TWI242985B

TWI242985B - Display system with scrolling color and wobble device, and method of displaying or generating an image

Info

Publication number: TWI242985B
Application number: TW093110660A
Authority: TW
Inventors: Winthrop D Childers
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-11-01
Also published as: US7358930B2; EP1524862A3; TW200514439A; US20050078056A1; JP2005122180A; CN1607422A; JP2009139968A; EP1524862A2

Description

1242985 玖、發明說明：【發明戶斤屬之技術領域1 發明領域用於顯示影像的傳統式系統或裝置，諸如顯示器、投 5 影機、或是其他成像系統，往往係用於顯示一靜止或是視頻影像。觀看者根據數種標準評價該顯示系統，諸如影像尺寸、對比度、色純度、亮度、像素色彩準確度、以及解析度。在多數顯示器市場，影像亮度、像素色彩準確度以及解析度係為特別地重要的衡量基準，因為有效的亮度、 10 像素色彩準確度以及解析度會限制顯示影像的尺寸，並能夠控制在具高強度之周圍光線的環境下控制良好的可見影像。 L· ^tr 發明背景 15 傳統式顯示系統藉由將以水平列及垂直行所配置的像素陣列定址，而產生顯示影像。由於像素具有矩形形狀，所以其難以表示影像中的一物件的對角線或是彎曲邊緣，將邊緣顯示成階梯狀或是鋸齒狀。再者，假若顯示系統之一或更多的像素係有缺陷的，則顯示影像將受該缺陷影響 20 。例如，假若顯示系統之一像素僅顯現一”關閉”位置（”off’ position)，則在顯示影像中該像素可產生一立體黑色正方形。該等像素幾何及像素不正確的令人不欲見到之結果，在顯示影像投影在一大的彩色觀視表面上時加劇。數種顯示系統利用一單一調制器，藉由產生每影像格 1242985 三或更多原色(紅、綠、以及藍)的調制影像，而產生一全彩顯示。原&典型地係使用一色轉輪、棱鏡、或一些其他的濾色鏡而源自於-白光源。該等調制影像係在—高速率下連續地顯示，俾便在人類視覺系統產生—全彩影像。因此，此產生一全彩顯示的方法係被稱作為，，順序色彩 (叫刪制C0l0r)”。儘管使用順序色彩產生用於影像形成所需的紅、、綠、以及藍光，但可藉由阻撞非為所需之光波長的傳送而達此目的。易言之，由光源所放射光線的一顯著部分未充分利用，導致最終顯示影像之亮度降低。【發明内容】發明概要个贫％你虿關於一種一種顯示絲貝不一影像，其包括：-影像處理單元，其經構形用以處理影像資 15 料並產生魅料㈣龍職數之子料格；—調制器，其經構雜_等子影像格—光束；—捲色裝置，其經構形用以捲動複數之色彩橫過該調制器之表面， =產:包:該複數之子影像格的一彩色光束; 裝置，其經構形用以自該彩色光動裝置，其經構則以移動該〜像’以―擺移顯示該子影像格。動场色Μ ’致使變化空間偏 :種顯示系統’其用於根據影其包括：-影像處理單元，其々像影像資料的一第，用〜義包括根據該像的複數之子影像格； /-子衫像格衫已衷置，其經構形用以產生包 20 1242985 复數之色如的—捲色光束；一空間光調制器，其經配置、祀據及複數之子影像格影像接收並調制該捲色光束； =—_裝置’其經構形用以以_可交替方法顯示該等 ’〜像格影像，致使該第—子影像格影像於空間中與該第一子影像格影像偏移。 —種顯示系統，其用於在根據定義一影像格的影像格影像格時段期間，顯示—影像，其包括：一影像处電子裝置，其經構形用以根據該影像 10 15 20 ::;:=陣列，該每-子影像格資料陣列於該影像、義每—個別的子影像格影像；—空間光調制二^構形用以根據該子影像格資料陣列產生一光束；之色、、t置’其經構形用以在產生該光束期間，捲動複數用光調制一咖相對移動時段㈣’提供該每—子影像格影像之一 -旦C糸統’其用於在一影像格時段期間用於顯示像二段二括源，复„ 表私供至少二子影像格影像卜光像格—在該影像的影像的t法，該方法包括：處理定義該影子影像並產生歿數之與該影像資料對應的複數之。，利用器產生包含該複數之子影像格的- 1242985 5 10 =’在該光束產生__複數之色彩橫财調制哭之、面’致使該光束包括—包含該複數之子影像格的彩色顯不該彩色光束用以構成該影像；以及顯示該彩色光束致使。亥每-複數之子影像格係於空間中顯示在—子影像格位置，其雜該其他的子影像格師。心一種根據影像資難生_景彡像的方法，财法包括：定義根據朗人㈣像諸的魏之子影像格，該複數之子影像格包括至少-第—子影像格及—第二子影像格生-捲色光束；利用-調制器根據該複數之子影像格調制該捲色光束，用以產生一調制光束；以及移動該調制光束並將該調制光束投射在—觀視表面上，致使該調制光束在與該複數之子影像格對應的複數之子影像格位置之間顯示。 -種在-影像格時段期間產生—影像的方法，該方法 b包括··捲動光線之色彩部分橫過一光束；調制該光束用以提供至少一子影像格影像；將該二子影像格影像顯示在— 觀視表面上；以及顯示該光束，致使該二子影像格影像係彼此相對地移動。圖式簡單說明 '〇該等伴隨的圖式係圖示本發明的不同具體實施例，並係為說明書之-部分。言玄等圖示的具體實施例係僅為本發明的實例，並不限定發明之範®壽。第1圖係圖示一示範具體實施例的一示範顯示系統。第2圖係根據一示範具體實施例圖示捲色橫過一調制 I242985 器的表面。第3圖係圖示—示範具體實施例的— 、第4圖係圖示—示範具體實施例的掩色裝置。