TWI432708B - 基於可調整個別定址法比 - 培羅特濾波器之投影機 - Google Patents

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Description

基於可調整個別定址法比-培羅特濾波器之投影機
例舉之實施例係有關於微機電系統。其發現與包含獨立定址之法比-培羅特膜之陣列之投影裝置有關之特別應用，並在此將特別參照說明。
平板顯示器，如液晶顯示器(LCD)係被廣泛地用在各種不同的應用上，包括手錶、手機、以及電視顯示器。這些顯示器係取決於三原色之亮度的組合以達成色彩的範圍。此可在LCD上達成之色彩的範圍與強度(intensities)通常是受限的。在顯示色彩豐富之色調時，高解析度與低電力消耗的挑戰仍然存在。
投影系統具有下列優點：由於其可比平裝本的書還小，並可不顯眼地安裝在天花板或牆上，故當關掉時，是不引人注目的。投影系統之尺寸也可作得便於攜帶的。LCD與以微機電(MEMS)為基礎之投影機係普遍用於商業與家庭劇院投影系統。在LCD投影機中，光係透過液晶層而發送，其中該液晶層係藉由改變其極化而阻擋或通過光，以響應施加之電壓。該色彩係來自設置於網格(grid)中之紅、綠或藍色濾波器，其中該網格係對應可組成一個完整像素的三個子像素之各個。以MEMS為基礎之投影機典型地使用反射鏡之陣列以反射光至螢幕或將其隔絕，利用來自光通過旋轉色輪(spinning color wheel)之色彩，使用反射鏡移動之時序來決定將顯示於螢幕上之每一色彩量。為產生高 清晰影像，需要可個別操作的大量反射鏡，典型的等級約為一百萬個反射鏡。由於其最大工作週期只能為33%(假設三種色彩)，故該色輪之使用會限制任何一種色彩之飽和。這二種方法之色域(color gamut)係被限制以著色於由三個濾波器所界定之彩色圖示中之三角內部。因此該投影機無法顯示比其濾波器還高之色度的色彩，其不包括約人眼可見之色彩的一半。此外，由於該兩個系統需要RGB之組合(地理分離或及時快速地循環)以於可見範圍中產生不同的色彩，故會限制該色彩之範圍。
2001年9月25日Sun等人所提出之美國專利第6,295,130號，其揭示一種法比-培羅特(Fabry-Perot)空腔分光光度計。Greer等人於美國專利第6,980,346號揭示一種顯示裝置，其採用一種具有可調光學特性之法比-培羅特濾波器。
例舉實施例之觀點係有關於投影系統與方法。
在一觀點上，投影系統包括一含有複數可調法比-培羅特濾波器之顯示裝置，每一濾波器係構成為在電磁光譜之可見範圍之頻寬中濾波器傳送輻射狀態，與電磁光譜之可見範圍外之頻寬中濾波器傳送輻射狀態之間變換。照明器(illuminator)提供光至複數法比-培羅特濾波器。控制系統接收影像資料並控制顯示裝置以投影影像至相關聯的顯示表面上。此控制系統包括一調變器，其提供波長調變信號至複數法比-培羅特濾波器以調變影像中像素的色彩，並使 得在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器變換至可見範圍外部之頻寬中，以調變影像中像素之亮度。
在投影系統中，說明之顯示裝置因而可再包括一投影鏡頭系統，用以放大投影之影像。此投影鏡頭系統可包括複數微型鏡頭，投影鏡頭系統聚集從相鄰濾波器接收之部分影像。此投影系統可更包括一螢幕，藉由顯示裝置投影影像於其上。此投影系統螢幕可遠離顯示裝置。投影系統螢幕可為反射的。該投影系統調變器可使得在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器，在人眼無法分別察覺之該二頻寬中之頻率上，變換於可見範圍中之頻寬與可見範圍外部之頻寬之間。此投影系統調變器可使得在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器，在至少為20Hz之頻率上變換於可見範圍中之頻寬與可見範圍外部之頻寬之間。