專(zhuān)利名稱(chēng)：用于二進(jìn)制光顯示元件的多位存儲(chǔ)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置，更具體地說(shuō)，涉及具有包括二進(jìn)制光顯示元件和多位存儲(chǔ)元件的光顯示元件的顯示裝置。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，投影器是一些把光源、光學(xué)系統(tǒng)、電子線路和顯示器結(jié)合在一起以便將來(lái)自計(jì)算機(jī)或視頻裝置的圖像正投或背投的裝置。典型的投影器包括空間光調(diào)制器(SLM‘S)，用于對(duì)光進(jìn)行空間調(diào)制、以便將圖像投影到屏幕上供觀看。光被傳輸?shù)絊LM，SLM對(duì)光進(jìn)行處理、以便將所需的圖像像素投影到屏幕上。SLM本質(zhì)上可以是反射式的。光在SLM上被反射，SLM根據(jù)將被投影到屏幕上的圖像調(diào)制光。這種類(lèi)型的SLM的原型實(shí)例是數(shù)字微反射鏡器件(DMD)，它是一種微型機(jī)電(MEM)器件。使用DMD的投影器投影明亮的圖像，因?yàn)楣獠槐赝ㄟ^(guò)反射式SLM傳輸。
一般來(lái)說(shuō)，投影器根據(jù)刷新率或在1/刷新率的每一個(gè)顯示周期中以新的數(shù)據(jù)刷新其像素。但是，DMD是二進(jìn)制光顯示元件，這意味著它們或者反射光或者不反射光，因此不適用于彩色深度大于一位的像素。對(duì)于用來(lái)投影具有大于一位的彩色深度的亮度值的像素的DMD，顯示周期通常分為若干時(shí)間間隔，每個(gè)時(shí)間間隔通常等于或小于顯示周期/(2以位表示的彩色深度-1)。在每個(gè)時(shí)間間隔中，給DMD加上像素亮度值的一個(gè)位、以便根據(jù)此位而反射光或不反射光。每一位被多次加到DMD上，其次數(shù)取決于它相對(duì)于像素亮度值的其他位的重要性。
因此，投影器一般在每一個(gè)顯示周期的每一個(gè)時(shí)間間隔刷新每一個(gè)DMD。一般規(guī)定每一個(gè)時(shí)間間隔不大于1/刷新率X(2以位表示的彩色深度-1)。對(duì)于彩色深度為8個(gè)位、刷新率為60赫茲的投影器來(lái)說(shuō)，這意味著投影器刷新每個(gè)DMD的時(shí)間間隔不大于約65微秒(us)。然而，以這種方式控制投影器內(nèi)的所有DMD是困難的，特別是那些具有高分辨率和高刷新率的投影器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光顯示元件包括二進(jìn)制光顯示元件和多位存儲(chǔ)元件，所述多位存儲(chǔ)元件用于存儲(chǔ)將在顯示周期內(nèi)由二進(jìn)制光顯示元件顯示的多位的彩色亮度值。在顯示周期內(nèi)一次或一次以上地把每一位從多位存儲(chǔ)元件加到二進(jìn)制光顯示單元，以實(shí)現(xiàn)彩色亮度值。


這里引用的附圖構(gòu)成本說(shuō)明的一部分。在附圖中顯示的一些特征只是本發(fā)明一些實(shí)施例的說(shuō)明、而不是本發(fā)明所有實(shí)施例的說(shuō)明。除非另作說(shuō)明，否則不作相反的推斷。
圖1A和圖1B是用于在顯示周期內(nèi)把圖像像素的彩色亮度值的位加到二進(jìn)制光顯示元件以便顯示圖像像素的不同方法的示意圖，根據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)這些方法。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光顯示元件的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2的光顯示元件的多位存儲(chǔ)元件的示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖3的多位存儲(chǔ)元件的示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的圖3的多位存儲(chǔ)元件的示意圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的位存儲(chǔ)單元的電路圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用具有多位存儲(chǔ)元件的光顯示元件的方法的流程圖。
圖8A和圖8B是根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例的彩色光顯示元件的示意圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置的示意圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的至少部分生產(chǎn)圖9顯示裝置的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在以下對(duì)本發(fā)明示范性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖將用作參考，在這些附圖中示出了一些實(shí)施本發(fā)明的具體的示范性的實(shí)施例。以下將詳盡地說(shuō)明這些實(shí)施例，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以實(shí)施本發(fā)明。可以使用其他的實(shí)施例，也可以對(duì)其中的實(shí)施例作邏輯的、機(jī)械的或其他方面的改動(dòng)而不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此，以下的說(shuō)明不應(yīng)理解為出于限制目的，而本發(fā)明的范圍只由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
