[发明专利]光调制器的双线芯片设计

说明书

技术领域

本发明涉及扫描线(line)彩色显示系统，尤其涉及一种用于单一路径彩色投影系统中的调制器设备，该系统包括提供要显示的第一线(1^st line)的第一像素阵列和布置在调制器基板上的第二附加像素阵列，该第二附加像素阵列相对所述第一像素阵列垂直移位1/2像素，并且相对于第一线发生时间移位(timeshifted with 1^st line)，以在投影图像中实现二维像素移位。 

背景技术

投影显示系统最近变得越来越广泛用于多个应用，这些应用包括从例如背投的用户电视到用于展示目的的前投式投影仪产品。对于投影显示存在几种不同的光调制器技术，并且光调制器目前通常基于数字微镜器件(DMD)、硅基液晶(LCOS)或者液晶显示(LCD)技术。最近也提出了一些新技术，其基于用于利用激光照明的行扫描投影的一维光调制器阵列，例如，光栅光阀(GLV)，光栅电机系统(GEMS)，和DxP。 

在显示器市场有一种趋势是朝着更高的分辨率，这种趋势由例如对较大屏幕尺寸和新的高清晰度电视标准的需求而推动。所有投影技术的共同点在于，更高的分辨率使得部件和系统成本都在增加，因为需要的调制器尺寸增加，以及该需求要求光调制器在例如响应速度和均匀性上的表现更好。 

在现有技术中，当前的一些投影系统，在光链中采用高速扫描(投影)系统，以实现在屏幕上的半像素移位，以便增加分辨率，而不增加显示器本身上的实际像素数。这种技术的例子有来自HP的使用Texas Instruments HD3 DMD的产品。在这样的投影仪中，对于接收到的每帧图像数据，产生多个数据子帧。每个子帧包含唯一的图像信息，并通过光机械图像移位器(shifter)以略微不同的位置投影到屏幕上。这导致来自不同子帧的像素与来自原始帧的像素重叠，造成分辨率增加。在这种现有技术系统中的光调制器必须具有足够快的开关速度，以支持子帧显示率。子帧以与电影中创建连续不闪烁图像的单独帧相似地被快速连续投影。图1是这种使用现有技术增加像素分辨率的图示。通过将二维(2D)显示调制器投影在屏幕上产生子帧的图像1。随后，以同样的方式产生第二子帧的图像2，但该图像在屏幕上移位了1/2像素。得到的图像3比单独的子帧和显示调制器具有更高的分辨率。 

GB475,971A公开了一种用于电视的光孔(light vent)。该光孔基于衍射元件，其中可以通过使用例如压电元件的电机元件而改变衍射，其中可以实现交错排列方式(staggered pattern)。 

US2005/0078056公开了一种具有色轮(color wheel)的显示系统，其中各帧可以相对于彼此移位1/2像素。 

EP0606136公开了一种用于打印系统的微机械光调制器。微反射镜的排列提供了线间半帧的移位。 

发明内容

根据本发明的一个方面，可以实现与现有技术解决方案相同的分辨率增倍的效果，而不要求增加响应速度也不需要在系统中移动部件。提出的观点是在调制器上制作附加像素阵列，该附加像素阵列垂直移位1/2像素，并且相对于第一线发生时间移位，以在扫描的图像中实现二维像素移位。由于这两个像素线(阵列)可以被分开处理，并根据线扫描速度与偏移(offset)同步，因此该解决方案不需要增加响应速度。根据本发明的实施例有效地将在像素线(阵列)方向所需的调制器的尺寸至少减二。 

相比于目前的在例如DMD投影仪中的“wobulated”扫描技术，本发明也减少了在某些移动图像中看到的时间序列伪像(time sequential artifacts)。 

对于线扫描投影仪，在现有技术中，单个像素行(pixel row)被直接或间接地成像在观看屏幕上，并用旋转镜投影以实现二维图像。