TWI255143B

TWI255143B - Display system with sequential color and wobble device

Info

Publication number: TWI255143B
Application number: TW093121603A
Authority: TW
Inventors: David C Collins; Jr Richard E Aufranc
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-05-11
Also published as: EP1557817B1; TW200526040A; US7086736B2; US20050157273A1; EP1557817A3; DE602005006443D1; CN1645469A; JP2005208646A; CN100501832C; EP1557817A2

Description

1255143 衡： - ' .........一"一一九、發明說明： t：發明所屬之技術領域】本發明係有關於具有順序彩色及擺動裝置之顯示器系統。 5 【先前技術】發明背景目前存在許多影像顯示系統，例如：監視器、投影器或其他影像顯示系統，以顯示靜止或移動晝面視訊影像。觀看者根據許多標準例如：影像大小、對比率、彩色純度、 10 亮度、像素彩色準確度、以及解析度，以評估影像顯示系統。像素彩色準確度與解析度在許多顯示市場中是尤其重要之度量標準，因為像素彩色準確度與解析度可以限制所顯示影像之清晰度與大小。傳統影像顯示系統藉由將配置成水平列與垂直行之像 15 素陣列定址而產生所顯示之影像。因為像素具有矩形形狀，若沒有在其邊緣呈現梯階或鋸齒形狀，則在所顯示影像中難以呈現物體之對角線與曲線邊緣。此外，如果此顯示系統之一或多個相素有缺陷，則其所顯示影像將受到此缺陷之影響。例如，如果此顯示系統之像素只顯示“切 20 斷”(〇ff)位置，則此像素在所顯示影像中可能產生全黑方塊。當此投射在大之觀看表面上之顯示影像為彩色時，則此像素幾何與像素不準確之非所欲之結果會更加嚴重。許多顯示系統以單一調變器藉由··在每個視訊畫面主要彩色（紅、綠、以及藍）中產生三個或更多個經調變影像而 :j正替挺 1255141 兀正之彩色顯示v此寻王妥衫邑主要由使用◦w、浐鏡:f-些其峨器，而從白色光源導出。此:;變: 像以高速率依序顯示，以致於在人類視覺系統中產生完整 =色之影像。因此，此產生完整彩色顯示之方法稱為“依序二色n在—些依序彩色系統巾，在影像顯示期間可能產生例如為閃爍之非所欲之視覺人工效果。【明内容】本發明係有關於-翻於顯示影像m統，包括：調變器，其被設計以產生依序承载多個彩色影像子畫面之光線其巾各彩色影像子晝面對應於多個彩色中之一個彩色’·1 歸光學裝置，純設計賴祕光線，以致於 «多個彩色影像子晝面連續顯示以形成該影像；以及擺動t置’其被輯將切在各_色影像子晝面之顯示間移動，以致於此彩色影像子畫㈣應於：在各多個影像子晝面位置中所顯示該多個彩色中各彩色。圖式簡單說明此等所附圖式說明本發明之各種實施例，且作為本說明書之-部份。此等所朗之實_僅作為本發明之例子，而並不用於限制本發明之範圍。弟1圖說明根據典型實施例之典型顯示系統；第2圖說明使用根據典型實施例之序列彩色以產生所顯示之影像； #圖兒月根據根據典型實施例之典型序列彩色裝置；第4圖為根據典型實施例之典型顯示系統，其具有影像 .替糝m 1255143 處理單元中擴大視野之典型功能；弟5A綱說日月根據典型實施例之其可被產生用於特定影像；十一面第圖說明根據典型實施例顯示：來自第-影像子畫面位置中第—影伤工告乐〜傢〜像子晝面之像素，以及來自第二影像子晝面位置巾第二影像子晝面之像素；、第7A至D圖說明根據典型實施例，此子晝面產生功能可以界疋用於影像晝面之四個影像子畫面； 10 15 第8A至D圖說明根據典型實施例顯示：來自第一影像 —面位置中帛讀子晝面之像素，來自第二影像子晝面位置中第—I像子畫面之像素，來自第三影像子晝面位置中第三影像子晝面之像素，以及來自第四影像子晝面位置中弟四影像子晝面之像素；第9圖說明典型實施例’其中擺動裝置將介於兩個影像子晝面位置間之影像子晝面之顯示位置移動；第10圖說明典型實施例，其中擺動裝置將介於兩個影像子晝面位置間之影像子畫面之顯示位置垂直移動；第11圖說明典型實施例，其中擺動裝置根據典型實施例將介於兩個影像子晝面位置間之影像子畫面之顯示位置水平移動；第12圖說明典型實施例，其中擺動裝置根據典型實施例將介於四個影像子晝面位置間之影像子畫面之顯示位置移動；第13圖說明典型替代實施例，其中擺動裝置根據典型 20 Λ Λ2Θ日rnp正替換頁j 實施例將介於四個影像子晝面位位置移動，以致於在第：主要像子畫面之顯示 ,f 弟—主要以在不同影像子書面位置 :顯示前’在相同影像子晝面位”顯示主要彩色'之兩 5 第Μ圖說明另一典型實施例，其中擺動裝置根據一並 i心例將介細㈣像子晝 ^ 像子畫面之顯置中致於在第三主要彩色在不同影像子書面位置中顯示前，在相同影像子晝面位置中顯示料兩個；以及文矽巴甲之 10 15 第15圖說明第二典型實施例，1 ^ P, 、杬動衣置將介於四像子旦面位置間之影像子畫面之顯示位置移動。 C z^r 較佳實施例之詳細說明在以下之况明中，為了說明目的列舉各種細節，以提發明顯示系統之徹底瞭解。然而，對於熟習此技 :人^關，可以無須此等細“實施本發明 =在說明書中所提及之“―個實施例’，或“一實施例，，之意 f為·此所說明與此實施例有關之特殊特性、結構、或特徵是包括於至少一實&纟Φ 、〜貝知例中。在本說明書中多處所出現之 -個貫施例”之片語，並無須均指相同之實施例。在本㈣書與所附申請專利範圍令所使用之“顯示手統專有名詞除非另外特別說明則是指：投影器、投影系統、影像顯不系統、電視系統、視訊監視器、電腦監視器糸統、或被設計以產生1列影像畫面之任何其他系統。 20 !255143 \ ^ 此衫像可以為：靜止影像、―系列影像、或移動晝面視訊。在本说明書與所附申請專利範圍中所使用之“影像，，此專有名詞除非另外特別說明，貝仪廣泛地#:靜止影像、影像 $序列、移動晝面視訊、或由顯示系統所顯示之任何其他者。 5 第1圖說明根據典型實施例之典型顯示系統（100)。第1 圖之兀件只是作為典型而已，其可以視最適用特定用途被破修正或改變。如同於第丨圖中所示，將影像資料輸入於影像處理單元（106)。此影像資料界定由顯示系統所顯示之影像。雖然在此描述與說明為由影像處理單元（1〇6)處理衫像。但熟習此技術之人士瞭解，此影像處理單元（I%) 可以處理：多個或序列影像、或移動畫面視訊。此影像處理單元（106)可以實施各種功能包括：控制光源（1〇1)之照射冗度、與控制空間光線調變器（SLM)( 103)。以下將更詳細說明影像處理單元（106)。 15 如同於第1圖中所示，光源（ιοί)將光線提供給序列彩色裝置（102)。此光源（101)可以為但不受限於高壓汞燈。序列彩色裝置（102)使得顯示系統（1〇〇)可以顯示彩色影像。此序列彩色裝置（102)可以為一組旋轉稜鏡、色輪、或能夠提供序列彩色之任何其他裝置。以下將更詳細說明序列彩色與 20 序列彩色裝置（102)。將由序列彩色裝置（102)所傳送之光線經由透鏡或經由一些其他裝置（未圖示）聚焦於空間光線調變器（SLM)(103) 上。SLM是一種裝置，其將入射光線調變成對應於電氣或光學輸入之空間圖案。在本說明書中交替使用“SLM”與‘‘調 1255143 又為’此專有名詞以稱呼空間光線調變器。可以由調變器 (103)調變入射光線之相位、強度、偏極化、或方向。因此，第1圖之SLM( 103)根據來自影像處理單元（106)之輸入，調變由序列彩色裝置（102)所輪出之光線，以形成承載影像之光線’其最後由光學顯示裝置（1〇5)顯示於觀看表面（未圖示) 上。此光學顯示裝置（105)可以包括：被設計以顯示或投射衫像之任何裝置。例如，此光學顯示裝置（1〇5)可以是但不又限於透鏡’其被设计將影像投射與聚焦在觀看表面上。匕觀看表面可以為但不雙限於：螢幕、電視、牆壁、液晶 1〇顯不器（LCD)、或電腦監視器。以替代方式，此光學顯示裝置可以包括在其上投射影像之觀看表面。此SLM(103)可以為但不受限於：矽上液晶①c〇s)陣列或Μ鏡陣列。LCOS與微鏡陣列在此技術中為已知，因此在本說明書中不詳細說明。作為典型但非唯一之例子，LC〇s 15陣列可以為PhiliPsTM之LCOS調變器。作為典型但非唯一之例子，彳放鏡陣列可以為從Texas Instrument™公司可獲得之數位光線處理(DLP)晶片。現在回到第1圖，根據典型實施例，在光學顯示裝置 (105)顯示影像前，此經調變光線可以通過“擺動裝置，， 20 (104)。此擺動裝置如同以下將詳細說明，為一種裝置其被 ό又计以加強景> 像解析度與隱藏像素不準確度。作為典型但非唯一之例子，此擺動裝置（1〇4)可以為電流計鏡。此擺動裝置（104)可以被整合於SLM(1〇3)中，或在替代實施例中整合於顯示系統（100)之某其他元件中。 10 1255 樣 29 J正替椟