概述圖1A和圖1B分別示出可以根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)的方法100和150，用于在顯示周期102內(nèi)把像素的彩色亮度值的位加到二進(jìn)制光顯示元件、以便顯示圖像像素。顯示周期102最好定義為1/刷新率，其中，刷新率為包括二進(jìn)制光顯示元件的投影系統(tǒng)刷新二進(jìn)制光顯示元件的刷新率。顯示周期102進(jìn)一步分為多個(gè)時(shí)間間隔，每個(gè)時(shí)間間隔最好小于或等于顯示周期/(2以位表示的彩色深度-1)。以位表示的彩色深度規(guī)定了圖像像素能夠具備的不同灰度梯度的數(shù)目、使得其彩色亮度值可以分布在0到2以位表示的彩色深度-1的范圍內(nèi)。
因?yàn)楣怙@示元件是二進(jìn)制的，所以在任何時(shí)候它都可以具有加到其上的一位。因此為了實(shí)現(xiàn)對(duì)具有各種灰度梯度的像素的濃淡處理，像素的彩色亮度值的每一位均被一次或多次加到二進(jìn)制光顯示元件上，次數(shù)取決于所述位相對(duì)于其他像素彩色亮度值的位的重要性。在一個(gè)實(shí)施例中，規(guī)定了所述像素的彩色亮度值的位并將它們按順序排列為i＝n-1，i＝n-2，i＝n-3……i＝0，從最重要的位一直排到最不重要的位，在顯示周期1 02期間，每個(gè)位加到二進(jìn)制光顯示元件的次數(shù)是2i次。更具體地說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)位在顯示周期102的2I個(gè)時(shí)間間隔被加到二進(jìn)制光顯示元件。
利用二進(jìn)制光顯示元件實(shí)現(xiàn)灰度級(jí)的這種方法稱(chēng)為二進(jìn)制加權(quán)脈寬調(diào)制。圖1A具體示出了這種調(diào)制的標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制加權(quán)位顯示分布方法100，列出具有從位0到7的八位像素為例。這種方法敘述了在顯示周期102期間以加權(quán)的方式把位0到7加到二進(jìn)制光顯示元件的順序。也就是說(shuō)，指定的位的線越長(zhǎng)，它在顯示周期102期間被加到光顯示元件的次數(shù)就越多。在顯示周期102中，位0到7被加到二進(jìn)制光顯示元件的次數(shù)依次為20，21，22，23，24，25，26，27次。
更具體地說(shuō)，在圖1A中，顯示周期102具有255個(gè)時(shí)間間隔，再細(xì)分成15個(gè)各自包含16個(gè)這樣的連續(xù)的時(shí)間間隔的子周期和一個(gè)只包含15個(gè)這樣的連續(xù)的時(shí)間間隔的子周期。在子周期104中，即具有15個(gè)連續(xù)時(shí)間間隔的子周期中，位0在第一個(gè)時(shí)間間隔中被加上一次，位1在第二和第三個(gè)時(shí)間間隔中被加上共兩次，位2在第四至第七個(gè)時(shí)間間隔中被加上共四次，位3在第八到第15個(gè)時(shí)間間隔中被加上共八次。在子周期106中，位4在16個(gè)連續(xù)的時(shí)間間隔中被加上。在兩個(gè)子周期108中，位5在32個(gè)連續(xù)的時(shí)間間隔中被加上，而在第四個(gè)子周期110中，位6在64個(gè)連續(xù)的時(shí)間間隔中被加上。最后，在8個(gè)子周期112中，位7在128個(gè)連續(xù)的時(shí)間間隔中被加上。
作為比較，圖1B具體示出了二進(jìn)制加權(quán)脈寬調(diào)制的位分裂二進(jìn)制加權(quán)位顯示分布方法，同時(shí)也列出具有位0至位7的八位像素為例。在顯示周期102中具有255個(gè)時(shí)間間隔，從位4到位7中每一個(gè)更為重要的位在各自包含16個(gè)連續(xù)的時(shí)間間隔的不同的子周期中加到二進(jìn)制光顯示元件，其加上的順序如圖1B所示。位4在如子周期152E中被加上，位5在兩個(gè)不連續(xù)的子周期中、如152A和152L中被加上。位6在4個(gè)不連續(xù)的子周期中、如152C、152G、152J和152N中被加上。位7在8個(gè)不連續(xù)的子周期中、如152B、152D、152F、152H、152I、152K、152M和1520中被加上。重要性比較小的位0到位3在具有15個(gè)連續(xù)時(shí)間間隔的子周期154中被加到二進(jìn)制光顯示元件。其中位0被加上一次，位1被加上兩次，位2被加上4次，位3被加上8次。
圖1B所示的方法150是二進(jìn)制加權(quán)脈寬調(diào)制的位分裂方法，因?yàn)?，每一個(gè)像素的彩色亮度值的每一位并不一定在對(duì)所有時(shí)間間隔而言的連續(xù)的時(shí)間間隔中被加上(所述位將在顯示周期102中被加到二進(jìn)制光顯示器件)。由此可見(jiàn)，圖1B的方法150不同于圖1A的方法100，在方法100中，每一位在對(duì)所有時(shí)間間隔而言的連續(xù)的時(shí)間間隔中被加上(所述位將在顯示周期102中被加到二進(jìn)制光顯示器件)。當(dāng)在一些連續(xù)的顯示周期期間在不同像素之間轉(zhuǎn)換的時(shí)候，位分裂方法可以用來(lái)減少由二進(jìn)制光顯示裝置的顯示引起的可視的假信號(hào)。
