TW319860B - - Google Patents

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經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 319360 五、發明说明（1 ) (發明雄域〕 本發明有關於一種減少空間制^[SLM, spatial light ®〇duUtor)顯示器中呈現之缺失之視覺影響之方法 ，立，吏特别地，有關於一種改善鐃裝置（DMD，. digital 亦DMD, def〇r®able Μ1*1·01" device) SLM之不正常择作整支轰看 者之祝^影響，此不係由一或多個^確歪） ’即當非反射（"蘭閉_，）時位於反 射（"導通"）位置或者反i赤然 (發明背景〕 \ 至少有四種SLM :電光式（electro-optic)、磁光式 (magnet〇-〇Ptic)、液晶式及DMD。此後者，DMD，含有電 子式讦定址鏡元件之微機械陣列〇此鏡元件係反射器，各 自係f動者。各鏡係一光反射像素且能響應電輸入而機械 式移動。各鏡上之入射光可藉由各鏡之反射而於其方向（ 或相位）上予以調制。至目前，DMD SLM具有諸多應用例 如光學對射（correlati()n)、光譜分析、縱橫制交換 (crossbar switching)、頻率刪除（excjsi〇n)、顯示投影 、印刷以及神經（neural)網路。 DMD SLM有數種’含有彈性體（elastomer)型式、薄膜 型式以及懸臂樑（cantilever-beam)、扭力樑及聲曲樑型 式。藉由電子束輪入、光學式或如目前較佳者，將電路整 合於DMD基底，已達成DMD SLM像素之選擇控制或定址。 DMD SLM陣列之各像素沿著依像素位置或定向而定之路 本紙張级適用中國國家標準（CNS)八4胁（21Gx297公羡> —-H I ϋ ϋ n I I i I I I 訂— I —. I I ——線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 31S360 A7 B7 五、.發明説明（2 ) 徑反射入射光。典型地，各鏡在介於常態第一位置或定向與一 或更多第二位置或定向間係可動或可偏轉者〇僅於一位寘 處，無論常態位置或第二位置之一者，鏡導引入射光沿著 選擇路徑至主要光接收位置，例如，至一光學系統且自該 處進入觀看表面或光敏鼓。在所有其他像素位置處，入射 光並未沿選擇路徑被導引至主要位置；反之，入射光沿另 一路徑被導引至第二位置或至"光槽（sink)"其吸收或消除 光。 DMD可採用方形或接近方形之鏡陣列型式。於此情沉中 ，像素之位置可予以改變以產生像素表示，各像素可由結

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 合之定址裝置所個别控制。見*同讓輿之美國專利第 544號；第5,061,049號；第4,954,789號；第 公4,728<ξΛ8|擎？'第3,600,798號。亦見美國專巧第4,351,7’3滅 ;第欢这9#2號；第3,8%,338號及第37說6,31^<^此 鏡降列亦可採用其他型式，例如，一線性降列或一具有許 多行多於列之陣列，其長度遠大於寬度。於此後者情沉中 ’鏡之位置，由其結合之定址裝置決定者，可予以改變， 使得反射之光以每次半線（quasi-1 ine-at-a-time)方式將 1 & 泠"Ά 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 字母列印土上。見共同讓與之美國專利第5,1〇1 236 號及第5j41,85f號。於上述二情沉中，且於其他$用環 境中，適當之鏡组態使得DMD能以振幅主模式或相位主模 式調制光。 已發現合宜地使用傳統M0S處理技術製造與鏡整合於單 晶片之定址電路，以於其上具有鏡之基底（例如，石夕或 -4 -本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4^格（210X29*7公釐〉 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 31S860 A7 ______B7 五、發明説明（3 )

GaAs)中及基底上形成定址電路。定址電路可予以平面化 並置於各自之鏡下，以限制光貫穿至電路並將尺寸減至最小 。依據裝置型式及施加之定址電壓，可以類比、三穩態 (tristable)或雙穩態（2進位）方式將像素定址。 薄膜型式DMD SLM含有金屬化之聚合物薄膜，於間隔物 枏格或其他支韓結構上伸展》樯格中之開口界定調制器單 元或元件其包含位址電極以及由間隔物栅格支轉之聚合物 薄膜之一部分。間隔物栅格形成氣隙或分隔，介於薄膜片 段與相對應之下面位址電極之間·當位址電路之位址電極被激 勵時，藉由施加偏壓至位址電極，通常平坦之相關薄膜片 段係由介於薄膜與位址電極間之靜電引力自其常態、未伸 張之平面位置彎曲變形，並進入氣隙中，於該處薄膜現用 作爲小型球面鏡。此變形儲存位能於變形之薄膜中。當位 址電極去除激勵後，由薄膜儲存之位能將薄膜恢復至其常 態平坦位置。由各小型球面鏡反射之入射光係集中至相當 窄之錐鱧中，此錐體係圍繞鏡面反射光而旋轉對稱。因此 ，像素陣列可與西利菜恩（Schlieren)阻擋物結合，此阻 播物包含單一中央黑暗裝置（obscuration)其具有位置及 尺寸以阻擋由平坦或未調變像素之鏡面反射造成之光源影 像。