(shù)字方式控制 的顯示不能提供足夠數(shù)量的灰度級這一技術限制而生成的。在顯示的明 亮處，例如，在前額、鼻子的側面和上臂處，相鄰像素顯示有光強的可 視間隙。
由于對微鏡進行控制以具有完全的ON位置和完全的OFF位置，因 此光強由微鏡處于完全的ON位置的時間長度來確定。為了遞增顯示的 灰度級的數(shù)量，必須將微鏡的速度增大到這樣的程度，即，能夠將以數(shù)字方式控制的信號增大到更高的位數(shù)。然而，當微鏡的速度增大時，微 鏡需要更堅固的鉸鏈來維持所需的工作循環(huán)數(shù)以進行指定使用壽命的操 作。為了驅動由進一步加強的鉸鏈所支撐的微鏡，需要更高的電壓。該
更高的電壓有可能超過20伏特，甚至可能高達30伏特。通過應用CMOS
技術而制造的微鏡很可能不適合在如此更高的電壓范圍下工作，因而需
要DMOS微鏡裝置。為了實現(xiàn)更高程度的灰度級控制，當實施DMOS微
鏡時，需要更復雜的制造工藝和更大的裝置區(qū)域。因此，常規(guī)模式的微
鏡控制面臨著技術挑戰(zhàn)，g卩，由于工作電壓的限制，為了更小和更為成
本有效的微鏡顯示的利益而必須犧牲灰度級的準確性。
有許多與光強控制相關的專利。這些專利包括美國專利5,589,852、
6,232,963、 6,592,227、 6,648,476禾B 6,819,064。還有與不同形狀的光源相
關的專利和專利申請。這些專利包括美國專利5,442,414、 6，036，318和專
利申請20030147052。美國專利6,746,123公開了用于防止光損失的特殊
的偏振光源。然而，這些專利或專利申請沒有提供有效的方案來克服以
數(shù)字方式控制的圖像顯示系統(tǒng)中由不充足的灰度級而造成的限制。
有若干與應用非二進制數(shù)據以進行圖像控制的顯示系統(tǒng)相關的專
利。這些專利包括美國專利5,315,540、 5,619,228、 5,969,710、 6,052,112、
6,970,148和美國專利申請US2005/0190429。此外，還有許多與空間光調
制相關的專利，這些專利包括美國專利2,025,143、 2，682,010、 2,681,423、
4,087,810、 4，292，732、 4，405，209、 4,454,541 、 4，592，628 、 4,615,595 、
4,728,185、 4,767,192、 4，842，396、 4,卯7，862、 5,214,420、 5,287,096、
5，506,597、 5,489,952、 5,827,096、 6064,366、 6535,319、 6,719,427、 6,880,936
和6,999,224。然而，這些發(fā)明沒有為本領域的普通技術人員提出或提供
克服上述限制和困難的直接方案。
因此，在對作為空間光調制器的微鏡陣列應用數(shù)字控制的圖像顯示
系統(tǒng)領域中，仍然存在提供新的和改進的系統(tǒng)的需要從而可以解決上述困難。
發(fā)明內容
10本發(fā)明涉及一種用于控制具有多個反射鏡的微鏡陣列的新的顯示控 制系統(tǒng)。
在顯示系統(tǒng)中，可視圖像質量的改進是非常重要的主題。運動輪廓 和運動圖像的重影就是這方面的主題。
作為這些主題的手段之一，改變幀周期的光模式是有效的方法。
作為這種光模式的改變己知有在幀周期中對二進制數(shù)據的各個位的 位置進行設置的方法。
本發(fā)明提供具有將圖像信號的二進制數(shù)據變換成非二進制數(shù)據的方 法的圖像顯示系統(tǒng)。
對于本領域的技術人員來說，在閱讀了下面的優(yōu)選實施方式(在不 同的附圖中示出)的詳細描述之后，本發(fā)明的這些和其他目的和優(yōu)點將 毫無疑問地變得明顯。
下面參考以下附圖詳細地描述本發(fā)明。
圖1A是提供了本發(fā)明的背景和現(xiàn)有技術的顯示技術的圖； 圖1B是提供了本發(fā)明的背景和現(xiàn)有技術的顯示技術的圖； 圖1C是提供了本發(fā)明的背景和現(xiàn)有技術的顯示技術的圖； 圖1D是提供了本發(fā)明的背景和現(xiàn)有技術的顯示技術的圖； 圖2是示出了 SLM顯示系統(tǒng)的系統(tǒng)圖，其中該SLM顯示系統(tǒng)具有
控制器以接收N位二進制數(shù)據從而將該數(shù)據轉換為非二進制數(shù)據，并且
該SLM顯示系統(tǒng)在將非二進制數(shù)據應用于SLM之前，將非二進制數(shù)據
存儲在數(shù)據保持電路中；
圖3是示出了由圖2的轉換器所執(zhí)行的將二進制數(shù)據轉換為非二進
制數(shù)據的處理的流程圖4是示出了由數(shù)據轉換器所執(zhí)行的轉換數(shù)據的處理的功能圖； 圖5A是示出了使用PWM的二進制反射鏡控制信號的數(shù)據框圖； 圖5B是示出了將二進制數(shù)據轉換為分段的非二進制數(shù)據的數(shù)據框
圖；圖5C是示出了將二進制數(shù)據部分轉換為分段的非二進制數(shù)據以及
控制圖像顯示的光模式的數(shù)據框圖6是示出了由不同功能塊所執(zhí)行的將非二進制數(shù)據應用于SLM以 生成不同灰度級的圖像的處理的電路圖7是示出了在計算非二進制數(shù)據的處理中對不同的數(shù)據段進行處 理的數(shù)據框圖8是示出了在本發(fā)明的圖像顯示系統(tǒng)中實現(xiàn)的計算非二進制數(shù)據 和對光模式進行控制的處理的圖，
圖9是示出了在本發(fā)明的圖像顯示系統(tǒng)中實現(xiàn)的計算非二進制數(shù)據 的方法的圖IO是實現(xiàn)有校正電路的圖像顯示系統(tǒng)的電路圖； 圖11是實現(xiàn)有校正電路的圖像顯示系統(tǒng)的電路圖； 圖12是示出了實現(xiàn)有計數(shù)器的顯示系統(tǒng)的功能框圖，其中該計數(shù)器
用于對與至少M位數(shù)據的連續(xù)塊(consecutivepiece)相對應的計算出的