此頻率可至少為60Hz。亮度調變器可使用分時多工使得在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器變換於頻寬之間。該顯示裝置可更包括一鏡頭，其在照明器與該等法比-培羅特濾波器中間。在電磁光譜之可見範圍中，每一法比-培羅特濾波器可選擇地在複數頻寬之任何一頻寬中傳送輻射。每一法比-培羅特空腔可包含一對反射鏡，並且該控制系統可基於影像資料調整該對反射鏡之間的距離。該反射鏡可支撐於透明基板上。法比-培羅特濾波器可配置為一陣列。該等法比-培羅特濾波器之每一濾波器可個別地定址。
在另一觀點下，投影影像之方法包含接收欲投影之影 像的影像資料，以及照明複數可調之法比-培羅特濾波器。每一該等濾波器係構成為在電磁光譜之可見範圍之頻寬中濾波器傳送輻射狀態，與電磁光譜之可見範圍外之頻寬中濾波器傳送輻射狀態之間變換。此方法更包括控制該可調之法比-培羅特濾波器來投影影像至相關聯之顯示表面上的步驟，該步驟包括提供波長調變信號至複數法比-培羅特濾波器以調變影像中像素之色彩，以及使得在法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器以變換至可見範圍外部之頻寬中，依據影像資料調變影像中像素之亮度。
在已說明之方法中，使得在法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器變換至可見範圍外部之頻寬中的步驟，可包括使得在法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器在至少為20Hz之頻率上變換於可見範圍中之頻寬與可見範圍外部之頻寬之間。此頻率可至少為60Hz。該方法更可包括利用包含複數微型鏡頭的鏡頭陣列來發散(diverge)影像。一實體電腦程式產品可包括電腦可執行指令，以執行該方法。
在另一觀點中，投影系統包括供應欲投影之影像之影像資料的影像來源，以及安裝於共用透明基板上之個別可調法比-培羅特濾波器之陣列，每一該等濾波器係構成為經由該陣列來傳送可視光。照明器提供光至複數法比-培羅特濾波器。控制系統接收影像資料並控制顯示裝置以投影影像至相關聯之顯示表面上。該控制系統包括一調變器，提供波長調變信號至複數法比-培羅特濾波器，以調變影像中 像素之色彩。鏡頭系統包括微型鏡頭之陣列，其位於濾波器之陣列與相關聯之顯示表面中間。
例舉之實施例係有關於一種顯示系統，並更特別地關於一種如電視投影系統之投影顯示系統，以及有關於一種顯示電氣儲存之資訊的方法。
該顯示系統可包括法比-培羅特陣列以及照明器。每一陣列之空腔可調整以傳送內進影像像素色彩分離之色彩。針對每一色彩分離之影像像素，多重灰(亮度)階可透過傳送光之分時多工來達成。在各種例舉之系統與方法中，顯示系統可為二維平板矩陣顯示系統，在影像之每一個別像素具有對應各個空腔尺寸之色彩，而灰階係使用空腔之分時多工來達成。在其它實施例中，可藉由在相同波長帶或不同波長帶上傳送的複數空腔之輸出組合來產生影像像素。該空腔之尺寸與分時多工可提供不受制於裝置且具有色彩豐富之色調的影像顯示。
例舉之實施例包括密集裝入、個別定址之具有空腔的法比-培羅特單元(濾波器)二維陣列，其提供藉由電壓之施加而激發的可調空隙(gaps)。當該空隙改變時，來自法比-培羅特空腔之上與下表面的反射會造成干涉，並且傳送光之結果波長產生構造上的干涉。隨著時間改變濾波器波長帶之能力可致能該濾波器達成比其它投影與平板系統還寬廣的波長範圍。色彩的範圍是取決於法比-培羅特濾波器之解析度，其可從約5到100nm，例如，小於50nm，並且在 一實施例中，可約為10nm。每一濾波器可因而在可視區域中(約400nm~700nm)具有約31階，於每一頻帶中對應具有峰值波長之31個波長帶。在一實施例中，可藉由結合二個或更多法比-培羅特濾波器之輸出來產生色彩，例如二個或三個波長帶可混合在一起。例如，藉由結合各具有偏移波長峰值的三個濾波器，能表現出寬廣的色彩範圍。在一實施例中，一些色彩可於二個(或更多)階層之間藉由快速變換濾波器而產生，其中該變換動作係基於在二個色彩為人眼不能辨別並且看起來像是單一結合色彩之充分速度上。
