[发明专利]用快速响应光源增大色深调制

说明书

技术领域

本发明实施例一般涉及空间光调制器装置，更具体而言，涉及一种显示系统和方法，其使用一个或者多个快速响应光源和一个或者多个空间光调制器装置来调制光。

背景技术

空间光调制器(SLM)装置在光信息处理、投影显示、视频和图形监视器、三维可视显示、全息存储、显微镜、光谱仪、医学成像和电子照相印刷领域有许多应用。

微镜装置(MMD)是SLM装置的一个示例。MMD显示器通常包括镜子阵列，其中可以将每个镜子电气地控制成具有两个位置——“开通”状态和“关闭”状态。处于开通状态的镜子将入射到投影镜头的光反射到屏幕而形成图像。处于关闭状态的镜子将入射光反射到束收集器(dump)，而不将入射光反射到投影镜头。

可以通过控制图像帧期间镜子处于开通状态和处于关闭状态的时间来产生MMD显示器的亮度或者强度。脉宽调制(PWM)是控制在每个帧期间每个镜子处于开通状态的时间的技术。

图1是二进制加权PWM方案一个示例的比特块(bit-block)示意图，该方案通过将帧分成八个二进制加权时间段(B7-B0)来控制帧的光强度。每块的长度表示该比特在SLM(诸如MMD显示器的镜子)上维持(assert)的时间量。与块B0对应的时间段的长度还称为最低比特(LSB)，并设定为预定值。与B1对应的时间段长度，即下一个有效比特，是与LSB对应的长度的两倍。与B2对应的时间段长度是与B1对应的长度的两倍，以此类推。因而，与B7对应的时间段的长度(还称为最高比特(MSB))是LSB时间长度的128倍。这样，从零强度或者全黑(其中MMD显示器中的镜子在整个帧时间保持处于关闭状态)到全强度或者全亮(其中MMD显示器中的镜子在整个帧时间保持开通状态)总共有256个可能的强度级。美国专利6,326,980和美国专利6,151,011公开了其它PWM方案，每个专利的全部内容通过引用而包含于此。

MMD显示器通常具有信号对光的线性响应，而阴极射线管(CRT)显示器具有信号对光的非线性响应-CRT显示器的涂有荧光粉的屏幕不会与电压成线性地响应。使用了校正因子gamma的功能用来补偿CRT非线性的信号对光响应。现存的视频信号通常设置有已经对其应用的gamma校正。因而，MMD显示器通常要求在显示之前从输入信号除去或者撤消gamma校正以模拟CRT响应。

图2是对于具有8比特输出分辨率的MMD，理论gamma曲线20和调制后的gamma曲线21的最初40个输入的曲线图。MMD显示器理论上具有与256个强度水平相关的256个输入。然而，对于具有8比特输出分辨率的MMD显示器，其强度以分段的序列22a-d方式变化，使得在低光强度水平的光强度分辨率较差。在低光强度水平，台阶的大小比较大，因为PWM方案由于LSB时间而不产生完全成比例的开/关循环以控制镜子。这些大的台阶强度变化可以由人的眼睛感知到，导致较差的显示。其它显示器会具有类似的问题，但是该问题会在gamma曲线的不同部位中。例如，一些LCD显示器在gamma曲线的中间位置具有台阶大小的问题。

因而，需要一种改进的空间光调制器装置和操作该装置以在低光强度水平改善光强度分辨率的方法。

发明内容

本发明的实施例一般地涉及使用一个或者多个快速响应光源和一个或者多个空间光调制器装置以调制光的显示系统和方法。更具体地，本发明的实施例涉及使用一个或者多个快速响应光源和一个或者多个空间光调制器装置提高光强度分辨率的显示系统和方法。

在一个实施例中，一种增大色深的方法包括针对色域的第一时间段从快速响应光源向空间光调制装置提供处于全强度的光；以及针对色域的第二时间段从快速响应光源向空间光调制器装置提供更小单元的光能。

在一个实施例中，一种控制器适于控制微镜阵列和快速响应光源。控制器在微镜阵列的镜子上维持第一组比特；控制第一快速响应光源，以在维持第一组比特的过程中以全强度向镜子提供入射光；在镜子上维持第二组比特；以及控制快速响应光源，以在维持第二组比特的过程中以更小单元的光能向镜子提供入射光。

在一个实施例中，一种显示系统包括一个或者多个空间光调制器装置；一个或者多个快速响应光源，其导向一个或者多个空间光调制器装置；以及控制器，其连接到一个或者多个快速响应光源以全单元光能模式或者更小单元的光能模式操作一个或者多个快速响应光源。

附图说明