現，使用第2圖說明如何使用序列彩色產生所顯示影像’在弟2圖之例中’此序列彩色裝置⑽购圖）使用三個主要形色紅、綠、以及藍。如同先前提及，此序列彩色裝置（1〇2)與調變器_(第1圖）組合使用，以使得顯示系統 ⑽)可Μ整之彩色顯示f彡像。相彩色顯示⑽利用人類眼睛相當慢之響應時間以產生完整彩色影像。將各畫面週期分割成至少三個週期。在各此等週期期間產生—個主要彩色影像。如果以快速順序產生主要彩色影像，人眼將感覺單一完全彩色影像。 10帛2圖顯示在介於_t3間不同時間調變器之面 (113)。如同於第2圖中顯示，在各時間週期期間在調變器面 (113)上只顯示光線之_個彩色。例如在時間⑴如之間，序列彩色裝置（102)造成在調變器面⑴3)上顯示紅光 (1 M)。此调變器面⑴3)可以是但不受限於例如：⑽面板 15或微鏡陣列之表面。因此，在第一時間週期⑼至⑴調變器 (103)產生紅色影像。在時__之間，序列彩色裝置（⑽) 造成在調變器面⑴3)上顯示綠光（115)。在此第二時間週期期間，調變器⑽)產生綠色影像。最後，在時間口油之間’序列彩色裝置（102)造成在調變器面（113)上顯示藍光 20 (116)。在此最後時間週期期間，調變器（1〇3)產生藍色影像。然後，依序顯示紅、綠、以及藍色影像以形成所顯示完全彩色影像。可以在調變器面（113)上依序顯示主要彩色’用於隨後所顯示之影像。第2圖顯示由序卿色裝置（1Q2)所使用之三個彩色，這 1255143 只是用於說明目的而已。在替代實施例中，可以在調變器面（113)上可以依序顯示較主要彩色更多、更少、或不同彩色，用於所顯示之影像。例如，序列彩色裝置（102)可以將光源（1 〇 1)所發出之光为解成·紅、綠、藍、黃、以及青藍 5色。此使用於序列彩色顯示系統中彩色數目將視最適合於特定用途而改變。第3圖說明根據典型實施例之典型序列彩色裝置 (102)。弟3圖之序列於色裝置（102)是許多不同序列彩色裝置之一，其可被使用以執行在顯示系統中之序列彩色。第3 10圖之典型序列彩色裝置（102)是圍繞其中央軸旋轉之色輪。此色輪被分割成紅色過濾區（114)、綠色過溏區（115)、以及藍色過濾區（116)。各色輪區藉由卩且擋不想要光線波長之傳送，而只允許通過各光線之彩色。例如，如果將白色光線聚焦於紅色過 15濾區（114) ’則只允δ午紅色光線通過色輪。設計此色輪旋轉以致於將紅（m)、綠⑴5)、以及藍色光線⑴6)之序^傳送至調變器（103)。在其他實施例中’此色輪可以提供：在不同序列中、或在不同序列彩色組中之此等彩色。第4圖說明與第1圖相同之顯示系統（1〇〇)本發明之典型 20顯示系統，其具有影像處理單元（1中擴大視野之典型功能。如同於第4圖中顯示，在一實施例中，影像處理單元〇〇6) 包括：晝面速率轉換單元（150)、與影像晝面緩衝器（153” 如同以下說明，此晝面速率轉換單元⑽)與影像晝面緩衝器053)接收與緩衝影像資料，以產生對應於影像資料之影