濾色鏡輪。 Τ範”風車，，型式第5圖係圖示一示範且濟每〆、立m %例的一示之位在影像處理單元内部之靶顯示系統，其㈣能的分解視圖。示可針對一 10 15 弟7A-W«據—示範具體實施例第-子影像格位置中的第—子影像格的^麵-位在-位在-第二子影像格位置中的第二子素1及顯示- 第8A_D圖係根據-示範具體實施例，：:像素。生功能可針對-影像格定義四子影像格。7^子影像格產第9A-D圖係根據—示範具體實施例一第一子影像格位置中的第-子影像格的一：；示一位在位在一第二子影像格位置中的第二子素傻^示一示一:在-第三询格位置中的第三子以及顯不一位在一弟四子旦彡德炊a恶山、 μ 子4格位置巾的第四子影像格的一像素。第1〇圖係圖示一示範具體實施例的捲色裝置及擺動裝置的一示範同步化，有助於在相同顯示系統中捲色、解析度增強、以及像素誤差隱藏。第U圖係根據—示範具體實施例，圖示捲色裝置可Μ 構形用以產生五色取代三原色。二 20 1242985 第12圖係根據一示範具體實施例，圖示在一特定子影像格時段期間，藉由捲色裝置所產生的色彩可經捲動橫過一已知像素數次。第13圖係為一示範具體實施例的一流程圖，圖示用於 ”、、員示衫像的一示範方法。一第14圖係為一示範具體實施例的一流程圖，圖示一示範方法用於利用一附加的步驟將橫過調制器表面的複數色形之捲動與擺動裝置同步化而顯示一影像。正個圖式中相同的代表符號表示為相似的元件，但不 10 必然為相同的。【實施方式j 較佳實施例之詳細說明一近來所發展的技術’改良了由一顯示系統所產生影像之免度，其係稱作為，，捲色，，。於—捲色顯示系統中，所 15有原色同時地呈現在調制器上。因此，可避免因順序色彩而造成的光之未充分利用。顯示系統經構形用以增強影像的清晰度，並隱藏像素的不精確性，同時使用於此所說明的捲色。於以下的§兄明中，為說明之目的，為了提供對本顯示 20系統的徹底瞭解’提出複數之具體細節。然而，對熟知此技藝之人士應顯而易見的是，本顯示系統不具該等具體細節仍可實踐。於說明書中所參考的，，—具體實施例，，或，，任一具體實施例，’係意指包括在至少一具體實施例中相關於具體實施例所制的-特定特性、結構或特徵。於制書中， 10 1242985 在不同位置處，”在任一具體實施例中”所出現之用語，並不必然皆參考相同的具體實施例。該用語”顯示系統”將於此以及在附加的申請專利範圍中使用，除非有其他特別的表示，係論及一投影機、投影 5 系統、影像顯示系統、電視系統、視訊監視器、電腦監視器系統，或是任何其他經構形用以顯示一影像的系統。該影像可為靜態影像、系列影像、或是電影視訊。該用語”影像”將於此以及在附加的申請專利範圍中使用，除非有其他特別的表不’係廣泛地論及靜悲影像、糸列影像、電影視 10 訊或是其他由顯示系統所顯示的任何事物。第1圖係圖示一示範具體實施例的一示範顯示系統 (100)。第1圖之元件係僅為示範性，並可經修改或變化而最適用於一特定應用。如第1圖中所示，將影像資料輸入一影像處理單元（106)。影像資料定義一由顯示系統（100)顯示的 15 影像。儘管圖示及說明一影像由該影像處理單元（106)加以處理，但熟知此技藝之人士應瞭解的是，可藉由該影像處理單元（106)處理複數或是系列的影像。影像處理單元（106) 執行複數之功能，包括控制光源（101)之照明，以及控制一空間光調制器（SLM)(103)。以下將更為詳細地說明影像處 20 理單元（106)。如第1圖中所示，光源（101)提供一光束至一捲色裝置 (102)。光源（101)可為，但不限定在，一高壓水銀燈或為一發光二極體(LEDs)陣列。捲色裝置（102)藉由提供全彩影像不同的色彩成分，使顯示系統（100)顯示一全彩影像。該捲 !242985 色裝置（102)可包括一組轉動棱鏡、一色轉輪、或是任何其他能夠捲色的裝置。該捲色裝置（102)亦可包括一發光二極體(LEDs)陣列，其包括不同色彩的二極體。於該一實例中， 5亥陣列係使用作為光源（101)以及捲色裝置（1〇2)。捲色裝置 (1〇2)可為任一裝置或是裝置之結合，產生一輸入該空間光周制器（SLM)( 103)的捲色光束。以下將更為詳細地說明捲色及捲色裝置（102)。藉由捲色裝置（102)所傳送的光線，係經由一透鏡或是、二由一些其他裝置（未顯示）聚焦在空間光調制器 CLM)(l〇3)。空間光調制器（SlMs)係為在與一電或光輸入相配合的一空間型態下調制入射光的裝置。該用語，，空間光 u周制器”及”調制器”於此可交換地使用，係論及一空間光調制态。入射光藉由調制器（1〇3)在其之相位、強度、偏振或方向下經調制。因此，第1圖之空間光調制器（slm)(i〇3)根 5據來自影像處理單元（106)的輸入，調制由捲色裝置（102)所輪出的光線’用以構成一含影像光束，其最後藉由顯示光學裝置（105)顯示或投射在一觀視表面（未顯示）上。顯示光學裝置（105)可包括任一經構形用以顯示或投影一影像的裝置。例如，顯示光學裝置（105)可為，但不限定在，一透鏡， 20其經構形用以將一影像投影並聚焦在一觀視表面上。該觀視表面可為’但不限定在，一螢幕、電視、牆壁、液晶顯示器（LCD)或是電腦顯示器。空間光調制器（SLM)(l〇3)可為，但不限定在，矽基液晶（LCOS)或是一微鏡(micromjrr〇r)陣列。石夕基液晶（lc〇s) 12 1242985 陣列及微鏡(micromirror)陣列在業界係為所熟知的，在本言兒明書中不詳加說明。一示範的，但非專有地，石夕基液晶 (LCOS)陣列係為Philips™ LCOS調制器。一示範的，但非專有地，micromirror陣列係為由 Texas InstrumentsTM Inc.戶斤 5 販售的 Digital Light Processing(DLP)晶片。 10 15 20

