彩色顯示系統的製作方法

2023-12-04 16:53:06 1

專利名稱：彩色顯示系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一個圖像顯示系統。具體而言，本發明涉及的圖像顯示裝置包含一 個或多個空間光調製器和由控制電路控制、以獲得較高圖像顯示質量的可調光源。
背景技術：
儘管近年來在製作空間光調製器(SLM)這樣的機電微鏡裝置方面已經取得了 顯著的進展，但要將其應用於高質量畫面的顯示仍有一些限制和困難。特別對於數字信 號控制的顯示圖像，反而會由於灰度等級足夠導致圖像不能顯示，使得圖像質量受到影 響。機電鏡面器件作為空間光調製器(SLM)引起了廣泛關注。機電鏡面器件通常 由包含大量鏡面單元的鏡面陣列組成。機電鏡面器件的襯底表面上通常排列著六萬到幾 百萬個不等受電路控制的鏡面單元。如圖1A所示，帶有屏幕2的數字視頻系統1在美國專利5,214,420中已做公開。 光源10用於產生照亮屏幕2的光能。產生的光束9通過鏡面11的聚集投射到透鏡12 上。透鏡12、13、14形成光束聚焦器，將光束9聚焦成為光束8。空間光調製器15通 過總線18受電腦19輸入的數據控制，選擇性地將部分光線從路徑7指向放大鏡5並最終 顯示在屏幕2上。SLM15具有包含一個可開關的反射單元陣列的表面16，例如微鏡器 件32，如作為反射單元的單元17、27、37和47，如圖1B所示與鉸鏈30相連。當單元 17處於一個位置時，從路徑7射出的一部分光沿路徑6指向透鏡5，這一路徑的光被放大 或是沿著路徑4投射在顯示屏幕2上，從而形成一個照明像素3。當單元17處於另一個 位置時，光束就不會打到顯示屏幕2上，因此像素3就是暗的。如美國專利5,214,420中提到的一樣，大多數傳統的圖像顯示裝置都是使用鏡面 的兩態控制，即開態和關態。圖像顯示質量受到有限灰度等級的限制。尤其是在使用 PWM(脈衝寬度調節器)的傳統控制電路中，控制開關狀態的最低有效位(LSB)或最小 脈衝寬度限制了圖像的質量。由於鏡面受控工作在開態或關態，傳統的圖像顯示裝置無 法提供比LSB更短的脈衝來控制鏡面。調整灰度時，決定亮度最小可調等級的最低光 強，是在最短脈衝寬度時間內反射的光。由LSB限制導致的有限的灰度等級引起圖像質 量的下降。
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圖1C為專利5,285,407中一個微鏡的控制電路的電路圖。該控制電路包含一個 存儲單元32。每個電晶體都標記為「M*」，其中*為電晶體編號，所有電晶體均為絕 緣柵場效應電晶體。M5、M7為p溝道電晶體；M6、M8、M9為n溝道電晶體。電容 CI、C2代表存儲單元32的容性負載。存儲單元32包含一個存取開關電晶體M9和一個 基於靜態隨機存儲區(SRAM)設計的鎖存器32a。一行中的所有存取電晶體M9從不同 的位線31a接收數據信號。需要寫入的某特定存儲單元32通過使用作為字線的行信號來 開啟適當的行選擇電晶體M9從而進行訪問。鎖存器32a由兩個交叉耦合的反相器M5/ M6和M7/M8組成，能夠提供兩種穩態。狀態1 節點A為高電位，節點B為低電位； 狀態2:節點A為低電位，節點B為高電位。圖1D顯示了用四位字控制SLM時的「二進位時間長度」。如圖1D所示，時 間周期有1、2、4、8四個相對值，它們依次決定著每一位字的相對光強。其中「1」為 最低有效位(LSB)，「8」為最高有效位。在PWM控制機制下，決定灰度解析度的最 低光強就是受「最低有效位」控制，在最短可控時間內將鏡面保持在開態時的亮度。例如，假定灰度為n位，則一幀時間被分為2n_l個相等的時間段。對16.7微秒 的幀長和n位強度值，時間段為16.7/(2n-l)微秒。當臨近的圖像像素間的灰度由於粗糙的灰度控制而差異較大時，這些臨近的圖 像像素間出現偽像。這導致了圖像的劣化。當臨近的圖像像素間的灰度差異較大時，明 亮的顯示區域這種劣化尤為明顯。例如，可以從一張女模特的圖像中觀察到，其前額、 鼻梁以及上臂處存在偽像。數控顯示技術無法提供足夠灰度這一技術局限導致了偽像的 產生。因此，在顯示明亮區域，臨近像素的光強差別明顯。當微鏡被控制在全開或者全關位置時，光的強度由微鏡處在全開態的時間決定。如圖2所示範例使用了早前公布的技術，通過SLM方式來顯示彩色動態圖片， 每一幀被分成三個與三原色紅、綠、藍相應的子幀，執行顏色順序控制。如圖2所示， 綠色子幀0&中綠色雷射脈衝的光強保持為定值Pe2，微鏡受PWM控制處於開態或關態位 置。因此，觀眾感覺到的投影圖像的綠光強度由一個綠色子幀Gfl中微鏡處於開態位置的 時間長度決定。藍光和紅光也一樣。為了提高顯示器的灰度等級，必須提高微鏡轉換速度以使數字控制信號有更多 的位數。然而，當微鏡轉換速度提高後，需要一個更牢固的鉸鏈來達到要求的工作周期 量，進而保證指定的工作壽命。為了驅動加固鉸鏈支撐下的微鏡，需要更高的電壓。這 種情況下，該電壓可能會超過20伏，甚至30伏。CMOS (互補金屬氧化物半導體)技術 製造的微鏡可能不適合工作在如此高的電壓下，因此可能需要DMOS (雙擴散金屬氧化物 半導體)微鏡器件。為了更好的控制灰度，DMOS微鏡的製作需要更為複雜的製作工藝 和更大的器件面積。受到工作電壓的限制，為了製作更小、更低成本的微鏡顯示器就不 得不犧牲灰度的精度，這使微鏡控制的傳統模式面臨到技術挑戰。目前有許多關於光強控制的專利。這些專利包括美國專利5,589,852、 6,232,963、6,592,227、6,648,476和6,819,064。還有更多關於不同形態光源的專利或專利 申請。這些專利包括美國專利 5,442,414、6,036,3185、617,243、5,668,611、5,767,828 禾口 發表申請2003/0147052、2006/0181653。美國專利6,746,123提出了能夠防止光損耗的特殊偏振光源。然而，這些專利和專利應用並沒有提供克服數字控制圖像顯示系統中由灰 度等級不足引起局限的有效解決方案。此外，還有許多關於空間光調製器的專利和專利申請，包括美國專利 20,25,143, 2,682,010, 4,087,810, 4,292,732, 4,405,209, 4,454,541, 4,592,628, 4,767,192, 4,842,396, 4,907,862, 5,287,096, 5,506,597, 5,489,9525, 751,397, 6,897,884 和發表專利申請 2005/0,259,121、2007/0,120,786 和 2008/0,068,359
發明內容
本發明的一個方面是提供一種新的、改進的圖像顯示裝置，通過使用空間光調 制器提高圖像顯示的灰度解析度來獲得更加平滑的灰度顯示。基於本發明實施例的圖像顯示裝置包含用於發射光強可調的照明光的光源； 至少一個用於接收和發出圖像信號、用於調製來自光源照明光的空間光調製器(SLM)； 一個用於控制光源和/或空間光調製器為圖像顯示投影調製光線的控制電路，其中調製 光在至少兩連續幀之間具有不同的可調亮度動態範圍。顯示圖像中的亮度解析度可以由每單位時間的照明光強度控制，灰度等級差異 由亮度的動態範圍決定。因此，通過這些圖像顯示裝置，可以使灰度顯示具有更平滑和 更高的解析度。參考以下圖片，下面對本發明進行了詳細描述。


圖IA是顯示傳統投影裝置結構的功能框圖。圖IB為展示傳統投影裝置微鏡陣列一個部分中的鏡面單元結構的頂視圖。圖IC為展示傳統投影裝置鏡面單元的控制電路結構的電路圖。圖ID是傳統投影裝置中圖像數據的格式圖。圖2為傳統單片系統中顏色順序控制的時鐘圖。圖3為基於本發明實施例的使用可調光源的單片投影系統結構的功能框圖。圖4為基於本發明實施例的使用可調光源的單片投影系統結構的功能框圖。圖5為基於本發明實施例的使用可調光源的投影系統中光源驅動器結構的功能 框圖。圖6為描述產生一幀圖像的功能框圖。圖7為基於本發明實施例使用可調光源的單片投影系統中顏色順序控制的時鐘 圖。圖8為基於本發明實施例使用可調光源的單片投影系統中顏色順序控制的時鐘 圖。圖9為基於本發明實施例使用可調光源的單片投影系統中顏色順序控制的時鐘 圖。圖10為基於本發明實施例使用可調光源的單片投影系統中顏色順序控制的時鐘 圖。圖IlA為空間光調製器中執行脈衝寬度調製時的示例光分布圖。
圖IlB為空間光調製器中執行振蕩控制時的示例光分布圖。圖IlC為空間光調製器中執行振蕩控制時的示例光分布圖。圖12為基於本發明實施例使用可調光源的單片投影系統中顏色順序控制的時鐘 圖。圖13為基於本發明實施例的使用可調光源的雙片投影系統結構的功能框圖。圖14為基於本發明實施例的使用可調光源的雙片投影系統結構的功能框圖。圖15為基於本發明實施例使用可調光源的雙片投影系統中顏色順序控制的時鐘 圖。
