CN101416227A - 模块化电子显示器 - Google Patents

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Abstract

模块化显示器由包含光源和光调制器的模块的阵列构成。模块可包含执行一些图像处理功能的控制电路。模块可直接照射屏幕，或者可以包含将光投影到屏幕上的光学系统。

Description

模块化电子显示器
对相关申请的交叉引用
本申请要求2005年12月6日提交的名称为“MODULARELECTRONIC DISPLAYS”的美国专利申请No.60/748125的优先权，在此引入该专利申请作为参考。对于美国来说，本申请根据35U.S.C.§119要求美国专利申请No.60/748125的利益。
技术领域
本发明涉及用于计算机、电影和电视等的显示器。本发明的一些实施例提供投影型显示器。本发明的其它实施例提供显示屏。
背景技术
US 6891762公开了通过两个信号确定用于各个像素的光输出的显示器。在一些实施例中，一个信号控制第一光调制器的光透射，第二信号控制入射到与像素对应的该光调制器的一部分上的光的强度。第二信号可直接控制照射第一光调制器的一部分的诸如发光二极管(LED)的光源，或者可控制位于光源和第一光调制器之间的调制器。
需要可靠并且制造和修理成本效益高的电子显示器。特别需要可提供高动态范围的这种显示器。对于投影型显示器和具有一体化屏幕的显示器均存在这些需求。
发明内容
本发明的一个方面提供包含多个模块的显示器。模块中的每一个包含光源和被设置为响应图像数据调制由光源发射的光的空间光调制器。显示器还包含被多个模块照射的屏幕。在一些实施例中，各模块包含被连接为接收承载图像数据的数据信号并基于图像数据产生用于光调制器的驱动信号的处理器。
本发明的另一方面提供用于在屏幕上显示图像的方法。这些方法包括设置多个模块，这些模块中的每一个包含能够将图像的一部分投影到与该模块对应的屏幕的区域上的图像投影器。模块中的每一个具有相应的处理器。处理器中的每一个可以访问与相应的模块对应的数字责任地图。该方法向所有的处理器提供限定要在屏幕上投影的图像的图像数据，该图像覆盖多个区域；操作处理器中的每一个以通过使用责任地图识别并从图像数据提取与相应模块对应的区域所对应的图像数据的子集，并且，操作模块中的每一个，以将由被相应的处理器提取的图像数据的子集限定的图像的一部分投影到屏幕上。
本发明的另一方面提供用于校准显示系统的方法。这些方法包括操作显示系统的模块中的每一个以在屏幕上显示指示与该模块对应的屏幕的区域的位置的图案，获取包含显示的图案中的每一个的一个或更多个图像，并通过处理该一个或更多个图像产生识别与模块中的每一个对应的屏幕的区域的责任地图。
以下说明本发明的其它方面和本发明的特定实施例的特征。
附图说明
在例示本发明的非限制性实施例的附图中：
图1是可与其它模块组合以提供显示器的模块的示意图；
图1A是包含导热构件的模块的示意图；
图1B是具有多个光源的模块的示意图；
图1C是包含控制电路的模块的示意图；
图2是由都与底板连接的几个模块构成的显示器的部分示意图；
图2A和图2B表示模块可装配在一起以平铺屏幕的区域的示例性的可选方式；
图3示意性地表示具有正方形模块的显示器中的屏幕的一部分；
图4是包含多个模块的图像投影系统的示意图；
图5是可用于类似图4的系统的系统中的一种类型的模块的示意图；
图6是示出可在类似图4的系统的系统的初始设置中实施的方法的流程图；
图7示出可在显示器中的各个模块上执行的回放方法，其中，这些模块具有板上处理。
具体实施方式
在以下说明中，为了提供对于本发明的更彻底的理解，阐述特定的细节。但是，可以在没有这些细节的情况下实施本发明。在其它的情况下。公知的要素没有被详细示出或说明以避免不必要地混淆本发明。因此，说明书和附图应被视为解释性的而非限制性的。
本发明涉及调制来自光源的阵列的光以在屏幕上产生图像的这类显示器。在优选的实施例中，通过控制光源调制由光源中的每一个发射的光的强度，并且，发射的光在被发射之后被光调制器调制。光源和光调制器被设置在可被单个更换的模块中。
图1是可与其它模块10组合以提供显示器的模块10的示意图。模块10具有被光源14照射的调制器12。调制器12可包含诸如液晶显示器(“LCD”)面板等的透射型调制器。在典型的实施例中，各个调制器12包含可独立控制的像素的2维阵列。
光源14优选包含诸如发光二极管(“LED”)的固态光源。但是，在替代方案中可以使用其它类型的光源。在优选的实施例中，光源14具有可变的光输出。
模块10具有支撑调制器12和光源14的外壳16。如下面说明的那样，外壳16可包含允许将外壳16安装到适当的底板上的诸如安装接头片或夹片等的安装点17。底板一般是平面的，但这不是强制的。