參考第1圖，根據一示範具體實施例，顯示光學裝置 (105)顯示影像之前，該調制光線可通過一”擺動，，裝置 (104)。一擺動裝置，如以下詳加說明，係為一經構形用以增強影像解析度及隱藏像素不準確性。一示範性，非獨— 無一的，擺動裝置（104)係為一電流計式鏡。在可交替的具體實施例中，顯示系統（1〇〇)的該擺動裝置（1〇4)可與該空間光凋制器（SLM)(l〇3)或是其他元件一體成型。第2圖可用以圖示捲色橫過一調制器之一表面。如先所提及，藉由容許所有原色同時呈現在調制器上，捲色: 加經顯示影像的亮度。第2圖顯示光線之紅光（114)、綠

⑴5)、以及t光⑴〇部分移誠是捲動橫過—調制器之面（113)。根據—示範具體實施例，調制器之表面（⑴)可括一可控制像素成分之陣列。例如，調制器之表面⑴3) 為仁:限疋在，一石夕基液晶(LC〇s)板或是一微鏡陣列精由捲色裝置（第斶中’代表符號1〇2)執行色彩心如糊中所示，在時剛。處，該藍光部分⑴6M占 3器表面⑴3)之底部第三部分，綠光部分⑴5)佔用和之中間第三部分’以及紅光部分⑴4)佔用· 為表面（U3)之頂部第三部分。色彩接著向上捲動，並且 13 1242985 藍光部分⑽)現佔用調制器 ‘刀’以及紅光部分⑴4)侧_器表 - 部分。第示在該等部分已捲動1切上^部= :=tlt置。第2圖顯示二虛線，用以圖示在 f k、t2之間’ k光部分(116)之移動。儘管第2圖中自凋制為之表面的底部向上捲色，但應瞭解的是，可於任一方向上耗橫過調寵表面。例如，可自頂部至底部、、 10

右至左、左至右或是在一角度下捲色橫過調制器表面 Y )再者L官第2圖之色彩部分係顯示為矩形形狀，但 :、去此技#之人士應可確認的是，色彩部分可為彎曲的或是任何其他的形狀。

由於每一原色在任一已知時間，出現在調制器之表面 (113)的-不同區域上，所以將所有三原色應用在影像資 15料，由影像處理單元（106)提供至調制器（103)。例如，儘管調制器表面（113)之-區域係使用紅光資料作動，但調制器表面（113)之其他區域係使用綠及藍光資料作動。因此，於一理想的捲色顯示系統中，光線充分利用並提升顯示之潛在亮度。第2圖所示係僅針對說明的目的，所有原色皆呈現在調制器表面（113)上。於一可交替的具體實施例中，可同時在調制器上呈現較原色為更多或更少的色彩。例如，捲色裝置（第1圖中，代表符號102)可中斷來自光源（第1圖中，代表符號101)的光線放射進入紅、綠、藍、黃及青色，並捲動 14 1242985 該所有五色彩橫過調制器表面（第2圖中，代表符號113)，欵使所有五色彩一次地呈現在調制器表面（第2圖中，代表, 號113)上。於捲色顯示系統中所使用的色彩數目，係隨著能夠在特定應用中作最適當使用而變化。第3圖係圖示一示範具體實施例的一示範捲色裝置 (102) °第3圖之捲色裝置（1〇2)係為複數種可用以在一顯示系統中完成捲色的不同捲色裝置中的其中一種捲色装置。第3圖中的捲色裝置（102)使用一旋轉棱鏡引擎，用以捲色橫過一調制器之表面。斯弟3圖中所示，自光源（101)放射的光線進入捲色裝] (102)，並通過一鏡（130a)。該鏡(130a)作為一濾光裝置並^ 光線中過濾出其中之一原色。例如，於第3圖中，鏡（13〇^ 自光線中濾出紅光部分，並將紅光輸送通過一中繼透袭 (131a)。光線之藍_綠部分經輸送通過另一中繼透鏡 15至-第二濾鏡（13〇b)。鏡（13〇_別地自藍光中將綠光^ 出。第3圖之捲色裝置（1〇2)亦包含三掃描棱鏡⑴2士）。每-掃描棱鏡係與該三色彩的其中之—色彩相關聯:該相描棱鏡〇32a，b，e)經構形用以轉動，俾便捲動該每—色御 20

過調制器⑽)之表面。如於第3圖中所示，使用附加鏡(13〇及中繼透鏡⑽），用以引導並聚焦該光線之不同的色彩。如第4圖中所示，在一顯丁糸統中可用以執行捲色的另一捲色裝置，係為一，，風車，，型丄式的濾色轉輪。該濾色轉輜 (140)包括複數之濾色部分。如 ..^ , Λ 固所不，一光束（141)可聚焦在色輪上，致使與在該濾色轉輪（140)中的每一色彩相對應 15 1242985 的一過濾部分，係藉由光束（141)所覆蓋。每一過濾部分容許一原色通過該部分。轉動該色輪俾便捲動每一色彩橫過調制器（第3圖中，代表符號103)之表面。第4圖之示範的濾色轉輪（14〇)，包括複數之與原色對應的過濾部分。根據一 5示範具體貫施例，濾色轉輪（140)可包括與任一數目之色彩對應的過遽部分。第5圖係圖不第1圖之相同顯示系統，其之位在影像處理單元（106)内部之示範功能的分解視圖。根據一示範的具體實施例，該等功能結合擺動裝置（104)，增強顯示影像的 10 影像解析度及隱藏像素不準確性。於一具體實施例中，如第5圖中所示，影像處理單元 (106)可包括一影像格比率轉換單元（15〇)以及一影像格緩衝器（153)。如以下所說明，影像格比率轉換單元（ι5〇)及影像格緩衝器（153)接收並緩衝影像資料，用以產生與影像資 15料對應的一影像格。此外，影像處理單元（106)可進一步包括一解析度調整功能（151)、一子影像格產生功能（152)、以及一系統計時單元（154)。解析度調整功能（151)，如以下所說明，調整影像格之解析度用以配合顯示系統（1〇〇)之解析度能力。子影像格產生功能（152)處理影像格資料，用以定 2〇義與影像格對應的一或更多子影像格。子影像格，以下將加以說明，係藉由顯示系統（100)加以顯示，用以產生一顯不影像。系統計時單元（154)，以下亦將加以說明，將顯示系統（100)之不同元件之計時同步化。包括影像格比率轉換單元（150)、解析度調整功能 16 1242985 )子〜像格產生功能（152)、及/或系統計時單元（154) 勺’〜像處理單元（106)，包括硬體、軟體、韌體、或是該等一之、、、α β。於一具體貫施例中，在能夠執行連續的邏輯、~rr的笔如、電腦伺服器或是其他的微處理器系統中，包括影像處理單元（1〇6)之一或更多的元件。此外，影像處理作業可分配遍及該顯示系統（100)，影像處理單元（106)之個別部分係在個別系統S件中進行處理。影像處理單元 (106)亦可包括任何電子裝置，經構形用以產生複數之子影像格。、 /根據-具體實施例，影像資料可包括數位影像資料、類比影像資料、或是類比與數位資料的結合。影像處理單凡（1〇6)可經構形用以接收並處理數位影像資料及/或類比 15 20