具體實施例方式下面將參考圖片，對本發明實施例進行詳細描述。圖3為基於本發明優選實施例的使用可調光源的單片投影系統結構的功能塊狀 圖。基於本發明實施例，一個單片投影系統IOOa包含一個空間光調製器 (SLM) 105a,它根據從外部輸入的圖像信號101向屏幕108投影圖像。除了屏幕108，圖 中所有部件都可以集成和封裝在圖像顯示裝置中。圖3所示投影系統包含一個圖像處理器102。圖像處理器102從外部器件接收圖 像信號輸入101並將其轉換成傳輸到SLM控制器103a、用於控制SLM105a的數據。確 切地說，圖像處理器102輸出轉換數據，傳輸到SLM控制器103a。幀存儲器104與圖像 處理器102相連。在一典型實施例中，幀存儲器104存儲運動圖片數據的一幀數據。用於顯示運動圖片的數據包含用圖像信號輸入101表示的數據。下面將會講 至|J，在一些實施例中，圖像處理器102可以根據圖像信號輸入101產生/刪除數據，以顯 示一幀圖像。在這種情況下，產生的數據也是顯示運動圖片的數據的一部分，幀存儲器 104能夠存儲一幀圖像的數據。一個SLM105a包含多個構成二維陣列的微調製單元。每一調製單元對應顯示圖 像的每一像素。有多種安裝了不同種類的調製單元的SLM。例如，SLM可以安裝如投 射液晶、反射液晶或微鏡等調製 單元。在以下描述中，SLM105a為安裝了微鏡陣列作為 調製單元的DMD(數字微鏡器件)。本發明也可以安裝其他種類的SLM。一個可調光源112a通過照明光學系統117a和TIR(全內反射)稜鏡106將照明 光投射到SLM105a上。可調光源112a間接受系統處理器109控制，因此每單位時間的 照明光強度可以得到靈活控制。可調光源112a可以作為照明單元(未畫出)的一部分， 投影系統IOOa可以包含該照明單元。照明光學系統117a包含一個聚光透鏡113a，一個棒狀聚光體114a和一個聚光透 鏡115a，照明光學系統117a的光軸與其發射的照明光116a的光軸相匹配。可調光源112a直接由系統處理器109控制。具體而言，系統處理器109產生數 據和信號，來為光源控制器110提供信息，以控制可調光源112a(將在後面描述)的發 射時鐘和/或光強。光源控制器110根據從系統處理器109接收的信息控制光源控制器 111a。光源驅動器Illa根據光源控制器110的控制驅動可調光源112a。可調光源112a包括一個紅色雷射光源136r，一個綠色雷射光源136g和一個藍色雷射光源136b，並可對這三個光源進行發射狀態的單獨控制。後面將參照圖4詳細描 述。確切地說，這些雷射光源未在圖3中顯示。入射到TIR稜鏡106的光為從照明光學系統117a經照明光軸116a傳輸的光。 入射光在TIR稜鏡106中反射，以預置角度指向SLM105a。進一步地，TIR稜鏡106傳 輸由SLM105a經投影光軸118a反射的光，投射向作為投影光學系統一部分的投影透鏡 107。投影透鏡107將來自TIR稜鏡106的反射光5602作為投影光投射到屏幕108上。總體而言，SLM105a根據圖像信號輸入101調製來自可調光源112a的光，通過 投影光學系統投射調製光束。然後，可調光源112a和SLM105a直接或間接地受控於圖 像處理器102、SLM控制器103a、系統處理器109和光源控制器110。參照圖4，以下描述進一步闡述了圖3所示投影系統IOOa中圖像數據的順序控 制過程和傳輸。圖4為基於本發明實施例的使用可調光源的單片投影系統結構的功能框 圖。 圖3所示本實施例的圖像處理器102包含一個幀發生器130。圖4顯示了圖像 信號輸入101從外部器件輸入到幀發生器130的過程。下面將參照圖6描述，幀發生器 130產生用於顯示一幀圖像的數據的過程，例如著名的幀插入技術。當由圖像信號輸入 101代表的運動圖片幀頻為60fps(幀/秒)時，幀發生器130可能通過產生幀圖像將幀頻 提高到120fps。用於顯示圖像信號輸入101原本包含的圖像的一幀的數據和在幀發生器130產生 的用於顯示一幀圖像的數據均存儲在幀存儲器104中。如圖4所示，SLM控制器103a和 光源控制器110 (如圖3所示)可以安裝在一個單片控制電路132中。進一步地，圖4顯示了控制SLM控制器103a的序列器131和同樣安裝在控制電 路132上的光源控制器110。序列器131可以是圖3所示系統處理器109的一部分。該序列器131控制分別控制SLM控制器103a和光源控制器110的運算時鐘。詳 細的時鐘控制和所需控制精度將在後面參照圖9進行描述。如圖3所述，SLM控制器103a控制SLM105a。在如圖3和4所示典型實施例 中，SLM105a為DMD，該DMD中裝置了微鏡陣列133a，其中排列成行和列的微鏡與列 驅動器134a和行驅動器135a相連。SLM控制器103a將信號傳輸到列驅動器134a和行驅動器135a中，驅動微鏡陣 列133a中的單個微鏡。微鏡受到驅動，工作在至少包含開態和關態的幾個狀態中的一個 中。在一些實施例中，微鏡可以受驅動工作在中間振蕩狀態。具體而言，照明光經圖3所示照明光學系統117a和TIR稜鏡106，以相對照明 光軸116a的預置角度投射到SLM105a。開態指微鏡偏轉至將入射光沿投影光軸118a反 射時的狀態。關態指微鏡偏轉至將入射光反射到圖3所示投影光軸118a以外，即不進入投影 透鏡107時的狀態。入射光以與可變光軸116a指定的角度投射到SLM105a。中間振蕩態指微鏡振蕩、其偏轉角度在開態偏轉角和關態偏轉角之間時的狀 態。中間振蕩態中，開態和關態之間的光強投射到屏幕108上。如圖3所述，可調光源112a包括一個紅色雷射光源136r，一個綠色雷射光源 136g和一個藍色雷射光源136b，並可單獨控制這三個光源處於不同的發射狀態。在可選實施例中，LED(發光二極體)光源可以取代本上述三個雷射光源。半導體光源可以排列 成子陣列。具體而言，光源可以包括大量子光源，每一子光源可以使用上述提到的排成 陣列的雷射光源或LED光源。所有這些不同光源可以用於如圖3所示可調光源112a。如圖4所示，光源控制單元110單獨將每個控制數據傳輸到光源驅動器111a，如 下所述，以驅動紅色雷射光源136r，綠色雷射光源136g和藍色雷射光源136b。圖4中從 光源控制器110指向光源驅動器Illa的三個箭頭分別代表驅動紅色雷射光源136r，綠色 雷射光源136g和藍色雷射光源136b的控制數據。圖4所示紅、綠、藍分別用「R」、
「G」、「B」 表示。 圖5進一步闡述了圖3和圖4所示光源驅動器111a。圖5為基於本發明實施例 的使用可調光源的投影系統中光源驅動器結構的功能框圖。光源驅動器Illa包含三個恆流電路，即IR、Ie和^，三個對應的切換電路，即 SWR、SWe*SWB，以在分別安裝在可調光源112a中、作為它一部分的紅色雷射光源 136r,綠色雷射光源136g和藍色雷射光源136b中投影指定的光強。恆流電路IR、Ie和 Ib為可變恆流電路。具體而言，光源驅動器Illa高速運轉，通過包含恆流電路來驅動電 流，其中恆流電路為雷射光源(未畫出)提供閾值電流。切換電路SWr切換恆流電路Ir和紅色雷射光源136r間的開/關連接。切換電 路SWe切換恆流電路Ie和紅色雷射光源136g之間的開/關連接。切換電路SWb切換恆 流電路Ib和紅色雷射光源136b之間的開/關連接。光源控制器110根據來自系統處理器109的控制信號，控制恆流電路IR、Ie和 Ib，切換電路SWr、SWe和SWb。同時，系統處理器109向光源控制器110輸出對應每一子幀的開啟時鐘的控制信 號。在圖5中，該控制信號顯示為「子幀門」。圖3至圖5闡述了具有上述構造的單片投影系統中的各種彩色序列控制方法。以 下描述進一步解釋了將每一幀劃分為三個子幀和實現彩色序列控制的典型過程，其中三 個子幀對應紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色。在如圖7至12所示典型控制方法中，每單 位時間內可調光源112a發射的照明光強度由每種顏色的幀或子幀控制。進一步地，光源控制器110也可以根據響應圖像信號輸入101的序列器132的配 置信號，通過改變恆流電路IR、IjP Ib的電路設置來控制光源。圖6闡述了控制一個顯示幀中發射的照明光強度的典型實施例。更確切地說， 圖6為將一個顯示幀劃分為子幀，從而在每一顯示幀中產生圖像的功能框圖。例如，當圖像信號輸入的幀頻為60Hz時，一顯示幀中的圖像通常在1/60秒的 時間內顯示。然而近年來，如動態圖片插入的新技術在產生和顯示圖像的技術中得到使 用，例如液晶顯示電視機屏幕。一旦使用動態圖片插入技術在一幀中產生了新的圖像，兩幀或多幀圖像會相繼 在1/60秒內顯示，其中1/60秒為圖像信號輸入中一幀的時間。因此，可以更平滑地顯 示更高的切換速度或灰度改變。圖6展示了代表60Hz幀頻時動態圖片的圖像信號輸入的例子。在圖像信號輸入 代表的第一幀圖像201的左下側，顯示了一個物體204。同時，在圖像信號輸入代表的第 二幀圖像202的右上側，顯示了一個物體204。
