專利名稱：包括光學(xué)定標(biāo)的圖像顯示系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及成像系統(tǒng)，特別是，涉及顯示圖像的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
用于顯示圖像的常規(guī)系統(tǒng)或器件，例如顯示器、投影儀或其它成像系統(tǒng)，通過尋址在水平行和垂直列中布置的各個(gè)圖像元素或像素的陣列，產(chǎn)生被顯示圖像。被顯示圖像的分辨率被定義為用于形成被顯示圖像的各個(gè)像素的水平行和垂直列的數(shù)量。被顯示圖像的分辨率受到顯示器件自己的分辨率和由顯示器件處理并用于產(chǎn)生被顯示圖像的圖像數(shù)據(jù)的分辨率的影響。
圖像數(shù)據(jù)的分辨率和顯示器件的分辨率通常是不同的。具體而言，作為圖像寬與圖像高的比率定義的圖像數(shù)據(jù)的寬高比可以不同于顯示器件的寬高比。例如，圖像數(shù)據(jù)可以具有16∶9寬高比的高清晰度的圖像數(shù)據(jù)，而顯示器件可以有常規(guī)的4∶3的寬高比。相反地，圖像數(shù)據(jù)可以有常規(guī)的4∶3的寬高比，而顯示器件有增強(qiáng)的16∶9寬高比。不管怎樣，圖像數(shù)據(jù)和顯示器件具有不同的寬高比，由此限制了在顯示器件上的圖像數(shù)據(jù)顯示。
實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)和顯示器件的不同格式的常規(guī)技術(shù)使用例如圖像數(shù)據(jù)的取樣或定標(biāo)，使得圖像在至少一維上填滿顯示器件。然而這些技術(shù)產(chǎn)生在正交維上未填滿顯示器件的圖像，由此在圖像的上面和下面或者左邊和右邊產(chǎn)生空白空間。因此，減小了圖像的分辨率。此外，圖像數(shù)據(jù)的取樣或定標(biāo)可以產(chǎn)生在一維上壓縮或拉伸出現(xiàn)的圖像。
因此，希望實(shí)現(xiàn)用具有一個(gè)寬高比的顯示器件顯示具有另一個(gè)寬高比的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用具有第二寬高比的顯示器件顯示具有第一寬高比的圖像的方法。該方法包括接收?qǐng)D像的圖像數(shù)據(jù)，緩沖圖像數(shù)據(jù)和以第一寬高比產(chǎn)生圖像的幀，以第二寬高比定義該圖像的所述幀的第一子幀和第二子幀，包括在一個(gè)方向上在空間上使第二子幀偏移于第一子幀，和用顯示器件在第一位置上顯示第一子幀和在空間上偏移于第一位置的第二位置上顯示第二子幀之間進(jìn)行交替，包括在該一個(gè)方向上光學(xué)定標(biāo)該第一子幀的被顯示圖像和該第二子幀的被顯示圖像。


圖1是說明圖像顯示系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖2A-2C示意性說明了根據(jù)本發(fā)明處理和顯示圖像幀的一個(gè)實(shí)施例。
圖3A-3C示意性說明了根據(jù)本發(fā)明用圖像顯示系統(tǒng)顯示像素的一個(gè)實(shí)施例。
圖4是放大的圖像部分的一個(gè)實(shí)施例模擬，該放大的圖像部分是在沒有處理的情況下由根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示系統(tǒng)產(chǎn)生的。
圖5是放大的圖像部分的一個(gè)實(shí)施例模擬，該放大的圖像部分是在進(jìn)行處理的情況下由根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示系統(tǒng)產(chǎn)生的。
圖6示意性說明具有一個(gè)寬高比的顯示器件的一個(gè)實(shí)施例。
圖7示意性說明具有另一個(gè)寬高比的圖像的幀的一個(gè)實(shí)施例。
圖8A-8D示意性說明根據(jù)本發(fā)明處理和顯示一個(gè)圖像的圖像子幀的一個(gè)實(shí)施例。
圖9A-9C示意性說明根據(jù)本發(fā)明用圖像顯示系統(tǒng)來顯示圖8A和8B的圖像子幀的像素的一個(gè)實(shí)施例。
圖10A-10C示意性示出根據(jù)本發(fā)明用光學(xué)定標(biāo)顯示圖像的像素的一個(gè)實(shí)施例。
圖11示意性示出根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在下面的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，參考附圖，該附圖形成實(shí)施例的一部分，在附圖中說明了可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例。在這一點(diǎn)上，方向術(shù)語，例如“頂部”，“底部”，“前部”，“后部”，“首部”，“尾部”等用來參考所描述圖的方向。因?yàn)楸景l(fā)明的部件可以位于多個(gè)不同方向，該方向術(shù)語的目的在于舉例說明而不是限制。應(yīng)該理解，可以應(yīng)用其它實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。因此，下面的詳細(xì)描述不是具有限制意義，本發(fā)明的范圍由附屬的權(quán)利要求來確定。