1255143 :.U-l 像晝面。此外，影像處理單元（106)可以更包括：解析度調整功能（151)、子晝面產生功能（152)、以及系統計時單元 (154)。此解析度調整功能（151)如同以下說明，調整晝面之解析度，使其與顯示系統（100)之解析能力匹配。此子畫面 5 產生功能（152)處理影像晝面資料，以界定對應於影像畫面之一或多個影像子晝面。此子晝面如同以下說明，是由顯示系統（100)顯示以產生所顯示之影像。此系統計時單元 (154)如同以下說明，可以將顯示系統（1〇〇)各種元件之時間同步。 10 此包括晝面速率轉換單元（150)、解析度調整功能 (151)、子晝面產生功能（152)、以及系統計時單元（154)之影像處理單元（106)包括：硬體、軟體、軔體、或此等之組合。在一實施例中，將此影像處理單元（106)之一或多個元件包括於電腦、電腦伺服器、或可以執行一系列邏輯運算之其 15 他以微處理器為主之系統。此外，影像處理可以分佈於此顯示系統（100)中，而將影像處理單元（106)之個別部份在各別系統元件中實施。根據一實施例，此影像資料可以包括：數位影像資料、類比影像資料、或類比與數位影像資料之組合。可以設計 20 此影像處理單元（106)，以接收與處理數位影像資料及/或類比影像資料。此晝面速率轉換單元（150)接收：對應於由顯示系統 (100)所顯示影像之影像資料，以及將此影像資料緩衝或儲存於影像晝面缓衝器（153)中。更特定而言，畫面速率轉換正替換'則 125^143 單元（150)接收代表影像之個別線或範圍之影像資料，且將此影像資料緩衝於影像晝面緩衝器（153)中，以產生對應於由顯示系統（100)所顯示影像之影像晝面。此影像晝面緩衝器（153)可以藉由··接收與儲存對應於影像畫面之所有影像 5 資料，而緩衝影像資料；以及晝面速率轉換單元（150)可以藉由：從影像晝面緩衝器（153)擷取用於影像晝面之所有影像資料，而產生影像晝面。因此’界定此影像晝面以包括影像資料之多個個別線或範圍，其代表由顯示系統（100)所顯示之整個影像。因此，此影像晝面包括··多個行與多個 10 列之個別像素，其代表由顯示系統（100)所顯示之整個影像。晝面速率轉換單元（150)與影像晝面緩衝器（153)可以接收與處理：作為連續影像資料及/或交錯影像資料之影像資料。以此連續影像資料，此晝面速率轉換單元（150)與影像晝面緩衝器（153)可以 15 接收與儲存用於影像之影像資料之連續範圍。因此，晝面速率轉換單元（150)藉由擷取用於影像之影像資料之連續範圍而產生影像畫面。而以交錯影像資料，此畫面速率轉換單元（150)與影像晝面緩衝器（153)可以接收與儲存用於影像之影像資料之奇數範圍與偶數範圍。 20 例如··接收與儲存影像資料之所有奇數範圍，以及接收與儲存影像資料之所有偶數範圍。因此，晝面速率轉換單元 (150)將影像資料解除交錯，藉由擷取用於影像之影像資料之奇數與偶數範圍而產生影像畫面。此影像畫面缓衝器（153)包括記憶體用於儲存：各影像 ]4 1255143 偏29 4 7丨固京Μ象晝面所用之影像資料。例衝哭，影像晝面緩丁。。（153)可以包括：非依電性記憶體、括病杜六壯m 石更碟機或其他持π储存I置，或依電性記憶體、例如 (RAM) 〇 h钱存取記憶體藉由在晝面速率轉換單元（150)接收影僮〜影德咨粗Π 貝料，且將此〜像貝枓緩衝於影像晝面緩衝器（153)中，之於人R士叫t J以將影像資料疋輸入日守間與此顯示系統（100)中其餘元 SLM(103)、擺動裝置⑽）、以及光學顯（例如· pi笞七切λ 衣置（105))之時間須求解除關聯。更特定而言，由於用於旦 1 〇次ϋ β丄… 晝面之影像貝枓疋由影像晝面緩衝器（153)接收與儲存， ^ 口此可以任何輸入速率接收影像資料。因此，可以將影俊咏《面之影像速率轉換成：在顯示系統（100)中其餘元件之所 A t^間。例如，影像資料可以由影像處理單元（106)以每秒30個*面之速率接收，而可以設計SLM(1〇3)以每秒60個晝面操作。在此種 15 ^形中’晝面速率轉換單元（150)將晝面速率從：每种％個晝面轉換成每秒60個晝面。在一實施例中，影像處理單元（106)可以包括：解析度調整功能（151)、與子畫面產生功能（152)。如同以下說明，此解析度調整功能（151)接收用於影像晝面之影像資料，且 2〇调整影像資料之解析度。更特定而5 ’影像處理單元（1〇6) 以原來之解析度接收用於影像晝面之影像資料，且處理此影像資料以與此顯示系統（100)被設計顯示之解析度匹配。在一典型實施例中，此影像處理單元（106)將影像資料之解析度增加、減少及/或未改變，以匹配此顯示系統（]00)被設 15 1255143 計顯示之解析度。影像生單元（152)接收與處理用於二晝面。如果此解析度調整單元(_調整此:::像 ::析度，此子晝面產生單元~整之解= 示影像之影像資料之子集合。此資料陣列 ::料’其界定像素區域中-像素内容，此像素： 10 15 20 :於影像晝面之像素區域。因為，如同以下說明二: =畫面是顯示於不同空k影像子畫面位置中= ^面資料陣列包括：稍微不同之像素資料。在_實2 處理單元⑽)可以只產生對應於所顯示影像之影旦面而非均產生影像晝面與相對應之影像子書面。現在將更詳細說明影像子晝面。一面如同所提及，此對應於影像畫面之影像子晝面组中之各影像子畫面包括：對應於所產生影像之像素資料矩陣或車歹J在Μ ^例中，將各影像子畫面輸入至(呢）中。此SLMG03)根據子晝面調變光線，且產生承載子晝面之光線此承載個別個別子晝面之光線最後由光學顯示裝置 (105)顯示，以產生所顯示之影像。然而，在此對應於子晝面組中之各影像子晝面之光線由SLM(103)調變後，以及在各影像子晝面由光學顯示裝置（1G5)顯示前，此擺動裝置 (104)將SLM(103)與光學顯示裝置（1〇5)間之光線路徑之位置位移。換句話說’此擺動裝置將像素位移以致於由光學 16 125 5親別91修(太)正替換頁丨顯示裝置（105)所顯示各影像子晝面，其較先前所顯示影像子晝面是在稍微不同之空間位置中。因此，因為對應於給定影像之影像子晝面彼此在空間上偏移，各影像子畫面包括不同像素及/或像素部份。此擺動裝置（104)可以移動像 5 素，以致於影像子晝面彼此偏移垂直距離及/或水平距離，如同以下將說明者。