已知 有多種插入動態圖片的方法。一種方法包含物體204的運動向量。其他方 法可以在幀圖像201和204之前和之後直接包含至少一個插入數據。在幀圖像201和202 之間產生的插入幀圖像的數量可以根據顯示系統的特定要求靈活調整。在圖6中，幀圖 像201和202之間只產生了一幀圖像。圖4所示幀發生器130根據輸入的圖像信號輸入101選擇的方法，在第一幀圖像 201和第二幀圖像202之間產生了插入幀圖像203。根據圖6所示時間劃分，物體204顯 示在產生的插入幀圖像203中接近中間的位置。因此，通過使用插入幀圖像203，物體 204的運動顯示得更加平滑。圖3和4所示幀存儲器104不但能夠存儲圖像信號輸入101代表的幀圖像201和 202的數據，還能夠存儲產生的插入幀圖像203的數據。因此，在調整和提高幀頻以調 節插入幀圖像203的產生時，幀存儲器104中存儲的幀圖像數據相繼傳遞到SLM控制器 103a中，傳輸到SLM的每一幀中顯示的圖像繼而顯示在圖3所示屏幕108上。因而圖6展示了由圖像信號輸入101代表的原本存在的幀圖像201和202，以及 產生的插入幀圖像203在1/120秒時間內的顯示。因此，幀頻變成了 120Hz，即為圖像 信號輸入101的兩倍幀頻。如圖6所示，從圖像信號輸入101代表的幀圖像201開始，到產生的插入幀圖像 203，再到圖像信號輸入101代表的幀圖像202，幀圖像相繼顯示。隨後的幀也通過類似 的方式顯示。當執行以紅(R)、綠(G)、藍(B)三色的彩色序列顯示時，120Hz的幀分成三個 子幀，分別對應紅色、綠色和藍色，如圖6所示。為了簡化，以下假定圖像信號輸入101是代表對應RGB色空間的幀圖像的信 號，RGB格式的數據存儲在幀存儲器104中。實際上，以下實施例可以根據圖像信號輸 入101的格式來調整和實施。例如，圖像信號輸入101可以是由亮度信號和色度信號組成的YUV格式。在 這種情況下，處理器102可以使用已知的方法將圖像信號輸入101的格式轉換成RGB格 式，再將轉換後的幀圖像數據存儲在幀存儲器104中。在如圖7至12所示實施例中，可調光源112a發射的照明光強度在一顯示幀中發 生改變。具體而言，當顯示產生的插入幀圖像203的照明光亮度與顯示圖像信號輸入101 對應的幀圖像201或202的照明光亮度不同時，圖3和圖4所示光源控制器會控制照明光 的亮度。如圖7至圖10所示，可調光源112a在相等的幀長中進一步受到控制。然而， 可替代的，在不同實施例中每一幀的長度也可以調整。圖7為基於本發明實施例使用可調光源的單片投影系統中顏色順序顯示的時鐘 圖。在圖7所示例子中，單位時間內從可調光源112a發出的照明光量通過改變發射光的 光強來改變。在圖7中，每一幀FJj = 1，2...n)的顯示周期被分成綠色子幀Gg、藍色子幀Bg 和紅色子幀Rs。子幀的順序可以是如圖6所示RGB順序、圖7所示GBR順序或其他任意順序。在圖7所示例子中，從綠色可調光源136g發出的照明光強度可以設置為至少三個等級Pe(l、P01和Pe2。從藍色可調光源136b發出的照明光強度可以設置為至少三個 等級PB(I、Pbi和PB2。從紅色可調光源136r發出的照明光強度可以設置為至少三個等 級Pro、Pri 和 PR2。圖7中顯示了如下關係Pgq < Pgi < Pg2Pbo < Pbi < Pb2Pro < Pri < Pr2其中Pg。= Pb。= Pr。= 0。同時，PG2、Pb2和Pr2代表為以需要的亮度將圖像顯 示在屏幕108上所要求的照明光強度。例如，所需亮度可以由確切地投影系統IOOa要求 的灰度特性來決定。Pc^ Pb2和Pr2的確切值也由雷射光源的流明係數和/或發射特性決 定，因而這些值不必相同。類似的，Pei、Pm和Pri的值也不必相等。下文中，紅色雷射光源136r，綠色雷射光源136g和藍色雷射光源136b發射的照 明光強度的不同分布曲線分別指301g、301b和301r的光線分布曲線。確切地說，綠色 雷射光源136g的光線分布曲線301g至少包含綠色子幀中的控制圖形數據，但可以不包含 藍色和紅色子幀的控制圖形數據。因為當數據不明確指定綠光時，在單片投影系統IOOa 的彩色序列顯示的藍色和紅色子幀中不發射綠光。同時，在藍光分布曲線301b和紅光分 布曲線301r中，不同顏色子幀中的控制圖形數據同樣可以忽略。第一幀F1中彩色序列顯示按如下方式實現。首先，將綠色子幀Gfl中將綠色雷射光源136g的光強設置為Pe2。同時，將藍色 雷射光源136b和紅色雷射光源136r的光強分別設置為Pbci和PR(I。雷射光源的光強通過光源控制器110設置，其中光源控制器110根據圖4中序 列發生器131的指令，在不同顏色的子幀起始處或子幀周期中控制光源驅動器111a。同 時，通過依據光分布曲線來控制排列在圖5所示恆流電路IR、Ic^PIb下的切換電路SWR、 SWg和SWB，可以控制光源發射脈衝。在綠色子幀Gfl中，不必設置藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r的光強。 只要圖5的光源控制器110將切換電路SWb和SWr設置為關，不管恆流電路Ib和Ir如何 設置，藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r發射的照明光強度分別變為PBCI( = 0)和 PRO( = 0)。在幀F1 (即由圖像 信號輸入101代表的一幀圖像)中一幀圖像的RGB三色像素 數據存儲在幀存儲器104中。SLM控制器103a根據從幀存儲器104讀出的像素數據控制 SLM105a。在圖7的綠色子幀Gfl中，微鏡受PWM (脈衝寬度調製)控制，根據幀F1中 的綠色像素數據，受開/關控制。舉例而言，當使用類似圖2的PWM控制時，SLM105a 可以在PWM控制時間周期的起始位置從幀存儲器104中讀出像素數據的位，其中PWM 控制時間周期從MSB開始，與各位對應。在接下來的藍色子幀Bfl中，藍色雷射光源103b發射的藍光光強為Pb2，SLM控 制器103a以綠色子幀Gfl中相同的方式，根據代表藍色的像素數據來控制SLM105a。在 藍色子幀8(1中，不發射綠光和紅光。同樣，在接下來的紅色子幀Bfl中，紅色雷射光源103r發射的紅光光強為Pr2， SLM控制器103a根據代表紅色的像素數據來控制SLM105a。在紅色子幀Rfl中，不發射綠光和藍光。如上所述，在綠色、藍色和紅色子幀Gg、中，控制分別相繼進行，該過 程移至幀F2的控制。在綠色子幀Gf2的起始處(或在幀？工和^之間的空白間隙處)，綠色雷射光源 136g的光強調整為Pei，藍色雷射光源136b的光強調整為Pm，紅色雷射光源136r的光 強調整為PR1。然後，與幀F1中一樣，SLM控制器103a基於幀F2中顯示的幀圖像來控 制SLM105a。光源控制器110控制光源驅動器Illa的切換電路SWe、SWb和SWr，使 得在綠色子幀Gf2中只有綠色雷射光源136g發射光，在藍色子幀Bf2中只有藍色雷射光源 136b發射光，在紅色子幀Rf2中只有綠色雷射光源136r發射光。在幀F2中，不必在綠色子幀Gf2的起始處設置藍色雷射光源136b和紅色雷射光 源136r的光強。這些強度的設置可以分別在子幀Bf2和Rf2開始前的任意點完成。如上所述，在綠色、藍色和紅色子幀Ge、Bf2和Rf2中，控制分別相繼進行，然 後該過程移至幀F3的控制(圖7中未顯示幀F3的控制)。接下來，與上述幀F1中相同 的控制在幀F2h中實現，然後與上述幀F1中相同的控制在幀Fq中實現(j為大於等於1的 整數)。換句話說，綠色雷射光源136g的光分布曲線301g包含以下圖形(1)在幀F2h的綠色子幀Gsh中，綠色雷射光源136g的光強保持為Pe2 ；(2)在幀Fg的綠色子幀Gq中，綠色雷射光源136g的光強保持為Pei ；(3)在藍色和紅色子幀中，綠色雷射光源136g的光強保持為Petl(即保持綠色激 光光源136g關斷)；藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r的光線分布曲線301b和301r從一幀到 另一幀中包含不同的圖形，與上述綠色雷射光源136g的光線分布曲線301g類似。在圖7所示實施例中，第(2j_l)幀圖像是原本圖像信號輸入101代表的幀圖像， 第(2j)幀圖像是由幀發生器130產生的插入幀圖像。在這種情況下，由插入顯示圖像產 生的更加平滑移動的幀圖像和更細膩的顯示灰度等級的獲得主要發生在圖像有很少或沒 有運動的部分。綠色子幀Gf2和Gfl之間綠光的照明光強度比例為(Pei/Pe2)，在子幀Gf2中的灰 度解析度改善至子幀Gfl中(Pe2/Pei)倍。因此，通過一幀一幀的改變圖7所示可調光源 112a發出的照明光強度，可以獲得更平滑的灰度顯示，而保持顯示一幀圖像的數據位數 相同。接下來，參照圖8描述了另一個控制可調光源112a的例子。圖8為基於本發明 實施例使用可調光源的單片投影系統中顏色順序控制的時鐘圖。在圖8所示例子中，與圖7相同，在幀F2h和Fq之間，綠色雷射光源136g的光 分布曲線302的圖形不同。藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r的光分布曲線302b 和302r也一樣。圖8的例子中，可調光源112a，即雷射光源，可以執行脈衝發射。同樣，圖8中顯示 了如下關係PGCI < PGIPbo < Pbi