连接器18与相应的连接器连接。连接器18接收来自外部来源(图1中未示出)的信号和电力。在模块10内，信号19A驱动调制器12，信号19B驱动光源14。可通过连接器18或者可在模块10中从通过连接器18接收的其它信号产生信号19A和9B。
为了校准模块10的光输出，可以任选地设置光传感器20。在一些应用中，由于光源14或控制光源14的部件的变化，因此这是必需的。例如，由于制造过程变化，因此，同一类型的不同LED即使在被相同的电流驱动时也会提供不同的光输出。
在优选的实施例中，光传感器20包含将光运送到共用传感器22的光纤21的端部。设置出于校准目的的中心传感器22避免校准精度受各单个传感器之间的差异或不同的模块10之间的温度差异影响。在其它的实施例中，对于各个模块10设置单独的光传感器。在一些情况下，光源14的输出是充分地可预测的，在这种情况下就不必设置光传感器20。
图2是由都与底板32连接的几个模块10构成的显示器30的部分示意图。底板32包含与模块10的连接器18匹配的连接器33。可通过连接器18和33的互连并且/或者通过任意适当的紧固机构将模块10固定到底板32上。例如，可以设置螺钉或其它的紧固件以将模块10保持在底板32上的适当位置中。
在一些实施例中，底板32是模块化的。例如，底板32可包含分别支撑多个模块10的拼块或条带。可通过将这种拼块或条带组装在一起制成希望的尺寸和配置的显示器。在一些实施例中，底板32包含分别为模块10的一个或更多个列或一个或更多个行提供支撑的多个模块条带。可以在基本上平行的配置中将模块条带组装在一起以提供希望的尺寸的显示器。
屏幕34被模块10照射。各个模块10照射屏幕34的相应区域。屏幕34的被相邻的模块10照射的区域优选至少轻微地交叠。屏幕34可被构图为提供与各个模块10对应的菲涅耳透镜。屏幕34优选具有光散射性能，使得光向着观看者的位置散射。在示出的实施例中，来自多个模块10的光穿过单一的屏幕34。在替代性的实施例中，屏幕34是模块(例如，各个模块34可承载屏幕34的一部分)。屏幕34可被配置为将辐射均匀地散射为椭圆锥。
信号分配系统36向各个模块10分配驱动信号。驱动信号导致显示器显示在输入37上提供的内容。分配系统36可向各个模块36提供不同的驱动信号，或者可向各个模块10提供相同的驱动信号。如果分配系统36向各个模块10提供相同的驱动信号，那么模块10分别从驱动信号得到信号19A和19B。可以通过提取驱动信号的多个部分或通过基于驱动信号产生新的信号完成这一点。电源38向模块10供给电力。
底板32可提供控制模块10的温度的附加功能。这一般包含消散在模块10中产生的热量。例如，热量可能是由光源14和/或处于模块10中的任何有源电子器件、逻辑电路、控制电路或处理器产生的。
在一些实施例中，底板32支撑用于管理模块10的温度的系统。在一些这样的实施例中，模块10包含收集由模块10中的器件产生的热量并将热量传送到底板32的导热路径。例如，模块10可包含当模块10被固定到底板32上时与底板32上的散射器连接的导热柱或其它构件。在一些实施例中，导热构件与连接器18一体化。在模块10内产生的热量从模块10流出到散射器中。
图1A示出包含与光源14和控制电子器件24热接触的导热构件23的模块10A。导热构件被配置为与底板32中的散热器连接。
在包含冷却系统的其它实施例中，底板32包含将冷空气(或其它的气体)的气流运送到各个模块10的通道。例如，底板32可支撑产生空气的流动的一个或更多个风扇和用于传送空气以冷却模块10的适当的歧管系统。
模块10可在各个方面中变化。如图1B所示，模块10B可具有多个光源14。示出的实施例表示三个光源14-1、14-2和14-3。根据应用，这些光源可以具有相同或不同的颜色。在一些实施例中，模块10具有红色、绿色和蓝色光源(或跨过适于应用的色空间的另一组光源)。在这种情况下，可存在各颜色的一个或多于一个的光源。
图1C表示包含从在连接器18上提供的信号提取和/或产生信号19A和19B的控制电路24的模块10C。控制电路24可包含诸如微处理器、相关的程序存储器、相关的工作存储器、硬接线的图像处理电路和现场可编程门阵列(FPGA)等的部件。如果模块10C包含多个光源14，那么控制电路24可为各个光源14或者在一些情况下为光源14的各颜色产生单独的信号19B。
例如如图2A和图2B所示，模块10装配在一起以平铺屏幕34的区域。图2A表示六边形的模块10。图2B表示正方形的模块10。模块10还可以是可装配在一起以覆盖区域的其它形状。例如，模块10可以是三角形的、矩形的或十字形的等。不强制所有模块的断面形状都是相同的(尽管通常来说这样是方便的)。
模块10不必紧密地装配在一起。在一些实施例中，各个模块10可微微地与相邻的模块10分开。如果希望的话，也可以以更宽的间距将各模块10分开。