根據典型實施例，此對應於影像之子畫面組中各影像子晝面，是由光學顯示裝置（105)以高速率顯示，以致於人眼無法偵 10 測到在影像子晝面間之快速接續。而是，此影像子晝面之快速接續呈現為單一顯示影像。如同現在將詳細說明，藉由在不同空間位置中依序顯示影像子晝面，可以加強此最後所顯示影像之明顯解析度。現在使用第5至8圖說明由典型擺動裝置所作影像子晝 15 面之典型空間位移。然後將顯示：此序列彩色可以與影像

子晝面之空間位移組合，以產生所顯示之彩色影像。第5A至C圖說明典型實施例，其中產生用於特定影像之若干影像子畫面。如同在第5A至C圖中說明，此典型影像處理單元（106)產生用於特定影像之兩個影像子晝面。更 20 特定而言，影像處理單元（106)產生用於影像畫面之第一子晝面（160)與第二子晝面（161)。雖然，在此例與隨後例中之影像子畫面是由影像處理單元（106)產生，但應瞭解此影像子晝面可以由：子畫面產生功能（152)或由顯示裝置（100)之不同元件所產生。第一子畫面（160)與第二子晝面（161)各包 17 严〜. 1255 M3, 括用於相對應影像畫面之影像資料子集合之資料陣列。雖 …、在第5A至c圖之例中，典型的影像處理單元（岡產生 ^固子晝面’但應瞭解可此兩個影像子畫面以由影像處理早兀⑽)產生影像子畫面之典型數目，以及在其他實施例中可以產生任何數目之影像子畫面。如同於第_中說明，此第一影像子晝面⑽)是顯系於第一影像子晝面位置⑽）中。此第二影像子書面⑽)是顯示於第二影像子晝面位置⑽）中，其對第—影像子晝面位置（185)偏移垂直距離⑽)與水平據距離（164)。因此，此 10 15 2〇第二子晝面⑽)是與第—子畫面⑽)在空間上偏移預先設定之距離。在-說明實施例中，如同於第5C圖中所示，此垂直距離（163)與水平據距離（164)各大約為像素之〆半。然而，此在第-影像子晝面位置（185)與第二影像子畫面位置（186)間之空間偏移距離，可以隨其最適用之特定用途而改變。在-替代實施例中’第一子晝面⑽读第二子畫面（161)只可以在垂直方向或水平方向偏移。在一實施例中’設計此擺動裝置（1〇4 ;第4圖）將SLM⑽)與光學顯示裝置（105)間之祕偏移，以致於第―與第二子晝面⑽、 161)彼此空間偏移。如同於第5C圖中說明’此顯示系統⑽)在以下兩者間交替：顯不在第一影像子晝面位置（185)中之第一子書面 (160)、以及顯不在第二影像子畫面位置（186)中之第二子書面（161)，第二影像子畫面位置（186)是與第—影像子畫面位置（183)在空間上偏移。更特定而言，此擺動裝置（⑽；第4 18