已調變或球面變形之像素導引光之環形補片（patch) 至阻擋物之平面上；此補片係位於阻擋物中央黑暗裝置之 中心但較黑暗裝置爲大，且因而通過選擇之方向並到達選 擇之位置〇 薄膜DMD亦已藉由在石夕或其他基底上形成由相當薄衆合 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I i n I I n ϋ I d ^ I I I I 訂 I I I I I 線 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) A7 A7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 發明説明（ 物薄膜所支撑之相當厚、分開之平坦鏡陣列而製成。於基 底上及基底中形成之下面定址電路與其結合之像素在常態 位置時係由氣隙所分隔。當定址電路被適當地激勵時，其 鏡或像素係由靜電引力移動或偏轉朝向基底。鏡保持平坦 ’而固繞鏡之薄膜則伸展以使得鏡以類似活塞方式向上並 向下偏轉。此結果之位移樣式產生反射光之相對應相位調 制樣式。此樣式可由西利莱恩（Schlieren)投影技術轉換 爲類比強度變化，或者可用作爲光學資訊處理器之輸入轉 換器》薄膜型式Dl^D冬進一步考訊可參照共同讓與之美國 專利第么心产；^ 樑型式DMD各包含相當厚（用於剛性）之鏡或金屬元件， 由一或更多相當薄（用於順從性〉之整合樑或彈簧所支撐 。各鏡及其樑係藉由一間隔物或支撐樑之支撐柱而於結構 上支撐在其結合之定址電路及一係定址電路一部分之位址 或控制電極上，並與該定址電路及位址或控制電極分隔。 當偏轉力未施加至鏡或金屬元件時，樑將鏡保持在與基 底平行之常態、大體上水平之位置。當由定址電路施加電 壓至位址或控制電極而予以激勵時，沿著合成靜電場之線 與電極對準之鏡之一部分係被靜電吸引朝向電極。懸臂及 /或扭力彎曲優先出現於薄樑處。此彎曲於與偏轉鏡結合 之樑中儲存位能。此儲存之位能，其可將鏡恢復至其常態 位置，可於控制或位址電極不再吸引鏡時有效地將鏡恢復 〇 雖然可證明本發明對於所有型式之SLM皆有用處，但吾 本紙張纽適用中國國家標準（CNS )八磐（ ----------^------1T------.^. (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 318880

經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 人發現其對於樑型式DMD特别有用處。此等型式DMD之不正 常操作典型含有陣列之一或更多鏡變成"動彈不得（stuck) 且保持在固定位置，不管適用定址電路之操作。鏡可變成 動彈不得，無論在"導通"位置（入射光被反射至觀看表面 )或·，關閉"裝置（入射光未被反射至觀看表面）。依據前 述之術語，在·_導通"位I動彈不得之鐃或像素將不斷反射 光至觀看表面，如一連績之"亮點"，儘管此像素應被"關 閉·•，即不應傳輸光至觀看表面◊又，在"關閉"位置動彈 不得之鏡或像素將不反射光至觀看表面，造成一連續之 ••暗點"，儘管像素應爲"導通"並傳輸光至觀看表面。此等 非所欲、不正常之亮或暗點於此處稱爲"缺陷"。 DMD顯示器中之缺陷之最小量會千擾觀看者。其產生持續 之亮或暗區域，不管顯示器其餘部分出現之視覺變化。最 糟時，此等缺陷會使得顯示器不能呈現有意義之視覺資訊 。由於DMD SLM之製造方式，故不可能接觸動彈不得之像 素以使其能夠操作。再者，當DMD SLM顯示器最初使用時 可正常操作之像素後來可能變成"動彈不得"。反之亦有可 能，即，先前動彈不得之鏡可能變成正常。因此，本發明 提出一種方法，用以減少此等缺陷對於觀看者之視覺影響 ，以消除干擾並確保有意義之資訊，此方法可依所需求者 選擇性實施，且係本發明之一目的。 〔發明概要〕 本發明提供一種方法及顯示系統，用以減少影像顯示器 中呈現之缺陷之視覺影響。此類示器含有像素陣列，各正 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨〇χ297公釐） 1.— —- I —— I I I I I I I I 訂一-i I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明说明（6 ) 常像素藉由定址裝置係選擇性可操作響應於輸入資料，介 於·•導通μ狀態（光被導引至觀看表面）輿關閉"狀態（光 未被導引至觀看表面）之間。缺陷之造成係由於不良像索 不響應於由定址裝置提供之輸入資科，一般保持在"導通" 或"關閉••狀態。各不良像素直接由鄰近中央不良像素之第 一围補償像素所園繞。補償像素直接由輿中央不良像素間 隔之第二圈參考像素所圍繞。圍繞不良像素之第一圈中之 至少一補償像素之定址電路決定之値自其所欲或意欲之値 改變爲一校正值，以減少缺陷之視覺影響。 於一實施例中，捕償像素之値係予以選擇，使得所有補 償像素及不良像素之平均視覺檢測値等於不良像素之所欲 値。 於另一實施例中，補償像素之値係藉由增加一偏移値至 各捕償像素所欲値而予以調整。此偏移値係予以選擇，使 得偏移値之和等於不良像素所欲値減去不良像素視覺檢測 値。 於又一實施例中，一基於sine函數之比例調整函數係用 以決定補償像素之値或施加至補償像素之偏移値。 