用于增加显示系统流明的受脉冲作用的LED扫描环阵列技术方案

本发明专利技术揭示一种显示装置（２００），其包括一衬底（２１８）和耦合到所述衬底的若干发光二极管ＬＥＤ（２０２）。例如一屏蔽体或一集成柱的一光学元件（２１５，２１６，２１７）位于所述ＬＥＤ中的至少一者的邻近处。在操作中，所述光学元件和所述ＬＥＤ可相对于彼此移动，以使得所述光学元件在不同时间邻近所述ＬＥＤ中的不同者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及显示系统，且优选实施例涉及用于增加显示系统流明的受脉冲作用LED扫描环阵列。
技术介绍
用于显示系统的一种技术是基于数字微镜器件或DMD。此类系统可在市场上以商标DLPTM(数字光处理)从Texas Instruments，Inc.购得。参看图1，说明DMD系统10的实例，其中来自光源11的光穿过第一聚光透镜13且穿过色轮15而提供，其通常会在要显示的图像的每帧至少旋转一次。通过色轮15的光通过第二聚光透镜17到DMD晶片19上。DMD晶片包括细小的镜元件或微镜(大约1,000,000个)阵列，其中如图2中所示，每个镜元件由CMOS静态RAM的存储器单元上方的扭转铰(torsion hinge)和支柱来铰接。图2展示镜元件21悬在衬底23上的典型DMD阵列19的一部分。镜21与寻址电极25之间的静电引力导致镜关于由一对扭杆式铰链27a和27b形成的轴在两个方向的任何一者上扭转或枢转。通常，所述镜关于这些铰链旋转，直到旋转机械地停止为止。取决于写到单元的数据，可移动微镜通过静电力倾斜到开或关状态。镜的倾斜为大约+10度(开)或-10度(关)，以对入射在表面上的光进行调制。若要了解其它细节，请参见题为“Spatial Light′Modulator”的美国第5,061,049号专利和题为“Field Updated Deformable Mirror Device”的美国第5,280,277号专利，两者均由Larry J.Hornbeck所著。再次参看图1，从所述镜中的任何一个镜反射的光可通过投影透镜29并在屏幕31上产生图像。DMD由在硅衬底23上制造的DMD阵列下方的电子电路来控制。所述电路包括连接到寻址电极25的存储器单元的阵列，通常每个DMD元件对应一个存储器单元。存储器单元的输出端连接到两个寻址电极中的一个，且存储器单元的经反转的输出端连接到另一寻址电极。通过由信号处理电路确定的时序和控制电路33和35处所指示的图像源来提供数据。一旦数据被写到阵列中的每个存储器单元，电压就施加到DMD镜21，在镜21与寻址电极25之间产生足够大的电压差，以使镜在最大电压电位的方向上旋转或倾斜。由于随着镜旋转到寻址电极的附近，静电引力变得更强，所以一旦镜完全旋转，就可在不更改镜的位置的情况下，改变存储器单元内容。因此，当阵列显示先前数据时，存储器单元可装载新的数据。屏幕31上显示的每种色彩的强度由对应特定像素的镜21朝屏幕31引导光的时间量来确定。举例来说，对于每种色彩(例如，红、绿或蓝)，每个像素可具有256个强度等级。如果特定时间时为特定像素选择的色彩等级为128，那么对应的镜会朝屏幕31的那个区域引导光，并持续1/2(例如，128/256)帧时间。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术提供一种用于增加显示系统流明的受脉冲作用的LED扫描环阵列。在此实施例中，光源由若干LED组成，所述LED经受脉冲作用，以使得它们可输出更大量的光。可通过对每种色彩利用若干LED以减少每个LED随帧时间而开启的时间的总量，从而实现此脉冲作用。在第一实施例中，显示装置包括沿用作印刷电路板的陶瓷衬底的周边安装的若干LED。马达与陶瓷板的中心点基本对准而定位。光收集屏蔽体总成耦合到所述马达。所述屏蔽体总成具有输入窗口，其可在陶瓷板的周边上旋转。此装置可用于显示系统中。举例来说，可使屏蔽体总成和复数个LED相对于彼此移动，以使得屏蔽体总成在不同时间邻近LED的不同者。在优选实施例中，LED是固定的且屏蔽体总成旋转。将固定集成柱定位以接收来自屏蔽体总成的光。