專利名稱：圖像顯示設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像顯示設備，更特別地，本發(fā)明涉及具有至少兩個用于調制光的調 制器的圖像顯示設備。
背景技術：
具有至少兩個用于調制光的調制器的圖像顯示設備是已知的。已知的圖像顯示設 備使用主調制器和輔助調制器以調制圖像的像元(picture element) 0在這種已知的圖像 顯示設備中，作為真黑色(trueblack)之上的有限最小圖像亮度被降低的結果，投影圖像 的對比度范圍能夠被擴展。GB 2317290示出圖像的對比度如何能夠得到改善。為了產生全色圖像，可以以顏色連續(xù)照明(colour sequentia lillumination) 的方式使用單一的單色主調制器。但是，這種類型的顏色連續(xù)照明可產生時間偽像 (artifact)，如果要使用輔助調制器，所述時間偽像不會減少。GB 2396072描述了這樣的設備，在所述設備中，用于調制紅色光的第一主調制器、 用于調制綠色光的第二主調制器和用于調制藍色光的第三主調制器被光學地中繼(relay) 到輔助調制器，所述輔助調制器進一步調制光以增強對比度并增大圖像顯示設備的動態(tài)范 圍。還描述了用于控制主調制器和輔助調制器的操作使得可以實現(xiàn)對比度和動態(tài)范圍的增 強的方法。還需要考慮光學裝置，所述光學裝置用于圖像顯示設備中，并用于將圖像從主調 制器或各主調制器中繼到輔助調制器。如果主調制器或各主調制器和輔助調制器是相同尺 寸的，那么圖像必須以單位(unity)放大倍率被中繼。優(yōu)選地，圖像應被中繼為使得主調制 器中的每一像素被成像到輔助調制器中的等價(equivalent)像素上。作為替代方案，主調 制器中的每一像素可被成像到輔助調制器中的等價像素組上。這適用于反射光調制器和透 射光調制器兩者?？梢允褂糜糜谥欣^圖像的折射系統(tǒng)，并且，當設計它們時，它們需要考慮 分辨率、散射和顏色校正方面的性能。必須對這種系統(tǒng)進行折衷。為了減少散射并由此減少 圖像顯示設備中的對比度的降低，折射元件的數(shù)量需要被保持到最少，但需要更多的透鏡 以提供足夠的分辨率和顏色校正，這又增加任何的散射。并且，作為增加透鏡數(shù)量的結果， 提供足夠的分辨率和顏色校正的折射系統(tǒng)較長，并且，它們因此更加昂貴。也可使用反射光 學裝置以將光從主調制器中繼到輔助調制器。反射光學裝置包含與折射光學部件組合的曲 面鏡(curved mirror)。部件的數(shù)量又依賴于將圖像從主調制器中繼到輔助調制器所要求 的性能，部件的數(shù)量隨著性能的增加而增加。如果光學中繼裝置(其可以為折射光學中繼裝置或反射光學中繼裝置)被設計 為給予希望的性能，那么其它的因素可影響圖像顯示設備的性能。制造方法和容限在某 些情況下不能給予希望的性能，這可在圖像顯示設備中表現(xiàn)為例如調制器之間的未對準 (misalignment)或放大誤差。并且，成本限制會影響設計，這又降低性能。結果，不能以所 要求的精度將圖像從主調制器中繼到輔助調制器，從而產生最終投影圖像中的不希望的圖 像偽像，諸如莫阿條紋(moiWfringing)、散焦和光點發(fā)暗。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，消除或減少上述的問題。因此，在本發(fā)明的一個非限制性的實施例中，提供圖像顯示設備，所述圖像顯示設備包括投影儀裝置、光源、至少一個用于調制光的主調制器、用于調制由主調制器調制的光 的輔助調制器、用于將由主調制器調制的光中繼到輔助調制器的光學裝置、和用于控制主 調制器和輔助調制器的控制裝置，其特征在于主調制器包含第一像素陣列，并且輔助調制器包含第二像素陣列；主調制器的第一像素陣列中的每一像素由控制裝置作為用于第一像素陣列中的 每一像素的視頻輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)來控制；并且輔助調制器的第二像素陣列中的每一像素由控制裝置作為用于第二像素陣列中 的每一像素和第二像素陣列中的每一鄰近像素的視頻輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)來控制。