於依照本發明一實施例之顯示系統中，一由含有至少一 不能操作像素及至少一鄰近不能操作像素之捕償像素之像 素睁列所组成之調制器接收一组相對應於像素陣列之影像 資料值並選擇性驅動像素以表示該組影像資料値。一處理 器接收一影像信號並於改變相對應於該補償像素之影像資 料値後，輸出該組影像資料値至調制器，從而補償不良之 本紙張纽適用中國國家標準（CNS )以胁（21Gx297公着） 广請先聞读背面之注項再填寫本頁) -裝' 訂 線 -m· ϋ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 319860 at B7 五、發明説明（7 ) 像素。 〔圖式簡述〕 圖1係依據習知技藝顯示一由八個個别次圖框周期組成 之圖框周期之時間線（t ime 1 ine)。 圖2係一像素陣列，具有正交或曼哈坦（Manhattan)格 式，顯示不良、捕償及參考像素之位置。 圖3係圖2像素陣列上欲顯示之強度値矩陣。 圖4係圖3之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 正以將不良像素之影響降至最低。 圖5係圓3之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 正以將不良像素之影響降至最低。 圖6係sine函數圖。 圖7係圖3之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 正以將不良像素之影響降至最低。 圖8係圖3之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 正以將不良像素之影響降至最低。 圖9係圖3之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 正以將不良像素之影響降至最低。 圖10係圖3之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 正以將不良像素之影響降至最低。 圖11係圖3之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 正以將不良像素之影響降至最低。 圖12係圖3之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 正以將不良像素之影響降至最低。 -9 ~ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I* I n I I I I I I I I 訂— I I n n I.線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 ^------__Ξ_ 五、發明说明（8 ) 阖13係將於圖2像素陣列上顯示之具有強度梯度之強度 俊矩陣。 _ 14係圖13之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 疋以將不良像素之影響降至最低。 阐15係圈13之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 正以將不良像素之影響降至最低。 _16係圈13之強度值矩陣其已依本發明一實施例予以修 疋以將不良像素之影響降至最低。 圖17係圈13之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 疋以將不良像素之影響降至最低〇 阐18係依本發明一實施例之顯示參考像素輿補償像素間 之一可能對應之正交像素陣列。 _ 19係圖13之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 疋以將不良像素之影響降至最低。 _ 20係國13之強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修 疋以將不良像素之影響降至最低。 圖21係依本發明一實施例之顯示參考像素輿捕償像素間 之另一可能對應之正交像素陣列。 趣濟部中夹棣準馬貝工增費合作衽印製 _ 22係一強度値矩陣其已依本發明一實施例予以修正以 将三個不良像素之影響降至最低。 阁23係一像素陣列，具有交錯、基本（cardinal)或碑格 武’類示不良、補償及參考像素之位置。 圈24係一像素陣列，具有六角形格式，顯示不良、補償 及參考像素之位置。 本紙張纽適用中國國家梯準（CNS )从狀（2丨〇χ297公楚） 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 圖25係依本發明一實施例之顯示參考像素與補償像素間 之· 可能對應之交錯像素阵列。 圈26係依本發明一實施例之顯示參考像素與補償像素間 之另一可能對應之交錯像素阵列。 圈27係依本發明一實施例之顯示參考像素與補償像素間 之一可能對應之六角形像素降列。 圖28係依本發明一實施例之顯示參考像素與補償像素間 之另一可能對應之六角形像素降列。 圖29係依本發明一實施例之顯示系統之方塊圖； 圈30係依本發明一實施例之顯示系统之方塊圖，含有光 學投影路徑及回授路徑中之光學檢測器。 (詳細説明〕 於一種DMD顯示器型式中，典型係以每秒50至60國框率 投影多個影像，以給予觀看者眞實動作之效果。各圈框表 示被顯示影像之完整"快速傾印（snapshot)"或"圖框灰度 等級（frame-grab)"。