圖1說明圖像顯示系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例。圖像顯示系統(tǒng)10有助于處理圖像12以便產(chǎn)生被顯示圖像14。圖像12被定義為包括任何畫報(bào)、圖形和/或結(jié)構(gòu)字符、符號(hào)、插圖和/或其它信息表示。例如用圖像數(shù)據(jù)16代表圖像12。圖像數(shù)據(jù)16包括圖像12的各個(gè)圖像元素或像素。當(dāng)將一幅圖像說明或描述為由圖像顯示系統(tǒng)10進(jìn)行處理時(shí)，可以理解為圖像顯示系統(tǒng)10可以處理和顯示多個(gè)或一系列圖像。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖像顯示系統(tǒng)10包括幀速率轉(zhuǎn)換單元20和圖像幀緩沖器22，圖像處理單元24，和顯示器件26。正如下面所述，幀速率轉(zhuǎn)換單元20和圖像幀緩沖器22接收和緩沖圖像12的圖像數(shù)據(jù)16以便產(chǎn)生圖像12的圖像幀28。此外，圖像處理單元24處理圖像幀28以便定義圖像幀28的一個(gè)或多個(gè)圖像子幀30，顯示器件26在時(shí)間上和空間上顯示圖像子幀30以便產(chǎn)生被顯示圖像14。
包括幀速率轉(zhuǎn)換單元20和/或圖像處理單元24的圖像顯示系統(tǒng)10包括硬件、軟件、固件或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，包括幀速率轉(zhuǎn)換單元20和/或圖像處理單元24的圖像顯示系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)部件被包含在計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)服務(wù)器或能夠執(zhí)行順序邏輯操作的其它基于微處理器的系統(tǒng)中。此外，處理能夠被分布在貫穿具有各個(gè)部分的整個(gè)系統(tǒng)中，各個(gè)部分在獨(dú)立的系統(tǒng)部件中被執(zhí)行。
圖像數(shù)據(jù)16可以包括數(shù)字圖像數(shù)據(jù)161或模擬圖像數(shù)據(jù)162。為處理模擬圖像數(shù)據(jù)162，圖像顯示系統(tǒng)10包括模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器32。如此，A/D轉(zhuǎn)換器32將模擬圖像數(shù)據(jù)162轉(zhuǎn)換成用于后續(xù)處理的數(shù)字形式。因此，圖像顯示系統(tǒng)10可以接收和處理圖像12的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)161和/或模擬圖像數(shù)據(jù)162。
幀速率轉(zhuǎn)換器單元20接收?qǐng)D像12的圖像數(shù)據(jù)16并且在圖像幀緩沖器22中緩沖或存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)16。具體而言，幀速率轉(zhuǎn)換單元20接收表示圖像12的各個(gè)線或場(chǎng)(field)的圖像數(shù)據(jù)16和在圖像幀緩沖器22中緩沖圖像數(shù)據(jù)16以便產(chǎn)生圖像12的圖像幀28。圖像幀緩沖器22通過接收和存儲(chǔ)圖像幀28的所有圖像數(shù)據(jù)來緩沖圖像數(shù)據(jù)16，并且?guī)俾兽D(zhuǎn)換單元20通過隨后從圖像幀緩沖器22中檢索或抽取圖像幀28的所有圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生圖像幀28。如此，圖像幀28被定義為包括表示整個(gè)圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的多個(gè)各個(gè)線或場(chǎng)。因此，圖像幀28包括表示圖像12的多個(gè)列和多個(gè)行的各個(gè)像素。
幀速率轉(zhuǎn)換單元20和圖像幀緩沖器22可以接收和處理作為逐行圖像數(shù)據(jù)和/或隔行圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)16。對(duì)于逐行圖像數(shù)據(jù)，幀速率轉(zhuǎn)換單元20和圖像幀緩沖器22接收和存儲(chǔ)圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的順序字段。因此，幀速率轉(zhuǎn)換單元20通過檢索圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的順序字段來產(chǎn)生圖像幀28。對(duì)于隔行圖像數(shù)據(jù)，幀速率轉(zhuǎn)換單元20和圖像幀緩沖器22接收和存儲(chǔ)圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的奇數(shù)字段和偶數(shù)字段。例如，接收和存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)16的所有的奇數(shù)字段并且接收和存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)16的所有的偶數(shù)字段。如此，幀速率轉(zhuǎn)換單元20通過檢索圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的奇數(shù)字段和偶數(shù)字段來去隔行(de-interlace)圖像數(shù)據(jù)16并產(chǎn)生圖像幀28。