屏幕34可以是平坦的或弯曲的。
外壳16的壁优选为不透明的，使得来自各个模块10的光穿过调制器12的严格定义的部分。图3示意性地表示在模块10如图2B所示的那样为正方形的情况下的屏幕34的一部分。以实线轮廓示出被模块10(图3中未示出)照射的区域40。区域40与被其它的模块10照射的区域42A、42B、42C和42D交叠。例如，沿着条带44A，区域40与区域42A交叠。沿着条带44B，区域40与区域42B交叠。沿着条带44C，区域40与区域42C交叠。沿着条带44D，区域40与区域42D交叠。
在中心区域45中，屏幕34的照射仅依赖于与区域40对应的模块10。在条带44中，屏幕34接收来自两个模块10的光。在角部区域47中，屏幕34接收来自四个模块10的光。
显示器30包含用于控制相邻的模块10以在交叠的区域内(即，在图3的实施例中为在条带42和角部47内)传送正确的照度水平的机构。例如，该机构可包含中央处理器或在模块10当中分配的处理器。该机构为各光源14和调制器12设置驱动水平，使得在各个交叠区域中的各个点上从所有有贡献的模块10接收的照度的总和是对于该点希望的照度水平。
可以通过从希望的照度水平向后工作以获得将在交叠区域内导致正确的照度水平的对于光源14和调制器12的驱动信号的值，获得适当的驱动水平。
可以理解，可以以可提供各种益处的方式如这里说明的那样构建显示器。例如：
·可首先从来源容易的用品部件构建模块10。这有利地提供成本效益高的显示器。
·可以通过组合适当数量的模块10，制成几乎任意尺寸和高宽比的显示器。
·可以通过更换有缺陷的模块10修理作为一个或更多个模块10中的问题的结果变得有缺陷的显示器。
图4表示使用多个模块52以提供投影型显示器的图像投影系统50。如图5所示，模块52可在结构上与在一些实施例中添加将调制器12的图像投影到屏幕54上的投影光学系统62的模块10中的任一个类似。光学系统62可包含透镜、反射镜和/或其它的光学元件的任何适当的配置。在一些情况下，光学系统62可以沿与模块52的光轴呈某一角度的方向引导光。例如，光学系统62可以使来自位于中心的模块52的光偏斜以照射屏幕54的角上的区域56。在一些实施例中，各个模块52具有其自身的光学系统62。
在屏幕54离模块52足够远的一些情况下，由于模块52的光源可在不在调制器12的屏幕侧聚焦的情况下产生被足够好地准直化以将调制器12反映到屏幕54上的光，因此可以不必在调制器12的外侧(即，屏幕侧)设置光学系统62。
各个模块52投影到屏幕54的相应区域56上。系统50包含足够多的模块52，使得屏幕54的整个区域被与模块52对应的区域56覆盖。一般地，至少大多数的模块52具有远小于屏幕54的相应区域56。为了清楚起见，图4仅表示两个区域56。屏幕54上的每一个斑点优选位于两个或更多个区域56内。更优选地，屏幕54上的每一个斑点位于4个或5个或更多个区域56内。在本发明的当前优选的实施例中，至少屏幕54的主观看区域上的各个点位于5～15个区域56内。不必在屏幕54的每一个点上存在相同数量的交叠区域56。
模块52应被刚性地安装，使得相应区域56的位置和取向不在屏幕54上移动。可如上面说明的那样在一个或更多个底板32上安装模块52，或者，可以以一些其它的方式安装模块52。例如，可以单独地或成束地安装模块52。可以在一排或多排的模块中配置或者可以单独地分配模块52。系统50可包含大量的模块52。例如，系统50的一些实施例包含1000～15000个模块52。
模块52可位于包含剧场或其它房间的天花板的任意适当的位置中。模块52可任选地与空调或其它风道热耦合，以帮助将模块52维持在希望的操作温度范围内。
可以以任意适当的方式向模块52提供信号和电力。信号视频和电缆或数据总线可延伸到所有的模块52。在替代方案中，单独的电力和视频电缆可与不同的模块52或模块52中的不同的组连接。模块52可通过导线、光纤或无线通信方法接收信号。由于相同的数据可被提供给所有的模块52(或者，在一些实施例中，为各颜色的所有模块52)，因此，对于模块52的信号的通信可被简化。
控制器58向模块52提供图像数据。各个模块52根据图像数据发射光的图案。图像数据为或基于在图像输入59上接收的数据。通过图5所示的模块，光的图案在在逐个像素的基础上被调制器12调制时由操作光源14的强度确定。
可以但不必仔细地对准模块52。只要屏幕54的观看区域上的每一个点被适当的数量的交叠区域56覆盖，那么与不同的模块52对应的区域56的取向和位置可以是基本上随机的。区域56不必均具有相同的形状或尺寸。区域56不必是正方形的、矩形的或其它的规则形状。例如，在一些实施例中，部分地或完全地作为在屏幕54上引导相应的模块52的角度的结果，区域56可以是梯形的或椭圆形的。