如先前討論者，雙穩態DMD調制器之 DMD元件或鏡僅位於二位置之一者，導通或關閉，且一圖 框中各調變器元件之工作周期（duty cycle)被調制，以投 影灰階影像。典型地，此係藉由將各圖框周期1〇〇分成多 個次圖框或"位元平面（bit-plane)"周期1〇2、1〇4、106、 108而達成，如圖1所示。大禮上，一圖框中各位元平面 期間顯示之資料係唯一者。觀看者之眼及腦可整合多個位 元平面以產生一圖框，非常相同於多個囲框被整合以達成 完整動作影像之效果。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 '________B7_ 五、發明説明（10 ) 自表示像素或強度字之所欲強度之二進位編碼字產生位 元平面之最簡單方式係使用強度字之各位元產生一位元平 面。然後，各位元將控制一次圖框或位元平面之鏡位置。 概言之，強度字之各位元控制鏡位置之時間對於位元有效 値中各增量係予以加倍。例如，最高有效位元係於次圈框 102期間顯示，次一最高有效位元係於次圈框1〇4期間顯示 ，其周期長度係次圖框102周期之一半。各隨後之次圈框 係類示爲先前次圈框周期之一半，直到所有次圈框被顯示 。此璋成整合之顯示強度成爲強度字之線性表示。八位元 顯示系統之一種取樣時間線係顯示於圖1中。於此整個討 論中，強度資料値係以八位元値表示，但吾人應瞭解，本 發明敎示之方法同樣適用於其他字長度。雖國1依序自最 高有效102至最低有效108顯示次圈框，但實際系統典型並 未以下降順序顯示資料位元，亦無必要使各次圖框周期鄰 近。例如，於一些類示系统中，多個位元平面之部分係同 時顯示，使得在任何特定時間，陣列之不同部分正顯示各 種有效値之位元資料。進一步之分割位元平面資訊可參照 共同讓與之美國專利第5,278,652。 詳言之，假定於一圖框周期期間，一選擇之鏡或像素具 有下列位置：導通、導通、關閉、關閉、關閉、導通、關 閉、導通。此位置順序可由八位元二進位數字11000101表 示，其十進位等效値爲197。此數字197可當作像素之灰階 値，如由人眼/腦於圖框期間所評估者。若此像素於導通 位置動彈不得，則產生之缺陷將具有連續之255灰階圖框 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公董） I— I n n n H 裝 I ―—訂 n I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 319860 A7 ___B7__---- 五、發明説明（11 ) 値；若其於關閉位置動彈不得，則缺陷锿將爲〇° DMD顯示之研究及分析已產生一些重要之結論。首先， 當鄰近不正常操作鏡之鏡之狀態，導通或關閉’被適當調 整以減少缺陷之視覺影響時，可改善缺陷之影響。 故善國2中顯示之像素陣列200中動彈不得像素或不良 像素202之影響之最容易方式之一係使用環繞不良像素202 之像素204，以補償不良像素202反射光中之增加或減少。 例如，假定圈2中顯示之各像素所欲強度等於圖3矩陣中 顯示之相對應之強度値。於圖3顯示之情沉中，各像素所 欲強度値係180。若不良像素202所欲強度係180，如圈3 中元件C3所示者，但像素202在導通位置動弹不得（強度 =255 >，則各顯示圈框中有75位元周期之過量光。爲減 少過量光，圍繞不良像素202之8個像素204各自減少9位 元周期，如圖4中顯示之實際強度値矩陣。此使得不良像 素202及8锢固繞像素204之全部光相較於原始之75周期僅多了 3個LSB周期。因爲園繞不良像素202之8個像素204係用 以補償不良像素202，故此8個像素204稱爲補償像素2〇4 。圈5顯示若像素C3於關閉位置動彈不得時所顯示之強度 値。 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 爲確定何値施加至補償像素可最佳操作以改善不良像素 之影響，於平均與電低通濾波器操作間使用類推法 (analogy)，其執行一種平均型式。導自於此平均型式由 低通滅波器執行之各種平均技術被應用於像素圖框值。一 種有效低通濾波器係具有所謂sine函數特徵者，即，此特 -13 " 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 A7 __ B7 五、發明説明（l2 ) 徵響應等同於由單位衝量（unit impulse)之低通濾波所產 生之函數，其係表示爲： Y 二（sin X)/(X), 且顯示於圖6中，其中Y係響應之大小且X表示至不良像 素202之距離。sine函數波形600之特徵係具有值爲1之中 央曲線部分602 ,其兩側係大鱧上對稱之正向及負向阻尼 部分604 ◊吾人認爲，阻尼側部分604可能相關於補償像素 欲採用之適當値。事實上，吾人發現，阻尼側部分之近似 値相關於一"補償值"其若施加至補償像素204,可能補償 不良像素202之實際與所欲強度值間之差，或者，介於不 良像素202之f際強度値與一或更多附近參考像素206之強度 値間之差，以改善一直導通或一直關閉之不良像素202。 此技術之應用及其改善係本發明之另一目的。 爲使sine函數相關於像素矩陣，介於正交相鄰像素間之 距離係設定等於3ττ/2弧度（radian)。如圖6中所示，就 正交相鄰補償像素而言，x=3；r/2弧度且函數估計爲 -0.2122。就對角線相鄰補償像素而言，X=2i/23?r/2孤度 且函數估計爲0.0558。 有許多實施sine函數形狀校正之方法。最簡單之方法不 須得知捕償像素204或參考像素206之所欲強度。依此第一 種方法，單位衝量響應（Y=l)係假定爲舆介於不良像素之 實際強度與參考像素之所欲強度間之差成比例。然後，補 償像素之強度依下列公式決定：