PRO < PRI其中Pra = Pbq = Prq = 0。P01, Pbi和Pri為以需要的亮度將圖像顯示在屏幕 108上所要求的照明光水平。與圖7例子類似，所需亮度由特定投影系統IOOa和/或其 灰度特性決定，Pm、Pbi和Pri的值不必相同。下文中，為了間接，不再重複描述與圖7 類似的圖8。在圖8的例子中，第一幀F1中彩色序列顯示按如下方式實現。首先，在綠色子幀Gfl中，光源控制器110控制綠色雷射光源136g發射多個光脈 衝。發射頻率最好高於控制SLM105a的控制頻率。例如，用PWM控制SLM105a時， 光發射周期最好短於與LSB對應的時間長度。圖8所繪光分布曲線302g、302b和303r 並未有意代表發射的優選頻率。光源控制器110控制光源驅動器11 Ia來控制綠色雷射光源136g的發射狀態。光 源驅動器11 Ia根據光分布曲線302g驅動綠色雷射光源136a(即通過控制光源驅動器Illa 來開/關切換電路SWe)。 同樣，在綠色子幀Gfl中，從光源控制器110控制光源驅動器11 Ia中的切換電路 SWb和SWr工作在關態來關閉藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r。SLM控制器103a施加幀存儲器104中代表綠色子幀的像素來控制SLM105a。圖 8的例子中同樣採用了 PWM。類似的，在藍色子幀Bfl和紅色子幀Rfl中，光源控制器110控制光源驅動器Illa 來分別控制藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r的發射狀態，以分別根據光分布曲線 302b和302r來驅動藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r。如上所述控制流程在綠色、藍色和紅色子幀Gs、Bs和R5中相繼進行。每種顏 色的雷射光源發射頻率可以不同。每種顏色的雷射光源的脈衝佔空比也可以不同。例 如，光分布曲線302g、302b和302r的數據、指定發射頻率和脈衝寬度的數據、或指定佔 空比的數據。在幀F1的控制後，進行幀F2的控制。在幀F2的控制中，發射脈衝寬度從W1變 至w2，其發射頻率與幀F1相等。確切地說，發射脈衝的佔空比發生了改變。對雷射光 源和SLM的詳細控制與幀F1中的類似。如上所述，綠色、藍色和紅色子幀Gg、Bg和Rs的控制過程相繼進行，然後該過 程移至幀F3的控制。接下來，與幀Fl中相同的控制過程在幀F2h中實現，然後與上述 幀F2中相同的控制過程在幀Fg中實現(j為大於等於1的整數)。相比圖8的綠色子幀Gfl和Gf2,脈衝光強彼此相等(Pei)，發射頻率也彼此相 等，但脈衝寬度彼此不同。換句話說，子幀Gfl和Gf2的脈衝佔空比不同。因此，單位時間內綠色雷射光源136g發射的照明光強度根據脈衝寬度發生改 變。確切地說，根據光分布曲線302，每個子幀中綠色雷射光源136g發射的照明光強度 在幀F2h和Fq之間依據發射脈衝寬度而不同，即一種發射狀態。幀與幀之間藍色雷射光 源136b和紅色雷射光源136r的光分布曲線302b和302r圖形不同。同樣，在圖8所示實施例中，第(2j_l)幀可以顯示原本圖像信號輸入101代表的 幀圖像，第(2j)幀可以顯示由幀發生器130產生的插入幀圖像。與圖7例子類似，在圖 8的例子中，更平滑顯示的獲得和灰度等級的提高這一效果主要發生在圖像有較少或沒有運動的部分。接下來，參照圖9描述了另一個控制可調光源112a發射光強度的例子。圖9為 基於本發明實施例使用可調光源的單片投影系統中顏色順序控制的時鐘圖。在圖9所示例子中，綠色雷射光源136g、藍色雷射光源136b和紅色雷射光源 136r受到控制，使上述光源發射的照明光強度在幀與幀之間不同，與圖8所示例子類似。 簡潔起見，不再累述與圖8類似的部分。圖8和圖9的不同之處如下。在圖8所示例子中，雷射光源以相同的頻率為各 幀發射脈衝光，每一幀的發射脈衝佔空比各不相同，因此，每一幀的顯示灰度等級發生 變化。在圖9的例子中，執行了一種控制來保證每一子幀中脈衝發射的佔空比或脈衝寬 度為常數，而每一幀的脈衝發射頻率發生變化。圖9所示發射頻率並不代表優選頻率， 但與SLM105a的控制相兼容的頻率可以保證脈衝發射的良好實現。例如，用PWM控制 SLM105a時，光發射周期最好短於LSB的時間長度。在圖9的例子中，綠色子幀Gf2中的脈衝發射頻率控制為綠色子幀Gfl頻率的一 半。如上所述，子幀間的發射脈衝寬度一致。因此，單位時間內綠色雷射光源136g發 射的照明光強度根據脈衝發射頻率發生改變。根據光分布曲線302，每個子幀中綠色雷射 光源136g發射的照明光強度在幀F2h和Fg之間依據發射頻率而不同，即一種發射狀態。 可替換的，圖9的發射頻率也可以指發射的數量。幀與幀之間藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r的光分布曲線303b和303r 圖形不同。通過類似的方式，光源控制器Iio也根據光分布曲線303b和303r來分別控 制藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r。在圖9所示實施例中，第(2j_l)幀可以顯示原本圖像信號輸入101代表的幀圖 像，第(2j)幀可以顯示由幀發生器130產生的插入幀圖像。與圖7和圖8例子類似，在 圖9的例子中，平滑顯示的獲得和灰度等級的提高這一效果主要發生在圖像有較少或沒 有運動的部分。序列器131對SLM控制器103a和光源控制器110的控制在上述圖4中作了簡要 說明。更詳細的描述將參照圖9的示例給出如下。SLM105a和可調光源112a至少需要在子幀的起始處同步工作。因此，圖4的序 列器131向SLM控制器103a和光源控制器110輸出代表子幀開始時鐘的控制型號。然
而，並不需要在每一子幀中進行多於一次的同步性微調。在圖9的例子中，為了繪圖方便，子幀Gfl中的綠光發射數量為12。但是，激 光光源的發射/關閉切換可以在很高的速率下進行。根據實施例，相比SLM105a的單個 微鏡的控制，一個子幀中發射脈衝的頻率被驅動在足夠高的速率下。具體而言，綠色激 光光源136g被驅動在於PWM控制的LSB時段內至少有數個脈衝的高速率下。在這種情 況下，單個發射脈衝的時鐘、PWM控制下每一位時段的起始時鐘不必嚴格的同步。即使這些時間並不嚴格同步，但每 一位的時間內，只要發射速率足夠高，綠色 雷射光源136g發射的照明光強度仍主要由每一位的時間長度來決定。因此，單個脈衝發 射的時鐘和微鏡的控制時鐘在一幀中不必同步一次以上。缺乏微調的同步性並不會影響 顯示圖像的質量。為了表明上述提到的一個子幀中同步性的微調並不是必須的而是可選的，在圖3中省略了 SLM控 制器103a和系統處理器109的連接線。當然，有實施例能夠達到上述 微調的同步性；在該實施例中，圖4中序列發生器131除了輸出代表一個子幀的起始時鐘 的控制信號外，還可以向SLM控制器103a和光源控制器110在一個子幀中為微調的同步 性輸出控制信號。參考圖10，描述了另一個可調光源112a發射光強度的控制過程的例子。具體而 言，圖10為基於本發明實施例使用可調光源的單片投影系統中顏色順序控制的時鐘圖。在圖10所示例子中，綠色雷射光源136g、藍色雷射光源136b和紅色雷射光源 136r發射的脈衝數受到控制，使綠色雷射光源136g、藍色雷射光源136b和紅色雷射光源 136r發射的照明光強度在幀與幀之間不同。該控制過程與圖9所示控制過程類似。進一 步地，雷射光源的強度至少能在兩個等級間調節，如圖9;因此，此處不再重複描述控 制過程。在圖10的例子中，當像素數據為η-位時，每一子幀被平均分成η個時段，每一 個時段指定給每一位。圖10中為了繪圖方便，在SLM105a的鏡面調製控制波形304m中 繪出了 「n = 3」的例子。實際上，「η」可以為更大的數字，如8。這裡，LSB、倒數第二低有效位.......和最高有效位分別只第一位、第二
位、......和第η位。注意，下面。在圖10的例子中，執行了一種控制來保證每一子幀中對應第k位的時段中脈衝 發射的數量為第一位對應時段中發射數量的(2H)倍。換句話說，由於脈衝寬度為常數， 子幀中執行的這種控制是通過讓對應第k位的時段中脈衝發射頻率為第一位對應時段中 發射頻率的(2H)倍來實現的。因此，對應各位的時段中照明光強度由位的位置來控制。更確切地說，在第一幀F1的綠色子幀Gfl中，光源控制器110根據光分布曲線 304g來控制綠色雷射光源136g，使其發射脈衝光。在圖10中，為了繪圖方便，給出了像 素數據位數η = 3的情況。舉例而言，這種情況下，在綠色子幀Gfl中，對應第一位的時 段內完成了一次脈衝發射，對應第二位的時段內完成了 「1 · 2Η = 2」次脈衝發射，對 應第三位的時段內完成了 「1 ·2η = 4」次脈衝發射。注意上面提到的數值「1」、