衫像格比率轉換單元（15〇)接收與一藉由顯示系統〇所顯示的影像相對應的影像資料，並將影像資料緩衝或儲存在該影像格緩衝器⑽）中。更特定言之，影像格比轉換單it (15 _收代表個郷像線或視野的影像資料，將影像資料緩衝在該影像格緩衝器（153)中，用以產生一藉由顯示系統⑽)所顯示的影像相對應的影像格。影像 =衝杰（153)可猎由純及儲存所有與影像格對應的影 2緩衝該影像資料，並且該影像格神轉換單元⑽ =有⑷續衝即53獅相_格所用定義勺n / 其本身㈣，影像格係已稷之代表與藉由顯示系統（100)所顯示的一整體 17 1242985

影像的影像資料《場。因此’影像格包括代表與藉由示系統（100)所顯示的影像的複數之個別像素行及列。 10 15 影像格比率轉換單元（15〇)及影像格緩衝器（153)能夠接收並處理影像資料為漸進影像資料及/或交錯影像資料。就漸進影像資料而言，影像格比率轉換單元(;:)及: 像格緩衝器（153)接收並儲存針對影像之連續影像資料場: 因此，影像格比率轉換單元⑽)藉由姆針對影像之I續影像資料場產生影像格 <=就交錯影像資料而言，影像格比率轉換單元(15〇)及影像格緩衝器⑽)接收並儲存針㈣像之影像資料的奇數場及偶數場。例如’接收並儲存影: 資料之所有奇數場，以及接收並儲存影像資料之所有偶數場。就其本身而論，影像格比率轉換單元⑽)藉由擷取針對影像之影像資料的奇數及偶數場’反交錯該影像資料並產生影像格。 ' 影像格緩衝器㈤）包括記憶體，用於儲存供個別影像之-或更多的影像格所㈣影像資料。例如，影像格緩衝器053)可包括非揮發性記憶體，諸如—硬碟機或是其他的水久儲存裝置’或包括揮發性記憶體，諸如隨機存取記慎體(RAM) 〇〇 ^ =在影像格比率轉換單元⑽)處接收影像資料並在衝ϋ⑽η緩衝該影像資料，則影像資料的輸入 ”脫離在顯不系統（100)中剩餘元件的計時 =空間光調制器剛、擺動裝細4)、以及顯；5光學裝 05))。更特定言之，由於影像格所用的影像資料係藉由 20 1242985 5 10 15 20 影像袼缓衝器（⑼所接收並錯存，所以可在任一輪入速率下接收影像資料。就其本身而論，影像格之格比率可轉換成在顯示系統(_帽餘元件的計時需求。例如，可在愈空間光調制器（W3)之影像格比率相等的—影像格比率下，自影像格緩衝器（153)取回影像格所用的影像資料。

於-具體實施例中，影像處理單元⑽)可包括一解析度調整功能⑽），以及-子影像格產生單元⑽）。如以下所說明，解析度調整功能(⑸)接收—影像格所用的影像資 ^並調整影像資料的—解析度。更特定言之，影像處理單7G (10 6)在#始解析度下接收影像格㈣的影像資料並處理該影像資料’用以符合顯示系統⑽)經構形用以顯示的解析度於-不耗的具體實施例中，影像處理單元(1〇6) 增加、減少及/或不改變影像資料之解析度，俾便符合顯示系統（100)經構形用以顯示的解析度。

於一具體實施例中，子影像格產生單元(152)接收並處理影像格所㈣影像資料，並定義複數之㈣像格的子影像格。假若解析度難單元⑽）已驢影像資料之 ::2 ?子讀格產生單元(15 2)在調整解析度下接收影像-貝料。母-子影像格包括_資料陣列或矩與所顯示之影像對應的影像資料之—子集。資料陣列包括像素貝枓’其定義在與對應影像格之像素區域相等的 f區域中的像素成分。因此，每-子影像格定義-在一子以下所說明，由於每=影像，以下將加以說明。如於母一子影像格係顯示在空間中不同的子 19 1242985 影像格位置，每-子影像格資料陣列包括稍微賢料。於-具體實施例中，影像處理單元(ι〇6)可僅產生盘 Z所顯示影像對應的子影像格，與產生—影像格及_對岸的子影像格成對比。現將詳加說明該子雜格。的2所:及，位在與—影像格對應的-子影像格群組中陣H〜像包括—與—顯示影像對應的像素資料矩間光調制二一具體:施例中，每—子影像格係輸入至空光線並：：3)。忒空間光調制器(103)根據子影像格調制 10 15 20 包含子影像格的光束。該包含個別子影像 :::終精由顯示光學物。示，用… 與位在子 ,es - '、像杧對應的光線之後，以及在葬置顯㈣每—谁㈣，該嶋之間的顯示光學裝置_示的二=置Π像素致使由格ur子影像格係於空間中相互偏移，每—子影像裝置⑽)可的像素及/或部分之像素。如以下所說明，擺動距离°移崎纽使料衫彡像格彳目互偏移-段垂直 51離及/或-段水平距離。之群Γ二=具，實施例:在與一影像對應的子影像格穿置nf)s、、母子祕格，係在—高速率下藉由顯示光學吻。梅，致使人的眼睛無法❹則子影像格間的 20 1242985 快速連續㈣。替而代之地，子影像格之快速連續動作。現為一單—顯示影像。現將詳加說明，藉由在空間不同: 置處連續地顯示子影像格，可增強最終顯示影像的可析度。 5 10 15 第6A-C圖係圖示一示範具體實施例，其中針對一特定影像產生複數之子影像格。如第6A_CK巾所示，該示範: 像處理單训)6)針對-特定影像產生二子影像袼。更= 言之’影像處理單元(1G6)針對影像格產生—第_子影像格 (16〇)及-第—子影像格(⑹）。儘管於此實例及接續的實例中’該等子影像袼係藉由影像處理單元(岡所產生，但應瞭解的是，該等子影像格可藉由顯示系統（100)的子影像2 產生功能（152)或是藉由不同元件所產生。該第一子影像袼 (160)及一第二子影像格〇61)係分別包括針對對應之影像袼的影像資料的—子集之—資料陣列。儘管在第6A-C圖之實例中，該示範影像處理單元（106)產生二子影像格，但應瞭解的是，該二子影像格係為藉由影像處理單元（1〇6)所可產生之不範的子影像格數目，根據一示範的具體實施例，可產生任一數目的子影像格。