非二進制數(shù)據的段數(shù)進行計數(shù)；
圖13是示出了被實現(xiàn)為無需大存儲器來保持作為將二進制數(shù)據轉
換為非二進制數(shù)據的結果的非二進制數(shù)據的顯示系統(tǒng)的電路圖14是示出了在顯示系統(tǒng)中實現(xiàn)的用于計算非二進制數(shù)據的方法
的圖15是更詳細地例示了圖2所例示的圖像顯示系統(tǒng)的結構的概念
圖16是構成根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的圖像顯示系統(tǒng)的空間光
調制器的單獨像素元件的截面圖17A是示出了根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的圖像顯示系統(tǒng)中的反 射鏡元件的示例操作的概念圖17B是示出了根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的圖像顯示系統(tǒng)中的反 射鏡元件的示例操作的概念圖17C是示出了根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的圖像顯示系統(tǒng)中的反 射鏡元件的示例操作的概念12圖18A是示出了實現(xiàn)微鏡的ON狀態(tài)的方法的概念圖18B是示出了實現(xiàn)微鏡的OFF狀態(tài)的方法的概念圖； 圖18C是示出了實現(xiàn)微鏡的振蕩狀態(tài)的方法的概念圖。
具體實施例方式
圖2是示出了實現(xiàn)本發(fā)明的圖像數(shù)據處理技術的圖像顯示系統(tǒng)5000 的示例性實施方式的功能框圖。該圖像顯示系統(tǒng)包括多個空間光調制器 5100、用于控制調制器的控制單元5500、可變光源5210和投射光學系統(tǒng) 5400?？勺児庠?210包括向各個空間光調制器5100發(fā)射各自顏色(即， 紅色(R)、綠色(G)和藍色(B))的入射光5601的紅色激光源5211、 綠色激光源5212和藍色激光源5213?？刂茊卧?500包括幀存儲器5520、 控制器5530、數(shù)據保持電路5540和數(shù)據轉換器5550?？刂破?530包括 光源控制器5532和SLM控制器5531 ，以控制單獨的空間光調制器5100。 幀存儲器5520將從外部接收的輸入數(shù)字視頻數(shù)據100臨時地存儲為輸入 二進制數(shù)據。
SLM控制器5531生成二進制數(shù)據110和非二進制數(shù)據210，這些數(shù) 據是用于基于輸入數(shù)字視頻數(shù)據100控制空間光調制器5100的各個微鏡 5112的ON/OFF和振蕩的控制信號。視頻數(shù)據存儲在幀存儲器5520中并 且通過數(shù)據保持電路5540發(fā)送到各個空間光調制器5100。光源控制器 5532通過控制紅色激光源5211、綠色激光源5212和藍色激光源5213的 每一個的發(fā)光強度和發(fā)光定時來控制可變光源5210。
參考圖2的包括控制系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)，其中該控制系統(tǒng)用于基于圖 像信號的二進制數(shù)據控制空間光調制(SLM)裝置以顯示具有灰度級的 圖像。該圖像信號包括N位的二進制數(shù)據。該系統(tǒng)還包括數(shù)據轉換器 5550，該數(shù)據轉換器5550用于針對各個子幀將連續(xù)的至少M位(N^M) 的二進制數(shù)據轉換為多個非二進制的分段數(shù)據。SLM具有多個像素并且 由非二進制數(shù)據進行控制。
參考圖3和4的在根據本發(fā)明的處理的系統(tǒng)中所執(zhí)行的控制處理。 該控制處理具有以下特征其中N和M是正整數(shù)。處理器5530從與第一像素元件相對應的M位二進制數(shù)據中計算出第一段非二進制數(shù)據(即，
通過第一子幀控制第一像素元件的數(shù)據)，并將該數(shù)據傳送到SLM。處理 器5530順序地計算與所有像素相對應的第一段數(shù)據并將該數(shù)據傳送到 SLM。處理器5530還順序地計算與所有像素相對應的第二段數(shù)據(即， 用于控制各像素的數(shù)據)并將該數(shù)據傳送到SLM。重復計算和傳送所有 分段數(shù)據的處理，直到全體的M位二進制數(shù)據都被轉換為非二進制數(shù)據 并被傳送到SLM。
上述的處理具有如下的優(yōu)點控制處理使得在與非二進制數(shù)據相對 應的子幀的時間內能夠高速地處理所有像素元件。此外，數(shù)據轉換器5550 不需要大的存儲空間來保持作為將二進制數(shù)據轉換為非二進制數(shù)據的結 果的非二進制數(shù)據。根據本實施方式的控制單元5500的數(shù)據轉換器5550 被配置成按照圖3所示的流程圖的步驟，執(zhí)行用于將數(shù)字視頻數(shù)據100 (即，二進制數(shù)據)轉換為非二進制數(shù)據210的處理。
具體而言，數(shù)據轉換器5550首先將平面數(shù)S初始化為"O"(步驟901 )， 隨后使該平面數(shù)S遞增(步驟902)。然后，數(shù)據轉換器5550將像素數(shù)P 初始化為"O"(步驟903)并且使該像素數(shù)P遞增(步驟卯4)。接著，輸 入與當前像素數(shù)P相對應的M位二進制數(shù)據llO (步驟905),隨后從平 面數(shù)S的二進制數(shù)據110中計算非二進制數(shù)據210 (步驟906)并將計算 結果傳送到空間光調制器5100 (步驟907)。重復該處理直到像素數(shù)P達 到"ri"(步驟908)。接著，如果像素數(shù)P達到"n"，則數(shù)據轉換器5550確 定平面數(shù)S是否已經達到平面數(shù)m (步驟909)，如果沒有達到，則重復 步驟902及其后的步驟。