区域56不必具有相同的尺寸。不同的模块52可具有导致模块覆盖不同尺寸的区域56的投影光学器件。例如，一些模块52可具有导致相应的区域56较大、可能在一些情况下覆盖整个屏幕54的很大一部分或者甚至整个屏幕54的广角透镜。其它的模块52可具有导致相应的区域56相当小的光学器件。
配置模块52使得不以规则图案配置区域56避免在整个图像上产生可见的接缝。这还使得更容易安装和对准模块52。
图5是模块52的示意图。通过使用用于模块10的相应元件的相同的附图标记标记模块52的元件。在优选的实施例中，可以在合理的范围上控制光源14的亮度。例如，可通过提供256个亮度级的8比特驱动器驱动光源14。
为了在屏幕54上实现明亮的图像，希望模块52是在光学上有效率的。一种使得模块52在光学上有效率的方式是使得调制器12为单色调制器。可主要由光源14的颜色、或者希望很少由滤色器确定由模块52发射的光的颜色。在使用单色模块的实施例中，系统50可包含具有发射不同的颜色的光的光源的模块52。例如，一些模块52可具有红光源，其它的可具有绿光源，并且其它的可具有蓝光源。在这些实施例中，希望与各颜色的两个或更多个、优选三个或更多个模块52对应的区域56在屏幕54的观看区域中的各个点上交叠。系统50可包含被选择为提供适于要被显示的图像的色域的三种或更多种颜色的模块52。
可通过使得调制器12具有相对较低的分辨率进一步增加模块52的光学效率。低分辨率调制器趋于具有比高分辨率调制器高的填充因数。这一般导致更高的总体光学效率。例如，调制器12可沿各方向具有几十到几百像素的分辨率。例如，在一些实施例中，光调制器12沿至少一个方向具有少于500个的像素。在一些实施例中，光调制器12具有少于220个的像素。在一个实施例中，调制器12具有320×240像素的分辨率。
在调制器12优先穿过特定的偏振状态的光的情况下，光源14可被选择和配置为发射由调制器12优先穿过的偏振状态的光。例如，在调制器12是穿过沿某一方向线性偏振的光的LCD的情况下，光源14可以是发射偏振光的LED，并且LED可被对准，使得发射的光的偏振与LED的偏振方向对准。
在各个调制器12产生一种颜色的光的情况下，与使用一个调制器以与时间上多路传输几种颜色的系统相比，能够以较低的刷新速率操作各个模块12。
系统50包括被定位为拍摄屏幕54的图像的照相机60。可以以各种方式使用照相机60。照相机60是高分辨率照相机。照相机60的主要用途是用于校准系统50。由于仅出于校准目的需要照相机60，因此，除了在系统50的校准过程中，否则照相机60不需要存在。例如，可以在几个系统50当中共享单个照相机60。
在一些实施例中，照相机60可在系统50正在操作的同时与执行校准的系统连接。在这些实施例中，校准系统可监视各种点组合上的光的随时间的强度，并且，从监视的强度和图像数据，获得关于各单个模块的校准的信息(例如，响应由图像数据规定的亮度值，获得关于由一个或更多个模块或其像素或多组像素提供的亮度的信息)或关于用于各单个模块的责任地图(responsibility map)的精度的信息(例如，获得限定与各个模块54对应的区域56的信息)。可例如通过执行监视的强度的统计分析获得该信息。
图6是示出可在系统50的初始设置中实施的方法80的流程图。可以单独地对于各种颜色实施方法80。可通过在软件的控制下操作的控制器58中的处理器执行方法80。当系统50被第一次设置时，或者当出于一些原因希望重新校准系统50时，只需要执行方法80一次。
在块82中，选择模块52。在块84中，从选择的模块投影图案。在块86中，通过照相机60使投影的图案成像。在块88中，应用图像处理功能，以确定与当前选择的模块52对应的区域56的位置和取向。
如果与两个或几个模块对应的区域56可彼此区分，那么可以对于两个或者甚至几个模块10同时执行块84、86和88。例如：
·在照相机60是彩色照相机的情况下，投影不同的颜色的光的模块可被同时操作以投影到相应的区域56上。可以使用颜色以识别与模块中的每一个对应的区域56。
·已知在屏幕54的不同部分上投影光的不同的模块可被同时操作，并且，得到的光图案可同时被照相机60成像。例如，可将屏幕分成象限，并且可以同时地对于已知投影到不同的象限中的模块52进行操作和成像。
·模块52可被同时操作，以投影彼此容易区分的光图案。由照相机60获得的图像然后可被处理，以通过识别图案使图像中的区域56与相应的模块52相关联。
·以上的一些组合等。
在块90中，判定是否存在更多的要处理的模块52。如果是，那么重复环92，直到所有的模块52都被处理。
在块94中，方法80确定哪些模块52对于在屏幕54上显示的图像上的各个像素有贡献。在块96中，对于两个或更多个模块52对其有贡献的任意像素，在各模块52当中分配对于像素的责任。分配可以但不必是相等的。例如，如果屏幕54上的像素可被五个不同的模块52照射，那么可给予这五个模块52中的每一个对于该像素的1/5责任。责任可考虑由模块52投影的图像的测量的亮度。这样，该方法可自动补偿不同模块52的光源14当中的亮度变化。