X = A(B - C) + C -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---------^------1Τ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（13 ) 其中X係施加至補償像素204之強度値，A係估計爲攝償 像素之sine函數値，B係不良像素202之實際強度値，且 C係不良像素202之所欲強度値。就正交相鄰補償像素而 言，A=-.2122，就對角線相鄭捕償像素而言，A=.〇558。 圈7係於一像素陣列上顯示之實際強度値矩陣，此像素降 列具有圈3中顯示之當像素C3於導通位置動弹不得時之所 欲強度。圖8係像素C3於關閉位置動彈不得時之圖7矩陣 。於圈7中，由8個補償像素204及不良像素202嶺示之平 均強度係183，相較於所欲之強度180。於圈8中，平均強 度係179.6,相較於所欲之強度180。 如圖7及8中所見者，施加至對角線相鄰補償像素之強 度値非常接近補償像素之所欲強度値。因此，對角線相鄭 補償像素對於不良像素202補償之貢獻非常小。藉由僅調 整四個正交相鄰補償像素之強度値以減少所須處理能量且 仍大致達成相同之補償效果係可能者。圓9及10類示當僅 使用四個正交相鄰像素以補償於導通位置（圖9 )或關閉 位置（圖10)動彈不得之不良像素202時之用於圖3矩陣 之實際顯示之強度値。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 依據本發明之補償不良像素之一替代方法對於8個補償 像素204各自使用相同之強度値。依據此方法，對角線相 鄰補償像素係施加與正交相鄰補償像素相同之値。此方法 提供8個補償像素204且僅須計算一個補償値。圖丨丨及口 顯示依此方法用於圖3矩陣之當像素C3於導通位置（圖Π) 或關閉位置（圖12)動彈不得時之實際顯示之強度値。 -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（2丨0Χ 297公釐） Α7 Β7 31S860 五、發明説明（w) 雖此方法因此僅藉由使用不良像素202之意欲或所欲之 強度値及不良像素202之實際顯示之強度値而相當地決定 補償像素之値，但第二方法含有使用不良像素202之實際 顯示強度及所欲強度以決定施加至捕償像素204之捕償値 。雖上述敎示之關於鄰近及正交補償像素204之選擇之任 一者可用於下列方法中，但所描述之實例將假定所有8锢 捕償像素204被視爲正交補償像素。第一舆第二方法間之 差異係雖然於第一方法中，施加至補償像素204之値僅由 不良像素202之所欲及實際値所決定，但依據本發明之第 二方法基於不良像素202之所欲及實際値決定補償値並依 據下列公式將此補償值加至補償像素之所欲値：

Xn = A(B - C) + Dn 其中Xn係施加至補償像素204之強度値，A係估計爲補償 像素之sine函數値（於此例中係-.2122)，B係不良像素 202之實際強度値，C係不良像素202之所欲強度値，且 Dn係補償像素之所欲値》 此第二方法之優點爲未失去原強度値組中所含之影像資 訊。雖然失去原補償強度値中所含之資訊於所有像素之所 欲値相等時不會改變顯示之影像，但此失去會使含有強度 "邊緣"或強度"輪廓"之如圖13所示之影像變差，尤其若強 度輪廓係由影像顯示系統之連績影像間之影像移動所完成 者爲然。圖14及15顯示當8個捕償像素依據上述公式補償 以補償於導通位置（圖14)或關閉位置（圖15)動彈不得之不 良像素202時用於圖13矩陣之實際顯示強度値。如圖14及 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公羡） ----------^— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部中央搮準局員工消費合作社印裝 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15 ) 15中所示者，補償像素204保持原強度輪廓，但予以補償 以捕償不良像素202 »於圖14中，各補償像素204之強度値 被減少27,而於圈15中，各補償像素204之強度値被增加 27 〇 依據本發明之第三方法使用園繞之參考像素206,即像 素A1 至A5、Bl、B5、Cl、C5、Dl、D5以及E1 至E5，以計算 捕償像素之値或用於捕償像素204之補償値。爲施加一值 至捕償像素，係使用下列公式：