參考圖5A、 5B和5C的用于示出應用二進制數(shù)據以控制脈沖寬度的 N位，在該脈沖寬度中，二進制數(shù)據的各個二進制位具有從最低有效位 (LSB)到最高有效位(MSB)的不同的加權因子。在圖5A所例示的通 過應用PWM控制來進行灰度級的控制中，各個位的加權因子是應用脈 沖控制的持續(xù)時間，即，各個段的周期長度(即，子幀)。圖5A示出了 通過施加二迸制反射鏡控制信號130而進行的PWM控制，其中PWM控 制的ON或OFF波形與二進制數(shù)據110的各個位的連續(xù)的加權因子120相對應。
圖5B示出了可替換實施方式，其中輸入視頻數(shù)據的5位被轉換為具 有一致加權因子"l"的非二進制數(shù)據。針對各個段，將5位二進制數(shù)據轉 換為非二進制數(shù)據并將其傳送到SLM，其中子幀的周期由LSB的權重來 確定(權重二l)。換而言之，計算在LSB的周期中ON狀態(tài)的數(shù)量，并 且根據非二進制數(shù)據來確定灰度級以繼續(xù)該ON狀態(tài)的周期。圖5B示例 出將非二進制數(shù)據210生成為二十三(23)個數(shù)字的位串的情況，其中 各個數(shù)字都被應用了一致的加權因子"l"(即，16 + 0+4+2+1=23)。該位 串由5位二進制數(shù)據110 "10111"生成并以"頭向前(head first)"的方式 輸出非二進制數(shù)據210，由此生成具有連續(xù)23個ON段的非二進制控制 信號230。
圖5C示出另一個示例性實施方式，其中中間3位被轉換為非二進制 數(shù)據。因此，基于該二進制數(shù)據的最低位由SLM或光源進行光強調制(光 強比是1/2)。結果，在該實施方式中，除了MSB之外，二進制數(shù)據的所 有位都被應用了一致的加權因子"2"。圖5C示出了如下的控制方法從5 位二進制數(shù)據110 "10111"中提取出居中的3位"Oll"以生成包括連續(xù)'T' 的3個數(shù)字(g卩，0+2+1 =3)的位串的非二進制數(shù)據210，并且將"2"分 配為各個位的加權值220，從而通過分配段221來生成非二進制反射鏡控 制信號230，其中該段221的脈沖寬度被擴展為各個位的兩倍。還生成有 時間周期等于與二進制數(shù)據110的MSB相對應的段221的8倍的二進制 反射鏡控制信號130。對于二進制數(shù)據110的LSB，分配了與段221的寬 度相對應的兩倍(即，2x)的脈沖寬度，并且還將ON時間處的光強設 定為1/2。生成反射鏡控制信號300并將該信號輸入到空間光調制器5100。 反射鏡控制信號是混合的反射鏡控制信號300，其包括與二進制數(shù)據110 的MSB相對應的二進制反射鏡控制信號130、從與居中的3位"011"相對 應的非二進制數(shù)據210中生成的非二進制反射鏡控制信號230、以及與二 進制數(shù)據110的LSB相對應的二進制反射鏡控制信號130。
參考圖6，該圖是接收N位二進制數(shù)據的圖像信號以基于圖像信號 的二進制數(shù)據顯示具有灰度級的圖像的顯示系統(tǒng)的功能框圖。該系統(tǒng)還包括數(shù)據分離電路5560以將二進制數(shù)據分割成具有K組M位二進制數(shù)
據的第一二進制數(shù)據和具有剩余位的第二二進制數(shù)據。該系統(tǒng)還包括數(shù)
據轉換器5550，其用于將第一和第二二進制數(shù)據轉換為多組非二進制分 段數(shù)據以對各個子幀的數(shù)據應用PWM控制。該系統(tǒng)還包括具有多個像 素元件的SLM5100，并且這些像素元件的每一個都用非二進制數(shù)據進行 控制。
圖6所示的系統(tǒng)采用如下步驟以將二進制輸入數(shù)據轉換為非二進制
數(shù)據
步驟A)，從與第一像素元件相對應的M位二進制數(shù)據中計算第一 段非二進制數(shù)據(即，用于控制第一像素元件的數(shù)據)并將該數(shù)據傳送
至SLM;
步驟B)，順序地計算與所有像素相對應的第一段數(shù)據并將該數(shù)據傳
送到SLM;
步驟C)，順序地計算與所有像素相對應的第二段數(shù)據(即，用于控 制各像素的數(shù)據)并將該數(shù)據傳送到SLM;
步驟D)，重復計算和傳送所有的分段數(shù)據的步驟(直到全體M位 二進制數(shù)據都被轉換為非二進制數(shù)據并被傳送到SLM);
步驟E)，對上面步驟A至D中所列的處理重復K次(即，第一二
進制數(shù)據的數(shù)量)；以及
步驟F)，針對第二二進制數(shù)據，重復步驟A至D的相同處理。 作為通過數(shù)據分離器(即，數(shù)據分離電路)將二進制數(shù)據分割成相 等的K組M位二進制數(shù)據的結果，本實施方式能夠在整個顯示周期內顯 示具有一致灰度級的圖像。本實施方式能夠在與非二進制數(shù)據相對應的 子幀周期中高速地控制所有像素。數(shù)據轉換器5550不需要大的存儲空間 來保持作為將二進制數(shù)據轉換為非二進制數(shù)據的結果的非二進制數(shù)據。 圖6所示的控制單元5500A具有設置在數(shù)據轉換器5550的前級的數(shù)據分 離電路5560。數(shù)據分離電路5560對從幀存儲器5520接收到的輸入二進 制數(shù)據110進行分割，將該輸入二進制數(shù)據110分成K段彼此相等的二 進制數(shù)據，并將該分割后的數(shù)據發(fā)送到數(shù)據轉換器5550。數(shù)據轉換器5550
16執(zhí)行將從數(shù)據分離電路5560接收到的被分割的二進制數(shù)據轉換為非二進 制數(shù)據，并將該非二進制數(shù)據存儲在數(shù)據保持電路5540的操作。
