[发明专利]彩色显示器

说明书

技术领域

本发明涉及彩色显示器技术，诸如使用发光二极管的显示系统。

背景技术

一种特殊类型的显示设备是视频投影仪，视频投影仪取得视频信号，并且使用透镜和照明源将相应的图像投影到屏幕或其它平坦表面上。旨在用于电视或计算机显示器的已知投影系统有时使用空间光调制器(SLM)，诸如微镜设备、液晶显示器(LCD)或硅基液晶(LCoS)显示器。微镜阵列是包括单元阵列的一类空间光调制器(SLM)，每个单元包括可以绕着轴倾斜的镜片，另外，还包括用于产生可以使微镜片倾斜的静电力的电路。在数字操作模式中，例如，镜片可被倾斜为停止在两个位置。在“on(打开)”位置，微镜向着显示表面反射入射光，以便形成图像显示中的图像像素。在“off(关闭)”位置，微镜引导入射光偏离图像显示。

使用数字控制信号偏转微镜显示器中的微镜，并且控制诸如等离子体和LCoS的其它显示器的显示元件。这些数字控制信号工作于两个状态：光被引导到观看区域的“on(打开)”状态；以及光被保持偏离观看区域的“off(关闭)”状态。这具有可以指示每个像素瞬间显示黑色或白色的作用。可以通过时间复用，即，仅在可用时间的一部分中显示来提供灰度级别。设备将光置于“on(打开)”状态相对于设备将光置于“off(关闭)”状态的时间百分比确定察觉到的像素显示的亮度级别-在黑(全部关闭)和白(全部打开)之间。像素在给定调制时间段内的在黑和白之间的可能光级的数目是像素的显示时段除以最短调制增量的函数。

显示系统的一个例子是具有60Hz视频源的红-绿-蓝(RGB)场序的基于发光二极管(基于LED的)的微镜显示器。在60Hz下，显示器每1/60秒或每16.67ms刷新或改变。由于这些RGB系统具有三个LED，一个是红色(R)，一个是绿色(G)，一个是蓝色(B)，顺序显示R场、G场和B场，因此称为“场序”。分配给红、绿和蓝LED中的每一个的时间百分比是包括LED效率和用户偏好的许多变量的函数。如果每个场在大约1/3时间内处于打开状态，可用于刷新每个场的时间将是刷新速率的三分之一，或1/3＊16.67ms，这等于5.55ms，大约为5500μs。

结合下面的附图和描述阐述本发明的一个或更多个实施例的细节。从该描述、附图和权利要求中，将会明了本发明的主题内容的其它特征、目的和优点。

还可能希望显示彩色图像。主色(有时称为“基色”)可以包括红、绿和蓝。这些颜色的组合提供了人的大脑可以识别的色域(colorgamut)。

一种用于提供彩色图像的技术是提供多个SLM，即，每个主RGB颜色使用一个SLM。以不同颜色的光源照亮每个SLM，并且给每个SLM提供不同的控制信号集合，以便控制各个像素显示RGB颜色中的每个颜色。光学投影系统将三个调制彩色光束重叠在一起，以便形成全色图像。虽然这种方案一般可以实现没有图像伪像或缺陷地呈现彩色图像的目的，但它具有相对昂贵的缺点，尤其是与仅使用单个SLM的系统相比。这种方案还具有这样的问题，即，它可能在光学上是复杂的，不论是在控制信号的时间精度方面，还是在彩色光束的精确重叠方面都是如此。

用于提供彩色图像的另一种技术是使用单个SLM，但是在一个视频帧期间在投射的光束中对每个RGB颜色进行时间复用。因此，在这种系统中，每种颜色被依次以：图像的红色部分、图像的绿色部分和图像的蓝色部分的显示。将光束时间复用为不同颜色的系统可以包括诸如由发光二极管(LED)或激光器产生的红、绿和蓝光源。这些光源可被在“on(打开)”状态和“off(关闭)”状态之间转换，以便与发送到SLM的信号同步地产生连续的红、绿和蓝光源。当使用LED作为照明源时，输入LED的驱动电流或驱动电压可以直接影响显示的亮度。这些光源可被在“on(打开)”状态和“off(关闭)”状态之间转换，以便与发送到SLM的信号同步地产生连续的红、绿和蓝光源。另一种方法是使用白光源和色轮(color wheel)。由电机旋转色轮，并且以色轮中的红滤光器、绿滤光器和蓝滤光器顺序地过滤从白光源发出的白光束，以便在光束中产生一系列红、绿和蓝光。

这些技术的变型可以包括在单个原始视频显示帧中将每种颜色时间复用两次或更多次，或将每种颜色与附加亮度值(Y)复用。虽然这种技术一般可以实现呈现彩色图像的目的，并且与具有3个SLM的系统相比不昂贵，但它也可能存在若干缺点。