[发明专利]用于减少各彩色像素之间的伪色的彩色显示系统

说明书

本申请是2006年7月12日提交的临时申请60/830,263的非临时申请。临时申请60/830,263是2005年5月3日提交的未决美国专利申请11/121,543的部分继续(CIP)申请。申请11/121,543是三个在先提交的申请的部分继续(CIP)申请。这三个申请是由本专利申请的申请人于2003年11月1日提交的10/698,620、于2003年11月1日提交的10/699,140以及于2003年11月1日提交的10/699,143。在此通过引用将这些专利申请的公开内容并入本专利申请中。

技术领域

本发明涉及图像显示系统。更具体来说，本发明涉及具有被特殊配置并控制的空间光调制器或光源的显示系统，用于利用色序制显示技术来减少伪色在彩色显示器中所引起的虹彩效应。

背景技术

尽管近几年来在使用机电微反射镜器件作为空间光调制器的技术上已有了重要进步，但当采用机电微反射镜器件来提供高质量图像显示时仍存在限制和困难。具体来说，应用色序制显示系统来投射显示图像，图像具有不希望的“虹彩”效应。特别是，HDTV格式的显示系统变得普及并且屏幕上的图像尺寸变得越来越大，例如对角线尺寸超过100＂。当规范是100＂大小的图像包括1920×1080个像素时，屏幕上的像素尺寸大于1mm。类似的是，对于50＂大小的图像和XGA像素，像素尺寸是1mm。投射光学系统的放大倍率是50到130。观察者能够看到屏幕上的每个像素，因此，显示系统需要由以超过10位到16位的长度来表示灰度级的字所控制的大量灰度级，并且虹彩效应也必须被有效地消除，以提供高质量的显示系统。此外，当显示图像是被数字控制时，图像质量由于图像没有以充足的灰度级显示而受到不良影响。

因为其作为空间光调制器(SLM)的应用，机电微反射镜器件已经引起了相当大的兴趣。空间光调制器要求相对大量的微反射镜器件阵列。总体上，每个SLM要求的器件的数量从60,000到数百万。参照图1A，相关的美国专利5,214,420中公开的一种数字视频系统1，包括显示屏幕2。光源10用于产生显示屏幕2的基本照明的光能量。产生的光9由反射镜11进一步汇聚并导向透镜12。透镜12、13以及14形成光束柱化器(beam columnator)以用于将光9聚焦为光柱8。空间光调制器15由计算机通过经由数据线18发送的数据来控制，以有选择地将来自路径7的光的一部分重导向透镜5从而显示在屏幕2。SLM 15具有包括可切换反射元件阵列的表面16，所述反射元件例如为微反射镜器件32，诸如作为附接到铰接件30的反射元件的元件17、27、37以及47(如图1B所示)。当元件17处于一个位置时，来自路径7的光的一部分沿着路径6被重引向透镜5，在此沿着路径4被放大或扩展以照射到显示屏幕2上，从而形成被照亮的像素3。当元件17处于另一位置时，光不被重引向显示屏幕2，因此像素3将是暗的。

如专利5,214,420以及大多数传统显示系统所实施的那样，微反射镜的开关状态的控制方案使显示质量受到限制。具体来说，当应用控制电路的传统配置时受到如下限制，即传统系统的灰度级(开和关状态之间的PWM)受LSB(最低有效位，或最小脉冲宽度)限制。由于传统系统中实现的开关状态，没有办法提供比LSB更短的脉冲宽度。用于确定灰度级的最小可控亮度调节量是在最小脉冲宽度中反射的光。受限制的灰度级导致图像显示劣化。

具体来说，在图1C中，即根据专利5,285,407的微反射镜的现有技术控制电路的例示性电路图，控制电路包括存储单元32。各种晶体管被标记为“M^*”，其中*代表晶体管号码并且每个晶体管都是绝缘栅场效应晶体管。晶体管M5和M7是p沟道晶体管；晶体管M6、M8以及M9是n沟道晶体管。电容器C1和C2表示给予存储单元32的电容性负载。存储单元32包括存取开关晶体管M9和锁存器32a，它们是静态随机存取存储器(SDRM)设计的基础。一行中的全部存取晶体管M9接收来自不同位线31a的DATA信号。利用作为字线的ROW信号，通过导通适当的行选择晶体管M9来对要被写入的具体存储单元32进行存取。由两个交叉耦合的反相器M5/M6和M7/M8形成锁存器32a，其允许两个稳定状态。状态1是节点A高而节点B低，而状态2是节点A低而节点B高。