圖7示出了用于例示將總共5位的輸入二進制數(shù)據分割成相等的四 (4)塊二進制數(shù)據和剩余的2位數(shù)據的可選方法的數(shù)據框圖。分割的二 進制位數(shù)據塊被轉換為非二進制數(shù)據段并被傳送到SLM，在SLM中子幀 的周期由LSB的權重確定(權重=1)。換而言之，計算LSB周期中ON 狀態(tài)的數(shù)量，并且對灰度級進行表示以在由應用了 LSB的加權因子的非 二進制數(shù)據所限定的時間周期中保持ON狀態(tài)的周期。結果，如圖7所 示，可以在整個顯示時期中示出用一致灰度級顯示的圖像。具體而言， 圖7示出了 K=4的情況。二進制數(shù)據110被分成"101"，該"101"是原始 二進制數(shù)據110 "10101"的四分之一 (1/4)，并且二進制數(shù)據110被分成4
塊"ior，(即，第一二進制數(shù)據iii、第一二進制數(shù)據i12、第一二進制數(shù)
據113和第一二進制數(shù)據114)并且第二二進制數(shù)據115是LSB側上的 剩余2位。第一二進制數(shù)據111至114以及第二二進制數(shù)據115分別被轉 換為4塊非二進制數(shù)據211、 212、 213和214以及1塊第二非二進制數(shù) 據215。此外，從第一非二進制數(shù)據211、 212、 213和214分別生成非二 進制反射鏡控制信號231、 232、 233和234，并且從第二非二進制數(shù)據 215生成非二進制反射鏡控制信號235;而且這些信號被輸入到空間光調 制器5100。
根據本發(fā)明的實施方式，還公開了用于保持由數(shù)據轉換器5550轉換 的非二進制數(shù)據的數(shù)據保持電路5540。數(shù)據保持電路5540保持等于水平 像素數(shù)量的至少1/2a的非二進制數(shù)據，其中"a"是整數(shù)，并將該非二進制 數(shù)據傳送到SLM5100。此外，在不同的實施方式中，公開了包括用于保 持由數(shù)據轉換器5550轉換的非二進制數(shù)據的數(shù)據保持電路5540的圖像 顯示系統(tǒng)。該數(shù)據保持電路5540具有如下能力保持與至少第一二進制 數(shù)據相對應的所有像素的非二進制數(shù)據和保持與第一次計算出的第一二 進制數(shù)據相對應的所有像素的非二進制數(shù)據。數(shù)據轉換器5550不重復計 算與第一二進制數(shù)據相對應的非二進制數(shù)據，并且保持電路重復K次地
將所保持的非二進制數(shù)據傳送到SLM。本實施方式實現(xiàn)了具有相對較小容量的小電路。根據圖7，數(shù)據保持電路5540的存儲容量是31個子幀的 10 (=7+3)個段的存儲器。因此減少了計算量，并且顯著減輕了數(shù)據 轉換器5550的負擔。
圖8示出了作為可選實施方式的將二進制數(shù)據轉換為分段的非二進 制數(shù)據以控制像素的各個元件作為具有定位狀態(tài)或振蕩狀態(tài)或中間狀態(tài) 的微鏡元件。振蕩狀態(tài)或中間狀態(tài)用非二進制數(shù)據進行控制。由于通過 用非二進制數(shù)據對用于光的SLM進行調制而實現(xiàn)了段時間的延長，所以 放松了用于處理的時間要求。具體而言，圖8中從5位"10111"的較高的 3位生成PWM的二進制反射鏡控制信號130。該二進制反射鏡控制信號 130用于對微鏡5112進行ON/OFF控制。同時，二進制數(shù)據110的下2 位"ll"被轉換為3塊(2 + 1=3)非二進制數(shù)據210 (在這種情況下具有 加權值'T')，由此生成非二進制反射鏡控制信號230。該非二進制反射鏡 控制信號230用于實現(xiàn)對微鏡5112進行振蕩控制或實現(xiàn)在微鏡5112的 ON位置和OFF位置之間的中間位置的控制。因此，包括二進制反射鏡 控制信號130和非二進制控制信號230的混合反射鏡控制信號300對微 鏡5112的調制進行控制。
圖9示出了數(shù)據轉換器將數(shù)據轉換為多個分段的非二進制數(shù)據，這 些多個段中的每一個代表構成圖像顯示子幀的段的周期。對這些段中的 每一個應用等于M位二進制數(shù)據的LSB的加權因子。由于非二進制數(shù)據 段的顯示時間，放松了處理的時間要求。具體而言，在從5位二進制數(shù) 據110 "IOIOI"中提取出居中的M位(即，在這種情況下為3位"010") 并將其轉換為非二進制數(shù)據210的處理中，圖9所示的示例生成非二進 制數(shù)據210以將周期"2"(其為3位中最低位的加權值120)作為非二進 制數(shù)據210側的加權值220。將從"010"生成的非二進制數(shù)據210轉換為 4 (=0*8+1*4+0*2)塊位串，并且考慮到"2"是加權值220 (即，M位 的最低位的權重)的值，該非二進制數(shù)據210被轉換為2位(即， 一半) 的位串。通過應用與非二進制數(shù)據210的各個段相對應的非二進制數(shù)據 而得到顯示周期，并且顯示周期變長，因而在轉換處理中，放松了對于 控制和計算處理時間的時間要求。圖IO示出了實現(xiàn)有數(shù)據轉換器的圖像顯示系統(tǒng)的功能框圖，其中該 數(shù)據轉換器包括圖像信號的校正電路。與數(shù)據轉換器針對各個段的重復 處理一起，校正電路執(zhí)行與圖像信號或SLM的特性相關的校正。具體而
言，圖10示出了控制單元5500B，與控制單元5500相比，控制單元5500B 與控制單元5500類似但進行了修改?？刂茊卧?500B在數(shù)據轉換器5550 中配備有校正電路5551。數(shù)據轉換器5550使校正電路5551在上述的將 二進制數(shù)據110轉換為非二進制數(shù)據210的轉換處理的處理中執(zhí)行所期 望的校正。校正電路5551提供用于校正圖像數(shù)據的數(shù)據，該數(shù)據包括輪 廓(contouring) /運動輪廓/抖動/比例縮放/I/P轉換/A/D工作誤差/其他電 路的工作誤差。此外，校正電路5551校正空間光調制器的工作誤差。校 正電路5551還校正空間光調制器的多個元件的特性之間的不平均性。