1255143 \ ., I 圖）將第二子畫面（161)之顯示相對於第一子畫面（l6〇)之顯示，移動垂直距離（163)與水平據距離（164)。因此，第一子畫面（160)之像素重®第二子晝面（161)之像素。在一實施例中，此顯示系統（100)完成一週期之··顯示在第一影像子書 5面位置（185)中之第一子晝面（160)、以及顯示在第二影像子畫面位置（186)中之第二子晝面（161)，而導致具有明顯加強解析度之所顯示影像。因此，此第二子畫面（161)相對於第一子畫面（160)在空間與時間上位移。然而，此兩個子晝面由觀看者看來是在一起作為加強之單一影像。 10 第6八至8圖說明典型實施例以完成下列之一循環：顯示來自第一影像子晝面位置（185)中之第一子晝面（16〇)之像素（170)，以及顯示來自第二影像子晝面位置〇86)中之第二子晝面（161)之像素（171)。第6A圖說明顯示來自第一影像子晝面位置（185)中之第一子晝面（160)之像素（170)。第 15圖說明顯示來自第二影像子晝面位置（186)中之第二子晝面〇61)之像素（171)。在第6Β圖中，此第一影像子晝面位置 (185)是以虛線說明。因此，藉由產生第一與第二子晝面（16〇、161)，且以如同於第5Α至C以及第6Α至Β中所說明之空間偏移方式顯示 20此兩個子晝面，則相較於未使用影像子晝面以產生最後顯示影像所使用像素資料數量，其使用兩倍數量像素資料以產生最後所顯示之影像。因此，以兩個位置處理，此最後 ’’、員示衫像之解析度增加大約1 ·4倍或2之平方根倍。仕另一貫施例中，如同在第7Α至D圖中說明，此影像 19 Π55Η3 處理單元（106)界定用於影像晝面之四個影像子晝面。更特定而言，此影像處理單元（1〇6)界定用於影像晝面之：第一子晝面（160)、第二子晝面（161)、第三子畫面（18〇)、以及第 :子晝面（181)。因此，第—子晝面⑽）、第二子晝面（161)、 5 ^ -子晝面（18G)、以及第四子晝面（181)各包括用於相對應衫像晝面之影像資料之子集合之資料陣列。 15 20 旦在一實施例中’如同於第73至〇圖中所說明者，此第一影像子晝面（160)顯示於第一影像子畫面位置（185)中。第二影像子畫面（161)顯示於第二影像子晝面位置（186)中， 1〇其對第-影像子晝面位置（185)偏移垂直距離（163)與水平距離（I64)。第二影像子晝面（ls〇)顯示於第三影像子畫面位置⑽）中，其對第一影像子畫面位置（185)偏移水;距離〇82)。此水平距離⑽)例如可以與垂直距離da)為相同距離。第四影像子晝面（丨川顯示於第四影像子晝面位置⑽）中，其對第-影像子晝面位置⑽)偏移垂直距離⑽）。此垂直距離（183)例如可以與垂直距離⑽）為相同距離。因此，第二影像子晝面⑽）、第三影像子晝面⑽）、以及第四影像子晝面（181)各彼此空間偏移，且與第一影像子書 (160)偏移預先設定距離。在一說明實施例中，垂直距離 (163)、水平距離（164)、水平距離⑽）、以及垂直距離⑽）各大約為像素之一半。然而’在四個子晝面間之空間偏移距離’可以視最適合之特定用途而改變。一每又牡一戶、施例中，設計此擺動裝置（104;第4圖）將SLM⑽）與光學顯示裝置 (105)間之光線偏移，以致於此第_、篦— 、，一、弟二、以及第 20 I2$5143

四子晝面（160、161、180、181)彼此空間偏移。在一實施例中，此顯示系統（1〇〇)完成一週期之：顯示在第一影像子晝面位置（185)中之第一子畫面（160)、顯示在第二影像子晝面位置（186)中之第二子畫面（161)，顯示在第 5 三影像子畫面位置（187)中之第三子晝面（180)、以及顯示在第四影像子晝面位置（188)中之第四子畫面（181)，而導致具有明顯加強解析度之顯示影像。因此，此第二子晝面（161)、第三子晝面（180)、以及第四子晝面（181)相對於彼此且相對於第一子晝面（160)在空間與時間上位移。 10 第8A至D圖說明典型實施例以完成下列之一循環：顯示來自第一影像子晝面位置（丨85)中之第一子畫面（160)之像素（170)，顯示來自第二影像子晝面位置（186)中之第二子晝面（161)之像素（171)，顯示來自第三影像子晝面位置（187) 中之第三子晝面（180)之像素（190)，以及顯示來自第四影像 15 子晝面位置（188)中之第四子晝面（no)之像素（191)。第8A 圖說明：顯示來自第一影像子晝面位置（185)中之第一子畫面（160)之像素（170)。第8B圖說明：顯示來自第二影像子畫面位置（186)中之第二子晝面（161)之像素（171)(此第一影像子畫面位置以虛線說明）。第8C圖說明··顯示來自第三影像 20子晝面位置（187)中之第三子晝面（180)之像素（190)(此第一位置與第二位置以虛線說明）。最後，第8D圖說明：顯示來自第四影像子晝面位置（188)中之第四子畫面（170)之像素 (191)(此第一位置、第二位置、以及第三位置以虛線說明）。