圖像幀緩沖器22包括用于為每個(gè)圖像12的一個(gè)或多個(gè)圖像幀28存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)16的存儲(chǔ)器。因此，圖像幀緩沖器22構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)圖像幀28的數(shù)據(jù)庫。圖像幀緩沖器22的例子包括非易失存儲(chǔ)器(例如，硬盤驅(qū)動(dòng)或其它永久存儲(chǔ)器件)并且可以包括易失存儲(chǔ)器(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM))。
通過在幀速率轉(zhuǎn)換單元20處接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)16和用圖像幀緩沖器22緩沖圖像數(shù)據(jù)16，圖像數(shù)據(jù)16的輸入時(shí)序可以與顯示器件26的時(shí)序要求分離。具體而言，因?yàn)閳D像幀緩沖器22接收和存儲(chǔ)圖像幀28的圖像數(shù)據(jù)16，所以圖像數(shù)據(jù)16能夠作為輸入以任何速率被接收。如此，圖像幀28的幀速率能夠被轉(zhuǎn)換至顯示器件26的時(shí)序要求。因此，能夠從圖像幀緩沖器22中以顯示器件26的幀速率抽取圖像幀28的圖像數(shù)據(jù)16。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元24包括分辨率調(diào)節(jié)單元34和子幀發(fā)生單元36。如下面所述，分辨率調(diào)節(jié)單元34接收?qǐng)D像幀28的圖像數(shù)據(jù)16并調(diào)節(jié)圖像數(shù)據(jù)16的分辨率用于在顯示器件26上的顯示，子幀發(fā)生單元36產(chǎn)生圖像幀28的多個(gè)圖像子幀30。具體而言，圖像處理單元24以原始分辨率接收?qǐng)D像幀28的圖像數(shù)據(jù)16并且處理圖像數(shù)據(jù)16以便匹配顯示器件26的分辨率。例如，圖像處理單元24提高、降低和/或未變化地留下圖像數(shù)據(jù)16的分辨率以便匹配顯示器件26的分辨率。因此，通過使圖像數(shù)據(jù)16的分辨率與顯示器件26的分辨率相匹配，顯示器件26能夠顯示圖像數(shù)據(jù)16。因此，借助圖像處理單元24，圖像顯示系統(tǒng)10能夠接收和顯示變化的分辨率的圖像數(shù)據(jù)16。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元24提高圖像數(shù)據(jù)16的分辨率。例如，圖像數(shù)據(jù)16的分辨率可以小于顯示器件26的分辨率。具體而言，圖像數(shù)據(jù)16可以包括較低分辨率的數(shù)據(jù)，例如400像素×300像素，顯示器件26可以支持較高分辨率的數(shù)據(jù)，例如800像素×600像素。如此，圖像處理單元24處理圖像數(shù)據(jù)16以便提高圖像數(shù)據(jù)16的分辨率至顯示器件26的分辨率。圖像處理單元24通過例如像素復(fù)制，內(nèi)插法、和/或其它任何的分辨率合成或產(chǎn)生技術(shù)，可以提高圖像數(shù)據(jù)16的分辨率。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元24降低圖像數(shù)據(jù)16的分辨率。例如，圖像數(shù)據(jù)16的分辨率可以大于顯示器件26的分辨率。具體而言，圖像數(shù)據(jù)16可以包括較高分辨率的數(shù)據(jù)，例如1600像素×1200像素，顯示器件26可以支持較低分辨率的數(shù)據(jù)，例如800像素×600像素。如此，圖像處理單元24處理圖像數(shù)據(jù)16以便降低圖像數(shù)據(jù)16的分辨率至顯示器件26的分辨率。圖像處理單元24通過例如子取樣，內(nèi)插法、和/或其它任何的分辨率減少技術(shù)，可以降低圖像數(shù)據(jù)16的分辨率。
子幀發(fā)生單元36接收和處理圖像幀28的圖像數(shù)據(jù)16以便定義圖像幀28的多個(gè)圖像子幀30。如果分辨率調(diào)節(jié)單元34已經(jīng)調(diào)節(jié)了圖像數(shù)據(jù)16的分辨率，子幀發(fā)生單元36以調(diào)節(jié)了的分辨率接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)16。調(diào)節(jié)了的圖像數(shù)據(jù)16的分辨率可以被提高、降低或者與圖像幀28的圖像數(shù)據(jù)16的原始分辨率相同。子幀發(fā)生單元36產(chǎn)生具有與顯示器件26的分辨率相匹配的分辨率的圖像子幀30。圖像子幀30是等于圖像幀28的每一個(gè)區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域包括表示圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的子集的各個(gè)像素的多個(gè)列和多個(gè)行，并且具有與顯示器件26的分辨率匹配的分辨率。