X = A(B - C) + D 其中X係施加至補償像素204之強度値，A係估計爲補償 像素之Sine函數値（此例中係-.2122)，B係不良像素 202之實際強度値，C係16個參考像素206之平均值，且D 係不良像素202之所欲強度値。爲藉由補償像素之補償不 良像素202，係使用下列公式： X n = A (B - c) + D η 其中Χη係施加至補償像素204之強度值’ Α係估計爲補償 像素之sine函數値（此例中係-.2122)，B係不氣像素 202之實際強度値，C係參考像素206之平均值，且Dn係 補償像素之所欲値。此第三方法之一替代者使用16個參考 像素206之平均値及不良像素202之所欲値取代上述公式中 之C ’以決定補償像素之値。圖16及17類示當8個補償 像素204依上述公式捕償以補償於導通位置（圖16)或關閉 位置（圖17)動彈不得之不良像素202時之用於圖13矩睁之 實際顯示強度値。於圖16中，各補償像素2〇4之強度値被 -17 - 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝· 訂 319860 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印策 五、發明説明（16 ) 減少20,而於圖17中，各補償像素⑽之強度値被增加34。 雖上述敎示之實施例有助於保存來自原補償像素2〇4之 資訊，但其在顯示影像中有重要強度輪廓或邊緣時仍會失 去捕償像素204中所含之資訊。闽13類示用於正交像素陣 列1200之所欲強度値，類示介於行3與4間之快速強度變 化。當像素C3於導通位置動彈不得時，先前之演算法要求 將所有補償像素204減少20。因爲介於行3與4間之明顯 邊緣，故將所有參考像素206平均會使得補償像素204 B2 、B3、C2、D2及D3減少過少，且使得補償像素2〇4 B4、c4 及D4減少過多。 依據本發明之補償不良像素202同時保存於原強度値資 料组中存在之邊緣及輪廓之第四方法包含僅使用參考像素 206之一部分以計算用於個别補償像素204之値或補償値。 如圈18中所示者，第一方法僅使用相關於各捕償像素18〇4 與不良像素1802相對之參考像素1806。例如，僅參考像素 1806 A3之値係用以決定補偾像素1804 B3之値。圖18中各 箭頭1808引導參考像素1806至補償像素1804其係由參考像 素1806所修正。應用此第一方法至闽13中顯示之強度資料 組，使得顯示用於捕償像素204之値於像素C3在導通位置 動彈不得時係顯示在圖19中，且於像素關閉位置動彈不 得時係顯示在圈20中。 雖上述實例僅使用單一參考像素以得到補償像素204之 強度値，但可使用任意數目之像素。一實例顯示於圖21中 ，其再度使用箭頭2108以指出參考像素2106至其修飾之補 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X29*7公釐） II I I 装 I I I . j 訂 線 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明说明（17 ) 償像素2104。如圖21中所示，各補償像素之強度値依三個 參考像素2106之値而定。許多其他參考像素2106群可用以 補償補償像素2104之強度値，含有諸方法其使用繞參考像 素2106之區域中之像素作爲參考像素，在不偏離本發明敎 示之方法内〇 . 雖上述前例已顯示孤立之不良像素202影響之捕償，但 吾人應瞭解，相同之補償技術可用於多個彼此在附近或甚 至相鄭之不良像素。例如，假定一影像由6χ 8像素之各具 有所欲強度値爲180之陣列所組成。圖22顯示假定像素C3 於導通位置動彈不得且像素D5輿C6於關閉位置動彈不得時 所顯示之實際強度值。依據本發明，補償値-17係用以補 償像素C3且補償値+38係用以補償像素D5舆C6。像素C4舆 D4係用以補償像素C3與D5兩者。因此，像素C4與D4具有淨 捕償値+22加至所欲之強度依180。像素C5與D6係用以補償 像素D5與C6兩者，且因而具有淨補償値+76加至所欲之強 度値180。因爲此處實例已假定8位元強度資料字其具有 最大強度値255,故像素C5與D6所顯示之實際強度値係255 ，而非計算値256。 本發明所敎示之此等補償技術並非限於補償正交像素阵 列中之不良像素，而更確切地説，此等技術可容易地予以 修飾而應用於任何型式之像素陣列。例如，圖23之像素陣 列2300具有交錯或移位半個像素之像素列。此陣列型式一 般有數種名稱含有：碑式、交錯及基本陣列。於圓23中， 係假定像素2302爲不良者。依據本發明，固繞不良像素 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- -訂 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（18 ) 2302之像素係補償像素2304，且圍繞補償像素2304之像素 係參考像素2306。 可自本發明敎示方法獲益之第二型式像素陣列係由非矩形 像素组成之陣列，例如圈24中顯示之六角形像素陣列2400 。於圈24中，像素2402係假定爲不良者。再一次，圍繞不 良像素2402之像素係捕償像素2404，且園繞補償像素2404 之像素係參考像素2406。 使用參考像素206子集（subset)決定補償像素204之補償 値，如此處敎示者，可容易地應用於圖25至28中顯示之非 正交像素陣列。於圖25至28之各圖中，箭頭標明參考像素 ，與各補償像素相關聯。圖25顯示交錯像素陣列2500，其 中一個參考像素2506係用以決定施加至各補償像素2504之 補償傻。圖26類示交錯像素陣列2600，其中三個參考像素 2506係用以決定施加至各補償像素2604之捕償値。圓27類 示六角形像素陣列2700，其中一個參考像素2706係用以決 定施加至各捕償像素2704之補償値。圓28顯示六角形像素 陣列2800，其中三個參考像素2806係用以決定施加至各補 償像素2804之補償値。如上述者，在不偏離本發明下，可 有許多其他參考及補償像素之配置。 