因此，藉由產生四個影像子畫面，且以如同於第7AD 21 1255143 \ 2y 1 ；圖以及第8AD圖中所說明之空間偏移方式顯示此四個子晝面，則相較於未使用影像子晝面以產生最後顯示影像所使用像素資料數量，其使用四倍數量像素資料以產生最後所顯示之影像。因此，以四個位置處理，此最後顯示影像之 5 解析度增加大約兩倍或4之平方根倍。因此，如同在第58圖中之例所顯示，藉由產生用於影像畫面之若干個影像子畫面，且以空間與時間方式相對於彼此而顯示影像子畫面，此顯示系統（100)可以產生所顯示影像，其解析度大於此SLM(103)被設計所顯示者。在一說 10 明實施例中，例如：以具有解析度800像素X 600像素之影像資料，與具有解析度800像素X 600像素之SLM(103)，則以此具有影像資料解析度調整之顯示系統（100)之四位置處理，產生具有1600像素X 1200像素之解析度之顯示影像。此外，藉由將影像子晝面之像素重疊，此顯示系統（100) 15 可以減少由故障像素所造成非所欲之視覺效應。例如，如果由影像處理單元（106)產生四個子晝面，且相對於彼此顯示於顯示於偏移位置中，此四個子畫面有效地去除故障像素之非所欲之效應，因為所顯示影像之不同部份是與各子晝面中之故障像素有關。將故障像素界定為包括：異常或 20 無法操作之顯示像素，例如：像素其只顯示“導通”(on)與“切斷”(off)位置、像素其產生較所設計較弱或較強之強度、及 /或具有不一致或隨機操作之像素。如同所提及，可以將序列彩色裝置與擺動裝置組合使用，以產生具有加強解析度之彩色影像。為了方便序列彩 12与5143 ^〜像處理單元（1Q6)產生用於各彩色之影像子畫面，而 ,’、員不於各衫像子晝面之位置中。例如，如同於第9圖中所不如果设計此彩色序列褒置（1〇2)使其將主要$色依序施力4提供給調變器⑽)之影像子畫面，以及如果設計此擺 5 2衣置（104’第4圖）在兩個不同空間位置間交替顯示影像子晝面，則此影像處理單元（1〇6)產生··用於第一影像子晝面位置（185)之二個影像子晝面，以及用於第二影像子晝面位置（186)之二個影像子晝面。在—實施例中，料此彩色序列裝置〇〇2)與此擺動裝置（104 ;第4圖），卩致於紅色影像 1〇子畫面（114)、綠色影像子晝面（115)、以及藍色影像子畫面 (116) ’各均顯不於在第_影像子晝面位置（丨叫與第工影像子畫面位置（186)中。在一實施例中，如同於第9圖中所示，此擺動裝置（丨〇4) 在各彩色改變之間移動影像子畫面之顯示位置。例如，第9 -5圖以又身空間位置顯示六個影像子畫面之序列。首先，在時間to與ti之間，在第一影像子畫面位置（185)中顯示紅色影像子晝面（114a)。然後，擺動裝置（1〇4)移動承载影響到子晝面之光線之位置，以致於在時間^與12之間在第二景彡像子晝面位置（186)中顯示下一個影像子畫面，即，綠色影像 20子晝面（U5a)。然後，擺動裝置（104)移動承载影響到子書面之光線之位置，以致於在時間丨2與13之間在第一影像子書面位置（185)中顯示下一個影像子畫面，即，藍色影像子書面（116a)。對於所剩餘將被顯示之影像子晝面重覆此影像子畫面位置之交替過程。因此，在時間〇與t4之間，在第二影 1255143 \ 94 ?； 2 9 \ 像子晝面位置（186)中顯示第二紅色影像子晝面（114a);在時間t4與t5之間，在第一影像子晝面位置（185)中顯示第二綠色影像子晝面（115a);以及在時間t5與t6之間，在第二影像子晝面位置（186)中顯示第二藍色影像子晝面（116b)。此 5 等主要彩色顯示之順序可以視最適用之特定用途而改變。例如，可以首先顯示藍色而紅色。此外，紅色、綠色、以及藍色為可以依序顯示之典型彩色。應瞭解可以依序顯示此等彩色之任何組合。雖然，第9圖顯示在第一與第二影像子晝面位置（185、 10 186)之間、以對角線方式移動影像子晝面，然而，亦可以垂直地或水平地移動此等影像子晝面。第10圖說明典型實施例，其中擺動裝置在兩個影像子晝面位置之間垂直移動影像子晝面之顯示位置。第11圖說明典型實施例，其中擺動裝置在兩個影像子晝面位置之間水平移動影像子晝面之 15 顯示位置。此在第9至11圖中所說明在兩個影像子晝面位置之間影像子晝面之移動僅作為典範而已，但其並不受限於兩個影像子畫面位置。而是，影像子畫面可以任何數目之影像子晝面位置移動與顯示。通常，如果“η”代表影像子畫面之 20 位置，以及“m”代表由序列彩色裝置（102)所產生彩色之數目，此影像處理單元（106)產生對應於所顯示影像之n xm個影像子畫面，而n xm為η乘以m。此n xm個影像子晝面在 η個子畫面位置之間依序顯示且平均分佈。因此，在各η個影像子畫面位置中將顯示m個子畫面。 24 1255143 \ 例如，如同於在第12圖中如果有四個影像子晝面位置 (即，n=4)，且如果序列彩色裝置（102)產生三個主要彩色 (即，m=3)，則此影像處理單元（106)產生對應於所顯示影像之12個影像子晝面。在一實施例中，由擺動裝置（104)在各 5 彩色改變之間移動此12個影像子晝面之顯示位置，以致於各彩色影像子晝面於四個影像子晝面位置之一中顯示。此等影像子晝面確實之順序與位置將視最適合之特定用途而改變。第12圖說明典型實施例，其中，擺動裝置（104)在四個 10 影像子晝面位置間移動此等影像子晝面之顯示位置。首先，在時間t0與tl間在第一影像子晝面位置（185)中顯示紅色影像子晝面（114a)。此擺動裝置（104)然後移動承載影像子晝面光線之位置，以致於在時間tl與t2間在第二影像子晝面位置（186)中顯示下一個影像子晝面，即綠色影像子畫面 15 (115a)。此擺動裝置（104)然後移動承載影像子晝面光線之位置，以致於在時間t2與t3間在第三影像子晝面位置（187) 中顯示下一個影像子晝面，即藍色影像子晝面（116a)。此擺動裝置（104)然後移動承載此影像子晝面光線之位置，以致於在時間t3與t4間在第四影像子晝面位置（188)中顯示下一 20 個影像子晝面，即第二紅色影像子晝面（114b)。然後，對於將顯示之其餘影像子晝面（未圖示）重複此影像子畫面位置之交替過程。因此，在第一影像子晝面位置（185)中顯示第二綠色影像子晝面，在第二影像子畫面位置（186)中顯示第二藍色影 25 I2$5143 像子畫面，在第三影像子晝面位置（187)中顯示第三紅色影像子晝面，在第四影像子晝面位置（188)中顯示第三綠色影像子晝面，在第一影像子晝面位置（185)中顯示第三藍色影像子晝面，在第二影像子晝面位置（186)中顯示第四紅色影 5 像子晝面，在第三影像子晝面位置（187)中顯示第四綠色影像子晝面，在第四影像子晝面位置（188)中顯示第四藍色影像子晝面。此等主要彩色顯示之順序可以視最適合之特定用途而改變。例如，可以首先顯示藍色而非紅色。此外，紅色、綠色、以及藍色為可依序顯示之典型彩色。應瞭解 10 可以依序顯示此等彩色之任何組合。如同所提及，此擺動裝置（104)導致在第12圖中顯示影像子晝面之模式僅為典範而已。如同由熟習此技術之人士瞭解，此擺動裝置（104)可以使用多個可能模式，以導致在不同之空間位置顯示影像子晝面。例如，在許多替代實施 15 例之一中，第一影像子畫面可以顯示於第一影像子晝面位置（185)中，第二影像子晝面可以顯示於第二影像子晝面位置（186)中，第三影像子畫面可以顯示於第一影像子晝面位置（185) 中，第四影像子晝面可以顯示於第二影像子晝面位置（186) 20 中，第五影像子晝面可以顯示於第一影像子晝面位置（185) 中，第六影像子畫面可以顯示於第二影像子畫面位置（186) 中，第七影像子晝面可以顯示於第三影像子晝面位置（187) 中，第八影像子畫面可以顯示於第四影像子畫面位置（188) 中， 26 1255143 9ι 第九影像子晝面可以顯示於第三影像子晝面位置⑽）中，第十影像子畫面可以顯示於第四影像子晝面位置⑽）中，第十-影像子晝面可以顯示於第三影像子書面位置 (，中，以及第十二影像子畫面可㈣示於第四影像子書面位置（188)中。