每一個(gè)圖像子幀30包括圖像幀28的像素矩陣或陣列。圖像子幀30在空間上彼此偏移，使得每一個(gè)圖像子幀30包括不同像素和/或部分像素。如此，圖像子幀30以垂直距離和/或水平距離彼此偏移，如下面所述。
顯示器件26從圖像處理單元24接收?qǐng)D像子幀30并且順序顯示圖像子幀30以便產(chǎn)生被顯示圖像14。具體而言，因?yàn)閳D像子幀30在空間上彼此偏移，所以顯示器件26根據(jù)圖像子幀30的空間偏移，在不同的位置上顯示圖像子幀30，正如下面說明的。如此，顯示器件26在顯示圖像幀28的圖像子幀30之間交替以便產(chǎn)生被顯示圖像14。由此，顯示器件26一次顯示圖像幀28的整個(gè)子幀30。
在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器件26完成顯示圖像幀28的圖像子幀30的一個(gè)周期。因此，顯示器件26顯示圖像子幀30以使在空間上和時(shí)間上彼此偏移。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器件26光學(xué)操縱圖像子幀30以便產(chǎn)生被顯示圖像14。如此，顯示器件26的各個(gè)像素被尋址至多重位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器件26包括圖像移位器38。圖像移位器38空間上改變或偏移由顯示器件26顯示的圖像子幀30的位置。具體而言，圖像移位器38改變圖像子幀30的顯示位置以便產(chǎn)生被顯示圖像14，如下所述。
在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器件26包括用于調(diào)制入射光的光調(diào)制器。該光調(diào)制器包括例如多個(gè)微反光鏡器件，這些微反光鏡器件被排列形成微反光鏡器件陣列。如此，每一個(gè)微反光鏡器件構(gòu)成顯示器件26的一個(gè)單元或像素。顯示器件26可以形成顯示器、投影儀或其它成像系統(tǒng)的一部分。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖像顯示系統(tǒng)10包括定時(shí)信號(hào)發(fā)生器40。定時(shí)信號(hào)發(fā)生器40例如與幀速率轉(zhuǎn)換單元20、包括分辨率調(diào)節(jié)單元34和子幀發(fā)生單元36的圖像處理單元24、以及包括圖像移位器38的顯示器件26連通。如此，定時(shí)信號(hào)發(fā)生器40使圖像數(shù)據(jù)16的緩沖和轉(zhuǎn)換同步以便產(chǎn)生圖像幀28，處理圖像幀28以便調(diào)節(jié)圖像數(shù)據(jù)16的分辨率至顯示器件26的分辨率并且產(chǎn)生圖像子幀30，顯示和定位圖像子幀30以便產(chǎn)生被顯示圖像14。由此，定時(shí)信號(hào)發(fā)生器40控制圖像顯示系統(tǒng)10的定時(shí)以使顯示器件26在時(shí)間上和空間上顯示圖像12的整個(gè)子幀作為被顯示圖像14。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2A和2B所示，圖像處理單元24定義了圖像幀28的多個(gè)圖像子幀30。具體而言，圖像處理單元24定義了圖像幀28的第一子幀301和第二子幀302。如此，第一子幀301和第二子幀302每一個(gè)都包括多個(gè)列和多個(gè)行的圖像數(shù)據(jù)16的各個(gè)像素18。因此，第一子幀301和第二子幀302每一個(gè)都構(gòu)成了圖像數(shù)據(jù)16的子集的圖像數(shù)據(jù)陣列或像素矩陣。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2B所示，第二子幀302以垂直距離50和水平距離52偏移于第一子幀301。如此，第二子幀302在空間上以預(yù)定距離偏移于第一子幀301。在一個(gè)所說明的實(shí)施例中，垂直距離50和水平距離52每一個(gè)都近似是一個(gè)像素的一半。
如圖2C所示，顯示器件26在第一位置顯示第一子幀301和在空間上偏移第一位置的第二位置顯示第二子幀302之間交替。具體而言，顯示器件26以垂直距離50和水平距離52相對(duì)于第一子幀301的顯示移位第二子幀302的顯示。如此，第一子幀301的像素重疊第二子幀302的像素。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器件26完成圖像幀28的在第一位置顯示第一子幀301和在第二位置顯示第二子幀302的一個(gè)周期。因此，第二子幀302在空間和時(shí)間上相對(duì)于第一子幀301被顯示。
圖3A-3C說明了完成從在第一位置顯示第一子幀301的像素181和從在第二位置顯示第二子幀302的像素182的一個(gè)周期的一個(gè)實(shí)施例。具體而言，圖3A說明了在第一位置中顯示第一子幀301的像素181，圖3B說明了在第二位置(和由虛線示出了第一位置)中顯示第二子幀302的像素182，和圖3C說明了在第一位置(和由虛線示出了第二位置)中顯示第一子幀301的像素181。
圖4和5分別說明了根據(jù)分別具有和不具有經(jīng)圖像顯示系統(tǒng)10處理的圖像的相同圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生的放大的圖像部分。具體而言，圖4說明了在沒有經(jīng)圖像顯示系統(tǒng)10處理的情況下產(chǎn)生的放大的圖像部分60。如圖4所示，放大的圖像部分60用容易可見的各個(gè)像素來形成像素(pixelated)地顯示。此外，放大的圖像部分60的分辨率較低。