參照第1圖，例舉之投影系統包括顯示裝置10、影像來源12、控制系統14，其中該控制系統包含調變器15、如一光源之照明器16以及顯示表面18。
該顯示表面18可為如放置於牆上之電影螢幕之螢幕，或形成一部分背投影電視機之螢幕，可在牆或其它表面藉由觀看者的眼睛19於相當距離觀看影像。在一實施例中，顯示表面為一反射表面，亦即，其反射比其傳送還多的光。該顯示表面可遠離顯示裝置10，使得由該顯示器所發射之影像在到達顯示表面以前，就放大數倍，如至少5倍，並且在一些實施例中至少10倍或至少50倍。
該顯示裝置10包括可調法比-培羅特濾波器22之二維陣列20，其可個別定址或定址作為小群組法比-培羅特濾波器。來自光源之光係藉由如聚集鏡頭之第一光學系統24聚焦於顯示裝置上，其可產生光之準直光束以照明陣列。一第二光學系統26，於陣列與顯示表面18中間，可包括一個 或更多投影鏡頭。在說明之實施例中，該第二光學系統26包含投影(發散)鏡頭27，其並包括與其保持間隔之聚集鏡頭28，該二鏡頭包含複數鄰接微型鏡頭29。
該影像來源12可為任何適當的數位影像之來源，如彩色影像，並可包括例如一個或更多數位視訊影碟(DVD)播放器、無線電視調諧器(例如接收區域或衛星訊號)、電纜電視調諧器(例如利用電子或光學信號接收)，以及特別是無線計算裝置(例如筆記型電腦、個人數位助理(PDA)，以及桌上型電腦)。
照明器16可包含一個或多個白光發光源，如一個或多個鹵素燈、螢光燈、高強度發光二極體(LEDs)以及當供給能量時其它於波長遍及光譜之可見範圍中可產生光之高強度光源。不管濾波器之特性為何，由於當光源在其光譜中具有空隙時，則該投影器將不能顯示該波長，所以可實現之色彩範圍在某種程度上是取決於光源。若照明之強度於光譜(如陽光)上變化時，其可藉由改變濾波器存在於每一階層中之時間量、耗費較長時間在照明中具有較少呈現之色彩上來調和。
第二光學系統26之微型鏡頭29可使用鑄模產生。或者，例如如SU8(基於完全環氧化之光影像環氧化物、雙酚-A(bisphenol-A)/甲醛酚醛清漆異量分子聚合物，從Shell Chemical而可得到)之環氧樹脂之聚合物可製成圖案並接著流回以產生理想之形狀。或者，可使用一自我聚焦(SELFOC)鏡頭陣列。此等鏡頭可從例如NSG美國公司 Somerset NJ 08873得到。
每一法比-培羅特空腔或濾波器22之基本結構包含陣列20，其可被例如美國專利第6,295,130號以及共同申請案11/092,635號揭示。一般而言，法比-培羅特濾波器包括二個被空隙所分離之微型反射鏡。此空隙可為空氣空隙，或可填滿液體或其它材料。該微型反射鏡可藉由主要為矽(夠薄以避免吸收太多光)或氮化矽之膜來定義，並可選擇性地塗覆多層分佈式布拉格反射器(DBR)堆疊，或如金之高反射金屬層。可調整該二個反射鏡之間的施加電壓以改變二反射鏡之間的距離。二個反射鏡之間的間隔也稱為空隙的尺寸。由於多重反射而於空隙內部產生干涉效應，因此只有具特定波長帶之入射光可通過該空隙。取決於空隙的距離，其可完全阻擋可視光或傳送接近最大值。任何由所有光之阻擋所產生之熱消散均可使用風扇或其它空氣循環系統從裝置排除。