如上面關(guān)于八位彩色深度所述的那樣，使用二進(jìn)制光顯示元件的投影系統(tǒng)必須在每一個(gè)顯示周期的225個(gè)時(shí)間間隔中每一個(gè)時(shí)間間隔把一位加到每一個(gè)二進(jìn)制光顯示元件。為達(dá)到60赫茲的刷新率，這意味著投影系統(tǒng)每1×106/60×255≌65微秒就把一位加到每個(gè)光顯示元件。為達(dá)到85赫茲的刷新率，投影系統(tǒng)每1×106/85×255≌46微秒就把一位加到二進(jìn)制光顯示元件。這在投影系統(tǒng)里是非常麻煩的，特別對(duì)于SVGA(800×600)，XGA(1024×768)和具有480000像素、多于750000像素或更多像素的更高分辨率來(lái)說(shuō)，以及那些每一像素具有不止一個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制光顯示元件來(lái)說(shuō)，就更加麻煩了。具有多位存儲(chǔ)元件的光顯示元件圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光顯示元件200，它使投影系統(tǒng)不必在每一顯示周期的每一個(gè)時(shí)間間隔中把位加到二進(jìn)制光顯示元件202。光顯示元件200包括二進(jìn)制光顯示元件202和多位存儲(chǔ)元件204。光顯示元件200可以是集成電路(IC)、或另一種類(lèi)型的電子線路和/或機(jī)電器件。
二進(jìn)制光顯示元件202可以是微機(jī)電(MEM)器件、例如數(shù)字微反射鏡器件(DMD)，或另一種類(lèi)型的二進(jìn)制光顯示元件。二進(jìn)制光顯示元件202之所以是二進(jìn)制是因?yàn)樗梢越油ɑ驍嚅_(kāi)。也就是說(shuō)，它可以反射或不傳輸光線，或者不反射或傳輸光線。因此，它固有地不能顯示具有一位長(zhǎng)度的彩色亮度值的像素。元件202通過(guò)在顯示周期被分成的各時(shí)間間隔中至少一個(gè)時(shí)間間隔期間顯示彩色亮度值的每一位(其顯示的時(shí)間間隔根據(jù)所述位相對(duì)于所述像素的彩色亮度值的其他位的重要性而定，如上所述)，來(lái)顯示具有長(zhǎng)度超過(guò)一位的彩色亮度值的像素。
多位存儲(chǔ)元件204具有其數(shù)量對(duì)應(yīng)于將由二進(jìn)制光顯示元件202顯示的像素的彩色亮度值的位的數(shù)目的多個(gè)位存儲(chǔ)單元206A、206B、…、206M。彩色亮度值有N位，因此具有此值的像素具有N位的彩色深度并且可以具有對(duì)應(yīng)于不同灰度梯度的2N個(gè)不同彩色亮度值中的任何一個(gè)。0彩色亮度值對(duì)應(yīng)最小的灰度梯度，而2N-1的彩色亮度值對(duì)應(yīng)于最大的灰度梯度。存儲(chǔ)單元206A，206B……206M集體稱(chēng)為單元206。單元206A對(duì)應(yīng)于像素彩色亮度值中最不重要的位0，單元206B對(duì)應(yīng)于倒數(shù)第二不重要的位1等等，因此，單元206M對(duì)應(yīng)于像素彩色亮度值的位N-1。
多位存儲(chǔ)單元204連接到二進(jìn)制光顯示元件202、使得由該位存儲(chǔ)單元206所存儲(chǔ)的任何一位均可以被加到二進(jìn)制光顯示元件202，如線208所示。因此，把光顯示元件200作為其一部分的投影系統(tǒng)200不需要在每一個(gè)顯示周期的每一個(gè)時(shí)間間隔里把位加到二進(jìn)制光顯示元件中。投影系統(tǒng)在某個(gè)給定的周期內(nèi)把所有N個(gè)像素彩色亮度值的位加到多位存儲(chǔ)元件204的位存儲(chǔ)單元206。然后，這些位中適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)在顯示周期的每一個(gè)時(shí)間間隔從多位存儲(chǔ)單元加到二進(jìn)制光顯示元件202。
結(jié)果，投影系統(tǒng)不用每個(gè)時(shí)間間隔1/刷新率X(2N-1)秒就刷新一次二進(jìn)制光顯示元件202，它只需要在每個(gè)1/刷新率秒的顯示周期用N位圖像數(shù)據(jù)刷新多位存儲(chǔ)元件204。這按照2N的倍數(shù)減少投影系統(tǒng)的加載義務(wù)，從而減少了投影系統(tǒng)不得不刷新二進(jìn)制光顯示元件的負(fù)擔(dān)。也就是說(shuō)，投影系統(tǒng)在某個(gè)給定的周期內(nèi)一次性地把每一個(gè)N位的圖像數(shù)據(jù)加到多位存儲(chǔ)單元204，而不必2N-1次地把N位圖像數(shù)據(jù)加到二進(jìn)制光顯示元件。因此所述投影系統(tǒng)可以獲得更高的刷新率和/或更大的顯示分辨率。
圖3更詳細(xì)地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多位存儲(chǔ)元件204。位存儲(chǔ)單元206互相循環(huán)連接，如線302A，302B……302M所示。也就是說(shuō)，第一位存儲(chǔ)單元206A可以輸出它的位，以加到第二位存儲(chǔ)單元206B，如線302A所示，如此類(lèi)推，最后的位存儲(chǔ)單元可以輸出它的位，以便加到第一位存儲(chǔ)單元206A，如線302M所示。最后的位存儲(chǔ)單元206M也可以輸出它的位，以加到二進(jìn)制光顯示元件，如線208所示。而且，第一位存儲(chǔ)單元206A可以裝入像素彩色亮度值的新的位，如線304所示。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，位存儲(chǔ)單元206可以被加上圖像數(shù)據(jù)的像素彩色亮度值的多個(gè)位。在數(shù)據(jù)線304上認(rèn)定彩色亮度值中第一個(gè)最重要的將被加到位存儲(chǔ)單元206A的位。然后，在數(shù)據(jù)線304上認(rèn)定彩色亮度值中第二個(gè)次重要的將被加到位存儲(chǔ)單元206A的位，這時(shí)，已經(jīng)存儲(chǔ)在位存儲(chǔ)單元206A的第一位通過(guò)線302A輸出、以便加到位存儲(chǔ)單元206B。