然而，圖5說明了在經(jīng)圖像顯示系統(tǒng)10處理的情況下產(chǎn)生的放大的圖像部分62。如圖5所示，放大的圖像部分62沒有象圖4的放大圖像部分60的那樣形成像素地顯示。因此，用圖像顯示系統(tǒng)10提高了放大的圖像部分62的圖像質(zhì)量。具體而言，和放大的圖像部分60相比，提高或增加了放大的圖像部分62的分辨率。
在一個(gè)說明的實(shí)施例中，放大的圖像部分62由包括第一子幀和第二子幀的兩位置處理來產(chǎn)生，如上所述。因此，和用來產(chǎn)生放大的圖像部分60的像素?cái)?shù)據(jù)數(shù)量相比，使用兩倍的像素?cái)?shù)據(jù)數(shù)量來產(chǎn)生放大的圖像部分62。由此，對(duì)于兩位置的處理，相對(duì)于放大的圖像部分60的分辨率提高了放大的圖像部分62的分辨率，近似1.4倍或2的平方根倍。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，顯示器件26包括多個(gè)列和多個(gè)行的各個(gè)像素27用于產(chǎn)生圖像12。如此，顯示器件26具有被定義為顯示寬與顯示高的比率的寬高比。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，顯示器件26具有4∶3的寬高比。因此，顯示器件26具有4n個(gè)單元的寬和3n個(gè)單元的高。例如，顯示器件26可以有1024像素×768像素的分辨率(n＝256)。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖7所示，圖像數(shù)據(jù)16包括圖像12的多個(gè)列和多個(gè)行的各個(gè)像素18。如上所述，圖像幀緩沖器22(圖1)接收和緩沖圖像12的圖像數(shù)據(jù)16以便產(chǎn)生圖像幀28。如此，圖像幀28被定義為包括表示整個(gè)圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的多個(gè)各個(gè)的線或場(chǎng)。因此，圖像幀28包括表示圖像12的多個(gè)列和多個(gè)行的各個(gè)像素。因此，圖像幀28具有被定義為圖像寬與圖像高的比率的寬高比。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)16是高分辨率的圖像數(shù)據(jù)，使得圖像幀28具有16∶9的寬高比。因此，圖像12的圖像幀28具有16n個(gè)單元的寬和9n個(gè)單元的高。例如，圖像幀28可以有1024像素×576像素的分辨率(n＝64)。在這里所述的示范性實(shí)施例中，圖像12的圖像幀28的分辨率不同于顯示器件26的分辨率，更具體而言，圖像12的圖像幀28的寬高比不同于顯示器件26的寬高比。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖8A和8B所示，圖像處理單元24(圖1)定義了圖像幀28的多個(gè)圖像子幀30。具體而言，圖像處理單元24定義了圖像幀28的第一子幀301和第二子幀302。如此，第一子幀301和第二子幀302每一個(gè)都包括圖像數(shù)據(jù)16的多個(gè)列和多個(gè)行的各個(gè)像素18。
在一個(gè)實(shí)施例中，如上所述，圖像處理單元24(圖像1)，具體而言，圖像處理單元24的子幀發(fā)生單元36接收和處理圖像幀28的圖像數(shù)據(jù)16以便確定圖像子幀30。在一個(gè)實(shí)施例中，子幀發(fā)生單元36產(chǎn)生具有和顯示器件26的分辨率匹配的分辨率的圖像子幀30，具體而言，產(chǎn)生具有和顯示器件26的寬高比匹配的寬高比的圖像子幀30。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖8B所示，第二子幀302以水平距離54偏移于第一子幀301。如此，第二子幀302在空間上偏移于第一子幀301一個(gè)預(yù)定距離。在一個(gè)說明的實(shí)施例中，水平距離54近似是一個(gè)像素的一半。
在圖8C所說明的實(shí)施例中，顯示器件26在第一位置中顯示第一子幀301和在空間上偏移于第一位置的第二位置中顯示第二子幀302之間交替。具體而言，顯示器件26以水平距離54相對(duì)于第一子幀301的顯示移位第二子幀302的顯示。如此，第一子幀301的像素重疊第二子幀302的像素。
在如圖8D所說明的示意性實(shí)施例中，圖像子幀30在相關(guān)位置A和B之間在兩個(gè)位置的水平圖案內(nèi)移位。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器件26在圖像幀28的在第一位置顯示第一子幀301和在第二位置顯示第二子幀302的周期完成。因此，在時(shí)間上和空間上相對(duì)于第一子幀301顯示第二子幀302。
圖9A-9C說明了完成在第一位置中顯示第一子幀301的像素181和在第二位置中顯示第二子幀302的像素182的一個(gè)周期的實(shí)施例。具體而言，圖9A說明了在第一位置中顯示第一子幀301的像素181，圖9B說明了在第二位置中顯示第二子幀302的像素182(和由虛線示出的第一位置)，圖9C說明了在第一位置中顯示第一子幀301的像素181(和由虛線示出的第二位置)。