控制系統14係個別或以小群集(cluster)來定址法比-培羅特濾波器，以完成所選擇之影像中每一像素之波長帶以及一所選擇之灰階或強度。圖式之控制系統包括調變器15，其包含影像資料調變器30、波長調變器32、亮度調變器34，該亮度調變器可為個別元件或結合為單一調變元件。除了調變器15外，該控制系統14可更包括記憶體36、介面裝置38以及控制器40，所有均藉由一接線或資料匯流排42而互相連接，並將於稍後作詳細說明。
例如，第2圖顯示部分陣列20之側視圖，其包括微機 電可調裝置之一個實施例，該裝置具有法比-培羅特(F-P)微機電可調之法比-培羅特濾波器100，而該法比-培羅特濾波器100將在此稱為干涉計(interferometer)或法比-培羅特濾波器。第3圖為法比-培羅特濾波器100之頂部示意圖。如第2圖中所示，此法比-培羅特濾波器100可包括第一反射鏡110以及第二反射鏡112。在各種不同的例舉實施例中，此第二反射鏡112可包括分佈式布拉格反射鏡(DBR)，其包括三對的四分之一波長Si/SiNx 堆疊。該第一反射鏡110可包括分佈式布拉格反射鏡(DBR)，其包括二對的四分之一波長Si/SiNx 堆疊。SiNx 可為Si3 N4 。在另一實施例中，一個或二個反射鏡可主要為Si。加了DBR於所需之波長上導致一較尖的光譜尖部，其增加光譜解析度。
一般來說，波長可調之光學濾波器之操縱方法可大致被分類為二個種類。其中一種係藉由施加至反射器之外力而調整反射鏡間之距離，並藉由如靜電法而連結至反射鏡之結構提供一恢復外力，以及另一種係藉由如熱膨脹法、電磁法或外部機械力法而連接至反射鏡之操縱主體的變形。
如第2圖中所示，該法比-培羅特濾波器100也可包括第一與第二電極114、116。該第一電極114可經由支撐元件118於第一反射鏡110上形成。該第二電極116可夾於第二反射鏡112與基板120之間。
該基板120可具有可為孔洞或透明部之部位122。該支撐元件118與第一及第二電極114、116可為透明的。氧化 錫銦(ITO)可被用以形成透明電極114、116。
該第一與第二反射鏡110與112可藉由空腔130而被分離以於其中界定一空隙距離132。該空隙距離132表示空腔130之維度並可稱為空腔130之尺寸或高度。
第一與第二反射鏡110與112藉由如複數彈簧134之彈性部件於空間中維持分開關係，每一係與各自之固定部(anchor)136相結合。該彈簧134係於第一末端連接至支撐元件118並於第二末端連接至第一反射鏡110，致使第一反射鏡110從第二反射鏡112間隔以界定空腔130，同時允許相對於第二反射鏡之移動。
改變該空隙距離132或以其它方式調整最小與最大量，以調整經由法比-培羅特濾波器所傳送之光之波長。例如，藉由施加5~100伏特範圍內之電壓跨於透明底部電極116與透明頂部電極114、或施加在10-11 庫侖範圍內的電荷於透明底部電極116與透明頂部電極114上，藉以使第一反射鏡110變形而在維度上變化，可造成空腔130之空隙距離132約300nm到500nm的改變。在此，電極114與電極116可形成一電容器並且法比-培羅特濾波器100可具有一相關之電容值。例如，當空腔130之空隙距離132減少時，法比-培羅特傳送峰值變換至較短的波長。
該空隙距離132可以各種不同的方式改變。例如，該空隙距離132可以其中第一反射鏡110保持不動同時第二反射鏡112相對於第一反射鏡110而移動之方式來改變。或者，該空隙距離132可以其中第二反射鏡112保持不動 同時第一反射鏡110相對於第二反射鏡112而移動之方式來改變。或者，該空隙距離132可以其中第一反射鏡110與第二反射鏡112二者均相對於彼此而移動的方式來改變。在各種不同的例舉實施例中，第一反射鏡110與第二反射鏡112係維持互相平行而不管其間之相對移動。
再者，空腔130之尺寸除了施加電壓外之機制而改變。例如，空腔130之尺寸可藉由機械的、熱的或磁的機制而改變。
在如第2圖中所示之法比-培羅特濾波器100，可透過頂部電極114而在法比-培羅特濾波器100之頂部接收光。該接收的光能以已調整之波長來透過空腔130及基板120之部位122而傳送。