在陶瓷板上在任何给定时间点亮的LED以与空间光调制器(例如，数字微镜器件)和固定集成柱的输入相适合的纵横比来形成矩形。将空间光调制器定位以接收来自中继透镜的光，并向投影透镜提供经调制的光。本专利技术的方面包括优于现有技术显示系统的若干优势。举例来说，与弧光灯相比，LED具有更长的寿命，且因此不需要频繁地更换。另外，环阵列技术允许LED具有以流明计的大得多的光输出。此事实大大增强了将LED用于例如商务投影仪和数字电视的应用的商业活力。在以下详细描述中描述其它优势。附图说明为更完整地了解本专利技术和其优势，现结合附图参考以下说明，其中图1是常规的基于DMD的显示系统的方框图；图2是DMD镜阵列的图；图3是固定阵列LED系统的方框图；图4提供本专利技术的LED环阵列装置的第一图；图5a和5b提供本专利技术的LED环阵列装置的第二和第三图；图6提供本专利技术的LED环阵列装置的另一图；图7展示使用图4、5a、5b和6的LED环阵列装置的系统的方框图；图8展示替代性实施例系统；图9和10提供第二实施例LED环阵列装置；图11展示本专利技术的集成柱；图12展示替代性实施例环阵列；图13提供第三实施例LED环阵列装置；图14和15展示第四实施例LED环阵列装置；和图16a和16b展示包括固定阵列和LED环装置的第五实施例。具体实施例方式下文详细讨论目前优选的实施例的制作和使用。然而，应了解，本专利技术提供可在各种特定内容中实施的很多可应用的专利技术性概念。所讨论的具体实施例仅说明制作和使用本专利技术的具体方式，且不限制本专利技术的范畴。商业上可购得的基于DMD的投影仪通常使用弧光灯作为照明光源。单个DMD通常与以色序方式(称为场序色彩或FSC)供应的照明光一起使用。旋转色轮通常用于将来自灯的光施加到DMD。光被提供为R(红)接着G(绿)接着B(蓝)，每种色彩按顺序提供，以使得色彩完全填充DMD。关于此系统，在每个帧(其中色彩简单地是一些RGB原色对的混合)期间，存在时间间隔。这发生在色轮的轮辐通过灯输出光锥时。此轮辐光经由轮辐光重获(SLR)来用于今天的投影仪中。因此，对于全白屏幕，今天的FSC投影仪整个R、G和B片段时间中且在所有的轮辐时间期间均使DMD开启。然而，当单色施加到FSC系统中的DMD时，互补色由色轮发射，且此光被散射并丢失。色轮仅透射当前施加到DMD的色彩。对于全白屏幕，由于灯光的可见光谱的三种色彩中仅有一种穿过色轮传输到DMD，所以大约2/3的屏幕流明丢失了。如图3中所示，使用三个LED阵列也是照明DMD的可选方法。在此专利中，如图3中所示的LED阵列系统300被称作“固定阵列”或FA。LED固定阵列系统具有三个固定的红、绿和蓝阵列102、104和106。不使用移动部分。通过开启红阵列102、接着为绿阵列104且接着为蓝阵列106来按顺序供应光。在投影仪中使用LED阵列而不是弧光灯的一个优势在于，当一个LED阵列开启时，另外两个关闭。因此当一个LED FA开启时，由用于照明所述DMD的光学器件收集到的几乎所有的光均在所述光学器件将传递到DMD的可用光谱内。在操作中，来自蓝色LED 106的光穿过滤光片108和滤光片110传输到光学集成器112。同样地，来自绿色LED 104的光从滤光片108反射，但穿过滤光片110传输到光学集成器112。来自红色LED 102的光从滤光片110反射到光学集成器112。来自光学集成器112的光传输到中继透镜组114，从那里光被引导到DMD阵列116。将来自DMD阵列116的光引导到投影透镜118，从那里光可显示在屏幕或其它显示媒体(未图示)上。然而，就LED固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示装置，其包含：一衬底；复数个发光二极管（ＬＥＤｓ），其耦合到所述衬底；一光学元件，其位于所述ＬＥＤｓ中的至少一者的邻近处，其中所述光学元件和所述复数个ＬＥＤｓ可相对于彼此移动，以使得所述光学元件在不同时间邻近 所述ＬＥＤｓ中的不同者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔J摩根，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]