本发明专利技术提供一种显示系统，其接收包含Ｎ位二进制数据的图像信号以显示具有与所述二进制数据相对应的灰度级的图像，其中Ｎ是正整数。所述显示系统还包括数据转换器，该数据转换器用于将二进制数据的Ｎ位中的Ｍ位转换为非二进制数据，以在显示所述图像时对所述灰度级进行控制的处理中将所述非二进制数据用作为子帧，其中Ｍ是正整数且Ｎ≥Ｍ。在示例性实施方式中，数据转换器将二进制数据的Ｎ位中的连续Ｍ位转换为所述非二进制数据。所述显示系统还包括具有多个像素元件的空间光调制器（ＳＬＭ），并且所述ＳＬＭ接收Ｍ位的非二进制数据以控制所述像素元件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像显示系统。具体而言，本专利技术涉及具有(多个)空 间光调制器的显示系统。
技术介绍
尽管近年来在将机电微镜装置实现为空间光调制器的技术方面取得 了显著的进步，但是当图像显示系统将机电微镜实现为空间光调制器以 提供高质量图像显示时，仍然存在限制和困难。尤其是，当将微镜实现 为色序显示系统的空间光调制器以投射显示图像时，图像具有令人讨厌 的"彩虹"效应。具体地，在基于HDTV格式的显示系统中彩虹效应甚至变得更为明 显。随着在屏幕上显示的图像尺寸变得越来越大(例如对角尺寸超过 100〃)， HDTV显示格式也变得普遍起来。当规格是100"尺寸的图像包括 1920x1080个像素时，屏幕上的像素尺寸超过了 lmm。类似地，对于根 据XGA格式显示在50〃对角尺寸的屏幕上的图像，像素尺寸也是lmm。 对于如此大尺寸的显示像素，观察者可以看见屏幕上的各个像素。由于 这些原因，显示系统需要多于10位或16位的高数量灰度级以消除彩虹效应从而提供高质量的显示系统。此外，当以数字方式对显示图像进行 控制时，由于图像没有以足够数量的灰度级进行显示，图像质量受到了 不利的影响。机电微镜装置由于可用作能够方便地以数字方式进行控制的空间光调制器(SLM)的应用，因此受到广泛关注。空间光调制器需要相对较 大量的微镜装置的阵列。通常，对于各SLM，所需要的装置数量的范围 从60， 000到几百万。参考图1A的包括显示屏2的数字视频系统1 (在 参考文献美国专利5,214,420中公开)。使用光源10生成光能作为照明光 源以在显示屏2上显示图像。从光源投射的光9通过反射镜11进一步聚 焦并指向透镜12。透镜12、 13和14用作光束聚焦器(beamcolumnator) 以将光9聚焦为光柱8。计算机通过经由数据线缆18传输的数据对空间 光调制器15进行控制以可选择地将光的一部分从路径7改为指向透镜5 从而显示在屏幕2上。SLM 15具有包括可切换的反射元件阵列的表面16 (例如，图1B所示，诸如元件17、 27、 37和47的微镜装置32作为连 接到铰链30的反射元件)。当元件17处于一个位置时，来自路径7的光 的一部分改为沿着路径6指向透镜5，在透镜5中，其被放大或沿着路径 4传播而撞击在显示屏2上，由此形成被照明的像素3。当元件17处于 另一位置时，光指向显示屏2以外的区域，因此像素3是暗的。如在美国专利5， 214， 420中以及由大部分常规的显示系统所实施 的微镜控制方案的ON和OFF状态对显示质量构成限制。具体而言，常 规结构的控制电路的应用面临的限制是具有通过在ON状态和OFF状 态之间应用脉冲宽度调制(PWM)来实现控制的微镜的常规系统的灰度 级受到由LSB (最低有效位，或最小脉冲宽度)确定的增量照明的最小 可控量的限制。由于在常规系统中实现的ON-OFF状态，无法提供比LSB 更短的脉冲宽度。可由空间光调制器进行控制的增量亮度的最小量确定 了灰度级的分辨率，并且其又由在最小脉冲宽度所控制的时间长度期间 反射的光来确定。受限的灰度级导致图像显示的劣化。详细来说，图1C示出了根据美国专利5， 285， 407的现有技术的微 镜控制电路的示例性电路图。控制电路包括存储单元32。各种晶体管被表示为"M",其中"*"代表晶体管数量，并且各个晶体管是绝缘栅场效应晶体管。晶体管M5和M7是p沟道晶体管，晶体管M6、 M8和M9是n 沟道晶体管。电容Cl和C2代表提供给存储单元32的电容性负载。存储 单元32包括存取开关晶体管M9和锁存器32a，这是静态随机存取开关 存储器(SRAM)设计的基础。以行排列的各个存取晶体管M9从不同位 线31a接收DATA信号。