對(duì)于余下的N位彩色亮度值中的每一位重復(fù)以上的過(guò)程。每次，由每個(gè)存儲(chǔ)單元206(最后的位存儲(chǔ)單元206M除外)存儲(chǔ)的位被輸出，以加到下一個(gè)連續(xù)的位存儲(chǔ)單元206、使得在位存儲(chǔ)單元206A存儲(chǔ)的位移到位存儲(chǔ)單元206B，如此類(lèi)推，在數(shù)據(jù)線304上認(rèn)定最新的一位，以便加到位存儲(chǔ)單元206A。在重復(fù)這個(gè)過(guò)程N(yùn)次以后，位存儲(chǔ)單元206A，206B……206M分別存儲(chǔ)了像素的彩色亮度值的位0，1，……N-1。
在位存儲(chǔ)單元206中存儲(chǔ)的N位在顯示周期的每個(gè)時(shí)間間隔期間按需要在位存儲(chǔ)單元中循環(huán)、使得適當(dāng)?shù)奈挥晌淮鎯?chǔ)單元206M存儲(chǔ)并輸出至線208以加到二進(jìn)制光顯示元件202。例如，如果在位存儲(chǔ)單元206B中存儲(chǔ)的位在顯示周期的給定的某個(gè)時(shí)間間隔中被加到二進(jìn)制光顯示元件202，那么存儲(chǔ)在位存儲(chǔ)單元206中的位就要循環(huán)N-2次，使得位存儲(chǔ)單元206M最后存儲(chǔ)到最初存儲(chǔ)在位存儲(chǔ)單元206B的位。在每一次循環(huán)中，由每一個(gè)位存儲(chǔ)單元206(位存儲(chǔ)單元206M除外)存儲(chǔ)的位移到下一個(gè)連續(xù)的位存儲(chǔ)單元206。由位存儲(chǔ)單元206M存儲(chǔ)的位移到第一位存儲(chǔ)單元206A，所以在循環(huán)中沒(méi)有丟失一位。
圖4更詳細(xì)地示出了按本發(fā)明又一實(shí)施例的多位存儲(chǔ)元件204。多位存儲(chǔ)元件204包括控制單元402，分別通過(guò)選擇線406A和406B的認(rèn)定來(lái)選擇控制單元402的輸入線404A和404B。輸入線404A和404B分別連接到線302M和數(shù)據(jù)線304，而選擇線406A和406B分別連接到循環(huán)線412和加載線410。認(rèn)定加載線410使在數(shù)據(jù)線304上認(rèn)定的位被通過(guò)線408輸出，以便加到位存儲(chǔ)單元206A。認(rèn)定循環(huán)線412使由位存儲(chǔ)單元206M通過(guò)線302M輸出的位再通過(guò)線408輸出，以便加到存儲(chǔ)單元206A。
位存儲(chǔ)單元206按如下的步驟被加上圖像數(shù)據(jù)的像素彩色亮度值的各個(gè)位。在數(shù)據(jù)線304上認(rèn)定彩色亮度值的第一個(gè)最重要的位，而且認(rèn)定加載線410，以便把所述位輸出到線408、以便加到位存儲(chǔ)單元206A。在數(shù)據(jù)線304上認(rèn)定彩色亮度值的第二個(gè)次重要的位，而且認(rèn)定加載線410，以便把所述位加到位存儲(chǔ)單元206，而把先前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元206A的第一位輸出到線302A、以便加到存儲(chǔ)單元206B。對(duì)剩余的N位彩色亮度值中的每一位重復(fù)這個(gè)過(guò)程、使得如上所述、位存儲(chǔ)單元206A，206B……206M最后存儲(chǔ)了像素的彩色亮度值的所述各個(gè)位中的位0、1……N-1。因此，彩色亮度值的所述各個(gè)位連續(xù)地加到位存儲(chǔ)單元206。
在顯示周期的每個(gè)時(shí)間間隔期間，存儲(chǔ)在位存儲(chǔ)單元206中的N位按需要在位存儲(chǔ)單元206內(nèi)循環(huán)、以便使適當(dāng)?shù)奈淮嫒胛淮鎯?chǔ)單元206中距離二進(jìn)制光顯示元件202最近的位存儲(chǔ)單元206M。因此，所述各個(gè)位中的一位被選擇性地適當(dāng)?shù)剌敵龅骄€208、以便選擇性地適當(dāng)?shù)丶拥蕉M(jìn)制光顯示元件202。這個(gè)過(guò)程按照以下步驟進(jìn)行。在每一次循環(huán)中，認(rèn)定循環(huán)線412。這使存儲(chǔ)在位存儲(chǔ)單元206M的位輸出到線302M，然后通過(guò)線408輸出、以便加到存儲(chǔ)單元206A。先前由位存儲(chǔ)單元206A存儲(chǔ)的位現(xiàn)正輸出到線302A、以便加到位存儲(chǔ)單元206B，如此類(lèi)推。循環(huán)線412被認(rèn)定0到N次，這取決于位存儲(chǔ)單元206中存儲(chǔ)的所述各個(gè)位中哪一位需要被加到二進(jìn)制光顯示元件202。