在块98中，对于各个模块52构建地图。地图识别模块52对其具有完全或部分责任的屏幕54上的图像的像素。责任地图还规定屏幕54上的图像的像素和模块52的调制器12的像素之间的相关关系。对于各模块的责任地图可被存储。责任地图可包含具有与要通过系统50在屏幕54上显示的图像相同的分辨率的图像。对于各个模块52，对于与模块52对应的区域56外面的图像的像素，责任地图为“黑色的”(即，具有指示模块52没有责任的值)。在责任地图中，与模块52对应的区域56里面的图像的像素具有依赖于在块96中分配给模块52的责任的量的值。
例如，考虑对于屏幕54上的图像中的特定像素有十二个区域56交叠的情况。在这种情况下，12个模块52中的每一个可被分配对于像素的1/12责任。对于12个模块52的责任地图中的该像素可具有1/12的值，而对于其它模块52的责任地图中的该像素可具有0的值。
责任地图可被存储在相应的模块52或负责控制模块52的操作的处理器可访问的其它位置中。在一些实施例中，对于各个模块52提供单独的处理器。可以在模块52的控制电路24中包含用于责任地图的处理器和存储器。
任选地，责任地图可被修改以提供对于图像的总体调整。例如，责任地图可被调整，以降低从屏幕54的中心到屏幕54的边缘的总体亮度等。
提供用于各个模块52的责任地图使得可以简化视频或其它图像在系统50上的回放。图7示出可在各模块52上执行的回放方法100。可以提供相同的视频数据作为对于每一个模块52的输入信号。在块102中，模块52接收该信号。在各个模块52中，仅对于一种颜色执行方法100。
在块104中，将信号中的帧乘以责任地图。这产生远比全帧小的图像。在块106中，基于减小的图像确定光源14的亮度。可以以任意适当的方式完成这一点。例如，可以以在US 6891672中说明的方式执行块106，在此引入该文献作为参考。
在块108中，确定在调制器12的像素上由光源14产生的光的图案。由于各模块52一般仅包含一个光源14并且模块52可被设计为使得光源14至少相当均匀地照射调制器12，因此该计算一般相当简单。
在块110中，来自块104的减小的图像被在块108中对于调制器12的各个像素确定的光图案分割以获得用于调制器12的各像素的驱动值。一般地，调制器12的像素的配置不精确地与要在屏幕54上显示的图像对准。因此，块110一般包含将要被显示的减小的图像的图像像素映射到对那些图像像素有贡献的调制器12的像素的步骤。在块112中，通过在块106和110中确定的值驱动光源14和调制器12，以将图像的一部分投影到屏幕54上。由所有的模块52投影的图像合并以产生完整的投影的图像。
可以看出，可以用相对很少的操作执行方法100。可以用相对简单的处理器对于各个模块52执行方法100。执行方法100所需要的主要操作仅为：
·以输入的视频信号的分辨率的单一的每像素乘法运算；
·以调制器12的低得多的分辨率的单一的每像素除法运算。
由于各个模块52仅显示一种颜色，因此，各模块52的刷新速率可相对较慢。例如，为24Hz等。模块52的刷新速率可以与提供给模块52的图像信号的帧速率相同。任选地，光源14可每个循环(即，视频被显示的情况下的每帧)闪烁几次(例如，两次或三次)。使光源14闪烁提供更高的闪光频率。
可通过使用在光学上有效率的模块52减少系统50的功耗。例如，考虑包含10000个模块52的系统50。如果特定的屏幕需要10000流明的光通量的最大亮度，那么各模块52仅须产生1流明。如果调制器12包含具有40％的光学效率的高效单色LCD面板，那么光源14需要产生约
Figure A200680051691D0020111517QIETU
流明。50mW的LED可产生约
Figure A200680051691D0020111508QIETU
流明。因此，这种系统50具有仅为50mW×10000＝1kW加上运行任何控制电路所需要的功率的功耗。与常规的电影投影机的3kW功耗相比，这是有利的。通过使用高效的调制器12，可使功耗最小化。
可以理解，系统50可具有以下优点中的至少一些：
·通过提供足够数量的模块52，可使得屏幕54上的图像非常大；
·如果模块52失效，那么可在不影响其它的模块52的情况更换它-在替代方案中，可以在没有有缺陷的模块52的情况下执行校准方法80，这将导致其它的模块52补偿缺失的模块52；
·由于方法80基于投影到屏幕54上的光的图像，因此，该方法可自动补偿屏幕54中的脏物、损伤或其它缺陷的存在；
·由于系统50中的像素的较大的总数，因此在屏幕54上显示的图像的有效分辨率增加。通过起因于投影的图像的各像素由来自模块52的几个(例如平均约10个)像素构成的事实的空间抖动，进一步增加有效分辨率。