雖然用以描述本發明之實例已因而相當地參照無論於導 通位置動彈不得或於關閉位置動彈不得之不良像素，但吾 人應瞭解，本發明亦用以補償不良或不能操作之像素其輸 出可介於完全導通或完全關閉之間。例如，發光二極體 (LED)或液晶元件（LCD)顯示器可含有一些不能完全發光或 尽紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 319860 at — __ B7 五、發明説明（19 ) 變暗之像素，可能由於下面定址電路中之漏電流之故。相 鄰像素於是用以補償不能操作或不良像素，如前述者。 圓29係依據本發明之顯示系統2900之一實例之示意表示 類比影像資料係由類比至數位轉換器2902予以取樣並傳送 至處理器2904。處理器2904執行許多功能例如資料調整 (conditioning)、灰階校正、去除間插（deinterlacing) 、及資料格式化，上述所有功能皆係習知者。除了處理器 2904執行之既存功能外，處理器2904亦依據本發明計算並 施加補償值至補償像素。已捕償之數位影像資料接著存入 随機存取記憶雅（RAM) 2906a、2906b中，随後再予以堪動 至 SLM 2908。 爲捕償不良像素202，處理器2904可使用此處建議之任 何演算法。所選擇之演算法主要依可用之處理量及被顯示 之影像型式而定。例如，處理器可選擇一種演算法，其使 用所有參考像素206以於不良像素附近有影像移動時決定 用於補償像素之共同値。此演算法不須大量處理能量以實 施，此係一優點，因爲其他處理所需求之處理能量於場面 (scene)移動時會增加。且，因爲當場面移動時人類眼睛 失去許多分辨能力，故觀看者較少可能察覺由簡單補償演 算法所產生之任何缺陷。 處理器藉由讀取不良像素圖（map) 2910之内容以決定何 者係不良像素。不良像素202之位置可於组裝顯示器時儲 存在不良像素圖2910中。然而，如上述關於DMD所提及者 ，於DMD操作期間，此等像素可成爲未動彈不得，或成爲 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） ----------^------tT------^ (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（) 動彈不得。此等時好時壞不良像素之補償須要將不良像素 圈2910周期地更新，以含有所有目前不良像素之位置。一 種能監視像素操作狀況之系統係顯示於圈30中。於圖30中 ，來自SLM 2908之光3002通過射束分裂器（beamsplitter) 3004，其使得大部分光3006通過顯示幕3008。小部分光 3010被射束分裂器3004導引至檢測器3012。於第一檢測實 施例中，檢測器3012係檢測器陣列其具有檢測器像素與 SLM像素間之一對一對應關係。藉由監視檢測器陣列3012 之輸出，當像素正被顯示時，處理器2904決定何者係不良 像素。雖此實施例使用昂貴之檢測器陣列3012，但其能檢 測單一影像圖框中之不良像素。使用檢測器陣列3012之系 統3000之替代方式可使用單一檢測器元件3012，以測量來 自整個影像之光。於此第二檢測實施例中，處理器2904必 須監視許多圖框資料以找出何者係動彈不得之影像。此第 二實施例之缺點係使用大量處理能量以檢測不良像素。第 三實施例使用單一檢測器元件3012,以藉由類示專用之影 像測試圈框順序而找出不良像素。此等測試圖框可以足夠 低之比率配置於實際影像闽框，而不爲觀看者察覺。於電 視系統中，此等測試國框可於頻道改變期間加入。或者， 此等測試圖框可於自行測試例行程序期間顯示，該自行測 試例行程序係於每次系統開啓顯示實際影像之前予以執行 〇 使用射束分裂器3004導引一部分光3〇1〇至檢測器之缺點 係減少光3006導引至螢幕3008之量。爲避免減少光3006導 -22 - 本紙張纽it用巾目國【樣準（CNS )八4祕（210X297公釐) — -H n I n n H 裝 I n ϋ n n n I 1· n n I ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（21 ) 引至螢幕3008，可除去射束分裂器3004而將檢測器3012安 置爲可檢測自螢幕3008反射之光。 因此，值管於此已揭露一種減少空間光調制器類示器中 存在缺陷之視覺影響之方法之一特定實施例，但並未意欲 此等參考例被視爲本發明範園之限制，除了在後附申請 專利範固所界定者之外。又，雖已配合一些特定實施例描 述本發明，但吾人會瞭解，熟習此技藝人士可爲進一步之 修飾輿置換，且意欲涵蓋落入後附申請專利範固内之所有 此等修飾及置換。 I I 裝—―— I 訂 線 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨OX297公釐）

Claims (1)