一 10 15 第η圖說明典型之替代實施例，其中擺動裝置⑼句在四個影像子晝面位置間移動影像子晝面之顯示位置。扣圖顯示此擺動裝置（ΚΗ)移動承載影像子書面之光線之位置，以致於在不同影像子晝面位置中顯示第三個主要彩色前，在相同影像子晝面位置中顯示兩個主要彩色。在特定影像子晝面位置中顯示兩個主要彩色，且然後在新的影像子畫面位置顯示第三主要彩色，以上方式在許多典型顯示系統中為有利的。例如，第13圖顯示：時間to與t2間在第一影像子畫面位置⑽）中顯示紅色與藍色影像子晝面。然後，此擺動裝置（104)移動承載此影像子畫面光線之位置，以致於在時間t2與闕在第三影像子晝面位置（187)中顯示下一個影像子晝面’即綠色影像子畫面。然後，此擺動裝置（刚)然後㈣承載此影像子晝面光線之位置，以致於在 ¥間t3與t5間在第二影像子晝面位置⑽）中顯示下兩個影面卩、’工色與藍色影像子晝面。然後，此擺動裝置〇〇4)移動承載此影像子畫面光叙位置，以致於在時間t5 與關在第四影像子畫面位置（188)中顯示下一個影像子晝即綠色影像子畫面。第13圖說明根據典型實施例，在 ~間的與Π2之間所剩餘影像子畫面位置之内容。 20 ί.二_会· j〜賞ί 12^5 f43 ^ 弟14圖顯示另一個典型貫施例，其中此擺動裳置（1 〇4) 移動承載影像子晝面之光線之位置，以致於在不同影像子畫面位置中顯示第三個主要彩色前，在相同影像子晝面位置中顯示兩個主要彩色。如同熟習此技術人士所瞭解，第 5 13與14圖為彩色影像子畫面許多可能顯示序列之典型。第U圖說明其中η二2且m=4之典型實施例。換句話說，有由序列彩色裝置（1〇2)所產生之兩個彩色子晝面位置與四個彩色。因此，由影像處理單元（106)產生八個影像子晝面且依序顯示。在第15圖典型情況十之四個彩色為：紅色、 10 綠色、藍色、以及白色。如同於第15圖中顯示，首先，在時間⑴與^間在第一影像子晝面位置（185)中顯示紅色影像子晝面（114幻。此擺動 15 20 裝置（104)然後移動承載影像子晝面光線之位置，以致於在叶間tl與t2間在第二影像子晝面位置（186)中顯示下一個影像子旦面’即綠色影像子晝面⑴㈣。此擺動裝置（1⑽)然後私動承載#像子晝面光線之位置，以致於在時間口與^ 間在第％像子晝面位置（185)中顯示下-個影像子晝面， I7-色〜像子晝面⑴㈣。此擺動I置⑽)然後移動承載 =子晝面光線之位置，⑽於在時_與闕在第二影像書=位置⑽)中顯示下一個影像子晝面，即白色影像子 =9a)。因為其料減之彩色，此擺動裝置（刚)在料 2移動此承載影像子畫面錢之位置，以致於在時間Μ p之間在弟二影像子畫面位置⑽)中顯示第二紅色影像旦面⑴4b)。然後，恢復此交替過程：在時間卿6之間 28 1255143 在第一影像子查而 (1 i5b)、在時間，之：Γ:Γ子:Γ影像子晝面示第二藍色影像早★在弟-衫像子晝面位置⑽)中顯 -影像子*s 4(U6b)、以及在時間t7_之間在第 (119b：)。）中頌示第二白色影像子晝面擺動裝置^動影像子晝面之顯示位置，允許嫌：此擺動位置，其顯讀町方式快 10 15 20 色後，移動影像子、之t讀子畫面位置中騎各"個彩說明之例中，示位置。例如，在第9與12圖所之位置：此擺較以下方式快三倍移動像素個主要彩色後，移動像子晝面位置顯示所有三像子畫面之顯示位置。此等高速率 4素私動在衫應用巾是有利的，因為高速率像素移動較低速率像素移動對人眼較為不可偵測。現在回到第4圖，在一實施例中，影像處理單元（1⑹ ^括系統計時單元（154)。在—替代實施例中，此系統計時單兀（154)是顯示系統（100)之各別元件，且並未整合入影像處理單元（106)中。然而，為了說明目的，將第4圖之典型顯示系統（100)與整合入影像處理單元（106)中之系統計時單元（154) —起說明。此系統計時單元（154)例如與下列裝置通信：晝面速率轉換單元（150)、解析度調整功能（151)、影像處理單元（1〇6)、序列彩色裝置（1〇2)、SLM(l〇3)、以及擺動裝置（104)。在典型實施例中，系統計時單元（154)將緩衝與下列同步：轉換影像資料以產生影像晝面、處理影像畫面 29 電 I2^5i43j 5 10 15 20 將影像資料之解析度調整至顯示系統（1〇〇)解析度、產生子晝面、影像子晝面之_、錢影像子晝面之齡與定位。因此，系、统計時單元⑽)控制顯示系統⑽)之計時，以致於整個影像子畫面組是以正確顯示最後顯示影像之方式由顯示光學裝置（)在時間與空間上在不同位置顯示。以上之描述在於說明本發明之實施例。其用意並非窮盡，或將本發明限制至所揭示之任何確實形式。由於以上言㈣，可以對本發明作許多修正與變化。其用意為本發明之範圍是由以下之申請專利範圍所界定。【圖式^簡說^明】第1圖說明根據典型實施例之典型顯示系統；第2圖說明使用根據典型實施例之序列彩色顯示之影像；第3圖說明根據根據典型實施例之典型序列彩色裝置；第4圖為根據典型實_之典型顯示純，其具有影像處理單元中擴大視野之典型功能；至C圖說明根據典型實施例之轩影像子畫面，其可被產生用於特定影像；第6AB圖說明根據典型實施例顯示：來自第一影像子晝面位置中第一影像子晝面之像素，以及來自第二影像子晝面位置巾第二f彡像子晝面之像素；、第二卽圖說明根據典型實施例，此子晝面產生功能可以界疋用於影像晝面之四個影像子晝面；至兄明根據典型實施例顯示：來自第一影像 30 1255143 子旦面位置中第_影像子晝面之像素，來自第二影像子晝 ^ ^第K像子晝面之像素，來自第三影像子晝面位置中第三影像子晝面之像素，以及來自第四影像子晝面位置中第四影像子晝面之像素； 5 第9圖㈣典型實施例，其巾擺練置將介於兩個影像子畫面位置間之影像子晝面之顯示位置移動；第_說明典型實施例，其中擺動裝置將介於兩個影像子晝面位置間之影像子晝面之顯示位置垂直移動； 10 第11圖說明典型實施例，其中擺動裝置根據典型實施例將介於兩個影像子畫面位置間之影像子晝面之顯示水平移動；第12圖說明典型實施例，其中擺動裝置根據典型實施例將介於四個影像子晝面位„之影像子晝面移動；、丨议罝 15 20 —第13圖說明典型替代實施例，其中擺動裝置根據典创貫施例將介於四個影像子晝面位置間之影像子書面之料 ^置移動’以致於在第三主要彩色在不同影像子書面位置 :顯不前’在相同影像子晝面位置中顯示主要彩色中之兩個，第Μ圖說明另-典型實施例’其中擺動裝置根據一典貫施例將介於四個影像子晝面位置間之影像子書面之顯 =置移動，以致於在第三主要彩色在不同影像子書面位置中顯不前’在相同影像子晝面位置中顯示主要彩色中之兩個；以及 31 正替拉 1255143 第15圖說明第二典型實施例，其中擺動裝置將介於四個影像子晝面位置間之影像子晝面之顯示位置移動。【主要元件符號說明】 100...顯示系統 101.. .光源 102.. .序列彩色裝置 103.. .空間光線調變器 104.. .擺動裝置 105.. .顯示光學裝置 106.. .影像處理單元 113···面 114.. .紅光 114a、b…紅色影像子晝面 115.. .綠光 115a、b...綠色影像子晝面 116.. .藍光 116a、b...藍色影像子晝面 150.. .晝面速率轉換單元 151.. .解析度調整功能 152.. .子畫面產生功能 153.. .影像晝面緩衝器 154.. .系統計時單元 160.. .第一影像子畫面 161.. .第二子晝面 163.. .垂直距離 164…水平距離 170.. .像素 171.. .像素 180…第三子晝面 181···第四子晝面 182…水平距離 183.. .垂直距離 185.. .第一影像子晝面位置 186.. .第二影像子晝面位置 187…第三影像子畫面位置 188.. .第四影像子畫面位置 190.. .像素 191.. .像素