於一具體實施例中，如第0A圖中所示，第一子影像格 2〇 (16〇)係顯示位在一第一子影像格位置（185)。第二子影像格 (161)係顯示位在一第二子影像格位置（186)，該第二子影像才°位置係偏移該第一子影像格位置（185)—段垂直距離（163) 及一段水平距離〇64)。就其本身而論，該第二子影像格（161) 係於空間中偏移該第一子影像格（160)—段預定距離。於一 21 1242985 況明的具體實施例中，如第6(：圖中所示，該垂直距離（I。) 及水平距離（164)係分別地約為一像素的一半。然而，第一子影像格位置（185)與第二子影像格位置（186)之間的空間偏移距離，可加以變化而最適於一特定的應用。於該等可 5父替的具體實施例中，第一子影像格（160)及第二子影像柊 (161)可僅在垂直方向或是水平方向上偏移。於所圖示的具體實施例中，該擺動裝置（第5圖中，代表符號1〇4)經構形用以偏移介於空間光調制器（第5圖中，代表符號1〇3)與顯=光學裝置（第5圖中，代表符號1〇5)之間的光束，致使第一與第 10二子影像格（第6圖中，代表符號160、161)相互於空間中垂直及水平地偏移。如第6C圖中所示，顯示系統（第5圖中，代表符號1〇〇) 交替地顯示位在第一子影像格位置〇85)中的第一子影像格 (160)，以及顯示位在第二子影像格位置（186)中的第二子影像袼（161)，该第二子影像格位置（186)係於空間中偏移該第一子影像袼位置（185)。更特定言之，該擺動裝置（第5圖中，代表符號104)相對於第一子影像袼〇6〇)之顯示移動第二子影像格（⑹)之顯示一段垂直距離〇63)及水平距離⑽）。就 "本身而淪，第一子影像袼（16〇)之像素係與第二子影像袼 20 (161)之像素部分重疊。於一具體實施例中，顯示系統（第$ 圖中，代表符號100)完成在第一子影像格位置（Μ5)中顯示第一子影像袼⑽），以及顯示位在第二子影像袼位置⑽）中顯示第二子影像格(161)的一循環，導致具一增強可見解析度的顯示影像。因此，第二子影像格⑽)係相對於第一 22 K42985 子影像袼（160)於空間中暫時地顯示。第7A-B圖係圖示完成自位在第一子影像袼位置（185) 中的第一子影像袼（160)顯示一像素（170)，以及自位在第二子影像格位置（186)中的第二子影像格（161)顯示一像素（171) 的一循環的一示範具體實施例。第7A圖係圖示顯示自位在第一子影像袼位置（185)中的第一子影像袼（160)顯示像素 (170)。第7B圖係圖示顯示自位在第二子影像袼位置（186) 中的第二子影像袼（丨61)顯示一像素（171)。於第7B圖中，該第一子影像袼位置（185)係以虛線圖示。 10 15 20 因此，如第6A-C圖及第7A-B圖中所示，藉由產生一第及第一子影像格（160、161)並以一空間偏移方式顯示該二子影像格，與不使用子影像格及頻率擺動而用以產生一最終顯示影像的像素資料量相較，用以產生—最終顯示影像的像素資料量為兩倍。因此，利用二位置處理，最終顯示影像之解析度係約增加到1.4或是二之平方根倍。〇σ · ^罔Τ π不，影像處單元（106)針對一影像格定義四子影像格。更特定言之’ 像處理單元（1〇6)針對一影像格定義一第一子°參像 ⑽）、-第二子影像格⑽）、-第三子影像格(卿以 —第四子影像格(181)。就其本身而論，第一子旦，像〇6〇)、第二子影像格(161)、第三子影像格⑽）、以7及第子影像格⑽)齡別包括針對對應之料格的影像 ~子集之一資料陣列。第一子影像格位置