1. 8888 ABCD 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 '~〜- 1. 一種減少影像顯示器中呈現之缺陷之視覺影響之方 此類示器含有-像素_，各正常像素響應於 t 置提供之輪入資科而選擇性可操作介於"導通.•狀 ’關閉"狀態之間，於導通"狀態中，光被導5| 面，而於•關閉.·狀態中，光未被導引至觀看表面 表 之造成係由於不良像素持續保持在"導通"或"_閉1陷 ，而無關於定址蓼置之輸入資料或操作；各不良像態 際上係一中央不良像素其直接由鄰近中央不良像素Ί 一圏補償像素所園繞，第一圈補償像素直接由輿中=不 良像素間隔之第二圈參考像素所園繞；其中方法包含x (a) 辨識產生缺陷之不良像素；以及 3 (b) 改變園繞不良像素之第一圈中至少一補償像素之定 址電路決定値至一由下式產生之校正値： Cnew = Csinc (Dact~Dint) + Dint 其中Cneit係施加至補償像素之強度値，CsiNC係補 償像素之sine函數評估值，DACT係不良像素之實際 強度値，且Dint係不良像素之所欲強度値。 2.—種減少影像顯示器中呈現之缺陷之視覺影響之方法， 此顯示器含有一像素陣列，各正常像素響應於由定址裝 置提供之輸入資料而選擇性可操作介於"導通"狀態與 ••關閉"狀態之間，於"導通"狀態中，光被導引至觀看表 面，而於"關閉"狀態中，光未被導引至觀看表面；缺陷 之造成係由於不良像素持續保持在"導通"或"關閉"狀態 ，而無關於定址裝置之輸入資料或操作；各不良像素實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------婆1 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 訂i -線- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 319S60 as C8 — D8 ---------- - 六'申請專利範圍 際上係一中央不良像素其直接由鄰近中央不良像素之第 一圏捕償像素所圍繞，第一圈補償像素直接由與中央不 良像素間隔之第二圏參考像素所園繞；其中方法包含： U)辨識產生缺陷之不良像素；以及 (b)改變圍繞不良像素之第一圖中至少一補償像素之定 址電路決定値至一校正值，從而減少缺陷之視覺影 響，校正値由下式產生： Cnew = Csinc (Dact_Ravg) + Dint 其中Cne丨係施加至補償像素之強度値，Csinc係補 償像素之sine函數評估値，Ravg係至少一參考像素 之平均値，且Dint係不良像素之所欲強度値。 3. 如申請專利範固第1或2項之方法，其中： 步樣U)係藉由比較不良像素導引至觀看表面之實際光 與不良像素之定址電路決定値而實施。 4. 如申請專利範圍第1或2項之方法，復包含儲存不良像 素之位置於記憶體中之步驟。 5. —種顯示系統，包含： 一調制器，由一像素陣列組成，此像素陣列含有至少 一不良像素、至少一補償像素鄰近不良像素、及至少一 參考像素鄰近至少一捕償像素並與不良像素間隔分開， 此調制器用以接收一組對應於像素陣列之影像資料值並 用以選擇性驅動像素以表示該组影像資料値；以及 一處埋器，用以接收一影像信號並輸出該组影像資科 値至調制器，其中處理器依據下式改變對應於補償像素 -25 本纸張纽適用中國^^準（CNS) Α4· ( 21〇χ297公羡1 -- ί I I I I I I I I ―― I I 打— — I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 之影像資料値： Cnew = Csinc (Dact-Ravg) + Dint 其中cNEf係施加至補償像素之影像資料値，Csinc係補 债像素之sine函數許估依，Dact係不良像素之實際強度 値，Ravg係至少一參考像素之平均値，且以訂係不良像 素之所鴒強度値。 6. 如申請專利範圍第2項之方法或申請專利範圍第5項之 系統，其中： Dint，不良像素之所欲強度値，係由C0RG，補償像素之 原始値，所取代。 7. 如申請專利範圍第2項之方法或申請專利範圍第5項之 系統，其中： Ratg係至少一參考像素之平均値及不良像素之所欲値。 8. —種類示系統，包含： 一調制器，由一像素陣列組成，此像素陣列含有至少 一不良像素、至少一補償像素鄰近不良像素、及至少一 參考像素鄰近至少一補償像素並與不良像素間隔分開， 此調制器用以接收一组對應於像素陣列之影像資料値並 用以選擇性驅動像素以表示該组影像資料値；以及 一處理器，用以接收一影像信號並輪出該組影像資料 値至調制器，其中處理器依據下式改變對應於補償像素 之影像資料値·· Cnew = Csinc (Dact~Dint) + Dint 其中Chew係施加至補償像素之影像資料値，Csinc係補 -26 - 本紙張尺度適用中國國家榡率（CNS > A4規格（210X297公釐） --I----一---^------^------#. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 六、申請專利範圍 償像素之sine函數評估値，DACT係不良像素之實際強度 値，Dm係不良像素之所欲強度値。 9. 如申請專利範園第5或8項之顯示系統，復包含一記憶 體其含有不良像素之位置，其中記憶體將不良像素之位 置傳輸至處理器。 10. 如申請專利範園第5或8項之顯示系統，復包含一裝 置用以檢測不良像素之位置，其中用以檢測之裝置將不 良像素之位置傳輸至處理器。 11. 如申請專利範園第10項之顯示系統，其中用以檢測不 良像素位置之裝置係攝影機。 12. 如申請專利範圍第1或2項之方法或申請專利範圍第 5或8項之系統，其中所有補償像素被施加相同値。 ! I I I I I I I 裝 I I I I 訂I I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）