「2」和「4」為示例數值，並非指定優選的數值。在綠色子幀Gfl中，由於圖5所示切 換電路SWb和SWr受控處於關態，藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r不發射光。進一步地，在上述光源驅動器Illa控制可調光源112a的同時，SLM控制器103a 根據幀存儲器104中存儲的像素數據控制SLM105a。在下一個子幀Bfl中，藍色雷射光源136b根據類似的控制完成脈衝發射。同時， SLM控制器103a根據幀存儲器104中存儲的像素數據控制SLM105a。在接下來的紅色 子幀中，控制以類似的方式完成。然後，該過程轉移至幀F2的控制。幀F2的子幀控制方式與幀F1的子幀控制方 式類似。然而，幀？工和&之間對應每一位的時段內發射數量並不相同(換句話說，幀？1 和F2之間對應每一位的時段內的脈衝發射頻率不同)。同樣與幀F1中相似，在幀F2的子幀中，對應第k位的時段內脈衝發射的數量為 對應第一位的時段內發射數量的(2H)倍。但是，幀F1和F2之間對應第一位的時段內發 射數量並不相同。
因此，舉例而言，當關注綠色子幀時，在幀F1和F2之間，一個子幀內綠色雷射 光源136g的發射數量不同。換句話說，幀與幀之間的佔空比不同。因此，幀？工和&之 間，一個子幀內綠色雷射光源136g發射的照明光強度不同。藍光和紅光的子幀也一樣。 也就是說，可調光源112a受到控制，使幀與幀之間的照明光強度發生改變。圖10所示 例子中幀與幀之間的照明光強度發生變化的情況與圖7至9類似。具體而言，如圖所示，在幀F2的綠色子幀Gf2中，對應第一位的時段內完成 了零次脈衝發射(0.5次發射被捨棄)，對應綠色子幀Gf2第二位的時段內完成了一次 (「0.5 · 22—1 = 2」 )脈衝發射，對應第三位的時段內完成了 「0.5 · 23—1 = 2」次脈衝 發射。注意，這裡0.5次發射被捨棄，所示綠光分布曲線304g的發射數量是為了繪圖方 便。事實上，綠色子幀Gf2中對應第一位的時段內發射數量至少為1次，可以多至幾 十至幾百次。因此，不管對應哪一位的時段內，子幀Gfl和Gf2間的發射數量之比固定。在藍色子幀Bf2和紅色子幀Rf2中，藍色雷射光源136b和紅色雷射光源136r受 到控制，使其照明光強度與幀F1不同。因此，在圖10中，根據幀與幀的不同，可調光 源112a發射的照明光強度也不同。在第三幀巧中和其後，控制過程以類似的方式繼續 進行。在圖10的例子中，第(2㈠)幀可以顯示原本圖像信號輸入101代表的幀圖像， 第(2j)幀可以顯示由幀發生器130產生的插入幀圖像。這種情況下，第(2j)幀的照明光 強度設置為低於第(2j_l)幀的照明光強度，從而能夠期望圖像質量的改進。圖10的例子中，通過改變每幀的發射數量(換句話說，通過改變幀與幀之間的 發射頻率)，可以改變可調光源112a發射的照明光強度，但通過改變光強或脈衝寬度， 也可以改變照明光強度。圖10隻是一個典型實施例，包括-在一個子幀中保持對應每一位的時段內光分布曲線的圖形相對關係不變；-改變幀與幀之間定義光分布曲線圖形的參數(例如發射頻率、發射數量、光 強或脈衝寬度等)；-因此，改變了幀與幀之間的照明光強度。換句話說，圖10所示例子描述了單位時間內從可調光源112a發出的照明光強度 的改變，其中單位時間為一幀的長度。可調光源112a的發射狀態是通過改變某幀的脈衝 發射圖形，同時保持一幀中多個圖形的相對關係來改變的。參照圖1至10，描述了控制可調光源112a發射光強度的例子，但在不同的實施 例中，上述例子還可以得到優化。圖7至10闡述了光分布曲線周期為兩幀的情況，但光分布曲線的周期可以長於 或等於三幀。例如，當周期為三幀時，在第(3j-2)幀中可能執行類似圖7所示幀F1中的 控制，在第(3j-l)和第(3j)幀中可能執行類似圖7所示幀F2中的控制。圖8至10所示 實施例也可以通過類似的方式優化。當幀發生器130在圖6所示幀圖像201和202之間 產生了兩幅插入幀圖像，如幀頻為ISOi^s時，最好用三幀長的周期來控制。圖7至10闡述了以下情況，第(2j-l)幀顯示原本圖像信號輸入101代表的幀圖 像，第(2j)幀顯示由幀發生器130產生的插入幀圖像。然而，當沒有幀插入、只顯示原 本圖像信號輸入101代表的幀 圖像時，如上所述，光源控制器110也可以執行控制來改變幀與幀之間可調光源112a發射的照明光強度。例如，可以根據幀圖像的亮度來切換控制。S卩，在上述第(2j_l)幀中的控制可 以在一幅明亮圖像的幀中實現，第(2j)幀中的控制可以在一幅灰暗圖像的幀中實現。這 種情況下，根據幀與幀的不同，控制了可調光源112a發射的照明光強度，但這種控制並 無周期性。同時，舉例而言，圖像處理器102可以配置為計算所有像素的像素數據的平 均值，當一幀的平均值高於或等於一閾值時，將其確定為「明亮幀」，或者當平均值小 於該閾值時，確定一幀為「灰暗幀」，並將該確定結果輸出至光源控制器110。一幀的 亮度也可以由其他標準確定。在上述例子中，每一幀可調光源112a發射的照明光強度控制為兩等級中的一 個。然而，有一種顯而易見的實施例，根據幀與幀的不同，可調光源112a發射的照明光 強度被控制為三個或更多個等級。注意圖7至10中的所有圖片都闡述了 SLM105a的微鏡被驅動為開態或關態的 情況。然而，微鏡也可以被驅動為其他狀態。例如，SLM控制器103可以實現一種控制，使微鏡振蕩，並設置為圖3所述振 蕩中間振蕩狀態。通過執行振蕩控制，可以將朝向屏幕108的投影光路上的反射光強度 控制在微鏡固定在開態和固定在關態之間的反射光強度的中間等級。

當使用振蕩控制時，考慮到微鏡的偏轉角度，最好在一個光分布曲線中確定脈 衝發射時鐘。進一步地，在一個子幀中最好將次脈衝發射時鐘與微鏡偏轉角度的相位同 步一次以上。因此，序列器131可以為了該微調的同步性，向SLM控制器103a和光源 控制器110輸出控制信號。這裡，參照圖IlA至IlC描述了優選的脈衝發射時鐘。為了描述方便，將綠色 雷射光源136g作為光源的綠色子幀的控制作為例子，但同樣的控制也可以在藍色和紅色 子幀中實現。圖IlA闡述了在SLM105a中執行PWM控制的情況下的光分布曲線。下文中的 實施例描述了用PWM控制SLM105a的微鏡，分別實現RGB顏色η位灰度顯示的例子。 該例中，「LSB」為η位的最低有效位，RGB每種顏色的亮度有2η個梯度。投影到屏幕108上的圖像中綠光的亮度解析度由對應LSB的時段內綠色雷射光 源136g發射的光強決定。S卩，對應LSB的時間長度確定了顯示梯度的最小等級。當使用PWM控制、代表綠色的像素數據的LSB值為「1」時，綠色子幀中的鏡 面調製控波形401如圖IlA所示。具體而言，對應LSB的時段內，微鏡的偏轉角保持為 開態。使綠色雷射光源136g提供對應LSB的最低光強的光分布曲線需要具有一個圖 形，其中綠色雷射光源136g的脈衝發射包含在LSB時段內。注意可以選擇各種圖形 的光分布曲線。這是因為在LSB時段內微鏡的偏轉角保持不變，使得微鏡的反射光狀態 不變。因此，可以靈活控制發射脈衝的時鐘來控制脈衝發射的多個可調特性。例如，如代表光分布曲線402的實線所示，光源控制器110可以控制光源驅動器 111a，使光源控制器Illa讓綠色雷射光源136g發射脈衝光，其中該脈衝的強度在LSB時 段的時刻12和t5之間為P115可選的，發射時鐘可以提前，使光源控制器110控制光源驅動器111a，讓綠色雷射光源136g在LSB時段的時刻、和t4之間發射脈衝光，其脈衝寬度與光分布曲線402 相同。相反，發射時鐘可以延後，使光源控制器110控制光源驅動器111a，讓綠色雷射 光源136g在LSB時段的時刻t3和t6之間發射脈衝光，其脈衝寬度與光分布曲線402相 同。在LSB時段內的脈衝發射數量並不限於，如光分布曲線402的例子所示的一個 脈衝。可以採用光分布曲線403所示的光分布情況，其中有多個重複脈衝。注意由於圖7至10的空間限制，為了繪圖方便，並未顯示LSB時段中的某 些發射脈衝。然而，至少在控制可調光源112a發射相對其他幀最高的照明光強度的幀中 (例如，圖7至圖10中的幀F1),可調光源112a在LSB時段內發射光，如圖11所述。同 時，在控制可調光源112a發射相對低照明光強度的幀中(例如，圖7至圖10中的幀F2), 希望在LSB時段內包含光發射，如圖11所示。相比上述如圖IlA所示的PWM控制，參考圖IlB和圖11C，下面描述振蕩控制 的例子。執行振蕩控制時，不但要求在LSB時段中包含一個脈衝發射，還要求發射與振 蕩的相位同步。具體而言，要求振蕩相位與發射時鐘成一特定關係。

圖IlB和圖IlC闡述了執行振蕩控制的光分布曲線。執行振蕩控制時，微鏡振 蕩的時間長度是控制的最小時間單元。圖IlB和圖IlC闡述了將微鏡振蕩周期作為LSB 時間長度的例子。在圖IlB和圖IlC中，顯示了從微鏡的偏轉角最接近「關態」偏轉角(即圖中 所示「最小」角度)的時刻t7起，至微鏡的偏轉角仍接近「最小」的時刻t8 WLSB時 段。如圖IlB和圖IlC的鏡面調製控制波形404所示，在時刻質檢，微鏡的偏 轉角按以下順序變化一開始，鏡面處於最接近「最小」偏轉角的狀態，然後為最接近