作為第二像素陣列中的每一像素和與所選像素鄰近的像素的函數(shù)來控制輔助調 制器、而主調制器被作為像素的函數(shù)而控制相對于已知技術表現(xiàn)出顯著改善。特別地， 尤其是在當來自完整像素陣列的少數(shù)像素被表現(xiàn)為明亮、全開(full-on)或近全開水平 (level)的情況下，存在顯示圖像的局部亮度的改善。相比之下，利用已知的設備，任何輕微 的未對準將導致這些圖像以降低的亮度表現(xiàn)明亮的點或像素。這可在諸如飛行模擬的某些 應用中具有隱含的意義(implications)。并且，未對準可導致出現(xiàn)諸如顏色條紋效應和圖 像模糊的其它效應。由于對準必須實現(xiàn)的精度不再是工藝中的最關鍵因素，因此本發(fā)明還 有利地有助于涉及制備投影儀裝置的制造工藝。莫阿條紋是顯著減少的另一可見偽像。圖像顯示設備可以是其中主調制器和輔助調制器為透射空間光調制器的圖像顯 示設備。作為替代方案，圖像顯示設備可以是其中主調制器和輔助調制器為反射空間光調 制器的圖像顯示設備。主調制器和輔助調制器可以是相同類型的空間調制器。作為替代方案，主調制器 和輔助調制器可以是不同類型的空間調制器。圖像顯示設備可包括用于調制第一波長的光的第一主調制器、用于調制第二波長 的光的第二主調制器和用于調制第三波長的光的第三主調制器。圖像顯示設備可以是其中主調制器或各主調制器被補償以校正所得圖像中的由 輔助調制器的選擇裝置所引入的任何異常的圖像顯示設備。光學裝置可以是折射光學中繼器。作為替代方案，光學裝置可以是反射光學中繼 器。輔助調制器的第二像素陣列中的像素可以被控制為全開或全關(full-off)。


現(xiàn)在僅通過例子并且參照附圖來描述本發(fā)明的實施例，在附圖中圖1示出可出現(xiàn)的、導致橫向會聚誤差的特定類型的未對準；圖2示出導致會聚誤差的過放大型未對準；圖3示出導致會聚誤差的欠放大型未對準；圖4示出由導致會聚誤差的旋轉未對準導致的未對準；圖5示出沒有會聚誤差的單個像素；
圖6示出具有橫向會聚誤差的單個像素；圖7示出具有鄰近像素的單個像素；圖8示出具有鄰近像素的、具有橫向會聚誤差的單個像素；圖9示出具有第一和第二鄰近像素的單個像素；圖10示出具有第一和第二鄰近像素的、具有橫向會聚誤差的單個像素；圖11示出各具有會聚誤差的多個像素；圖12示出各具有會聚誤差的多個像素和鄰近像素；
圖13示意性地示出具有多于一個的用于調制光的調制器的已知設備；圖14示意性地示出具有一個或更多個用于調制光的調制器的本發(fā)明的用于調制 光的設備；圖15示出輔助調制器并且示出哪些像素正在被控制；圖16示出輔助調制器的像素強度；圖17示出替代性的像素強度；圖18也示出替代性的像素強度；圖19示出具有會聚誤差的像素的詳細視圖；圖20示意性地示出本發(fā)明的設備并且示出在具有一個主調制器的情況下的主調 制器和輔助調制器的控制；以及圖21示意性地示出本發(fā)明的設備并且示出在具有多于一個的主調制器情況下的 主調制器和輔助調制器的控制。
具體實施例方式圖1示出具有當主調制器的圖像被光學中繼到輔助調制器時可出現(xiàn)的像素未對 準的設備2的示意性輸出。實線網格4示出陣列形式的輔助調制器的像素。虛線6示出已 被光學中繼到輔助調制器上的主調制器的像素陣列的圖像。示出的誤差是沿“χ”和“y”方 向兩者的橫向偏移。如果圖像的會聚是精確的，那么虛線網格6會與實線網格4完全對準。圖2示出具有當主調制器的圖像被光學中繼到輔助調制器時可出現(xiàn)的像素未對 準的設備8的示意性輸出。實線網格10示出陣列形式的輔助調制器的像素。虛線12示出 已被光學中繼到輔助調制器上的主調制器的像素陣列的圖像。示出的誤差是放大誤差。主 調制器的圖像比輔助調制器的大。如果圖像的會聚是精確的，那么虛線網格12會與實線網 格10完全對準。