具有两个二元空间光调制器的显示器制造技术

一种显示器，具有第一（１４）和第二（２０）空间光调制器，用于对来自于光源（１２）的光进行调制。第一空间光调制器具有可以根据具有空间变化的密度的图案在ＯＮ和ＯＦＦ状态之间切换的多个元件（１６）。传递光器件（２６）将通过第一空间光调制器调制的光变得模糊并将其传送到第二空间光调制器，以在第二空间光调制器处产生光场。第二空间光调制器具有可以在ＯＮ和ＯＦＦ状态之间切换的多个元件（２２），用以执行光场的时间抖动，以重现图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子显示器，如计算机显示器、电视机显示器、数字电影投影机、家庭 影院显示器、用于交通工具(如飞机、船、卡车、小汽车等)的模拟装置中的显示器、游戏系 统显示器、仿真型娱乐乘具中的显示器、数字相框、HDTV监视器、高动态范围(HDR)成像系 统等。本专利技术尤其涉其中光被调制成两个状态的显示器。
技术介绍
电子显示器在广泛的应用范围内使用。一些电子显示器具有空间光调制器。响应 于图像数据来对空间光调制器的元件进行控制，以产生观看者可以观察的图像。一些空间 光调制器的元件是具有两个状态的“二元”元件。在一个状态中，元件将光传递到观看区域， 而在另一个状态中，元件不将光传递到观看区域。数字微镜器件(DMD)是二元空间光调制器的一个例子。DMD提供了反射镜阵列。 每个反射镜可以在两个状态之间切换。反射镜的状态可以判断在反射镜的位置入射到DMD 上的光是否沿着可以将其导向至观看区域的路径传递。当反射镜处于“ON”状态时，光被引 导至观看区域中对应于反射镜的位置。当反射镜处于“OFF”状态时，沿不会将光导向至观 看区域的路径来引导光。通常处于OFF状态的光被引导至热沉。二元空间光调制器的元件可以通过快速开启和关闭而被控制以显示中间亮度值。 通过调节元件处于ON和OFF状态的相对时间量可以改变观察者察觉到的亮度。一些显示器提供串行光调制器。在这种显示器中，通过第一和第二光调制器对光 进行串行调制。显示器的例子在PCT专利公布No. W02003/077013和美国专利No. 6891672 中描述。PCT专利公布NO.W02003/077013描述了具有可控发光元件阵列的光源以及具有用 于对来自光源的光进行调制的可控透射率元件阵列的空间光调制器。美国专利No. 6891672 描述了串联排列的第一和第二空间光调制器，用于对来自光源的光进行调制。每个空间光 调制器具有可控像素阵列，其中，一个空间光调制器的每个像素对应于另一个空间光调制 器的多个像素。需要能够提供高图像质量的节省成本的显示器。
技术实现思路
本专利技术具有多个方面。本专利技术的一方面提供一种显示器。该显示器例如可以包括 计算机显示器、电视机、数字投影机等。该显示器包括能够将光引导至第一空间光调制器上 的光源。第一空间光调制器包括可以在ON和OFF状态之间切换的多个第一元件。该显示 器具有传递光器件，其被设置成将由第一空间光调制器调制的光引导至第二空间光调制 器上；以及驱动器，其被配置成基于图像数据产生分别用于第一和第二空间光调制器的第 一和第二控制信号。驱动器被配置成基于图像数据来产生图案。该图案具有空间变化的密 度。该图案可以包括例如从图像数据得到的空间抖动。驱动器被配置成产生第一控制信号， 以便根据图案来设置第一空间光调制器的元件。传递光器件的特征在于传递功能部，其使得在第二空间光调制器处、源于第一空间光调制器的光变得模糊。第二空间光调制器也可以包括能够在ON和OFF状态之间切换的多个元件。在这种 情况下，驱动器可以被配置成在一个图像帧期间将第二空间光调制器的元件在其ON和OFF 状态之间切换多次。例如可以根据二元脉宽调制方案来进行对第二空间光调制器的元件的 切换。在一些实施例中，驱动器被配置成估计第二空间光调制器处的对应于图案的光 场，以及使第二控制信号基于光场。本专利技术的另一个方面提供一种显示器，包括用于产生光的装置；用于对光进行 二元调制的第一装置，该第一装置包括可以在ON和OFF状态之间切换的多个第一元件；用 于使通过第一装置调制的光变得模糊并将该模糊的光引导至二元空间光调制器上的装置； 用于根据图像数据来产生用于第一装置的第一控制信号的装置，用于产生第一控制信号的 装置包括基于图像数据产生图案的装置，该图案具有空间变化的密度；以及用于根据图像 数据产生用于二元空间光调制器的第二控制信号的装置。