顯示裝置10可被構成以避免或最小化因濾波器22之間的間隔而導致投影影像像素之間的無效空間。一可達成的方式係藉由使法比-培羅特濾波器22處於接近它們之間的小空間。第4與5圖顯示二個適當的投影系統之設計。如第4圖中所示，陣列20可包括複數鄰接設置之法比-培羅特濾波器22。為了清楚起見，只有支撐元件118、彈簧134以及固定部136於此圖中圖解說明，反射鏡與電極均沒有顯示。雖然第4圖係顯示一個5x5的空腔130陣列，但在實際上較大的陣列是可被理解的，並且包括至少600dpi(每線性英吋的裝置數)作為NxM陣列，其中N與M為整數。在某些實施例中，濾波器22在平面上的兩個維度都小於50μm，例如20~25μm，對應約1000~1200dpi。
在第4圖中，界定第一反射鏡110的薄矽膜(沒有顯示)係直接依附於容許其移動之矽彈簧134。此矽膜係薄到即使是在低可視波長上也足以成為透明。在第5圖之實施例中，氮膜(沒有顯示)在角落上係依附至支撐元件118。該膜之間的空間係指示為160。以第4圖版本之矽膜放大示意圖係顯示於第6圖中並且第7圖為斷面圖，其中說明反射鏡110、112之分佈式布拉格反射器162、163。反射器162係被支撐於矽膜164上。
說明之膜164於其上表面上支撐頂部電極114。或者，該膜可作為頂部電極。此具有某些優點，當電極之二板係一起接近時，造成靜電吸引力變強，放置該電極於電極的頂部是有益的。由於反射鏡層非常薄，因此作為第二電極之膜傾向產生幾乎與光學空隙相同之靜電空隙。當激發靜電裝置並且平板間之空隙約為其初始值的三分之二時，靜電力克服彈簧之偏動效應並導致平板吸附在一起(snap together)。此動作係不可被控制的，並因而將可控制之動作限制在約總靜電空隙之三分之一。由於光學空隙具有從約350nm到200nm之範圍是理想的，其減少大於一半，若該膜作為電極時，則在超過此範圍時激發可能會是無法控制的。藉由放置電極於頂部上，靜電空隙係大於光學空隙，並且該較大空隙的三分之一針對光學空隙提供理想的動作範圍。
於鄰接膜之間之無效空間數量係相似於二種膜之類型，約為可圖案化並蝕刻之3X最小空間+2X最小線寬，或 約5-10μm。在間隔1μm最小線與空間160之600dpi中，無效空間量約為裝置面積之25%。由於濾波器22可作成如20~25μm一樣小，或1000~1200dpi，所以該無效空間160會在裝置面積中佔更大的百分比。在傳統系統中此無效空間之效應為”網格效應(screen door effect)”，一黑網格疊加於影像上是令人討厭的，特別是當特寫觀看時。然而，縮小該裝置之主要好處為較低的成本，或增加整個像素數量。
如第8圖中所示，藉由附加一鏡頭陣列26而該效應可於影像中被最小化，其擴大從每一像素發出的光，致使其於投影影像上填滿其設置空間。
在替代之實施例中，濾波器22也可以配置成其它幾何形狀如三角形、菱形、六邊形、梯形或平行四邊形中。該陣列20可再細分為區塊，每一區塊具一分離基板，其可形成空腔130之區塊。複數區塊可用在一陣列中以形成較大的顯示系統。
在各種不同的例舉實施例中，每一該等濾波器22可包括一直接附加至矽彈簧134之矽膜，致使此矽膜可移動以改變空腔之尺寸。在各種不同的其它例舉實施例中，該濾波器可包括多個膜作為附加至支撐元件之平行板。該等濾波器20可設置互相接近且在該等之間無太多浪費之空間，致使鄰接膜之間的”無效空間”之數量可被降低或甚至最小化，並且可增加或甚至最大化用以顯示之空間。
在一實施例中，鏡頭系統26之微型鏡頭29用以聚集從鄰接濾波器22所接收之部分影像，以最小化該無效空間，如第8圖中所示。