圖3示出具有當主調制器的圖像被光學中繼到輔助調制器時可出現(xiàn)的像素未對 準的設備14的示意性輸出。實線網格16示出陣列形式的輔助調制器的像素。虛線18示 出已被光學中繼到輔助調制器上的主調制器的像素陣列的圖像。示出的誤差是放大誤差。 主調制器的圖像在這種情況下比輔助調制器的小。如果圖像的會聚是精確的，那么虛線網 格18會與實線網格16完全對準。圖4示出具有當主調制器的圖像被光學中繼到輔助調制器時可出現(xiàn)的像素未對 準的設備20的示意性輸出。實線網格22示出陣列形式的輔助調制器的像素。虛線24示 出已被光學中繼到輔助調制器上的主調制器的像素陣列的圖像。示出的誤差是旋轉誤差。 主調制器的圖像相對于輔助調制器被旋轉。如果圖像的會聚是精確的，那么虛線網格12會與實線網格10完全對準。圖5示出設備26的示意性輸出，其中，處于“開”狀態(tài)并且已被光學中繼到輔助調 制器上的來自主調制器的單個像素28的圖像被正確成像并且與輔助調制器的像素陣列30 對準。陰影區(qū)域與網格對準，使得陰影區(qū)域不重疊到任何的鄰近像素上。圖6示出設備32的示意性輸出，其中，處于“開”狀態(tài)并且已被光學中繼到輔助調 制器上的來自主調制器的單個像素34的圖像未與輔助調制器的像素陣列36正確地對準。 雖然陰影區(qū)域的一部分與輔助調制器的等價像素對準，但是，存在與鄰近像素重疊的區(qū)域。
圖7示出設備38的示意性輸出，其中，從主調制器被光學中繼的像素40的正確對 準的圖像使得這個像素圖像的邊緣與輔助調制器的像素陣列42對準。圖7示出主調制器 的單個所選像素的當被成像到輔助調制器上時的位置。正確的對準意味著單個像素的圖像 完全覆蓋輔助調制器上的等價像素。陰影區(qū)域44指示與等價于所指示的主調制器的單個 像素40的輔助調制器中的像素直接鄰近的輔助調制器上的像素。圖8示出設備46的示意性輸出，其中，從主調制器被成像到輔助調制器像素陣列 50上的單個像素48的圖像已沿“X”和“y”方向兩者以橫向未對準而成像?？梢钥闯?，單 個像素48未與輔助調制器中的等價像素對準，而是與其它像素重疊。輔助調制器的等價像 素和最接近的鄰近像素由陰影區(qū)域52示出?？梢钥闯?，單個像素48被陰影區(qū)域52完全重 疊。如果被光學中繼到輔助調制器上時的主調制器的圖像的未對準沿“X”方向或“y”方向 最大為一個像素的尺度，那么會是這種情況。圖9示出設備54的示意性輸出，其中，從主調制器被光學中繼的像素56的正確對 準的圖像使得這個像素圖像的邊緣與輔助調制器的像素陣列58對準。圖9示出主調制器 的單個所選像素的當被成像到輔助調制器上時的位置。正確的對準意味著單個像素的圖像 完全覆蓋輔助調制器上的等價像素。陰影區(qū)域60指示這樣的輔助調制器上的像素其對于 與被成像到輔助調制器上的主調制器的單個像素56等價的輔助調制器中的像素，是最接 近的鄰近像素和次最接近的鄰近像素。在這種情況下，沿任一方向的兩個像素的未對準仍 意味著單個像素56的圖像與陰影區(qū)域60重疊。顯然，可以選擇輔助調制器上的較大區(qū)域， 以確保存在保證的重疊。所選的鄰近像素可以被擴展到沿特定方向包含任意數(shù)量的鄰近像
ο圖10示出設備62的示意性輸出，其中，從主調制器被成像到輔助調制器像素陣列 66上的單個像素64的圖像已沿“X”和“y”方向兩者以橫向未對準而成像?？梢钥闯觯瑔蝹€ 像素64的圖像未與輔助調制器中的等價像素對準，而是與其它像素重疊。該重疊被由陰影 區(qū)域68示出的最接近的鄰近像素和次最接近的鄰近像素完全覆蓋。如果主調制器和輔助 調制器之間的未對準沿“X”方向或“y”方向最大為兩個像素的尺度，那么會是這種情況。如果未對準比兩個像素的尺度大，那么可以向輔助調制器上的窗口或陰影區(qū)域添 加次次最接近的(further next closest)鄰近像素，以保證與從主調制器被成像到輔助調 制器上的單個像素完全重疊。圖11示出設備70的示意性輸出，其中，從主調制器被成像到輔助調制器上的像素 由陰影區(qū)域72指示。