圖5更詳細(xì)地示出按本發(fā)明另一實(shí)施例的多位存儲(chǔ)元件204。多位存儲(chǔ)元件204包括反射鏡存儲(chǔ)單元502，其輸入線504連接到線302M，而線302M把位存儲(chǔ)單元206M的輸出端連接到控制單元402的輸入線404A。還有兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)506A和506B，它們總起來(lái)說(shuō)稱(chēng)為時(shí)鐘信號(hào)506。時(shí)鐘信號(hào)506是非重疊的、因此當(dāng)一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)高的時(shí)候另一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)就低，反之亦然。時(shí)鐘信號(hào)506連接到每一個(gè)位存儲(chǔ)單元206并且連接到反射鏡存儲(chǔ)單元502、因此時(shí)鐘信號(hào)506使位存儲(chǔ)單元206和反射鏡存儲(chǔ)單元502同步。當(dāng)位存儲(chǔ)單元206被加上新的亮度值的所述各個(gè)位時(shí)候或者當(dāng)位存儲(chǔ)單元206所存儲(chǔ)的位正在循環(huán)而且還沒(méi)到達(dá)位存儲(chǔ)單元206內(nèi)的最后目的地的時(shí)候，反射鏡存儲(chǔ)單元502防止可視的假信號(hào)被二進(jìn)制光顯示元件202顯示出來(lái)。反射鏡存儲(chǔ)單元502存儲(chǔ)的位于最后一個(gè)位存儲(chǔ)單元206M所存儲(chǔ)的位相同。
在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)506被定時(shí)、使得每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)在指定的不同的半個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)為高，所述指定的時(shí)鐘周期可以對(duì)應(yīng)于顯示周期的時(shí)間間隔，也可以不對(duì)應(yīng)。例如，在每一個(gè)時(shí)鐘周期的第一個(gè)半時(shí)鐘周期內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)506A可能是高的，而在每一個(gè)時(shí)鐘周期的第二個(gè)半時(shí)鐘周期內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)506B可能是高的。在N個(gè)這樣的時(shí)間間隔中認(rèn)定加載線410，以便把圖像像素的N位彩色亮度值加到位存儲(chǔ)單元206，在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)用N位中的一位認(rèn)定數(shù)據(jù)線304。在若干時(shí)鐘周期中認(rèn)定所述循環(huán)線412，所述若干時(shí)鐘周期對(duì)應(yīng)于將被加到光顯示元件202的所需的位離開(kāi)最后一個(gè)位存儲(chǔ)單元206M的距離。
在一個(gè)實(shí)施例中，由存儲(chǔ)單元206通過(guò)線302輸出的位在時(shí)鐘信號(hào)506A的下降沿是有效的，而時(shí)鐘信號(hào)506B的上升沿使每一個(gè)位存儲(chǔ)單元206(第一位存儲(chǔ)單元206A除外)被加上前一個(gè)相鄰的位存儲(chǔ)單元206中存儲(chǔ)的位。例如，位存儲(chǔ)單元206B在時(shí)鐘信號(hào)506B的上升沿被加上存儲(chǔ)在位存儲(chǔ)單元206A中的位。位存儲(chǔ)單元206A被加上從線408輸出的位，當(dāng)循環(huán)線412被認(rèn)定時(shí)這個(gè)位是存儲(chǔ)單元206M通過(guò)線302M輸出的位，而當(dāng)加載線410被認(rèn)定時(shí)，這個(gè)位是通過(guò)數(shù)據(jù)線304被認(rèn)定的位。在時(shí)鐘信號(hào)506A的上升沿反射鏡存儲(chǔ)單元502被加上通過(guò)輸入線504輸入的位，并且通過(guò)線208輸出這個(gè)位，以便在時(shí)鐘信號(hào)506B的上升沿把這個(gè)位加到二進(jìn)制光顯示元件202。
圖6示出了按本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的位存儲(chǔ)單元600，它能夠?qū)崿F(xiàn)位存儲(chǔ)單元206中的每一個(gè)。位存儲(chǔ)單元600使用N溝道金屬氧化半導(dǎo)體(NMOS)邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)。輸入信號(hào)602是用于位存儲(chǔ)單元600的輸入信號(hào)，而輸出信號(hào)604是位存儲(chǔ)單元600的輸出信號(hào)。共有6個(gè)NMOS晶體管608，610，611，614，616和618。NMOS晶體管608和611端對(duì)端地從電壓源606連接到地612。同樣地，NMOS晶體管614和618也是端對(duì)端地從電壓源606連接到地612。時(shí)鐘信號(hào)506A控制晶體管608和610，而輸入信號(hào)602控制晶體管611。時(shí)鐘信號(hào)506B控制晶體管614和616，而晶體管610的輸出619控制晶體管618。應(yīng)當(dāng)指出，除了動(dòng)態(tài)NMOS實(shí)施方案之外，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中還可以使用其他實(shí)施方案。