·增加可在屏幕54上显示的图像的动态范围；
·由于调制器12可以是相对非常小的单色光调制器，因此各单个的模块52可以是成本效益高的；
·模块52的小尺寸以及模块52可分布在诸如天花板和墙壁等的位置中的事实提供设计灵活性。配备有系统50的剧场不需要单独的要求包含常规的电影投影系统的投影室。
图4～7所示的显示器的各种变更方式是可能的。例如：
·除了红色、绿色和蓝色发射模块52以外，可以设置其它颜色的模块52。这种模块可允许显示具有更宽的色域的图像。例如，可以在系统50中设置黄色和青色发射模块52。
·系统50可包含投影几种不同的颜色中的每一种的光的不同数量的模块52。与不同颜色的模块对应的区域46可具有不同的尺寸。
·调制器12可包含反射类型的调制器而不是透射类型的调制器。例如，调制器12可包含数字镜像装置(“DMD”)。可以设置适当的光学系统，以将光从光源送往反射类型的调制器，并且在光被调制器调制之后将其投影到屏幕54上。适当的光学系统是常规的现有技术，因此这里不进行详细说明。
·系统可由两组模块52构成。第一组发射第一偏振的光，第二组发射具有与第一偏振正交的第二偏振的光。这些模块可配备有偏振滤光片。偏振滤光片可与调制器12一体化，或者可以是单独的。在替代方案中，或者，另外，这些模块可具有产生偏振光的光源14。可以结合具有正交的偏振滤光片的观看眼镜使用这种系统以提供3维图像。
·在一些情况下，可能希望对于屏幕54的不同区域提供单独的源图像。在这些情况下，各个模块52仅需要接收用于屏幕54的其区域的源图像信号。这减少要在各模块52中处理的数据的量，并因此减轻在处理模块52的数据处理器上负担的数据处理。
·与模块52相关的处理器可执行诸如模糊校正的附加功能。对于图像处理的领域中的技术人员来说，各种适当的模糊校正算法是已知的。
·系统50可被配置为后投影系统或前投影系统。在系统50被配置为后投影系统的情况下，希望将照相机60放在屏幕54的观看侧。
·通过提供仅响应图像数据控制调制器12并且光源14在基本上恒定的输出下保持操作的模块52，可获得本发明的部分益处。
·一些模块可投影两种或更多种颜色的光(即，不强制所有的模块均为单色的调制器)。
本发明的某些实现包括执行软件指令的计算机处理器，这些软件指令导致处理器执行本发明的方法。例如，通过执行处理器可访问的程序存储器中的软件指令，系统50中的一个或更多个处理器可实现图6或图7的方法。本发明的提供还可采取程序产品的形式。程序产品可包含承载包含指令的一组计算机可读信号的任何介质，这些指令在被数据处理器执行时导致数据处理器执行本发明的方法。根据本发明的程序产品可以采取各种各样的形式中的任一种。程序产品例如可包括诸如包含软盘、硬盘驱动器的磁数据存储介质、包含CD ROM、DVD的光数据存储介质或包含ROM、PROM、闪速RAM的电子数据存储介质等的物理介质。在一些情况下，程序产品可包括诸如数字或模拟通信链接的透射类型介质。程序产品上的计算机可读信号可任选地被压缩或加密。在一些实施例中，程序产品包括系统50的控制器58或与模块52相关的控制电路24中的固件。
在以上提到某一部件(例如，软件模块、处理器、组件、器件、电路等)的情况下，除非另有指示，提到该部件(包含提到“装置”)应被解释为包括执行上述部件的功能的任何部件(即在功能上是等同的)作为该部件的等同物，包括执行本发明的示出的示例性实施例中的功能的在结构上不等同于公开的结构的部件。
本领域技术人员容易理解，鉴于以上的公开，在不背离本发明的精神或范围的情况下许多替代方案和变更方式在本发明的实施中是可能的。
·在总体结构与图4的总体结构类似的系统中，可以以各种不同方式中的任一种提供颜色。这包括设置至少两种、在大多数情况下为三种或更多种不同颜色的单色模块，或设置分别投影彩色图像的模块。在模块分别投影彩色图像的情况下，可以以各种方式获得彩色图像，这些方式包括：在各个模块中设置彩色调制器或设置对于一系列的场中的每一个改变入射到调制器上的光的颜色的以场序制模式操作的单色调制器。可通过在光路中插入不同的滤光片或通过打开不同颜色的光源改变入射到调制器上的光的颜色。例如，各个模块可包括以场序制模式驱动以照射单色LCD光调制器的红色、绿色和蓝色LED。LED可被循环操作以以相对较高的频率发出R、G和B光。可以与光源的循环同步操作LCD以分别给出要以红色、绿色和蓝色显示的图像。
因此，应根据由以下的权利要求限定的内容解释本发明的范围。

Claims (53)

1.一种显示器，包括：
多个模块，所述多个模块中的每一个包含光源和被设置为响应图像数据而调制由光源发射的光的空间光调制器；和
被所述多个模块照射的屏幕。