再參照第1圖，其係說明藉由調變器15而控制法比-培羅特陣列20。該調變器15可被連接至法比-培羅特陣列20，並可包括一空隙控制電路，其控制每一空腔中反射鏡之移動。基於影像調變資料，每一濾波器22係被控制以具有理想空腔尺寸，以容許單獨的波長帶或集體的波長帶之傳送。該單獨的或集體的波長帶係對應各自影像像素之色彩。
該法比-培羅特濾波器也針對每一色彩分離之影像像素而控制以提供多重灰階(亮度等級)。例如，透過對所傳送之光進行分時多工來控制空腔，以針對每一色彩分離之影像像素提供多重灰階。該法比-培羅特濾波器係可被調整的濾波器，致使任何可被傳送之電磁輻射在人眼知覺限制(一般為400~700nm)之頻寬以外(“可見範圍”)。藉由於法比-培羅特濾波器在可見範圍中傳送之狀態與任何所傳送之輻射在可見範圍以外之狀態之間的變換，可而達到不同的灰階。當所有預選之傳送波長於可見範圍內掃描時，該像素完全地成為”on”，頻寬係典型地小於60毫秒。當沒有在可見範圍內的光被傳送時，該像素完全地成為”off”，於這二個限制之間的傳送產生灰階等級。
為限制分佈至影像像素之發光量，可將多餘的光移至光譜之不可見範圍中，如紫外線或紅外線。或者，可藉由適當地調整空腔之尺寸而完全阻擋多餘的光。例如，以一半的亮度來顯示光之波長，該膜可針對該波長耗費一半時 間設定空隙(空腔之尺寸)，並且另一半在空隙上，於可視光譜中沒有在任何地方構成干涉。
在分時多工中，操作電路之時間解析度，如調變器15或用於與調變器連接之電路，係對於波長可能的灰階數(亮度等級)設定一限制。例如，若T為人眼知覺時間頻寬的時間限制以響應色彩改變，並且i表示可用於法比-培羅特可調濾波器中針對傳送光譜之可調離散峰值波長，接著，針對傳送模式顯示，灰階可由下列積分式表示： 其中Si(λ)係藉由指數i來表示針對離散峰值波長設定之法比-培羅特濾波器的傳送光譜。
λmin 與λmax 為光譜之可見範圍或任何合併傳送波長所需之適當範圍中之最小與最大波長。
gi_100 表示用以正規化灰階gi (t)針對頻道指數i 之最大灰階。
當顯示裝置需要N個灰階(對於顯示系統來說，N典型為256)並在分時多工情況下，頻道i維持”on”的總時間係滿足下列條件：
方程式(1)與(2)之修正版本可針對傳送類型顯示器，用以產生多重灰階。M個頻道之灰階可表示如下：gi (j)=Tj Vi 至於i=1，2，3，.....，M及j=1，2，....，N...(3)其中Vi 可基於方程式(1)而於下列得到： 方程式(3)與(4)針對顯示裝置提供灰階。
如第1圖中所示，從光源16發出之光通過法比-培羅特陣列20。已調變的光藉由法比-培羅特陣列產生並直接照至螢幕上以觀看。此已調變的光可包含一影像。調變影像之每一像素對應陣列20中之一個(或更多個)濾波器22。像素之色彩係藉由空腔之空隙距離132而控制。像素之亮度係藉由空腔之分時多工而控制。因此，空腔130之陣列可對應像素之陣列，並因此可對應具有像素陣列之影像。然而，可被了解的是，二個或多個濾波器22可對應影像之像素。
該影像資料調變器30轉換從影像來源所接收之影像資料為調變資料，以產生一影像。此影像資料可包括影像之每一像素的色彩值，如L*a*b值或RGB值。調變資料可包括控制信號，用以改變施加至濾波器之電極之電壓，其導致提供理想波長帶之空隙距離132單獨服務或結合理想色彩值，並且分時信號用以控制濾波器22於可見範圍外部所花費之時間比例，以完成選擇亮度值。該波長調變器32提供控制信號以控制特定時間空腔之尺寸。該亮度調變器34提供控制信號以控制濾波器22之分時多工。產生之調變影像可在藉由法比-培羅特顯示裝置10顯示以前，暫時儲存在記憶體36中。
已調變之影像可為從白光通過陣列20之連續已調變影像之一。該連續影像可被製成如電視或電影之動畫。該 連續動畫也可呈現如照片或一頁原文內容之靜態影像。