通过使用施加到字线(wordline)的ROW信号 导通行选择晶体管M9，使得能够进行对存储单元32写入数据的操作。 锁存器32a由两个交叉耦合的反相器，M5/M6和M7/M8 (其允许有两个 稳定状态)形成。状态1是节点A高且节点B低，状态2是节点A低且 节点B高。通过由控制电路控制微镜移动到处于如图1A所示的ON或 OFF角取向的位置来执行双状态切换操作。亮度(即，以数字方式控制 的图像系统的显示灰度级)由微镜处于ON位置的时间长度来确定。微 镜被控制处于ON位置的时间长度又由多位字进行控制。为了简化说明， 图1D示出了当由4位字进行控制时的"二进制时间间隔"。如图1D所示， 该时间间隔具有相对值l、 2、 4和8，该相对值又限定了4位中的每一个 的相对亮度，其中"1"代表最低有效位而"8"代表最高有效位。根据所示的 控制机构，用于显示不同亮度的灰度级之间的最小可控差异是由将微镜 保持在ON位置的"最低有效位"所表示的亮度。当相邻图像的像素由于可控灰度级的非常粗糙的比例而用很大程度 的不同灰度级进行显示时，这些相邻的图像像素之间出现了伪像。这导 致图像劣化。当相邻图像像素之间存在灰度级的"更大间隙"时，在显示 的明亮区域，图像的劣化尤其明显。在女性模特的图像中可以观察到， 在其前额、鼻子的侧面和上臂处显示有伪像。伪像是由以数字方式控制 的显示不能提供足够数量的灰度级这一技术限制而生成的。在显示的明 亮处，例如，在前额、鼻子的侧面和上臂处，相邻像素显示有光强的可 视间隙。由于对微镜进行控制以具有完全的ON位置和完全的OFF位置，因 此光强由微镜处于完全的ON位置的时间长度来确定。为了递增显示的 灰度级的数量，必须将微镜的速度增大到这样的程度，即，能够将以数字方式控制的信号增大到更高的位数。然而，当微镜的速度增大时，微 镜需要更坚固的铰链来维持所需的工作循环数以进行指定使用寿命的操 作。为了驱动由进一步加强的铰链所支撑的微镜，需要更高的电压。该更高的电压有可能超过20伏特，甚至可能高达30伏特。通过应用CMOS技术而制造的微镜很可能不适合在如此更高的电压范围下工作，因而需要DMOS微镜装置。为了实现更高程度的灰度级控制，当实施DMOS微镜时，需要更复杂的制造工艺和更大的装置区域。因此，常规模式的微镜控制面临着技术挑战，g卩，由于工作电压的限制，为了更小和更为成本有效的微镜显示的利益而必须牺牲灰度级的准确性。有许多与光强控制相关的专利。这些专利包括美国专利5,589,852、6,232,963、 6,592,227、 6,648,476禾B 6,819,064。还有与不同形状的光源相关的专利和专利申请。这些专利包括美国专利5,442,414、 6，036，318和专利申请20030147052。美国专利6,746,123公开了用于防止光损失的特殊的偏振光源。然而，这些专利或专利申请没有提供有效的方案来克服以数字方式控制的图像显示系统中由不充足的灰度级而造成的限制。有若干与应用非二进制数据以进行图像控制的显示系统相关的专利。这些专利包括美国专利5,315,540、 5,619,228、 5,969,710、 6,052,112、6,970,148和美国专利申请US2005/0190429。此外，还有许多与空间光调制相关的专利，这些专利包括美国专利2,025,143、 2，682,010、 2,681,423、4,087,810、 4，292，732、 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种显示系统，其接收包含Ｎ位二进制数据的图像信号以显示具有与所述二进制数据相对应的灰度级的图像，其中Ｎ是正整数，所述显示系统包括： 数据转换器，其用于将所述二进制数据的所述Ｎ位中的Ｍ位转换为非二进制数据，以在显示所述图像时对所述灰度级 进行控制的过程中将所述非二进制数据用作为子帧，其中Ｍ是正整数且Ｎ≥Ｍ。
【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：前田义浩，市川博敏，荒井一马，石井房雄，
申请(专利权)人：硅探索株式会社，奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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