對(duì)于在水平方向上在空間彼此偏移的圖像子幀30和對(duì)于兩個(gè)位置水平處理，如上面所說明和描述的，使用像素?cái)?shù)據(jù)數(shù)量的兩倍來產(chǎn)生被顯示圖像14的每一個(gè)像素。如此，在該實(shí)施例中，在水平方向上提高被顯示圖像14的分辨率。
圖10A-10C說明了顯示具有光學(xué)定標(biāo)的被顯示圖像14的像素的一個(gè)實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，如上所述和圖10A所說明的，圖像顯示系統(tǒng)10在顯示圖像12的第一子幀301和第二子幀302之間交替，使得第一子幀301的像素181和第二子幀302的像素182重疊。在該實(shí)施例中，因?yàn)樵谒椒较蛑丿B第一子幀301和第二子幀302的像素，所以在水平方向上提高了被顯示圖像14的分辨率。
如圖10B的實(shí)施例所說明的，第一子幀301和第二子幀302的重疊像素產(chǎn)生了被顯示圖像14的被顯示圖像部分15。在該實(shí)施例中，被顯示圖像部分15具有在水平方向上提高的分辨率，這是因?yàn)槭褂昧讼袼財(cái)?shù)據(jù)的兩倍(第一子幀301的像素?cái)?shù)據(jù)和第二子幀302的像素?cái)?shù)據(jù))來產(chǎn)生被顯示圖像部分15。然而，被顯示圖像部分15在水平方向被壓縮，由此對(duì)于所期望的寬高比，在水平方向上導(dǎo)致被顯示圖像14的失真。
在一個(gè)實(shí)施例中，正如圖10C中所說明的，圖像顯示系統(tǒng)10通過光學(xué)定標(biāo)被顯示圖像14來提高被顯示圖像14的分辨率。具體而言，生成被顯示圖像14的被顯示圖像部分15的第一子幀301的像素181和第二子幀302的像素182都在提高的分辨率的方向上光學(xué)定標(biāo)。例如，在上面描述的所說明實(shí)施例中，形成被顯示圖像部分15的像素在水平方向上被光學(xué)定標(biāo)。如此，產(chǎn)生了光學(xué)定標(biāo)的被顯示圖像部分15′。因此，圖像顯示系統(tǒng)10未壓縮被顯示的圖像部分15并且減少了在水平方向上被顯示圖像部分15的失真。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖像顯示系統(tǒng)10以圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的寬高比與顯示器件26的寬高比的比率，光學(xué)定標(biāo)形成被顯示圖像14的像素。例如，在上面描述的所說明實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)16具有16∶9的寬高比和顯示器件26具有4∶3的寬高比。如此，圖像顯示系統(tǒng)10在提高的分辨率的方向上以4/3因數(shù)(即，(16/9)/(4/3))光學(xué)定標(biāo)被顯示圖像14。因此，圖像顯示系統(tǒng)10在沒有可見的失真被顯示圖像14的情況下在水平方向上拉伸被顯示圖像14。此外，因?yàn)楸伙@示圖像部分15的分辨率在水平方向上提高了，所以當(dāng)在水平方向上光學(xué)定標(biāo)形成被顯示圖像部分15的像素時(shí)，沒有犧牲被顯示圖像14的分辨率。
圖11說明了圖像顯示系統(tǒng)10的顯示器件26的一個(gè)實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，如上所述，顯示器件26包括用于調(diào)制入射光的光調(diào)制器90。在一個(gè)實(shí)施例中，光調(diào)制器90包括多個(gè)微反光鏡器件，這些微反光鏡器件被排列形成微反光鏡器件陣列。如此，每一個(gè)微反光鏡器件構(gòu)成顯示器件26的一個(gè)單元或像素。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖11所說明的，顯示器件26還包括光源92、照明光學(xué)部件94、投影光學(xué)部件96和圖像移位器38。光源92為顯示器件26產(chǎn)生光，并且照明光學(xué)部件94引導(dǎo)該光至光調(diào)制器90。如此，光調(diào)制器90調(diào)制該光，并且投影光學(xué)部件96收集并聚焦該光以便產(chǎn)生被顯示圖像14。
照明光學(xué)部件94包括例如一個(gè)彩色轉(zhuǎn)盤，一個(gè)結(jié)合桿(integrating rod)和多個(gè)聚光光學(xué)部件，每一個(gè)聚光光學(xué)部件位于光源92和光調(diào)制器90之間的光學(xué)路徑上。如此，照明光學(xué)部件94產(chǎn)生和引導(dǎo)均勻光至光調(diào)制器90。光調(diào)制器90調(diào)制從照明光學(xué)部件94接收的光以便根據(jù)例如圖像子幀30來產(chǎn)生被顯示圖像14。
投影光學(xué)部件96包括例如一個(gè)或多個(gè)光學(xué)或投影元件，它們位于在光調(diào)制器90之后的光學(xué)路徑上用于折射、反射和/或散射來自光調(diào)制器90的光。如此，投影光學(xué)部件96投影圖像子幀30以便形成被顯示圖像14。如上所述，圖像移位器38移位圖像子幀30的顯示以便產(chǎn)生被顯示圖像14。