特別地是，當光通過陣列20時，針對像素所需涵蓋的色彩範圍之光譜空間中，從該陣列得到足夠的色彩掃描，從波長調變器32使用調變資料而對應法比-培羅特空腔尺寸的調整。色彩掃描可在如20Hz(從一頻寬到另一頻寬並再返回之二十個完整循環)或更高頻率之高頻上實行，使得人眼不能於離散空隙設定之已濾波色彩之間辨別。在一實施例中，該濾波器係於60Hz頻率之頻寬或較大頻寬(約等於15-20ms)之間變換。因此，顯示裝置10藉由選擇傳送非常窄的波長或集合一群波長至每一影像像素，而可以各種不同的波長顯示彩色影像。同樣地，針對分時多工來說，只有在第二頻寬在可見範圍外部之情況下，亮度調變器34可於頻寬之間變換。
在第4圖中，法比-培羅特陣列可包括薄膜之二維陣列並可為可定址為群組、或獨立地取決於應用的矩陣。在可定址為群組之矩陣中，大於一個法比-培羅特空腔將可被一起激發，以傳送相同的波長。定址一群組或獨立定址單一空腔允許不同波長同時通過濾波器。藉由調變用於驅動空腔130的電壓信號，能以調變器15執行該定址之激發。
第9圖係針對控制一顯示裝置略述一例舉程序。可被了解的是，步驟的順序不需要一定按照第9圖中所示之順序，並且第9圖中之一個或多個步驟可被省略或可被提供不同的步驟。如第9圖中所示，在步驟S500程序開始並繼續進行至步驟S510，其中在顯示裝置10上接收來自照明器 的光。接下來，在步驟S512，接收影像資料。在步驟S514，轉換資料為包括波長資訊與亮度資訊之調變信號。在步驟S516，控制顯示裝置之陣列以基於調變信號產生影像之各個像素之陣列。接著，在步驟S518，該產生之影像顯示於螢幕上。在步驟S520結束此程序。
第9圖中所述之方法可以可於電腦上執行之電腦程式產品來實施。此電腦程式產品可為於其上記錄控制程式之可讀取記錄媒體，或可為傳送載波，其中控制程式係實體化為一資料信號。
10‧‧‧顯示表面
12‧‧‧顯像來源
14‧‧‧控制系統
15‧‧‧調變器
16‧‧‧照明器
18‧‧‧顯示表面
19‧‧‧觀看者之眼睛
20‧‧‧二維陣列
22‧‧‧可調法比-培羅特濾波器
24‧‧‧第一光學系統
26‧‧‧第二光學系統
27‧‧‧投影鏡頭
28‧‧‧聚集鏡頭
29‧‧‧鄰接微型鏡頭
30‧‧‧影像資料調變器
32‧‧‧波長調變器
34‧‧‧亮度調變器
36‧‧‧記憶體
38‧‧‧介面裝置
40‧‧‧控制器
42‧‧‧資料匯流排
100‧‧‧可調之法比-培羅特濾波器
110‧‧‧第一反射鏡
112‧‧‧第二反射鏡
114‧‧‧第一電極
116‧‧‧第二電極
118‧‧‧支撐元件
120‧‧‧基板
122‧‧‧部分
130‧‧‧空腔
132‧‧‧空隙距離
134‧‧‧彈簧
136‧‧‧固定部
160‧‧‧空間
162、163‧‧‧布拉格反射器
164‧‧‧矽膜
S500、S510、S512、S514、S516、S518、S520‧‧‧步驟
第1圖為依據例舉實施例之投影系統之示意圖；第2圖為依據第一例舉實施例之例舉法比-培羅特濾波器之側面斷面圖；第3圖為例舉布立-伯羅濾波器之頂部平面圖；第4圖為依據第一例舉實施例之布立-伯羅陣列之頂部平面圖；第5圖為依據第二例舉實施例之布立-伯羅陣列之頂部平面圖；第6圖為第4圖之陣列之放大頂部平面圖；第7圖為第6圖之陣列之側面斷面圖；第8圖為第1圖之顯示系統之放大側面圖；以及第9圖說明投影一影像之例舉方法之步驟。
10‧‧‧顯示表面
12‧‧‧顯像來源
14‧‧‧控制系統
15‧‧‧調變器
16‧‧‧照明器
18‧‧‧顯示表面
19‧‧‧觀看者之眼睛
20‧‧‧二維陣列
22‧‧‧可調法比-培羅特濾波器
24‧‧‧第一光學系統
26‧‧‧第二光學系統
27‧‧‧投影鏡頭
28‧‧‧聚集鏡頭
29‧‧‧鄰接微型鏡頭
30‧‧‧影像資料調變器
32‧‧‧波長調變器
34‧‧‧亮度調變器
36‧‧‧記憶體
38‧‧‧介面裝置
40‧‧‧控制器
42‧‧‧資料匯流排

Claims (9)