第一子影像格（160)係顯示位在_ 23 1242985 (185) 第—子影像格（161)係顯示位在—第二子影像格位置 (186) ’該第二子影像格位置係偏移該第一子影像格位置 (岡-段垂直距離（163)及—段水平距離(164)。第三子影像格(180)係顯不位在一第三子影像格位置（a?)，該第三子影 5像格位置係偏移該第_子影像格位置（185)—段水平距離 (182)。水平距離（182)，例如，可為與水平距離⑽)相同的距離。第四子影像格⑽）係顯示位在一第四子影像格位置 (188) ’該第四子影像格位置係偏移該第—子影像格位^ _ (185)—段垂直距離（183)。垂直距離（183)，例如，可為與垂 K)直距離⑽)相同的距離。就其本身而論，該第二子影像格 ⑽）、第三子影像格⑽）、以及第四子影像格⑽)係個別地相互於空間中偏移，並於空間中偏移該第一子影像格 (160)-段預定距離。於-說明的具體實施例中，該垂直距離(I63)、水平距離(I64)、水平距離⑽2)、以及垂直距離(⑻） 15係分別地約為-像素的一半。然而，介於第四子影像格之間的空間偏移距離，可加以變化而最適於一特定的應用。鲁於-具體實施例中，該擺動裝置（第5圖中，代表符號1〇4) 經構形用以偏移介於空間光調制器（第5圖中，代表符號㈣與顯示光學裂置（第5圖中，代表符號1〇5)之間的光束^致使 2〇第一、第二、第三、以及第四子影像格（第6圖中，代表符，號160、161、180、181)相互於空間中偏移。於一具體實施例中，顯示系統(第5圖中，代表符號1〇〇) 完成顯不位在第一子影像格位置〇85)中的第一子影像格 (_、顯示位在第二子影像格位置（186)中的第二子影糾 24 1242985 (161)、顯示位在第三子影像格位置（187)中的第三子影像才夂 (18〇)、以及顯示位在第四子影像格位置（188)中的第四子影像袼（181)的一循環，導致顯示影像具一增強的可見解析度。因此，第二子影像格（161)、第三子影像格（18〇)、以及 5第四子影像格（181)係彼此相對並相對於第一子影像格（16〇) 於空間中暫時地顯示。第9A-D圖係圖示完成自位在第一子影像格位置（丨85) 中的第一子影像格（160)顯示一像素（170)，自位在第二子影像格位置（186)中的第二子影像格（161)顯示一像素（171)、自 1〇位在第三子影像格位置（187)中的第三子影像格（180)顯示像素（190)以及自位在第四子影像格位置（188)中的第四子影像格（181)顯示一像素（191)的一循環的一示範具體實施例。第9A圖係圖示顯示自位在第一子影像格位置（185)中的第子影像格（160)顯示像素（170)。第9B圖係圖示顯示自 15位在第二子影像格位置（186)中的第二子影像格（161)顯示像素（171)(以虛線圖示該第一子影像格位置）。第圖係圖不顯不自位在第三子影像格位置（187)中的第三子影像格 (180)顯示一像素（19〇)(以虛線圖示該第一子影像格位置及第二子影像袼位置）。最後，第9D圖係圖示顯示自位在第四子〜像格位置（188)中的第四子影像格（181)顯示一像素 (191)(以虛線圖示該第一子影像格位置、第二子影像格位置以及第三子影像格位置）。因此，如第8A-D圖及第9A-D圖中所示’藉由產生四子象々□並以二間偏移方式顯示該四子影像格，與不使用 25 1242985 子衫像格而用以產生一最終顯示影像的像素資料量相較，係為用以產生一最終顯示影像的像素資料量的四倍。因此，利用四位置處理方式，最終顯示影像之解析度係約增加到二或是四之平方根倍。 5 因此，如第6-9圖中之該等實例所示，藉由針對一影像格產生複數之子影像格並於空間中暫時地彼此相對顯示子影像格，顯示系統（第5圖中，代表符號1〇〇)能夠產生一顯示影像，其之解析度大於該空間光調制器（第5圖中，代表符號103)經構形用以顯示之影像的解析度。於一說明的具體 10實施例中，例如，利用具有_像素X _像素之解析度的影像資料以及具有_像素X 600像素之解析度的空間光調制器（第5圖中，代表符號1〇3)，藉由具有影像資料之解析度调整的顯示系統（第5圖中，代表符號100)的四位置處理方 j ’產生具有16〇〇像素x i像素的—解析度的_顯示影 )豕份又像素的部分重疊，顯示系降:非:人可，具缺陷像素$ 生功能（第5ΗΦ 例如，假若藉由子影係 20