從主調制器被光學中繼到輔助調制器上的像素的圖像未與輔助調制 器陣列74上的等價像素對準。沿“ χ ”方向和“ y ”方向兩者示出橫向未對準。圖12示出設備76的示意性輸出，其中，從主調制器被成像到輔助調制器上的像素78由重陰影區(qū)域指示。輔助調制器的像素陣列80中的等價像素和最接近的鄰近像素由陰影區(qū)域82指示?？梢钥闯觯诒纠又?，所示出的最接近的鄰近像素在所選像素的周圍形 成允許沿“X”或“y”方向的一個像素未對準的一個像素邊界，并且當被成像到輔助調制器 上時仍具有主調制器上的所選像素的完全重疊。圖13示出已知設備84，其中，光源86照射調制光的主調制器88，所述被調制的光 經由中繼光學裝置90被中繼到輔助調制器92，在所述輔助調制器92中，光在被投影透鏡 94投影到屏幕96上之前經受進一步的調制。屏幕可以是前投影屏幕或后投影屏幕。視頻 圖像數(shù)據(jù)從視頻輸入98被供給到控制器100?？刂破?00控制主調制器88和輔助調制器 92，使得主調制器88中的每一像素被作為對于該像素的視頻輸入數(shù)據(jù)98的函數(shù)來控制，并 且，輔助調制器中的等價像素也被作為僅對于該像素的視頻輸入數(shù)據(jù)98的函數(shù)來控制。所述布置的結果是，由主調制器調制的光必須非常精確地被光學中繼到輔助調制 器，以確保被光學中繼到輔助調制器上時的主調制器的每一像素的圖像準確地與輔助調制 器的等價像素重疊。隨著在這樣的應用中所使用的微顯示器的分辨率已增長，像素尺寸已 減小，因此對于對準已變得更加苛求。對于包含液晶和數(shù)字微反射鏡器件類型的顯示器的 所有類型的微顯示器，情況就是如此。對于具有小的、約小于25微米的像素尺度的任何微 顯示器，同樣如此。像素尺度現(xiàn)在通常小于8微米。圖14示出作為本發(fā)明的實施例的設備102。光源104照射主調制器106。主調制 器106可以是透射或反射空間光調制器，或者諸如液晶或數(shù)字微反射鏡器件的任何已知的 空間光調制器。主調制器106被示為透射調制器。被主調制器106調制的光經由中繼光學 裝置108被中繼到輔助調制器110。已被輔助調制器調制的光然后經由投影透鏡112被投影 到屏幕114。屏幕114可以是前投影屏幕或后投影屏幕，并且可以是平的或彎曲的。視頻輸 入數(shù)據(jù)116被輸入到控制主調制器106的控制器裝置118。主調制器106被作為視頻數(shù)據(jù) 輸入的函數(shù)來控制。該函數(shù)可以是視頻數(shù)據(jù)輸入的乘積函數(shù)(multiplication function)。 該乘積因子可以是1、大于1或小于1。該乘積還可以是視頻數(shù)據(jù)輸入的反函數(shù)(inverse function) 0輔助調制器110被控制器120控制。控制器120從供給關于主調制器106的 控制的信息的控制器118接收視頻圖像數(shù)據(jù)。控制器120作為向主調制器中的每一像素發(fā) 送的圖像數(shù)據(jù)以及向與該像素鄰近的每一像素發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)的函數(shù)來控制輔助調制器 110。鄰近像素可包含最接近的鄰近像素或者可包含次鄰近像素，所述最接近的鄰近像素是 直接靠著正被應用函數(shù)的像素的那些像素，所述次鄰近像素可沿所有方向包含幾個像素。 這在圖7和圖9中示出，并且，顯然可以被擴展到超出示出的程度?？刂破?18和120形成 用于控制主調制器106和輔助調制器110的控制裝置?？蓪τ谠搶嵤├R別的最簡單的例子是，如果主調制器以作為單位乘積函數(shù)的函 數(shù)被驅動，而輔助調制器的等價像素和鄰近像素被驅動到金開水平。如所提及的那樣，主調 制器和/或輔助調制器可以是諸如數(shù)字微反射鏡器件的數(shù)字光調制器或任何其它的數(shù)字 光調制器。數(shù)字微反射鏡器件使用時間開關技術以調制光并產生灰度級。在其中主調制器 和輔助調制器均為數(shù)字微反射鏡器件的圖像顯示設備中，通常要求使等價的像素或像素組 的定時同步。