時(shí)鐘信號(hào)506A和506B最好永遠(yuǎn)不要在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)為低或同時(shí)為高。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)506A為高且時(shí)鐘信號(hào)506B為低的時(shí)候，晶體管608和610接通。如果輸入信號(hào)602為高，那么晶體管611也被接通，把晶體管610的輸入617拉低。由于晶體管610也是接通的，因此它的輸出619也被拉低。否則，如果輸出602是低的，那么晶體管611被斷開(kāi)，使晶體管608把晶體管610的輸入617拉高。由于晶體管610是接通的，因此它的輸出619也被拉高。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)506B為高而時(shí)鐘信號(hào)506A為低的時(shí)候，晶體管614和616被接通。如果晶體管610的輸出619為高，那么晶體管618也被接通，把晶體管616的輸入621拉低。由于晶體管616也被接通，因此它的輸出604也被拉低。否則，如果晶體管610的輸出619為低，那么晶體管618被斷開(kāi)，使晶體管614把晶體管616的輸入621拉高。由于晶體管616是接通的，因此它的輸出604也被拉高。那樣，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)506A高的時(shí)候，輸入602被加到位存儲(chǔ)單元600。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)506B高的時(shí)候，輸出604輸出存儲(chǔ)在位存儲(chǔ)單元600的位。
圖7示出按本發(fā)明實(shí)施例的使用多位存儲(chǔ)元件204的方法700。首先，將被二進(jìn)制光顯示元件202顯示的圖像像素的N位彩色亮度值順序地加到多位存儲(chǔ)元件204的位存儲(chǔ)單元206(702)。這可以通過(guò)認(rèn)定數(shù)據(jù)線304上的每一位并且認(rèn)定把位加到第一位存儲(chǔ)單元206A的加載線410來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中那些已經(jīng)存儲(chǔ)在另一位存儲(chǔ)單元206中(位存儲(chǔ)單元206M除外)的位轉(zhuǎn)移到下一位存儲(chǔ)單元206。
然后，在一個(gè)顯示周期的每個(gè)時(shí)間間隔中進(jìn)行步驟706和708。使存儲(chǔ)在位存儲(chǔ)單元206中的位這樣循環(huán)、使得被選擇的位存儲(chǔ)到最后一個(gè)位存儲(chǔ)單元206M(706)、然后這個(gè)位被從最后一個(gè)存儲(chǔ)單元206M加到二進(jìn)制光顯示元件202(708)。循環(huán)可以通過(guò)認(rèn)定用于位存儲(chǔ)單元206中所述各個(gè)位的每個(gè)所需循環(huán)的循環(huán)線412來(lái)實(shí)現(xiàn)。所選擇的位是將根據(jù)二進(jìn)制加權(quán)脈寬調(diào)制方法(如圖1A的方法100，圖1B的位分裂方法150等等)顯示的位。所進(jìn)行的循環(huán)的次數(shù)就是使選擇位從它現(xiàn)在所在的位存儲(chǔ)單元206的一個(gè)位存儲(chǔ)單元移到最后一個(gè)位存儲(chǔ)單元206M的循環(huán)次數(shù)。
彩色光顯示元件和顯示裝置上述的光顯示元件200是單頻的，因此在任何指定的時(shí)間內(nèi)，它可以調(diào)制入射光，而無(wú)須改變光的顏色。也就是說(shuō)，光顯示元件200不能夠憑靠自己來(lái)改變?nèi)肷淦渲械墓獾念伾?。圖8A和圖8B示出根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例顯示不同顏色的彩色光顯示元件800。圖8A中的彩色光顯示元件800利用光顯示元件200的單個(gè)實(shí)例，而圖8B則利用光顯示元件200的多個(gè)實(shí)例，實(shí)例的數(shù)量等同于所利用的給定彩色空間的彩色分量的數(shù)量。
在圖8A中，光顯示元件200包括二進(jìn)制光顯示元件202和多位存儲(chǔ)元件204，如上所述。不同顏色的光802入射到光顯示元件200。這些不同的顏色對(duì)應(yīng)于正在使用的給定的彩色空間的彩色分量。例如，每個(gè)數(shù)據(jù)的圖像像素可以分為彩色分量紅、綠和藍(lán)，對(duì)應(yīng)于紅、綠和藍(lán)(RGB)彩色空間的紅、綠和藍(lán)彩色分量，在指定的時(shí)間周期內(nèi)光802可以分為紅光802R、綠光802G和藍(lán)光802B。這種劃分可以通過(guò)彩色轉(zhuǎn)盤(pán)或其他方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。其他的光分量，例如白光分量，也可以包括在例如光802中。
當(dāng)紅光802R入射到光顯示元件200的時(shí)候，待顯示的圖像像素的紅色分量的亮度值的位被加到多位存儲(chǔ)元件204。然后這些位被加到二進(jìn)制光顯示元件202，如上所述。結(jié)果使調(diào)制的紅光802R’入射到圖像像素待顯示的點(diǎn)804上。同樣，當(dāng)綠光802G入射到光顯示元件200的時(shí)候，圖像像素的綠色分量的亮度值的位被加到多位存儲(chǔ)元件204，然后加到二進(jìn)制光顯示元件202，如上所述。結(jié)果使調(diào)制后的綠光802G’入射到點(diǎn)804上。當(dāng)藍(lán)色光802B入射到光顯示元件200的時(shí)候，像素的藍(lán)色分量的亮度值的位被加到多位存儲(chǔ)元件204，然后加到二進(jìn)制光顯示元件202，如上所述，結(jié)果使調(diào)制后的藍(lán)光802B’入射到點(diǎn)804。從人的眼睛看來(lái)，純粹的效果就是圖像像素在點(diǎn)804上的顯示。