圖11是顯示用于通過應用包括N位二進制數(shù)據的視頻信號的圖像信 號的二進制數(shù)據而顯示具有灰度級的圖像的圖像顯示系統(tǒng)5000的功能 塊。該系統(tǒng)還包括至少一個計數(shù)器5553，其對與至少M位數(shù)據(N^M)
的連續(xù)段相對應的計算出的非二進制數(shù)據的段數(shù)(即，子幀的數(shù)量)進 行計數(shù)。該系統(tǒng)還包括至少一個位比較器5552，其將M位二進制數(shù)據與 由計數(shù)器生成的段計數(shù)進行比較。該系統(tǒng)還包括處理電路5554，其通過 應用從比較器5552生成的數(shù)據并應用非二進制數(shù)據來控制包括多個像素 的SLM5100而計算各個非二進制數(shù)據段，g卩，各個子幀的數(shù)據。
通過根據如下步驟的計算來生成非二進制數(shù)據
步驟A)，從與第一像素元件相對應的M位二進制數(shù)據中計算第一 段非二進制數(shù)據(即，控制第一像素元件的數(shù)據)并將該數(shù)據傳送到SLM
5100;
步驟B),順序地計算與所有像素相對應的第一段數(shù)據并將該數(shù)據傳 送到SLM5100;
步驟C)，順序地計算與所有像素相對應的第二段數(shù)據(即，控制各 像素的數(shù)據)并將該數(shù)據傳送到SLM 5100;
步驟D)，重復計算和傳送所有的分段數(shù)據的步驟，直到全體M位 二進制數(shù)據都被轉換為非二進制數(shù)據并被傳送到SLM 5100;圖12示出了在圖IO的系統(tǒng)中實現(xiàn)的M位幅值比較器。圖12示出 了一個示例性實施方式，并且可以將不同的減法電路用作比較器。如圖 11所示的控制電路5500C中，數(shù)據轉換器5500包括位比較器5552、計 數(shù)器5553和處理電路5554。計數(shù)器5553是以時鐘5553a而遞增的M位 計數(shù)器。位比較器5552針對時鐘5553a的各個輸入，將輸入的M位二進 制數(shù)據110 (其中A-(A-O)至(A-M))與M位計數(shù)器5553 (其中B=(B-0) 至(B-M))進行比較，并基于上述兩組數(shù)據之間的大小關系向處理電路 5554輸出"r或"O"。具體而言，如果比較結果為A〉B，則位比較器5552 向處理電路5554輸出'T'，而如果比較結果為A^B，則向處理電路5554 輸出"O"。因此，連續(xù)的位串'T'被輸入到處理電路5554，直到計數(shù)器5553 的值變?yōu)榕c二進制數(shù)據UO的值相同，隨后將被輸出到處理電路5554的 位串"O"輸出直到計數(shù)器5553溢出。處理電路5554根據從位于前級的位 比較器5552輸出的上述位串而生成非二進制反射鏡控制信號230。如上 述圖11和12所示的控制單元5500C使得在與非二進制數(shù)據相對應的子 幀周期內能夠對全體像素進行高速地控制。包括上述控制單元5500C的 這種系統(tǒng)不需要大的存儲空間來保持作為將二進制數(shù)據轉換為非二進制 數(shù)據的結果的非二進制數(shù)據。
圖13示出了根據本發(fā)明的不同實施方式的示例性圖像顯示系統(tǒng) 5000的結構的功能框圖。在圖13所示的控制單元5500D中，控制單元 5500D與上述控制單元5500不同。圖13所示的控制單元5500D除了幀 存儲器5520、包含數(shù)據保持電路5540的控制器5530以外，還包括處理 電路5555、計數(shù)器5556和輸出電路5557。圖13例示了將接收到的視頻 信號應用為二進制數(shù)據中的N位二進制數(shù)據100以顯示具有額外灰度級 級別的圖像的圖像顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少一個處理電路5555，其從 M位二進制數(shù)據的連續(xù)段中計算多個分段數(shù)據作為非二進制子幀 (N^M)。該系統(tǒng)還包括至少一個計數(shù)器5556，其對第一像素元件的處 理循環(huán)的數(shù)量(即，非二進制計算后段的數(shù)量(即，子幀的數(shù)量))進行 計數(shù)。該系統(tǒng)還包括用于輸出分段的非二進制數(shù)據(即，子幀的數(shù)據) 的輸出電路5557，其中該分段的非二進制數(shù)據與由計數(shù)器根據計算出的非二進制數(shù)據而生成的計數(shù)相對應。該系統(tǒng)還包括具有多個像素元件的
SLM 5100，其中各個元件由非二進制數(shù)據進行控制。輸出電路5557執(zhí)行如下功能
A) ，選擇與第一像素元件相對應地由處理電路計算的第一段非二進制數(shù)據(即，控制第一像素元件的數(shù)據)并將該第一段非二進制數(shù)據傳送到SLM5100;
B) ，順序地選擇與所有像素相對應的第一段非二進制數(shù)據并將該非二進制數(shù)據傳送到SLM 5100;
C) ，順序地選擇與所有像素相對應的第二段數(shù)據(即，控制各像素的數(shù)據)并將該數(shù)據傳送到SLM5100;以及
D) ，重復計算和傳送所有分段數(shù)據的操作，直到全體M位二進制數(shù)據都被轉換為非二進制數(shù)據并被傳送到SLM 5100。
圖14是示出了在本發(fā)明所公開的系統(tǒng)中實現(xiàn)的對非二進制數(shù)據進行計算的處理的數(shù)據框圖，其中該系統(tǒng)在圖13所示的實施方式中實現(xiàn)。圖像顯示系統(tǒng)5000包括控制單元5500D，該控制單元5500D包括不需要大量存儲空間來保持非二進制數(shù)據的數(shù)據保持電路5540。通過將二進制數(shù)據轉換為非二進制數(shù)據的操作來生成非二進制數(shù)據。