在一個(gè)實(shí)施例中，投影光學(xué)部件96光學(xué)定標(biāo)由第一子幀301和第二子幀302產(chǎn)生的被顯示圖像，如上所述。如此，投影光學(xué)部件96包括一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件，該光學(xué)元件在一個(gè)方向上定標(biāo)或拉伸該被顯示圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，投影光學(xué)部件96包括變形透鏡97，該變形透鏡97可以位于在光調(diào)制器90之后的光學(xué)路徑上以便在一個(gè)方向上光學(xué)定標(biāo)或拉伸被顯示圖像。
變形透鏡97具有等于被顯示圖像14的所期望定標(biāo)的修正因數(shù)。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，變形透鏡97具有等于圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的寬高比與顯示器件26的寬高比的比率的修正因數(shù)。例如，在上面所述的所說明實(shí)施例中，變形透鏡97具有4/3修正因數(shù)(即(16/9)/(4/3))。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖11所示，圖像移位器38位于光調(diào)制器90之后并在投影光學(xué)部件96之前的光學(xué)路徑上。如此，圖像移位器38能夠在投影光學(xué)部件96進(jìn)行投影之前移位圖像幀28的圖像子幀30的顯示。圖像移位器38的附加實(shí)施例在例如相關(guān)的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/242,545中描述，該美國(guó)專利申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在此作為參考引入。
盡管圖像12的圖像數(shù)據(jù)16的寬高比和顯示器件26的寬高比分別被舉例說明和描述為16∶9和4∶3，應(yīng)該理解，圖像數(shù)據(jù)16和顯示器件26的其它寬高比也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，盡管圖像12的圖像子幀30被舉例說明和描述為在水平方向上偏移和顯示，應(yīng)該理解，圖像子幀30可以在垂直方向上偏移和顯示。如此，圖像顯示系統(tǒng)10能夠被用于在垂直方向上光學(xué)定標(biāo)被顯示圖像。此外，可以該變變形透鏡97的修正因數(shù)以便改變被顯示圖像14的光學(xué)定標(biāo)。
盡管出于描述優(yōu)選實(shí)施例的目的而在這里說明和描述了具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員都理解，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以用為獲得相同目的而計(jì)算的交換和/或相等執(zhí)行的廣泛變化來替換所示和描述的具體實(shí)施例。化學(xué)、機(jī)械、機(jī)電、電子和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，本發(fā)明可以在非常廣泛的變化實(shí)施例中執(zhí)行。本申請(qǐng)意圖覆蓋這里所討論的優(yōu)選實(shí)施例的任何適用或變化。因此，很顯然，本發(fā)明只受權(quán)利要求書及其等同物的限制。
權(quán)利要求
1.一種用具有第二寬高比的顯示器件(26)顯示具有第一寬高比的圖像(12)的方法，該方法包括接收該圖像的圖像數(shù)據(jù)(16)；緩沖圖像數(shù)據(jù)和以第一寬高比來產(chǎn)生該圖像的幀(28)；以該第二寬高比定義圖像的幀的第一子幀(301)和第二子幀(302)，包括在一個(gè)方向上在空間上使第二子幀偏移于第一子幀；和用該顯示器件在第一位置上顯示第一子幀和在空間上偏移于第一位置的第二位置上顯示第二子幀之間進(jìn)行交替，包括在該一個(gè)方向上光學(xué)定標(biāo)該第一子幀的被顯示圖像和該第二子幀的被顯示圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中圖像數(shù)據(jù)包括圖像的各個(gè)像素(18)，其中第一子幀和第二子幀的每一個(gè)都包括圖像的多個(gè)像素，并且其中在顯示第一子幀和第二子幀之間的交替包括在該一個(gè)方向上重疊第一子幀和第二子幀的像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在顯示第一子幀和第二子幀之間的交替包括在該一個(gè)方向上顯示圖像并有效地提高該圖像的分辨率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中光學(xué)定標(biāo)第一子幀的被顯示圖像和第二子幀的被顯示圖像包括在一個(gè)方向上拉伸第一子幀的被顯示圖像和第二子幀的被顯示圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一寬高比和第二寬高比在水平維上是不同的，并且其中光學(xué)定標(biāo)第一子幀的被顯示圖像和第二子幀的被顯示圖像包括在該水平維上光學(xué)定標(biāo)第一子幀的被顯示圖像和第二子幀的被顯示圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中光學(xué)定標(biāo)第一子幀的被顯示圖像和第二子幀的被顯示圖像包括在該一個(gè)方向上以第一寬高比與第二寬高比的比率來光學(xué)定標(biāo)第一子幀的被顯示圖像和第二子幀的被顯示圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在空間上使第二子幀偏移于第一子幀包括以水平距離和垂直距離之一來使第二子幀偏移于第一子幀，其中在顯示第一子幀和第二子幀之間的交替包括以該水平距離和垂直距離之一來使第二子幀的顯示移位于第一子幀的顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中水平距離和垂直距離的每一個(gè)都包括一個(gè)像素的近似一半。