「開態」偏轉角(即所示「最大」角度)的0°，再到0°，然後回到最接近「最小」 偏轉角的角度。鏡面調製控制波形404的相位越接近，即微鏡的偏轉角達到「最大」偏轉角， 從SLM105a投影到屏幕108的投影光路上的反射光越強。若偏轉角小於0°，幾乎沒有 光反射到朝向屏幕108的光路上。在微鏡的振蕩控制中，微鏡經常處於中間態，反射到 朝向屏幕108的投影光路上的光根據微鏡的中間態而不同，即由微鏡的偏轉角度決定。如果一個光分布曲線中只有當鏡面偏轉角小於若偏轉角小於0°時才發射光，即 使可調光源112a發射光，也幾乎沒有光反射到朝向屏幕108的投影光路上，因而沒有圖 像顯示。因此，在光分布曲線中，必須考慮鏡面調製控制波形404的相位。圖IlB和圖IlC所示的光分布曲線405至408描述了考慮了鏡面調製控制波形 404的相位的光分布曲線。光分布曲線405和406描述了從時刻t7至t8，即LSB時段內 保持一致圖形的情況，光分布曲線407和408描述了時刻17至^之間，對應鏡面調製控制 波形404的相位，圖形發生改變的情況。光分布曲線405至408都是在某時間將光強設置為P。或P1,以使可調光源112a 執行脈衝發射的光分布曲線，其中PtlCP1, P1代表「光發射」，Ptl代表「關斷」。其 關係可以是Pcl = 0。當Ptl = O時，可以通過圖5所示切換電路的開/關控制來控制脈衝 發射。確切地說，光分布曲線405控制可調光源112a(如綠色子幀中包含在調光源112a內的綠色雷射光源136g)發射光，在LSB時段內的時刻t7至t8保持光強為Pp更精確地，在圖IlB中，為了將各脈衝分開，時刻兩端非常短的時段內光強為Po。然而，如鏡面調製控制波形404所示，^和^都是幾乎沒有光反射到朝向屏 幕108的光路上的時刻。因此，可以認為光分布曲線405具有一個在LSB時段內保持光 強為常數P1W圖形。根據光分布曲線405，從微鏡到朝向屏幕108的投影光路上的光反射為高的相位 中，發射得到保證(即保證了鏡面調製控制波形404的峰值部分的發射)。類似的，根據光分布曲線406，從微鏡到投影光路上的光反射為高的相位中，發 射也得到保證。這是因為光分布曲線406包含一個圖形，其中光強為P1的脈衝發射以相 對時刻t7至t8，即LSB時段內鏡面調製控制波形404的頻率足夠高的頻率反覆。LSB時段內，從對應投影光軸118a方向上的一個像素的微鏡上投射的光強由如 投影系統IOOa的規格等因素提前決定。光分布曲線406指定的脈衝發射頻率越高，鏡面 調製控制波形404的相大於0°的時間內光強為P1的次數越多。因此，在LSB時段內執行從微鏡向投影光軸118a的方向上投影光線A的強度所 要求的脈衝發射數量時，定義該脈衝發射頻率為相比「鏡面調製控制波形404的頻率足 夠高的頻率」。圖11所示光分布曲線406表明，在時刻^至^之間有五次發射，但數值
「5」在圖中只是作為例子。可以選用在時刻^至^之間有數十至數百次發射的光分布 曲線。如上所示，光分布曲線405或406的特徵是，它們不但包含考慮了振蕩控制中鏡 面調製控制波形404的相，還由於是一致的圖形，易於控制發射時鐘。具體而言，當採 用光分布曲線405或406時，只要時鐘以LSB為單位進行控制，就不需要短語LSB的時 鍾微調控制。下面，將描述圖IlC所示光分布曲線407和408。如上所述，微鏡投影光路上光的反射根據鏡面調製控制波形404而不同。這 裡，微鏡投影光路上光的反射處於一特定閾值R的鏡面調製控制波形404的相位用X。表 示，的光分布曲線。關係為0<Χ<ΜΑΧ。在時亥Ijt7禾口 t8、時刻t9、t1Q和tn之間的LSB時段定義如下。-有兩個時間點鏡面調製控制波形404的相位，即微鏡的偏轉角度，為X°。時 刻t9為兩者中更靠近時刻t7的時刻。-時刻t1(1為鏡面調製控制波形404的相位最大的時刻。_在鏡面調製控制波形404的相位為X°的兩個時間點中，時刻tn為兩者中更靠 近時刻t8的時刻。根據以上定義，在時刻之間的LSB時段內，只有時刻I9和。之間的時段 反射大於R。光分布曲線407和408闡述了發射只發生在時刻之間的例子。也 就是說，當在時刻、至19之間、在時刻。至、之間只能獲得低於R的反射時，光分布曲 線407和408指定不發射光。光分布曲線407在時刻t9和tn之間指定了保持光強為P1的脈衝發射。光分布曲線408指定了在時刻t9和tn之間，以相比鏡面調製控制波形404的振 蕩頻率足夠高的頻率重複脈衝發射。在圖Iic的示例中，「足夠高的頻率」是指在時刻t9和tn之間的脈衝發射次數大於三次的頻率。只要在時刻t9和tn之間執行了多餘三次的脈衝發射，就能保證反射最高的時刻 t10附近有發射。在圖IlB和IlC的例子中，鏡面調製控制波形404的周期為LSB，但也可以採用 長於鏡面調製控制波形404的周期。在下面的例子中，與光分布曲線405-408類似，最 好在光分布曲線中，在使光從微鏡反射到屏幕108的投影光路上的鏡面調製控制波形404 的相位周期中保證一次發射，以滿足預定的要求。下面，參照圖12描述了圖7所示控制的調製。圖12為基於本發明實施例使用 可調光源的單片投影系統中顏色順序控制的時鐘圖。在圖12的例子中，與圖7的例子類 似，根據幀與幀的不同，單位時間內可調光源112a發射的照明光強度不同。圖12中的 第一行為由圖像信號輸入101代表的第一幀圖像數據的示意圖。例如，基於第一幀圖像 的數據和第二幀圖像(圖12中未畫出)的數據，幀發生器130產生插入幀圖像，幀存儲 器104保存插入幀圖像的數據。圖12中的第二行為顯示的第一幀F1和第二幀F2的示意圖。在幀F1中，顯示由 圖像信號輸入101代表的幀圖像，在幀F2中，顯示產生的插入幀圖像。在圖7的例子中，幀F1和F2的長度相同。但在圖12的例子中，幀F1長於幀 F20同樣，在後面的幀中，幀長度減小，使幀F2h長於幀Fq其中j = 1，2，......)。如圖12所示，幀？工和&都被分成綠色、藍色和紅色子幀。然後，光源控制 器110分別根據光分布曲線305g、301b和301r，控制紅色雷射光源136r，綠色雷射光源 136g和藍色雷射光源136b的發射狀態，例如，光分布曲線305g在以下方面與圖7所示光分布曲線301g相似在綠色子 幀Gfl中控制綠色雷射光源136g的光強保持為Pe2 ；在綠色子幀Gf2中控制綠色雷射光源 136g的光強保持為Pei ；在藍色或紅色子幀中控制綠色雷射光源136g的光強保持為Pe(l。 光分布曲線301g和305g之間唯一的區別是由幀的長度導致的子幀轉換時鐘。在圖7中，SLM105a由對應任意幀的相同位數(如8位)的PWM控制，而在圖 12中，在幀F2h和Fq中分別執行了對應不同位數(如8位和5位)的PWM控制。原因 如下。由於微鏡驅動速度的限制，對LSB時段長度的控制更小。因此，對應m位數據 的PWM控制SLM105a所需時間的限制更小。例如，當圖像信號輸入101代表的運動圖片幀頻為60fps、幀發生器130產生插 入幀圖像來使幀頻倍增時，圖7中每一幀的顯示時間長度為1/120秒，但圖12中幀F2的 顯示時間長度短於1/120秒。因此，在幀F2的顯示時段中，最多執行5位PWM控制， 這裡數值「5」為舉例數字。另一方面，在顯示時間長於1/120秒的幀F1中，可以執行 8位PWM控制，數值「8」仍為舉例數字。因此，在圖12中，對應幀間不同 位數的PWM控制得以執行。基於圖12的例子，幀Fq的PWM控制中使用的位數少於幀F2H。然而，亮度分 辨率由LSB長度和可調光源112a發射的照明光強度決定。因此，根據Pei、Pbi, Pri, PG2、Ρβ2，禾口 PR2 的值，和的 比值，在幀Fq中可以獲得比幀F2h更平滑的表現 等級。相比圖7的例子，圖12所示幀F2h更長，因而顯示的圖像更亮。
如上所述，在包含如插入等方式新產生的幀的圖像顯示中，觀眾通過結合不同 顯示灰度等級的幀，能夠觀察到更高解析度的灰度圖像。這是因為觀眾觀察到的這些顯 示幀是在時間軸上結合起來的一幅圖像。結果，不基於如顯示設備的響應速度、或數據 處理書讀的高灰度等級顯示得以獲得。在如圖7至12所示的不同例子中，亮度動態範圍受控，在幀F2h和幀Fq中互不 相同。例如在圖7的例子中，幀F2h和幀Fq中綠光亮度的動態範圍比為Pe2 Pei。如 圖7的例子所述，通過控制幀F2h和幀Fg中的照明光強度級別，亮度的動態範圍可以根 據幀與幀的不同而不同。類似的，如圖8至12所示例子中，可以根據發射脈衝的脈衝寬 度、脈衝佔空比、脈衝發射頻率和脈衝發射數量等來控制亮度的動態範圍。在圖12的例子中，亮度的動態範圍也根據空間調製器的控制方法而改變。例 如，當微鏡由PWM控制時，亮度的動態範圍由對應PWM控制中的一幀的位數(例如 圖12所示例子中對應幀F2h的八位、對應幀Fq的五位)來調節。在如圖7至12所示例子中，實現了灰度特性根據幀與幀的不同而不同的控制。 根據幀與幀的不同來控制的灰度特性有，例如顯示灰度等級的數量或顯示灰度等級的分 辨率。在如圖7至12所示例子中，幀F2h和幀Fq中顯示了圖像信號相同，即像素數據 值相等而亮度不同的像素也就是說，幀與幀之間，SLM105a顯示的對應預定圖像信號的 像素亮度不同。同時，也可以根據圖像信號輸入101或用戶設定，由序列發生器來切換 上述幀中顯示灰度等級的設定。在上述描述中，描述了單片投影系統的不同的實施例。下面將描述一個雙片投 影系統的實施例。