圖15是更詳細地概念性地例示圖2所示的圖像顯示系統(tǒng)的結構的功能框圖。圖15示出了圖像顯示系統(tǒng)5000包括單個空間光調制器(SLM)5100、控制單元5500、全內反射(TIR)棱鏡5300、投射光學系統(tǒng)5400、光源光學系統(tǒng)5200和控制單元5500 (或控制單元5500A、控制單元5500B、控制單元5500C或控制單元5500D)。圖像顯示系統(tǒng)5000通常是指利用單個空間光調制器5100來實現(xiàn)的單板(single-plate)圖像顯示系統(tǒng)5000。
如上所述，為了簡單起見，單板圖像顯示系統(tǒng)5000利用單個空間光調制器5100來實現(xiàn)。但是，本發(fā)明所公開的方法和技術可適用于利用兩個空間光調制器來實現(xiàn)的雙板圖像顯示系統(tǒng)或利用三個空間光調制器來實現(xiàn)的三板圖像顯示系統(tǒng)。
單個空間光調制器5100和TIR棱鏡5300設置在投射光學系統(tǒng)5400的光軸上。將光源光學系統(tǒng)5200特地設置為投射具有與投射光學系統(tǒng)5400的光軸以直角相交的光軸的光。從位于緊鄰TIR棱鏡5300側的光源光學系統(tǒng)5200入射的照明光5600以規(guī)定的傾斜角從TIR棱鏡5300投射以作為照射到空間光調制器5100的入射光5601 。 TIR棱鏡5300進一步使垂直于空間光調制器5100的反射光5602透射以到達投射光學系統(tǒng)5400。投射光學系統(tǒng)5400將從空間光調制器5100反射并通過TIR棱鏡5300的反射光5602作為投射光5603投射到屏幕5900等。
光源光學系統(tǒng)5200包括用于生成照明光5600以投射到用于對照明光5600進行聚集的聚光透鏡5220的可變光源5210。光源光學系統(tǒng)5200還包括棒型集光器主體5230和聚光透鏡5240?？勺児庠?210、聚光透鏡5220和聚光透鏡5240順序地沿著照明光5600的光路設置，其中該照明光5600從可變光源5210發(fā)出以透射到TIR棱鏡5300的側面。圖像顯示系統(tǒng)5000被配置成通過采用單個空間光調制器5100來在順序彩色系統(tǒng)中的屏幕5900上實現(xiàn)彩色顯示。具體而言，可變光源5210包括紅色激光源5211、綠色激光源5212和藍色激光源5213。這些多個不同色彩的光源使得能夠對發(fā)光狀態(tài)進行獨立控制以將一幀顯示數(shù)據分割成多個子場，即，分別與紅(R)、綠(G)、藍(B)相對應的3個子場。如下面將要介紹的，在這些子幀中的每一個中，控制器分別開啟紅色激光源5211、綠色激光源5212、和藍色激光源5213。
圖16是在根據本實施方式的空間光調制器5100中實現(xiàn)的單獨像素元件的截面圖。圖16示出了反射鏡元件包括由形成在基板5114上的基本垂直的鉸鏈所支撐的微鏡5112，以相對于鉸鏈5113傾斜不同角度位置而自由回轉。微鏡5112由玻璃蓋5150覆蓋和保護。反射鏡元件還包括OFF電極5116、 OFF停止器5116a以及ON電極5115、ON停止器5115a，并且將這些元件放置于在基板5114上的中央位置設置的鉸鏈5113周圍的對稱位置。鉸鏈電極5113a放置在鉸鏈5113下面。通過在鉸鏈電極5113a和OFF電極5116之間施加規(guī)定的電壓，利用庫侖力吸引微鏡5112以使微鏡5112回轉到某一角度位置而與OFF停止器5116a接觸。微鏡5112將入射光5601反射到沿著遠離投射光學系統(tǒng)5400的光軸的OFF方
22向的光路。
通過在鉸鏈電極5113a和ON電極5115之間施加規(guī)定的電勢，微鏡5112被庫侖力吸引而回轉到另一角度位置以與ON電極5115接觸。微鏡5112對入射光5601進行反射以沿著與投射光學系統(tǒng)5400的光軸一致的ON方向的光路進行投射。
圖17A、 17B和17C是概念性地示出根據本實施方式的圖像顯示系統(tǒng)中的微鏡元件5111的示例性操作的圖。圖17A示出了微鏡5112的ON狀態(tài)。微鏡5112沿著投射光學系統(tǒng)5400的光軸反射從可變光源5210投射的入射光5601以作為反射光5602。發(fā)射光5602投射到與投射光學系統(tǒng)5400的光軸一致的光路上并將全體反射光5602投射到屏幕5900上。
圖17B示出了微鏡5112的OFF狀態(tài)。反射光5602的光路從投射光學系統(tǒng)5400的光軸偏移并且被光吸收體5160吸收，因此反射光5602不投射到屏幕5900上。圖17C例示了通過使微鏡5112在ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)之間振蕩而產生ON光和OFF光之間的中間灰度級(或半色調)的情況。具體而言，當微鏡在ON和OFF角度位置之間振蕩時，反射光5602的光路的一部分在微鏡5112振蕩期間與投射光學系統(tǒng)5400交疊。
圖18A、 18B和18C是概念性地示出了實現(xiàn)上述微鏡5112的ON狀態(tài)、OFF狀態(tài)和振蕩狀態(tài)中的每一個的方法的圖。圖18A示出了將微鏡控制為在ON狀態(tài)下工作?；诙M制數(shù)據110和非二進制數(shù)據210，對ON電極5115施加驅動電壓Va (即，充電)以利用庫侖力吸引微鏡5112以使微鏡5112回轉到與ON停止器5115a接觸的位置，從而將微鏡5112置于ON狀態(tài)。圖18B示出了將微鏡控制為在OFF狀態(tài)下工作?；诙M制數(shù)據110和非二進制數(shù)據210，對OFF電極5116施加驅動電壓Va(即，充電)以利用庫侖力吸引微鏡5112以使微鏡5112回轉到與OFF停止器5115b接觸的位置，從而將微鏡5112置于OFF狀態(tài)。圖18C示出了當微鏡在ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)之間振蕩時，將微鏡控制為在中間狀態(tài)下工作。對ON電極5116a和OFF電極5116b施加接地電壓。鉸鏈5113的彈性振動使得微鏡5112在ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)之間振蕩以提供可控的中間狀態(tài)。雖然通過例示當前優(yōu)選的實施方式而對本發(fā)明進行了描述，應當理解這種公開不能解釋為對其進行限制。對于本領域的技術人員來說，在閱讀上述公開內容之后，各種變型和修改將毫無疑問地變得明顯。因此，本發(fā)明旨在將所附的權利要求解釋為涵蓋落入本發(fā)明的真實精神和范圍內所有變型和修改。