2.根据权利要求1的显示器，其中，模块中的每一个包含被连接为接收承载图像数据的数据信号并被配置为基于图像数据产生用于光调制器的驱动信号的处理器。
3.根据权利要求2的显示器，其中，模块中的多个不同模块中的处理器被连接为接收相同的数据信号，并且，模块中的所述多个不同模块中的每一个中的处理器被配置为提取与该模块相关的图像数据的一部分并基于图像数据的所提取部分产生所述驱动信号。
4.根据权利要求1～3中的任一项的显示器，其中，所述多个模块中的每一个的光源包含一个或更多个发光二极管。
5.根据权利要求1的显示器，其中，所述多个模块中的每一个包含被连接为根据第一控制信号控制由光源发射的光的强度的第一驱动电路，以及被连接为根据第二控制信号控制穿过光调制器的光的量的第二驱动电路。
6.根据权利要求5的显示器，其中，模块中的每一个包含被配置为响应图像数据产生第一和第二控制信号的控制电路。
7.根据权利要求1～6中的任一项的显示器，其中，所述多个模块中的每一个被可拆卸地固定到支撑结构上。
8.根据权利要求7的显示器，其中，支撑结构包含被可拆卸地相互固定的多个部分。
9.根据权利要求8的显示器，其中，所述多个部分包含多个条带，这些条带中的每一个穿过显示器，这些条带中的每一个支撑多个模块。
10.根据权利要求8的显示器，其中，所述多个部分包含多个拼块，这些拼块中的每一个支撑多个模块。
11.根据权利要求7～10中的任一项的显示器，其中，模块中的每一个包含第一电源连接器，并且第一电源连接器连接到与该模块对应的第二电源连接器，第二电源连接器在该模块被固定到支撑结构上时被安装到该支撑结构上。
12.根据权利要求7～11中的任一项的显示器，其中，模块中的每一个包含与该模块的一个或更多个发热部件热接触的导热构件，并且导热构件还与支撑结构中的散热器热接触。
13.根据权利要求11的显示器，其中，模块中的每一个包含与该模块的一个或更多个发热部件热接触的导热构件，导热构件与第一连接器一体化，并且导热构件与支撑结构中的散热器热接触。
14.根据权利要求1～12中的任一项的显示器，其中，所述多个模块中的每一个包含被定位为收集由光源发射的光并产生指示发射的光的强度的信号的光传感器。
15.根据权利要求14的显示器，其中，所述多个模块中的每一个中的光传感器包含被设置在该模块内的光纤的端部，并且，光纤将发射的光传送到产生指示光的强度的电信号的共用的光变换器。
16.根据权利要求15的显示器，其中，光纤被固定到显示器的支撑结构上。
17.根据权利要求1～16中的任一项的显示器，其中，各模块的光源包含多种不同颜色的光源。
18.根据权利要求1～16中的任一项的显示器，其中，各模块的光源包含分别具有多种不同颜色的多个光源。
19.根据权利要求1～18中的任一项的显示器，其中，在所述多个模块中的每一个中，光源发射偏振光，调制器使沿偏振轴偏振的光优先穿过，并且，由光源发射的光基本上沿偏振轴偏振。
20.根据权利要求1～19中的任一项的显示器，其中，所述多个模块中的每一个包含对于由光源发射的光不透明的外壳，并且外壳在光源周围延伸以阻挡除穿过光调制器以外光从该模块传出。
21.根据权利要求1～20中的任一项的显示器，其中，在所述多个模块中的每一个中，光调制器沿至少一个方向具有低于500像素的分辨率。
22.根据权利要求1～21中的任一项的显示器，其中，在所述多个模块中的每一个中，光调制器具有少于220个的可控像素。
23.根据权利要求1～22中的任一项的显示器，其中，模块中的每一个能够照射屏幕的相应区域，并且，被模块中的不同模块照射的屏幕的各区域相互交叠。
24.根据权利要求23的显示器，其中，对于屏幕的观看区域中的每一点，模块中的至少四个具有屏幕上包含该点的相应区域。
25.根据权利要求24的显示器，其中，对于屏幕上的多个不同的点，显示器的不同数量的模块具有包含该点的相应区域。
26.根据权利要求25的显示器，其中，屏幕包含至少一些点，对于这些点，具有包含该点的相应区域的显示器的模块的数量超过九，并且，屏幕包含一些其它的点，对于这些其它的点，具有包含该点的相应区域的显示器的模块的数量小于七。
27.根据权利要求23～26中的任一项的显示器，其中，所述多个模块被配置在与屏幕有不同的距离的位置上。
28.根据权利要求23～26中的任一项的显示器，其中，所述区域具有多种不同的尺寸。
29.根据权利要求24～27中的任一项的显示器，其中，所述多个模块中的至少一些被安装在比屏幕的顶边高的位置上。
30.根据权利要求29的显示器，其中，所述多个模块中的至少一些被安装到屏幕所位于的建筑物的天花板上。
31.根据权利要求30的显示器，其中，所述多个模块中的至少一些包含与模块的一个或更多个发热部件热接触的导热构件，其中，导热构件延伸到该建筑物的天花板中的空调管道中。
32.根据权利要求23～31中的任一项的显示器，其中，模块中的每一个与计算机可访问的责任地图相关联，该责任地图限定屏幕上的属于该模块的屏幕的相应区域的图像点。