由于兩個調制器的定時不要求準確地對準，因此上述的該例子克服了當主調 制器是數(shù)字微反射鏡器件并且輔助調制器也是數(shù)字微反射鏡器件時可出現(xiàn)的問題。當數(shù)字 調制器用作光的“門(gates) ”并且要求同時打開兩個“門”以使光通過時，會需要準確的對準。雖然附圖和文本示出從光源接收光的主調制器，但是，圖像顯示設備中的輔助調 制器和主調制器的位置能被反轉以使得輔助調制器從光源接收光也是可以的。通過控制裝 置應用于調制器的函數(shù)將是相同的。如果單個像素具有意味著像素的僅50%的區(qū)域與輔助調制器的相應像素重疊的 未對準，那么所公開的控制方案將顯著增加被傳送到屏幕用于觀察的光。圖14示出使用一 個主調制器和輔助調制器的單色圖像顯示設備。如果在光路中插入色輪或者使用顏色連續(xù) 光源，那么該布置還適用于彩色投影儀。圖15示出包含輔助調制器的像素陣列124的設備122。陰影區(qū)域126指示輔助調 制器的九個像素。所述區(qū)域的中心像素是與從其取得視頻圖像數(shù)據(jù)的主調制器的像素等價 的像素。其它的八個像素指示基準像素的最接近的鄰近像素?？刂破髯鳛橐曨l圖像數(shù)據(jù)的 函數(shù)來驅動這九個像素。虛線128示出可從其示出像素強度的跨過(across)調制器的截 面。圖16、圖17和圖18示出跨過由虛線示出的輔助調制器的像素的強度。圖16示出在8位設備中的被驅動到全驅動水平255的所有像素。對于輔助的該 控制函數(shù)將基準像素和最接近的鄰近像素驅動到全開的最大水平?；鶞氏袼厥桥c從其取得 視頻圖像數(shù)據(jù)的主調制器中的像素等價的輔助調制器中的像素。圖17示出替代性控制函數(shù)，其中，例如在8位設備中，作為與主調制器中的像素等 價的像素的基準像素以全驅動水平255被驅動，并且，八個鄰近的像素以小于最大驅動水 平的水平被驅動。這示出中心處于最大驅動的“頂帽”型分布圖(profile)。圖18示出另一控制函數(shù)，其中，基準像素以小于最大水平的水平被驅動，并且，鄰 近像素以更低的水平被驅動。這又是“頂帽”型分布圖，但具有比最大255值小的峰值中心 值?？梢允褂闷渌暮瘮?shù)以控制基準像素和鄰近像素。還可看出，鄰近像素中的每一 個本身是基準像素，并且，當顯示全圖像并且對于輔助調制器計算控制函數(shù)時，必須考慮這 一點。當被應用于對于輔助調制器的任何像素具有影響的所有像素即基準像素和鄰近像素 時，控制函數(shù)將是函數(shù)的積。圖19示出輔助調制器上的3X3像素陣列的放大視圖140和被成像到輔助調制器 上時的主調制器的單個像素的圖像。存在像素的橫向未對準。正確的對準會示出陰影像素 與3X3陣列的中心像素對準。所示出的輔助3X3陣列的中心像素144被作為主調制器中 的相應像素(在這種情況下是陰影像素)和鄰近的八個像素的函數(shù)來控制。在該例子中， 這八個鄰近像素具有主調制器中施加于它們的零視頻水平?？梢钥闯觯幱跋袼嘏c中心像 素144重疊的唯一部分是示出的區(qū)域146。區(qū)域148各與鄰近像素重疊。如果使用其中鄰 近像素被驅動到全視頻255水平的上述的控制函數(shù)，那么這將導致來自主調制器的光的更 大部分到達屏幕。可以看出，由于在空間光調制器中的像素之間存在不調制光的小區(qū)域，因 此不是所有的光都將通到屏幕。這典型地為調制器的總面積的約10%，但可以大于或小于 10%。該控制方法將在許多圖像中導致較大的光通過量，并且還去除由未對準和不會聚導 致的一些偽像。在顯示器中示出的黑色電平將維持在被降低很多的水平，因此維持這種顯示器的改善的對比度。可以使用更復雜的控制，以還改善動態(tài)范圍，同時還克服由從主調制器到輔助調制器上的圖像的未對準導致的偽像。圖20示意性示出本發(fā)明的具有主調制器和輔助調制器的設備160。詳細示出了控 制主調制器和輔助調制器的控制裝置?？梢园郊拥难b置，以對任何顏色偏移、需要施加 到所顯示圖像的伽馬校正或可能要求的定時延遲進行校正。