權利要求
1、一種顯示系統(tǒng)，其接收包含N位二進制數(shù)據的圖像信號以顯示具有與所述二進制數(shù)據相對應的灰度級的圖像，其中N是正整數(shù)，所述顯示系統(tǒng)包括數(shù)據轉換器，其用于將所述二進制數(shù)據的所述N位中的M位轉換為非二進制數(shù)據，以在顯示所述圖像時對所述灰度級進行控制的過程中將所述非二進制數(shù)據用作為子幀，其中M是正整數(shù)且N≥M。
2、 根據權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述數(shù)據轉換器用于將所述二進制數(shù)據的所述N位中的連續(xù)M位轉換為所述非二進制數(shù)據。
3、 根據權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)還包括具有多個像素元件的空間光調制器(SLM)，并且所述SLM接收所述非二進制數(shù)據以控制所述像素元件。
4、 根據權利要求3所述的顯示系統(tǒng)，其中所述數(shù)據轉換器還執(zhí)行包括如下步驟的數(shù)據轉換處理a) 根據與所述空間光調制器的第一像素元件相對應的M位二進制數(shù)據計算第一段非二進制數(shù)據，并且將該數(shù)據傳送到所述空間光調制器；b) 順序地計算與所有像素相對應的第一段數(shù)據并將該數(shù)據傳送到所述空間光調制器(SLM);c) 進一步順序地計算與所有像素相對應的第二段數(shù)據并將該數(shù)據傳送到所述空間光調制器；d) 重復地計算和傳送所有分段數(shù)據，直到全體M位二進制數(shù)據都被轉換為非二進制數(shù)據并且該數(shù)據被傳送到所述空間光調制器。
5、 根據權利要求3所述的顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)還包括-保持電路，其用于保持由所述數(shù)據轉換器轉換的非二進制數(shù)據，其中，所述保持電路對等于所述空間光調制器(SLM)的水平像素數(shù)量的至少l/2a的非二進制數(shù)據進行保持，并將所述非二進制數(shù)據傳送到所述空間光調制器，其中"a"是整數(shù)。
6、 根據權利要求3所述的顯示系統(tǒng)，其中所述數(shù)據轉換器還包括用于圖像信號的校正電路，其中，在所述數(shù)據轉換器轉換所述二進制數(shù)據的重復處理期間，所述校正電路進行與圖像信號或所述空間光調制器(SLM)的特性相關的校正。
7、 根據權利要求3所述的顯示系統(tǒng)，其中所述空間光調制器(SLM)的像素的各元件還包括由定位狀態(tài)或振蕩狀態(tài)或中間狀態(tài)進行控制的微鏡元件，并且通過應用所述非二進制數(shù)據來對振蕩狀態(tài)或中間狀態(tài)進行控制。
8、 根據權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述數(shù)據轉換器通過應用與所述M位二進制數(shù)據的LSB (最低有效位)加權因子相等的加權因子，將所述二進制數(shù)據轉換為所述非二進制數(shù)據。
9、 一種顯示系統(tǒng)，其接收包含N位二進制數(shù)據的圖像信號以顯示具有與所述二進制數(shù)據相對應的灰度級的圖像，其中N是正整數(shù)，所述顯示系統(tǒng)包括用于將所述二進制數(shù)據分割成具有K組M位數(shù)據的第一二進制數(shù)據和具有剩余位的第二二進制數(shù)據的電路，其中M和K是正整數(shù)；數(shù)據轉換器，其用于將所述第一二進制數(shù)據和第二二進制數(shù)據轉換為多組非二進制分段數(shù)據，以在顯示所述圖像時對所述灰度級進行控制的處理中將所述非二進制數(shù)據用作為子幀。
10、 根據權利要求9所述的顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)還包括具有多個像素元件的空間光調制器(SLM)，并且所述SLM接收所述非二進制數(shù)據以控制所述像素元件。
11、 根據權利要求9所述的顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)還包括--保持電路，其用于保持由所述數(shù)據轉換器轉換的所述非二進制數(shù)據，其中，所述保持電路對等于所述空間光調制器(SLM)的水平像素數(shù)量的至少l/2a的非二進制數(shù)據進行保持，并將所述非二進制數(shù)據傳送到所述空間光調制器，其中"a"是整數(shù)。
12、 根據權利要求9所述的顯示系統(tǒng)，其中所述數(shù)據轉換器還執(zhí)行包括如下步驟的數(shù)據轉換處理A) 根據與所述第一像素元件相對應的M位二進制數(shù)據計算控制所述第一像素元件的第一段非二進制數(shù)據；B) 順序地計算與所有像素相對應的第一段數(shù)據并將該數(shù)據傳送到所述空間光調制器(SLM);C) 順序地計算與所有像素相對應的、控制各像素的第二段數(shù)據并將該數(shù)據傳送到所述空間光調制器；D) 重復計算和傳送所有分段數(shù)據，直到全體M位二進制數(shù)據都被轉換為非二進制數(shù)據并且該數(shù)據被傳送到所述空間光調制器；E) 將所述步驟A至D中所列的上述處理重復K次(g卩，所述第一二進制數(shù)據的塊的數(shù)量)；以及F) 針對所述第二二進制數(shù)據，重復所述步驟A至D的相同處理。