此相對偏移^ 符號152)產生时影像格，並且與位在Γ:置顯示’則由於顯示影像之-不同部像格有:二::格中的有缺陷像素結合，該四陷像L 一陷像素之非令人滿意的效果。- 如-僅顯：定義用以包括—像差或是無效的顯示像素 1重顯現一 ”間，，"V、，，Μ，，Λν ua 或關位置的像素、一產生較所需 26 1242985 強度或更高強度的像素、及/或具不一致或是隨機操作的一像素。參考第5圖，於一具體實施例中，影像處理單元（1〇6) 包括一系統計時單元（154)。於一可交替具體實施例中，系 5統計時單元（154)係為顯示系統（100)之一分開的元件，且非為與影像處理單元（106)一體成型。然而，為了說明的目的，第5圖之示範的顯示系統（1〇〇)係說明為具一與該影像處理單元（106)—體成型的系統計時單元（154)。例如，系統計時單元（154)係與影像格比率轉換單元（15〇)、解析度調整功能 1〇 (151)、子影像袼產生功能（152)、捲色裝置（1〇2)、空間光調制器（103)以及擺動裝置（104)連通。於一示範的具體實施例中，系統計時單元（154)將影像資料之緩衝與轉換同步化，用以產生一影像格，影像格之處理用以將影像資料之解析度調整成顯示系統（100)的解析度、產生子影像格、調 15制子影像格、以及顯示及定位該子影像格。因此，系統計時單元（154)控制顯示系統（100)的計時作業，致使子影像格的一整個群組’係藉由顯示光學裝置（1〇5)，以一正確地顯不最終顯示影像的方式，暫時地於空間中的不同位置中顯 7]\ 〇 20 第10圖圖示捲色裝置（第5圖中，代表符號1〇2)及擺動裝 f(第5圖中’代表符號104)之示範同步化，根據一示範具體實施例，有助於在相同顯示系統中（第5圖中，代表符號ι〇〇) =色、增強解析度、以及像素誤差隱藏。第_顯示在— 影像格時段T中，於不同的時間處—單—像素之色彩。如第 27 1242985 圖中所示，複數之與-特定影像格對應的子影像林，像格時段顯示。易言之，藉由複數之子影像格戶疋義的複數之影像，係在影像格時段了期間顯示。藉由子= 像t所疋義的影像於之後及㈣，巾料利為，，子影像格影像”。視影像格時段τ係為顯示所有與子影像格對應的參像格所需的時間量。於第中所示的說明具體實施例中，: 有精由子影像格產生功能（第5圖中，代表符號152)產生二^ 10 一第—子影像格°罐—第：子影像格⑽)。如相關於苐6A-C圖加以說明，應瞭解的是，夠藉由子影像格產生功能⑽)所產生的—子讀格係為能 =目，並调要_-繼產結_數目的子影 15 20 ❿ 中所示’第一子影像格⑽)係在時間轉μ 示因子影像格⑽)㈣口此-子讀格時段，或是期間產生-子影料ϋ針對—影像格 ❿’’、、；錢像格產生並顯示二以上子影像格，因而設母一影像格時段。於一且^ 相應地變化子影全θ : ^ H影像格時段τ期間，知先4或是完整色彩子影像格出現_^ 間之’於每—子影像格時段，Τ/2，捲色裝^ _。易§ 符號102)可經構形心弟5圖中，代表子影像格。捲動每—ώ^人，造成完整色彩 4 巴私一次所需時間，认〇_ 4利範圍中係視為—，，捲色時段於此及附加的申、又例如，第10圖顯示， 28 。亥捲色裝置（第5圖中，代表符號i〇2)係格⑽)期間以及在第二子影像格⑽在第一子影像 ⑴4)、綠光(叫、以及藍光⑽)_)相，將原色紅光人士應瞭解的是，可依最適於—特定人。熱知此技藝之 5 —料像素之原色紅光⑴4)、綠光(二、'變化捲動橫過的川員序。以及藍光（116) 於-具體實施例中，影像袼時段、像格時段亦代表空間光調制器（第5圖^及對應的子影 0調制包含與一影像格對應的子影像格的光線虎1〇3)用以如熟知此技藝之人士所瞭=需的:間。 5圖中，代表符號1()3)中的位置而定 4光_器（第 —已知時間下，聚焦於其上的色彩可定像素在任再者，於每一子影像袼時段期間，可捲=同的順序。之不同色彩的數目，可A 動扶過一特定像素 15 示，捲色裝置（第_ 目。例如，如第】1圖令所 ;色彩取代_色。該五種色彩，例:，可：：的紅(114)、黃⑴7)、綠⑴5) 了為任一順序此狀況下，如第U圖中月广及藍（116)。於號102)係經構形，在第 "色$置（第5圖中’代表符 20 彩猶環一次，以及在像格⑽)一彩循環一次。弟-子-像格⑽)時段期間將該五色於—可《叫體實施例中，於期間’由該捲色裝置(第5圖★，代表飾‘ 可捲動橫過—已知像素複數次。例如，如第_中所示f 29 1242985 該捲色裝置（第5圖中，代表符號K)2)在第—子影像格⑽) 時段期間將原色紅（114)、綠（115)以及藍（116)以任一順序循環五次，以及在第二子影像格（161)期間循環五次。該捲色裝置（第5圖中，代表符號102)在一特定子影像格時段期間捲動通過每一色彩的次數可加以變化，並可為最適於特定應用的任一數目。相關於第12圖所說明的具體實施例，可以，但不限定，在提供極快速捲色的顯示系統中使用。再者，相關於第12圖所說明的具體實施例，可於具有—能夠捲動任一數目之不同色彩的捲色裝置的一顯示系統中使用。 10 15 20 於-具體貫施例中’系統計時單元（第5圖中，代表符號154)將捲色裝置（第5圖巾，代表符號1〇2)與擺動裝置(第^ 圖中’代表錢刚)同步化，致使在相關於第ΐ(Μ2圖所1 ㈣-已知子影像格時段期間，顯示_或更多的全彩光错。無同步化’則在-特定子影像格時段期間，該捲色裝置不合意地捲動-不完全的色彩光譜橫過該調制器⑷圖中’代表符號丨〇3)。系統計時單元(第5圖中，代表符號^ 可使用不同的技術，完成同步化。例如，）制迴路用以執行同步化。可使用最適於—特定應用的^ 同步化技術。 ^他 _—第13圖係為-流程圖’圖示根據—具體實施例用影像的W。首先，處理定義—影像的影像資林w)。再者’產生複數之與影像f料對應的象 Μ步驟加）。接著捲動複數之色彩橫過1㈣表面2 以產生包含子影像格的—光束(步驟搬）。接著在空間中相 30 1242985 用以構成一顯示互不同位置處連續地顯補等子影像格影像（步驟203)。在不乾的方法中’可執行第13圖中所示步驟外的附加步”驟。於一呈妒每 /、"只知例中，如第14圖中所示，可包括捲動複之色％橫過調制器表面與擺動裝置（第5圖中，代表符就1〇4)同步化的—附加步驟（步驟204)，作為用於顯示一影像的1範方法的―部分。執行該同步化，如先前所說明，致使方；-已知子影像格時段顧，顯示—或更多的全彩光譜。 1〇已提出的先前說明僅用以圖示並說明本系統及方法的该等具體實施例。其並不意欲具獨斷性，且不意欲將本系統及方法限制在所揭露的任一明確形式i。根才康以上講授内谷，此夠作多種修改及變化。本發明的範嗜，係藉由以下的申請專利範圍加以定義。 15 【圖式簡單說明】第1圖係圖示一示範具體實施例的一示範顯示系統。第2圖係根據一示範具體實施例圖示捲色橫過一調制器的表面。第3圖係圖示一示範具體實施例的一示範捲色裝置。 20 第4圖係圖示一示範具體實施例的一示範，，風車，，型式處色鏡輪。弟5圖係圖示一示範具體實施例的一示範顯示系統，其之位在影像處理單元内部之示範功能的分解視圖。第6A-C圖係為根據一示範具體實施例5圖示可針對― 1242985 特定影像而產生複數之子影像格。第7A-B圖係根據一示範具體實施例，圖示顯示一位在一第一子影像格位置中的第一子影像格的一像素，以及顯示一位在一第二子影像格位置中的第二子影像格的一像素。 5 第8A-D圖係根據一示範具體實施例，圖示子影像格產生功能可針對一影像格定義四子影像格。第9A-D圖係根據一示範具體實施例，圖示顯示一位在一第一子影像格位置中的第一子影像格的一像素，顯示一位在一第二子影像格位置中的第二子影像格的一像素，顯 10 示一位在一第三子影像格位置中的第三子影像格的一像素以及顯示一位在一第四子影像格位置中的第四子影像格的一像素。第10圖係圖示一示範具體實施例的捲色裝置及擺動裝置的一示範同步化，有助於在相同顯示系統中捲色、解析 15 度增強、以及像素誤差隱藏。第11圖係根據一示範具體實施例，圖示捲色裝置可經構形用以產生五色取代三原色。第12圖係根據一示範具體實施例，圖示在一特定子影像格時段期間，藉由捲色裝置所產生的色彩可經捲動橫過 20 —已知像素數次。第13圖係為一示範具體實施例的一流程圖，圖示用於顯示一影像的一示範方法。第14圖係為一示範具體實施例的一流程圖，圖示一示範方法用於利用一附加的步驟將橫過調制器表面的複數色 32 1242985 彩之捲動與擺動裝置同步化而顯示一影像。【圖式之主要元件代表符號表】 100···顯示系統 150" •影像格比率轉換單元 101…光源 151" •解析度調整功能 102···捲色裝置 152·· •子影像格產生單元 103···空間光調制器 153·· •影像格緩衝器 104···擺動裝置 154" •系統計時單元 105···顯示光學裝置 160·· •第一子影像格 106···影像處理單元 161" •第二子影像格 113···調制器之表面 163" •垂直距離 114…紅光 164·· •水平距離 115…綠光 170·· •像素 116…藍光 171" •像素 117…黃光 180·· •第三子影像格 118…青光 181" •第四子影像格 130···附加鏡 182" •水平距離 131···中繼透鏡 183" •垂直距離 130a…鏡 185·· •第一子影像格位置 130b…第二濾鏡 186·· •第二子影像格位置 131a…中繼透鏡 187·· •第三子影像格位置 131b…中繼透鏡 188·· •第四子影像格位置 132a，b，c···掃描棱鏡 190·· •像素 140···濾色轉輪 191" •像素 141…光束