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Claims

!255143 .氣7· 、申請專利範圍：種用於顯示影像之顯示系統，包括： "周變器’其被設計以產生依序承載多個彩色影像子 5 旦面之光線’其中各彩色影像子晝面對應於多個彩色中之一個彩色； 10 顯不光學裝置，其被設計以顯示該光線，以致於將 /夕個彩色影像子晝面連續顯示以形成該影像；以及擺動裝置，其被設計將光線在各該彩色影像子晝面之頌示間移動，以致於此彩色影像子晝面對應於：在各夕個影像子晝面位置巾賴示該多鋪色巾各彩色。如申请專利範圍第丨項之顯示系統，更包括：一影像處理單元，其被設計以處理界定該影像之影像貝料，以及產生該影像子畫面；以及 15 ^序列彩色裝置，其被設計將有彩色光線照射在該調、、S、、、之表面丄，5亥彩色光線具有彩色，其經由多個彩色依序轉換；其中，設計該調變器，根據數目彩色之影像子畫面以凋變该彩色光線，以產生承載該多個彩色影像子晝面之該光線。 20 如申請專利範圍第㈣之顯示系統，其中該多個彩色影像子畫面所包括彩色影像子晝面之數目等於：影像子畫面位置之该數目乘以該多個彩色中彩色之數目。如申請專利範圍第1項之顯示系統，#中該調變器包括：在矽上液晶（LCOS)之陣列。 33 4 ‘ W- 替換ll •如申請專利範圍第1塌夕 ,· 乐1員之顯示系統，其中該調變器包栝·微鏡陣列。申請專利範圍以項之顯示系統，其中該擺動裝置包括·電流計鏡。 ·-種用於顯示影像之顯示系統，包括：凋文為，其被設計以產生依序承載多個彩色影像子之光線’ β多個彩色影像子晝面被分割成若干組不同心色之第―、第二、以及第三彩色影像子晝面； J』不光予4置，其被設計簡示該光線，以致於將 /夕個心色衫像子晝面連續顯示以形成該影像；以及 ^動衣置’其被設計將光線位移，以致於在各該數、且中之4第-與第二彩色影像子畫面是顯示於多個影像子晝面位置之-中，以及在各該數目組中該第三彩色影像子畫面是顯示於該等多個影像子晝面位置之另一中〇一種顯示影像之方法，其包括以下步驟：以调《產生光線，其依序承載多個彩色影像子畫面，其中各彩色影像子晝面獨特地對應於此多個之一彩色；書顯示該光線’以致於連續顯示該多個彩色影像子面以形成該影像；以及以將該光線在各該彩色影像子畫面之顯示間移動致於此彩色影像子畫面對應於在各多個影像子書面位置中顯不之該多個彩色中之各彩色。

9·如申請專利範圍第8項万法，其中該多個彩色影像子晝面所包括彩色影像子查& — & 家十畫面之數目等於··影像子晝面位置之該數目乘以該多個彩色之數目。 ίο.-種顯示影像之方法，其包括以下步驟：產生光線，其依序承«個彩色影像子晝面，該多個彩色影像子畫面被分割成若干組不同彩色之第一、第一、以及第三彩色影像子畫面；顯示該光線，以致於連續顯示該多個彩色影像子畫面以形成該影像；以及 10

將該光線移動，以致於在各該數目組中之該第一與第二彩色影像子畫面是顯示於多個影像子畫面位置之一中，以及在各該數目組中之該第三彩色影像子晝面是顯示於該等多個影像子晝面位置之另一中。

35 1255 H3 年七、指定代表圖： (一）本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二）本代表圖之元件符號簡早說明. 100.. .顯示系統 101…光源 102.. .序列彩色裝置 103.. .空間光線調變器 104.. .擺動裝置 105.. .顯示光學裝置 106.. .影像處理單元八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：