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中定義第一子幀和第二子幀包括調(diào)節(jié)第一子幀和第二子幀的分辨率至顯示器件的分辨率。
10.一種用具有第二寬高比的顯示器件(26)顯示具有第一寬高比的圖像(12)的方法，該方法包括接收該圖像的幀(28)的圖像數(shù)據(jù)(16)；用該顯示器件顯示該圖像的幀的被顯示圖像(14)，包括在一個(gè)方向上提高該被顯示圖像的分辨率；和在該一個(gè)方向上光學(xué)定標(biāo)該被顯示圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中接收該圖像數(shù)據(jù)包括為圖像的幀定義第一子幀(301)和在該一個(gè)方向上空間上偏移于第一子幀的第二子幀(302)，和其中顯示該被顯示圖像包括在第一位置上顯示第一子幀和在空間上偏移于該第一位置的第二位置上顯示第二子幀之間交替。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中接收該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括緩沖圖像數(shù)據(jù)和以第一寬高比產(chǎn)生圖像的幀，和其中為圖像的幀定義第一子幀和第二子幀包括以第二寬高比定義第一子幀和第二子幀。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中在顯示第一子幀和第二子幀之間的交替包括在該一個(gè)方向上重疊第一子幀的像素(18)和第二子幀的像素(18)以便在該一個(gè)方向上提高被顯示圖像的分辨率。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中光學(xué)定標(biāo)被顯示圖像包括以第一寬高比與第二寬高比的比率來光學(xué)定標(biāo)被顯示圖像。
15.一種顯示具有第一寬高比的圖像(12)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括適于接收?qǐng)D像的幀(28)的圖像處理單元(24)；和具有第二寬高比并且適于產(chǎn)生該圖像的所述幀的被顯示圖像(14)的顯示器件(26)，其中顯示器件適于在一個(gè)方向上提高被顯示圖像的分辨率并且適于在該一個(gè)方向上光學(xué)定標(biāo)被顯示圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中使圖像處理單元適于為圖像的幀定義第一子幀(301)和在該一個(gè)方向上空間上偏移于第一子幀的第二子幀(302)，并且其中顯示器件適于交替顯示在第一位置上的第一子幀和在空間上偏移于第一位置的第二位置上的第二子幀。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括緩沖器(22)，適于接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)和緩沖該圖像數(shù)據(jù)以便以第一寬高比來產(chǎn)生該圖像的幀，和其中圖像處理單元適于以第二寬高比來定義第一子幀和第二子幀。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中顯示器件適于在該一個(gè)方向上重疊第一子幀的像素(18)和第二子幀的像素(18)以便提高在該一個(gè)方向上的被顯示圖像的分辨率。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中顯示器件適于以第一寬高比與第二寬高比的比率來光學(xué)定標(biāo)被顯示圖像。
全文摘要
一種用具有第二寬高比的顯示器件(26)顯示具有第一寬高比的圖像(12)的方法，該方法包括接收?qǐng)D像的圖像數(shù)據(jù)(16)，緩沖圖像數(shù)據(jù)和以第一寬高比來產(chǎn)生圖像的幀(28)，以第二寬高比來定義圖像的幀的第一子幀(301)和第二子幀(302)，包括在一個(gè)方向上在空間上使第二子幀偏移于第一子幀；和使用顯示器件在第一位置上顯示第一子幀和在空間上偏移于第一位置的第二位置上顯示第二子幀的顯示之間進(jìn)行交替，包括在該一個(gè)方向上光學(xué)定標(biāo)該第一子幀的被顯示圖像和該第二子幀的被顯示圖像。
文檔編號(hào)G06T3/40GK1530882SQ20031012032
公開日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
發(fā)明者J·R·科爾, D·A·威廉斯, M·A·帕特, J R 科爾, 威廉斯, 帕特 申請(qǐng)人:惠普開發(fā)有限公司