13、 根據權利要求10所述的顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)還包括保持電路，其用于保持由所述數(shù)據轉換器轉換的所述非二進制數(shù)據，其中，所述保持電路具有如下能力保持與至少第一二進制數(shù)據相對應的所有像素的非二進制數(shù)據和保持與剛好在所述非二進制數(shù)據被傳送到所述保持電路之前所計算出的第一二進制數(shù)據相對應的所有像素的非二進制數(shù)據，并且所述保持電路還將保持在其中的非二進制數(shù)據反復地傳送到所述空間光調制器(SLM)。
14、 根據權利要求13所述的顯示系統(tǒng)，其中所述保持電路還將保持在其中的非二進制數(shù)據至少兩次地反復傳送到所述空間光調制器(SLM)。
15、 根據權利要求10所述的顯示系統(tǒng)，其中所述數(shù)據轉換器還包括用于校正圖像信號的校正電路，其中，在所述數(shù)據轉換器轉換所述二進制數(shù)據的重復處理期間，所述校正電路進行與圖像信號或所述空間光調制器(SLM)的特性相關的校正。
16、 根據權利要求10所述的顯示系統(tǒng)，其中所述空間光調制器(SLM)的像素的各元件還包括由定位狀態(tài)或振 蕩狀態(tài)或中間狀態(tài)進行控制的微鏡元件，并且通過應用所述非二進制數(shù) 據對振蕩狀態(tài)或中間狀態(tài)進行控制。
17、 根據權利要求1或2所述的顯示系統(tǒng)，其中所述數(shù)據轉換器通過應用與所述M位二進制數(shù)據的LSB (最低有效 位)加權因子相等的加權因子，將所述二進制數(shù)據轉換為所述非二進制 數(shù)據。
18、 一種顯示系統(tǒng)，其接收包含N位二進制數(shù)據的圖像信號以顯示 具有與所述二進制數(shù)據相對應的灰度級的圖像，其中N是正整數(shù)，所述 顯示系統(tǒng)包括至少一個計數(shù)器，其用于對與至少M位數(shù)據的連續(xù)段相對應的計算 出的非二進制數(shù)據的段的數(shù)量或子幀的數(shù)量進行計數(shù)，其中M是正整數(shù)且論M;至少一個位比較器，其用于將M位二進制數(shù)據與所述計數(shù)器的計數(shù) 進行比較；處理電路，其用于利用所述非二進制或各個子幀的數(shù)據以及從所述 位比較器生成的數(shù)據來執(zhí)行計算；具有多個像素元件的空間光調制器(SLM)，其用于接收和應用所述 非二進制數(shù)據以控制所述像素元件。
19、 根據權利要求18所述的顯示系統(tǒng)，其中 所述處理電路執(zhí)行如下功能A) 根據與所述第一像素元件相對應的M位二進制數(shù)據計算控制所 述第一像素元件的第一段非二進制數(shù)據，并將該數(shù)據傳送到所述空間光 調制器(SLM);B) 順序地計算與所有像素相對應的第一段數(shù)據并將該數(shù)據傳送到所 述空間光調制器；C) 順序地計算與所有像素相對應的、控制各像素的第二段數(shù)據并將 該數(shù)據傳送到所述空間光調制器；D)重復所有分段數(shù)據的計算和傳送，直到全體M位二進制數(shù)據都 被轉換為非二進制數(shù)據并且該數(shù)據被傳送到所述空間光調制器。
20、 一種顯示系統(tǒng)，其接收包含N位二進制數(shù)據的圖像信號以顯示 具有與所述二進制數(shù)據相對應的灰度級的圖像，其中N是正整數(shù)，所述 顯示系統(tǒng)包括至少一個處理電路，其用于根據至少M位數(shù)據的連續(xù)塊計算非二進 制的多段數(shù)據，其中M是正整數(shù)且N^M;至少一個計數(shù)器，其用于對第一像素元件的處理循環(huán)的數(shù)量或各個 像素元件的計算出的非二進制段的段數(shù)進行計數(shù)；輸出電路，其用于從計算出的非二進制段數(shù)據中輸出與所述計數(shù)器 的計數(shù)相對應的段數(shù)據；具有多個像素元件的空間光調制器(SLM)，其用于接收和應用所述 非二進制數(shù)據以控制所述像素元件。
21、 根據權利要求21所述的顯示系統(tǒng)，其中所述處理電路執(zhí)行如下功能A) 選擇用于控制第一像素元件的第一段非二進制數(shù)據，并將該段傳 送到所述空間光調制器(SLM)，其中該第一段非二進制數(shù)據是與所述第 一像素元件相對應地由所述處理電路計算的；B) 順序地選擇與所有像素相對應的第一段數(shù)據并將該數(shù)據傳送到所 述空間光調制器；C) 順序地選擇與所有像素相對應的、控制各像素的第二段數(shù)據并將 該數(shù)據傳送到所述空間光調制器；以及D) 重復所有分段數(shù)據的計算和傳送，直到全體M位二進制數(shù)據都 被轉換為非二進制數(shù)據并且該數(shù)據被傳送到所述空間光調制器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示系統(tǒng)，其接收包含N位二進制數(shù)據的圖像信號以顯示具有與所述二進制數(shù)據相對應的灰度級的圖像，其中N是正整數(shù)。所述顯示系統(tǒng)還包括數(shù)據轉換器，該數(shù)據轉換器用于將二進制數(shù)據的N位中的M位轉換為非二進制數(shù)據，以在顯示所述圖像時對所述灰度級進行控制的處理中將所述非二進制數(shù)據用作為子幀，其中M是正整數(shù)且N≥M。在示例性實施方式中，數(shù)據轉換器將二進制數(shù)據的N位中的連續(xù)M位轉換為所述非二進制數(shù)據。所述顯示系統(tǒng)還包括具有多個像素元件的空間光調制器(SLM)，并且所述SLM接收M位的非二進制數(shù)據以控制所述像素元件。
文檔編號G09G5/02GK101496093SQ200780028320
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權日2006年7月27日
發(fā)明者前田義浩, 市川博敏, 石井房雄, 荒井一馬 申請人:硅探索株式會社;奧林巴斯株式會社