在本實施例中為單色視頻數(shù)據(jù)或使用已知的顏色連續(xù)技術的彩色圖像數(shù)據(jù)的視 頻圖像數(shù)據(jù)被輸入到查找表(LUT) 162，所述查找表(LUT) 162可被用于對視頻數(shù)據(jù)輸入施 加伽馬校正。校正的視頻圖像數(shù)據(jù)被輸出到過濾器(filter)控制裝置164和時間延遲裝置 170。過濾器控制裝置164對于視頻圖像數(shù)據(jù)應用這樣的函數(shù)，所述函數(shù)是對于每一像素以 及對于每一鄰近像素的視頻圖像數(shù)據(jù)的函數(shù)。過濾器控制裝置164使用幀存儲裝置176以 訪問(access)和獲得鄰近像素的像素數(shù)據(jù)。如果考慮最接近的鄰近像素，那么所述函數(shù)是 對于每一像素的視頻輸入和對于鄰近的八個像素的視頻輸入的函數(shù)。過濾器控制164確定 經由時間延遲裝置166輸出的對于輔助調制器的輸出，所述時間延遲裝置166使得能夠實 現(xiàn)主調制器和輔助調制器的正確的同步。當過濾器控制164向每一像素依賴于所述像素和 鄰近像素而應用函數(shù)時，可以看出，引入依賴于被考慮的鄰近像素的數(shù)量的輕微延遲。由于 被考慮的鄰近像素中的每一個各又依賴于鄰近像素，因此，對于特定像素的輸出必須等待， 直到至少下行的視頻信息被過濾器控制裝置接收。時間延遲裝置170被用于延遲用于對輔 助調制器的控制172的視頻圖像數(shù)據(jù)。來自時間延遲裝置170的延遲的視頻圖像數(shù)據(jù)與來 自168的用于每一像素的像素輸出圖像數(shù)據(jù)組合，以確定主調制器中的每一像素的驅動水 平。LUT 174和178可被用于需要的任何伽馬校正。前面的實施例僅包含一個主調制器和輔助調制器。圖像顯示設備還可包含多于一 個的用于調制來自光源的光的主調制器。第一主調制器調制紅色光，第二主調制器調制綠 色光，并且，第三主調制器調制藍色光。調制的紅色、綠色和藍色光被光學地組合，并然后被 輔助調制器調制。存在其中白色光被分成單獨的顏色、經受調制并然后被重新組合以產生 彩色圖像的許多已知方法。在本發(fā)明中，重新組合的光被中繼到輔助調制器，在所述輔助調 制器處，它經受進一步的調制。所述一個或更多個的主調制器可以是反射或透射空間光調 制器。輔助調制器也可以是反射或透射空間光調制器。所述一個或更多個的主調制器和輔 助調制器可以是相同類型的空間光調制器，或者可以是不同類型的空間光調制器。在具有紅色主調制器、綠色主調制器和藍色主調制器以及輔助調制器的已知的圖 像顯示設備中，存在控制各個調制器以便將令人滿意的圖像投影到屏幕上的已知方法。但 是，這些已知的方法不包含所公開的本發(fā)明，在所公開的本發(fā)明中，作為用于每一像素的視 頻輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)來控制主調制器，并且，作為用于每一像素和每一鄰近像素的視頻輸入 數(shù)據(jù)的函數(shù)來控制輔助調制器。圖21示意性地示出其中存在輔助調制器和多個主調制器的設備180。查找表 (LUT)被用于對于視頻數(shù)據(jù)輸入執(zhí)行信號操縱和數(shù)學函數(shù)。可以使用諸如在數(shù)字邏輯器件 中實施的函數(shù)的替代性手段，但是，在本實施例中，對于它們的靈活性，LUT是優(yōu)選的。示意圖示出典型地是紅色、綠色和藍色視頻輸入的第一、第二和第三視頻輸入。諸 如青色、黃色和品紅色的其它輸入是已知的，并且，也可使用多于三個的視頻輸入和相應的主調制器。多個視頻輸入被用于形成被投影到屏幕上的最終彩色圖像。諸如紅外視頻數(shù)據(jù) 輸入信道的其它視頻輸入也是已知的。第一視頻數(shù)據(jù)輸入到可被用于調整存在于視頻信號中的任何伽馬的LUT 200。第一視頻數(shù)據(jù)還被輸入到也調整存在于視頻信號中的任何伽馬的LUT 202。使用分離的LUT 使得能夠實現(xiàn)設計靈活性，從而允許在希望的情況下在LUT 200和LUT 202中應用不同的 函數(shù)。