圖13為基於本發明實施例的使用可調光源的雙片投影系統結構的示意圖。圖13 中的雙片投影系統IOOb包含一個光學系統和一個綠光控制系統、以及一個光學系統和一 個藍光和紅光控制系統。投影系統IOOb為一個雙片投影系統，包含第一空間光調製器SLM105b和第二空 間光調製器SLM105C，它們根據從外部輸入的圖像信號101向屏幕108(未畫出)投影圖像。投影系統IOOb包含一個圖像處理器102。圖像處理器102接收圖像信號輸入101 並將其轉換成SLM控制器103b用來控制SLM105b的數據，以及SLM控制器103c用來 控制SLM105c的數據。SLM控制器103b和SLM105b用於綠光空間光調製，SLM控制 器103c和SLM105c用於藍光和紅光空間光調製。圖像處理器102分別向SLM控制器103b和103c輸出轉換數據。同樣，類似圖 3中的幀存儲器104與圖像處理器102相連。SLM105b和SLM105C都含有多個構成二維陣列的微調製單元。單個調製單元對 應顯示圖像的每一像素。與圖3中一樣，下面描述了用DMD作為SLM105b和SLM105C 的實施例。SLM105b和SLM105c安裝在器 件封裝124中。在圖13中，器件封裝位於色彩 綜合光學系統圖121的下方。可調光源112b經照明光學系統117b和色彩綜合光學系統121的光入射到SLM105b中。如圖4所示，可調光源112b包含一個綠色雷射光源136g。可調光源112c經照明光學系統117c和色彩綜合光學系統121的光入射到 SLM105c中。如圖4所示，可調光源112c包含一個藍色雷射光源136b和一個紅色雷射 光源136r。色彩綜合光學系統121包含一個由光學稜鏡122b和122c組成的等邊三稜鏡、多 個粘附在表面125上的直角三稜鏡和一個光導模塊123、一個粘附在上述等邊三稜鏡上的 直角三稜鏡。在圖13中，色彩合成光學系統121顯示的是正面。粘附表面125是直角三稜鏡中對應組成直角三角形的兩直角邊中較長一邊的側表面。粘附到等邊三稜鏡上的光導模塊123的表面是對應直角三角形斜邊的側面。在 圖13中，對應直角三角形直角的兩條邊的側表面畫成了矩形。第一照明光學系統117b包含一個聚光透鏡113b，一個棒狀聚光體114b、一個透 鏡119b和一個透鏡120b，它們的排列方式是，其光軸與第一照明光軸116b，即第一照明 光學系統117b的光軸相匹配。同樣地，第二照明光學系統117c包含一個聚光透鏡113c， 一個棒狀聚光體114c、一個透鏡119c和一個透鏡120x，它們的排列方式是，其光軸與第 一照明光軸116c，即第一照明光學系統117c的光軸相匹配。照明光軸116b和116c與光導模塊123的直角三稜鏡在如圖13所示的側面上垂 直，其中光導模塊兩側面的上部不與等邊三稜鏡(由光學冷靜122b和122c組成)粘附。可調光源112b發射的綠光經照明光學系統117b和色彩綜合光學系統121入射到 SLM105b中。SLM105b的開態微鏡反射的綠光垂直向上入射到第一光學稜鏡122b對應 直角三角形側邊的側面上。然後，光從第二光學稜鏡122c對應直角三角形斜邊的側面出 發，穿過粘附表面125，入射到投影光學系統(未畫出)，在經過投影光學系統的投影光 軸投影到屏幕(未畫出)上。由SLM105b關態微鏡反射的綠光發射到了投影光學系統投 影光軸以外的方向上。可調光源112c發射的綠光經照明光學系統117c和色彩綜合光學系統121入射到 SLM105C中。第二 SLM105C的開態微鏡反射的藍光或紅光垂直向上入射到第二光學稜鏡 122c對應直角三角形斜邊的側面上。然後光再被反射到粘附表面125上，通過綠光相同 的光路向上入射到投影光學系統(未畫出)。系統處理器109為光源控制器110提供信息(如光分布曲線的數據)，以圖3中 相同的方式控制可調光源112b和112c的發射時鐘和/或照明光強。光源控制器110根 據系統處理器109指定的信息控制光源控制器111b。光源驅動器Illb根據光源控制器 110的控制分別驅動可調光源112b和112c。也就是說，可調光源112b和112c直接由系 統處理器109控制。下面，參照圖14描述了圖13所示投影系統IOOb中的控制流程和數據情況。圖 14為基於本發明實施例的使用可調光源的雙片投影系統結構的示意圖。在本實施例中，圖13所示圖像處理器102包含一個圖14所示幀發生器130、以 及從外部器件輸入到幀發生器130的圖像信號輸入101。幀發生器130通過使用如著名的 幀插入技術等方法產生用於顯示一幀圖像的數據。圖像信號輸入101中原本包含的幀圖像數據和幀發生器產生的插入幀圖像203的
22數據都存儲在幀存儲器104中。如圖13所示LSM控制器103b和103c以及光源控制器110可以作為一個控制電 路132，如圖14所示。在圖14的例子中，控制SLM控制器103b和103c以及光源光源控制器110的序 列發生器131同樣裝置在控制電路132中。控制電路132中的組件通過總線137相互連 接。幀存儲器104也與總線137相連。當序列發生器131實現時鐘控制時，SLM105b和105c的空間光調製的時鐘、可 調光源112b和112c的發射時鐘因而受到控制。與圖4描述類似，只要在子幀起始處獲 得了同步性，序列發生器131的時鐘控制就足夠，如果在子幀中有微調的同步性，也一 樣足夠。圖14中的序列發生器131也可以作為圖13所示系統處理器109的一部分。如圖13所述，SLM控制器103b和103c分別控制SLM105b和SLM105c。與圖 3所示SLM105a類似，SLM105b包含一個微鏡陣列133b，一個列驅動器134b和一個行 驅動器135b。SLM105c的構造也類似。與圖4類似，圖13所示可調光源112b包含一個綠色雷射光源136g。與圖4中 類似，如圖13所示可調光源112c包含一個藍色雷射光源136b和一個紅色雷射光源136r。 除了三個雷射光源，也可以使用排成子陣列LED光源或半導體光源等光源。光源驅動器Illb驅動紅色雷射光源136r、綠色雷射光源136g和藍色雷射光源 136b的光分布曲線數據由光源控制器110分別給至紅色、綠色和藍色光源。圖15為基於本發明實施例使用可調光源的雙片投影系統中顏色順序控制的時鐘 圖。在圖15的例子中採用了 PWM控制和振蕩控制來作為控制SLM105b和105c的 方法。具體而言，在圖15的例子中，SLM控制器103b和103c根據將被顯示在像素中 的綠色、紅色和藍色灰度等級值，來控制微鏡固定在「關」態、「開」態和振蕩態的時 間長度。下面描述了一幀被平均分為紅色和藍色子幀的實施例。同樣，在綠光投影中， 一幀被分成長度相等或不等的兩幀。在圖15所示例子中，從綠色可調光源136g發出的照明光強度可以設置為至少三 個等級Petl, Pei，andPe2。從藍色雷射光源136b發出的光強至少可以設置為兩個等級 Pki和Pm。從紅色雷射光源136r發出的光強也可以設置為至少兩個等級Prci和PR1。這裡，如圖所示，有如下關係Pgo < P01 < Pg2Pbo < Pbi < Pb2Pro < Pri < Pr2其中Pra = Pbq = Prq = 0。光強等級的特性與圖7中描述的類似，因此不再累 述。對Gfl和Rfl代表的第一幀的第一子幀的控制按如下例子中的方式實現。在圖14的序列發生器131給出的第一子幀的起始時刻，光源控制器110控制光 源驅動器lib的恆流電路ie、Ii^PIb,使綠色雷射光源I36g的光強設定為Pe2，紅色雷射 光源136r的光強設定為Pr2，藍色雷射光源136b的光強設定為PB2。進一步地，光源控制器110控制分別與綠色雷射光源136g和紅色雷射光源136r相連的切換電路SWc^n SWR， 使它們為「開態」；控制與藍色雷射光源136b相連的切換電路SWB，使它為「關態」。由於藍色光源136b在第一子幀中不發射光，可以在第一子幀中執行如藍色雷射 光源136b光強的設定(即恆流電路Ib的設置)。在光源控制器110執行上述控制的同時，在第一子幀中，SLM控制器103g 從幀存儲器104中為每一幀讀出代表綠色的像素數據，並根據讀出的像素數據控制 SLM105b。進一步地，SLM控制器103c從幀存儲器104中為每一幀讀出代表紅色的像 素數據，並根據讀出的像素數據控制SLM105C。另外，在PWM控制的例子中，代表η位灰度等級的像素數據位串，本身也可以 用作控制SLM105a的數據。這是因為，對「l《k《n」中(其中LSB為第一位)的每一 個「k」，像素數據的位串中的第k位代表對應第k位時段中微鏡的狀態。確切地說，像 素數據的位串中的第k位代表當其為「0」時將微鏡驅動至關態，當其為「1」時將微鏡 驅動至開態。在這種情況下，用作SLM105a控制數據的η位像素數據的位串中的權重並不相 同。也就是說，投影到屏幕上的光強會根據位的位置，由於位值「1」的不同而不同。 具體而言，第k位的權重為LSB權重的2k—1。下面將每位權重不同的數據用「二進位數 據」表示。另一方面，在圖15所示控制中，代表η位灰度等級的像素數據位串由SLM103b 和103c轉換，用於控制SLM105b和105c。例如，為了實現SLM105b和105c的控制，