本专利技术的另一方面提供一种用于显示图像的方法。该方法包括根据基于图像的二 元图案来设置第一二元空间光调制器的元件。该图案具有空间变化的密度。该方法这样进 行将第一二元光调制器的图像变得模糊并将其传送到第二空间光调制器，以在第二空间 光调制器处产生光场；利用第二空间光调制器调制光场以重现该图像。在一些实施例中，利用第二空间光调制器调制光场包括通过将第二空间光调制 器的元件在ON和OFF状态之间切换来进行光场的时间抖动。一些实施例包括计算对应于图案的光场的估计，并根据图像数据和光场的估计来 控制第二空间光调制器。计算得到的估计可以考虑特征在于模糊的传递功能部。本专利技术的另一方面提供一种用于包括第一和第二空间光调制器的显示器的控制 器。该控制器被配置成产生用于第一空间光调制器的第一控制信号，用以根据基于图像的、 具有空间变化的密度的二元图案将第一空间光调制器的多个元件中的每个设置成ON或 OFF状态；并产生用于第二空间光调制器的第二控制信号，以在ON和OFF状态之间切换第 二空间光调制器的多个元件中的每个，用以进行入射到元件上的光的时间抖动。第二控制 信号响应于由第一空间光调制器调制的光的估计光场以及图像数据。以下对本专利技术的其它方面以及本专利技术的特定实施例的特征进行描述。附图说明附图示出了本专利技术的非限制性实施例。图1是示出了根据本专利技术的简单实施例的单色显示器的示意图；图2是示出了根据本专利技术的实施例的用于显示图像的方法的流程图；图3A示出了具有不同亮度级的部分的图像；图:3B示出了用于表示图3A中所示的 图像的抖动图案(dithering pattern)的例子；图4是示出了各种特征随图像中位置的变化的图；图5是根据本专利技术的示例性实施例的、连接以控制两个空间光调制器的用于显示 器的控制器的框图；图6是示出了根据本专利技术的另一个实施例的彩色显示器的示意图7是示出了根据本专利技术的另一个实施例的彩色显示器的示意图；图8是根据本专利技术的另一个实施例的控制器的框图；图9是示出了根据本专利技术的另一个实施例的彩色显示器的示意图。具体实施例方式贯穿以下描述，对特定细节进行阐述以便于更加彻底地理解本专利技术。然而在没有 这些细节的情况下也可以实施本专利技术。在其它情况下，未对已知的元件进行详细显示或描 述以避免不必要的混淆本专利技术。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。图1示出了根据本专利技术的示例性实施例的单色显示器10。显示器10包括光源12。 来自光源12的光13照射第一空间光调制器14。光源12例如可以包括·激光器；·氙气灯；·激光二极管或其它固态光发射器阵列；·弧光灯；等等。第一空间光调制器14包括多个可控元件16。可以通过合适的控制电路18将元件 16在ON和OFF状态之间切换。当元件16处于ON状态时，元件16允许射到该元件上的入 射光13传递到第二空间光调制器20的相应区域。当元件16处于OFF状态时，从元件16 传递到第二空间光调制器20的相应区域的光量减少。理想地，当元件16处于OFF状态时， 基本上没有光从元件16到达第二空间光调制器20的相应区域。可以以很多种方式来实现第一空间光调制器14。在一些实施例中，第一空间光调 制器14包括DMD。在其它实施例中，第一空间光调制器14包括可以通过其它机制在ON和 OFF状态之间切换的光反射或透射元件阵列。例如，在一些这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示器，包括：光源，能够将光引导至第一空间光调制器，第一空间光调制器包括能够在ＯＮ和ＯＦＦ状态之间切换的多个第一元件；传递光器件，其被设置成将由第一空间光调制器调制的光引导至第二空间光调制器上；驱动器，其被配置成基于图像数据产生分别用于第一和第二空间光调制器的第一和第二控制信号，其中，驱动器被配置成基于图像数据来产生图案，该图案具有空间变化的密度；驱动器被配置成产生第一控制信号，以便根据图案设置第一空间光调制器的元件；以及传递光器件的特征为传递功能部，其使得在第二空间光调制器处、源于第一空间光调制器的光变得模糊。

【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：格里戈里·J·沃德，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：US