也可對于LUT 200和LUT 202中的每一個應用相同的函數(shù)。LUT 220和222對于第 二視頻數(shù)據(jù)輸入同樣地執(zhí)行，LUT 240和242對于第三視頻數(shù)據(jù)輸入重復這一點。也可使 用LUT 202,222和242以給第一、第二和第三視頻數(shù)據(jù)輸入應用校正函數(shù)。選擇裝置182 被用于從第一、第二和第三視頻數(shù)據(jù)輸入選擇主導信號。主導信號通常是具有最高的數(shù)值 輸入需求的信號，但是，可以使用替代性方案，所述替代性方案使用諸如視覺靈敏度或顏色 偏好的其它準則以確定主導信號。主導信號被用于確定對于輔助調制器的驅動信號?？刂?裝置184作為每一像素和鄰近像素的函數(shù)向輔助調制器輸出控制數(shù)據(jù)?？刂蒲b置184使用 線存儲(linestore)裝置186，以訪問和獲得鄰近像素的像素數(shù)據(jù)。時間延遲裝置196位于 控制裝置184和輔助調制器之間。LUT 198也位于輔助調制器之前。如果要求的話，該LUT 可被用于給對于輔助調制器的輸出應用伽馬校正?？刂蒲b置184還向LUT 204、224和244輸出。這些LUT確定必須對于主調制器中 的每一個應用以補償已通過控制裝置184向輔助調制器應用的任何函數(shù)的補償。透射過去到達投影屏幕的光的量依賴于主調制器和輔助調制器兩者。調制器對于 透射光的效果是乘法效果(multiplicative effect) 0因此，當輔助調制器被作為對于第 一、第二和第三主調制器的主導信號的函數(shù)來驅動時，那么需要一些補償以維持所顯示圖 像的例如亮度和顏色方面的正確特性，并且對于可能已被引入的任何異常進行校正。通過 使用位于從控制裝置184到主調制器的輸出中的另外的LUT實現(xiàn)這一點。LUT 204,222和244分別被用于補償對于第一、第二和第三主調制器的驅動信號。 所述LUT給從控制裝置184輸出的驅動函數(shù)應用反函數(shù)。LUT 204給被饋送到乘法器裝置 206的驅動信號應用反函數(shù)。已經受了 LUT 200所需要的任何伽馬校正的視頻輸入數(shù)據(jù)還 經由時間延遲裝置210被饋送到乘法器裝置206。需要時間延遲裝置以補償由必須從線存 儲裝置186訪問數(shù)據(jù)的控制裝置184所導致的可能的延遲。乘法器裝置206向另一LUT 208 輸出。如果需要的話，該LUT 208也用于對于視頻數(shù)據(jù)輸出的伽馬校正。乘法器裝置通過 給對于主調制器的視頻驅動信號應用反函數(shù)(其是被應用到對于輔助調制器的驅動的函 數(shù)的反數(shù)(inverse))，來有效地補償可由選擇裝置182和控制裝置184引入的視頻驅動信 號中的任何變化?？刂蒲b置還向LUT 224輸出，所述LUT 224向驅動信號應用反函數(shù)，所述驅動信號 又被輸入到乘法器裝置226。對于設備的第二視頻數(shù)據(jù)輸入經受在LUT 220處需要的任何 的伽馬校正，并且，如果需要的話，具有時間延遲裝置230所施加的時間延遲，也是從而補 償由訪問線存儲186的控制裝置所引入的任何延遲。乘法器裝置226被用于將該視頻數(shù)據(jù) 輸入乘以來自LUT 224的輸出，這再次補償由選擇裝置182和控制裝置184所引入的任何 變化。控制裝置還向LUT 244輸出，所述LUT 244給驅動信號應用反函數(shù)，所述驅動信號 又被輸入到乘法器裝置246。對于設備的第三視頻數(shù)據(jù)輸入經受在LUT 240處需要的任何的伽馬校正，并且，如果需要的話，具有時間延遲裝置250所施加的時間延遲，也是從而補 償由訪問線存儲186的控制裝置引入的任何延遲。乘法器裝置246被用于將該視頻數(shù)據(jù)輸 入乘以來自LUT 244的輸出，這再次補償由選擇裝置182和控制裝置184所引入的任何變 化。實施例示出，在具有多于一個的主調制器(在這種情況下為第一、第二和第三主 調制器)的投影儀裝置中，由于可以包含補償裝置以校正由給主調制器選擇主導信號的選 擇裝置186所引入的任何異常，因此，作為對于每一像素的視頻輸入的函數(shù)來控制主調制 器并且作為對于每一像素和每一鄰近像素的視頻輸入的函數(shù)來控制輔助調制器的方法仍 能夠提供令人滿意的圖像。要理解，僅作為例子給出以上參照附圖描述的本發(fā)明的實施例， 并且，可以實現(xiàn)修 改。