  1. 一種投影系統，包含：顯示裝置，包含複數可調法比-培羅特(Fabry-Perot)濾波器，該等濾波器之每一者係構成為在電磁光譜之可見範圍內之頻寬中濾波器傳送輻射之第一狀態與電磁光譜之可見範圍外部之頻寬中濾波器傳送輻射之第二狀態之間變換；照明器，其對該等複數法比-培羅特濾波器提供光；以及控制系統，其接收影像資料並控制該顯示裝置以將影像投影至相關聯之顯示表面上，該控制系統包含一調變器，該調變器：對該等複數法比-培羅特濾波器提供波長調變信號以調變影像中像素之色彩；且使在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器以變換至該第二狀態中，以調變影像中像素之亮度；其中，該顯示裝置更包含用以放大投影影像之投影鏡頭系統，該投影鏡頭系統包含複數微型鏡頭，該投影鏡頭系統將由相鄰濾波器所接收之影像的部分聚集，以減少黑網格在顯示表面顯現；其中，複數法比-培羅特濾波器之每一者可包括一直接附加至矽彈簧之矽膜，致使該矽膜可在複數法比-培羅特濾波器之每一者的第一反射鏡與第二反射鏡之間被改變尺寸。
  2. 如申請專利範圍第1項之投影系統，其中該調變器使得在該等法比-培羅特濾波器中選擇其中之一者傳送一頻率在該第一狀態與該第二狀態之間作變換，其中該第一狀態與該第二狀態分別不被肉眼所察覺。
  3. 如申請專利範圍第1項之投影系統，其中該調變器使得在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器，以至少20Hz之頻率在該第一狀態與該第二狀態之間變換。
  4. 如申請專利範圍第1項之投影系統，其中該調變器使用分時多工使得在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器於該第一狀態與該第二狀態間作變換。
  5. 如申請專利範圍第1項之投影系統，其中該顯示裝置更包含一鏡頭，其處於該照明器與該等法比-培羅特濾波器中間。
  6. 如申請專利範圍第1項之投影系統，其中在電磁光譜之可見範圍中，該等法比-培羅特濾波器之每一者係可選擇地傳送位於複數頻寬之任何一者中的輻射。
  7. 一種投影影像之方法，其包含：接收將被投影之影像的影像資料；照明複數可調之法比-培羅特濾波器，該等濾波器之每一者係構成為在電磁光譜之可見範圍內之頻寬中濾波器傳送輻射之第一狀態與電磁光譜之可見範圍外部之頻寬中濾波器傳送輻射之第二狀態之間轉移；控制該等可調之法比-培羅特濾波器以將影像投影至相關聯之顯示表面上，其包括提供波長調變信號至複數 法比-培羅特濾波器，以調變影像中像素之色彩，並使在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器變換至該第二狀態中，以依據影像資料調變影像中像素之亮度；其中，該顯示裝置更包含用以放大投影影像之投影鏡頭系統，該投影鏡頭系統包含複數微型鏡頭，該投影鏡頭系統將由相鄰濾波器所接收之影像的部分聚集，以減少黑網格在顯示表面顯現；其中，複數法比-培羅特濾波器之每一者可包括一直接附加至矽彈簧之矽膜，致使該矽膜可在複數法比-培羅特濾波器之每一者的第一反射鏡與第二反射鏡之間被改變尺寸。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中使在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器轉移至可見範圍外部之頻寬中之步驟，包含使得在該等法比-培羅特濾波器中所選擇之複數濾波器以至少20Hz的頻率於該第一狀態與該第二狀態之間轉移。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中更包含利用包含複數微型鏡頭之鏡頭陣列來發散該影像。
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