在圖8B中，彩色光顯示元件800包括每一個(gè)正在使用的指定彩色空間的每個(gè)彩色分量的光顯示元件200。例如，對(duì)于RGB彩色空間而言，就有紅色光顯示元件200R，綠色光顯示元件200G和藍(lán)色光顯示元件200B。元件200R，200G和200B分別包括二進(jìn)制光顯示元件202R，202G和202B以及多位存儲(chǔ)元件204R，204G和204B。紅光802R入射到光顯示元件200R，綠光802G入射到光顯示元件200G，藍(lán)光802B入射到光顯示元件200B。
待顯示的圖像像素的紅色分量的亮度值的位被加到多位存儲(chǔ)元件204R。同樣，像素的綠色分量的亮度值的位被加到多位存儲(chǔ)元件204G，藍(lán)色分量的亮度值的位被加到多位存儲(chǔ)元件204B。然后這些位分別被加到二進(jìn)制光顯示元件202R，202G和202B，如上所述的二進(jìn)制光顯示元件202和多位存儲(chǔ)元件204的關(guān)系一樣。結(jié)果使調(diào)制的紅光802R’、調(diào)制的綠光802G’和調(diào)制的藍(lán)光802B’入射到點(diǎn)804，圖像像素在這個(gè)點(diǎn)上顯示，從而有效地在點(diǎn)804上顯示圖像像素。
圖9示出了按本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置900的簡(jiǎn)化的實(shí)例。顯示裝置900包括多個(gè)彩色光顯示元件800A、800B、…、800L，光802入射其中，其中每一個(gè)彩色光顯示元件均是圖8A或8B的彩色光顯示元件800的實(shí)例。顯示裝置900還包括控制器904，用于從圖像源接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)906。顯示裝置900還可以包括具有屏幕部分902A，902B……902N的屏幕902，調(diào)制后的光802’顯示在這些屏幕部分上，或者屏幕902在顯示裝置900的外部。也就是說(shuō)，顯示裝置900可以是正投或背投的系統(tǒng)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的一樣，顯示裝置900還可以包括除圖9所示部件之外的其他部件。
光802入射到彩色光顯示元件800A、800B、…、800L上，如結(jié)合圖8A和圖8B所述的一樣。例如，不同顏色的光可以在同一時(shí)間入射到每個(gè)元件800A、800B、…、800L的不用部分，或者同一顏色的光在不同的時(shí)間內(nèi)入射到元件800A、800B、…、800L。元件800A、800B、…、800L的數(shù)目最好對(duì)應(yīng)于顯示裝置900的所需分辨率，如SVGA(800X600)分辨率，XGA(1024X768)分辨率或其他分辨率。由光顯示元件800A、800B、…、800L調(diào)制的光802’被引導(dǎo)到屏幕902。更具體地說(shuō)，光顯示元件800A、800B、…、800L輸出調(diào)制光802’，用于顯示在相應(yīng)的屏幕部分902A，902B…902L上。
控制器904可以是硬件、軟件或硬件和軟件的組合?？刂破?04用于從圖像源，例如視頻元件，計(jì)算機(jī)等等接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)906?？刂破?04對(duì)圖像數(shù)據(jù)906進(jìn)行必要的處理，例如縮放圖像數(shù)據(jù)至顯示裝置900的分辨率，把圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成顯示裝置900的彩色空間等?？刂破?04還適當(dāng)?shù)匕褕D像數(shù)據(jù)906的圖像像素的彩色亮度值的位，例如這些圖像像素的彩色分量的彩色亮度值的位，加到彩色光顯示元件800A、800B、…、800L上，如上所述。也就是說(shuō)，控制器在每個(gè)顯示周期僅僅一次把所述各個(gè)位加到元件800A、800B、…、800L上。
圖像數(shù)據(jù)906的圖像像素可能已經(jīng)被控制器904縮放和/或轉(zhuǎn)換彩色空間，因此對(duì)應(yīng)于顯示裝置900的分辨率，而且對(duì)應(yīng)于彩色光顯示元件800A、800B、…、800L。每個(gè)光顯示元件800A、800B、…、800L負(fù)責(zé)顯示圖像數(shù)據(jù)906的每一個(gè)不同的像素。每個(gè)元件800A、800B、…、800L可以具有光顯示元件200的單一實(shí)例，所述光顯示元件200的單一實(shí)例連續(xù)地顯示圖像像素的所有彩色分量，或者在顯示裝置900為單色的情況下顯示圖像像素的唯一的彩色分量?；蛘撸總€(gè)元件800A、800B、…、800L具有光顯示元件200的多個(gè)實(shí)例，所述光顯示元件200的多個(gè)實(shí)例在同一時(shí)間內(nèi)顯示圖像像素的所有彩色分量。
圖10示出按本發(fā)明實(shí)施例的至少部分構(gòu)成顯示裝置900的方法1000。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的一樣，方法1000可以包括除圖10所描述的步驟和/或操作之外的其他步驟和操作。首先，形成許多光顯示元件800A、800B、…、800L，對(duì)應(yīng)于顯示裝置900的分辨率(1002)。這可以包括形成相同數(shù)量或數(shù)量更大的二進(jìn)制光顯示元件202的實(shí)例(1004)，以及形成大量多位存儲(chǔ)元件204，其數(shù)量等同于二進(jìn)制光顯示元件202的數(shù)量(1006)。形成多位存儲(chǔ)元件204的實(shí)例可以包括形成相應(yīng)數(shù)量的位存儲(chǔ)單元206、控制單元402和/或反射鏡存儲(chǔ)單元502。同時(shí)還形成控制器904(1008)。