權利要求
一種圖像顯示設備，包括投影儀裝置、光源、至少一個用于調制光的主調制器、用于調制由所述主調制器調制的光的輔助調制器、用于將由所述主調制器調制的光中繼到所述輔助調制器的光學裝置、和用于控制所述主調制器和所述輔助調制器的控制裝置，其特征在于所述主調制器包含第一像素陣列，并且所述輔助調制器包含第二像素陣列；所述主調制器的第一像素陣列中的每一像素由所述控制裝置作為用于第一像素陣列中的每一像素的視頻輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)來控制；并且所述輔助調制器的第二像素陣列中的每一像素由所述控制裝置作為用于第二像素陣列中的每一等價像素和第二像素陣列中的每一鄰近像素的視頻輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)來控制。
2.根據(jù)權利要求1的圖像顯示設備，其中，所述主調制器和所述輔助調制器是透射空 間光調制器。
3.根據(jù)權利要求1的圖像顯示設備，其中，所述主調制器和所述輔助調制器是反射空 間光調制器。
4.根據(jù)權利要求1的圖像顯示設備，其中，所述主調制器和所述輔助調制器是相同類 型的空間調制器。
5.根據(jù)權利要求1的圖像顯示設備，其中，所述主調制器和所述輔助調制器是不同類 型的空間調制器。
6.根據(jù)前述權利要求中的任一項的圖像顯示設備，并包括用于調制第一波長的光的第 一主調制器、用于調制第二波長的光的第二主調制器、和用于調制第三波長的光的第三主 調制器。
7.根據(jù)前述權利要求中的任一項的圖像顯示設備，其中，所述主調制器或各主調制器 被補償，以校正所得圖像中的由用于所述輔助調制器的選擇裝置所引入的任何異常。
8.根據(jù)前述權利要求中的任一項的圖像顯示設備，其中，所述光學裝置是折射光學中 繼器。
9.根據(jù)權利要求1至7中的任一項的圖像顯示設備，其中，所述光學裝置是反射光學中 繼器。
10.根據(jù)前述權利要求中的任一項的圖像顯示設備，其中，所述輔助調制器的第二像素 陣列中的像素被控制為全開或全關。
全文摘要
圖像顯示設備(102)，包括投影儀裝置(112)、光源(104)、至少一個用于調制光的主調制器(106)、用于調制由主調制器(106)調制的光的輔助調制器(110)、用于將由主調制器(106)調制的光中繼到輔助調制器(110)的光學裝置(108)、和用于控制主調制器(106)和輔助調制器(110)的控制裝置(118、120)，其特征在于主調制器(106)包含第一像素陣列，并且輔助調制器(110)包含第二像素陣列；主調制器(106)的第一像素陣列中的每一像素由控制裝置(118、120)作為用于第一像素陣列中的每一像素的視頻輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)來控制；并且，輔助調制器(110)的第二像素陣列中的每一像素由控制裝置(118、120)作為用于第二像素陣列中的每一等價像素和第二像素陣列中的每一鄰近像素的視頻輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)來控制。
文檔編號H04N5/74GK101822043SQ200880111062
公開日2010年9月1日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權日2007年10月9日
發(fā)明者G·H·布賴克漢姆, J·R·哈丁, P·J·斯卡爾菲爾德 申請人:羅科威爾柯林斯視像顯示系統(tǒng)有限公司