33.根据权利要求32的显示器，其中，模块中的每一个包含图像数据选择电路，该选择电路结合责任地图操作，以从图像数据流中选择与屏幕上的属于该模块的屏幕的相应区域的图像点对应的图像数据的子集。
34.根据权利要求33的显示器，其中，图像数据选择电路包含执行软件指令的处理器。
35.根据权利要求33或34的显示器，包括被连接为向所述多个模块中的每一个提供相同的图像数据流的数据馈送装置。
36.根据权利要求32～35中的任一项的显示器，包括被定位为使屏幕成像的数字照相机和被配置为执行用于构建责任地图的校准例程的控制处理器，该校准例程包含：
操作模块中的每一个以在屏幕上显示指示该模块的屏幕的相应区域的位置的图案；
用该照相机获取显示的图案的图像；以及
通过处理获取的图像产生责任地图。
37.根据权利要求23～34中的任一项的显示器，其中，屏幕是前投影屏幕，并且模块位于屏幕的观看侧。
38.根据权利要求23～34中的任一项的显示器，其中，屏幕是后投影屏幕，并且，模块位于与屏幕的观看侧相对的屏幕的一侧。
39.根据权利要求23～38中的任一项的显示器，其中，所述多个模块包含发射至少两种不同的颜色的光的光源。
40.根据权利要求1～39中的任一项的显示器，其中，所述多个模块中的每一个的光调制器是单色光调制器。
41.根据权利要求1～40中的任一项的显示器，其中，所述多个模块中的一组发射沿第一方向偏振的光，并且，所述多个模块中的另一组发射沿第二方向偏振的光，其中，第一和第二方向是基本上相互垂直的。
42.根据权利要求1～41中的任一项的显示器，其中，模块包含发射第一颜色的光的第一组模块和发射与第一颜色不同的第二颜色的光的第二组模块。
43.根据权利要求1～22中的任一项的显示器，其中，模块中的每一个照射屏幕上的区域，并且屏幕包含多个菲涅耳透镜，所述菲涅耳透镜中的一个位于被模块中的每一个照射的区域中。
44.根据权利要求43的显示器，其中，屏幕包含向观看位置散射光的散射中心。
45.根据权利要求44的显示器，其中，散射中心将辐射均匀地散射成椭圆锥。
46.根据权利要求1～22或42～45中的任一项的显示器，其中，屏幕是基本上平面的。
47.根据权利要求1～22或43～45中的任一项的显示器，其中，屏幕是弯曲的。
48.根据权利要求23的显示器，其中，被所述多个模块中的相邻的模块照射的屏幕的区域沿相对于屏幕的所述区域较窄的条带相互交叠。
49.根据权利要求48的显示器，其中，模块中的每一个包含处理器，该处理器被配置为对于与所述条带内的点对应的光调制器的像素设置驱动水平，以使得在所述点上从所有有贡献的模块接收的照度的总和具有希望的照度水平。
50.一种用于在屏幕上显示图像的方法，该方法包括下列步骤：
提供多个模块，这些模块中的每一个包含能够将图像的一部分投影到与该模块对应的屏幕的区域上的图像投影器，模块中的每一个具有相应的处理器，处理器中的每一个能访问与相应的模块对应的数字责任地图；
向所有的处理器提供限定要在屏幕上投影的图像的图像数据，该图像覆盖多个所述区域；
操作处理器中的每一个以通过使用责任地图识别并从图像数据提取与相应模块对应的区域所对应的图像数据的子集；和
操作模块中的每一个，以将由被相应的处理器提取的图像数据的子集限定的图像的一部分投影到屏幕上。
51.一种用于校准显示系统的方法，该显示系统包括各能够将图案投影到屏幕上的多个模块，该方法包括下列步骤：
操作模块中的每一个以在屏幕上显示指示与该模块对应的屏幕的区域的位置的图案；
获取包含显示的图案中的每一个的一个或更多个图像；和
通过处理该一个或更多个图像产生识别与模块中的每一个对应的屏幕的区域的责任地图。
52.一种具有这里公开的任何新和发明的特征、特征和/或装置的组合或特征和/或装置的子组合的设备。
53.一种具有这里公开的任何新和发明的步骤、步骤和/或动作的组合或步骤和/或动作的子组合的方法。
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Assignee: Sony (China) Co., Ltd.

Assignor: Sony Corp

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Denomination of invention: Modular electronic displays

Granted publication date: 20110223

License type: Common License

Record date: 20140627

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