在顯示裝置900為單色的情況下，每個(gè)光顯示元件8 00A、800B、…、800L可能具有一個(gè)二進(jìn)制光顯示元件202的實(shí)例和多位存儲(chǔ)元件204的實(shí)例。在顯示元件900為彩色的情況下，每個(gè)光顯示元件800A、800B、…、800L(對(duì)應(yīng)于圖8A的彩色光顯示元件的實(shí)施例)可能還是只有一個(gè)二進(jìn)制光顯示元件202和多位存儲(chǔ)元件204的實(shí)例?；蛘?，在顯示裝置900為彩色的情況下，在每個(gè)光顯示元件800A、800B、…、800L(對(duì)應(yīng)于圖8B的彩色光顯示元件的實(shí)施例)里，每一個(gè)顯示裝置900的每個(gè)彩色空間的彩色分量具有一個(gè)二進(jìn)制光顯示元件202和多位存儲(chǔ)元件20。
結(jié)論應(yīng)當(dāng)指出，雖然在此說(shuō)明和描述了具體的實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，任何適合于實(shí)現(xiàn)相同目的裝置都可以代替所示出的具體實(shí)施例。本申請(qǐng)旨在包括所有對(duì)本發(fā)明的修改和變化。因此，本發(fā)明只由所附權(quán)利要求書(shū)和其等同文件所限定。
權(quán)利要求
1.一種光顯示元件(200)，它包括二進(jìn)制光顯示元件(202)；以及多位存儲(chǔ)元件(204)，用于在顯示周期內(nèi)存儲(chǔ)將要由所述二進(jìn)制光顯示元件顯示的彩色亮度值的多個(gè)位，在所述顯示周期內(nèi)每一個(gè)位一次或多次地從所述多位存儲(chǔ)器加到所述二進(jìn)制光顯示元件、以便實(shí)現(xiàn)彩色亮度值。
2.如權(quán)利要求1所述的光顯示元件，其特征在于所述多位存儲(chǔ)元件包括多個(gè)位存儲(chǔ)單元，所述位存儲(chǔ)單元的數(shù)目等同于所述彩色亮度值的位數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的光顯示元件，其特征在于所述多位存儲(chǔ)元件還包括連接到所述二進(jìn)制光顯示元件的反射鏡存儲(chǔ)單元。
4.如權(quán)利要求2所述的光顯示元件，其特征在于所述多個(gè)位存儲(chǔ)單元是循環(huán)互連的。
5.如權(quán)利要求4所述的光顯示元件，其特征在于所述多位存儲(chǔ)元件還包括控制單元，所述控制單元具有加載線，所述加載線被認(rèn)定以便把所述多位彩色亮度值的多個(gè)位中的下一位加到所述多位存儲(chǔ)元件；以及循環(huán)線，所述循環(huán)線被認(rèn)定以便使所述多個(gè)位在所述多個(gè)位存儲(chǔ)單元之間循環(huán)。
6.如權(quán)利要求4所述的光顯示元件，其特征在于所述多個(gè)位存儲(chǔ)單元中距離所述二進(jìn)制光顯示元件最近的位存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)所述彩色亮度值的所述多個(gè)位中下一步將被加到所述二進(jìn)制光顯示元件的位、使得所述多個(gè)位在所述多個(gè)位存儲(chǔ)單元中循環(huán)、以便選出下一步將被加到所述二進(jìn)制光顯示元件的位。
7.如權(quán)利要求1所述的光顯示元件，其特征在于所述彩色亮度值的所述多個(gè)位中的一個(gè)位在所述顯示周期的每一個(gè)時(shí)間間隔期間被從所述多位存儲(chǔ)元件加到所述二進(jìn)制光顯示元件。
8.一種顯示裝置(900)，它包括多個(gè)二進(jìn)制光顯示元件(202)；以及用于每一個(gè)所述二進(jìn)制光顯示元件的多位存儲(chǔ)元件(204)，用來(lái)存儲(chǔ)由所述二進(jìn)制光顯示元件顯示的圖像像素的彩色亮度值的多個(gè)位，而無(wú)須在顯示周期內(nèi)多次地把所述多個(gè)位加到所述多位存儲(chǔ)元件。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)二進(jìn)制光顯示元件對(duì)應(yīng)于將由其顯示的多個(gè)圖像像素、使得每一個(gè)所述多位存儲(chǔ)元件存儲(chǔ)所述多個(gè)圖像像素之一的彩色亮度值的所述多個(gè)位。
10.如權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于各自將由所述多個(gè)二進(jìn)制光顯示元件顯示的多個(gè)彩色圖像像素對(duì)應(yīng)于若干包括顯示所述彩色圖像像素的每一個(gè)彩色分量的二進(jìn)制光顯示元件的所述多個(gè)二進(jìn)制光顯示元件、使得每一個(gè)多位存儲(chǔ)元件存儲(chǔ)所述彩色圖像像素之一的一個(gè)彩色分量的彩色亮度值的所述多個(gè)位。
全文摘要
公開(kāi)了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光顯示元件(200)，所述光顯示元件包括二進(jìn)制光顯示元件(202)和用來(lái)存儲(chǔ)在顯示周期內(nèi)由二進(jìn)制光顯示元件顯示的彩色亮度值的位的多位存儲(chǔ)元件(204)。在所述顯示周期內(nèi)每個(gè)位一次或多次地從多位存儲(chǔ)元件加到二進(jìn)制光顯示元件，以便獲得彩色亮度值。
文檔編號(hào)H04N9/31GK1517745SQ20031012070
公開(kāi)日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者M·J·巴布爾, A·范布洛克林, M J 巴布爾, 悸蹇肆 申請(qǐng)人:惠普開(kāi)發(fā)有限公司