[发明专利]用于多格式电视的方法和装置

说明书

本发明特别涉及那些必须支持多视频标准以及使用两维空间光调制器(SLM)作为其光调制元件的显示器。

从五十年代到九十年代早期已产生了几种视频显示制式。随着显示技术向着高清晰等显示(HDD)和高清晰度电视(HDTV)的发展，已出现了许多更标准化的格式。其中某些格式为ATV(先进的电视Advanced Television)或US-HD(美国高清晰度UnitedStatesHigh Definitiox)，可能还有HD-MAC(高清晰度复用的模拟分量)，以及日本的MUSE(多级亚尼奎斯特取样编码方法MultipleSub-Nyquist Sampling Encoding)。这些格式都被认为是高清晰度显示，但是所有这些都有不同的水平线数以及沿着这些线上的不同的分解元素(或象素)数，以及不同的帧速率。

上述的除US-HD以外的所有格式都是模拟的，但是，所述US-HD将以数字式方式实施而且被规定作为任一型号的计算机显示格式。目前将这些大量的数字和模拟的标准以低廉的成本呈现在单个显示制式上的能力是一个重要的性能，但在显示系统的竞争之间还需要差分装置(differentiator)。

连续扫描式显示器，例如CRT，可以持续地显示经一个扫描线上的象素，但是受到监视器的MTF的局限。分离式采样显示器，例如那些以液晶显示器(LCD)或数字微镜显示器(DMD)的SLM为基础的显示器，具有固定的象素布局及纵横比，它们需要对输入的数据加以调整，以使具有不同纵横比，规格以及水平解析度的输入图象以接受的保真度来被显示。在这些装置中，一个图象被显示在单个元素的行和列构成的矩阵上。所述的模拟标准在这些系统中必须被取样，并且预采样的数字标准可能在解析度与SLM的解析度不匹配时被取样。

在构造一个显示系统时存在的问题是随模拟标准不同而不同的，而且要与数字标准数字例如US-HD兼容。如果该系统构造成US-HD兼容的，那么就存在差调整各种模拟标准的问题。由于对于任一其它的标准来说，采样数、纵横比及象素的间距不是一个精密配合，所以需要对数据进行再采样或换算。整个显示系统的复杂程度，包括图象处理系统以及SLM系统，将取决于SLM设计与处理算法之间的协调性。在这种协调过程中，要考虑模糊，低劣图象质量及费用昂贵等问题。

本发明的目的在于解决空间光调制器设计和算法之间协调的难题，使空间光调制器和算法一起工作以在同样象素的显示系统上呈现HD和标准分辨率的多视频标准。

这一系统包括能使数据与所选择的几个可能的格式之一相匹配的处理单元以及一个使用所述数据的空间光调制器，以便当该调制器被照亮时，它能按所希望的格式形成一个图象。

为了对本发明及其优点有更全面的理解，现在对照下列附图对本发明作详细的说明。

图1说明了多格式显示系统的框图。

图2a-b说明了对输入的视频数据所执行处理技术的流程图。

图3a-3c说明了内插算法及所得到的输出模式。

图4说明了数字式微镜装置的示意图。

图5a-5b说明了在一个空间光调制器的表面上各种格式的相对尺寸的框图。

图6说明了六边形的DMD象素的例子。

图7说明了六边形的DMD象素的矩阵。

图8a-8b说明了六边形的DMD的电极结构的例子。

图1示出一种多格式显示系统的一种可能的结构。系统110包括一个调谐器/预处理单元114，一个处理单元工16，一个空间光调制器118，照明源120，显示表面128，以及光学系统122和124，但系统110并不局限于此。输入的信号经线路112进入到该系统中。根据视频传递方法，即是发射的(电线，电缆)还是传布的(CD，录相带)，以及根据该视频生产的地域(US，日本、欧州)，所输入的信号将具有广泛变化的格式以及信号成分。为讨论方面起见，我们指定该系统的构成是在美国接收经发射传递的数据(即US-HDTV以及NTSC输入)。

该数据进入到该系统之后，它在调谐器/预处理器单元114中被接收和滤波，然后该信号被送到处理单元116中，或者所述处理功能由调谐器/预处理器114以及处理单元116分担。为讨论方面起见，所述功能任意地划分给两个单元。在一个模拟输入信号的情况下，单元114执行信号的数字化并执行信号的任何一种调整例如NTSC解码、彩色空间转换或为了清晰度所执行的滤波等等。