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Claims

94.08.04 第93110660號專利申請案申請專利範圍修正本拾、申請專利範圍： 1. 一種具有捲色及擺動裝置的顯示系統，其用於顯示一影像，其包括： 5 一影像處理單元，其經構形用以處理影像資料並產生與該影像資料對應的複數之子影像格；一調制器，其經構形根據該等子影像格用以調制一光束；

一捲色裝置，其經構形用以捲動複數之色彩橫過該 10 調制器之表面，用以產生包含該複數之子影像格的一彩色光束；顯示光學裝置，其經構形用以自該彩色光束顯示該影像；以及一擺動裝置，其經構形用以移動該彩色光束，致使 15 變化空間偏移顯示該子影像格。

2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中在與該每一子影像格數目對應的一子影像格時段期間，該捲色裝置捲動複數之色彩橫過該調制器之表面一整數次數。 3. —種具有捲色及擺動裝置的顯示系統，其用於根據影像 20 資料而顯示一影像，其包括：一影像處理單元，其經構形用以定義包括根據該影像資料的一第一子影像格影像與至少一第二子影像格影像的複數之子影像格；一捲色裝置，其經構形用以產生包含複數之色彩的 34

一捲色光束； 1242985 一空間光調制器，其經配置用以根據該複數之子影像格影像接收並調制該捲色光束；以及一擺動裝置，其經構形用以以一可交替方法顯示該 5 等子影像格影像，致使該第一子影像格影像於空間中與該第二子影像格影像偏移。 4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該空間光調制器包括：

一表面，其包括一可控制像素元件陣列； 10 其中該捲色光束捲動該複數之色彩的部分橫過該可控制像素元件。 5. —種具有捲色及擺動裝置的顯示系統，其用於在根據定義一影像格的影像格資料的一影像格時段期間，顯示一影像，其包括： 15 一影像處理電子裝置，其經構形用以根據該影像格

資料產生複數之子影像格資料陣列，該每一子影像格資料陣列於該影像格時段期間定義每一個別的子影像格影像；一空間光調制器，其經構形用以根據該子影像格資 20 料陣列產生一光束；一捲色裝置，其經構形用以在產生該光束期間，捲動複數之色彩橫過該空間光調制器；以及一擺動裝置，其經構形用以在該影像格時段期間，提供該每一子影像格影像之一相對移動。 35

1242985 6. 一種具有捲色及擺動裝置的顯示系統，其用於在一影像格時段期間用於顯示一影像，其包括：一空間光調制器，其經構形用以在該影像格時段期間，調制光線提供至少二子影像格影像； 5 一光源，其經構形用以在該影像格時段期間，捲動複數之色彩橫過該光調制器；以及一擺動裝置，其經構形用以在該影像格時段期間，提供該子影像格影像之一相對移動。 7. 10

一種顯示一影像的方法，該方法包括：處理定義該影像的影像資料，並產生複數之與該影像資料對應的複數之子影像格；利用一調制器產生包含該複數之子影像格的一光束； 15

在該光束產生期間捲動複數之色彩橫過該調制器之一表面，致使該光束包括一包含該複數之子影像格的彩色光束； 20 顯示該彩色光束用以構成該影像；以及顯示該彩色光束致使該每一複數之子影像格係於空間中顯示在一子影像格位置，其係與該其他的子影像格偏移。一種根據影像資料產生一影像的方法，該方法包括：定義根據該進入的影像資料的複數之子影像格，該複數之子影像格包括至少一第一子影像格及一第二子影像格； 36 8.

1242985 產生一捲色光束；利用一調制器根據該複數之子影像格調制該捲色光束，用以產生一調制光束；以及移動該調制光束並將該調制光束投射在一觀視表 5 面上，致使該調制光束在與該複數之子影像格對應的複數之子影像格位置之間顯示。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包括將產生該捲色光束的該步驟與移動該調制光束之該步驟同步化。

10. —種在一影像格時段期間產生一影像的方法，該方法包 10 括：捲動光線之色彩部分橫過一光束；調制該光束用以提供至少二子影像格影像；將該二子影像格影像顯示在一觀視表面上；以及顯示該光束，致使該二子影像格影像係彼此相對地 15 移動。

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