也可以使用由如三部分組成的固定長度位串。可以根據實施例來定義該固定長度位串。例如，第一、第二和第三部分由多於 零位的相連「0」組成，第一和第二部分的邊界以及第二和第三部分的邊界可以用值為
「1」的一位分隔符表示。根據上述格式的固定長度位串，控制信息將指定以下內容-在第一部分位數的部分時間長度內將微鏡驅動至關態；-在第二部分位數的部分時間長度內將微鏡驅動至開態；-在第三部分位數的部分時間長度內將微鏡驅動至振蕩態。在上述格式的數據中，位數有所不同，但位的權重相同。不考慮位的位置，下 面用「非二進位數據」來代表每一位的權重相等的數據。明顯地，微鏡的驅動狀態確 定、每一位的權重相等的固定長度位串的格式並不局限於以上例子。如上所述，對Gfl和Rfl代表的第一幀的第一子幀的控制、然後對G』代 表的第一幀的第二子幀的控制按如下例子所述方式實現。在圖14所示序列發生器131給定的第二子幀起始時刻，光源控制器110控制光 源驅動器Illb來將綠色雷射光源136g的光強設定為Pei。由於紅色雷射光源136r和藍 色雷射光源136b的光強已經提前設定為Pr2和Pb2，不必再次設定。同時，在第二子幀起始時刻，SLM控制器103b根據從幀存儲器104讀出的代表 綠光像素數據控制SLM105b。進一步地，SLM控制器103c從幀存儲器104中為每一幀 讀出代表藍色的像素數據，並根據讀出的像素數據控制SLM105C。在第二幀後的幀中，重複進行與第一幀中類似的控制。也就是說，在圖15的例 子中，根據幀與幀的不同，至少對一種確切的顏色的光，即綠光實現了改變照明光強度的控制。當然，也可以優化圖15所示實施例，根據幀與幀的不同改變可調光源112a發 射的照明光強度、為一幀的每一子幀改變至少綠色雷射光源136g的照明光強度。根據圖15中的例子，在雙片投影系統IOOb中，綠光解析度可以提高至高於紅光 和藍光的解析度。確切地說，可以提高綠光灰度等級的數量。這是因為子幀Gfl和G』 fl 之間單位時間內綠色雷射光源136g發射的照明光強度不同。觀眾觀察到具有細膩中間等 級的亮度，該亮度不能在一個子幀中用兩個子幀的平均值來表示。因此，根據圖15的例 子，可以獲得更平滑的圖像顯示。將代表綠色的像素數據位串分別為子幀Gfl和G』 fl轉換成非二進位數據段的轉 換過程根據要求的綠光解析度、Pe2和Pei之間光強的比值、子幀Gfl和G』 度的比 值、開態和振蕩態之間光反射的比值等因素進行調整。優選地，執行適合實施例轉換的 確切過程。以上詳細描述了數個實施例，本發明並不局限於上述舉例的實施例，可以在本 發明的精神範圍內對其進行各種變更。無論投影系統是單片或多片，都可以從PWM控制、振蕩控制或其他控制方法中 靈活選擇DMD的微鏡控制方法。PWM控制可以使用本身為二進位數的像素數據來實現，但也可以使用基於非二 進位數的PWM控制。例如，在圖15的鏡面調製控制波形502中，在一個子幀中將微鏡 控制至關態或開態的時間段是PWM控制模式的時間段。也就是說，圖15也示範了使用 非二進位數據的PWM控制。為了在SLM控制器103a控制一個子幀中關態和開態的時間長度中使用非二進位 數據，可以修改圖7的例子。在這些例子中，一個子幀內的關態可以只有唯一時段、開 態也只有唯一時段，或者在一個子幀內分散有開態的多個時段。根據關態和開態圖形， SLM控制器103a可以將像素數據轉換為一定格式的非二進位數據，並使用該非二進位數 據來控制SLM105a。只要不同實施例中的控制過程不相互衝突，就可以將它們結合起來。例如， 可以根據幀與幀的不同，通過結合上述多個實施例來同時改變每一幀中的光強和脈衝寬 度，改變可調光源的照明光強度。具體而言，一個實施例可以根據幀與幀的不同，通過 使用發射脈衝光的雷射光源、改變包括發射脈衝峰值(即雷射光源的光強)、發射脈衝脈 寬、發射脈衝發射頻率和發射脈衝數等特性中的至少兩個來調整動態範圍。同樣，在雙片投影系統中，除了改變雷射光源的光強，可以通過改變脈衝寬 度、發射頻率、發射數量或發射間隔來改變可調光源照明光強度。與單片投影系統中一 樣，在雙片投影系統中，根據幀與幀的不同，改變至少一種顏色的亮度動態範圍(即灰 度特性)的控制可以通過各種各樣的方式實現。雖然目前已經通過上述優選實施例描述了本發明，但應該明白這種說明並不局 限於以上表述。熟讀上述詳細介紹並熟練掌握這一技巧的人肯定會想到許多種對裝置的 變動和更改。因此，我們的目的是要讓附加聲明能涵蓋一切體現本發明思想、屬於本發 明範圍的變動與更改。
權利要求
1.一個圖像顯示裝置，包括一個光源，發射強度可調的照明光；至少一個空間光調製器(SLM)，用於接收和施加圖像信號、以調製從光源發射的照 明光；和一個控制電路，用於控制光源和空間光調製器，為在至少兩個相連幀中具有不同亮 度可調動態範圍的圖像顯示投影經調製的光。
2.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中該控制電路控制光源發射的照明光可調的光強。
3.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中該控制電路控制光源發射脈衝光形式的照明光；該控制電路進一步改變光源發射的光脈衝的發射狀態。
4.權利要求3所述圖像顯示裝置，其中該控制電路至少改變光脈衝包括脈衝幅度、脈衝寬度和光源發射的光脈衝數等特性 的一種。
5.權利要求3所述圖像顯示裝置，其中該控制電路進一步噶年光脈衝的圖形，其中光脈衝的圖形至少保持包括脈衝幅度、 脈衝寬度、脈衝發射頻率和光脈衝數等光脈衝特性中的一種。
6.權利要求3所述圖像顯示裝置，其中該控制電路進一步控制光源發射脈衝寬度短於空間光調製器最短可控調製時間長度 的光脈衝。
7.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中該光源進一步包含一個半導體光源。
8.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中該光源進一步包含大量排成子光陣列的子光源。
9.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中為控制光源，該控制電路進一步接收和施加圖像信號。
10.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中該控制電路進一步為空間光調製器的大量像素中的每一個像素接收圖像信號並將其 轉換為非二進位數，根據該非二進位數控制空間光調製器和/或光源。
11.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中該控制電路被控制在一連串顯示幀中運作，其中一連串顯示幀中至少有一幀與其他 幀的時間長度不同。
12.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中該控制電路被控制在一連串顯示幀中運作，其中一連串顯示幀中至少有一幀的顯示 灰度等級數與其他幀的顯示灰度等級數不同。
13.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中該控制電路被控制在一連串顯示幀中運作，其中一連串顯示幀中至少有一幀是由插 入過程產生的。
14.權利要求1所述圖像顯示裝置，其中該空間光調製器進一步包括一個由一個陣列的可偏轉鏡面單元組成鏡面器件，其中 可偏轉鏡面單元陣列根據控制電路施加的控制可偏轉鏡面單元陣列的圖像信號，將照明 光偏轉和反射至多個方向。
15.專利聲明14所述圖像顯示裝置，進一步包括一個投影光學系統，用於投影空間光調製器傳輸的調製光束，其中控制電路施加圖 像信號來控制每一個微鏡單元，將照明光偏轉至投影光學系統，工作於開態；將照明光 偏轉至投影光學系統以外，工作於關態；或在開態和關態之間振蕩，工作于振蕩態。
16.權利要求15所述圖像顯示裝置，其中該控制電路控制光源發射頻率高於工作在振蕩態的鏡面單元的振蕩頻率的光脈衝。
17.權利要求14所述圖像顯示裝置，其中該控制電路控制光源根據工作于振蕩態的鏡面單元運轉條件發射光脈衝。
18.—個圖像顯示裝置，包括一個光源，發射強度可調的照明光；至少一個空間光調製器(SLM)，用於接收和施加圖像信號、以調製從光源發射的照 明光；和一個控制電路，用於控制光源或空間光調製器，為在至少兩個相連幀中具有不同亮 度可調動態範圍的圖像顯示投影經調製的光。
全文摘要
一個用於顯示圖像的圖像顯示裝置，包含一個用於發射光強可調的照明光的光源；至少一個用於接收和發出圖像信號、用於調製來自光源照明光的空間光調製器(SLM)；一個用於控制光源和/或空間光調製器為圖像顯示投影調製光線的控制電路，其中調製光線在至少兩連續幀之間具有不同的亮度動態範圍。
文檔編號G02F1/00GK102016695SQ200880126413
公開日2011年4月13日 申請日期2008年12月6日 優先權日2007年12月6日
發明者特若安度, 石井房雄, 荒井一馬 申請人:石井房雄